CN102166944A - 一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置 - Google Patents

Abstract

一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，发动机曲轴皮带轮通过皮带与电机皮带轮连接；一水泵皮带轮，所述水泵皮带轮通过皮带一向与发动机曲轴皮带轮连接，另一向与电机皮带轮连接；一双向张紧轮，所述双向张紧轮通过一个张紧装置支撑，通过皮带一向与发动机曲轴皮带轮连接，另一向与电机皮带轮连接；所述电机皮带轮、发动机曲轴皮带轮、水泵皮带轮和双向张紧轮通过皮带围绕连接，双向张紧轮与张紧装置直接连接。相对于采用齿轮传动装置，皮带驱动平稳、噪声小，而且结构简单，没有离合器等复杂结构，方便维修。皮带具有轻质，易拆卸更换、相对造价较低的特点。

Description

一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置

技术领域

本发明涉及一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，属于电动汽车领域。

背景技术

目前国内外各大车企都在进行轻度混合动力技术的研究，其中皮带传动的起动/发电机一体化BSG是在ISG技术基础上采用皮带驱动技术，拥有其独特的工作特性与优点。BSG技术采用皮带驱动起动/发电一体化电机(简称BSG电机)取代原车发电机，对现有汽车动力总成结构改动量小，改善了汽车燃油经济性、排放等各方面的指标。

随着石油价格的日益高涨和汽车尾气排放对环境的影响加剧，电动汽车在全世界范围内进入了高速发展的时期。纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等电动汽车正在发挥各自的优势，得到规模性推广应用。

由于技术相对成熟，节能和环保效果明显，混合动力汽车得到快速发展，并在各国优惠政策的鼓励下，逐步进入商业化推广应用阶段。2008年美国混合动力汽车销量31.4万辆。

在混合动力技术的发展上，表现出明显的模块化和平台化趋势，轿车混合动力系统的模块化愈加明显，逐步推进汽车动力的电气化。从只具备自动启停、怠速关机功能的“微混合”、以并联式混合动力发动机为主体的“中混合”和以混联式为特征的“强混合”，随着电功率的比例逐步提高，混合程度不断提高，最终过渡到可充电式的串联式“全混合”方式。

在各类混合动力车型之中，尽管轻度混合动力汽车在降低油耗和改善排放方面的能力有限，但由于其对现有内燃机汽车的改造成本最低，效果明显，适合推向市场。皮带驱动的起动/发电机一体化BSG是在ISG技术的基础上用皮带驱动技术，拥有其独特的工作特性与优点。BSG技术采用皮带驱动起动/发电机一体化，对现有汽车动力总成结构改动量小，改善了汽车燃油经济性、排放等各方面的指标。

目前各种在研发的轻度混合动力车型中，为了实现发动机和BSG电机的连接，一般有两种方式，齿轮传动和皮带传动。齿轮传动方式是采用带离合器的电机输出轴与发动机飞轮通过齿轮结构实现啮合和动力传动，由齿轮组合通过合理设计实现减速增矩，实现轻度混合动力方案。皮带传动方式采用皮带连接电机与发动机的飞轮，通过合理的设计，实现动力传递和减速增矩。

齿轮传动技术，由于采用齿轮作为传动系统，起动噪声大，齿轮磨损严重，并且系统需要增加额外的润滑系统，大大增加了系统的复杂度和改造难度，同时也不利于维修和保养。

皮带传动技术，由于采用皮带作为动力传动纽带，具有结构简单、重量轻等优点，对原车动力系统结构改动很小，成本也很低廉。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提供一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置。为了实现BSG电机既可以充当起动机提供起动发动机的动力，同时也能充当发电机提供整车电器负载用电和给蓄电池充电的能力，同时也要满足结构简单可靠，体积小，易于改造和安装等优点，

本发明开发了一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置。

一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，包括：一具有起动机和发电机双重功能的电机；一具有曲轴的发动机；一发电机皮带轮；一发动机曲轴皮带轮，所述发动机曲轴皮带轮通过皮带与电机皮带轮连接；一水泵皮带轮，所述水泵皮带轮通过皮带一向与发动机曲轴皮带轮连接，另一向与电机皮带轮连接；一双向张紧轮，所述双向张紧轮通过一个张紧装置支撑，通过皮带一向与发动机曲轴皮带轮连接，另一向与电机皮带轮连接；所述电机皮带轮、发动机曲轴皮带轮、水泵皮带轮和双向张紧轮通过皮带围绕连接，双向张紧轮与张紧装置直接连接。

本发明的有益效果：

皮带具有质量轻的特点，与齿轮传动比较，大大降低了整个动力总成结构的质量。相对于采用齿轮传动装置，皮带驱动平稳、噪声小，而且结构简单，没有离合器等复杂结构，方便维修。皮带具有轻质，易拆卸更换、相对造价较低的特点。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为本发明示意图。

图2为本发明的张紧装置示意图。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所示，水泵皮带轮1，皮带2，发动机曲轴皮带轮3，双向张紧轮4，BSG电机皮带轮5。

一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，包括一个具有起动机和发电机双重功能的BSG电机的BSG电机皮带轮5、一个发动机曲轴皮带轮3、一个水泵皮带轮1，一个水泵皮带轮1和一个支撑双向张紧轮4的张紧装置，上述各部件通过皮带2围绕连接。

如图2所示，张紧装置6为一个圆柱型形状液压张紧装置，有液压缸的一端固定在机架上，另一端通过第一轴连接第一连接件7，第一连接件7上有滑槽10，第一连接件7通过第二轴9与第二连接件11连接，第二连接件11有轴杆镶嵌在滑槽10中，第二连接件11的另一端固定连接双向张紧轮4，双向张紧轮4以第二轴9为中心摆动，轴杆在滑槽10中滑动，拨动第一连接件7拉动或者压迫液压缸，对液压缸施加力；随着施加在液压缸上面的力的增加，液压缸的长度将缩小，但是随着液压缸的长度缩小，液压缸的反作用力也越来越大。就这样，液压张紧装置6支撑着双向张紧轮4在一个很小的范围内活动，实现双方向力矩。

实施例2：液压缸也可以用螺簧代替。张紧装置为螺簧张紧装置，有螺簧的一端固定在机架上，另一端通过第一轴连接第一连接件7，第一连接件7上有滑槽10，第一连接件7通过第二轴9与第二连接件11连接，第二连接件11有轴杆镶嵌在滑槽10中，第二连接件11的另一端固定连接双向张紧轮4，双向张紧轮4以第二轴9为中心摆动，轴杆在滑槽10中滑动，拨动第一连接件7拉动或者压迫螺簧，对螺簧施加力。

在整个动力总成动力传动结构中，发动机与电机之间采取皮带传动方式进行动力传输，以发动机为整车的驱动动力源，电机系统用于实现发动机的快速启动，在正常行驶工况下BSG电机和常规车发电机一样由发动机驱动电机发电，给蓄电池充电；当车辆停下时，发动机运转停止，消除怠速状态，再启动时，BSG电机快速启动发动机。

整个过程中，BSG电机既充当起动机提供起动发动机起动的动力，同时也要充当发电机提供整车电器负载用电和给蓄电池充电的功能。BSG电机既作起动机，又作发电机。当BSG电机充当起动机功能，反拖发动机实现发动机快速起动时，BSG电机力矩的方向为顺时针，整个皮带传动系统顺时针工作；当BSG电机充当发电机功能时，BSG电机向皮带施加了一个反相的阻力矩，充当发动机的一个负载，实现发电供给整车电器负载和给蓄电池发电的功能，此时，BSG电机力矩的方向为逆时针，整个皮带传动系统依然顺时针工作，因为BSG电机的逆时针方向力矩远远小于发动机的顺时针方向力矩。

为了在同一个机械结构系统中，在不同的工况下，实现这样完全相反方向的力矩，同时保证整个系统的功能，需要在整个传动结构中，增加一个双向张紧轮，同时采用液压张紧装置支撑双向张紧轮，通过双向张紧轮和液压张紧装置来实现这个功能。液压张紧装置为一个圆柱型形状，随着施加在它上面的力的增加，它的长度将缩小，但是随着它的长度缩小，它的反作用力也越来越大。就这样，液压张紧装置支撑着双向张紧轮在一个很小的范围内活动，实现双方向力矩。

在整个结构中，水泵皮带轮由BSG电机拖动或者由发动机曲轴皮带轮拖动，一直顺时针方向工作，带动冷却水循环，实现系统改造前的既定功能。

术语解释：①BSG：Belt Driven Starter Generator的缩写，指皮带驱动起停系统，是一项轻度混合动力技术。这种混合动力系统通常加装了皮带驱动启动电机(也就是常说的Belt alternator Starter Generator，简称BSG系统)。该电机为发电启动(Stop-Start)一体式电动机，用来控制发动机的启动和停止，从而取消了发动机的怠速，降低了油耗和排放。

②ISG：Integrated Starter and Generator的缩写，是直接集成在汽车发动机主轴上的起动发电一体机，就是直接以某种瞬态功率较大的电机替代传统的启动电机，在起步阶段短时替代发动机驱动汽车，并同时起到启动发动机的作用，减少发动机的怠速损耗和污染，正常行使时，发动机驱动车辆，该电机断开或者起到发电机的作用，刹车时，该电机还可以起到再生发电，回收制动能量的节能效果。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，其特征是包括：一具有起动机和发电机双重功能的电机；一具有曲轴的发动机；一发电机皮带轮；一发动机曲轴皮带轮，所述发动机曲轴皮带轮通过皮带与电机皮带轮连接；一水泵皮带轮，所述水泵皮带轮通过皮带一向与发动机曲轴皮带轮连接，另一向与电机皮带轮连接；一双向张紧轮，所述双向张紧轮通过一个张紧装置支撑，通过皮带一向与发动机曲轴皮带轮连接，另一向与电机皮带轮连接；所述电机皮带轮、发动机曲轴皮带轮、水泵皮带轮和双向张紧轮通过皮带围绕连接，双向张紧轮与张紧装置直接连接。

2.根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，其特征是：张紧装置为螺簧张紧装置，有螺簧的一端固定在机架上，另一端通过第一轴连接第一连接件，第一连接件上有滑槽，第一连接件通过第二轴与第二连接件连接，第二连接件有轴杆镶嵌在滑槽中，第二连接件的另一端固定连接双向张紧轮，双向张紧轮以第二轴为中心摆动，轴杆在滑槽中滑动，拨动第一连接件拉动或者压迫螺簧，对螺簧施加力。

3.根据权利要求1所述的一种轻度混合动力汽车的双向张紧皮带传动装置，其特征是：张紧装置为液压张紧装置，有液压缸的一端固定在机架上，另一端通过第一轴连接第一连接件，第一连接件上有滑槽，第一连接件通过第二轴与第二连接件连接，第二连接件有轴杆镶嵌在滑槽中，第二连接件的另一端固定连接双向张紧轮，双向张紧轮以第二轴为中心摆动，轴杆在滑槽中滑动，拨动第一连接件拉动或者压迫液压缸，对液压缸施加力。

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