ES2395554T3

ES2395554T3 - Sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación

Info

Publication number: ES2395554T3
Application number: ES02739396T
Authority: ES
Inventors: Keming Liu; Alexander Serkh
Original assignee: Gates Corp
Current assignee: Gates Corp
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2002-05-23
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-05-23
Also published as: TR200302050T2; HUP0600107A2; BR0208779B1; BR0208779A; US6609988B1; RU2272947C2; JP2004536259A; MXPA03012061A; AU2002312046B2; RU2003137003A; PL204188B1; CA2443451C; WO2002095262A3; WO2002095262A2; KR100565917B1; CN100561008C; CN1554000A; JP3926268B2; EP1390643A2; KR20040011509A

Abstract

Un sistema de transmisión accesoria que comprende:una polea conductora (18);al menos una polea impulsada (20, 22, 24) conectada al menos a un componente del sistema;una correa (16) que conecta la polea conductora con la polea impulsada;un tensor (10) para mantener una tensión en la correa, comprendiendo el tensor un brazo (52) para recibir unacarga de correa y montado por pivote a una base (42), una polea (12) montada sobre el brazo que se acopla ala correa de transmisión, un miembro de empuje (44) que se acopla a la base y un miembro amortiguador (34)que tiene una superficie de fricción que se acopla a la base;el miembro amortiguador que se acopla al brazo en un punto del pivote (55);el miembro de empuje que se acopla al miembro amortiguador en un primer punto de contacto y en un segundopunto de contacto, de tal manera que la carga de la correa imprime una fuerza normal sobre la superficie defricción; yel miembro amortiguador que amortigua un movimiento del brazo al tener una fuerza amortiguadora asimétrica,en el que una fuerza amortiguadora en una dirección de carga es superior a una fuerza amortiguadora en unadirección de descarga; caracterizado porquela relación de la fuerza amortiguadora en la dirección de carga respecto a la fuerza amortiguadora en ladirección de descarga está en el intervalo comprendido entre 1,5 y 5,en el que el tensor está situado en el sistema en una ubicación inmediatamente antes del componente delsistema que tiene la mayor inercia rotacional efectiva en una dirección de movimiento de la corea.

Description

Sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación

Campo de la invención

La invención se refiere a transmisiones accesorias del extremo delantero, y más particularmente a sistemas de transmisión por correa que tienen un tensor asimétrico de amortiguación.

Antecedentes de la invención

La mayoría de los motores usados para automóviles y similares incluyen un número de sistemas accesorios impulsados por correa que son necesarios para el funcionamiento apropiado del vehículo. Los sistemas accesorios pueden incluir un alternador, un compresor acondicionador de aire y una bomba de servodirección.

Los sistemas accesorios están generalmente montados sobre una superficie delantera del motor. Cada accesorio tiene una polea montada sobre eje para recibir potencia desde alguna forma de la transmisión por correa. En los primeros sistemas, cada accesorio estaba impulsado por una correa separada que corría entre el accesorio y el eje del cigüeñal. Debido a las mejoras en la tecnología de correas, las correas serpentinas sencillas se usan ahora generalmente en la mayoría de las aplicaciones. Una correa serpentina sencilla guiada entre los varios componentes accesorios impulsa los accesorios. El eje del cigüeñal del motor impulsa la correa serpentina.

Ya que la correa serpentina debe guiarse a todos los accesorios, se ha hecho generalmente más larga que sus predecesoras. Para que funcione apropiadamente, la correa se instala con una tensión predeterminada. Cuando funciona, se estira ligeramente sobre su longitud. Esto da como resultado un descenso en la tensión de la correa, lo que puede provocar que la correa patine. Consecuentemente, se usa un tensor de correa para mantener la tensión apropiada de la correa cuando la correa se estira durante su uso.

Cuando un tensor de correa funciona, la correa en funcionamiento puede provocar oscilaciones en el muelle del tensor. Estas oscilaciones son indeseables, ya que pueden provocar un desgaste prematuro de la correa y del tensor. Por lo tanto, se añade un mecanismo de amortiguación al tensor para amortiguar las oscilaciones operativas.

Se han desarrollado varios mecanismos de amortiguación. Incluyen varios amortiguadores de fluido viscoso, mecanismos basados en las superficies friccionales que se deslizan o interactúan entre sí, y amortiguadores que usan una serie de muelles que interactúan. Para la mayor parte estos mecanismos de amortiguación funcionan en una única dirección resistiendo un movimiento de una correa en una dirección. Esto generalmente da como resultado vibraciones no amortiguadas que existen en una correa durante el funcionamiento cuando el brazo del tensor oscila entre posiciones cargadas y no cargadas.

Los sistemas de la técnica anterior se basan en un tensor montado para ser compatible con el fin de seguir el movimiento de la correa. Normalmente el tensor se monta con una baja velocidad de amortiguación para facilitar este cumplimiento. Como resultado los sistemas de la técnica anterior funcionan de una manera insatisfactoria durante los cambios de carga. La transmisión accesoria funciona normalmente cuando el motor se pone en funcionamiento a unas RPM estables. El tensor que empuja contra la correa mantendría una tensión en el tramo. Generalmente, el tensor está “corriente abajo” del eje del cigüeñal en una dirección del movimiento de la correa. La amortiguación estaba montada para que el tensor amortiguara la mayor parte de la vibración en la cinta en funcionamiento. Un tensor representativo de la técnica se desvela en el documento EP 0967412, que desvela el preámbulo de la reivindicación 1.

Los problemas aparecen cuando la velocidad del motor se cambia rápidamente, en el intervalo comprendido entre 5000 y 10000 RPM/seg. En este caso, los accesorios tales como el alternador continúan impulsando la correa después de una reducción de velocidad debido a la inercia rotacional. Esto provoca que la correa sobre el lado “corriente abajo” del eje del cigüeñal se tense, cargando el tensor. Si la velocidad de amortiguación en el tensor es demasiado baja el tensor será incapaz de resistir el incremento en la tensión de la correa y el brazo se moverá en una dirección alejada de la correa. Como resultado, el tensor no mantiene suficiente tensión en la correa. Esto permitirá que la correa se deslice sobre la polea del eje del cigüeñal, ya que la correa ahora se está impulsando hacia el eje del cigüeñal, provocando chirridos. Los sistemas de la técnica anterior se basan en medios para bloquear el brazo del tensor en la dirección de carga para impedir la disminución en la tensión de la correa. Sin embargo, el bloqueo del tensor impide que el tensor realice su función del corolario de vibraciones de amortiguación en la correa.

Representativa de la técnica anterior es la patente de Estados Unidos nº 5.439.420 de Meckstroth y col., que desvela un sistema de transmisión accesoria que incluye un tensor que tiene un regulador para controlar el movimiento rotacional del brazo con el brazo que es capaz de girar libremente en la dirección en la que la tensión de la correa aumenta y con el regulador que resiste el movimiento del brazo en la dirección en la que la tensión en la correa disminuye.

La técnica anterior también enseña un procedimiento para disponer accesorios del motor para que el orden de la fuerza de la inercia rotacional sea la mayor para el accesorio más cercano a la polea del eje del cigüeñal como se ve desde el lado ajustado de la correa. Esto se enseña en la patente de Estados Unidos nº 4.959.042 de Tanaka. Este procedimiento no se basa en las características operativas del tensor, sino que se basa en la dinámica del orden escalonado de los accesorios en base a la inercia rotacional.

Los sistemas de la técnica anterior dependen de un tensor de bloqueo o de una disposición mecánica particular para dirigirse al problema de alto índice de cambio de la velocidad el motor. Ningún sistema resuelve los problemas duales de prevención de chirridos durante los cambios de velocidad mientras continúan amortiguando las vibraciones de la correa. Además, los sistemas de la técnica anterior, en el caso de Mechstroth son complejos y caros, requiriendo dispositivos mecánicos complejos para controlar el movimiento de un brazo tensor. Los sistemas de la técnica anterior son relativamente grandes requiriendo espacio sobre la superficie del motor. El procedimiento de Tanaka no se dirige por completo al problema de las altas velocidades de desaceleración, basándose en su lugar en la disposición de los componentes que no vencen por completo la tensión de la correa durante la desaceleración.

Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tenga un tensor asimétrico de amortiguación. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación capaz de proporcionar una mayor tensión de correa durante cambios rápidos en la velocidad del motor. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tenga una mayor fricción de amortiguación en una dirección de carga que en una dirección de descarga. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tenga un coeficiente de asimetría en un exceso de 1,5. La presente invención cumple estas necesidades.

Resumen de la invención

La presente invención proporciona un sistema de transmisión accesoria de acuerdo con las reivindicaciones.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tiene una mayor fricción de amortiguación en una dirección de carga que en una dirección de descarga.

Otro aspecto de la invención es proporcionar un sistema de transmisión por correa con tensor asimétrico de amortiguación que tiene un coeficiente de asimetría en un exceso de 1,5.

Otros aspectos de la invención se señalarán o serán obvios por la siguiente descripción de la invención y los dibujos acompañantes.

La invención comprende un sistema con tensor asimétrico de amortiguación para transmisiones por correa en un motor. Se conecta una correa entre una polea transmisora en un eje del cigüeñal y cualquier número de poleas impulsadas. Cada polea impulsada se conecta a un accesorio tal como un alternador, bomba de servodirección, compresor o similar. El tensor se coloca en cualquier sitio antes del primer componente de inercia efectiva significativa, en la dirección del movimiento de la correa. Se usa un miembro de empuje en el tensor para mantener una tensión en la correa. El tensor comprende además un mecanismo de amortiguación para amortiguar las vibraciones de la correa provocadas por el funcionamiento del motor. La fricción de la amortiguación del tensor es desigual o asimétrica, dependiendo de la dirección del movimiento del brazo del tensor. Durante la aceleración la fricción de la amortiguación del tensor en la dirección de descarga es significativamente inferior a la fricción de la amortiguación en la dirección opuesta, de carga, como en el caso durante la desaceleración. La fricción inferior de la amortiguación durante la aceleración permite que el brazo del tensor se ajuste rápidamente al incremento en la longitud de la correa provocado por la aceleración. La mayor fricción de la amortiguación durante la desaceleración impide que el brazo del tensor se mueva demasiado lejos en la dirección de carga provocando de esa manera deslizamiento.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos acompañantes, que se incorporan y forman una parte de la memoria, ilustran realizaciones preferentes de la presente invención, y junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.

La FIG. 1 es una vista frontal esquemática de un sistema de transmisión accesoria del extremo delantero, no de acuerdo con la invención, que incluye un tensor de correa que tiene un mecanismo de amortiguación. La FIG. 2 es una vista esquemática parcial ampliada tomada generalmente en la línea 2-2 de la FIG. 1 que ilustra varias fuerzas componentes asociadas con el tensor; La FIG. 3 es una vista en sección transversal tomada a lo largo de la línea 3-3 de la FIG. 2; La FIG. 4 es una vista ampliada que muestra el mecanismo de amortiguación; La FIG. 5 es una realización alternativa del mecanismo de amortiguación que tiene una forma semicircular; La FIG. 6 es una realización alternativa del mecanismo de amortiguación que tiene una forma semicircular y una pared exterior que tiene una banda desviadora; y La FIG. 7 es una realización alternativa del mecanismo de amortiguación que tiene una superficie interior de fricción.

La Fig. 8 representa una vista inferior de las fuerzas que actúan sobre la placa amortiguadora. La Fig. 9 es una vista superior de la placa amortiguadora. La Fig. 10 es un diagrama de cuerpo libre del mecanismo de amortiguación en una base del tensor. La Fig. 11 es una vista lateral del mecanismo de amortiguación a lo largo de la línea 11-11 en la Fig. 8. La Fig. 12 es una vista superior en planta del mecanismo de amortiguación. La Fig. 13 es una vista superior en perspectiva de la placa amortiguadora. La Fig. 14 es una vista inferior en perspectiva de la placa amortiguadora. La Fig. 15 es una vista inferior en planta de una primera realización alternativa del mecanismo de amortiguación. La Fig. 16 es una vista lateral en alzado del mecanismo de amortiguación a lo largo de la línea 16-16 en la Fig.

15. La Fig. 17 es una vista superior en planta del primer mecanismo de amortiguación alternativo. La Fig. 18 es una vista superior en perspectiva del primer mecanismo de amortiguación alternativo. La Fig. 19 es una vista inferior en perspectiva del primer mecanismo de amortiguación alternativo. La Fig. 20 es una vista superior en perspectiva de un mecanismo de amortiguación alternativo. La Fig. 21 es una vista inferior en planta de una segunda realización alternativa. La Fig. 22 es una vista lateral en alzado del mecanismo de amortiguación a lo largo de la línea 22-22 en la Fig.

21. La Fig. 23 es una vista superior en planta de la segunda realización alternativa. La Fig. 24 es una vista inferior en perspectiva de la segunda realización alternativa. La Fig. 25 es una vista superior en perspectiva de la segunda realización alternativa. La Fig. 27 es una vista esquemática de una transmisión por correa típica para un motor. La Fig. 28A es una comparación de parámetros del tensor entre un tensor convencional y un tensor asimétrico. La Fig. 28B es una comparación de parámetros del tensor entre un tensor convencional y un tensor asimétrico. La Fig. 29A es una comparación de parámetros del tensor que muestra la vibración angular. La Fig. 29B es una comparación de parámetros del tensor que muestra la vibración del brazo del tensor. La Fig. 29C es una comparación de parámetros del tensor que muestra la tensión dinámica. La Fig. 29D es una comparación de parámetros del tensor que muestra la tensión en una polea loca. La Fig. 30A es una comparación de parámetros del tensor para un tensor asimétrico. La Fig. 30B es una comparación de parámetros del tensor para un tensor convencional. La Fig. 30C es una comparación de parámetros del tensor para un tensor asimétrico. La Fig. 30D es una comparación de parámetros del tensor para un tensor convencional. La Fig. 30E muestra una transmisión simple de dos puntos con solamente un componente accesorio. La Fig. 31 es una comparación del movimiento del brazo del tensor durante un arranque en frío para un tensor convencional y un tensor asimétrico. La Fig. 32 es una comparación del desplazamiento del brazo para un tensor convencional y un tensor asimétrico.

Descripción detallada de las realizaciones preferentes

En el presente documento se describe un tensor que tiene una característica de amortiguación asimétrica. Un tensor asimétrico disipa más energía que un tensor convencional asumiendo que ambos tensores tienen la misma fuerza tensora. Otro beneficio importante del tensor asimétrico es que puede proporcionar una velocidad de amortiguación mucho mayor para un sistema dado de transmisión por correa en comparación con un tensor convencional.

Hay dos diferencias importantes entre el funcionamiento de un tensor asimétrico en comparación con un tensor convencional. Primero, la fuerza de fricción y por lo tanto la energía de vibración disipada son significativamente mayores durante un semiciclo de carga del tensor que las de durante un semiciclo de descarga del tensor para un tensor asimétrico. Esas fuerzas son aproximadamente iguales para un tensor convencional. En segundo lugar, la energía de la transmisión por correa se disipa a través de la amortiguación del tensor solamente en el semiciclo de carga debido a la función de amortiguación de empuje del tensor. La amortiguación del tensor en el semiciclo de descarga disipa la energía mecánica del tensor solamente, no de la correa o de otros componentes.

En particular, en cualquier momento, la fuerza aplicada sobre la correa no puede ser demasiado baja, de lo contrario la correa patinaría sobre las poleas del componente, tales como el alternador o el eje del cigüeñal, véase la Fig. 1. Generalmente, la fricción de la amortiguación en la dirección de descarga no debería ser superior al 70% de la fuerza del muelle del tensor. En el caso de un tensor convencional, ya que la amortiguación de la carga y descarga es sustancialmente igual la fricción en la dirección de la carga será también el 70% de la fuerza del muelle. Por ejemplo, si el par torsor del muelle de un tensor convencional es 15 N-m y el factor de amortiguación es el 70%, el par torsor de amortiguación será 10,5 N-m en ambas direcciones. Si se necesita más amortiguación, la fuerza del muelle tiene que aumentar para mantener la tensión apropiada del extremo inferior. El incremento de la velocidad del muelle reducirá la vida de la correa y aumentará la carga de empuje de algunos componentes.

Por otro lado, con un tensor asimétrico que tiene la misma tensión de correa, si el factor asimétrico, Kas, es por ejemplo, tres, la amortiguación de la fricción en la dirección de carga será tres veces la de la dirección de descarga. Como resultado también es tres veces la del tensor convencional, proporcionando significativamente mayor amortiguación al sistema sin incrementar la tensión de la correa.

Por lo tanto, en comparación con el tensor convencional, el tensor asimétrico tiene dos ventajas adicionales. Primero, usando muelles equivalentes, puede proporcionarse mucha más amortiguación. O, para el mismo efecto amortiguador en la dirección de carga, la transmisión por correa se someterá a menor tensión con el tensor asimétrico. Como resultado, la amortiguación asimétrica es más efectiva en el control de la vibración del sistema y también incrementa significativamente la vida de la correa.

El mecanismo de amortiguación y el tensor descritos en el presente documento son sustancialmente los mismos que los descritos en la solicitud de patente no provisional de Estados Unidos nº 09/482.128 presentada el 1/12/00.

En referencia a las FIGS. 1 y 2, se ilustra un tensor 10 con una polea 12 como una parte componente de un sistema de transmisión por correa que incluye una correa 16 y varias poleas. A modo de ejemplo, la correa 16 se arrastra alrededor del una polea del cigüeñal 18, una polea del ventilador/bomba de agua 20, una polea de servodirección 22, una polea del alternador 24, una polea loca 26 una polea del tensor 12. La polea del tensor 12 se acopla a la correa 16 y se muestra en varias posiciones para mostrar esquemáticamente cómo la polea se mueve para ajustar la tensión de la correa. La polea del tensor 12 se acopla a la correa 16 y recibe una carga de la correa en forma de tensión de correa T1, T2, de los tramos adyacentes de la correa 28, 30. La tensión de la correa T1, T2 (o carga) se combinan para generar un componente de fuerza de la correa FC a lo largo de un bisector o un ángulo formado entre los tramos de la correa 28, 30. El componente de fuerza de la correa que está axialmente desplazado desde un pivote 32 del tensor, genera una carga de cubo complicada que incluye fuerzas y momentos que se representan simbólicamente (es decir, no específicamente) con la flecha CC. El mecanismo de amortiguación de la invención se muestra en 34 en el tensor 10.

En referencia a la Fig. 3, el tensor 10 es del tipo mecánico que incluye un mecanismo de amortiguación 34 de la invención que incluye una base 42, un muelle de torsión 44 y una polea 12 montada por pivote en un brazo del pivote 52 tal como por medio de un rodamiento de bolas 62 sobre un eje 64. El rodamiento de bolas 62 se retiene sobre el eje 64 por un cierre con embridado 66. El brazo del pivote 52 se une a un miembro cilíndrico 53 que sujeta el brazo del pivote 52 y gira con un eje del pivote 55. Al menos un casquillo de tipo manguito 56 se coloca en el pivote 32. El casquillo del pivote 56 es preferentemente de tipo polimérico y se coloca en el pivote para girar contra el eje del pivote 55 para sujetar de ese modo el brazo del pivote 52. Mientras se representa un casquillo de pivote 56, es posible tener más de un casquillo de pivote. El eje del pivote 55 que incluye un cierre 60, se extiende a través de un calibre con rebordes 57 en el miembro cilíndrico 53 y el casquillo del pivote 56 uniendo de ese modo al brazo del pivote 52 a la base 42.

En referencia a las FIGS. 2-4 el mecanismo de amortiguación 34 incluye un muelle de torsión 70 que tiene un primer 72 y un segundo extremo 74. El mecanismo de amortiguación 34 incluye además una placa amortiguadora 76 que tiene una superficie exterior de fricción 78 para el engranaje en esta realización con la base 42 del tensor 10. Se proporciona una superficie en rampa 77 para acoplar el engranaje con una protuberancia 79 del brazo del pivote 52. La placa amortiguadora 76 incluye primeros 80 y segundos 82 puntos de contacto del muelle para conectar operativamente el muelle 70 a la placa amortiguadora 76. En la realización mostrada en la FIG. 4, la placa amortiguadora 76 es simétrica alrededor del eje A-A por lo que permite la instalación del muelle 70 que tiene una dirección de devanado de bobina del muelle diferente.

La placa amortiguadora incluye un canal 86 para recibir el muelle 70 que tiene una base de placa 88, una pared interior 90 y una pared exterior 92. La base de placa incluye almohadillas de fricción 93 separadas periódicamente sobre una superficie inferior 200 para deslizar el engranaje con el miembro cilíndrico del tensor 53.

La placa amortiguadora 76 incluye un revestimiento unido 84 que define la superficie de fricción 78 y está unido a la placa amortiguadora 76 por el uso de lengüetas mecánicas 85 para adherir fijamente el revestimiento 84 a la misma.

El mecanismo de amortiguación 34 como el mostrado en las FIGS. 2-4 tiene forma circular. Otra realización del mecanismo de amortiguación 34 se muestra en la FIG. 5 donde la placa amortiguadora es semicircular. La placa amortiguadora 76 incluye una junta de pivote 100 que permite que la placa amortiguadora 76 bajo el par torsor desde el muelle 70 tenga un movimiento relativo indicado por B. El movimiento adicional de la placa amortiguadora 76 proporciona una mayor fuerza de fricción para la amortiguación.

En otra realización mostrada en la FIG. 6, se proporciona una placa amortiguadora semicircular 76 que incluye una banda desviadora 102 sobre la pared exterior 92. En esta realización, la fuerza que el extremo del muelle 72 aplica actúa sobre la banda desviadora 102 como se muestra en C, para permitir el engranaje radial con el tensor con el fin de ayudar a la carga del brazo del pivote 52. En esta realización, la banda desviadora 102 tiene contacto con el soporte adicional 104 unido al brazo del tensor 52.

La Figura 7 muestra otra realización del mecanismo de amortiguación que incluye la pared interior 90 que tiene un revestimiento 110 que incluye una superficie interior de fricción 112.

Se hace referencia a la Fig. 8 que representa una vista inferior de las fuerzas que actúan sobre la placa amortiguadora. La característica amortiguadora del tensor que usa la placa amortiguadora inventiva, también referida como mecanismo de amortiguación, es asimétrica. Esto se describe mejor en términos de las fuerzas que funcionan sobre el mecanismo de amortiguación o placa, es decir, una primer fuerza amortiguadora TL actúa sobre un movimiento del brazo del pivote en una primera dirección alejada de un miembro sin fin y una segunda fuerza amortiguadora Tdes actúa sobre un movimiento del brazo del pivote en una segunda dirección hacia un miembro sin fin, siendo la primera fuerza amortiguadora mayor que la segunda fuerza amortiguadora.

En la posición fija un miembro de empuje o muelle de torsión con el par torsor del muelle, Tmue, crea reacciones N y

5 N sobre los primeros y segundos puntos de contacto 80, 82. El otro extremo del muelle se acopla a la base 42 a la que se le limita que rote, dando como resultado un par torsor. El mecanismo de amortiguación se mantiene sustancialmente en una posición predeterminada en relación con el brazo del pivote entre la superficie en rampa 77 y el punto de contacto 79 y la superficie de fricción 78. Además, la superficie en rampa 300 se acopla al punto de contacto 10 para una menor fuerza amortiguadora. En el caso del movimiento opuesto, la superficie en rampa 302

10 se acopla al punto de contacto 11 para una menor fuerza amortiguadora y la superficie en rampa 310 se acopla al punto de contacto 12 para una mayor fuerza amortiguadora.

La banda de amortiguación también se acopla a una superficie arqueada interior base. Cuando el brazo del pivote 52 se mueve, la superficie de fricción de la placa amortiguadora se apoya sobre la superficie arqueada interior base creando una primera y una segunda fuerza amortiguadora opuestas al movimiento del brazo del pivote 52,

15 amortiguando de ese modo los movimientos oscilatorios del brazo del pivote en cada dirección. Las fuerzas de amortiguación de la placa amortiguadora se oponen al movimiento del brazo del pivote en cualquier dirección.

El análisis es:

Tmue = N*F (1)

F es la distancia entre los puntos de contacto 80, 82. La superficie en rampa de la placa amortiguadora 77 se apoya

20 sobre el brazo del pivote en la parada o punto de contacto 79, que controla una rotación de la placa amortiguadora 76 alrededor de una protuberancia o punto del pivote 79.

En particular, cuando la base 42 es fija y el brazo del pivote 52 gira en el sentido de las agujas del reloj con el mecanismo de amortiguación, el par torsor de fricción o la fuerza amortiguadora creada sobre la superficie de la superficie curvilínea de fricción 78 incrementa una fuerza de reacción P en el punto 79, donde:

25 P=Tmue/A (2)

A es la distancia radial desde el centro de rotación O a P sobre el mecanismo de amortiguación. O es el centro de rotación del brazo del pivote 52.

En referencia a la Fig. 9, una vista superior de la placa amortiguadora, la ecuación del par torsor para el par torsor en relación con el punto O es:

30 Tmue – PC*A + μTC*R = 0 (3)

Donde TC y PC son cada fuerza de carga creada por una tensión o fuerza de la correa. μ es el coeficiente de fricción de la superficie de la superficie de fricción 78. Cada parte de la superficie de fricción 78 descrita en el presente documento puede comprender cualquier material friccional aplicable para amortiguar un movimiento relativo de las superficies adyacentes deslizantes conocido en la técnica, que incluyen pero no se limitan a nailon 6, nailon 66 y

35 Teflon®. R es el radio de la superficie de fricción 78.

Continuando, las fuerzas en la dirección x son:

TC*cos8 + ITCsen8 – PC = 0 (4)

Después:

TC = PC [1/(cos8 + Isen8)] (5)

40 Sustituyendo TC y PC en la ecuación del par torsor (3) da como resultado:

Tmue – PC* A + μ* PC [1/(cos8 +Isen8)] * R = 0 (6)

Factorizando la ecuación da:

PC = Tmue/A * [(cos8 + Isen8) / ((cos8 + Isen8) - I*R/A)] (7)

La ecuación (7) da el valor de la fuerza de carga PC ejercida en el punto de contacto 79 sobre la superficie en rampa 45 de la placa amortiguadora 77 durante un ciclo de carga, véase la Fig. 8.

En referencia a la Fig. 10, un diagrama de cuerpo libre del mecanismo de amortiguación en una dirección de descarga, y siguiendo la misma lógica descrita en la Fig. 9, cuando el brazo del tensor se mueve en sentido contrario a las agujas del reloj o “descarga”, el par torsor de fricción reduce la reacción Pdes.

La reacción PC/Pdes desarrolla una fuerza amortiguadora sobre la superficie de fricción TC/Tdes. Una P mayor crea una mayor reacción normal T y en consecuencia un mayor par torsor de fricción y viceversa.

PC = Tmue/A * [(cos8 - Isen8) / ((cos8 - Isen8) + I*R/A)] (8)

La ecuación (8) da el valor de la fuerza Pdes ejercida en el punto 79 en la placa amortiguadora 76 durante un ciclo de descarga, véase la Fig. 8.

La asimetría de la amortiguación, y el coeficiente relacionado de asimetría, se determina por la tensión de la correa o la diferencia de carga P entre la condición de carga y descarga que corresponde a una primera fuerza amortiguadora y a una segunda fuerza amortiguadora.

KAS = fTCarga de Correa/ fTDescarga de Correa (9)

Donde: KAS es el coeficiente de asimetría. fTCarga de Correa es el cambio en la tensión de la correa con la correspondiente primera fuerza amortiguadora cuando

el brazo del pivote se mueve alejándose de una correa o un miembro sin fin.

fTCarga de Correa = Tcorrea máx – Tnom. correa (10)

fTDescarga de Correa es el cambio en la tensión de la correa con la segunda fuerza amortiguadora cuando el brazo del pivote se mueve hacia una correa.

fTDescarga de Correa = Tnom. correa – Tcorrea mín. (11)

En el diseño del tensor, la fuerza de reacción P entrega la tensión de la correa. Por lo tanto, KAS = (PC – P) / (P-Pdes) (12) Tras la sustitución, la ecuación para el coeficiente de asimetría es:

KAS = [(cos8 - Isen8 + I*R/A)/ ((cos8 + Isen8) - I*R/A)] (13) Donde 8=arcotangente (I) Caso ejemplo. Asumiendo los siguientes valores para las variables señaladas:

μ=0,2, coeficiente de fricción. R=33mm A=16mm 8=11,3º y aplicando las ecuaciones anteriores da:

KAS = 1,35/0,61 = 2,2

El coeficiente de asimetría puede ajustarse variando el coeficiente de fricción de la superficie de fricción 78 así como variando las variables dimensionales R y A. En el caso de un mecanismo de amortiguación que tiene una doble banda amortiguadora, la asimetría será de 1,5 a

2 veces mayor que para una banda sencilla amortiguadora, en base a la lógica descrita en el presente documento. El Diagrama 1 y el Diagrama 2 representan la carga y la amortiguación del tensor medidas estáticamente y dinámicamente para un mecanismo sencillo de amortiguación.

Diagrama 1.

Diagrama 2.

El Diagrama 3 y el Diagrama 4 representan la carga y la amortiguación del tensor medidas estáticamente y dinámicamente para un mecanismo doble de amortiguación, véase la Fig. 15.

Diagrama 3. Diagrama 4.

En cada uno de los diagramas anteriores la característica asimétrica se representa mediante la extensión entre el punto Tcarga y el punto T contra el espacio entre el punto Tdesc y el punto T. La determinación del valor de KAS es una cuestión sencilla para medir los valores de cada gráfico. Cada uno es del siguiente modo:

Para el Diagrama 1: 24 200 400

Tcarga –T = 10 8 10

T –Tdesc = 6 6 6

KAS= 1,66 1,33 1,66

Para el Diagrama 2:

Tcarga –T = 12 9 10 T –Tdesc = 7 6 6 KAS= 1,71 1,5 1,66

Para el Diagrama 3:

Tcarga –T = 22 T –Tdesc = 11 KAS= 2,00

Para el Diagrama 4:

Tcarga –T = 24 T –Tdesc = 11 KAS= 2,18

La Fig. 11 es una vista lateral del mecanismo de amortiguación a lo largo de la línea 11-11 en la Fig. 8. La guía 14 se proporciona para colocar apropiadamente el muelle en relación con la placa amortiguadora 76. El soporte del muelle 13 sobresale por encima de la placa amortiguadora 76. El muelle se instala en compresión con una carga axial que funciona paralela a un eje de rotación del brazo del pivote, ejerciendo una fuerza F13 sobre el soporte delmuelle 13, así como la guía 14 y 15. Éste presiona la placa amortiguadora 76 contra un brazo de pivote, no mostrado, véase la Fig. 2.

La superficie de fricción 78 está fijada a la placa amortiguadora 76 mediante lengüetas 85, véase la Fig. 12. Las lengüetas de fricción 93 proporcionan una superficie de baja fricción por la que la placa amortiguadora 76 se acopla de manera deslizante a un brazo del pivote, no mostrado, véase la Fig. 2.

La Fig. 12 es una vista superior en planta del mecanismo de amortiguación. Las lengüetas 85 se engranan con la placa amortiguadora 76 para fijar la superficie de fricción 78 a la placa amortiguadora 76. Un extremo 72 del muelle 70 se pone en contacto con la placa amortiguadora 76 en los puntos de contacto 80, 82. La ranura 9 bifurca la superficie 78 en dos mitades simétricas, acoplándose cada mitad a una superficie arqueada interior base del tensor (no mostrada). La ranura 9 está sustancialmente alineada con los puntos de contacto 80, 82 por razones descritas en el presente documento.

En funcionamiento con un movimiento en la dirección de las agujas del reloj, y en el caso de una correa o carga del cubo reducido, la fuerza P es relativamente baja. La carga del cubo es la fuerza ejercida sobre el punto pivote de la polea 32 que es el resultado de la fuerza ejercida por una correa sobre el brazo del pivote. El punto de contacto 79 funciona para limitar el desplazamiento de la placa amortiguadora 76 en la condición relativamente ligeramente cargada. En el caso de mayores cargas del cubo, el armazón amortiguador 76 se apoya sobre el punto de contacto 10 y el punto de contacto 79 en la condición con más carga pesada. Esto es el resultado de la ligera deformación plástica de la placa amortiguadora y de la superficie de fricción bajo la mayor carga.

En el caso del movimiento en el sentido contrario a las agujas del reloj de un brazo del tensor, el punto de contacto 12 funciona para limitar el desplazamiento de la placa amortiguadora 76 en la condición relativamente ligeramente cargada. En el caso de mayores cargas del cubo, el punto de contacto 11 funciona en conjunto con el punto de contacto 12 en la condición con más carga pesada. De nuevo, esto es el resultado de la ligera deformación plástica de la placa amortiguadora bajo carga.

En cualquier caso, el contacto de la placa amortiguadora con el punto de contacto 79 o 10 provoca que la placa amortiguadora gire teniendo un centro de rotación en el punto 79 o 10 dependiendo de la magnitud del par torsor del muelle que se esté aplicando. Es decir, en referencia a la Fig. 8, el funcionamiento de las fuerzas en 80, 82 provocará que la placa amortiguadora 76 se acople al punto 79 y quizás al 10, dependiendo de la carga. Una vez que la placa amortiguadora 76 se ha acoplado así, girará ligeramente alrededor del punto 79 o 10 poniendo de ese modo la superficie de fricción 78 en sustancial contacto con una superficie interior de la caja protectora, ejerciendo de ese modo una fuerza normal sobre la superficie friccional. Esta lógica también se aplica al engranaje de la placa amortiguadora con los puntos de contacto 11, 12,

Como un experto en la técnica puede apreciar, el control del armazón y del desplazamiento y dirección de rotación entre los puntos del brazo del pivote 79, 10, 11 y 12 mejora el engranaje entre la superficie de fricción 78 y la superficie interior de la caja protectora. El brazo del pivote puede girar a través de su alcance angular operativo completo de movimiento con respecto a la caja protectora ya que la placa amortiguadora está prisionera al brazo entre los puntos de contacto 79, 10, 11, 12.

La Fig. 13 es una vista superior en perspectiva de la placa amortiguadora. Las almohadillas de fricción 93 están unidad a la placa amortiguadora 76 para reducir la fricción entre la placa amortiguadora 76 y un brazo del pivote (no mostrado). Se señalará que la placa amortiguadora no está axialmente fijada para la rotación sustancialmente controlada alrededor del punto O. La placa amortiguadora 76 flota entre los puntos 79, 10, 11 y 12 bajo el muelle durante el funcionamiento. Esto permite que cada superficie de fricción se oriente apropiadamente bajo la carga para acoplarse completamente a la superficie arqueada interior base durante el funcionamiento. Esto también permite que la superficie de fricción contenga el desgaste al reorientarse constantemente durante la vida del tensor. Las guías 14 y 15 colocan y sostienen apropiadamente el extremo del muelle 72 dentro de la placa amortiguadora 76. Esta relación es necesaria para la colocación apropiada del extremo del muelle 72 en contacto con los puntos de la placa amortiguadora 7, 8.

La Fig. 14 es una vista inferior en perspectiva de la placa amortiguadora. Las superficies de apoyo de las almohadillas 93 son sustancialmente coplanares con la superficie inferior 51 de la superficie de fricción 78, manteniendo de ese modo la placa amortiguadora plana sobre el brazo del pivote. La superficie 51 tiene el mismo coeficiente de fricción que la superficie de fricción 78.

La Fig. 15 es una vista inferior en planta de una primera realización alternativa del mecanismo de amortiguación. La primera realización alternativa comprende dos superficies de fricción 78 sobre la placa amortiguadora 76. Las fuerzas opuestas P1 y P1’ actúan sobre la placa amortiguadora en la junta del pivote 100. El extremo del muelle 72 se pone en contacto con la placa amortiguadora 76 en los puntos de contacto 107 y 108. En funcionamiento, el muelle 50 genera fuerza:

P1’ = Tmue/r

La junta del pivote 100, véase la Fig. 6, permite que la placa amortiguadora se flexione ligeramente, permitiendo de ese modo que ambas partes de la placa amortiguadora, 180 y 190, se muevan una en relación con la otra. El movimiento relativo de las partes del armazón 180, 190 debido a la flexión de la placa amortiguadora en la junta del pivote 100 es radial en relación con un centro de rotación O de la placa amortiguadora 76. Por lo tanto, cada superficie de fricción 78 es móvil en la dirección D1 y D2 respectivamente.

Cuando la placa amortiguadora está en equilibrio, la fuerza P1’ proporciona una fuerza P1 opuesta e igual a las otras partes de la placa amortiguadora 76, es decir, 180 y 190. Las fuerzas P1 y P se añaden creando el R resultante:

R= P1+P (14)

El resultante funciona sobre la superficie arqueada interior de la base del tensor, no mostrada, véase en la Fig. 2. Las fuerza R y T funcionan en la misma interfaz entre la superficie arqueada interior base del tensor y la superficie de fricción. Estas fuerzas, en conjunto con el coeficiente de fricción, generan una fuerza friccional en cada una de las superficies de fricción.

En la condición de equilibrio, la fuerza P es una fuerza de compensación que actúa para oponerse, o equilibrar, un brazo del momento de carga de la correa:

BC*M=P*A (15)

O;

P= (BC*M)/A (16)

Donde BC es una correa o carga del cubo, M es el brazo del momento medido desde el centro de rotación O a la carga del cubo sobre el brazo, y P y A son como se han descrito en el presente documento.

La fuerza de fricción, (R+T) μ, es aproximadamente 3 veces mayor que la fuerza de fricción sobre un mecanismo de amortiguación sencillo debido a la fuerza friccional; R=P+P1. P es la única fuerza que equilibra el brazo contra una carga del cubo.

La Fig. 16 es una vista lateral en alzado del mecanismo de amortiguación a lo largo de la línea 16-16 en la Fig. 15. Muestra las posiciones relativas de las superficies de fricción 78. La junta del pivote 100 se representa entre las superficies de fricción. Las superficies de fricción 78 tienen cada una longitudes de acople arqueadas iguales AC, véase la Fig. 17, y tienen el mismo coeficiente de fricción, μ. Por supuesto, la característica amortiguadora del mecanismo de amortiguación puede cambiar en parte variando la longitud AC de cada una de las superficies de fricción.

La Fig. 17 es una vista superior en planta del primer mecanismo de amortiguación alternativo. Las lengüetas 40 conectan las superficies de fricción 78 a la placa amortiguadora 76. El extremo del muelle 72 se pone en contacto con la placa amortiguadora 76 en los puntos de contacto 107 y 108. La junta del pivote 100 permite que la placa amortiguadora 76 se flexione, permitiendo de ese modo un movimiento relativo de las superficies de fricción 78 como se ha descrito en otro lugar en esta memoria.

La Fig. 18 es una vista superior en perspectiva del primer mecanismo de amortiguación alternativo. La junta del pivote 100 se muestra entre las superficie de fricción 78.

La Fig. 19 es una vista inferior en perspectiva del primer mecanismo de amortiguación alternativo. Las superficies 202 y 203 se acoplan a un brazo del pivote (no mostrado). Las superficies 202 y 203 pueden tener el mismo coeficiente de fricción que las superficies de fricción si un usuario lo requiere. En esta realización, las almohadillas 93 usadas en la realización de la superficie de fricción sencilla, véase la Fig. 13, no se necesitan.

La Fig. 20 es una vista superior en perspectiva de un mecanismo de amortiguación alternativo. Los soportes del muelle 20, 21 tienen altura desigual para sostener apropiadamente una bobina helicoidal de un muelle torsional (no mostrado). En funcionamiento, el muelle se comprime ligeramente axialmente; provocando de ese modo una fuerza que se ejercerá sobre las superficies amortiguadoras 202 y 203 a través de los soportes del muelle 20 y 21. Los soportes 20, 21 sirven para distribuir una fuerza del muelle axial uniformemente alrededor de la placa amortiguadora.

La Fig. 21 es una vista inferior en planta de una segunda realización alternativa. El mecanismo de amortiguación es sustancialmente el mismo que la realización descrita en la Fig. 15, con la excepción d que solamente se usa una única superficie de fricción 78. Además, la ranura 91 no está presente en la superficie de fricción 78. En su lugar, la superficie arqueada 92, véase la Fig. 23, proporciona una superficie de contacto continuo a la placa amortiguadora

76. Ya que tiene un coeficiente de fricción relativamente bajo, la fuerza normal T genera una fuerza friccional insignificante sobre la placa amortiguadora. Para equilibrar, están presentes dos fuerzas (T+P). Para la fricción, también están presentes dos fuerzas R= P1+P. Ya que la placa amortiguadora está en equilibrio estático P1’= - P1.

La Fig. 22 es una vista lateral en alzado del mecanismo de amortiguación a lo largo de la línea 22-22 en la Fig. 21.

La Fig. 23 es una vista superior en planta de la segunda realización alternativa. La superficie de fricción 78 está conectada a la placa amortiguadora 76 mediante lengüetas 85. La parte de la placa amortiguadora mostrada en las otras realizaciones que comprendían un punto de contacto adyacente a una ranura 107, es en esta realización una superficie arqueada continua 92 para acoplar un brazo del pivote.

La Fig. 24 es una vista inferior en perspectiva de la segunda realización alternativa. La superficie arqueada continua 92 proporciona una superficie de apoyo para recibir una fuerza T como la descrita en el presente documento.

La Fig. 25 es una vista superior en perspectiva de la segunda realización alternativa. Los soportes del muelle 20, 21 reciben el muelle torsional 50 (no mostrado) así como una fuerza del muelle axial descrita en el presente documento.

Funcionamiento del Sistema:

La amortiguación del tensor es una propiedad importante para un tensor usado en una transmisión por correa o en un motor de combustión interna (CI), tal como el de un automóvil. La transmisión por correa generalmente comprende una correa de transmisión con múltiples estrías para impulsar los componentes accesorios tales como un compresor de aire acondicionado, bomba de agua, bomba de servodirección, o puede comprender una transmisión por correa de distribución para impulsara series de válvulas con leva.

La mayoría de las transmisiones por correa de automóviles usan tensores automáticos que tiene amortiguación de fricción. El muelle del tensor controla la tensión media de cada tramo de correa adyacente al tensor. La amortiguación del tensor controla principalmente la parte dinámica, o la fluctuación de tensión. La amortiguación del tensor es el elemento principal usado para controlar la vibración del brazo del tensor y para amortiguar la vibración del sistema.

Generalmente, las transmisiones por correa que usan tensores comprenden dos tipos, las transmisiones por correas accesorias y las transmisiones por correas de transmisión. Para una transmisión por correa accesoria, la correa impulsa al menos un componente de significativa inercia efectiva (0,004 kg-m2 o más) que es un alternador en la mayoría de los casos. La inercia efectiva es la inercia de la parte rotativa del componente multiplicada por la proporción de velocidad al eje del cigüeñal:

Efecto_I = I (D_cig / D)

El tensor se coloca en cualquier sitio antes del primer componente de significativa inercia efectiva en la dirección del movimiento de la correa. Para una transmisión por correa de distribución el tensor se coloca antes del primer eje de leva, también en la dirección del movimiento de la correa.

Para una transmisión por correa accesoria de un motor de CI, la fuente dominante de la excitación de vibración rotacional es el eje del cigüeñal. Para una transmisión por correa de distribución, el par torsor de leva y la vibración rotacional del eje del cigüeñal son las principales excitaciones. En ciertos casos, los pulsos altos de par torsor provocados por un compresor o bomba impulsados por la correa también pueden ser fuentes principales de vibración.

Los fenómenos de vibración del sistema típico son la vibración excesiva del brazo del tensor, la vibración de tramo (aleteo), el deslizamiento dinámico de la correa y el ruido del deslizamiento. Todos tienden a reducir la vida de la correa y la fiabilidad del sistema.

La Fig. 27 representa un diseño de un motor de CI típico de cuatro cilindros. Cuando los accesorios y la transmisión se cargan todos y la tensión de la correa es inferior a 300 N y la amortiguación inferior al 30%, habrá un aleteo de tramo entre la servodirección (S_D) y la polea loca (LOC), el deslizamiento dinámico y el chirrido en S_D y la vibración del brazo de 6 mm (pico-pico) o más en su rpm de resonancia. Otras partes del diseño del motor son la bomba de agua que es B_A, el acondicionador de aire es A_A, el eje del cigüeñal es CIG, el alternador es ALT.

La Fig. 28 representa las curvas dinámicas de histéresis y los parámetros tensión/amortiguación para el motor en la Fig. 27, con la comparación entre un tensor asimétrico (Fig. 28b) y un tensor convencional (Fig. 28a). El factor asimétrico KAS, o coeficiente de asimetría, del tensor asimétrico en este caso es 2,7. La tensión generada por el muelle es 362N para el tensor convencional y 241N para el tensor asimétrico. La tensión en el tensor asimétrico es 33% inferior a la del tensor convencional. La tensión también se llama tensión de instalación, que es equivalente a la tensión media durante la mayor parte del tiempo de funcionamiento del motor.

En la Fig. 29 se muestra una comparación de vibración y fuerzas dinámicas sobre un alcance bajo de rpm donde la transmisión por correa accesoria tiene su 1ª vibración resonante. Como puede verse a partir de los diagramas, la excitación del sistema de transmisión por correa, es decir, la vibración rotacional del eje del cigüeñal (CIG), es la misma con cualquier tensor, Fig. 29A. La Fig. 29A indica menos vibración del tramo del alternador (ALT) con el tensor asimétrico. La Fig. 29B indica que la vibración del brazo del tensor se reduce un 40% o más con el tensor asimétrico en comparación con el tensor convencional. La Fig. 29C indica la tensión dinámica en la polea loca (LOC). La fluctuación de tensión alta de la correa se reduce aproximadamente un 20% con el tensor asimétrico. En este caso, la fluctuación de tensión alta en el tramo de la servodirección (S_D) a la polea loca (LOC) es la razón para la vibración del tramo y el deslizamiento dinámico y el chirrido en la S_D. La Fig. 29D ilustra una definición de la tensión dinámica en la polea loca.

Ya que el tensor asimétrico disipa más energía desde la transmisión por correa que un tensor convencional, mejora la vibración de una transmisión por correa, su dinámica y ruido. Además, con el tensor asimétrico, si el factor asimétrico es mayor o la tensión de instalación se eleva al mismo nivel que para el tensor convencional, la amortiguación efectiva del tensor asimétrico puede además aumentar para mejorar la vibración del sistema, reduciéndola a un nivel inferior.

Aunque son aplicables a cualquier transmisión accesoria del extremo delantero, ya que los motores pequeños de desplazamiento tales como de 4 cilindros y 3 cilindros, 2,5 l o menos, impulsados con gasolina y especialmente los impulsados con gasóleo, tienen típicamente grandes vibraciones rotacionales del CIG, los tensores asimétricos mejoran y eliminan significativamente la vibración y los problemas de ruido.

Otro beneficio del tensor asimétrico de amortiguación es que bajo el funcionamiento transitorio del motor, la aceleración o desaceleración, un tensor asimétrico también proporciona un mejor control de tensión que un tensor convencional. En el caso en el que al menos un componente en la transmisión tiene una inercia efectiva de 0,004 kg-m2 o más, una velocidad de aceleración o desaceleración en exceso de 6000 rpm/s puede considerarse como un nivel por encima del cual un tensor asimétrico mostrará una actuación significativamente mejorada sobre un tensor convencional.

Durante la aceleración del motor, el par torsor de inercia de los componentes en la transmisión accesoria tensará los tramos de la correa y alargarán la correa. El par torsor de inercia generado por cualquier componente accesorio puede expresarse aproximadamente como su inercia efectiva multiplicada por la velocidad máxima de aceleración del motor. Por ejemplo, un alternador que tiene 0,01 kg-m2 de inercia efectiva generará 6,3 N-m de par torsor de inercia bajo una velocidad de desaceleración del motor de 6000 rpm/seg. Asumiendo que el alternador está sometido a 1,3 N-m de caga a partir de la generación de electricidad, la diferencia del par torsor de 5.0 N-m continuará para “impulsar” la correa en la dirección de la rotación. Si el motor está bajo de una aceleración de 6000 rpm/seg, el par torsor de inercia se añadirá al par torsor de carga dando un resultado de 7,6 N-m de par torsor de inercia.

En la mayoría de los casos, los problemas ocurren cuando el motor se acelera en el alcance de RPM donde la frecuencia de puesta en marcha del motor cubre la 1ª frecuencia natural de la transmisión por correa. La parte alargada de la correa está ocupada por el desplazamiento del brazo del tensor, es decir, el brazo del tensor se moverá hacia la correa en la dirección de “descarga” del tensor. Si la amortiguación en la dirección de descarga es demasiado alta, la tensión de los tramos de correa adyacentes al tensor disminuirán y por ello todas la otras tensiones del tramo también disminuirán, dando como resultado un deslizamiento y ruido. Para una fuerza dada del tensor, debido a que la fricción de la amortiguación de un tensor asimétrico en la dirección de descarga es significativamente inferior a la de un tensor convencional, el tensor mantiene la tensión más alta del tramo durante la aceleración del motor, impidiendo de ese modo el deslizamiento y el ruido del deslizamiento.

Durante la desaceleración del motor, el par torsor de inercia de algún componente, por ejemplo, el alternador o ventilador pueden ser tan altos que continuarán para “impulsar” la correa en la dirección de rotación. Ya que un tensor está normalmente situado en un tramo del lado suelto con respecto al eje del cigüeñal, cuando el par torsor de inercia está impulsando la correa en la dirección delantera, las tensiones en algunos tramos se reducirán y la longitud de la correa se acortará. Los tramos del tensor pueden después convertirse en el lado ajustado y la correa empuja el brazo del tensor en la dirección de carga del tensor, es decir, alejado de la correa. Si la amortiguación del tensor en la dirección de carga no es lo suficientemente alta, la tensión de los tramos del tensor puede no ser lo suficientemente alta, lo que puede llevar al deslizamiento de la correa y al ruido del deslizamiento.

En la Fig. 30 se muestra el ejemplo de la actuación del tensor durante la desaceleración del motor. La Fig. 30E muestra una transmisión simple de dos puntos con solamente un componente accesorio, un alternador, ALT impulsado por un eje del cigüeñal CIG. El tensor se marca como TEN y se muestra su movimiento relativo. Durante la desaceleración alta del motor, el deslizamiento del ALT y el ruido del deslizamiento asociado ocurrirán si el tensor no puede proporcionar suficiente tensión cuando los tramos del tensor se convierten en el lado ajustado y el tensor se carga. Mostrado en la Fig. 30C para el tensor asimétrico y en la Fig. 30D para un tensor convencional, el tensor convencional tiene una tensión de instalación ligeramente más alta (264 N) que el tensor asimétrico (248 N). Ya que el tensor asimétrico puede proporcionar mayor amortiguación cuando la correa lo carga durante la desaceleración alta, la tensión media alcanzada es 440 N; mientras que con el tensor convencional la tensión media es solamente 340 N. Al mismo tiempo, el brazo del tensor convencional movió dos veces la distancia del brazo del tensor asimétrico. Como se muestra en la Fig. 30A para un tensor asimétrico y la Fig. 30B para un tensor convencional, el deslizamiento de la correa en el alternador fue el 9,3% con el tensor convencional pero solamente el 1,4% con el tensor asimétrico, una mejora significativa.

En la Fig. 31 se muestra la comparación del movimiento del brazo del tensor durante el arranque del motor. El arranque del motor normalmente ocurre con la vibración resonante de la transmisión por correa que tiene una frecuencia natural inferior a la frecuencia de puesta en marcha a la velocidad de la polea loca. Es un caso de la aceleración del motor donde las RPM de la resonancia del sistema están dentro de su alcance de RPM. La transmisión por correa es la misma que en la Fig. 27 y los tensores son los mismos que en la Fig. 28. Con el tensor asimétrico, el movimiento del brazo se reduce aproximadamente a la mitad de la magnitud del movimiento del brazo del tensor convencional. Un movimiento inferior del brazo significa un mejor control de la dinámica del sistema y así como una vida del tensor significativamente mejorada.

La Fig. 32 es una comparación del desplazamiento del brazo para un tensor convencional y un tensor asimétrico. El desplazamiento del brazo del tensor asimétrico es la línea 1. El desplazamiento del brazo del tensor convencional es la línea 2. CIG indica la velocidad del eje del cigüeñal en cada caso para el tensor asimétrico (Asim) y convencional (Reg). Como se muestra, el desplazamiento del brazo para el tensor asimétrico durante un arranque en frío es significativamente inferior al del desplazamiento del brazo para el tensor convencional.

Aunque en el presente documento se ha descrito una única forma de la invención, para aquellos expertos en la técnica será obvio que pueden hacerse variaciones en la construcción y relación de partes sin partir del alcance de la invención descrita en el presente documento como la definen las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Un sistema de transmisión accesoria que comprende:

una polea conductora (18); al menos una polea impulsada (20, 22, 24) conectada al menos a un componente del sistema; una correa (16) que conecta la polea conductora con la polea impulsada; un tensor (10) para mantener una tensión en la correa, comprendiendo el tensor un brazo (52) para recibir una carga de correa y montado por pivote a una base (42), una polea (12) montada sobre el brazo que se acopla a la correa de transmisión, un miembro de empuje (44) que se acopla a la base y un miembro amortiguador (34) que tiene una superficie de fricción que se acopla a la base; el miembro amortiguador que se acopla al brazo en un punto del pivote (55); el miembro de empuje que se acopla al miembro amortiguador en un primer punto de contacto y en un segundo punto de contacto, de tal manera que la carga de la correa imprime una fuerza normal sobre la superficie de fricción; y el miembro amortiguador que amortigua un movimiento del brazo al tener una fuerza amortiguadora asimétrica, en el que una fuerza amortiguadora en una dirección de carga es superior a una fuerza amortiguadora en una dirección de descarga; caracterizado porque la relación de la fuerza amortiguadora en la dirección de carga respecto a la fuerza amortiguadora en la dirección de descarga está en el intervalo comprendido entre 1,5 y 5, en el que el tensor está situado en el sistema en una ubicación inmediatamente antes del componente del sistema que tiene la mayor inercia rotacional efectiva en una dirección de movimiento de la corea.
2.

El sistema de transmisión accesoria como en la reivindicación 1, en el que el miembro de empuje comprende un muelle de torsión (44).
3.

El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 1 que además comprende:

un segundo miembro amortiguador acoplado por pivote al miembro amortiguador; y el segundo miembro amortiguador que tiene una superficie de fricción acoplado a la base.
4.

El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 1, en el que el sistema de transmisión por correa tiene una velocidad de desaceleración en exceso de 6000 rpm/segundo.
5.

El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 1, en el que el componente del sistema que tiene la mayor inercia rotacional efectiva es un alternador.
6.

El sistema de transmisión por correa accesoria como en la reivindicación 5, en el que el deslizamiento de la polea impulsada es inferior al 2% de la rotación de la polea conductora.

(a)

Tensión alta: Tensión baja: Par torsor medio: Par torsor del muelle: Tensión de instalación: 616 N 108 N 14,9 N-m 14,9 N-m 362 N

(b)

Tensión alta: Tensión baja: Par torsor medio: Par torsor del muelle: Tensión de instalación: Factor asimétrico: 565 N 121 N 13,6 N-m 9,9 N-m 241 N 2,7

Parámetros del tensor para comparación: convencional vs. asimétrico.

Fig. 28

(a)

Vibración angular (CIG Y ALT) Tensión dinámica en LOC (c)

Vibración del brazo del tensor

Tensión en LOC

(b)

(d)

Definición de tensión dinámica

Dinámica del sistema: convencional vs. asimétrico.

Fig. 29