CN109219714B - 连续传动装置及用于连续传动装置的张紧*** - Google Patents

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Abstract

在一个方面中，提供了一种用于张紧发动机上的带的张紧器，并且张紧器包括：基部，基部能够安装至固定构件；以及第一张紧器臂，第一张紧器臂以可枢转的方式连接至基部。第一张紧器臂沿第一枢转方向被偏置。张紧器包括：第一阻尼器，第一阻尼器位于基部和第一张紧器臂中的一者上，第一阻尼器能够与位于基部和第一张紧器臂中的另一者上的第一行程限制器接合，以限制第一张紧器臂沿第二枢转方向的行程；以及第一带轮，第一带轮以可旋转的方式安装至第一张紧器臂并且定位成接合带的第一部分。第一阻尼器和第一行程限制器在接合期间共同具有选定的第一组合弹簧系数。第一组合弹簧系数随着第一阻尼器与第一行程限制器之间的压缩的增大而逐渐增大。

Description

连续传动装置及用于连续传动装置的张紧***
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月30日提交的美国临时专利申请62/343,105和于2016年8月20日提交的美国临时专利申请62/377,561的权益，上述两个申请的全部内容并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及连续传动装置的领域，并且更具体地涉及用于车辆前置发动机附件传动装置的***，用于车辆前置发动机附件传动装置的所述***除了发动机和双臂式张紧器之外还采用马达/发电机单元或其他副致动单元。
背景技术
车辆发动机通常采用前置发动机附件传动装置将动力传递至一个或更多个附件，比如交流发电机、空调压缩机、水泵以及各种其他附件。有些车辆是混合动力车辆并且采用内燃机和电驱动装置两者。这类车辆有许多可能的构型。例如，在一些构型中，电动马达用于辅助发动机驱动车辆(即，电动马达用于使传送至车辆的从动轮的动力的量暂时增加)。在一些构型中，电动马达用于通过其自身驱动车辆的从动轮，并且仅在电池电量充分消耗至一定水平之后，发动机才开启并接替实施驱动车辆的功能。
虽然混合动力车辆在提高燃料经济性方面具有优势，但是混合动力车辆的操作会在某些部件——比如来自前置发动机附件传动装置的带——上产生较高的应力和不同的应力，这会导致这些部件的使用寿命缩短。为混合动力车辆中的前置发动机附件传动装置的部件提供延长的使用寿命将是有利的。
发明内容
在一个方面中，提供了一种用于张紧发动机上的带的张紧器。该张紧器包括：基部，该基部能够安装至固定构件；以及第一张紧器臂，该第一张紧器臂以可枢转的方式连接至基部。该第一张紧器臂沿第一张紧器臂的第一枢转方向被偏置。张紧器还包括：第一阻尼器，该第一阻尼器位于基部和第一张紧器臂中的一者上，该第一阻尼器能够与位于基部和第一张紧器臂中的另一者上的第一行程限制器接合，以限制第一张紧器臂沿第一张紧器臂的第二枢转方向的行程；以及第一带轮，该第一带轮以可旋转的方式安装至第一张紧器臂，并且该第一带轮定位成接合带的第一部分。第一阻尼器和第一行程限制器在彼此接合期间共同具有选定的第一组合弹簧系数。第一组合弹簧系数随着第一阻尼器和第一行程限制器之间的压缩的增大而逐渐增大。
在另一方面中，提供了一种用于张紧发动机中的带的张紧器。该张紧器包括：基部，该基部能够安装至固定构件；以及第一张紧器臂，该第一张紧器臂以可枢转的方式连接至基部。第一张紧器臂沿第一张紧器臂的第一枢转方向被偏置。第一阻尼器被保持在位于基部和第一张紧器臂中的一者上的第一阻尼器接纳部中，并且第一行程限制器位于基部和第一张紧器臂中的另一者上。第一带轮以可旋转的方式安装至第一张紧器臂，并且第一带轮定位成接合带的第一部分。第一阻尼器具有近端部分和远端部分，近端部分被捕获在第一阻尼器接纳部中，远端部分上存在远端面，该远端面能够与第一行程限制器接合，以限制第一张紧器臂沿第一张紧器臂的第二枢转方向的行程，其中，第一阻尼器具有从近端部分延伸至远端面的纵向轴线。远端部分与第一阻尼器接纳部的侧壁横向地间隔开下述间隙：该间隙定尺寸成限制第一阻尼器在第一阻尼器的压缩期间的横向增长。间隙的尺寸沿远端方向增大。
提供了一种用于减小用于发动机的连续传动装置的峰值毂载荷的方法，该连续传动装置包括：带；曲轴，该曲轴由发动机驱动以驱动带；至少一个附件，该至少一个附件由带驱动；以及张紧器，该张紧器包括基部、能够相对于基部移动的第一张紧器臂、以可旋转的方式安装在张紧器臂上的第一带轮以及沿第一自由臂方向偏置第一张紧器臂的张紧器偏置构件，该方法包括：
a)在基部和第一张紧器臂中的一者上设置第一阻尼器；
b)在基部和第一张紧器臂中的另一者上设置第一行程限制器；以及
c)将第一张紧器臂相对于基部沿与第一自由臂方向相反的方向移动，使得阻尼器和行程限制器彼此接合，
其中，第一阻尼器和第一行程限制器在彼此接合期间共同具有选定的第一组合弹簧系数，其中，第一组合弹簧系数随着第一阻尼器和第一行程限制器之间的压缩的增大而逐渐增大。
本公开中描述的其他特征和方法被认为是相对于现有技术具有新颖性和创造性并且通过本专利申请而受到保护。
附图说明
通过参考附图将更好地理解本发明的前述方面和其他方面，在附图中：
图1是根据本公开的实施方式的包括张紧器的连续传动装置的平面图；
图2是图1中示出的连续传动装置的变型的平面图；
图3是图1中示出的连续传动装置的元件的立体图；
图4是图1中示出的连续传动装置以第一模式操作的平面图；
图5是图1中示出的张紧器的变型的分解立体图；
图6是图5中示出的张紧器的包括阻尼器和行程限制器的一部分的截面图；
图7是图6中示出的阻尼器的立体图；
图8A至图8C是示出了图6中示出的阻尼器与行程限制器之间的接合进程的截面图；
图9是示出从阻尼器输出的力与阻尼器的压缩量之间的关系的曲线图；
图10是示出在具有图5中示出的张紧器的情况下和具有不采用图6中示出的阻尼器和行程限制器的张紧器的情况下的所产生的毂载荷与测试周期期间的时间之间的关系以用于对比的曲线图；
图11是示出用于对用于阻尼器的接纳部的侧壁与阻尼器的侧面之间的间隙的尺寸进行建模的两个圆的图；
图12A至图12C是表示图11中示出的用于计算侧壁和阻尼器上的不同点处的间隙的尺寸的两个圆的图；以及
图13A和图13B是阻尼器的侧视图和端视图。
具体实施方式
在附图中，示出了张紧器及其元件的某些变型。然而，在元件的功能相同的情况下，采用相同的附图标记来标示这些元件。
图1示出了用于发动机的连续传动装置10，发动机由虚线矩形示意性地表示并以12示出。在发动机12安装在车辆中的实施方式中，连续传动装置10可以是前置发动机附件传动装置。发动机12包括曲轴14，该曲轴14上安装有曲轴带轮16。曲轴带轮16可以由发动机12的曲轴14驱动并且曲轴带轮16本身通过连续传动构件20——比如带——来驱动一个或更多个车辆附件18。为了方便起见，连续传动构件20将被称为带20，然而将理解的是，连续传动构件20可以为任何其他类型的连续传动构件。附件18可以包括马达-发电机单元(MGU)18a、空调压缩机18b、水泵(未示出)、动力转向泵(未示出)和/或任何其他合适的附件。
在图1中，示出了两个附件18，然而可以存在更多或更少的附件。传动附件中的每个传动附件均具有传动轴22和带轮24。MGU 18a具有MGU传动轴22a和MGU带轮24a。
如图1中可以观察到的，带20与曲轴带轮16和以24a示出的MGU带轮(以及其他附件带轮24)相接合。在正常操作条件下，连续传动装置10可以以第一模式操作，在第一模式下，连续传动装置10可以由发动机12驱动，并且连续传动装置10继而驱动附件18的带轮24。在第一模式下，第一带跨度部20a中的张力小于第二带跨度部20b中的张力。MGU 18a可以在第一模式下作为交流发电机操作，以便给车辆电池(未示出)充电。
MGU 18a也可以作为马达操作，其中，马达驱动MGU带轮24a，MGU带轮24a继而驱动带20。在MGU 18a作为马达操作的这些情形期间，连续传动装置10可以被认为是可以在第二模式下操作，在第二模式下，第二带跨度部20b中的张力小于第一带跨度部20a中的张力。这可以是在发动机驱动车轮时的“加速”情形期间，但是需要附加的动力以通过将动力经由带20传递至发动机的曲轴14而间接地向车轮供给其他动力。MGU 18a作为马达操作的另一种情况包括BAS(带-交流发电机启动)情形，在BAS情形下，MGU 18a驱动带20以引起曲轴14旋转，并且由此启动发动机12。MGU 18a作为马达操作的又一种情况是ISAF(怠速/停止附件功能)情形，当MGU 18a用于在发动机关闭时(例如，在当车辆位于交通信号灯处或其他的短暂停止时发动机自动关闭的一些混合动力车辆中)驱动带20以便驱动一个或更多个附件。
本公开中，带20的跨度部20a可以被称为带跨度部20a，并且带20的跨度部20b可以被称为带跨度部20b。
应当注意的是，MGU 18a只是副传动装置的一个示例，副传动装置可以用作马达以为了MGU 18a的上述任何目的而驱动带20。在替代性示例中，附件18a可以是典型的交流发电机，并且单独的电动马达可以设置在交流发电机附近(带20的相对于交流发电机的上游或下游)，以在BAS操作下和/或ISAF操作下当需要提高车辆加速度时驱动带20。
图1中示出了用于连续传动装置10的张紧器25。第一张紧器带轮26以可旋转的方式安装在第一张紧器臂30上以用于绕第一臂带轮轴线APA1(图4)旋转运动。第二张紧器带轮28以可旋转的方式安装在第二张紧器臂32上以用于绕第二臂带轮轴线APA2旋转运动。至每个张紧器臂30和32的旋转安装可以通过带肩螺栓52实施，该带肩螺栓52穿过每个张紧器臂30和32中的孔并进入相应的带轮26或28中的螺纹孔中。
第一张紧器臂30和第二张紧器臂32以可枢转的方式安装至基部48，用于分别绕第一张紧器臂枢转轴线AP1和第二张紧器臂枢转轴线AP2枢转运动。在图5中以160示出了允许枢转安装的枢转结构的示例，并且包括衬套162和轴向地围绕衬套162的一对止推垫圈164。衬套162和止推垫圈164绕基部48上的枢轴172安装。
阻尼结构165在第一张紧器臂30运动期间提供选定量的阻尼。阻尼结构165包括一个或更多个弹簧垫圈166、弹簧垫圈支承件168和前板170。前述的阻尼结构元件166和168可以以相对于枢轴172的围绕关系安装在基部48上，同时前板170经由以57示出的带肩螺栓或其他合适的紧固构件而固定至枢轴172的自由端部以将前述元件保持就位。
通过阻尼结构160提供的阻尼是恒定的阻尼，从这种意义上来说阻尼的量不会随着第一张紧器臂30的位置而改变。然而，可以设置提供随着张紧器臂30的位置和/或臂30的行进方向而变化的阻尼的阻尼结构。
基部48固定地安装至MGU 18a的壳体或任何其他合适的固定构件。
第一张紧器带轮26和第二张紧器带轮28沿第一自由臂方向和第二自由臂方向(在图1中分别以DFA1和DFA2示出)被偏置。更具体地，张紧器偏置构件41可以定位成将张紧器偏置力F沿相应的第一自由臂方向DFA1和第二自由臂方向DFA2施加到第一张紧器臂30和第二张紧器臂32上。
张紧器偏置构件41可以具有任何合适的结构，比如例如在第一张紧器臂30与第二张紧器臂32之间延伸的线性螺旋压缩弹簧。在图2中示出的替代性实施方式中，张紧器偏置构件41可以是例如扭转弹簧，该扭转弹簧邻接第一臂30上的第一传动表面43和第二臂32上的第二传动表面45，并且扭转弹簧沿将第一张紧器带轮26(图2中部分地示出)和第二张紧器带轮28(图2中未示出)驱动至带20中的方向迫压臂30和32。
在图1和图2中示出的实施方式中，第一张紧器带轮26定位在第一张紧器臂枢转轴线AP1的第一侧，从这种意义上来说张紧器带轮26在使用中由于张紧器带轮与带20相接合而将力矩绕枢转轴线AP1沿第一旋转方向施加在第一张紧器臂30上。张紧器偏置构件41定位成将张紧器偏置力F施加在第一张紧器臂枢转轴线AP1的第二侧上，从这种意义上来说张紧器偏置构件41定位成在使用中将力矩绕枢转轴线AP1沿第二旋转方向(第二旋转方向与第一旋转方向相反)施加在第一张紧器臂30上。
类似地，第二张紧器带轮28定位在第二张紧器臂枢转轴线AP2的第一侧上，从这种意义上来说张紧器带轮28在使用中由于张紧器带轮与带20相接合而将力矩绕枢转轴线AP2沿第一旋转方向施加在第二张紧器臂32上，并且张紧器偏置构件41定位成将张紧器偏置力F施加在第二张紧器臂枢转轴线AP2的第二侧上，从这种意义上来说张紧器偏置构件41在使用中将力矩绕枢转轴线AP2沿第二旋转方向(第二旋转方向与前面刚刚提及的第一旋转方向相反)施加在第二张紧器臂32上。
张紧器25的若干特征将是有利的并且在下面进行进一步描述。
在实施方式中，张紧器25的基部48可以是图3中示出的大致C形。在图3中示出的实施方式中，基部48具有基部本体47以及靠近基部本体47的周向端部的第一安装孔49和第二安装孔51，其中，第一孔49和第二孔51构造成用于将基部48安装至MGU 18a的壳体或其他合适的构件。安装孔49和51还可以用于接纳销(在图1和图2中以53示出)以用于支承第一张紧器臂30和第二张紧器臂32的枢转运动，并且可以因此限定第一枢转轴线AP1和第二枢转轴线AP2。此外，由基部48的C形限定的开口在轴向方向上没有任何障碍。因此，张紧器25构造成便于MGU 18a散热。
在图4示出的实施方式中，张紧器25包括第一张紧器臂止挡件60，该第一张紧器臂止挡件60定位成限制第一张紧器臂30沿与第一自由臂方向相反的方向的运动。与第一自由臂方向相反的方向可以被称为第一载荷止动方向。张紧器25包括第二张紧器臂止挡件62，该第二张紧器臂止挡件62定位成限制第二张紧器臂32沿与第二自由臂方向相反的方向(即，第二载荷止动方向)的运动。张紧器臂止挡件60和62分别具有第一基部安装止挡表面64和第二基部安装止挡表面66，第一基部安装止挡表面64和第二基部安装止挡表面66分别与第一张紧器臂30上的第一臂安装止挡表面68和第二张紧器臂32上的第二臂安装止挡表面70接合。
张紧器25构造成使得在使用中在整个第一选定的操作条件范围内(例如比如，当发动机驱动带20并且MGU 18a用作发电机时)第二张紧器臂32与第二张紧器臂止挡件62接合。
可选地，张紧器25构造成使得在使用中在与第一选定的操作条件范围不同的整个第二选定的操作条件范围内(例如比如，当MGU 18a驱动带20并且将至少约3Nm的力矩施加至带20时)第一张紧器臂30与第一张紧器臂止挡件60接合。
参照图5，图5示出了张紧器25的变型的分解图，其中，存在用于臂30和32中的至少一者与基部48上的张紧器臂止挡件60和62中的至少一者之间的接合的可选的接合结构。
在图5示出的实施方式中，接合结构包括位于基部48和第一张紧器臂30中的一者上的第一阻尼器102，该第一阻尼器102可以与位于基部48和第一张紧器臂30中的另一者上的第一行程限制器104接合，以便限制第一张紧器臂30沿与第一张紧器臂30的自由臂方向相反的枢转方向的行程。该自由臂方向可以被称为臂30的第一枢转方向，并且自由臂方向也是臂30被偏置的方向，同时，相反的方向可以被称为臂30的第二枢转方向。
第一阻尼器102和第一行程限制器104在彼此接合期间共同具有选定的第一组合弹簧系数K1。一般来说，应当理解的是组合弹簧系数K1是基于阻尼器102的弹簧系数和行程限制器104的弹簧系数的弹簧系数。在示出的实施方式中，并且如下所述，行程限制器104可以由相对较硬的材料(比如制成基部48的金属材料)制成，而阻尼器102可以由较软的材料(比如合适的聚合材料)制成。因此，组合弹簧系数K1可以有效地作为阻尼器102的弹簧系数。然而，替代性地，可以由比下面描述的用于阻尼器102的聚合材料更硬、但是又不如所描述的用于行程限制器的金属材料硬的材料形成阻尼器和行程限制器，并且使得由这些材料制成的阻尼器和行程限制器的组合弹簧系数与图5中示出的实施方式的组合弹簧系数相同。
在一些实施方式中，第一组合弹簧系数K1随着阻尼器102与行程限制器104之间的压缩的增大而逐渐增大。术语“阻尼器102与行程限制器104之间的压缩”旨在考虑两种可能性：阻尼器102比行程限制器104软得多并且因此承受阻尼器102与行程限制器104的接合期间产生的基本全部量的压缩的可能性；以及阻尼器102和行程限制器104两者均具有相同的硬度并且因此两者在彼此接合期间承受相似量的压缩的可能性。
在一些实施方式中，阻尼器102与行程限制器104之间的第一毫米单位的压缩内的平均组合弹簧系数(标示为K1平均)可以小于约4000N/mm。平均组合弹簧系数K1平均可以通过确定阻尼器102与行程限制器104之间的第一压缩量与第二压缩量之间产生的弹力的差异而确定。在一些其他的实施方式中，第一毫米单位的压缩内的平均组合弹簧系数K1平均可以小于约10000N/mm。提供逐渐增大的组合弹簧系数是有利的，因为这样可以延长张紧器25的使用寿命，并且可以减小与张紧器25和连续传动装置10(图1)的操作相关的毂载荷。
在示出的示例中，第一阻尼器102可以是由热塑性聚酯弹性体(TPC-ET)制成的元件，热塑性聚酯弹性体(TPC-ET)例如由E.I.du Pont de Nemours and Company以商标
Figure BDA0001885128310000081
提供或由Koninklijke DSM N.V.以商标
Figure BDA0001885128310000082
提供。其他可以使用的材料包括天然橡胶或闭孔泡沫。第一行程限制器104可以是形成在基部48上的金属突出部。因此，鉴于示出的示例中的阻尼器102与行程限制器104之间的刚度的非常大的差异，组合弹簧系数K1可以有效地作为阻尼器102的弹簧系数。
另外参照图6，第一阻尼器102可以被保持在第一阻尼器接纳部106中，并且第一阻尼器102具有纵向轴线AB。第一阻尼器102具有被捕获在第一阻尼器接纳部106中的近端部分108。例如，近端部分108可以具有配装在接纳部106的一部分中的挤压部分110，该挤压部分110略微横向向内突出(以112示出)。替代性地，近端部分108可以通过摩擦、或通过任何其他合适的结构或方法被捕获在第一阻尼器接纳部106中。
在示出的实施方式中，阻尼器102具有大致矩形的横截面形状，然而该阻尼器102可以使用其他横截面形状，比如圆形横截面形状。参照图6，第一阻尼器接纳部106具有底部114和侧壁116。侧壁116可以具有大致矩形形状以与第一阻尼器102的形状至少部分地匹配。
第一阻尼器102除了具有上面提及的近端部分108之外还具有远端部分118，该远端部分118与第一阻尼器接纳部106的侧壁116横向地间隔开间隙G，间隙G定尺寸成限制第一阻尼器102在第一阻尼器102压缩期间的横向增长。在示出的示例中，间隙G设置在第一阻尼器102的两个侧面(以117和119示出)上，然而，替代性地，间隙G可以仅设置在阻尼器102的一个侧面上，或者例如，完全围绕第一阻尼器102设置。
从图6中可以观察到，间隙G沿远端方向增大。换句话说，第一阻尼器接纳部106的侧壁116与第一阻尼器102沿远端方向DD在横向上逐渐地间隔开更远。远端方向以箭头DD示出。因此，第一阻尼器102与侧壁116之间的接合是渐进的，而不是一次性完全接合。第一阻尼器102与侧壁116之间的渐进接合在图8A至图8C中示出，其中，图8A示出了在第一阻尼器102与第一行程限制器104之间没有接合(并且因此没有压缩力)时的第一阻尼器102和侧壁116；图8B示出了在第一阻尼器102与第一行程限制器104之间存在第一较小量的压缩力时的第一阻尼器102和侧壁116；并且图8C示出了在第一阻尼器102与第一行程限制器104之间存在第二较大量的压缩力时的第一阻尼器102和侧壁116。如在图8A至图8C中可以观察到的，随着阻尼器102与行程限制器104之间压缩力的增大，阻尼器102与侧壁116之间的接合量逐渐增大。
渐进接合导致第一阻尼器102的弹簧系数逐渐增大，并且因此第一阻尼器102与第一行程限制器104之间的第一组合弹簧系数K1的弹簧系数逐渐增大。图9示出了表示在压缩期间由阻尼器102施加的弹力增大的曲线120。可以观察到，弹力曲线120是以非线性的方式增大的。本领域技术人员将理解的是，阻尼器的弹簧系数(以及因此弹簧系数K1)与弹力曲线120的导数直接相关。因此，可以理解的是在阻尼器102的压缩期间弹力曲线120的渐进的、非线性增加的性质转换成逐渐增大的弹簧系数。在图9中示出的示例中，弹力曲线120遵循下述公式：
y＝eax
其中，
y＝弹力；
x＝压缩距离(即，压缩量)；以及
a＝由阻尼器102的材料性质以及接纳部106的几何形状限定的曲率常数。
可以理解的是，随着上述表达式的导数而变化的弹簧系数将逐渐地、成指数地增大。相比之下，典型的阻尼器在由硬质材料——比如金属——制成的情况下将具有非常高的、恒定的弹簧系数，这会直接导致张紧器的各种带轮和张紧器附近的附件(比如图1中示出的MGU 18a)上的高峰值毂载荷。替代性的，在阻尼器由非常软的材料形成以便保持恒定的低弹簧系数从而努力避免高峰值毂载荷的情况下，阻尼器必须非常长，以便承受达到与张紧器臂30推压阻尼器的力相平衡所需的大的压缩量。然而，如此大的压缩量可能不总是切实可行的，因为张紧器臂30由于若干原因、或由于与其他设备的可能的干扰问题而仅预期承受特定量的运动。
通过提供逐渐增大的组合弹簧系数K1，张紧器臂30经受较小的冲击，并且第一阻尼器102与第一行程限制器104之间接合期间产生的任何毂载荷剧增的严重程度降低。图10示出了表示在测试周期期间的毂载荷对于时间的对比曲线图，该测试周期使用具有阻尼器102和行程限制器104的张紧器(以曲线130表示)并且使用具有两个硬质(例如，金属)的接合构件的张紧器以限制张紧器臂的行程(以曲线132表示)。点P1和点P2表示两个曲线130和132的最大峰值毂载荷的点。如可以观察到的，P2处的毂载荷比P1处的毂载荷低约20％。如还可以观察到的，由于使用阻尼器102和行程限制器104，整个测试周期的总毂载荷更低。
尽管可以提供由以非线性方式压缩的材料制成的阻尼器以便提供前面提及的逐渐增大的弹簧系数，已经发现的是，这些阻尼器在未在它们的侧面提供支承的情况下往往具有相对较短的使用寿命以及表现为逐渐恶化的性能。例如，这些阻尼器可以在其坯块的压缩期间产生沿阻尼器的侧部的相对较高的拉伸和剪切应力。通过为接纳部106设置带有逐渐增大的间隙G的侧壁116，阻尼器102沿着其侧面117和119被支承，由此使前面提及的较高的拉伸和剪切应力降低，同时提供逐渐增大的弹簧系数。对于阻尼器未在其两侧被支承但仍提供可接受的使用寿命的情况，可以考虑在现有的张紧器上使用这样的阻尼器来替代阻尼器102。
从图8A至图8C中可以观察到，间隙G的尺寸大于线性地(例如以大于线性的方式)增大。在特定示例中，表示间隙G的尺寸增大的数学方法是在某一点处彼此相切的两个圆上的点的X坐标值的差值。这在图11中以图形示出。示出了第一较小圆140和第二较大圆142。两个圆140和142相切于以144示出的点。较大圆142具有半径RL，并且较小圆140具有半径RS。示出了X-Y坐标系，其中，较大圆140具有位于原点上的中心CL。较小圆定中心在点CS上，点CS沿X轴偏移原点且沿X轴偏移原点距离DX，其中，DX等于半径RL与RS的差值。图6(或图8A)中的侧壁116与阻尼器102的侧面117或119之间的间隙G可以由沿两个圆140和142位于给定角度处的点的X坐标值的差值来表示。表示该差值的公式为：
G＝RL×cos(TH)-(RS×cos(TH)+DX)
其中：
G为间隙的尺寸；
RL为如上所述的较大圆的半径；
RS为如上所述的较小圆的半径；
TH为用于得出间隙的值的角度；以及
DX为如上所述的较大圆的半径与较小圆的半径之间的差值。
可以理解的是RL×cos(TH)为较大圆上的任意角度TH处的点的X坐标值。
可以理解的是RS×cos(TH)+DX为较小圆上的任意角度TH处的点的X坐标值。
因此，推导出上述的公式，其中，间隙G的尺寸为这两个X坐标值的差值。
图12A、图12B和图12C表示用于确定间隙的三个不同位置。图12A示出了当TH＝0度时的较小圆140上的点146和较大圆142上的点148。当TH＝0度时，较大圆142上的点的X值为RL×cos(0)，RL×cos(0)等于RL。当TH＝0度时，较小圆上的点的X值为RS×cos(0)+DX，RS×cos(0)+DX也等于RL。因此，间隙G在角度TH为0度时的尺寸为0。
图12B示出了当TH＝30度时的较小圆140上的点146和较大圆142上的点148。当TH＝60度时，较大圆142上点的X值为RL×cos(60)，RL×cos(60)等于0.5RL。当TH＝60度时，较小圆上点的X值为RS×cos(60)+DX，RS×cos(60)+DX等于0.5RS+DX。因此，间隙G的尺寸在角度TH为60度时为0.5RL-0.5RS-DX。由于DX本身等于RL-RS，因此前面的表达式为0.5RS-0.5RL。应当注意的是，由于RL的值大于RS的值，前面提及的表达式的值将小于0。然而，事实上该值小于0可以被忽略。换句话说，我们可以对表达式的结果取绝对值，以获得间隙G的尺寸的正值。
图12C示出了当TH＝30度时的较小圆140上的点146和较大圆142上的点148。当TH＝90度时，较大圆142上的点的X坐标值为RL×cos(90)，RL×cos(90)等于0。当TH＝90度时，较小圆上的点的X坐标值为RS×cos(60)+DX，RS×cos(60)+DX等于DX。因此，间隙G的尺寸在角度TH为90度时为-DX，在如上所述的正值的情况下，-DX可以被修正为DX。
如上所述，阻尼器102的侧面117和119以及接纳部106的侧壁116可以具有弧形轮廓，使得上述表达式限定阻尼器102的侧面117和119与接纳部106的侧壁116之间的间隙G。然而替代性地，阻尼器102的侧面117和119的轮廓以及侧壁116的轮廓可以具有下述轮廓：该轮廓是弧形的并且具有根据与上述数学表达式不同的另一数学表达式增大的间隙G。
圆140和圆142的半径可以具有任意合适的半径并且将取决于诸如阻尼器102与行程限制器104之间所涉及的压缩力、用于阻尼器102的结构材料以及其他因素之类的项。在示例中，较小圆140的半径可以在约9mm与约47mm之间，而较大圆142的半径可以在约12mm与约50mm之间，其中，较大圆142的半径被选择为比较小圆的半径大约0.5mm至约10mm。
附加地或替代性地，阻尼器的侧面117和119与接纳部的侧壁116之间逐渐增大的间隙G可以具有另一结构，该另一结构提供逐渐增大的弹簧系数K1，如图13A至图13B所示。如在图13A中(并且也在图7中)可以观察到的，阻尼器102可以具有在第一横向-轴向平面中呈弧形轮廓151a的远端面150。此外，如图13B中(并且也在图7中)示出的，远端面150可以具有在与图13A中示出的第一横向-轴向平面正交的第二横向-轴向平面中的弧形轮廓151b。因此，如果远端面150在这两个平面中均为弧形，则远端面150具有峰部152，该峰部152在示出的实施方式中、在与行程限制器104初始接触期间产生与行程限制器104的大致点接触。阻尼器102的通过行程限制器104的进一步压缩导致阻尼器102与行程限制器104之间的接触面积逐渐增大。接触面积的逐渐增大导致阻尼器102被压缩的比例逐渐增大，这因此增大了阻尼器102的有效弹簧系数。除了有助于阻尼器102的弹簧系数的逐渐增大之外，提供具有初始点接触以及逐渐增大的接触面面积的远端面150还有助于降低阻尼器102与行程限制器104之间的任何冲击噪音。由于第一横向-轴向平面和第二横向-轴向平面两者的弧形轮廓，接触面积沿两个轴线方向增大并且因此阻尼器102与行程限制器104之间的压缩量成指数增大。轮廓151a沿第一横向-轴向平面的弧度和轮廓151b沿第二横向-轴向平面的弧度可以被单独地选择以控制弹簧系数K1和弹力的增大速率。在示例中，轮廓151a可以具有半径在约10mm与约60mm之间的大致圆弧形形状，并且轮廓151b可以具有半径在约20mm与约80mm之间的大致圆弧形形状。
如图中示出的情况，峰部152可以呈远端面150上的一个最远端的点的形式，由此产生前面提及的初始与行程限制器104的大致点接触，或者峰部152可以呈具有相等的远端区域的平台的形式，使得整个平台在阻尼器102与行程限制器104之间的初始接合期间同时接合。
如在图8A至图8C中可以观察到的，与阻尼器102的远端面150接合的行程限制器104的行程限制面(以154示出)可以是平面的，或者在任何情况下定形状成大致以点接触的形式与远端面150进行初始接合，并且允许接触面积如上所述地增大。
上面的描述已经集中于第一张紧器臂30与基部48之间的接合结构。第二张紧器臂可以采用与上面示出的张紧器结构大致相同的接合结构，并且第二张紧器臂可以因此具有与基部上的第二行程限制器104相接合的第二阻尼器102。第二张紧器臂32上的阻尼器102可以与第一张紧器臂30上的阻尼器102相同，或者第二张紧器臂32上的阻尼器102可以进行稍微修改，以提供不同的弹力/压缩曲线120，该弹力/压缩曲线120是基于将在第二张紧器臂32上的第二阻尼器102与基部48上的用于与第二阻尼器102接合的行程限制器104之间产生的压缩力而被选择。
张紧器25的操作可以与美国专利申请公开US20170074375A1中描述的张紧器的操作类似，该申请的全部内容通过参引并入本文。张紧器25可以具有第二张紧器臂32，其中，第二张紧器臂32的阻尼器102在某些情况下——比如当曲轴驱动带20并且MGU 18a作为发电机操作时——抵靠第二张紧器臂32的相关联的行程限制器104。张紧器25可以具有第一张紧器臂30，其中，第一张紧器臂30的阻尼器102在其他情况下——比如当MGU 18a作为马达操作并且将至少选定量的扭矩(例如，3Nm)施加至带20时——抵靠第一张紧器臂30的行程限制器104。通过提供参照图5至图13B所描述的接合结构(例如，阻尼器102和行程限制器104)，在图1中示出的连续传动装置的峰值毂载荷减小。
在另一实施方式中，提供了一种用于减小用于发动机的连续传动装置上的峰值毂载荷的方法，该连续传动装置包括：带；曲轴，该曲轴由发动机驱动以用于驱动带；至少一个附件，该至少一个附件由带驱动；以及张紧器，该张紧器包括基部、能够相对于基部移动的第一张紧器臂、以可旋转的方式安装在张紧器臂上的第一带轮以及沿第一自由臂方向偏置第一张紧器臂的张紧器偏置构件，该方法包括：
a)在基部和第一张紧器臂中的一者上设置第一阻尼器；
b)在基部和第一张紧器臂中的另一者上设置第一行程限制器；以及
c)将第一张紧器臂相对于基部沿与第一自由臂方向相反的方向移动，使得阻尼器和行程限制器彼此接合，
其中，第一阻尼器和第一行程限制器在彼此接合期间共同具有选定的第一组合弹簧系数，其中，第一组合弹簧系数随着第一阻尼器与第一行程限制器之间的压缩的增大而逐渐增大。
在本文中所描述的实施方式中，臂30被称为第一张紧器臂，并且臂32被称为第二张紧器臂。关于如下所述的可选的接合结构，臂30也被称为第一张紧器臂30并且臂32也被称为第二张紧器臂32。但是，可以理解的是，至少就如下所述的可选的接合结构而言，臂30也可以是第二张紧器臂并且臂32也可以是第一张紧器臂。在另一替代方案中，具有可选的接合结构的张紧器可以具有单个张紧器臂，该单个张紧器臂可以与张紧器臂30或张紧器臂32类似，或者该单个张紧器臂也可以替代性地与其他类型的张紧器臂类似。在仅有一个张紧器臂的实施方式中，该张紧器臂仍然可以被称为第一张紧器臂。
虽然本文中包含的描述构成了本发明的多个实施方式，但是应当理解的是，在不脱离所附权利要求的清楚含义的情况下，本发明易于作进一步的修改和改变。

Claims (14)

1.一种用于张紧发动机中的带的张紧器，包括：
基部，所述基部能够安装至固定构件；
第一张紧器臂，所述第一张紧器臂以可枢转的方式连接至所述基部，其中，所述第一张紧器臂沿所述第一张紧器臂的第一枢转方向被偏置；
第一阻尼器，所述第一阻尼器位于所述基部和所述第一张紧器臂中的一者上，所述第一阻尼器能够与位于所述基部和所述第一张紧器臂中的另一者上的第一行程限制器接合，以限制所述第一张紧器臂沿所述第一张紧器臂的第二枢转方向的行程；以及
第一带轮，所述第一带轮以可旋转的方式安装至所述第一张紧器臂，并且所述第一带轮定位成接合所述带的第一部分，
其中，所述第一阻尼器和所述第一行程限制器在彼此接合期间共同具有选定的第一组合弹簧系数，其中，所述第一组合弹簧系数随着所述第一阻尼器与所述第一行程限制器之间的压缩的增大而逐渐增大，
其中，所述第一阻尼器具有近端部分和远端部分，所述近端部分被捕获在第一阻尼器接纳部中，所述远端部分上存在远端面，所述远端面能够与所述第一行程限制器接合，以限制所述第一张紧器臂沿所述第一张紧器臂的第二枢转方向的行程，其中，所述第一阻尼器具有从所述近端部分延伸至所述远端面的纵向轴线，并且
其中，所述远端部分与所述第一阻尼器接纳部的侧壁横向地间隔开下述间隙：所述间隙定尺寸成限制所述第一阻尼器在所述第一阻尼器的压缩期间的横向增长。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述间隙的尺寸沿远端方向增大。
3.根据权利要求2所述的张紧器，其中，所述侧壁是弧形的，并且所述第一阻尼器的与所述侧壁横向地间隔开的侧面是弧形的。
4.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述第一阻尼器与行程限制器之间的第一毫米单位的压缩内的平均组合弹簧系数小于约4000N/mm。
5.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述第一阻尼器具有远端面，并且所述第一行程限制器具有行程限制器面，所述行程限制器面能够与所述远端面在所述远端面的第一接触区域内初始接合，并且所述行程限制器面接合所述远端面的接触区域在所述第一阻尼器与所述第一行程限制器之间的压缩增大的期间逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的张紧器，其中，所述远端面具有峰部，并且所述远端面呈沿第一横向-轴向平面远离所述峰部的弧形。
7.根据权利要求6所述的张紧器，其中，所述远端面呈沿第二横向-轴向平面远离所述峰部的弧形，其中，所述第二横向-轴向平面与所述第一横向-轴向平面正交。
8.根据权利要求1所述的张紧器，还包括：
第二张紧器臂，所述第二张紧器臂以可枢转的方式连接至所述基部，其中，所述第二张紧器臂沿所述第二张紧器臂的第二枢转方向被偏置；
第二阻尼器，所述第二阻尼器位于所述基部和所述第二张紧器臂中的一者上，并且所述第二阻尼器能够与位于所述基部和所述第二张紧器臂中的另一者上的第二行程限制器接合，以限制所述第二张紧器臂沿所述第二张紧器臂的第二枢转方向的行程；以及
第二带轮，所述第二带轮以可旋转的方式安装至所述第二张紧器臂，并且所述第二带轮定位成接合所述带的第二部分，
其中，所述第二阻尼器和所述第二行程限制器在彼此接合期间共同具有选定的第二组合弹簧系数，其中，所述第二组合弹簧系数随着所述第二阻尼器与所述第二行程限制器之间的压缩的增大而逐渐增大。
9.一种用于张紧发动机中的带的张紧器，包括：
基部，所述基部能够安装至固定构件；
第一张紧器臂，所述第一张紧器臂以可枢转的方式连接至所述基部，其中，所述第一张紧器臂沿所述第一张紧器臂的第一枢转方向被偏置；
第一阻尼器和第一行程限制器，所述第一阻尼器被保持在位于所述基部和所述第一张紧器臂中的一者上的第一阻尼器接纳部中，所述第一行程限制器位于所述基部和所述第一张紧器臂中的另一个者上；以及
第一带轮，所述第一带轮以可旋转的方式安装至所述第一张紧器臂，并且所述第一带轮定位成接合所述带的第一部分，
其中，所述第一阻尼器具有近端部分和远端部分，所述近端部分被捕获在所述第一阻尼器接纳部中，所述远端部分上存在远端面，所述远端面能够与所述第一行程限制器接合，以限制所述第一张紧器臂沿所述第一张紧器臂的第二枢转方向的行程，其中，所述第一阻尼器具有从所述近端部分延伸至所述远端面的纵向轴线，并且
其中，所述远端部分与所述第一阻尼器接纳部的侧壁横向地间隔开下述间隙：所述间隙定尺寸成限制所述第一阻尼器在所述第一阻尼器的压缩期间的横向增长，
并且其中，所述间隙的尺寸沿远端方向增大。
10.根据权利要求9所述的张紧器，其中，所述间隙的尺寸以大于线性的方式沿所述远端方向增大。
11.根据权利要求10所述的张紧器，其中，所述侧壁是弧形的，并且所述第一阻尼器的与所述侧壁横向地间隔开的侧面是弧形的。
12.根据权利要求9所述的张紧器，其中，所述第一行程限制器具有行程限制器面，所述行程限制器面能够与所述远端面在所述远端面的第一接触区域内初始接合，并且所述行程限制器面接合所述远端面的接触区域在所述第一阻尼器与所述第一行程限制器之间的压缩增大的期间逐渐增大。
13.根据权利要求12所述的张紧器，其中，所述远端面具有峰部，并且所述远端面呈沿第一横向-轴向平面远离所述峰部的弧形。
14.根据权利要求13所述的张紧器，其中，所述远端面呈沿第二横向-轴向平面远离所述峰部的弧形，其中，所述第二横向-轴向平面与所述第一横向-轴向平面正交。
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