CN117189840A - 具有影响链条系统nvh性能的模式的张紧器引导件或臂的面 - Google Patents

Abstract

一种模式，该模式用于应用到与链条接触的张紧器臂、引导件或阻尼器的面以有意地分解链节的背部与张紧器臂、引导件或阻尼器面之间的链条接触力。这样做是为了防止与引起链条系统内NVH的链条相关阶次一致，或者是为了增加整体NVH以模糊链条相关阶次。

Description

具有影响链条系统NVH性能的模式的张紧器引导件或臂的面

技术领域

本发明涉及一种张紧器臂、引导件或阻尼器的面，并且更具体地涉及一种应用于张紧器臂、引导件或阻尼器的面以影响链条系统噪声、振动、声振粗糙度(NVH)的独特模式。

背景技术

链条或齿形带传动受到振荡激励。例如，可以在发动机曲轴和凸轮轴之间使用链条或齿形带传动。振荡激励可以是曲轴的扭转振动和/或来自气门机构和/或燃料泵的波动扭矩负载。

链条应用(正时或传动系统)可能需要链条的背部与张紧器引导件、臂或阻尼器的面之间的接触来控制链条运动。链条和面之间的接触可导致接合噪声，接合噪声可增加NVH，降低链条系统的感知性能。特别地，链条与面的接触力可以与链条相关阶次(诸如节距频率)一致，引起附加激励和不可接受的性能。与每轴转数的事件数量相关的阶次是每单位时间的事件数量。

链条系统的NVH通常由节距阶次引起，NVH是与链条的每个链节与链轮和张紧器的接合，以及由于引导排中的链节到非引导排中的链节的接合差异或沿着链条的链节的齿的侧面过渡而在半节距和两倍节距阶次处发生的接合差异相关联的噪声。节距阶次等于主动链轮上的齿数。因此，如果主动链轮具有40个齿，则一个链轮转数等于第40阶次并且被称为节距阶次。频率(Hz)则可表示为：(阶次数×rpm)/60。

图1示出了常规链条系统1。该链条系统1具有经由齿形链8连接到主动链轮2的从动链轮6。齿形链8具有多个链节5，多个链节5经由联接元件7联接在一起。链节5的齿3与从动链轮6和主动链轮2的齿接合。第一张紧器10邻近链条8的第一段8a而存在，以保持第一段8a上的张力，并且第二张紧器12邻近链条8的第二段8b，以保持第二段8b上的张力。通过第一张紧器10和第二张紧器12在链节5的背部上在链条段8a和链条段8b的某些区域处的偏置接触来保持张力，使链条段8a和链条段8b朝向彼此偏置。

图2示出了常规第一张紧器10或第二张紧器12的实例。张紧器10和张紧器12具有安装支架62，安装支架62具有从其垂直延伸的枢转轴64。具有止动件69的轴65平行于枢转轴64。枢转轴64接纳臂68。臂68优选地具有单件主体78，单件主体78具有第一端68a、第二端68b和光滑的链条滑动表面74，链条滑动表面74在第一端68a和第二端68b之间延伸主体的大部分，链条滑动表面74与链条段8a或链条段8b相互作用。更具体地，链条滑动表面74与链节5的与齿3相对的背部9相互作用。主体78的第一端68a具有用于接纳枢转轴64的孔(未示出)。

扭转弹簧66存在于安装支架62之间并用于沿一方向偏置臂68。弹簧66的一端68a相对于安装支架62接地，并且弹簧66的第二端66b接触臂68以提供偏置力。

其他现有技术包括凹坑或狭缝以向链条滑动表面提供油以减小链节与张紧器面之间的摩擦或在链条沿着链条滑动表面滑动时引导链条。现有技术不构成主动控制与链条的背部的一致以减少在特定的链条相关阶次处的接合，以降低NVH或增加整体噪声来模糊增加NVH的链条相关阶次的任何模式。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种独特模式被应用到张紧器臂、引导件或阻尼器的面以有意地分解链条的背部与张紧器臂、引导件或阻尼器面之间的链条接触力，以防止与在链条系统内引起NVH的链条相关阶次一致。

根据本发明的另一实施例，应用到张紧器臂、引导件或阻尼器面的面的模式被应用到有意地激发较小噪声量值的非链条相关阶次，因此增加总体噪声水平以掩蔽或模糊引起显著的NVH的这些阶次。

附图说明

图1示出了与张紧器臂、引导件或阻尼器的张紧面表面相互作用的链条驱动系统的示意图。

图2示出了与链条驱动系统一起使用的常规张紧器臂。

图3示出了具有张紧面的张紧器臂的等距视图，该张紧面具有包括直凹槽的模式。

图4示出了具有张紧面的张紧器臂的顶视图，该张紧面具有包括直凹槽的模式。

图5示出了具有张紧面的张紧器臂的等距视图，该张紧面具有包括对角凹槽的模式。

图6示出了具有张紧面的张紧器臂的顶视图，该张紧面具有包括对角凹槽的模式。

图7示出了具有不同轴向链条路径的张紧器臂的透视图。

图8示出了张紧器面几何形状相对于张紧器扭矩量的半节距频率NVH度量的曲线图。

图9示出了张紧器面几何形状相对于张紧器扭矩量的节距频率NVH度量的曲线图。

图10示出了张紧器面几何形状相对于张紧器扭矩量的两倍节距频率NVH度量的曲线图。

图11示出了具有包括可变间距的模式的张紧器臂的透视图。

图12示出了具有包括可变间距的模式的张紧器臂的顶视图。

图13示出了具有包括可变间距和对角凹槽的模式的张紧器臂的顶视图。

图14是将独特模式应用到张紧器臂、引导件或阻尼器的面以改变NVH的方法的流程图。

具体实施方式

图3至图4示出了具有包括直凹槽180的模式的张紧器臂120。张紧器臂120邻近一个链条段或链条段8a和链条段8b两者而存在。每个张紧器臂120具有支架162，支架162经由螺栓孔163连接到传动系统外壳(未示出)。轴165和枢转轴164从安装支架162垂直延伸。轴165平行于枢转轴164。枢转轴164接纳由主体178形成的臂168，主体178具有第一端178a和第二端178b、第一表面188和与第一表面181相对的第二表面183。第二表面183由第一端183a、第二端183b、第一侧183c、第二侧183d和弓形凸台部分185限定。第二表面183从第一端178a到第二端178b包括链条滑动表面174、非接合表面174和凸台部分185。链条滑动表面174具有凹槽180和间隔件181的独特模式，凹槽180和间隔件181与链条段8a和链条段8b中的每一者的链节7的背部5接合或相互作用。该模式包括由宽度为w的间隔件181分开的多个径向凹槽180。在该实施例中，间隔件180的宽度w在整个模式中是恒定的。凹槽181在第一侧183c和第二侧183d之间延伸并且是直的，使得凹槽181相对于第一侧183c或第二侧183d成直角。凹槽180、间隔件181的数量和间隔件181的宽度w可以变化。将凹槽180间隔开的间隔件181的宽度w以及凹槽180的数量有意地分解链条段8a和链条段8b的链节7的背部5与张紧器臂168的链条滑动面174之间的链条接触力，以防止与在链条系统内引起NVH的链条相关阶次一致。

第二表面183的非接合部分175不与链条段8a和链条段8b接合并且延伸到凸台部分185中，凸台部分185限定用于可旋转地接纳枢转轴164的孔186。

在替代实施例中，臂168的主体178可以由多个零件制造。

优选地使用下面示出的等式1.1和1.2来计算独特模式和相关联的凹槽模式间距。模式接合尺寸是凹槽之间的间隔件的宽度。

模式接合尺寸≠pn (1.1)

模式接合尺寸≠p(1/n) (1.2)

其中：

p＝链条节距

n＝任何整数

等式1.1和1.2移除了由于每个链节7的接合以及从链条系统的链条8的链节7的引导件到非引导件排或侧面过渡件的接合差异而引起链条系统的NVH的节距阶次。

图8至图10示出了张紧器面几何形状的实例，该张紧器面几何形状包括如现有技术中的平滑或连续面74，与等式1.1和1.2一起使用来确定凹槽模式间距的整数以及用于确定凹槽模式间距的非整数。例如，整数2导致或p(0.5)。换句话说，凹槽180之间的间距设定为链条的0.5×节距。如图8所示的半节距NVH度量中所示，不具有凹槽的连续面导致0.15Nm的张紧器扭矩量，而使用0.5×节距(整数2)导致0.5Nm的张紧器扭矩量，这导致NVH性能的提高，这与使用连续面相比在链条系统内引起更多的NVH。2.5的非整数导致或p(0.4)。使用0.4×节距导致张紧器扭矩量为0.1Nm，其NVH小于连续面和0.5×节距。

图9示出了节距频率NVH度量。在0.4×节距(非整数2.5)时，张紧器扭矩量为2.5Nm，连续面的张紧器扭矩量为2.8Nm，并且0.5×节距(整数2)的张紧器扭矩量为3.1Nm。使用非整数倍的节距导致比连续面和整数×节距更小的NVH。

图10示出了两倍节距频率NVH度量。在0.4×节距(非整数2.5)时，张紧器扭矩量为1.2Nm，连续面的张紧器扭矩量为1.7Nm，并且0.5×节距(整数2)的张紧器扭矩量为2.3Nm。使用非整数倍的节距导致比连续面和整数×节距更小的NVH。

扭转弹簧166存在于安装支架162和臂185的凸台部分之间，邻近第二表面183的非接合部分174，并作用在臂168上以将臂168朝向链条8偏置。弹簧166的一端166a相对于安装支架162接地，并且弹簧166的第二端166b相对于轴165接地。弹簧166的线圈166c围绕枢转轴164缠绕，并存在于凸台部分185、支架162和张紧器臂168的第二端183b之间。

止动件169存在于轴165上，如果臂168枢转得太远，止动件169可与臂168的凸台部分185相互作用。

图5至图6示出了具有张紧面的张紧器臂220，该张紧面具有包括成角度凹槽或对角凹槽的模式。

枢转轴164接纳由主体178形成的臂168，主体178具有第一端178a和第二端178b、第一表面188和与第一表面188相对的第二表面183。第二表面183由第一端183a、第二端183b、第一侧183c、第二侧183d和弓形凸台部分185限定。第二表面183从第一端178a到第二端178b包括链条滑动表面274、非接合表面175和凸台部分185。链条滑动表面274具有凹槽280和间隔件281的独特模式，凹槽280和间隔件281与链条段8a和链条段8b中的每一者的链节7的背部5接合或相互作用。该模式包括由宽度为w的间隔件281分开的多个径向凹槽280。优选地使用等式1.1和1.2来计算独特模式和相关联的凹槽模式间距。在该实施例中，间隔件281的宽度w在整个模式中是恒定的。凹槽280在第一侧183c和第二侧183d之间延伸并且是成角度的，使得凹槽280相对于第一侧183c或第二侧183d不成90度。最小角度允许整个链条宽度在其与张紧器接触期间越过给定的凹槽。这个角度可以根据张紧器接触长度(x)和链条宽度(y)计算为tan^-1(y/x)。凹槽280和间隔件281的数量可以变化。将凹槽280间隔开的间隔件281的宽度(w)以及凹槽280的数量有意地分解链条段8a和链条段8b的链节7的背部5与张紧器臂168的链条滑动面174之间的链条接触力，以防止与在链条系统内引起NVH的链条相关阶次一致。

第二表面181的非接合部分175不与链条段8a和链条段8b接合并且延伸到凸台部分185中，凸台部分185限定用于可旋转地接纳枢转轴164的孔186。

止动件169存在于轴165上，如果臂168枢转得太远，止动件169可与臂168的凸台部分185相互作用。

图11至图12示出了具有张紧面的替代张紧器臂420，该张紧面具有包括直凹槽的模式。在该实施例中，链条滑动面474的多个凹槽480之间的间隔件481a和间隔件481b的宽度在模式内变化。例如，在所示出的模式中，至少一个间隔件481b具有大于模式的另一个间隔件481a的宽度w的宽度w1。凹槽480在第一侧183c和第二侧183d之间延伸并且是直的，使得凹槽480相对于张紧器臂420的第二表面183的第一侧183c或第二侧183d成直角。

图13示出了具有张紧面674的替代张紧器臂620，张紧面674具有包括对角凹槽或成角度凹槽的模式。在该实施例中，链条滑动面的多个凹槽之间的间隔件的宽度在模式内变化。例如，在所示出的模式中，至少一个间隔件681b具有大于模式的另一个间隔件681a的宽度w的宽度w1。凹槽680在第一侧183c和第二侧183d之间延伸并且是成角度的，使得凹槽680相对于第一侧183c或第二侧183d成小于90度的角度。

图14示出了将独特模式应用到张紧器臂、引导件或阻尼器的面以改变NVH的方法的流程图。

在第一步骤中，确定在链条系统内发生NVH的链条相关阶次(步骤502)。链条相关阶次可以通过计算机模拟或通过链条系统本身的测试来确定。

基于所确定的引起NVH问题的链条相关阶次，创建用于应用到具有多个凹槽和间隔件的张紧器臂、引导件或阻尼器的面的模式(步骤506)。凹槽的具体几何形状可以通过模拟、测试或其组合来确定。该过程通过实验重复进行。应选择凹槽几何形状，以避免减少凹槽几何形状与如等式1.1和1.2中所识别的已知链条相关阶次一致。

然后将模式应用到张紧器臂、引导件或阻尼器的链条滑动面(步骤508)并且该方法结束。

在图8至图10中，确定链条系统在半节距和两倍节距频率处具有已知的NVH问题。分析了两个张紧器面几何形状，发现当凹槽几何形状为0.5×节距时性能较差，但在0.4×节距时性能较好。

图7示出了具有不同轴向链条路径321、322、323的张紧器臂320的透视图的另一实施例，轴向链条路径321、322、323各自由突出部380、凹陷部381形成，突出部380类似于其他实施例中的间隔件，凹陷部381类似于其他实施例中的接触链条段8a和链条段8b的链节的背部的凹槽。在该实施例中，臂320代替其他实施例的臂，并经由孔386附接到支架162的枢转轴164。臂320由主体378形成，主体378具有第一端378a和第二端378b，第一表面388和与第一表面388相对的第二表面383。第二表面383由第一端383a、第二端383b、第一侧383c、第二侧383d和弓形凸台部分385限定。第二表面383从第一端378a到第二端378b包括链条滑动表面374、非接合表面375和凸台部分385。链条滑动表面374具有突出部380和凹陷部381的独特模式，其中凸起部分380存在于轴向链条路径321、322、323的不同区域中以改变链节7的背部5与张紧器臂320相互作用的位置。

代替具有在链条滑动面的两侧之间延伸的凹槽和间隔件，三个不同的轴向路径从臂320的第二表面383的第一侧383c延伸到第二侧383d。每个轴向路径具有一系列设置在不同点处的突出部和凹陷部，使得当张紧器使链条段张紧时，链条接触每个轴向路径的不同突出部和凹下部。类似于上面讨论的带凹槽的实施例，突出部和凹陷部设置成使得链条相关阶次被分解。同样，这些突出部的维数由等式1.1和1.2控制。

用于应用到链条滑动面的模式的实例被示出为应用到张紧器臂，但也可以应用到引导件或阻尼器的链条滑动面而不偏离本发明的范围。

因此，应当理解，本文描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。本文对所绘示的实施例的细节的引用并不旨在限制权利要求的范围，权利要求本身列举了被视为本发明所必需的那些特征。

Claims (15)

1.一种减少链条系统内的噪声、振动和声振粗糙度的方法，包括：

确定在所述链条系统内发生噪声、振动和声振粗糙度的链条相关阶次；

确定哪些链条相关阶次以避免增加；

创建用于应用到张紧器、引导件或阻尼器的面的模式，所述模式包括由具有一定宽度的间隔件分开的多个凹槽，其中所述多个凹槽和所述间隔件相对于所述面的第一边缘和第二边缘成角度，其中所述模式包括模式接合尺寸，所述模式接合尺寸不等于节距的倍数和整数或节距的倍数和整数上的1，使得所述张紧器、引导件或阻尼器的所述面与除了要避免的所述链条相关阶次之外的至少一个链条阶次的所述链条系统的链条接合；以及

将所述模式应用到所述张紧器、引导件或阻尼器的所述面。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述角度小于或等于90度。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述间隔件的所述宽度在所述模式内是恒定的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述间隔件的所述宽度在所述模式内变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述凹槽径向穿过所述张紧器、引导件或阻尼器的所述面。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述凹槽轴向延伸穿过所述张紧器、引导件或阻尼器的所述面。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述凹槽各自形成轴向链条路径。

8.一种用于使链条系统中的链条张紧的张紧器臂，包括：

安装支架，所述安装支架安装到包围所述链条系统的传动系统分动箱，所述安装支架具有从其垂直延伸的枢转轴；

臂，所述臂包括主体，所述主体具有第一端、第二端、第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面从所述第一端到所述第二端包括链条滑动表面、非接合表面和凸台部分，所述凸台部分限定用于可旋转地接纳所述枢转轴的孔，所述第二表面进一步由第一边缘和第二边缘限定；

模式，所述模式应用到所述第二表面的所述链条滑动表面，所述模式包括：相对于所述主体的所述第二表面的所述第一边缘和所述第二边缘成角度的多个凹槽和间隔件，其中所述模式包括模式接合尺寸，所述模式接合尺寸不等于节距的倍数和整数或节距的倍数和整数上的1，使得所述张紧器、引导件或阻尼器的所述面与除了要避免的链条相关阶次之外的至少一个链条阶次的所述链条系统的链条接合；

扭转弹簧，所述扭转弹簧安装在所述安装支架和所述凸台部分之间，邻近所述非接合表面，所述扭转弹簧将所述枢转轴上的所述臂朝向所述链条的一段偏置。

9.根据权利要求8所述的张紧器臂，其中所述凹槽是轴向的并且从所述第一端朝向所述第二端延伸穿过所述链条滑动表面。

10.根据权利要求9所述的张紧器臂，其中所述凹槽各自形成轴向链条路径。

11.根据权利要求8所述的张紧器臂，其中所述角度小于或等于90度。

12.根据权利要求8所述的张紧器臂，其中所述间隔件的所述宽度在所述模式内是恒定的。

13.根据权利要求8所述的张紧器臂，其中所述间隔件的所述宽度在所述模式内变化。

14.根据权利要求8所述的张紧器臂，其中还包括从所述安装支架垂直延伸、平行于所述枢转轴的轴。

15.根据权利要求14所述的张紧器臂，其中所述扭转弹簧的第一端安装到所述轴并且所述扭转弹簧的第二端安装到所述支架。