Система ременного привода (варианты) и устройство натяжения для нее

Система ременного привода (варианты) и устройство натяжения для нее

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к приводам передних вспомогательных агрегатов, а более конкретно к системам ременного привода, имеющим асимметричное демпфирующее устройство натяжения.

Большинство двигателей, используемых в автомобилях и т.п., содержат ряд систем вспомогательных агрегатов с ременным приводом, которые необходимы для надлежащей работы транспортного средства. Системы вспомогательных агрегатов могут включать в себя генератор переменного тока, компрессор кондиционера воздуха и насос гидравлического усилителя рулевого управления.

Системы вспомогательных агрегатов обычно установлены на передней поверхности двигателя. Каждый вспомогательный агрегат имеет шкив, установленный на валу, для приема мощности от ременного привода, выполненного в некоторой форме. В ранних системах каждый вспомогательный агрегат приводился в движение отдельным ремнем, который двигался между этим вспомогательным агрегатом и коленчатым валом. Благодаря усовершенствованиям в технологии ремней сейчас в большинстве приложений используют в основном одиночные извилистые ремни. Одиночный извилистый ремень, направляемый между различными вспомогательными агрегатами, приводит в движение вспомогательные агрегаты. Коленчатый вал двигателя приводит в движение этот извилистый ремень.

Поскольку извилистый ремень следует направлять ко всем вспомогательным агрегатам, он в общем случае стал длиннее, чем его предшественники. Для работы надлежащим образом такой ремень устанавливают с некоторым предварительно определенным натяжением. Когда ремень работает, он несколько растягивается вдоль своей длины. Это приводит к уменьшению натяжения ремня, что может вызывать проскальзывание ремня. Поэтому используют устройство натяжения ремня для поддержания его надлежащего натяжения, если ремень растягивается во время эксплуатации.

Когда устройство натяжения ремня работает, движущийся ремень может возбуждать колебания в пружине устройства натяжения. Эти колебания нежелательны, потому что они вызывают преждевременный износ ремня и устройства натяжения. Поэтому предусматривают демпфирующий механизм для демпфирования рабочих колебаний.

Разработаны различные демпфирующие механизмы. Они включают в себя демпферы на вязких текучих средах, механизмы, основанные на скольжении фрикционных поверхностей друг относительно друга или на их взаимодействии друг с другом, и демпферы, в которых используется последовательность взаимодействующих пружин. Большей частью эти демпфирующие механизмы работают в единственном направлении, оказывая сопротивление движению ремня в одном направлении. Обычно это приводит к недемпфируемым вибрациям, возникающим во время работы ремня, когда рычаг устройства натяжения колеблется между нагруженным и ненагруженным положениями.

Известные системы основаны на настройке устройства натяжения с обеспечением податливости, чтобы можно было отслеживать движение ремня. Обычно устройство натяжения настраивают, задавая малую скорость демпфирования, чтобы способствовать проявлению этой податливости. В результате известные системы работали неудовлетворительно при изменениях нагрузки. Привод вспомогательных агрегатов работал нормально, когда двигатель вращался с некоторой установившейся скоростью, выражаемой количеством оборотов в минуту. Опора устройства натяжения должна поддерживать некоторое натяжение в пролете ремня. В общем случае устройство натяжения находится после коленчатого вала в направлении движения ремня. Демпфирование настраивали так, чтобы устройство натяжения могло демпфировать большинство вибраций в движущемся ремне.

Проблемы возникают, когда скорость двигателя быстро изменяется в диапазоне от 5000 до 10000 (об/мин)/сек. В этом случае такие вспомогательные агрегаты, как генератор переменного тока, продолжают приводить ремень в движение после уменьшения скорости, так как имеет место инерция вращения. Это вызывает натяжение ремня на стороне, находящейся после коленчатого вала, нагружающее устройство натяжения. Если скорость демпфирования в устройстве натяжения слишком мала, то это устройство натяжения окажется неспособным выдерживать увеличение натяжения ремня и рычаг будет двигаться в направлении от ремня. В результате выяснится, что устройство натяжения не поддерживает достаточное натяжение в ремне. Это обусловит проскальзывание ремня на шкиве коленчатого вала, поскольку теперь ремень приводится в движение к коленчатому валу, вызывая «скрипящие» шумы. Известные системы основаны на средстве фиксации рычага устройства натяжения в направлении нагружения с целью предотвращения уменьшения натяжения ремня. Однако фиксация устройства натяжения мешает устройству натяжения выполнять свою регулирующую функцию демпфирования вибраций в ремне.

Известное техническое решение может быть представлено патентом США №5439420, авторы Мекстрот (Meckstroth) и др., где описана система привода вспомогательных агрегатов, включающая в себя устройство натяжения, имеющее регулятор для регулирования движения поворота рычага с обеспечением возможности свободного поворота рычага в направлении, соответствующем увеличению натяжения ремня, причем этот регулятор препятствует движению рычага в направлении, соответствующем уменьшению натяжения ремня.

Известен также способ расположения вспомогательных агрегатов двигателя с обеспечением приложения наибольшей вращательной инерционной силы к вспомогательному агрегату, ближайшему к шкиву коленчатого вала, если смотреть с той стороны ремня, на которой он натянут. О таком решении говорится в патенте США №4959042, автор Танака (Tanaka). Этот способ основан не на рабочих характеристиках устройства натяжения, а на динамике, обусловленной шахматным порядком расположения вспомогательных агрегатов, которая в свою очередь основана на инерции вращения.

Известные системы зависят от фиксирующего устройства натяжения или от конкретной механической компоновки, предназначенной для решения проблемы высокой скорости изменения скорости двигателя. Ни одно из известных технических решений не решает проблему устранения скрипа при изменениях скорости с одновременным продолжением демпфирования вибраций ремней. Кроме того, известные системы, например в случае системы Мекстрота, оказываются сложными и дорогостоящими, требующими наличия сложных механических устройств для регулирования движения рычага устройства натяжения. Известные системы являются относительно громоздкими, требуя наличия места на поверхности двигателя. Способ Танаки не вполне решает вопрос высоких скоростей замедления, будучи вместо этого основанным на расположении агрегатов, что не полностью предотвращает натяжение ремня во время замедления.

Существует потребность в системе ременного привода с асимметричным демпфирующим устройством натяжения, имеющей асимметричное демпфирующее устройство натяжения. Кроме того, существует потребность в системе ременного привода с асимметричным демпфирующим устройством натяжения, выполненной с возможностью обеспечения большего натяжения ремня во время быстрых изменений скорости двигателя. Также существует потребность в системе ременного привода с асимметричным демпфирующим устройством натяжения, в которой демпфирующее трение в направлении нагружения больше, чем в направлении разгрузки. И наконец, существует потребность в системе ременного привода с асимметричным демпфирующим устройством натяжения, имеющей коэффициент асимметрии, превышающий 1,5.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в удовлетворении этих потребностей.

Данная техническая задача решается за счет того, что система ременного привода согласно изобретению содержит ведущий шкив, по меньшей мере, один ведомый шкив, ремень, соединяющий ведущий шкив с ведомым шкивом и устройство натяжения ремня, имеющее рычаг, предназначенный для восприятия нагрузки ремня и установленный с возможностью поворота на основании, шкив, опертый на рычаг и взаимодействующий с ремнем привода, отклоняющий элемент, взаимодействующий с основанием, и демпфирующий элемент, имеющий фрикционную поверхность, взаимодействующую с основанием, причем демпфирующий элемент взаимодействует с рычагом в точке его поворота, отклоняющий элемент взаимодействует с демпфирующим элементом в первой и во второй точках контакта таким образом, что к фрикционной поверхности приложена нормальная сила за счет нагрузки ремня, а демпфирование движения рычага демпфирующим элементом осуществлено за счет асимметричной демпфирующей силы таким образом, что демпфирующая сила, действующая в направлении нагружения, больше, чем демпфирующая сила, действующая в направлении разгрузки, при этом отношение демпфирующей силы, действующей в направлении нагружения, к демпфирующей силе, действующей в направлении разгрузки, находится в диапазоне от 1,5 до 5.

Предпочтительно отклоняющий элемент содержит пружину кручения.

Предпочтительно устройство натяжения ремня расположено в системе перед вращающимся элементом, имеющим наибольшую эффективную инерцию вращения в направлении движения ремня.

Техническая задача также решается за счет того, что система ременного привода согласно изобретению содержит ведущий шкив, по меньшей мере, один ведомый шкив, ремень, соединяющий ведущий шкив с ведомым шкивом и устройство натяжения со ступицей, испытывающей нагрузку, и имеющее рычаг, взаимодействующий с ремнем для поддержания натяжения ремня, и имеющее асимметричное отношение демпфирования, вследствие чего демпфирующая сила, действующая в направлении нагружения, больше, чем демпфирующая сила, действующая в направлении разгрузки, а проскальзывание ведомого шкива составляет менее 2% поворота ведущего шкива.

Предпочтительно упомянутый ведомый шкив имеет эффективную инерцию вращения, превышающую 0,004 кгм² и при этом вибрация рычага устройства натяжения минимизируется при скорости замедления ведущего шкива, превышающей 6000 (об/мин)/сек.

Предпочтительно устройство натяжения расположено в непосредственно перед шкивом, имеющим наибольшую эффективную инерцию вращения в направлении движения ремня.

Предпочтительно нагрузка на ступицу устройства натяжения увеличивается при замедлении ведущего шкива от установившегося значения до максимального значения менее чем за 0,15 с.

Предпочтительно замедление ведущего шкива обуславливает приложение к устройству натяжения силы в направлении нагружения.

Техническая задача также решается за счет того, что устройство натяжения согласно изобретению содержит рычаг, предназначенный для восприятия нагрузки ремня и установленный с возможностью поворота на основании, шкив, установленный на рычаге, взаимодействующий с приводным ремнем, отклоняющий элемент, взаимодействующий с основанием, и демпфирующий элемент, имеющий фрикционную поверхность, взаимодействующую с основанием, причем демпфирующий элемент взаимодействует с рычагом в точке поворота, отстоящей на расстояние (А) в радиальном направлении от центра (О) поворота рычага, отклоняющий элемент взаимодействует с демпфирующим элементом в первой и во второй точках контакта таким образом, что к фрикционной поверхности приложена нормальная сила за счет нагрузки ремня, а демпфирование движения рычага демпфирующим элементом осуществлено за счет асимметричной демпфирующей силы, причем демпфирующая сила, действующая в направлении нагружения, больше, чем демпфирующая сила, действующая в направлении разгрузки, а отношение демпфирующей силы, действующей в направлении нагружения, к демпфирующей силе в направлении разгрузки, находится в диапазоне от 1,5 до 5.

Предпочтительно отклоняющий элемент содержит пружину кручения.

Техническая задача, кроме того, решается и за счет того, что система ременного привода согласно изобретению содержит ремень, по меньшей мере, два шкива, взаимодействующие с ремнем, причем каждый шкив соединен с агрегатом системы, устройство натяжения, имеющее шкив, взаимодействующий с ремнем, и рычаг, предназначенный для восприятия нагрузки ремня, и установленный с возможностью поворота на основании, отклоняющий элемент, взаимодействующий с основанием, и демпфирующий элемент, имеющий фрикционную поверхность, взаимодействующую с основанием, демпфирующий элемент взаимодействует с рычагом в точке поворота, отстоящей на расстояние (А) в радиальном направлении от центра (О) поворота рычага, отклоняющий элемент взаимодействует с демпфирующим элементом в первой и во второй точках контакта таким образом, что к фрикционной поверхности приложена нормальная сила за счет нагрузки ремня, а демпфирование движения рычага демпфирующим элементом осуществляется за счет асимметричной демпфирующей силы, причем демпфирующая сила, действующая в направлении нагружения больше, чем демпфирующая сила, действующая в направлении разгрузки, а отношение демпфирующей силы, действующей в направлении нагружения, к демпфирующей силе, действующей в направлении разгрузки, находится в диапазоне от 1,5 до 5.

Предпочтительно дополнительно содержит, по меньшей мере, один агрегат, имеющий эффективную инерцию, равную или превышающую примерно 0,004 кгм², устройство натяжения ремня расположено перед упомянутым агрегатом в направлении привода ремня.

Предпочтительно упомянутый агрегат представляет собой генератор переменного тока.

Предпочтительно упомянутый агрегат представляет собой распределительный вал.

Предпочтительно дополнительно содержит второй демпфирующий элемент, взаимодействующий с возможностью поворота с демпфирующим элементом, и при этом второй демпфирующий элемент имеет фрикционную поверхность, взаимодействующую с основанием.

Предпочтительно скорость системы замедления превышает 6000 (об/мин)/сек.

Предпочтительно проскальзывание ремня на шкиве составляет примерно 1,4%.

Прилагаемые чертежи, входящие в состав описания и составляющие его часть, иллюстрируют предпочтительные конкретные варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения:

фиг.1 - условный вид спереди, иллюстрирующий систему привода передних вспомогательных агрегатов, которая включает в себя устройство натяжения ремня, имеющее демпфирующий механизм, согласно изобретению;

фиг.2 - в увеличенном масштабе частичный условный вид в основном вдоль линии 2-2, показанной на фиг.1, иллюстрирующий различные составляющие силы, связанные с устройством натяжения;

фиг.3 - разрез по линии 3-3, показанной на фиг.2;

фиг.4 - в увеличенном масштабе вид, показывающий демпфирующий механизм согласно изобретению;

фиг.5 - альтернативный конкретный вариант осуществление демпфирующего механизма, имеющего форму полуокружности;

фиг.6 - альтернативный конкретный вариант осуществления демпфирующего механизма, имеющего форму полуокружности и внешнюю стенку, имеющую отклоняющую полоску;

фиг.7 - альтернативный конкретный вариант демпфирующего механизма, имеющего внутреннюю фрикционную поверхность;

фиг.8 - вид снизу сил, действующих на демпфирующую пластину;

фиг.9 - вид сверху демпфирующей пластины;

фиг.10 - диаграмма свободного тела демпфирующего механизма в основании устройства натяжения;

фиг.11 - вид сбоку демпфирующего механизма вдоль линии 11-11, показанной на фиг.8;

фиг.12 - вид сверху демпфирующего механизма;

фиг.13 - перспективное изображение сверху демпфирующей пластины;

фиг.14 - перспективное изображение снизу демпфирующей пластины;

фиг.15 - вид снизу первого альтернативного конкретного варианта осуществления демпфирующего механизма;

фиг.16 - вид сбоку демпфирующего механизма вдоль линии 16-16, показанной на фиг.15;

фиг.17 - вид сверху первого альтернативного демпфирующего механизма;

фиг.18 - перспективное изображение сверху первого альтернативного демпфирующего механизма;

фиг.19 - перспективное изображение снизу первого альтернативного демпфирующего механизма;

фиг.20 - перспективное изображение сверху альтернативного демпфирующего механизма;

фиг.21 - вид снизу второго альтернативного конкретного варианта осуществления;

фиг.22 - вид сбоку демпфирующего механизма вдоль линии 22-22, показанной на фиг.21;

фиг.23 - вид сверху второго альтернативного конкретного варианта осуществления;

фиг.24 - перспективное изображение снизу второго альтернативного конкретного варианта осуществления;

фиг.25 - перспективное изображение сверху второго альтернативного конкретного варианта осуществления;

фиг.27 - условное изображение типичного ременного привода для двигателя;

фиг.28а - сравнение параметров устройств натяжения между обычным устройством натяжения и асимметричным устройством натяжения;

фиг.28b - сравнение параметров устройств натяжения между обычным устройством натяжения и асимметричным устройством натяжения;

фиг.29а - сравнение параметров устройств натяжения, показывающее угловую вибрацию;

фиг.29b - сравнение параметров устройств натяжения, показывающее вибрацию рычагов устройств натяжения;

фиг.29c - сравнение параметров устройств натяжения, показывающее динамическое натяжение;

фиг.29d - сравнение параметров устройств натяжения, показывающее натяжение на холостом шкиве;

фиг.30а - сравнение параметров устройств натяжения для асимметричного устройства натяжения;

фиг.30b - сравнение параметров устройств натяжения для обычного устройства натяжения;

фиг.30с - сравнение параметров устройств натяжения для асимметричного устройства натяжения;

фиг.30d - сравнение параметров устройств натяжения для обычного устройства натяжения;

фиг.30е - простой двухточечный привод лишь с одним вспомогательным агрегатом;

фиг.31 - сравнение движения рычагов устройства натяжения во время запуска из холодного состояния для обычного устройства натяжения и асимметричного устройства натяжения;

фиг.32 - сравнение перемещения рычагов для обычного устройства натяжения и асимметричного устройства натяжения.

Подробное описание предпочтительного конкретного варианта осуществления

Ниже приводится описание устройства натяжения, имеющего асимметричную демпфирующую характеристику. Асимметричное устройство натяжения рассеивает больше энергии, чем обычное устройство натяжения, в предположении, что оба устройства натяжения имеют одинаковую силу устройства натяжения. Другое важное преимущество асимметричного устройства натяжения состоит в том, что такое устройство может обеспечить более высокую скорость демпфирования для заданной системы ременного привода по сравнению с обычным устройством натяжения.

Между асимметричным устройством натяжения и обычным устройством натяжения существуют два основных различия в работе. Во-первых, в случае асимметричного устройства натяжения сила трения, а значит, и рассеиваемая энергия вибрации значительно больше во время полуцикла нагружения устройства натяжения, чем сила трения и рассеиваемая энергия вибрации во время полуцикла разгрузки устройства натяжения. В случае обычного устройства натяжения эти силы примерно равны. Во-вторых, энергия ременного привода рассеивается посредством демпфирования только в полуцикле нагружения ввиду смещенной функции демпфирования устройства натяжения. Демпфирование устройства натяжения в полуцикле разгрузки рассеивает механическую энергию только устройства натяжения, а не ремня или других агрегатов.

В частности, в любой момент сила, прикладываемая к ремню, не может оказаться слишком малой, иначе будет происходить проскальзывание ремня на шкивах агрегатов, таких как генератор переменного тока или коленчатый вал, см. фиг.1. В общем случае демпфирующее трение во время движения в направлении разгрузки не должно превышать 70% жесткости (силы сжатия) пружины устройства натяжения. В случае обычного устройства натяжения, поскольку демпфирование нагружения и разгрузки по существу одинаково, трение в направлении нагружения также будет составлять 70% жесткости пружины. Например, если крутящий момент пружины обычного устройства натяжения составляет 15 Н·м, а коэффициент демпфирования составляет 70%, то демпфирующий крутящий момент будет составляет 10,5 Н·м в обоих направлениях. Если необходимо большее демпфирование, то приходится увеличивать жесткость пружины, чтобы поддержать надлежащее малое натяжение на конце. Увеличение жесткости пружины будет уменьшать срок службы ремня, а также увеличивать нагрузку в подшипниках некоторых агрегатов.

С другой стороны, при наличии асимметричного устройства натяжения, имеющего то же самое натяжение ремня, если коэффициент асимметрии К_АС составляет, например, три, то фрикционное демпфирование в направлении нагружения будет в три раза больше, чем фрикционное демпфирование в направлении разгрузки. В результате оно также в три раза больше, чем фрикционное демпфирование обычного устройства натяжения, что обеспечивает значительно большее демпфирование для системы без увеличения натяжения ремня.

Следовательно, по сравнению с обычным устройством натяжения асимметричное устройство натяжения обладает двумя дополнительными преимуществами. Во-первых, при использовании эквивалентных пружин можно обеспечить гораздо большее демпфирование. Или при одном и том же демпфирующем эффекте в направлении нагружения ременный привод будет подвергаться меньшему натяжению при наличии асимметричного устройства натяжения. В результате асимметричное демпфирование оказывается более эффективным в борьбе с вибрацией системы, а также значительно увеличивает срок службы ремня.

Демпфирующий механизм и устройство натяжения, описываемые в данной заявке, являются по существу такими же, как описанные с обыкновенной заявке №09/482128, поданной 01.12.00, упоминаемой в данном описании для справок.

На фиг.1 и 3 устройство 10 натяжения со шкивом 12 изображено как часть системы ременного привода, которая включает ремень 16 и несколько шкивов. Например, ремень 16 движется вокруг шкива 18 коленчатого вала, шкива 20 вентилятора и/или водяного насоса, шкива 22 насоса гидравлического усилителя рулевого управления, шкива 24 генератора переменного тока, холостого шкива 26 и шкива 12 устройства натяжения. Шкив 12 устройства натяжения сцеплен с ремнем 16 и показан в нескольких положениях, чтобы условно продемонстрировать, как этот шкив движется для осуществления настройки натяжения шкива. Шкив 12 устройства натяжения сцеплен с ремнем 16 и воспринимает нагрузку ремня в форме натяжения Т1, Т2 ремня на соседних пролетах 28, 30 ремня. Натяжения (или нагрузки) T1, T2 ремня складываются, образуя составляющую СР силы ремня вдоль биссектрисы угла, образованного между участками 28, 30 ремня. Эта составляющая силы ремня, смещенная в осевом направлении от шарнира 32 устройства натяжения, создает составную нагрузку ступицы, включающую силы и моменты, которые условно (т.е. не конкретно) обозначены стрелкой НС. Демпфирующий механизм согласно изобретению обозначен позицией 34 в устройстве 10 натяжения.

На фиг.3 устройство 10 натяжения является устройством механического типа и включает демпфирующий механизм 34, включает основание 42, пружину 44 кручения и шкив 12, установленный с возможностью вращения на поворотном рычаге 52, например, посредством шарикоподшипника 62 на валу 64. Шарикоподшипник 62 зафиксирован на валу 64 фланцевой крепежной деталью 66. Поворотный рычат 52 прикреплен к цилиндрическому элементу 53, который поддерживает поворотный рычаг 52 и поворачивается поворотным шкворнем 55. В шарнире 32 расположена, по меньшей мере, одна втулка 56 типа гильзы. Эта втулка 56 шарнира предпочтительно является втулкой полимерного типа и расположена в шарнире с возможностью поворота относительно поворотного шкворня 55 и поддержания таким образом поворотного рычага 52. Хотя на чертеже представлена одна втулка 56 шарнира, возможно наличие более чем одной втулки шарнира. Поворотный шкворень 55, включающий крепежную деталь 60, проходит сквозь фланцевое отверстие 57 в цилиндрическом элементе 53 и втулке 56 шарнира, прикрепляя таким образом поворотный рычаг 52 к основанию 42.

На фиг.2-4 демпфирующий механизм 34 включает пружину 70 кручения, имеющую первый 72 и второй 74 концы. Демпфирующий механизм 34 также включает демпфирующую пластину 76, имеющую внешнюю фрикционную поверхность 78, которая в этом конкретном варианте осуществления предназначена для сцепления с основанием 42 устройства 10 натяжения. Для согласования сцепления с выступом 79 поворотного рычага 52 предусмотрена наклонная поверхность 77. Демпфирующая пластина 76 включает первую 80 и вторую 82 точки контакта с пружиной, предназначенные для оперативной связи пружины 70 с демпфирующей пластиной 76. В конкретном варианте осуществления, показанном на фиг.4, демпфирующая пластина 76 симметрична относительно оси А-А, обеспечивая тем самым установку пружины 70, имеющей другое направление намотки витков пружины.

Демпфирующая пластина включает канал 86 для размещение пружины 70, ограниченный основанием 88 пластины, внутренне стенкой 90 и внешней стенкой 92. Основание пластины включает фрикционные накладки 93, отстоящие друг от друга на одинаковые расстояния и находящиеся на нижней поверхности 200 для скользящего сцепления с цилиндрическим элементом 53 устройства натяжения,

Демпфирующая пластина 76 включает прикрепленную колодку 84, которая ограничивает фрикционную поверхность 78 и прикреплена к демпфирующей пластине 76 с помощью механических язычков 85 для обеспечения «неподвижного прилипания» к ней колодки 34.

Как показано на фиг.2-4, демпфирующий механизм 34 имеет круглую форму. Еще один конкретный вариант осуществления демпфирующего механизма 34 показан на фиг.5, где демпфирующая пластина имеет полукруглую форму. Демпфирующая пластина 76 включает шарнирное соединение 100, обеспечивающее поворот демпфирующей пластины 76 под действием крутящего момента пружины 70 с целью осуществления относительного движения, обозначенного стрелкой В. Дополнительное движение демпфирующей пластины 76 обеспечивает увеличенную силу трения для демпфирования.

В еще одном конкретном варианте осуществления, показанном на фиг.6, предусмотрена полукруглая демпфирующая пластина 76, включающая отклоняющую полоску 102 на внешней стенке 92. В этом конкретном варианте осуществления сила, прикладываемая концом 72 пружины, воздействует на отклоняющую полоску 102, что обозначено стрелкой С, обеспечивая радиальное сцепление с устройством натяжения, чтобы способствовать нагружению поворотного рычага 52. В этом конкретном варианте осуществления отклоняющая полоске 102 имеет контакт с дополнительной опорой 104, прикрепленной к рычагу 52 устройства натяжения.

На фиг.7 показан еще один конкретный вариант осуществления демпфирующего механизма, включающего внутреннюю стенку 90, имеющую колодку 110, включающую внутреннюю фрикционную поверхность 112.

На фиг.8 показан вид снизу с изображением сил, воздействующих на демпфирующую пластину. Демпфирующая характеристика устройства натяжения, в котором используется предлагаемая демпфирующая пластина, именуемая также демпфирующим механизмом, является асимметричной. Это лучше всего описывается на основе сил, воздействующих на демпфирующий механизм или демпфирующую пластину, т.е. нужно иметь в виду, что первая демпфирующая сила Т_Н воздействует на движение поворотного рычага в первом направлении от бесконечного элемента, а вторая демпфирующая сила Т_РАЗГР воздействует на движение поворотного рычага во втором направлении к бесконечному элементу, причем первая демпфирующая сила больше, чем вторая демпфирующая сила.

В установившемся положении отклоняющий элемент или пружина кручения с крутящим моментом Т_пруж создает реакции N и N в первой и второй точках 80, 82 контакта. Другой конец пружины сцеплен с основанием 42, поворот которого подчинен ограничениям, что приводит к появлению крутящего момента. Демпфирующий механизм по существу поддерживается в некотором предварительно определенном положении относительно поворотного рычага между наклонной поверхностью 77 и точкой 79 контакта и фрикционной поверхностью 78. Кроме того, с точкой 10 контакта сцеплена наклонная поверхность 300 для уменьшения демпфирующей силы. В случае противоположного движения с точкой 11 контакта сцеплена наклонная поверхность 302 для уменьшения демпфирующей силы, а с точкой 12 контакта сцеплена наклонная поверхность 310 для более значительного уменьшения демпфирующей силы.

Демпфирующая полоска также сцеплена с внутренней аркообразной поверхностью основания. При движении поворотного рычага 52 фрикционная поверхность демпфирующей пластины оперта на внутренней аркообразной поверхности основания, создавая первую и вторую демпфирующие силы, противодействующие движению поворотного рычага 52 и тем самым демпфирующие колебательные движения поворотного рычага в каждом направлении. Демпфирующие силы демпфирующей пластины противодействуют движению поворотного рычага в любом направлении.

Анализ показывает, что

где F - расстояние между точками 80, 82 контакта. Наклонная поверхность 77 демпфирующей пластины оперта на поворотном рычаге в точке 79 упора или контакта, что позволяет регулировать поворот демпфирующей пластины вокруг выступа или точки 79 поворота.

В частности, когда основание 42 неподвижно, а поворотный рычаг 52 поворачивается по часовой стрелке вместе с демпфирующим механизмом, крутящий момент трения или демпфирующая сила, создаваемая на криволинейной фрикционной поверхности 78, увеличивает силу Р реакции в точке 79, при этом

где А - радиальное расстояние от центра О поворота до силы Р на демпфирующем механизме, а О - центр поворота поворотного рычага 52.

На фиг.9 показан вид сверху демпфирующей пластины; уравнение крутящего момента, позволяющее определить крутящий момент относительно точки О, имеет вид:

где каждый из символов Т_Н и Р_Н обозначает силу нагружения, создаваемую натяжением или силой ремня, а μ - коэффициент трения фрикционной поверхности 78. Каждая часть фрикционной поверхности 78, описываемая в данном описании, может содержать любой фрикционный материал, применяемый для демпфирования относительного движения скользящих поверхностей, примыкающих друг к другу, и известный в данной области техники, включая, но не в ограничительном смысле, нейлон 6, нейлон 66 и тефлон. R - радиус фрикционной поверхности 78.

Продолжая аналитические выводы, отмечаем, что силы в направлении х имеют вид:

Тогда

Замена Т_Н на Р_Н в уравнении (3) крутящего момента дает:

Вынесение за скобки в последнем уравнении дает:

Уравнение (7) дает значение силы Р_H нагружения, прикладываемой в точке 79 контакта к наклонной поверхности 77 демпфирующей пластины во время цикла нагружения, см. фиг.8.

На фиг.10 представлена диаграмма свободного тела для демпфирующего механизма в направлении разгрузки с соблюдением тех же логических принципов, что и на фиг.9, когда рычаг устройства натяжения движется против часовой стрелки или «в направлении разгрузки», а фрикционный крутящий момент уменьшает реакцию Р_РАЗГР.

Реакция Р_Н/Р_РАЗГР создает демпфирующую силу Т_Н/Т_РАЗГР на фрикционной поверхности. Большее значение Р обуславливает большее значение нормальной реакции Т и соответственно больший фрикционный момент, и наоборот:

Уравнение (8) дает значение силы Р_РАЗГР, прикладываемой в точке 79 к демпфирующей пластине 76 во время цикла разгрузки, см. фиг.8.

Асимметрия демпфирования, как и связанный с ней коэффициент асимметрии, определяется разницей в натяжениях ремня или нагрузках Р между состояниями нагружения и разгрузки, соответствующих первой демпфирующей силе и второй демпфирующей силе:

где K_AC - коэффициент асимметрии;

ΔТ_{нагружения ремня} - это изменение натяжение ремня соответствующей первой демпфирующей силой, когда поворотный рычаг движется в направлении от ремня или бесконечного элемента.

ΔТ_{разгрузки ремня} - это изменение натяжения ремня второй демпфирующей силой, когда поворотный рычаг движется в направлении к ремню.

В конструкции устройства натяжения сила Р реакции создает натяжение ремня. Следовательно,

После подстановки уравнение коэффициента асимметрии принимает вид:

Возможный случай

В предположении, что вышеупомянутые переменные принимают следующие значение:

μ=0,2 - коэффициент трения;

R=0,33 мм;

А=16 мм;

θ=11,3°;

применение вышеупомянутых уравнений дает:

K_AC=1,35/0,61=2,2.

Коэффициент асимметрии можно подобрать должным образом, изменяя коэффициент трения фрикционной поверхности 78, а также изменяя размерные переменные R и А.

В случае демпфирующего механизма, имеющего спасенную демпфирующую полоску, асимметрия будет в 1,5-2 раза больше, чем при одиночной демпфирующей полоске, в соответствии с подведенным здесь логическим обоснованием.

На диаграмме 1 и диаграмме 2 изображены нагрузка и демпфирование устройства натяжения, измеренные статически и динамически для одиночного демпфирующего механизма.

На диаграмме 3 и диаграмме 4 изображены нагрузка и демпфирование устройства натяжения, измеренные статически и динамически для сдвоенного демпфирующего механизма.

На каждой из вышеуказанных диаграмм асимметричная характеристика изображена посредством зависимости промежутка между точкой Т_Н и точкой Т от промежутка между точкой Т_РАЗГР и точкой Т. Определение значения К_АС - это просто вопрос измерения значений на каждом графике. Каждое из них составляет:

На фиг.11 представлен вид сбоку демпфирующего механизма вдоль линии 11-11, показанной на фиг.8. Для надлежащего позиционирования пружины относительно демпфирующей пластины 76 предусмотрена направляющая 14. Над демпфирующей пластиной 76 выступает опора 13 пружины. Пружина установлена в состоянии сжатия осевой нагрузкой, которая действует параллельно оси поворота поворотного рычага, обуславливая приложение силы F₁₃ к опоре 13 пружины, а также направляющим 14 и 15. Эта сила прижимает демпфирующую пластину 76 к поворотному рычагу, который на рассматриваемом чертеже не изображен, но показан на фиг.2.

Фрикционная поверхность 78 крепится к демпфирующей пластине 76 язычками 85, см. фиг.12. Фрикционные накладки 93 обеспечивают поверхность малого трения, посредством которой демпфирующая пластина 76 вступает в скользящее сцепление с поворотным рычагом, который на рассматриваемом чертеже не изображен, не показан на фиг.2.

На фиг.12 представлен вид сверху демпфирующего механизма. Язычки 85 взаимоблокируются с демпфирующей пластиной 76 для скрепления фрикционной поверхности 78 с демпфирующей пластиной 76. Конец 72 пружины 70 контактирует с демпфирующей пластиной 76 в точках 80, 82 контакта. Паз 9 разделяет фрикционную поверхность 73 на две симметричные половины, каждая из которых 1 сцеплена с внутренней аркообразной поверхностью (не показана) устройства натяжения. Паз 9 по существу выравнен с точками 80, 82 контакта по описываемым здесь причинам.

Если в процессе работы осуществляется движение в направлении по часовой стрелке и если имеет место случай, когда нагрузка ре