CN106246848B - 一种发电机可变传动比皮带轮机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机可变传动比皮带轮机构，在车辆怠速情况下，车用发电机转速单独提高，满足车辆电量负荷要求，减少蓄电池寿命消耗。其技术方案为：机构包括前皮带轮机构和后皮带轮机构，前皮带轮机构包括前皮带轮、摩擦盘组、行星齿轮机构和第一传动轴，后皮带轮机构包括后皮带轮、压盘组、弹簧组、轴承、吸合线圈和第二传动轴，行星齿轮机构和第一传动轴连接，摩擦盘组和压盘组相对设置并保留一定间隙，压盘组和轴承之间连接弹簧组，轴承套装在第二传动轴上，第二传动轴上设有吸合线圈，通过吸合线圈的通断电方式进行皮带轮的负荷切断。

Description

一种发电机可变传动比皮带轮机构

技术领域

本发明涉及发电机皮带轮的机构，尤其涉及车用发电机与发动机的传动比是可变的皮带轮机构。

背景技术

车用发电机通过皮带轮与发动机输出轴相连，发电机转速根据皮带轮的直径比例确定与发动机转速的传动比。为使发电机在发动机常用中段转速上保持相对高的效率，发动机怠速时发电机转速不会太高。造成的问题就是在车辆怠速时，即使发电机满负荷工作，也不能满足车辆在某些条件下的电量需求。这是需要从车用蓄电池内输出电能，会加速蓄电池的老化。

目前的一种解决方案是发动机进行怠速提升，依次提高发电机的转速和输出，但这会造成乘员舱噪音增大，车辆油耗提高，并不是一个好的解决方案。

另一种解决方案是选用大额定输出的发电机，会造成成本浪费和整车质量增加。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述技术问题，提供了一种发电机可变传动比皮带轮机构，能在车辆保持一定怠速情况下，车用发电机转速能够单独提高，从而满足车辆电量负荷要求，减少蓄电池的寿命消耗。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种发电机可变传动比皮带轮机构，所述机构包括前皮带轮机构和后皮带轮机构；所述前皮带轮机构包括前皮带轮、摩擦盘组、行星齿轮机构和第一传动轴；所述后皮带轮机构包括后皮带轮、压盘组、弹簧组、轴承、吸合线圈和第二传动轴；所述行星齿轮机构和所述第一传动轴连接；所述摩擦盘组和所述压盘组相对设置并保留一定间隙；所述压盘组和所述轴承之间连接所述弹簧组，所述轴承套装在所述第二传动轴上，所述第二传动轴上设有所述吸合线圈，通过所述吸合线圈的通断电方式进行皮带轮的负荷切断。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，所述行星齿轮机构包括齿圈、行星齿轮、行星齿轮架和太阳轮；所述太阳轮套装在所述第一传动轴上。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，所述摩擦盘组包括第一摩擦盘、第二摩擦盘和第三摩擦盘；所述压盘组包括第一压盘、第二压盘和第三压盘；所述弹簧组包括第一压紧弹簧、第二压紧弹簧、第一回位弹簧、第二回位弹簧、第一膜片弹簧和第二膜片弹簧；所述第一压盘通过所述第一膜片弹簧和所述轴承连接，所述第一回位弹簧和所述第一膜片弹簧连接；所述第二压盘设在所述第二传动轴的第一端，所述第二压盘通过所述第一压紧弹簧和所述第二压紧弹簧与所述轴承连接；所述第三压盘通过所述第二膜片弹簧与所述轴承连接，所述第二回位弹簧与所述第二膜片弹簧连接；所述第一压盘和所述第一摩擦盘、所述第二压盘和所述第二摩擦盘、所述第三压盘和所述第三摩擦盘都相对设置并保留一定间隙，所述第二摩擦盘设在所述第一传动轴的第一端。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，所述第二传动轴和发电机轴是同轴度连接。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，当发电机低负荷时，所述第一压盘在所述第一膜片弹簧的作用下压紧所述第一摩擦盘，所述第三压盘在所述第二膜片弹簧的作用下压紧所述第三摩擦盘，发动机的扭矩通过皮带传递到所述前皮带轮，通过所述第一摩擦盘和所述第一压盘、所述第三摩擦盘和所述第三压盘的传递后到达所述后皮带轮，再通过所述第二传动轴传动至所述发电机轴，使所述发电机转换为低负荷状态。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，当发电机高负荷时，所述吸合线圈通电，吸引所述轴承沿着所述第二传动轴第一端的方向移动，克服所述第一膜片弹簧对所述第一压盘以及所述第二膜片弹簧对所述第三压盘的压紧力，使所述第一压盘和所述第一摩擦盘以及所述第三压盘和所述第三摩擦盘分离，同时压缩所述第一压紧弹簧以及所述第二压紧弹簧后使所述第二压盘压紧所述第二摩擦盘，所述发动机的扭矩通过所述皮带传递到所述前皮带轮，通过所述行星齿轮机构输出至所述第一传动轴，再通过所述第二摩擦盘和所述第二压盘以及所述第二传动轴的传递后传动至所述发电机轴，使所述发电机转换为高负荷状态。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，当发电机由高负荷切换至低负荷时，所述吸合线圈断电，所述轴承在远离所述第二传动轴第一端的方向移动，所述第一膜片弹簧和所述第二膜片弹簧在所述第一回位弹簧和所述第二回位弹簧的作用下，使所述第一压盘和所述第一摩擦盘、所述第三压盘和所述第三摩擦盘压紧，同时所述第二压盘和所述第二摩擦盘分离，所述发电机回至低负荷状态。

根据本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例，所述发电机可变传动比皮带轮机构连接的发电机是车用发电机。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：首先，本发明的车用发电机皮带轮采用分离式设计，即分为前皮带轮和后皮带轮，两者之间通过摩擦盘离合器相互耦合，相比传统的单纯靠皮带轮内部减速机构进行变速降低了机构复杂性。其次，车用发电机皮带轮减速机构设计为行星齿轮，与发动机曲轴的传动比可二级调速。最后，车用发电机皮带轮内部改变传动比的作用力为吸合线圈通电所产生的电磁力，通过控制吸合线圈的通断电方便整车用电负荷控制策略的制定。对比传统的发动机怠速提升的方案，本发明规避了燃料消耗和车身震动，而对比传统的选取大容量发电机的方案则可以减少成本和车身重量。

附图说明

图1示出了本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例的结构示意图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

本发明的基本原理是：当车辆用电量需求较低时，发电机与发动机保持一定的转速比例；当车辆用电量需求超过发电机在当前转速下的最大负荷时，通过发电机皮带轮内部的机构运动，使得在发动机输出不变的情况下，发电机转速得以提高。

基于这一原理，图1示出了本发明的发电机可变传动比皮带轮机构的一实施例的结构。本实施例的机构包括前皮带轮机构20和后皮带轮机构8。前皮带轮机构20包括前皮带轮、摩擦盘组、行星齿轮机构和第一传动轴15。行星齿轮机构和第一传动轴15连接。后皮带轮机构8包括后皮带轮、压盘组、弹簧组、轴承3、吸合线圈6和第二传动轴4。摩擦盘组和压盘组相对设置并保留一定间隙。压盘组和轴承3之间连接弹簧组，轴承3套装在第二传动轴4上，第二传动轴4上设有吸合线圈6，通过吸合线圈6的通断电方式进行皮带轮的负荷切断。

继续参考图1，行星齿轮机构包括齿圈19、行星齿轮18、行星齿轮架17和太阳轮16；太阳轮16套装在第一传动轴15上。

继续参考图1，摩擦盘组包括第一摩擦盘22、第二摩擦盘14和第三摩擦盘11。压盘组包括第一压盘23、第二压盘13和第三压盘10。弹簧组包括第一压紧弹簧2、第二压紧弹簧7、第一回位弹簧1、第二回位弹簧9、第一膜片弹簧21和第二膜片弹簧12。第一压盘23通过第一膜片弹簧21和轴承3连接，第一回位弹簧1和第一膜片弹簧21连接；第二压盘13设在第二传动轴4的左端，第二压盘13通过第一压紧弹簧2和第二压紧弹簧7与轴承3连接；第三压盘10通过第二膜片弹簧12与轴承3连接，第二回位弹簧9与第二膜片弹簧12连接；第一压盘23和第一摩擦盘22、第二压盘13和第二摩擦盘14、第三压盘10和第三摩擦盘11都相对设置并保留一定间隙，第二摩擦盘14设在第一传动轴15的右端。第二传动轴4的右端开有一个轴孔，发电机轴5进入轴孔内，使得第二传动轴4和发电机轴5是同轴度连接。

继续参考图1并进行实施例的说明，当发电机低负荷时，第一压盘23在第一膜片弹簧21的作用下压紧第一摩擦盘22，第三压盘10在第二膜片弹簧12的作用下压紧所述第三摩擦盘11，发动机的扭矩通过皮带(图1未标注)传递到前皮带轮20，通过第一摩擦盘22和第一压盘23、第三摩擦盘11和第三压盘10的传递后到达后皮带轮8，再通过第二传动轴4传动至发电机轴5，使发电机转换为低负荷状态。当发电机高负荷时，吸合线圈6通电，吸引轴承3沿着第二传动轴4向左移动，克服第一膜片弹簧21对第一压盘23以及第二膜片弹簧12对第三压盘10的压紧力，使第一压盘23和第一摩擦盘22以及第三压盘10和第三摩擦盘11分离，同时压缩第一压紧弹簧2以及第二压紧弹簧7后使第二压盘13压紧第二摩擦盘14，发动机的扭矩通过皮带(图1未标注)传递到前皮带轮20，通过行星齿轮机构输出至第一传动轴15，再通过第二摩擦盘14和第二压盘13以及第二传动轴4的传递后传动至发电机轴5，使发电机转换为高负荷状态。当发电机由高负荷切换至低负荷时，吸合线圈6断电，轴承3向右移动，第一膜片弹簧21和第二膜片弹簧12在第一回位弹簧1和第二回位弹簧9的作用下，使第一压盘23和第一摩擦盘22、第三压盘10和第三摩擦盘11压紧，同时第二压盘13和第二摩擦盘14分离，发电机回至低负荷状态。

可以理解的是，摩擦盘和压盘并没有数量上的绝对限制，可以根据不同负荷的离合力而进行相应的设置，同时还要满足离合时离合力的均匀分配。另外，通过行星齿轮的设计，使得与发动机曲轴的传动比实现了2级调速。

本实施例所指的发电机是车用发电机。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (7)

1.一种发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，所述机构包括前皮带轮机构和后皮带轮机构；所述前皮带轮机构包括前皮带轮、摩擦盘组、行星齿轮机构和第一传动轴；所述后皮带轮机构包括后皮带轮、压盘组、弹簧组、轴承、吸合线圈和第二传动轴；所述行星齿轮机构和所述第一传动轴连接；所述摩擦盘组和所述压盘组相对设置并保留一定间隙；所述压盘组和所述轴承之间连接所述弹簧组，所述轴承套装在所述第二传动轴上，所述第二传动轴上设有所述吸合线圈，通过所述吸合线圈的通断电方式进行皮带轮的负荷切断；

其中，所述摩擦盘组包括第一摩擦盘、第二摩擦盘和第三摩擦盘；所述压盘组包括第一压盘、第二压盘和第三压盘；所述弹簧组包括第一压紧弹簧、第二压紧弹簧、第一回位弹簧、第二回位弹簧、第一膜片弹簧和第二膜片弹簧；所述第一压盘通过所述第一膜片弹簧和所述轴承连接，所述第一回位弹簧和所述第一膜片弹簧连接；所述第二压盘设在所述第二传动轴的第一端，所述第二压盘通过所述第一压紧弹簧和所述第二压紧弹簧与所述轴承连接；所述第三压盘通过所述第二膜片弹簧与所述轴承连接，所述第二回位弹簧与所述第二膜片弹簧连接；所述第一压盘和所述第一摩擦盘、所述第二压盘和所述第二摩擦盘、所述第三压盘和所述第三摩擦盘都相对设置并保留一定间隙，所述第二摩擦盘设在所述第一传动轴的第一端。

2.根据权利要求1所述的发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，所述行星齿轮机构包括齿圈、行星齿轮、行星齿轮架和太阳轮；所述太阳轮套装在所述第一传动轴上。

3.根据权利要求2所述的发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，所述第二传动轴和发电机轴是同轴度连接。

4.根据权利要求3所述的发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，当发电机低负荷时，所述第一压盘在所述第一膜片弹簧的作用下压紧所述第一摩擦盘，所述第三压盘在所述第二膜片弹簧的作用下压紧所述第三摩擦盘，发动机的扭矩通过皮带传递到所述前皮带轮，通过所述第一摩擦盘和所述第一压盘、所述第三摩擦盘和所述第三压盘的传递后到达所述后皮带轮，再通过所述第二传动轴传动至所述发电机轴，使所述发电机转换为低负荷状态。

5.根据权利要求4所述的发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，当发电机高负荷时，所述吸合线圈通电，吸引所述轴承沿着所述第二传动轴第一端的方向移动，克服所述第一膜片弹簧对所述第一压盘以及所述第二膜片弹簧对所述第三压盘的压紧力，使所述第一压盘和所述第一摩擦盘以及所述第三压盘和所述第三摩擦盘分离，同时压缩所述第一压紧弹簧以及所述第二压紧弹簧后使所述第二压盘压紧所述第二摩擦盘，所述发动机的扭矩通过所述皮带传递到所述前皮带轮，通过所述行星齿轮机构输出至所述第一传动轴，再通过所述第二摩擦盘和所述第二压盘以及所述第二传动轴的传递后传动至所述发电机轴，使所述发电机转换为高负荷状态。

6.根据权利要求5所述的发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，当发电机由高负荷切换至低负荷时，所述吸合线圈断电，所述轴承在远离所述第二传动轴第一端的方向移动，所述第一膜片弹簧和所述第二膜片弹簧在所述第一回位弹簧和所述第二回位弹簧的作用下，使所述第一压盘和所述第一摩擦盘、所述第三压盘和所述第三摩擦盘压紧，同时所述第二压盘和所述第二摩擦盘分离，所述发电机回至低负荷状态。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的发电机可变传动比皮带轮机构，其特征在于，所述发电机可变传动比皮带轮机构连接的发电机是车用发电机。