CN103122789A - 内燃机的辅机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的辅机驱动装置，使由辅机驱动装置施加给曲轴带轮的带载荷的方向与气缸轴线不同，从而抑制撞击声的产生。V型带（15）以曲轴带轮（10）为起点向张紧侧依次绕挂于压缩机带轮（11）、交流发电机带轮（12）、张紧轮（14）、泵带轮（13），压缩机带轮（11）配置在曲轴带轮（10）的侧方，泵带轮（13）配置在V型带（15）的外侧。以下述方式配置各个带轮（10～14）：泵带轮（13）的中心（13x）配置在将曲轴带轮（10）、压缩机带轮（11）及交流发电机带轮（12）各自的中心连结而成的三角形（30）中，第一假想点（35）位于第一假想线（31）和第二假想线（32）之间，第二假想点（36）位于第三假想线（33）和第四假想线（34）之间。

Description

内燃机的辅机驱动装置

技术领域

本发明涉及通过曲轴带轮驱动三个辅机的内燃机的辅机驱动装置。

背景技术

一般情况下，在具有多个气缸的内燃机中，在沿气缸排列方向的曲轴的一端配置有使用传动带的辅机驱动装置。该辅机驱动装置通过将传动带绕挂到固定在曲轴一端的曲轴带轮和用于驱动各个辅机的辅机带轮而构成，经由传动带将内燃机的输出传递到辅机带轮，从而驱动各个辅机。

近年来，为了实现发动机的小型化，多采用由一根传动带驱动多个辅机的形式。在该情况下，多采用与平带相比具有更大的传递能力的V型带作为传动带。另外，为了在传动带发生伸长或磨损的情况下也能确保摩擦力，一般使用能够将传动带的张紧力维持在一定值的自动张紧器。自动张紧器通常对张紧轮向与传动带接触的一侧施力，从而对传动带施加张紧力，所述张紧轮相对于曲轴带轮配置在传动带的松弛侧。

在这样的辅机驱动装置中，希望包含辅机在内尽可能小型的配置。另一方面，为了确保与传动带的摩擦力，需要在一定程度地加大各个辅机带轮的直径的同时，确保传动带相对于各个辅机带轮的绕挂角，寻求同时实现辅机及辅机带轮的小型化配置和确保对各个辅机的传动力。

例如，在专利文献1中公示的辅机驱动装置中，在向后方较大地倾斜的机动车用发动机上，沿内燃机中的气缸排列方向的一面（前面）侧集中配置有多个辅机，并且将传动带从曲轴带轮向张紧侧依次绕挂于：位于曲轴带轮的前方的空调用的压缩机带轮、空转轮、位于曲轴带轮上方的交流发电机带轮、位于交流发电机下方的水泵带轮、位于水泵带轮和曲轴带轮的前方的张紧轮，只有张紧轮与传动带的外表面转动接触，其他的辅机带轮与传动带的内表面转动接触。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第452008号公报

然而，在如上所述的辅机驱动装置中，对各个带轮施加向传动带的绕挂方向的载荷（以下简称带载荷）。带载荷是传动带的张紧侧的牵引力力与松弛侧的牵引力的合力，在绕挂角度为180度以下的范围内，相对于带轮的绕挂角度越大则带载荷越大。而且，带载荷作用于与带轮的旋转轴线正交的方向，因此在如专利文献1那样相对于曲轴带轮的带载荷的方向接近气缸轴线方向（活塞滑动方向）的情况下，在内燃机的驱动过程中有时发出撞击声。另外，在专利文献1的辅机驱动装置中，由于压缩机带轮和交流发电机带轮之间的距离大，因此需要在两者间设置空转轮，导致装置的大型化。

发明内容

本发明是为了消除这些存在于以往技术中的课题而提出的，其目的在于提供一种辅机驱动装置，所述辅机驱动装置使施加在曲轴带轮上的带载荷的方向与气缸轴线方向不同从而抑制产生撞击声，并且在确保传动力的同时利用必要最小限度的结构实现小型化。

本发明涉及一种辅机驱动装置，所述辅机驱动装置包括：曲轴带轮10，其设于曲轴7的一端；驱动第一辅机21的第一辅机带轮11，该第一辅机带轮11相对于所述曲轴带轮配置在与气缸轴线大致正交的方向；驱动第二辅机22的第二辅机带轮12，该第二辅机带轮12在气缸轴线方向上配置在比所述第一辅机带轮靠上升侧的位置；驱动第三辅机23的第三辅机带轮13，该第三辅机带轮13在气缸轴线方向上配置在所述第一辅机带轮和所述第二辅机带轮之间；张紧轮14，其在气缸轴线方向上配置在所述第二辅机和所述第三辅机之间，且被自动张紧器17施力；以及环状的传动带15，其从曲轴带轮向张紧侧依次绕挂于所述第一辅机带轮、所述第二辅机带轮、所述张紧轮及所述第三辅机带轮，使该传动带15的内表面15i与所述曲轴带轮、所述第一辅机带轮、所述第二辅机带轮及所述张紧轮抵接，并且，使该传动带15的外表面15o与所述第三辅机带轮抵接。

本发明涉及的辅机驱动装置构成为：所述第三辅机带轮的中心13x配置在将所述曲轴带轮、所述第一辅机带轮及所述第二辅机带轮各自的中心10x、11x、12x连结而成的三角形30中；将由所述曲轴带轮与所述第一辅机带轮之间的所述传动带所划定的直线设为第一假想线31，将所述曲轴带轮的位于与所述第一假想线相反的一侧的外周缘上的部位处的、与第一假想线平行的切线设为第二假想线32，将所述第三辅机带轮的外周缘上的最靠近所述第一假想线的点设为第一假想点35，这样设定时，所述第一假想点位于所述第一假想线和所述第二假想线之间；将由所述第一辅机带轮与所述第二辅机带轮之间的所述传动带所划定的直线设为第三假想线33，将所述张紧轮的位于靠近所述曲轴带轮的一侧的外周缘上的部位处的、与所述第三假想线平行的切线设为第四假想线34，将所述第三辅机带轮的外周缘上的最靠近所述第三假想线的点设为第二假想点36，这样设定时，所述第二假想点位于所述第三假想线和所述第四假想线之间。

通过如上所述地构成，第一辅机带轮相对于曲轴带轮配置在与气缸轴线大致正交的方向，第一假想点位于第一假想线和第二假想线之间，由此，能够使相对于曲轴带轮的带载荷的方向与气缸轴线大致正交，因此能够抑制在内燃机的驱动过程中产生的撞击声。另外，也能够取得较大的相对于曲轴带轮的绕挂角度从而确保传动力。另一方面，第三辅机带轮的中心配置在三角形中，由此，能够增大第三辅机带轮的直径，而不会干涉到第一辅机带轮和第二辅机带轮之间的传动带，因此，无需在第一辅机带轮和第二辅机带轮之间设置用于变更传动带的轨道的空转轮。

另外，张紧轮未被连续设置在曲轴带轮的带松弛侧，而是配置在第二辅机带轮的入带侧且第三辅机带轮的出带侧，由此，能够确保第二辅机和第三辅机在气缸轴线方向上的间隔，并且能够缩短从第一辅机带轮到第二辅机带轮的在气缸轴线方向上的间隔。因而，能够使装置小型化。另外，第二假想点位于第三假想线和第四假想线之间，由此，能够确保相对于第三辅机带轮的绕挂角度。而且，能够增大相对于张紧轮的绕挂角度，因此，能够缩短自动张紧器的用于施加预定的张紧力所需的行程，并且能够使自动张紧器小型化。

另外，根据本发明的一个方面，可构成为：所述传动带是外表面呈平坦面的V型带15，所述第三辅机是水泵23。根据该结构，利用宽度窄的一条传动带就能够确保驱动第一至第三辅机所需的摩擦力。另外，V型带的外表面绕挂于第三辅机带轮，但由于使第三辅机带轮为驱动力比较小的水泵带轮，从而能够抑制第三辅机带轮和传动带之间的打滑。

另外，根据本发明的另一方面，可构成为：沿曲轴的轴向观察，自动张紧器配置在传动带的内侧。根据该结构，能够使装置小型化。

如上所述，根据本发明，能够提供这样的辅机驱动装置：能够使施加在曲轴带轮上的带载荷的方向与气缸轴线方向不同从而抑制撞击声的产生，并且，在确保传动力的同时能够利用必要最小限度的结构实现小型化。

附图说明

图1是实施方式中的辅机驱动装置的主视图。

图2是沿图1中的II－II线的剖视图。

图3是如图1所示的辅机驱动装置的配置说明图。

标号说明：

1、辅机驱动装置

6、气缸轴线

7、曲轴

10、曲轴带轮

11、压缩机带轮（第一辅机带轮）

12、交流发电机带轮（第二辅机带轮）

13、泵带轮（第三辅机带轮）

10x、11x、12x、13x、各个带轮10～13的中心

14 张紧轮

15V 型带（传动带）

15i 内表面

15o 外表面

17 自动张紧器

21 压缩机（第一辅机）

22 交流发电机（第二辅机）

23 水泵（第三辅机）

30 三角形

31 第一假想线

32 第二假想线

33 第三假想线

34 第四假想线

35 第一假想点

36 第二假想点

A  上升方向

B  下降方向

具体实施方式

下面，参照图示，对本发明的辅机驱动装置1的一个实施方式进行详细地说明。

如图1所示，辅机驱动装置1附设在车辆用的内燃机（以下称为发动机E）。发动机E是4循环直列多缸汽油发动机，其具备：发动机主体2，其由气缸体和气缸盖组成，所述气缸体划分出气缸和曲轴箱；链罩3，其紧固在发动机主体的侧面并覆盖正时链；油底壳4，其紧固在发动机主体2的下端；气缸盖罩5，其紧固在发动机主体2的上端，所述发动机E以如一点划线所示的气缸轴线6朝向车辆后方略微倾斜的状态搭载于车辆。而且，在图1中以纸面的上下方向为铅直方向而示出了搭载于车辆的状态下的发动机E。下面基于如下设定进行说明：将气缸轴线6方向中的从下止点侧朝向上止点侧的活塞滑动方向设为上升方向A，将气缸轴线6方向中的从活塞的上止点侧朝向下止点侧的活塞滑动方向设为下降方向B。

在发动机E的下部设有沿气缸排列方向延伸的曲轴7，在曲轴7的从链罩3突出的一端设有曲轴带轮10。在发动机E的沿气缸排列方向的前表面，从上方依次安装有交流发电机22（第二辅机）、水泵23（第三辅机）及空调用的压缩机21（第一辅机），且这些辅机经由安装支架安装于发动机主体2。在曲轴带轮10的旋转平面上，分别配置有用于驱动这些辅机21～23的交流发电机带轮12（第二辅机带轮）、泵带轮13（第三辅机带轮）及压缩机带轮11（第一辅机带轮）。

曲轴带轮10上绕挂有环状的V型带15。如图2所示，V型带15是在其内表面15i侧连续设置有7个V字状的肋部15a且外表面15o为平坦面的带肋V型带，V型带15以其内表面15i与曲轴带轮10的外周面接触的方式绕挂在曲轴带轮10上。在曲轴带轮10的外周面形成有与所述7个肋部15a互补的形状的7个槽10a，通过对V型带15施加张紧力，肋部15a咬入于槽10a中，由此增大曲轴带轮10与V型带15之间的摩擦力。

通过驱动发动机E，使得曲轴带轮10如图1中的箭头所示沿顺时针旋转。绕挂于曲轴带轮10的V型带15向张紧侧和松弛侧两个方向延伸，并相互连接而形成环状，所述张紧侧即是使带从曲轴带轮10的下侧进入的一侧，所述松弛侧即是使传动带从曲轴带轮10的上侧退出的一侧。将V型带15以曲轴带轮10为起点向入带侧（张紧侧）依次绕挂到压缩机带轮11、交流发电机带轮12、泵带轮13。由这些曲轴带轮10、压缩机带轮11、交流发电机带轮12、泵带轮13及V型带15构成借助曲轴7的旋转来驱动各个辅机21～23的辅机驱动装置1。

压缩机带轮11相对于曲轴带轮10配置在与气缸轴线6大致正交的方向，并且与V型带15的位于曲轴带轮10的入带侧的内表面15i旋转接触。这里，压缩机带轮11相对于曲轴带轮10配置在与气缸轴线6大致正交的方向是指，V型带15的挂设在曲轴带轮10和压缩机带轮11之间的部位沿与气缸轴线6大致正交的方向延伸，以起到对下述撞击声的抑制效果。V型带15的延伸方向根据曲轴带轮10及压缩机带轮11的直径和两者间的距离变化，但是，考虑到一般的机动车用发动机的尺寸及所用的曲轴带轮和辅机带轮的大小，只要在气缸轴线6方向上大致使压缩机带轮11的中心11x位于曲轴带轮10的外周缘上的上升方向A侧端部和下降方向B侧端部之间的位置即可。

交流发电机带轮12在气缸轴线6方向上配置在比压缩机带轮11靠上升方向A侧的位置，并且，交流发电机带轮12与V型带15的位于压缩机带轮11的入带侧的内表面15i旋转接触。

泵带轮13在气缸轴线6方向上配置在压缩机带轮11和交流发电机带轮12之间，并且，泵带轮13与V型带15的位于交流发电机带轮12的入带侧且位于曲轴带轮10的出带侧的外表面15o旋转接触。

辅机驱动装置1还具有张紧轮14，该张紧轮14与V型带15的位于交流发电机带轮12的入带侧且位于泵带轮13的出带侧的内表面15i旋转接触。张紧轮14以能够自由旋转的方式安装在肘杆（bell-crank）16的一端，所述肘杆16的中央部由安装支架保持且所述曲杆16能够自由摆动。在肘杆16的另一端连结有自动张紧器17的另一端，所述自动张紧器17具备液压式的减震机构且一端安装在安装支架上。自动张紧器17向按压肘杆16的另一端的方向施力，由此，张紧轮14向使V型带15向外侧膨胀的方向施力，从而对V型带15施加张紧力。而且，在辅机驱动装置1的主视图（图1）中，肘杆16及自动张紧器17也与张紧轮14同样地配置在V型带15的内侧。

参照图3对各个带轮10～14的配置进行更加详细的说明。泵带轮13的中心13x配置在将曲轴带轮10的中心10x、压缩机带轮11的中心11x及交流发电机带轮12的中心12x连结而成的三角形30中。

将V型带15的挂设于曲轴带轮10和压缩机带轮11之间的部位所划定的直线、即与曲轴带轮10的外周缘的靠下降方向B侧的部位及压缩机带轮11的外周缘的靠下降方向B侧的部位都相切的共同切线，设为第一假想线31；将与第一假想线31平行且与曲轴带轮10的外周缘上的靠上升方向A侧的部位相切的切线设为第二假想线32；将泵带轮13的外周缘上的最靠近第一假想线31的点设为第一假想点35，如上所述设定时，以使第一假想点35位于第一假想线31和第二假想线32之间的方式配置曲轴带轮10、压缩机带轮11及泵带轮13。

另一方面，将V型带15的挂设于压缩机带轮11和交流发电机带轮12之间的部位所划定的直线、即与压缩机带轮11的外周缘的远离曲轴带轮10的一侧的部位和交流发电机带轮12的外周缘的远离曲轴带轮10的一侧的部位都相切的共同切线，设为第三假想线33；将与第三假想线33平行且与张紧轮14的外周缘上的靠近曲轴带轮10的一侧的部位相切的切线设为第四假想线34；将泵带轮13的外周缘上的最靠近第三假想线33的点设为第二假想点36，如上所述设定时，以使第二假想点36位于第三假想线33和第四假想线34之间的方式配置压缩机带轮11、交流发电机带轮12、泵带轮13及张紧轮14：。

这样，压缩机带轮11相对于曲轴带轮10配置在与气缸轴线6大致正交的方向，第一假想点35位于第一假想线31和第二假想线32之间，由此，能够取得较大的相对于曲轴带轮10的绕挂角度从而确保传动力，并且能够使相对于曲轴带轮10的带载荷的方向与气缸轴线6大致正交，因此能够抑制在内燃机的驱动过程中产生的撞击声。另外，泵带轮13的中心13x配置于三角形30中，由此，能够增大泵带轮13的直径，而不会干涉到压缩机带轮11和交流发电机带轮12之间的V型带15，因此，无需在压缩机带轮11和交流发电机带轮12之间设置用于变更V型带15的轨道的空转轮。

另外，张紧轮14未被连续设置在曲轴带轮10的松弛侧，而是配置在交流发电机带轮12的入带侧且泵带轮13的出带侧，由此，能够确保交流发电机22和水泵23在气缸轴线方向上的间隔，并且能够缩短从压缩机带轮11到交流发电机带轮12的在气缸轴线方向上的间隔。因此，实现了辅机驱动装置1的小型化。另外，第二假想点36位于第三假想线33和第四假想线34之间，由此，能够确保相对于泵带轮13的绕挂角度。而且，能够增大相对于张紧轮14的绕挂角度，因此，自动张紧器17的用于施加预定的张紧力所需的行程变短，从而实现自动张紧器17的小型化。

另一方面，由于构成辅机驱动装置1的传动带形成为V型带15，所以利用宽度窄的一条V型带15就能够确保驱动三个辅机21～23所需的摩擦力，使V型带15的外表面15o侧所绕挂的辅机为驱动力比较小的泵带轮13，从而也抑制了V型带15的外表面15o与泵带轮13的外周面之间的打滑。而且，沿曲轴7的轴向观察，自动张紧器17配置在V型带15的内侧，因此使辅机驱动装置1小型化。

以上就是对具体实施方式的说明，但本发明不限定于上述实施方式，能够实施广泛变形。例如，在上述实施方式中，本发明应用于直列多气缸汽油发动机，但是也可应用于其他的内燃机。另外，在上述实施方式中，辅机驱动装置1驱动从曲轴带轮10向张紧侧依次配置的压缩机21、交流发电机22及水泵23这三个辅机，不过也可变换辅机的顺序或驱动其他辅机。另外，在上述实施方式中，使用具备液压式的减震机构的自动张紧器作为自动张紧器17，但不限于液压式，也可使用摩擦式等其他形式的自动张紧器。除此之外，各个装置或部件的具体的结构、配置、数量等，可以在不脱离本发明主旨的范围内适当变更。另一方面，上述实施方式所述的本发明的辅机驱动装置1的各个结构元件不全都是必不可少的，只要不脱离本发明主旨就可以进行适当地取舍选择。

Claims (3)

1.一种内燃机的辅机驱动装置，其特征在于，

所述内燃机的辅机驱动装置包括：

曲轴带轮，其设于曲轴的一端；

驱动第一辅机的第一辅机带轮，该第一辅机带轮相对于所述曲轴带轮配置在与气缸轴线大致正交的方向；

驱动第二辅机的第二辅机带轮，该第二辅机带轮在气缸轴线方向上配置在比所述第一辅机带轮靠上升侧的位置；

驱动第三辅机的第三辅机带轮，该第三辅机带轮在气缸轴线方向上配置在所述第一辅机带轮和所述第二辅机带轮之间；

张紧轮，其在气缸轴线方向上配置在所述第二辅机和所述第三辅机之间，且被自动张紧器施力；以及

环状的传动带，其从所述曲轴带轮向张紧侧依次绕挂于所述第一辅机带轮、所述第二辅机带轮、所述张紧轮及所述第三辅机带轮，使该传动带的内表面与所述曲轴带轮、所述第一辅机带轮、所述第二辅机带轮及所述张紧轮抵接，并且，使该传动带的外表面与所述第三辅机带轮抵接，

所述第三辅机带轮的中心配置在将所述曲轴带轮、所述第一辅机带轮及所述第二辅机带轮各自的中心连结而成的三角形中，

将由所述曲轴带轮与所述第一辅机带轮之间的所述传动带划定的直线设为第一假想线，将所述曲轴带轮的位于与所述第一假想线相反的一侧的外周缘上的部位处的、与所述第一假想线平行的切线设为第二假想线，将所述第三辅机带轮的外周缘上的最靠近所述第一假想线的点设为第一假想点，这样设定时，所述第一假想点位于所述第一假想线和所述第二假想线之间，

将由所述第一辅机带轮与所述第二辅机带轮之间的所述传动带划定的直线设为第三假想线，将所述张紧轮的位于靠近所述曲轴带轮的一侧的外周缘上的部位处的、与所述第三假想线平行的切线设为第四假想线，将所述第三辅机带轮的外周缘上的最靠近所述第三假想线的点设为第二假想点，这样设定时，所述第二假想点位于所述第三假想线和所述第四假想线之间。

2.根据权利要求1所述的内燃机的辅机驱动装置，其特征在于，所述传动带是外表面呈平坦面的V型带，所述第三辅机是水泵。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机的辅机驱动装置，其特征在于，沿所述曲轴的轴向观察，所述自动张紧器配置在所述传动带的内侧。

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