[發明專利]非普遍階次隨機鏈輪

有效

• 申請號: 201680069785.5
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN108368929B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: K·B·托德
• 申請（專利權）人: 博格華納公司
• 主分類號: F16H55/30
• 分類號: F16H55/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李建新

一種用于內燃機的非普遍階次隨機鏈輪，包括節距半徑的模式，使得節距半徑的徑向變化在內燃機的驅動系統中非普遍的階次上激發張力。

技術領域

本發明涉及鏈輪領域。更具體地，本發明涉及具有降低的嚙合噪聲的鏈輪和鏈條系統。

背景技術

圖1示出了用于典型發動機的鏈條驅動系統的實例，例如，這種配置可以在直列式四汽缸柴油發動機中使用。有五個鏈輪：鏈輪30在曲軸上，鏈輪31是惰輪，其由曲軸鏈輪30驅動并驅動排氣凸輪軸鏈輪33和進氣凸輪軸鏈輪34。鏈輪32驅動燃料泵。有兩個鏈條：燃料泵鏈條10，其由鏈條段1-3組成，由曲軸鏈輪30驅動并驅動惰輪鏈輪31和燃料泵鏈輪32；以及凸輪正時鏈條20，其由鏈條段4-6組成，由惰輪鏈輪31驅動并驅動進氣凸輪軸鏈輪34和排氣鏈輪33。

鏈條或齒形皮帶驅動裝置承受振蕩激勵。例如，可以在發動機曲軸和凸輪軸之間使用鏈條或齒形皮帶驅動裝置。振蕩激勵可以是曲軸的扭轉振動和/或來自氣門機構和/或燃料泵的波動扭矩負載。

有時在鏈條驅動裝置上使用隨機鏈輪以降低鏈條嚙合噪聲。傳統的隨機鏈輪使用固定“隨機”模式的節距半徑變化來改變嚙合的正時。這拆散了嚙合噪聲，從而其不再是令人討厭的純音。利用非隨機鏈輪，嚙合噪聲全部集中在嚙合頻率或嚙合階次上。利用隨機鏈輪，嚙合噪聲在多個階次上展開—主要在低階次和嚙合階次附近的階次上。盡管其降低了令人討厭的噪聲，隨機鏈輪的徑向變化在鏈條驅動裝置上形成了振蕩張力—大部分在低階次上(每次鏈輪旋轉數次)。

大多數鏈輪驅動裝置具有一個或多個扭轉共振頻率。如果由隨機鏈輪引起的張力波動在具有鏈條驅動裝置扭轉共振頻率上或附近的頻率的階次上，則張力波動將被放大—可能造成鏈條張力的顯著變化。

如果鏈條驅動裝置沒有張力變化的外部促因(比如，曲柄TV、凸輪扭矩、燃料泵扭矩)，則由隨機鏈輪引起的振蕩張力將增加平均張力，從而增大了總的最大張力。在這種情況下，隨機鏈輪通常將增大最大鏈條張力。如果該最大張力仍保持在鏈條的可接受范圍內，則這可能不是問題。

如果鏈條驅動裝置具有張力變化的外部促因，有可能隨機鏈輪將由外部來源在已經存在張力變化的階次上形成張力變化。在許多情況下，這將形成會增加和增大總最大張力的張力。利用現有隨機鏈輪的方法通常總是會導致總最大鏈條張力的增大。在許多情況下，張力增大到超過鏈條的可接受張力水平。由于這個原因，在許多具有張力變化外部來源的鏈條驅動裝置上可能無法使用傳統的隨機鏈輪，比如發動機凸輪或平衡軸驅動器。

通過限定隨機鏈輪的徑向變化模式以在一個或兩個特定階次上形成張力，研制出了張力減小隨機鏈輪。由張力減小隨機鏈輪形成的張力被定相成與張力變化外部來源引起的張力相反。這引起了張力的抵消以及總最大張力水平的減小。由于張力減小隨機鏈輪使用均勻重復的模式，并且幅度必須被選擇為生成正確的張力水平，張力減小隨機鏈輪通常不會對嚙合噪聲產生很大影響。

張力減小鏈輪使用在鏈條張力方面能顯著形成定相為與振蕩激勵引起的張力相反的的張力波動的階次，使得在那些階次上的張力在鏈條或皮帶驅動裝置處抵消或部分抵消共振(當總最大張力由這些階次中的一個主導時)。問題是如何針對足夠的噪聲降低并同時限制總鏈條張力的增大來設計隨機鏈輪。

發明內容

本發明公開了一種隨機鏈輪或帶輪，其具有變化的節距半徑，旨在降低驅動裝置的嚙合噪聲。隨機鏈輪或帶輪使用徑向變化模式，其由在振蕩激勵所引起的鏈條張力中還并未顯著的階次組成。

具有振蕩激勵和扭轉共振的鏈條或齒形皮帶驅動裝置在特定階次上形成振蕩張力。在隨機鏈輪徑向變化模式中應當避開這些階次以盡可能減小由隨機模式引起的鏈條張力的增大。

利用具有由鏈條張力中非顯著階次組成的徑向變化的隨機鏈輪，減小了由隨機鏈輪在和振蕩激勵引起張力的同時激勵驅動共振所引起的張力，從而盡可能減小了由隨機鏈輪引起的鏈條張力的增大。

附圖說明