一种发动机及其皮带张紧器的制作方法

本发明涉及汽车零部件技术领域，特别涉及一种发动机及其皮带张紧器。

背景技术：

汽车发动机附件轮系一般包括皮带、曲轴皮带轮、发动机带轮、水泵带轮、油泵带轮、压缩机带轮及惰轮等部件，由于皮带工作一段时间后容易因伸长而发生松弛现象，同时，因发动机机身的热膨胀系数与皮带不同等因素也会改变皮带的原始尺寸，造成皮带张紧力降低而发生剧烈抖动，工作性能随之下降。因此，为了保证皮带能够可靠传递运动，防止皮带工作时打滑，补偿皮带由于老化、磨损等产生的伸长量，同时减少皮带在各种情况下的振动，在汽车附件轮系中广泛使用张紧装置。

通常情况下，张紧器包括张紧臂、底座及连接于二者之间的弹簧，发动机附件系统的系统张力由张紧器的弹簧决定的。由于该张紧器仅设有一个弹簧，为了满足发动机低转速工况(700～2000rpm)时所需要的较大的张紧力，通常设置能够提供较大张紧力的弹簧，当发动机转速较高(2000rpm～7000rpm)，所需要的张紧力较小时，该张紧器仍然具有较大的张紧力，导致发动机在高转速工况时的油耗较高。

有鉴于此，如何提供一种发动机的皮带张紧器，发动机低转速工况时能够提供较大的张紧力，发动机高转速工况时，能够提供较小的张紧力，从而降低发动机高转速工况时的油耗，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种发动机的皮带张紧器，包括张紧臂组件和底座，所述张紧臂组件能够相对于所述底座转动，还包括至少两个弹簧，各所述弹簧沿轴向的一端固定于所述底座，另一端用于与所述张紧臂组件配合；

所述张紧臂组件处于小摆动角工况时，至少一个所述弹簧与所述张紧臂组件配合，所述张紧臂组件处于大摆动角工况时，与所述张紧臂组件配合的所述弹簧个数增加为至少两个。

本发明的皮带张紧器包括多个弹簧，且当发动机转速较高时，张紧臂组件处于小摆动角工况，该皮带张紧器中与张紧臂组件配合的弹簧个数较少，所提供的张紧力较小，能够与发动机的高转速工况相适配；当发动机转速较低时，张紧臂组件摆动角度增大，该皮带张紧器中与张紧臂组件配合的弹簧个数增加，所提供的张紧力较大，能够与发动机的低转速工况相适配。

因此，本发明中的皮带张紧器能够满足发动机在高转速工况和低转速工况时所需的张紧力，同时，当发动机处于高转速工况时，皮带张紧器所提供的张紧力与发动机所需要的张紧力相同或相近，从而能够降低发动机处于高转速工况、张紧臂组件处于小摆动角工况时的油耗。

可选地，发动机处于低转速工况时，所述张紧臂组件沿其转动方向转动，摆动角度增大，所述张紧臂组件设置有至少两个挡块，且各所述弹簧的弹簧端部位于对应所述挡块的转动路径内，以便所述张紧臂组件沿所述转动方向转动过程中，对应相抵的所述挡块与所述弹簧端部个数增加。

可选地，所述张紧臂组件包括相连的张紧臂和阻尼块，所述阻尼块位于所述张紧臂的张紧轮与所述底座之间，且所述阻尼块与所述张紧轮之间形成摩擦副，所述张紧臂沿所述转动方向转动时能够带动所述阻尼块转动。

可选地，所述底座固定有相互套接的大弹簧和小弹簧，所述阻尼块具有第一挡块和第二挡块；

所述张紧臂组件处于小摆动角工况时，所述第二挡块与所述小弹簧的弹簧端部相抵，所述第一挡块与所述大弹簧的弹簧端部之间具有预定距离；所述张紧臂组件处于大摆动角工况时，所述第二挡块与所述小弹簧的弹簧端部相抵，且所述第一挡块与所述大弹簧的弹簧端部相抵。

可选地，所述大弹簧与所述小弹簧二者的弹簧端部位于所述阻尼块的同一半径上，所述第一挡块与所述第二挡块分别位于所述阻尼块的不同半径上，且沿所述转动方向，所述第一挡块位于所述第二挡块的下游。

可选地，所述阻尼块开设有第一环形槽和第二环形槽，所述第一环形槽内设置有所述第一挡块，所述第二环形槽内设置有所述第二挡块，所述大弹簧沿轴向的一端固定于所述底座，另一端位于所述第一环形槽内，所述小弹簧沿轴向的一端固定于所述底座，另一端位于所述第二环形槽内。

可选地，所述底座具有圆柱形安装筒，所述安装筒底部设置有环形的第一固定槽和第二固定槽，所述大弹簧沿轴向的一端固定于所述第一固定槽内，所述小弹簧沿轴向的一端固定于所述第二固定槽内。

可选地，所述张紧轮具有扇形驱动块，且开设有与所述阻尼块适配的配合槽，所述阻尼块具有与所述驱动块相适配的扇形开口，所述阻尼块位于所述配合槽内，且所述开口的周向侧壁与所述驱动块的周向侧壁相抵，以便所述张紧臂通过所述驱动块带动所述阻尼块转动。

可选地，还包括销轴，所述销轴穿过所述张紧臂组件和所述底座的中心孔，且所述张紧臂组件能够绕所述销轴转动；

所述销轴与各所述中心孔之间设置有衬套。

另外，本发明还提供一种发动机，包括机体与皮带张紧器，所述发动机处于高转速工况时，所述皮带张紧器的所述张紧臂组件处于小摆动角工况，所述发动机处于低转速工况时，所述张紧臂组件处于大摆动角工况；其中，所述皮带张紧器为以上所述的皮带张紧器。

附图说明

图1为本发明所提供附件张紧器在一种具体实施例中的装配图；

图2为图1的爆炸图；

图3为图1中张紧臂组件的结构示意图；

图4为图3中的张紧臂组件安装两个弹簧的结构示意图；

图5为图3中张紧臂的结构示意图；

图6为图3中阻尼块的结构示意图；

图7为图2中底座的结构示意图；

图8为图7的俯视图。

图1-8中：

1张紧臂、11张紧轮、111驱动块、112配合槽；

2阻尼块、21第一环形槽、22第二环形槽、23第一挡块、24第二挡块、25开口；

3底座、31安装筒、32第一固定槽、33第二固定槽、34底板；

4大弹簧、5小弹簧、6销轴、7衬套。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图1-8，其中，图1为本发明所提供附件张紧器在一种具体实施例中的装配图；图2为图1的爆炸图；图3为图1中张紧臂组件的结构示意图；图4为图3中的张紧臂组件安装两个弹簧的结构示意图；图5为图3中张紧臂的结构示意图；图6为图3中阻尼块的结构示意图；图7为图2中底座的结构示意图；图8为图7的俯视图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种发动机的皮带张紧器，如图1和图2所示，该皮带张紧器包括张紧臂组件和底座3，且该张紧臂组件能够相对于底座3转动，转动过程中，实现皮带的张紧。同时，该皮带张紧器还包括至少两个弹簧，各弹簧沿轴向的一端固定于底座3，沿轴向的另一端用于与张紧臂组件配合，从而为发动机皮带提供需要的张紧力。

当张紧臂组件处于小摆动角工况时，至少一个弹簧与张紧臂组件配合，当张紧臂组件处于大摆动角工况时，与张紧臂组件配合的弹簧个数增加，至少为两个。

本发明的皮带张紧器包括多个弹簧，且当发动机转速较高时，张紧臂组件处于小摆动角工况，该皮带张紧器中与张紧臂组件配合的弹簧个数较少，所提供的张紧力较小，能够与发动机的高转速工况相适配；当发动机转速较低时，张紧臂组件摆动角度增大，该皮带张紧器中与张紧臂组件配合的弹簧个数增加，所提供的张紧力较大，能够与发动机的低转速工况相适配。

因此，本发明中的皮带张紧器能够满足发动机在高转速工况和低转速工况时所需的张紧力，同时，当发动机处于高转速工况时，皮带张紧器所提供的张紧力与其适配，从而能够降低发动机处于高转速工况、即张紧臂组件处于小摆动角工况时的油耗。

需要说明的是，本发明中，张紧臂组件处于小摆动角工况时，对应的发动机转速可为2000rpm～7000rpm，张紧臂组件处于大摆动角工况时，对应的发动机转速可为700～2000rpm。当然，实际使用时，也可根据需要设置张紧臂组件处于小摆动角工况与大摆动角工况对应的发动机转速范围。

具体地，当发动机转速降低至处于低转速工况，所需要的张紧力增大时，该张紧臂组件沿其转动方向转动，摆动角度增大。张紧臂组件设置有至少两个挡块，且各弹簧的弹簧端部位于对应挡块的转动路径内，以便张紧臂组件沿其转动方向转动过程中，对应相抵的挡块与弹簧端部个数增加。通常情况下，弹簧由金属丝绕置形成，因此，弹簧端部指的是绕置形成弹簧的金属丝的端部。

如此设置，张紧臂组件与底座3之间通过弹簧相连并传递张紧力，具体地，张紧臂组件与弹簧通过挡块和弹簧端部相连，且二者相抵时，弹簧的回弹力提供皮带张紧器的张紧力。

进一步地，如图2和图3所示，该张紧臂组件包括相连的张紧臂1和阻尼块2，其中，该阻尼块2位于张紧臂1的张紧轮11与底座3之间，张紧臂1沿上述转动方向转动时，能够带动该阻尼块2转动，且二者之间形成摩擦副，因此，该阻尼块2能够起到摩擦阻尼的作用，从而衰减张紧臂1相对于底座3摆动时的振动。

进一步地，如图4所示，底座3固定有相互套接的大弹簧4和小弹簧5，即直径较大的大弹簧4外套于直径较小的小弹簧5的外周，同时，如图3所示，该阻尼块2具有第一挡块23和第二挡块24。

当发动机处于高转速工况，皮带张紧器的张紧臂组件处于小摆动角工况时，第二挡块24与小弹簧5的弹簧端部相抵，第一挡块23与大弹簧4的弹簧端部之间具有预定距离，即二者不相抵，此时，仅小弹簧5用于提供皮带张紧器的张紧力，从而能够适用于发动机的低转速工况，并节省该工况时的油耗。

当发动机处于低转速工况，皮带张紧器的张紧臂组件处于大摆动角工况时，第二挡块24与小弹簧5的弹簧端部相抵，且第一挡块23与大弹簧4的弹簧端部相抵，此时，大弹簧4与小弹簧5均用于提供皮带张紧器的张紧力，从而能够提供较大的张紧力，适用于发动机的低转速工况。

另外，本发明中，当发动机转速降低时，皮带张紧器的张紧臂组件能够自动增大摆动角度，即该皮带张紧器的张紧臂组件能够自动在小摆动角工况和大摆动角工况两种工况切换，而无需另外设置驱动部件，因此，本发明中的皮带张紧器还具有结构简单的优点。

具体地，如图4和图5所示的实施例中，大弹簧4与小弹簧5的弹簧端部位于张紧轮11的同一半径上，同时，第一挡块23与第二挡块24分别位于阻尼块2的不同半径上，且沿转动方向，第一挡块23位于第二挡块24的下游，从而使得张紧臂组件处于小摆动角工况时，仅第二挡块24与小弹簧5的弹簧端部相抵，张紧臂组件处于大摆动角工况时，除第二挡块24与小弹簧5的弹簧端部相抵外，第一挡块23还与大弹簧4的弹簧端部相抵。

当然，本发明中，也可设有相互套接的多于两个的弹簧，且随着张紧臂组件的摆动角逐渐增大，与阻尼块2相抵的弹簧个数增多，以适应发动机的不同工况。

具体地，如图6所示，阻尼块2开设有第一环形槽21和第二环形槽22，且第一环形槽21设于第二环形槽22的外周，第一环形槽21内设置有上述第一挡块23，第二环形槽22内设置有上述第二挡块24，大弹簧4沿轴向的一端固定于底座3，另一端位于该第一环形槽21内，小弹簧5沿轴向的一端固定于底座3，另一端位于该第二环形槽22内。

本实施例中，通过设置第一环形槽21和第二环形槽22，使得大弹簧4和小弹簧5能够分别位于上述两环形槽内，从而提高两弹簧与阻尼块2之间的配合可靠性，并保证张紧臂组件摆动角改变时，弹簧的变形方向可控，从而提高该皮带张紧器的工作可靠性。

另一方面，如图7和图8所示，底座3具有圆柱形安装筒31和底板34，其中，安装筒31用于容置大弹簧4和小弹簧5，底板34用于与发动机连接。安装筒31底部设置有环形的第一固定槽32和第二固定槽33，且该第一固定槽32位于第二固定槽33的外周，大弹簧4沿轴向的一端固定于该第一固定槽32内，小弹簧5沿轴向的一端固定于该第二固定槽33内，从而实现大弹簧4、小弹簧5与底座3的连接。

同时，本实施例中，与设于阻尼块2的两环形槽类似，设于底座3的两固定槽同样能够促进弹簧变形的稳定性，从而提高皮带张紧器的工作稳定性。

以上各实施例中，如图5所示，张紧臂1的张紧轮11具有扇形的驱动块111，且开设有扇形配合槽112，同时，如图6所示，阻尼块2具有与驱动块111相适配的扇形开口25，该阻尼块2位于张紧轮11的配合槽112内，且开口25的周向侧壁与驱动块111的周向侧壁相抵，从而将阻尼块2与张紧臂1相连，且张紧臂1转动时，通过该驱动块111带动阻尼块2转动。

同时，如图1和图2所示，该皮带张紧器还包括销轴6，相应地，如图5-8所示，张紧臂1、阻尼块2与底座3三者均开设有同心的中心孔，销轴6穿过三者的中心孔，且张紧臂组件能够绕该销轴6转动，如图2所示，销轴6与各中心孔之间设置有衬套7，该衬套7能够降低张紧臂1与销轴6之间的摩擦系数，从而降低磨损。

另外，本发明还提供一种发动机，包括机体与皮带张紧器，且该发动机处于高转速工况时，皮带张紧器的张紧臂组件处于小摆动角工况，发动机处于低转速工况时，皮带张紧器的张紧臂组件处于大摆动角工况。

其中，该皮带张紧器为以上任一实施例中所述的皮带张紧器，由于该皮带张紧器具有上述技术效果，因此，包括该皮带张紧器的发动机也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种发动机及其皮带张紧器均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。