替代型张紧轮新设计,有效提升汽车配件寿命

2022-05-08
来源:智慧中国    

  发动机是汽车的动力核心, 其性能与汽车整体密切相关。张紧轮作为发动机的关键配套设备,是汽车售后市场中的常客。盖茨大中华区汽车后市场总经理骆晓东调研发现,我国的汽车保有量呈现出连年增长的发展态势,在这一背景下,用户对于汽车张紧轮的购买以及更换需求日益增加。此外,多款汽车发动机上的张紧轮产品因受制于盖茨竞争对手的专利限制,盖茨无法销售或者不得不以高价向竞争对手购买后再卖往市场。因此,骆晓东认为开发设计出盖茨自主研发的性能优良的张紧轮尤为重要。

  2018年3月8日,骆晓东在与爱尔特公司合作的张紧轮项目启动会议上阐述了盖茨张紧轮型号GTS1039A项目的背景,他表示该型号张紧轮适用于雪佛兰科鲁兹车型且保有量达200多万,售后市场潜力巨大。原车配套的产品存在专利限制,目前的售后市场以OES配件为主,而且其价格较为昂贵且无法满足广大市场需求。为突破目前困境,骆晓东要求团队开发出能够避开原厂专利且质量可靠,价格有优势的无侵权产品。

  汽车发动机广泛使用带传动驱动发电机、空调压缩机、风扇等发动机附件,连需要和曲轴保持严格相位关系的凸轮轴也采用皮带传动。皮带传动具有传动比大、使用寿命长、传动平稳及成本低等优点,因此,国内外汽车发动机较多采用皮带系统传递发动机动力,而皮带系统中的张紧轮属于轿车发动机配套的相关产品,是发动机重要的精密零部件,因此,张紧轮可靠性和使用寿命直接影响了汽车行驶的安全性和可靠性。张紧轮是为改变皮带轮的包角或控制皮带的张紧力而压在皮带上的随动轮。是皮带传动的张紧装置,主要由固定壳体、张紧臂、轮体、扭簧、滚动轴承和弹簧轴套等组成,当皮带的中心距不能调节时,可以使用张紧轮将皮带张紧,其能根据皮带不同的松紧程度,自动调整张紧力,以此保证汽车传动系统的稳定性和安全性。

  由骆晓东博士领导的盖茨张紧轮型号GTS1039A的项目于2018年3月8日正式立项,经过2年时间的研发和生产以及测试,目前GTS1039A型号张紧轮已正式投产且拥有自己的专利。该型号经过市场的验证,性能优良,在市场上取得积极反馈,经骆晓东确认后,由专项转为常规项目生产,2020年7月3日该项目正式竣工。

  张紧轮是汽车零部件中的易损件,汽车传动系统中的皮带使用时间长了以后容易被伸长。此外,因影响张紧轮扭矩和阻力的参数较多,各参数的影响也不尽相同,所以张紧轮各部件与扭矩和阻力的关系非常复杂。因此,张紧轮的设计与开发是个十分困难的过程。为了达到预期,骆晓东博士对张紧轮的开发设计做出了具体要求:1.铆接部位应美观且牢固可靠,不可出现松动及脱落。2.产品表面不得有划伤、拉上、氧化、毛刺,油污等缺陷。3.皮带旋转应灵活轻快,无卡涩及明显杂音等缺陷。4.张紧臂在自然状态下,旋转75度时,测得T1、T2数值 参考扭矩:(T1+T2)/2=2800±300Nmm;G,阻尼:(T1-T2)/(T1+T2)×100%=25%~60%;G。5.符合GB/T30512《汽车禁用物质要求》规定。

  骆晓东通过重新设计阻尼机构来规避莱顿的专利。莱顿阻尼结构产品是通过阻尼簧的单向性,当产品加载时,阻尼弹簧内收包紧阻尼座产生高阻尼,当卸载时弹簧外撑,系统产生的阻尼力较小,称之为单向阻尼;盖茨张紧轮通过采用卡箍实现阻尼簧的功能,当加载时卡箍包紧阻尼座的力加大,产生高阻尼,当卸载时卡箍包紧阻尼座的力会减小,同样实现单向阻尼的作用。

  骆晓研发的盖茨替代型张紧轮采用高性能非对称结构,这不仅可以稳定的控制系统动态性能,还能在减速时产生更高的张紧力,从而减少50%以上的打滑并减少噪音。盖茨张紧轮提供的最优阻尼可以有效降低张紧轮的运动幅度,控制系统的振动,减少张紧轮对于传动皮带的磨损和打滑,确保了系统的稳定性,其圆形结构弹簧能够提供足够的空间和持续稳定的张力。此外,盖茨张紧轮使用了迷宫式密封技术,能够有效防止外部污物进入张紧轮内部,显著延长配套组件寿命。目前,盖茨已经成功建设全球化的张紧轮制造基地,为中国市场提供300余款张紧轮,并还在不断引进更多原厂品质的产品,从而满足广大中国消费者的需求。

  截至目前,由骆晓东开发的盖茨张紧轮已经覆盖大众奥迪、别克雪佛兰、标志雪铁龙、福特马自达等系列,市场上占据较大规模,在突破专利壁垒的基础上,其相关产品也已经实现销售超过3000万人民币,利润改善超过600万人民币。(文/李天成)