内部链节位置交替以改进窄带噪声-振动-声振粗糙度(NVH)性能的链条

摘要

相对于在油泵驱动应用中传统的窄带链条，具有以3x1带布置的交替的内部链节位置的窄链条改进了噪声-振动-声振粗糙度(NVH)特性。两个内部链节彼此相对偏离，其中两者中的一个内部链节与在导向排中的两个导向板对准。链条设计优选用作油泵驱动链条或者用于其他辅助驱动应用中。

说明书

技术领域

本发明涉及链条领域。更具体地，本发明涉及内部链节位置交替的链 条。

背景技术

与使用其他具有交错链节的更传统的链条带相比，更可能的是，超轻 链带先前已经用于在较窄包装中制造耐磨性和强度良好的链条。然而，这 些链条已知由于与链轮每隔一个间距地接触导致工作噪音水平升高。

专利名称为“驱动链条”并于1901年12月31日授予Renold的美国 专利No.690,318公开了一种较厚内部链节排交替的导向链节的驱动链条。

专利名称为“链条”并于1918年6月25日授予Taylor的美国专利 No.1,270,460公开了一种具有链节排交替的导向链节的链条。内部链节是 复合的链节，其包括连接在一起的硬链节和软链节。

专利名称为“短节距齿链条”并于2001年2月13日授予Reber的美 国专利No.6,186,920公开了一种降低在操作期间产生的冲击噪声的水平的 短节距齿链条。该链条包括第一张力链节、导向链节、双趾链节以及第二 张力链节。

Yoshiki等人的专利名称为“链条”并且在2012年3月29日公布的日 本专利公布No.2012-062920公开了在第一侧上的链条的第一链节排中的 第一导向链节板和在第一导向件内部的第一内部链节板。在第二链节排 中，第二导向链节板布置在另一侧上或第二侧上，以及第二导向链节板内 的第二内部链节板上。链节可以交替地连接并通过连接销编结在一起。

上述专利均并入本申请作为参考。

发明内容

相对于在传统的油泵驱动应用中的窄带链条，具有3x1带布置的交替 的内部链节位置的窄链条改进了噪声-振动-声振粗糙度(NVH)性能。两 个内部链节彼此相对偏移，其中两者中的一个内部链节与在导向排中的两 个导向板对准。链条设计优选用作油泵驱动链条或在其他辅助驱动应用中 使用。

在一些实施例中，链条包括导向链节板、非导向链节板和销。每个链 节板具有一对销孔。每个销依次穿过第一导向链节板的孔、第一非导向链 节板的孔、第二非导向链节板的孔和第二导向链节板的孔。该销通过销孔 将链节板保持在一起以形成交替的导向排和非导向排的交错组的链节。第 一导向链节板、第一非导向链节板和第二导向链节板处于导向排中，并且 第二非导向链节板处于非导向排中。

在一些实施例中，链条包括多个内部链节、多个外部链节和多个销。 每个链节具有一对孔。链节设置在交替的导向排和非导向排中。每个导向 排包括第一内部链节、第一外部链节和第二外部链节。第一外部链节与第 一内部链节相邻。非导向排包括与第一内部链节和第二外部链节相邻的第 二内部链节。每个销穿过第一外部链节中的一个第一外部链节中的孔中的 一个孔、第一内部链节中的一个第一内部链节中的孔中的一个孔、第二内 部链节中的一个第二内部链节中的孔中的一个孔和第二外部链节中的一 个第二外部连接中的孔中的一个孔。

附图说明

图1示出了具有3×2带的链节板的现有技术链条。

图2示出了具有2×2带的链节板的现有技术链条。

图3示出了本发明的实施例中具有3×1带的链节板的链条。

图4示出了本发明的实施例中的导向链节板的侧视图。

图5示出了本发明的实施例中的非导向链节板的侧视图。

图6示出了基音频率处的NVH结果。

图7示出了2X基音频率处的NVH结果。

图8示出了3X基音频率处的NVH结果。

具体实施方式

内部链节位置交替的3x1链条使窄带的噪声-振动-声振粗糙度(NVH) 性能相对于传统窄带链条有所改进。链条优选包括在链组件内的每个导向 排中的刚好一个内部链节和两个外部导向链节，以及每个非导向排中的刚 好一个内部链节，以便保持常规链轮啮合，因此允许减小的链条包装尺寸 和组件数量。

在优选的实施例中，链条包括导向链节板、非导向链节板和销。每个 链节板具有一对销孔。每个销依次穿过第一导向链节板的孔、第一非导向 链节板的孔、第二非导向链节板的孔和第二导向链节板的孔。该销通过销 孔将链节板保持在一起以形成交替的导向排和非导向排的交错组的链节。 第一导向链节板、第一非导向链节板和第二导向链节板处于导向排中，并 且第二非导向链节板处于非导向排中。

链条优选是称为无声链条或反齿链条的类型的链条。内部链节位置交 替的链条尤其适用于辅助驱动器，诸如油泵系统，其不需要高强度性能， 但可用于具有比通常的定时驱动器更低负载的任何驱动器，诸如例如泵驱 动器或轴驱动器。在一些实施例中，链条是油泵驱动链条。

在一些自动化应用中，单个链轮可包括两排齿以驱动凸轮轴驱动链条 和辅助驱动链条。在这种情况下，具有能够在相同的链轮齿廓上运行的两 个链条是有利的，它们可以使用滚切或粉末金属技术在相同的链轮上形 成。对辅助驱动链条的要求可能大大低于对凸轮轴驱动链条的要求，且内 部链节位置交替的链条允许在相同轮廓上运行的较狭窄、低成本的产品的 选项，因而降低了总链轮成本和总链条成本两者。

因此，一种比3x2反齿链条更低的成本和复杂度的链条可用作辅助驱 动链条，诸如油泵驱动链条。现有技术中的3x2链条带在图1中示出。链 条10包括通过销20保持在一起的三个导向链节板14的导向排12以及两 个非导向链节板18的非导向排16。导向排12偏离于非导向排16，且导 向链节板14和非导向链节板18交替地缀合在每个销20上。

2x2反齿链条设计缺乏内部导向排，并且因此是比3x2链条带更简单 和更窄的设计。现有技术的2x2链条带在图2中示出。链条30包括通过 销20保持在一起的两个导向链节板14的导向排32以及两个非导向链节 板18的非导向排34。导向排32偏离于非导向排34，且导向链节板14位 于端部上，其中非导向链节板18位于内侧上且彼此相邻。

具有可交替的内部链节位置的3x1链条设计缺乏内部导向板，并且因 此是比3x2链条带更简单和更窄的设计。3x1链条带在图3中示出。内部 链节位置交替的链条40包括通过销20保持在一起的两个导向链节板14 的导向排42以及一个非导向链节板18a和一个非导向链节板18b的非导向 排44。导向排42偏离于非导向排44，且导向链节板14位于端部上，其 中非导向链节板18a、18b位于内侧上且彼此相邻但彼此偏离。

图4示出了导向链节板的侧视图。导向链节板14通常具有缺乏齿或 凹槽的轮廓46，但许多不同的轮廓可以在本申请的精神之内使用，因为导 向链节板14没有与链轮啮合。两个导向链节板孔48允许导向链节板14 缀合在销上作为链条的一部分。

图5示出了非导向链节板的侧视图。非导向链节板18通常具有平坦 的顶部和由凹槽54分开的一对齿50、52以接合链轮，但是对这个一般轮 廓的许多不同的变型可以在本申请精神之内使用。两个非导向链节板孔56 允许非导向链节板18缀合在销上作为链条的一部分。

在优选的实施例中，导向链节板都具有相同的轮廓且销都具有相同的 尺寸和形状。在替代实施例中，导向链节板可具有不同的轮廓。

非导向链节板都优选为与链节板相同的类型。在优选实施例中，非导 向链节板都是反齿链节板。在优选实施例中，在链条中的反齿链节板都具 有相同的轮廓。在替代实施例中，反齿链节板可具有不同的轮廓。

针对三种不同的油泵驱动链条设计进行了可比较的装上发动机的 NVH试验，三种不同的油泵驱动链条设计具有相同的导向板部分、反齿链 节板部分和销部分，且其仅在分别如图1、图2和图3中所示的3x2、2x2 和3x1的带结构中不同。马自达2.0LI44V发动机被使用，且试验在发动 机转速为每分钟(RPM)600转至5000转的范围内进行。运行噪声水平被 收集且在在半基音频率、基音频率、二次谐波、三次谐波、四次谐波和五 次谐波的600RPM至5000RPM的整个范围内比较。

用于基音频率、2倍基音频率和3倍基音频率的3x2带、2x2带和3x1 带的全部NVH结果分别在图6、图7和图8中示出。图6示出了在基音频 率处的3x2链条噪声水平60、2x2链条噪声水平62以及3x1链条噪声水 平64。图7示出了在2倍基音频率处3x2链条噪声水平70、2x2链条噪声 水平72以及3x1链条噪声水平74。图8示出了在3倍基音频率处3x2链 条噪声水平80、2x2链条噪声水平82以及3x1链条噪声水平84。

2x2链条在半基音频率、基音频率、二次谐波和四次谐波处具有与3x2 设计相似的噪声水平，但在三次谐波和五次谐波处具有较高的噪声水平。 在1500RPM至3000RPM、4000RPM至4300RPM和4700RPM至5000 RPM的范围内，2x2设计噪声水平82在三次谐波处最为明显地较高(见 图8)。在700RMP至3100RMP的整个范围内，2x2设计噪声水平在五次 谐波处最为明显地较高。

与此相反，3x1链条在半基音频率、三次谐波、四次谐波和五次谐波 处具有与3x2相似的噪声水平，且在基音频率和二次谐波处具有较低的噪 声水平。在2000RPM至2700RPM和3800RPM至4600RPM的范围内， 3x1设计噪声水平64在基音频率处最为明显地较低(见图6)。在1900RPM 至2500RPM、3100RPM至3700RPM和4200RPM至4500RPM范围内， 3x1设计噪声水平74在二次谐波处最为明显地较低(见图7)。3x1带的目 标是获得具有较窄链条设计的3x2带的噪声水平，但事实上，与2x2带相 反，3x1带出乎意料地具有比3x2链条较低的噪声水平，由于交替的基音 接触，2x2带提升了所有频率。表格示出了在整个被测频率范围内噪声的 范围-平均水平。

表格：NVH结果

平均噪声(dBA) 基音频率 2倍基音频率 3倍基音频率 3x2带 67.5 64 59.5 2x2带 65.8 65.6 63.1 3x1带 61.5 62.4 58

在一些实施例中，因为内部链节位置交替的链条的非对称设计可能会 导致链条路径发生轴向漂移，所以可能期望或者要求链条路径和振荡的良 好控制。

虽然较薄的链条可用于传统的交错带布置中，以达到与内部链节位置 交替的链条相同的链条宽度，但这种传统带将具有较高的零件计数和后续 成本。

因此应当理解，本文所述的本发明的实施例仅说明了本发明的原理的 应用。本文对所示实施例细节的引用并不旨在限制权利要求的范围，权利 要求自身所叙述的特征被认为是本发明的实质。