Spanner mit variabler Kraft
1. Die Hochdruckölkammer des kleinen Kolbens füllt sich schnell, daher kann eine kleine Vorspannung und eine Kolbenfeder mit geringer Steifigkeit gewählt werden (bei der Konstruktion der Kolbenfeder müssen normalerweise der niedrigste Öldruck und die Kettenverschleißgrenze berücksichtigt werden. Bei einem gewöhnlichen Spanner mit einem Kolben wird im Hinblick auf die Stützwirkung bei hohen Geschwindigkeiten normalerweise ein größerer Kolbendurchmesser gewählt. Dadurch wird es beim Starten des Motors schwieriger, am Spanner schnell Druck aufzubauen und die hydraulische Dämpfkraft zu erzeugen. Zum Vorspannen ist eine größere Federkraft erforderlich. Ein kleiner Kolben kann die Vorspannung und Steifigkeit der Kolbenfeder verringern. Die Vorspannkraft einer gewöhnlichen Spannerkolbenfeder beträgt 30–40 N, die Vorspannkraft der kleinen VFT-Kolbenfeder beträgt 2 bis 4 N und die Vorspannkraft der großen Kolbenfeder beträgt 7 bis 10 N. Die Verbesserung ist offensichtlich.
2. Die große Kolbenstütze ist stabil, verfügt über eine starke Schwingungsdämpfungsfähigkeit und kann mit hohen Geschwindigkeiten und großen Anreizbedingungen fertig werden.
3. Das Rückschlagventil mit großem Kolbenkopf kann die maximale Kolbenkraft wirksam begrenzen und die Kraft der Kette reduzieren.
Zusammenfassend ist der VFT eine Kombination aus den Optimierungslösungen von Fish und Bear Paws. Einerseits profitiert er von der schnellen Reaktion des kleinen Kolbens, andererseits verfügt das System über die Stabilität des großen Kolbens. In gewisser Weise realisiert der VFT die Arbeitsteilung zwischen den beiden Kolben, und die Regulierung der Federkraft erfolgt ausschließlich über die Struktur aus kleinem Kolben und Federstift. Daher erklären die Ingenieure von BorgWarner, warum dieser Spannertyp als Spanner mit variabler Kraft bezeichnet wird: Zwei separate, unabhängige Kammern zur Steuerung der variablen Federkraft und der hydraulischen Kraft.
Anhand des Funktionsprinzips lässt sich die Form der Dämpfungskennlinie des VFT leicht ableiten. Die Flüssigkeitsdruckentlastung im Rückstellbereich und die Rückmeldekraft der Feder mit geringer Vorspannung liegen näher an der Nulllinie. In der Anfangsphase der Kompression reagiert der kleine Kolben schnell, und die Rückmeldekraft steigt rasch an. Während des Kompressionsvorgangs geben beide Kolben gleichzeitig Öl ab, der Flüssigkeitsdruck überlagert sich, und die Steigung ist steil. Die maximale Rückmeldekraft wird durch das Überdruckventil geregelt, um sicherzustellen, dass die Kettenkraft des Steuersystems innerhalb der sicheren Dauerfestigkeit liegt. Dank der schnellen Reaktion kann der VFT bei geringer Rückmeldekraft einen großen Kurvenbereich erreichen, und die Dämpfungseigenschaften nähern sich dem Idealzustand.
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