CN203770558U - 一种发动机用大阻尼低衰减张紧器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及到发动机用张紧器，并且更加具体地涉及到一种发动机用大阻尼低衰减张紧器。一种发动机用大阻尼低衰减张紧器，包括基座、张紧臂和设置于基座内的弹簧和阻尼块，所述基座具有一个基座内圆柱面；所述阻尼块具有一摩擦面，该摩擦面与所述基座内圆柱面贴合，在相对运动时形成摩擦阻尼；所述张紧臂具有一个凸块，在所述张紧臂绕所述基座旋转时，所述凸块推动所述阻尼块运动；所述弹簧类型为圆柱螺旋扭转弹簧，所述弹簧的两个端面即第一端面和第二端面分别与所述阻尼块和基座相抵接，所述弹簧在加载时径向扩张，其外径推动所述阻尼块贴紧所述基座内圆柱面。

Description

一种发动机用大阻尼低衰减张紧器
技术领域
本实用新型涉及到发动机用张紧器，并且更加具体地涉及到一种发动机用大阻尼低衰减张紧器。
背景技术
人们对汽车发动机振动和噪音问题要求越来越严格，带阻尼机构的自动式皮带张紧器能够很好地解决发动机前端附件面的振动和噪音问题，但目前阻尼机构技术大都存在阻尼力不足或阻尼衰减剧烈的问题。
如图6、图7所示为现有技术的一种典型代表，装配后，碟形弹簧25被轴向压缩，并产生轴向力，推动阻尼件26与盖板27在两者结合面28处贴紧，阻尼件26的材料为耐磨尼龙，当张紧器工作时，阻尼件26与盖板27发生相对转动，因此在结合面28产生摩擦阻尼，这种技术，需要碟形弹簧25具有较大钢度，即碟形弹簧在轴向上非小的压缩量产生较大的轴向力，通常使用的钢度水平接近2000N/mm，这就造成所有相关零件在轴向上的累积制造公差，对轴向力影响非常大，所获得的阻尼力不稳定，另外，在产品使用过程中，由于摩擦磨损会造成零件轴向尺寸的变化，碟形弹簧25的压缩量会减小，进而影响阻尼力，阻尼衰减可以达到50%以上。
如图8、图9所示为现有技术的另一种典型代表，装配后，弹簧30被加载，这种技术的弹簧加载方式为拉动（区别于本专利的推动）弹簧两端第一挂钩32和第二挂钩33，弹簧被加载后，其内径缩小，阻尼套29在圆周上被弹簧内径抱紧，并紧贴张紧臂31的圆柱面34，在张紧器工作时，阻尼套29与张紧臂31的圆柱面34发生相对转动，因此产生摩擦阻尼，这种技术，因为摩擦阻尼的正压力来源只有一个，因此摩擦阻尼扭矩与弹簧扭矩比值很难超过0.6，不能满足一些需要大阻尼的系统要求。
实用新型内容
本实用新型提供一种发动机用大阻尼低衰减张紧器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 
一种发动机用大阻尼低衰减张紧器，包括基座、张紧臂和设置于基座内的弹簧和阻尼块， 所述基座具有一个基座内圆柱面；所述阻尼块具有一摩擦面，该摩擦面与所述基座内圆柱面贴合，在相对运动时形成摩擦阻尼；所述张紧臂具有一个凸块，在所述张紧臂绕所述基座旋转时，所述凸块推动所述阻尼块运动；所述弹簧类型为圆柱螺旋扭转弹簧，所述弹簧的两个端面即第一端面和第二端面分别与所述阻尼块和基座相抵接，所述弹簧在加载时径向扩张，其外径推动所述阻尼块贴紧所述基座内圆柱面。
基座内圆柱面与阻尼块相对运动产生摩擦阻尼，张紧臂绕基座旋转推动阻尼块运动，而阻尼块带动弹簧扭转，提供张紧器所需扭矩，并且与张紧臂共同作用形成合力，提供摩擦阻尼的第一正压力，同时，弹簧在扭转时外径扩张，推动阻尼块贴紧基座内圆柱面，形成摩擦阻尼的第二正压力，由于第一正压力和第二正压力同时作用，所以形成大摩擦阻尼，阻尼扭矩与弹簧扭矩比值可达0.85以上。由于第一正压力与第二正压力均来源于弹簧提供的扭矩，（并且大小与弹簧扭矩线性相关），在产品使用过程中，由于摩擦磨损造成的零件尺寸的变化，对弹簧被加载时扭转的角度影响极其轻微，因此弹簧扭矩变化非常小，阻尼衰减主要因素为弹簧自身扭矩衰减，在整个寿命周期内，其值不超过15%。
作为优选，所述阻尼块具有两个端面即第三端面和第四端面，分别与所述弹簧的第一端面和张紧臂上的凸块贴合，在所述弹簧加载时与所述凸块形成合力，提供摩擦阻尼第一正压力。
作为优选，所述阻尼块具有一个内圆柱面，在所述弹簧加载并径向扩张时与所述弹簧外径压紧，提供摩擦阻尼第二正压力。
作为优选，阻尼块由阻尼套和骨架组合而成，骨架为刚性结构，阻尼套由弹性材料制成，阻尼套和骨架两者之间的结合部设置有凹凸配合的啮合齿。
本实用新型的发动机用大阻尼低衰减张紧器阻尼较大，并且在整个寿命周期内阻尼衰减轻微。 
附图说明
图1是本实用新型发动机用大阻尼低衰减张紧器一个较佳实例的张紧器位置和皮带绕向的示意图；
图2是图1所示发动机用大阻尼低衰减张紧器A-A剖视图；
图3是图2所示发动机用大阻尼低衰减张紧器B-B剖视图，示出了各零件的受力关系；
图4是本实用新型阻尼块的结构示意图；
图5是本实用新型张紧臂的结构示意图；
图6是现有的一种张紧器的结构示意图；
图7是图6所示张紧器的剖视示意图；
图8是现有的一种张紧器的结构示意图；
图9是图8所示张紧器的剖视示意图；
图1-5中各部件标记如下：1.第一带段，2.第二带段，3.基座，4.弹簧，5.阻尼块，6.张紧臂，7.衬套，8.芯轴，9.带轮，10.防尘盖，11.轴承，12.螺钉，13.基座内圆柱面，14.摩擦面，15. 第三端面，16. 第一端面，17. 第二端面，18.第四端面，19. 凸块，20. 阻尼套，21.骨架，22.啮合齿，23. 内圆柱面，24. 张紧臂内圆柱面。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。
如图1和图2所示的一种发动机用大阻尼低衰减张紧器，包括基座3、芯轴8、张紧臂6和设置于基座内的弹簧4和阻尼块5。基座具有一个基座内圆柱面13；阻尼块具有一摩擦面14，该摩擦面与基座内圆柱面贴合，在相对运动时形成摩擦阻尼。张紧臂具有一个凸块19，在张紧臂绕基座旋转时，凸块推动阻尼块运动。弹簧类型为圆柱螺旋扭转弹簧，弹簧的两个端面即第一端面16和第二端面17分别与阻尼块和基座相抵接，弹簧在加载时径向扩张，其外径推动阻尼块贴紧基座内圆柱面。
基座3与芯轴8过盈联接，带轮9、防尘盖10、轴承11和螺钉12与张紧臂6配合设置并可绕芯轴8为中心旋转，张紧臂6与芯轴8之间用衬套7隔开。
阻尼块具有两个端面即第三端面15和第四端面18，分别与弹簧的第一端面和张紧臂上的凸块贴合，在弹簧加载时与凸块形成合力，提供摩擦阻尼第一正压力。阻尼块具有一个内圆柱面23，在弹簧加载并径向扩张时与弹簧外径压紧，提供摩擦阻尼第二正压力。
参照图4，阻尼块5由阻尼套20和骨架21组合而成，骨架21为刚性结构，可用铸钢、粉末冶金或其它具有一定强度且易成型的材料制成，阻尼套20由弹性材料制成，材料可采用耐磨尼龙。制作时，骨架外圆周面注塑一层弹性结构形成阻尼套。阻尼套20和骨架21两者之间的结合部设置有凹凸配合的啮合齿22，以限制相对旋转运动。骨架整体呈半圆形结构，其纵剖面呈L形，L形内侧为前述的内圆柱面；阻尼套包裹在骨架的外表面，阻尼套也称L形。
参照图1，在发动机前端附件轮系中，张紧器处于工作位置并达到平衡，第一带段1和第二带段2施加给张紧器的张力F形成合力P。
参照图3和图5，张紧臂6将自身所受合力P在凸块19的侧面与阻尼块的第四端面18贴合处传递给阻尼块5，并受阻尼块5反作用力P’，阻尼块5将P在第三端面15与弹簧的第一端面16贴合处传递给弹簧4，并受弹簧4反作用力P1， P和P1的合力P2为阻尼块5所受法向正压力，此为摩擦阻尼第一正压力，在基座内圆柱面13与阻尼块5的摩擦面14形成摩擦阻尼。力P由弹簧产生的扭矩W平衡，弹簧4在第二端面17处被基座3限制旋转。
参照图3，弹簧4在受力P的作用后被加载，其外径扩张压紧内圆柱面23，产生径向分布的压力△f，在阻尼块5外摩擦面14的法向上形成合力P3，此为摩擦阻尼第二正压力。另外，弹簧4外径扩张时压紧张紧臂内圆柱面24，产生径向分布的压力△f，在张紧臂内圆柱面24的法向上形成合力P3’，与合力P3平衡。
区另于现有技术，本实用新型提高了张紧器的阻尼，并且在整个寿命周期内阻尼衰减轻微。基座内圆柱面与阻尼块相对运动产生摩擦阻尼，张紧臂绕基座旋转推动阻尼块运动，而阻尼块带动弹簧扭转，提供张紧器所需扭矩，并且与张紧臂共同作用形成合力，提供摩擦阻尼的第一正压力，同时，弹簧在扭转时外径扩张，推动阻尼块贴紧基座内圆柱面，形成摩擦阻尼的第二正压力，由于第一正压力和第二正压力同时作用，所以形成大摩擦阻尼，阻尼扭矩与弹簧扭矩比值可达0.85以上。由于第一正压力与第二正压力均来源于弹簧提供的扭矩，（并且大小与弹簧扭矩线性相关），在产品使用过程中，由于摩擦磨损造成的零件尺寸的变化，对弹簧被加载时扭转的角度影响极其轻微，因此弹簧扭矩变化非常小，阻尼衰减主要因素为弹簧自身扭矩衰减，在整个寿命周期内，其值不超过15%。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构或等效流程交换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包含在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种发动机用大阻尼低衰减张紧器，包括基座、张紧臂和设置于基座内的弹簧和阻尼块，其特征在于：
所述基座具有一个基座内圆柱面；
所述阻尼块具有一摩擦面，该摩擦面与所述基座内圆柱面贴合，在相对运动时形成摩擦阻尼；
所述张紧臂具有一个凸块，在所述张紧臂绕所述基座旋转时，所述凸块推动所述阻尼块运动；
所述弹簧类型为圆柱螺旋扭转弹簧，所述弹簧的两个端面即第一端面和第二端面分别与所述阻尼块和基座相抵接，所述弹簧在加载时径向扩张，其外径推动所述阻尼块贴紧所述基座内圆柱面。
2.根据权利要求1所述的发动机用大阻尼低衰减张紧器，其特征在于：所述阻尼块具有两个端面即第三端面和第四端面，分别与所述弹簧的第一端面和张紧臂上的凸起贴合，在所述弹簧加载时与所述凸起形成合力，提供摩擦阻尼第一正压力。
3.根据权利要求1或2所述的发动机用大阻尼低衰减张紧器，其特征在于：所述阻尼块具有一个内圆柱面，在所述弹簧加载并径向扩张时与所述弹簧外径压紧，提供摩擦阻尼第二正压力。
4.根据权利要求1或2所述的发动机用大阻尼低衰减张紧器，其特征在于：阻尼块由阻尼套和骨架组合而成，骨架为刚性结构，阻尼套由弹性材料制成，阻尼套和骨架两者之间的结合部设置有凹凸配合的啮合齿。
5.根据权利要求3所述的发动机用大阻尼低衰减张紧器，其特征在于：阻尼块由阻尼套和骨架组合而成，骨架为刚性结构，阻尼套由弹性材料制成，阻尼套和骨架两者之间的结合部设置有凹凸配合的啮合齿。
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