[发明专利]非普遍阶次随机链轮

说明书

一种用于内燃机的非普遍阶次随机链轮，包括节距半径的模式，使得节距半径的径向变化在内燃机的驱动系统中非普遍的阶次上激发张力。

技术领域

本发明涉及链轮领域。更具体地，本发明涉及具有降低的啮合噪声的链轮和链条系统。

背景技术

图1示出了用于典型发动机的链条驱动系统的实例，例如，这种配置可以在直列式四汽缸柴油发动机中使用。有五个链轮：链轮30在曲轴上，链轮31是惰轮，其由曲轴链轮30驱动并驱动排气凸轮轴链轮33和进气凸轮轴链轮34。链轮32驱动燃料泵。有两个链条：燃料泵链条10，其由链条段1-3组成，由曲轴链轮30驱动并驱动惰轮链轮31和燃料泵链轮32；以及凸轮正时链条20，其由链条段4-6组成，由惰轮链轮31驱动并驱动进气凸轮轴链轮34和排气链轮33。

链条或齿形皮带驱动装置承受振荡激励。例如，可以在发动机曲轴和凸轮轴之间使用链条或齿形皮带驱动装置。振荡激励可以是曲轴的扭转振动和/或来自气门机构和/或燃料泵的波动扭矩负载。

有时在链条驱动装置上使用随机链轮以降低链条啮合噪声。传统的随机链轮使用固定“随机”模式的节距半径变化来改变啮合的正时。这拆散了啮合噪声，从而其不再是令人讨厌的纯音。利用非随机链轮，啮合噪声全部集中在啮合频率或啮合阶次上。利用随机链轮，啮合噪声在多个阶次上展开—主要在低阶次和啮合阶次附近的阶次上。尽管其降低了令人讨厌的噪声，随机链轮的径向变化在链条驱动装置上形成了振荡张力—大部分在低阶次上(每次链轮旋转数次)。

大多数链轮驱动装置具有一个或多个扭转共振频率。如果由随机链轮引起的张力波动在具有链条驱动装置扭转共振频率上或附近的频率的阶次上，则张力波动将被放大—可能造成链条张力的显著变化。

如果链条驱动装置没有张力变化的外部促因(比如，曲柄TV、凸轮扭矩、燃料泵扭矩)，则由随机链轮引起的振荡张力将增加平均张力，从而增大了总的最大张力。在这种情况下，随机链轮通常将增大最大链条张力。如果该最大张力仍保持在链条的可接受范围内，则这可能不是问题。

如果链条驱动装置具有张力变化的外部促因，有可能随机链轮将由外部来源在已经存在张力变化的阶次上形成张力变化。在许多情况下，这将形成会增加和增大总最大张力的张力。利用现有随机链轮的方法通常总是会导致总最大链条张力的增大。在许多情况下，张力增大到超过链条的可接受张力水平。由于这个原因，在许多具有张力变化外部来源的链条驱动装置上可能无法使用传统的随机链轮，比如发动机凸轮或平衡轴驱动器。

通过限定随机链轮的径向变化模式以在一个或两个特定阶次上形成张力，研制出了张力减小随机链轮。由张力减小随机链轮形成的张力被定相成与张力变化外部来源引起的张力相反。这引起了张力的抵消以及总最大张力水平的减小。由于张力减小随机链轮使用均匀重复的模式，并且幅度必须被选择为生成正确的张力水平，张力减小随机链轮通常不会对啮合噪声产生很大影响。

张力减小链轮使用在链条张力方面能显著形成定相为与振荡激励引起的张力相反的的张力波动的阶次，使得在那些阶次上的张力在链条或皮带驱动装置处抵消或部分抵消共振(当总最大张力由这些阶次中的一个主导时)。问题是如何针对足够的噪声降低并同时限制总链条张力的增大来设计随机链轮。

发明内容

本发明公开了一种随机链轮或带轮，其具有变化的节距半径，旨在降低驱动装置的啮合噪声。随机链轮或带轮使用径向变化模式，其由在振荡激励所引起的链条张力中还并未显著的阶次组成。

具有振荡激励和扭转共振的链条或齿形皮带驱动装置在特定阶次上形成振荡张力。在随机链轮径向变化模式中应当避开这些阶次以尽可能减小由随机模式引起的链条张力的增大。

利用具有由链条张力中非显著阶次组成的径向变化的随机链轮，减小了由随机链轮在和振荡激励引起张力的同时激励驱动共振所引起的张力，从而尽可能减小了由随机链轮引起的链条张力的增大。

附图说明