CN114151520A - 一种张紧器、发动机和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种张紧器、发动机和车辆。张紧器包括：具有轴孔和容纳槽的底座，容纳槽围设在轴孔外；具有转轴和摆臂本体的摆臂，转轴可转动地安装在轴孔内，容纳槽的槽口朝向摆臂本体；张紧机构，设置在容纳槽内，用于向摆臂提供张紧力；和弹性件，套设在转轴上、并支撑在底座和摆臂本体之间，用于改善转轴与轴孔的同轴度。该张紧器，其使用寿命更长久、使用安全性更好。

Description

一种张紧器、发动机和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，更具体地，涉及一种发动机和车辆。

背景技术

目前市场上绝大部分发动机前端附件驱动系统均由曲轴带轮作为主动件，通过皮带驱动诸如水泵、发电机、助力转向泵、空调压缩机等附件。随着发动机的运行，该系统张力会发生变化，所以需要使用张紧器来保持相对稳定的张力，以维持系统正常运行。

相关技术提供了一种张紧器，如图1所示，摆臂1通过转轴6可摆动地安装在底座3上，底板4安装在转轴6上，扭簧5的一端与底座3上的限位结构相配合，扭簧5的另一端与摆臂1上的限位结构相配合，带轮9和轴承7通过螺栓8安装在摆臂1的远离转轴6的一端。扭簧5形变产生的扭力通过摆臂1传递至带轮9、带轮9拉紧皮带，实现张紧皮带。

然而，张紧器在使用一定时间后，容易出现传动异响、皮带异常磨损以及皮带脱落等问题，存在较大的安全隐患。

发明内容

研究发现：张紧器在使用一定时间后，底座3和摆臂1之间的部分(主要是扭簧的轴向两端以及阻尼环)会发生磨损，造成底座3和摆臂1之间的部分配合间隙增大、摆臂的径向晃动量增大，从而会在带轮处产生一倾覆力矩。该倾覆力矩会降低带轮与皮带的共面度，引发传动异响、皮带异常磨损以及皮带脱落等问题。

本发明实施例提供了一种张紧器，其使用寿命更长久、使用安全性更好。

本发明实施例还提供了一种发动机和一种车辆。

本发明实施例提供了一种张紧器，包括：具有轴孔和容纳槽的底座，所述容纳槽围设在所述轴孔外；具有转轴和摆臂本体的摆臂，所述转轴可转动地安装在所述轴孔内，所述容纳槽的槽口朝向所述摆臂本体；张紧机构，设置在所述容纳槽内，用于向所述摆臂提供张紧力；和弹性件，套设在所述转轴上、并支撑在所述底座和所述摆臂本体之间，用于改善所述转轴与所述轴孔的同轴度。

在一示例性实施例中，所述弹性件的弹性回复力沿所述弹性件的轴向、且垂直于所述摆臂本体的摆动平面。

在一示例性实施例中，所述弹性件为碟形弹簧或波形弹簧或螺旋弹簧。

在一示例性实施例中，所述张紧器还包括：阻尼件，所述弹性件的一端压持所述阻尼件于所述底座上、另一端压持在所述摆臂本体上。

在一示例性实施例中，所述阻尼件包括环状的轴向阻尼段，所述轴向阻尼段套设在所述转轴上，所述弹性件的一端压持所述轴向阻尼段于所述底座上。

在一示例性实施例中，所述阻尼件还包括环状的径向阻尼段，所述径向阻尼段伸入所述容纳槽内，所述径向阻尼段的朝向所述弹性件的一端与所述轴向阻尼段的内边缘相连接。

在一示例性实施例中，所述阻尼件设有配合部，所述摆臂设有限位部，所述阻尼件套设在所述转轴上，所述限位部与所述配合部相配合，用于阻止所述阻尼件与所述转轴相对转动。

在一示例性实施例中，所述张紧机构为扭簧，所述扭簧套设在所述转轴上，所述扭簧的一端与所述底座相配合、另一端与所述摆臂相配合。

在一示例性实施例中，所述转轴固定在所述摆臂本体的第一侧，所述张紧器还包括：带轮，可转动地安装在所述摆臂本体的第二侧，且所述带轮的轴线与所述转轴的轴线平行且间隔。

本发明实施例提供的发动机，包括上述任一实施例所述的张紧器。

本发明实施例提供的车辆，包括上述任一实施例所述的发动机。

本发明实施例提供的张紧器，弹性件套设在转轴上、并支撑在底座和摆臂本体之间，对摆臂本体提供沿转轴的轴向的支撑力，该轴向力可以降低摆臂本体在转轴径向上的晃动、提升转轴与轴孔的同轴度，故摆臂更不容易在转轴径向上晃动，摆臂上特别是远离转轴的位置更不容易形成倾覆力矩，底座和摆臂之间的部分也更不容易磨损；即使底座和摆臂之间的部分发生磨损，造成底座和摆臂之间的部分配合间隙增大、摆臂沿转轴径向的晃动量增大，因弹性件支撑在底座和摆臂本体之间，也会阻碍摆臂沿转轴的径向晃动、改善转轴和轴孔的同轴度，使得摆臂上远离转轴的位置形成的倾覆力矩更小；因此，该张力器的使用寿命更长久、使用安全性更好。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为相关技术所述的张紧器的剖视结构示意图；

图2为本发明一实施例所述的张紧器的分解结构示意图；

图3为图2所示张紧器的剖视结构示意图。

其中，图2和图3中附图标记与部件名称之间的关系为：

100底座，110轴孔，120容纳槽，200摆臂，210转轴，220摆臂本体，300扭簧，400弹性件，500阻尼件，510轴向阻尼段，520径向阻尼段，600带轮，700衬套，800底板，900轴承，1000螺栓，1100防尘盖。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本发明实施例提供的张紧器，如图2和图3所示，包括：具有轴孔110和环形的容纳槽120的底座100，容纳槽120围设在轴孔110外；具有转轴210和摆臂本体220的摆臂200，转轴210可转动地安装在轴孔110内，容纳槽120的槽口朝向摆臂本体220的朝向底座100的侧面；张紧机构，设置在容纳槽120内，用于向摆臂200提供张紧力(即：扭力)；和弹性件400，套设在转轴210上、并支撑在底座100和摆臂本体220之间，弹性件400被压缩后形成的弹性回复力沿弹性件400的轴向、且垂直于摆臂本体220的摆动平面，以改善转轴210与轴孔110的同轴度。

该张紧器，弹性件400套设在转轴210上、并支撑在底座100和摆臂本体220之间，对摆臂本体220提供沿转轴210的轴向的支撑力，该轴向力可以降低摆臂本体220在转轴210径向上的晃动、提升转轴210与轴孔110的同轴度，故摆臂200更不容易在转轴210径向上晃动，摆臂200上特别是远离转轴210的位置更不容易形成倾覆力矩，底座100和摆臂200之间的部分也更不容易磨损；即使底座100和摆臂200之间的部分发生磨损，造成底座100和摆臂200之间的部分配合间隙增大、摆臂200沿转轴210径向的晃动量增大，因弹性件400支撑在底座100和摆臂本体220之间，也会阻碍摆臂200沿转轴210的径向晃动、改善转轴210和轴孔110的同轴度，使得摆臂200上远离转轴210的位置形成的倾覆力矩更小；因此，该张力器的使用寿命更长久、使用安全性更好。

在一示例性实施例中，如图2和图3所示，张紧器还包括：阻尼件500，弹性件400的一端压持阻尼件500于底座100上、另一端压持在摆臂本体220上，用于降低摆臂200和底座100的磨损，从而达到延长摆臂200和底座100的使用寿命的目的。

示例地，如图2和图3所示，阻尼件500包括环状的轴向阻尼段510，轴向阻尼段510套设在转轴210上，弹性件400的一端压持轴向阻尼段510于底座100上，弹性件400与底座100为通过轴向阻尼段510间接接触，这样可以更好地降低弹性件400与底座100的磨损。

当轴向阻尼段510以及张紧机构的轴向两端磨损后，轴向阻尼段510的厚度变薄，底座100和摆臂本体220之间的部分的配合间隙会增大，摆臂200会产生一沿转轴210的径向的倾覆力矩。由于弹性件400压缩在轴向阻尼段510与摆臂本体220之间，弹性件400受弹性回复力作用会朝向底座100推动轴向阻尼段510，使轴向阻尼段510保持压持在底座上，而弹性件400伸长弥补轴向阻尼段510的磨损量，并继续在转轴210的轴向支撑摆臂本体220来防止摆臂200沿转轴210的径向晃动，有效降低甚至消除倾覆力矩。

示例地，如图2和图3所示，阻尼件500还包括环状的径向阻尼段520，径向阻尼段520伸入容纳槽120内，径向阻尼段520的朝向弹性件400的一端与轴向阻尼段510的内边缘相连接。在相同阻尼值下，增加轴向阻尼段510的尺寸，则径向阻尼段520的尺寸可以减小，这样底座100上与轴向阻尼段510相配合的侧壁的壁厚就可以设计的更小，底座100的直径也就能够设计的更小，制成的张紧器的体积也就更小，张紧器所需的布置空间也就更小。

示例地，阻尼件500设有配合部，摆臂200设有限位部，阻尼件500套设在转轴210上，限位部与配合部相配合(图中未示出)，用于阻止阻尼件500与转轴210相对转动，即阻尼件500随摆臂200一起摆动，二者不发生相对转动，可以避免弹性件400磨损，保证弹性件400的支撑性能更好。

在一示例性实施例中，如图2和图3所示，张紧机构设置为扭簧300，扭簧300套设在转轴210上，扭簧300的一端与底座100相配合、另一端与摆臂200相配合。即底座100和摆臂本体20上均设置有限位结构，扭簧300的一端抵在底座100的限位结构上，扭簧300的另一端抵在摆臂本体220的限位结构上，扭簧300的扭力驱动摆臂本体220摆动。

转轴210位于摆臂本体220的第一端、并固定在摆臂本体220的第一侧，张紧器还包括带轮600，带轮600位于摆臂本体220的第二端、并可转动地安装在摆臂本体220的第二侧，带轮600的轴线与转轴210的轴线平行、且在转轴210的径向上相间隔。张紧器应用于发动机，带轮600上套设好皮带产生皮带张力。当皮带驱动的各附件(诸如水泵、发电机、助力转向泵、空调压缩机等)处于不同工况时，系统所需张力随之变化，摆臂本体220在一定角度范围内摆动，当系统所需张力突然变化时，扭簧300会迅速形变，阻尼件500通过提供较大的阻尼，可以更好地维持系统的稳定。

当摆臂本体220来回摆动时，阻尼件500与底座100发生相对转动，造成扭簧300的轴向两端、阻尼件500的轴向阻尼段510和径向阻尼段520均发生磨损，当扭簧300的轴向两端、轴向阻尼段510和径向阻尼段520磨损后，阻尼件500的厚度变薄，底座100和摆臂200之间的部分的配合间隙会增大，摆臂200会产生一沿转轴210的径向的倾覆力矩。由于弹性件400压缩在轴向阻尼段510与摆臂本体220之间，弹性件400受弹性回复力作用会朝向底座100推动阻尼件500，使轴向阻尼段510保持压持在底座100上，而弹性件400伸长弥补轴向阻尼段510的磨损量，并继续在转轴210的轴向支撑摆臂本体220来防止摆臂200沿转轴210的径向晃动，降低伸至消除带轮600受到的倾覆力矩的影响，更好地保证带轮600与皮带的共面度，降低伸至消除传动异响、皮带异常磨损以及皮带脱落等问题，提升系统使用安全性。

示例地，弹性件400可以为碟形弹簧(如图2和图3所示)或波形弹簧或螺旋弹簧等，波形弹簧可以为单层波形弹簧或多层波形弹簧，本领域技术人员可以根据需要进行合理选择，均可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本申请的保护范围内。

示例地，如图2和图3所示，底座100通过止口结构套装于转轴210上，转轴210和底座100之间安装衬套700，转轴210的远离摆臂本体220的一端安装有底板800，带轮600内安装有轴承900，轴承900通过螺栓1000固定在摆臂本体220上，带轮600的轴线即为螺栓1000的轴线，防尘盖1100扣装在带轮600上。

示例地，皮带设置为多楔带。

本发明实施例提供的发动机(图中未示出)，包括上述任一实施例所述的张紧器。

本发明实施例提供的发动机，具备上述任一实施例提供的张紧器的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例提供的车辆(图中未示出)，包括上述任一实施例所述的发动机。

本发明实施例提供的车辆，具备上述任一实施例提供的发动机的全部优点，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的张紧器，弹性件套设在转轴上、并支撑在底座和摆臂本体之间，对摆臂本体提供沿转轴的轴向的支撑力，该轴向力可以降低摆臂本体在转轴径向上的晃动、提升转轴与轴孔的同轴度，故摆臂更不容易在转轴径向上晃动，摆臂上特别是远离转轴的位置更不容易形成倾覆力矩，底座和摆臂之间的部分也更不容易磨损；即使底座和摆臂之间的部分发生磨损，造成底座和摆臂之间的部分配合间隙增大、摆臂沿转轴径向的晃动量增大，因弹性件支撑在底座和摆臂本体之间，也会阻碍摆臂沿转轴的径向晃动、改善转轴和轴孔的同轴度，使得摆臂上远离转轴的位置形成的倾覆力矩更小；因此，该张力器的使用寿命更长久、使用安全性更好。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种张紧器，其特征在于，包括：

具有轴孔和容纳槽的底座，所述容纳槽围设在所述轴孔外；

具有转轴和摆臂本体的摆臂，所述转轴可转动地安装在所述轴孔内，所述容纳槽的槽口朝向所述摆臂本体；

张紧机构，设置在所述容纳槽内，用于向所述摆臂提供张紧力；和

弹性件，套设在所述转轴上、并支撑在所述底座和所述摆臂本体之间，用于改善所述转轴与所述轴孔的同轴度。

2.根据权利要求1所述张紧器，其特征在于，所述弹性件为碟形弹簧或波形弹簧或螺旋弹簧，所述弹性件的弹性回复力沿所述弹性件的轴向、且垂直于所述摆臂本体的摆动平面。

3.根据权利要求1所述张紧器，其特征在于，还包括：

阻尼件，所述弹性件的一端压持所述阻尼件于所述底座上、另一端压持在所述摆臂本体上。

4.根据权利要求3所述张紧器，其特征在于，所述阻尼件包括环状的轴向阻尼段，所述轴向阻尼段套设在所述转轴上，所述弹性件的一端压持所述轴向阻尼段于所述底座上。

5.根据权利要求4所述张紧器，其特征在于，所述阻尼件还包括环状的径向阻尼段，所述径向阻尼段伸入所述容纳槽内，所述径向阻尼段的朝向所述弹性件的一端与所述轴向阻尼段的内边缘相连接。

6.根据权利要求3所述张紧器，其特征在于，所述阻尼件设有配合部，所述摆臂设有限位部，所述阻尼件套设在所述转轴上，所述限位部与所述配合部相配合，用于阻止所述阻尼件与所述转轴相对转动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述张紧器，其特征在于，所述张紧机构为扭簧，所述扭簧套设在所述转轴上，所述扭簧的一端与所述底座相配合、另一端与所述摆臂相配合。

8.根据权利要求1至6中任一项所述张紧器，其特征在于，所述转轴固定在所述摆臂本体的第一侧，所述张紧器还包括：

带轮，可转动地安装在所述摆臂本体的第二侧，且所述带轮的轴线与所述转轴的轴线平行且间隔。

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的张紧器。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

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