SE466865B - Kuggremstransmission, i synnerhet foer foerbraenningsmotorer - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 466 865 2 frekvens och detta hjuls antal kuggfickor eller kuggtänder.

Mellan resp. kugghjul har kuggremmen en s.k. fri part. vars dynamiska egenskaper beror av olika faktorer såsom längden av den fria parten. materialegenskaper. remspänning m.m. Förutom kraftexciteringen från remmen uppkommer i en förbränningsmotor även andra kraftexciteringar, exempelvis genom olikformighet i roterande massor och i förbränningstryck som funktion av vev- axelvinkel.

Vid dessa typer av exciteringar med olika frekvenser alstras olika svängningar i kuggremmen. vilka ger upphov till ett kuggremsljud, som inom bilindustrin allmänt kallas remskorr.

Detta skapar ljudstörningar såväl inuti som utanför bilen.

Remskorr i kupén. beroende på stomljudinledning via motorupp- hängníngen. är den allvarligaste ljudstörningen. Minskad rem- spänning kan ge ljudreducering. men ökar istället risken för överkuggning. Ökad remspänning innebär att ljudstörningen för- skjuts mot högre varvtal. Störnivån ökar dock kraftigt med högre remspänning.

Syftet med föreliggande uppfinning är generellt att åstadkomma en kuggremstransmission av i inledningen angivet slag, som gör det möjligt att reducera svängningsamplituden hos fria rem- parters resonanssvängningar för att därigenom minska ljudstör- ningar av typen skorrljud och att öka kuggremmens livslängd.

Uppfinningen syftar isynnerhet till att åstadkomma en för kam- axeldrivningen i en förbränningsmotor med dubbla kamaxlar avsedd kuggremstransmission, som trots avsevärd längd hos kuggremmen ger ljudstörningar med låg nivå.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att åtminstone det ena kugghjulet eller kuggremmen har en kuggbana. som på minst ett ställe har ett avbrott i likformigheten i sin tanddelning, vid vilket avbrott avståndet mellan tvâ efter varandra följande. verksamma tänder är minst lika med bredden av två kuggfickor och en tand.

Genom att enligt uppfinningen “ta bort en tand". dvs. elimine- 10 15 20 25 30 35 3 466 865 ra inverkan av tanden genom att avlägsna den helt eller del- vis. upphör kraftexciteringen temporärt och p.g.a. remmens och systemets egendämpning erhålles en lägre svängningsamplitud för de efterföljande utsvängningarna. Genom lämplig avpassning av antalet avbrott, kan ljudalstringen pâverkas så att nivån kan sänkas med ända upp till 8 dB(A). Q Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel. där fig. 1 visar en schematiskt framställd kuggremstransmission för en förbrän- ningsmotor med dubbla kamaxlar. fig. 2 ett diagram illustre- rande svängningsamplitudens avtagande som funktion av tiden för en odämpad resp. dämpad kuggrem. fig. 3 ett diagram íllustrerande svängningsamplituden för en fri rempart, när denna kraftexciteras med en frekvens motsvarande dess reso- nansfrekvens och när kraftexciteringen temporärt avbryts genom att en verksam kuggtand på ett av kugghjulen avlägsnats, fig. 4 en schematisk frontvy av ett enligt uppfinningen modifierat kugghjul samt fig. 5 och 6 schematiska sidovyer av en del av en enligt uppfinningen modifierad kuggrem.

I fig. 1 betecknar 1 en kuggrem som löper runt ett drivande. på en förbränningsmotors vevaxel anordnat första kugghjul 2, ett par drivna kamaxelkugghjul 3 och 4 och ett drivet kugghjul 5 på motorns oljepump. Mot kuggremmens l plana utsida anligger tre omlänkningshjul 6, 7 och 8, av vilka åtminstone ett tjänstgör som spännhjul och är fjäderbelastat mot remmen (icke visat). Remmen 1 har sju "fria parter" 10-16. dvs. parter mellan resp. kugghjul och omlänkningshjul.

Om en fri part mellan två kugghjul engângsexciteras, erhålles maximal svängningsamplitud s vid remmens egensvängnings- fig. 2 visade utseendet. Den heldragna linjen i fig. 2 visar schema- resonans, vilken som funktion av tiden t kan ha det i tiskt max.-amplituden som funktion av tiden t för en i huvud- sak odämpad kuggrem. Vid högre materialdämpning (högre för- lustfaktor) erhålles en väsentligt annorlunda maximal sväng- ningsamplitud, såsom illustreras med den streckade linjen i 10 15 20 25 30 35 466 865 4 fig. 2. En dämpad rem erhåller således en med tiden t väsent- ligt mer avtagande svängningsamplitud.

Vid i huvudsak linjär periodisk excitering med exciterings- frekvensen sammanfallande med kuggremmens egenfrekvens växer max.-amplituden som funktion av tiden till ett värde, som går mot oändligheten. om dämpning saknas helt. vilket betyder att remmen går till brott. Normalt förekommer dock alltid någon form av dämpning i systemet. Maximal svängningsamplitud som funktion av tiden är därför tämligen konstant så länge den periodiska exciteringen fortlöper. vilket illustreras med den heldragna linjen i fig. 3.

Om exciteringen temporärt avbryts genom att i enlighet med uppfinningen en kuggtand på ett av kugghjulen tas bort (fig. 4 och 5) eller reduceras i storlek (fig. 6), så att den inte längre är verksam erhålles genom remmens och systemets egen- dämpning en lägre amplitud för de närmast efterföljande sväng- ningarna. Detta till dess systemet åter är i jämvikt. då svängningsamplituden återtagit det värde. som gällde före det temporära avbrottet.

I fig. 3 visas med streckad linje svängningsamplituden efter ett avbrott. orsakat av att kuggtand nr 12 eliminerats som verksam tand på kugghjulet 5. Full återgång till maximal amplitud uppnås i det visade exemplet vid exciteríng av tand nr 17. Om exempelvis var 4:e tand elimineras som verksam tand. erhålles en maximal svängningsamplitud. som är lägre än ampli- tuden enligt den heldragna linjen i fig. 3. Hur mycket lägre den blir bestäms av hur kraftig excitering från vevaxelkugg- hjulet 2 är.

Utförda prov med en motor med en transmission av det slag, som visas i fig. 1. har visat att när var tredje tand 20 på olje- pumpkugghjulet 5 eliminerades som verksam tand uppstod en 5 väsentligt lägre svängningsamplitud hos den fria remparten 14 och en reducering av ljudnivån med upp till 5 dB(A). På mot- svarande sätt erhölls en reducering av störljudnivån med upp 10 15 20 25 5 466 '865 till 5 dB(A) vid elimínering av var sjunde tand på vevaxel- kugghjulet 2. Åtgärderna sammantagna gav upp till 8 dB(A) reducering av störljudnivån. Proven visade även en väsentlig förlängning av remlivslängden.

Avbrott i exciteringen kan även uppnås genom att själva kugg- remmen 1 modifieras. Exmepelvis kan hela tänder 20 slopas, såsom visas i fig. 5. så att. liksom i exemplet i fig. 4, avbrott eller luckor 22 bildas, vars längd är lika med bredden av tvâ tandfickor 21 och en mellanliggande tand 20. Alterna- tivt kan tänder 23, som inte skall vara verksamma, ges en smalare kuggprofil och lägre höjd, såsom visas i fig. 6.

Vid en kamaxeltransmission är det emellertid fördelaktigt att i första hand eliminera verksamma tänder på ett lågbelastat kugghjul som oljepumpkugghjulet 5 och att behålla remmen 1 samt vevaxelkugghjulet 2 och kamaxelkugghjulet 3, 4 intakta.

Reduceringen av skorrljudnivån avgörs av antalet eliminerade verksamma tänder på resp. kugghjul och/eller kuggrem, antalet åtgärdade kugghjul samt graden av dämpning i systemet och då särskilt dämpningen i kuggremmen. Utförda prov har visat att antalet eliminerade tänder bör uppgå till 10%. helst 15% eller mer, av det normala totala antalet tänder. Dämpningen i kugg- remmen. mätt som förlustfaktor. bör vara högre än 3%, företrä- desvis avsevärt högre, exempelvis 12%.

Claims (8)

10 15 20 25 _30 35 466 865 6 Patentkrav

1. Kuggremstransmission, innefattande minst ett drivande och minst ett drivet kugghjul och en kring kugghjulen löpande kuggrem. k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone det ena kugghjulet (5) eller kuggremmen (1) har en kuggbana, som på minst ett ställe har ett avbrott (22) i likformigheten i sin tanddelning. vid vilket avbrott avståndet mellan två efter varandra följande, verksamma tänder (20) är minst lika med bredden av två kuggfickor (21) och en tand (20).

2. Transmission enligt krav l. k ä n n e t e c k n a d av att kuggbanan uppvisar ett flertal av nämnda avbrott (22) jämnt fördelade utefter sin längd.

3. Transmission enligt krav l eller 2, n a d k ä n n e t e c k - av att antalet avbrott (22) uppgår till minst ca 10%, företrädesvis minst ca 15% av antalet verksamma tänder (20) på kuggbanan.

4. Transmission enligt något av krav l-3, k ä n n e t e c k - n a d av att kuggbanan har avbrott (22) mellan grupper av minst nio verksamma tänder (20). företrädesvis minst fem verk- samma tänder.

5. Transmission enligt något av krav l-4, n a d k ä n n e t e c k - av att varje avbrott (22) är bildat genom att en tand är helt eller delvis e1iminerad¿

6. Transmission enligt krav 5. k ä n n e t e c k n a d av att varje avbrott (22) är bildat genom att en tand (23) har reducerad höjd och bredd i förhållande till omgivande verk- samma tänder (20).

7. Transmission enligt något av krav l-6, avsedd för en för- bränningsmotor med dubbla kamaxlar och innefattande ett drivande vevaxelkugghjul, två drivna kamaxelkugghjul och minst ett ytterligare drivet kugghjul, k ä n n e t e c k n a d av i) 7 466 865 att nämnda avbrott (22) är utförda i kuggbanan på nämnda ytterligare kugghjul (5).

8. Transmission enligt krav 7. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda ytterligare kugghjul (5) är anordnat att driva motorns oljepump och har avbrott (22) mellan par av verksamma tänder (20).