FR2986594A1 - Tensioner for tensioning belt of facade of e.g. alternator, of heat engine of car, has heat exchanger exchanging heat between tensioner and ambient air by convection, where exchanger has fins distributed radially on entire/portion of body - Google Patents

Tensioner for tensioning belt of facade of e.g. alternator, of heat engine of car, has heat exchanger exchanging heat between tensioner and ambient air by convection, where exchanger has fins distributed radially on entire/portion of body Download PDF

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Abstract

The tensioner (5) has a tension element (52) mounted to move with respect to a cylindrical body (51). A damping device i.e. pad, is adapted to dampen displacements of the tension element by dry friction with the body. A heat exchanger (6) exchanges heat between the tensioner and ambient air by convection. The exchanger is connected on the body, where the exchanger and the body are formed from single piece. The exchanger comprises fins (61-63) made of aluminum or aluminum alloy. The fins are distributed radially on entire or portion of the body. An independent claim is also included for a vehicle.

Description

TENDEUR DE COURROIE D'ACCESSOIRES D'UN MOTEUR THERMIQUE [0001] L'invention porte sur le domaine technique de l'entrainement par courroie des accessoires périphériques d'un moteur à combustion. Ces accessoires également désignés par le terme d'auxiliaires, sont de manière non limitative : les alternateurs, compresseurs de climatisation, pompes de direction assistée, pompes à eau, compresseurs volumétriques, etc. [0002] Les accessoires d'un moteur sont généralement entrainés par un dispositif asynchrone comprenant une courroie, typiquement de profil trapézoïdal. La courroie présente un parcours sinueux entre différentes poulies des accessoires devant être entrainés en rotation. Le parcours de la courroie est ainsi réalisé d'un côté du moteur, désigné couramment par l'expression « façade accessoires » ou « façade d'accessoires ». [0003] Il est connu d'employer un (ou plusieurs) tendeur afin de maintenir la tension de la courroie autour d'une valeur prédéfinie, et dans certains cas de permettre le montage de la courroie sans nécessiter une structure de montage réglable. Le tendeur permet un bon fonctionnement du système d'entrainement, et réduit des débattements parasites de la courroie. [0004] Le tendeur de courroie d'accessoires comporte généralement un ressort en torsion (pour créer et maintenir la tension souhaitée dans la courroie) et un de système de frottement sec pour créer un certain amortissement, afin de limiter les débattements du tendeur et préserver la durée de vie du ressort de torsion. [0005] Un tel tendeur, selon un mode de réalisation particulier, est notamment connu du document FR2509408. [0006] Lorsque la façade d'accessoires ne comporte pas de système de découplage, tel qu'une poulie d'alternateur à roue libre, ou une poulie découpleuse du vilebrequin ou de l'alternateur, qui permet de réduire la dynamique dans le système d'entrainement accessoires, le tendeur dynamique présente des débattements importants et à haute fréquence, afin de contrôler la tension dans la courroie. [0007] Dans des situations de fortes sollicitations du tendeur de courroie, typiquement lorsque le moteur thermique est pleinement chargé et que la façade accessoire ne 30 comporte pas de système de découplage, l'énergie dissipée par les patins d'amortissement est alors très importante (plusieurs centaines de watt). [0008] Cette énergie à dissiper se traduit par une élévation de la température, qui peut dans des situations extrêmes entrainer un endommagement des patins, qui sont généralement des pièces en matériau plastique dont les caractéristiques mécaniques peuvent être impactées lorsque la température de fonctionnement dépasse la limite de résistance thermique du matériau. En effet, Le dispositif d'amortissement comprend classiquement un matériau de friction dont la limite thermique est proche de 160°C. Quand le couple du moteur est maximum, les débattements angulaires du tendeur augmentent et par conséquent les frottements entre le dispositif d'amortissement et le corps. Quand l'amplitude et la fréquence du débattement du tendeur deviennent trop importantes, l'échauffement généré par les frottements secs peut atteindre ou dépasser la limite thermique du matériau de friction, entraînant son usure prématurée. [0009] Une solution consisterait à employer un matériau adapté pour les patins, mais cela se fait au détriment de la fonction d'amortissement, ou du coût d'obtention du tendeur. Une autre solution pourrait consister à augmenter le dimensionnement du tendeur, mais cela est problématique en termes d'implantation sur la façade accessoire d'un moteur par ailleurs déjà très contraintes du fait des nombreux accessoires qui y sont implantés. [0010] L'invention tend à proposer une solution simple et efficace pour la résolution de cette problématique. [0011] Plus précisément, l'invention porte donc sur un tendeur pour courroie d'accessoires d'un moteur thermique, le tendeur comprenant un corps, un organe de tension monté mobile par rapport au corps, et un dispositif d'amortissement adapté à amortir les déplacements de l'organe de tension par frottement sec avec le corps, comportant un échangeur thermique adapté à favoriser les échanges thermiques par convection entre le tendeur et l'air ambiant. [0012] Dans une variante, l'échangeur est rapporté sur le corps. [0013] Dans une autre variante, l'échangeur est formé d'un seul tenant avec le corps. [0014] De préférence, l'échangeur est du type à ailettes. [0015] De préférence, les ailettes sont en aluminium ou en alliage d'aluminium. [0016] Selon un mode de réalisation dans lequel le corps présente une forme sensiblement cylindrique, les ailettes sont de préférence réparties radialement sur tout ou partie dudit corps. [0017] L'invention porte aussi sur un moteur thermique comportant une façade d'accessoires comportant une courroie d'accessoires cheminant entre des poulies d'accessoires, et un tendeur conforme à l'invention. [0018] L'invention porte enfin sur un véhicule comportant un tel moteur. Il peut notamment s'agir d'un véhicule automobile. L'invention est également applicable à des applications fixes, par exemple un groupe électrogène. [0019] Dans une variante, le véhicule comportant un moteur disposé dans un espace sous capot, une veine d'air est ménagée entre une entrée d'air de l'espace sous capot et le tendeur, de sorte qu'un déplacement dudit véhicule génère un flux d'air autour du tendeur de sorte à favoriser les échanges thermiques. [0020] Dans une variante, le véhicule comportant un moteur disposé dans un espace sous capot, une veine d'air est ménagée entre un groupe moto-ventilateur du moteur et le tendeur, de sorte qu'une mise en fonctionnement du groupe moto-ventilateur génère un flux d'air autour du tendeur de sorte à favoriser les échanges thermiques. [0021] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel. [0022] La figure 1 présente un moteur et ses périphériques, conforme à l'état de la technique connu. [0023] La figure 2 présente schématiquement selon une vue en trois dimensions un tendeur de courroie d'accessoires conforme à l'état de la technique connu. [0024] La figure 3 présente schématiquement, selon une vue éclatée en trois dimensions, les éléments constitutifs d'un tendeur de courroie d'accessoires conforme à l'état de la technique connu. [0025] La figure 4 présente schématiquement, selon une vue en trois dimensions analogue à celle de la figure 2, un tendeur de courroie d'accessoires conforme à une variante préférentielle de l'invention. [0026] La figure 5 présente, selon une vue en trois dimensions, le corps d'un tendeur de courroie d'accessoires conforme à une variante préférentielle de l'invention. [0027] La figure 6 présente une vue partielle d'une façade d'accessoires d'un moteur comportant un tendeur de courroie d'accessoire conforme à une variante préférentielle de l'invention. [0028] La figure 1 présente un moteur et ses périphériques, conforme à l'état de la technique connu. On a représenté au premier plan la façade d'accessoires. Une courroie d'accessoires 1 chemine dans l'exemple ici représenté entre trois poulies, à savoir une poulie liée au vilebrequin 2, une poulie d'alternateur 3, et une poulie de compresseur de climatisation 4. [0029] Un tendeur 5 de courroie d'accessoires permet la mise et le maintien en tension de la courroie d'accessoires 1. [0030] La figure 2 présente schématiquement selon une vue en trois dimensions le détail d'un tel tendeur 5 de courroie d'accessoires. Le tendeur 5 comporte généralement : - Un corps 51, destiné à être fixé rigidement au moteur, - Un organe de tension 52 monté mobile par rapport au corps. L'organe de tension 52 est ici un bras pouvant pivoter par rapport au corps 51. - Un galet 53 monté libre en rotation au bout de l'organe de tension 52, est adapté à appuyer sur la périphérie extérieure de la courroie d'accessoires afin de la maintenir en tension. [0031] La figure 3 présente schématiquement, selon une vue éclatée en trois dimensions, les éléments constitutifs d'un tendeur de courroie d'accessoires conforme à l'état de la technique connu. Un dispositif d'amortissement 54, à savoir préférentiellement un patin, est interposé entre le corps 51 et l'organe de tension 52 de sorte à générer un amortissement par frottement sec lors de mouvement de l'organe de tension 52. [0032] Un ressort 55 assure le rappel de l'organe de tension 52 vers une position de mise en tension de la courroie d'accessoires 1, ainsi que le contact entre le patin 54 et l'organe de tension 52. [0033] La figure 4 présente schématiquement, selon une vue en trois dimensions analogue à celles de la figure 2, un tendeur de courroie d'accessoires conforme à une variante préférentielle de l'invention. Dans l'invention, le tendeur 5 comporte un échangeur thermique 6 adapté à favoriser les échanges thermiques par convection entre le tendeur 5 et l'air ambiant. L'échangeur thermique 6 est dans l'exemple ici représenté, constitué d'une pluralité d'ailettes 61, 62, 63 liées au corps 51. [0034] Les ailettes 61, 62, 63 peuvent avantageusement être réparties radialement sur le pourtour du corps 51 du tendeur 5, lorsque ce corps 51 présente une forme sensiblement cylindrique (permettant un débattement en rotation de l'organe de tension 52). [0035] L'échangeur 6 peut être rapporté par exemple sur le corps 51 du tendeur 5, dès lors qu'une bonne conduction thermique est assurée entre le tendeur 5 et l'échangeur 6, ou, préférentiellement, formé intégralement, d'un seul tenant, avec le tendeur. Le nombre d'ailettes sera de préférence maximisé, en prenant en compte la surface disponible sur le pourtour du corps du tendeur 51, et l'espace entre ailettes permettant une bonne évacuation de l'énergie thermique par convection. [0036] Selon la variante préférentielle de l'invention des ailettes 61, 62, 63 sont formées intégralement sur le corps 51 du tendeur, tel que représenté en figure 5. De préférence, les ailettes 61, 62, 63 sont en aluminium ou en alliage d'aluminium. L'ajout de ces ailettes permet d'évacuer la chaleur générée par les frottements des patins dans le corps du tendeur en augmentant la surface d'échange entre le corps du tendeur et l'air ambiant. [0037] Afin d'optimiser l'efficacité de l'invention, il convient d'assurer un flux d'air autour du tendeur 5. A cette fin, on s'assurera qu'une veine d'air libre est ménagée de sorte à permettre qu'un flux d'air soit généré vers le tendeur, soit lors de l'avancée d'un véhicule équipé du moteur, soit lors de la mise en route d'un groupe moto-ventilateur du moteur, et par exemple tel que représenté à la figure 6 qui montre une vue partielle d'une façade d'accessoires d'un moteur comportant un tendeur 5 de courroie d'accessoire conforme à une variante préférentielle de l'invention. A la figure 6, on a représenté le flux d'air améliorant le refroidissement du tendeur 5 par une flèche en traits pointillés. [0038] L'invention ainsi décrite augmente la capacité du tendeur à évacuer les calories, par convection, en plus de l'évacuation de l'énergie calorifique qui s'effectue par conduction notamment vers le carter cylindre du moteur équipé du tendeur. The invention relates to the technical field of belt drive of peripheral accessories of a combustion engine. These accessories also referred to as auxiliaries, are in a non-limiting manner: alternators, air conditioning compressors, power steering pumps, water pumps, volumetric compressors, etc. The accessories of an engine are generally driven by an asynchronous device comprising a belt, typically trapezoidal profile. The belt has a sinuous path between different pulleys accessories to be rotated. The path of the belt is thus made on one side of the motor, commonly referred to as the "accessory front" or "accessory front". It is known to use one (or more) tensioner to maintain the tension of the belt around a predefined value, and in some cases to allow the mounting of the belt without requiring an adjustable mounting structure. The tensioner allows a smooth operation of the drive system, and reduces parasitic movements of the belt. The accessory belt tensioner generally comprises a torsion spring (to create and maintain the desired tension in the belt) and a dry friction system to create a certain damping, to limit the movements of the tensioner and preserve the service life of the torsion spring. Such a tensioner, according to a particular embodiment, is particularly known from FR2509408. When the accessories facade does not have a decoupling system, such as a freewheel alternator pulley, or a decoupling pulley of the crankshaft or the alternator, which reduces the dynamics in the system As an accessory drive, the dynamic tensioner has large and high frequency movements to control the tension in the belt. [0007] In situations of high stress on the belt tensioner, typically when the heat engine is fully loaded and the accessory front does not have a decoupling system, the energy dissipated by the damping pads is very important. (several hundred watts). This energy to be dissipated results in an increase in temperature, which can in extreme situations cause damage to the pads, which are generally pieces of plastic material whose mechanical characteristics can be impacted when the operating temperature exceeds the thermal resistance limit of the material. Indeed, the damping device conventionally comprises a friction material whose thermal limit is close to 160 ° C. When the engine torque is maximum, the angular deflections of the tensioner increase and therefore the friction between the damping device and the body. When the amplitude and the frequency of the travel of the tensioner become too important, the heating generated by the dry friction can reach or exceed the thermal limit of the friction material, causing its premature wear. One solution would be to use a suitable material for the pads, but this is done at the expense of the damping function, or the cost of obtaining the tensioner. Another solution could be to increase the dimensioning of the tensioner, but this is problematic in terms of implementation on the accessory facade of a motor which is already very constrained because of the many accessories that are implanted therein. The invention aims to provide a simple and effective solution for the resolution of this problem. More specifically, the invention therefore relates to a belt tensioner for accessories of a heat engine, the tensioner comprising a body, a tension member mounted to move relative to the body, and a damping device adapted to damping the displacement of the tension member by dry friction with the body, comprising a heat exchanger adapted to promote convective heat exchange between the tensioner and the ambient air. In a variant, the exchanger is attached to the body. In another variant, the exchanger is formed integrally with the body. Preferably, the exchanger is of the fin type. Preferably, the fins are made of aluminum or aluminum alloy. According to one embodiment in which the body has a substantially cylindrical shape, the fins are preferably distributed radially on all or part of said body. The invention also relates to a heat engine having an accessory facade comprising an accessory belt running between pulleys accessories, and a tensioner according to the invention. Finally, the invention relates to a vehicle comprising such a motor. It can in particular be a motor vehicle. The invention is also applicable to fixed applications, for example a generator. In a variant, the vehicle comprising a motor arranged in a space under the hood, an air stream is formed between an air inlet of the space under the hood and the tensioner, so that a displacement of said vehicle generates a flow of air around the tensioner so as to promote heat exchange. In a variant, the vehicle comprising a motor arranged in a space under the hood, a vein of air is formed between a motor-fan unit of the engine and the tensioner, so that a setting in operation of the motor unit fan generates a flow of air around the tensioner so as to promote heat exchange. The invention is described in more detail below and with reference to the figures schematically showing the system in its preferred embodiment. Figure 1 shows a motor and its peripherals, according to the prior art known. Figure 2 shows schematically in a three-dimensional view of an accessory belt tensioner according to the state of the prior art. Figure 3 shows schematically, in an exploded view in three dimensions, the constituent elements of a belt tensioner accessories according to the state of the prior art. [0025] Figure 4 shows schematically, in a three-dimensional view similar to that of Figure 2, a belt tensioner accessories according to a preferred embodiment of the invention. Figure 5 shows, in a three-dimensional view, the body of a belt tensioner accessories according to a preferred embodiment of the invention. [0027] Figure 6 shows a partial view of an accessory front of a motor comprising an accessory belt tensioner according to a preferred embodiment of the invention. Figure 1 shows a motor and its peripherals, according to the prior art known. The front of accessories is shown in the foreground. An accessory belt 1 runs in the example shown here between three pulleys, namely a pulley connected to the crankshaft 2, an alternator pulley 3, and an air conditioning compressor pulley 4. [0028] A belt tensioner 5 The arrangement of accessories allows the tensioning and holding of the accessory belt 1. [0030] FIG. 2 schematically shows in a three-dimensional view the detail of such an accessory belt tensioner. The tensioner 5 generally comprises: - A body 51, intended to be fixed rigidly to the engine, - A tension member 52 mounted to move relative to the body. The tension member 52 is here an arm pivotable relative to the body 51. - A roller 53 rotatably mounted at the end of the tension member 52 is adapted to press on the outer periphery of the accessory belt. to keep it in tension. Figure 3 shows schematically, in an exploded view in three dimensions, the constituent elements of a belt tensioner accessories according to the state of the prior art. A damping device 54, preferably a pad, is interposed between the body 51 and the tension member 52 so as to generate a damping by dry friction during movement of the tension member 52. [0032] spring 55 ensures the return of the tensioning member 52 to a tensioning position of the accessory belt 1, as well as the contact between the shoe 54 and the tensioning member 52. [0033] FIG. schematically, in a three-dimensional view similar to those of Figure 2, a belt tensioner accessories according to a preferred embodiment of the invention. In the invention, the tensioner 5 comprises a heat exchanger 6 adapted to promote convective heat exchange between the tensioner 5 and the ambient air. The heat exchanger 6 is in the example shown here, consisting of a plurality of fins 61, 62, 63 connected to the body 51. The fins 61, 62, 63 may advantageously be distributed radially around the periphery of the body 51 of the tensioner 5, when the body 51 has a substantially cylindrical shape (allowing a rotational movement of the tension member 52). The exchanger 6 may be attached for example to the body 51 of the tensioner 5, since a good thermal conduction is provided between the tensioner 5 and the exchanger 6, or, preferably, formed integrally, a alone holding, with the tensioner. The number of fins will preferably be maximized, taking into account the available surface around the body of the tensioner 51, and the space between fins allowing good evacuation of thermal energy by convection. According to the preferred embodiment of the invention fins 61, 62, 63 are formed integrally on the body 51 of the tensioner, as shown in Figure 5. Preferably, the fins 61, 62, 63 are made of aluminum or aluminum. aluminum alloy. The addition of these fins makes it possible to evacuate the heat generated by the friction of the pads in the body of the tensioner by increasing the exchange surface between the body of the tensioner and the ambient air. To optimize the efficiency of the invention, it is necessary to ensure a flow of air around the tensioner 5. To this end, it will be ensured that a vein of free air is formed so to allow a flow of air is generated towards the tensioner, either during the advance of a vehicle equipped with the engine, or during the startup of a motor-fan unit of the engine, and for example such shown in Figure 6 which shows a partial view of an accessory facade of a motor comprising an accessory belt tensioner 5 according to a preferred embodiment of the invention. In Figure 6, there is shown the air flow improving the cooling of the tensioner 5 by an arrow in dashed lines. The invention thus described increases the capacity of the tensioner to evacuate the calories, by convection, in addition to the evacuation of the heat energy which is carried out by conduction in particular to the cylinder block of the engine equipped with the tensioner.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Tendeur (5) pour courroie d'accessoires (1) d'un moteur thermique, le tendeur (5) comprenant un corps (51), un organe de tension (52) monté mobile par rapport au corps (51), et un dispositif d'amortissement (54) adapté à amortir les déplacements de l'organe de tension (52) par frottement sec avec le corps, caractérisé en ce que qu'il comporte un échangeur thermique (6) adapté à favoriser les échanges thermiques par convection entre le tendeur (5) et l'air ambiant. REVENDICATIONS1. Tensioner (5) for an accessory belt (1) of a heat engine, the tensioner (5) comprising a body (51), a tension member (52) movably mounted relative to the body (51), and a device damping element (54) adapted to damp the movements of the tension member (52) by dry friction with the body, characterized in that it comprises a heat exchanger (6) adapted to promote convective heat exchange between the tensioner (5) and the ambient air. 2. Tendeur (5) selon la revendication 1, dans lequel l'échangeur (6) est rapporté sur le corps (51). 2. Tensioner (5) according to claim 1, wherein the exchanger (6) is attached to the body (51). 3. Tendeur (5) selon la revendication 1, dans lequel l'échangeur (6) est formé d'un seul tenant avec le corps (51). 3. Tensioner (5) according to claim 1, wherein the exchanger (6) is formed integrally with the body (51). 4. Tendeur (5) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'échangeur (6) est du type à ailettes (61, 62, 63). 4. Tensioner (5) according to one of the preceding claims, wherein the exchanger (6) is of the fin type (61, 62, 63). 5. Tendeur (5) selon la revendication 4, dans lequel les ailettes (61, 62, 63) sont en aluminium ou en alliage d'aluminium. 5. Tensioner (5) according to claim 4, wherein the fins (61, 62, 63) are made of aluminum or aluminum alloy. 6. Tendeur (5) selon la revendication 4 ou la revendication 5, le corps (51) présentant une forme sensiblement cylindrique, les ailettes (61, 62, 63) étant réparties radialement sur tout ou partie dudit corps (51). 6. Tensioner (5) according to claim 4 or claim 5, the body (51) having a substantially cylindrical shape, the fins (61, 62, 63) being distributed radially over all or part of said body (51). 7. Moteur thermique comportant une façade d'accessoires comportant une courroie d'accessoires (1) cheminant entre des poulies d'accessoires, et un tendeur (5) conforme à l'une des revendications précédentes assurant le maintien en tension de la courroie (1). 7. Heat engine comprising an accessory front including an accessories belt (1) running between accessory pulleys, and a tensioner (5) according to one of the preceding claims ensuring the tensioning of the belt ( 1). 8. Véhicule comportant un moteur selon la revendication 7. 8. Vehicle comprising an engine according to claim 7. 9. Véhicule selon la revendication 8, dont le moteur est disposé dans un espace sous capot, et dans lequel une veine d'air est ménagée entre une entrée d'air de l'espace sous capot et le tendeur (5), de sorte qu'un déplacement dudit véhicule génère un flux d'air autour du tendeur (5) de sorte à favoriser les échanges thermiques. 9. Vehicle according to claim 8, the engine is arranged in a space under the hood, and wherein a stream of air is provided between an air inlet of the space under the hood and the tensioner (5), so a displacement of said vehicle generates a flow of air around the tensioner (5) so as to promote heat exchange. 10. Véhicule selon la revendication 9, dont le moteur est disposé dans un espace sous capot dans lequel une veine d'air est ménagée entre un groupe moto-ventilateur du moteur et le tendeur (5), de sorte qu'une mise en fonctionnement du groupe moto-ventilateur génère un flux d'air autour du tendeur (5) de sorte à favoriser les échanges thermiques. 10. Vehicle according to claim 9, the engine is arranged in a space under the hood in which a vein of air is formed between a motor fan assembly of the motor and the tensioner (5), so that operation the motor-fan unit generates a flow of air around the tensioner (5) so as to promote heat exchange.
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DE10333876A1 (en) * 2003-07-25 2005-02-17 Ina-Schaeffler Kg Tensioning element or deflection element for belt drive or cogged-belt drive of internal combustion engine, comprises a spacer made of material with high heat conductivity in thermal contact to the inner ring of the roller bearing
JP2008014382A (en) * 2006-07-05 2008-01-24 Honda Motor Co Ltd Automatic tensioner

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