CN107237879B - 带轮 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带轮。本发明的带轮包括带轮本体和从动轴，所述从动轴与所述带轮本体同轴，所述从动轴的端部插入所述带轮本体的中空腔体中，且所述从动轴的端部将所述中空腔体分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体；所述第一腔体内壁上开设有至少一个进气口与至少一个出气口，所述带轮本体的转速增加时，所述出气口打开，以使所述带轮本体在所述第一腔体的内部压力作用下朝所述带轮本体直径较大的端面移动；所述带轮本体的转速减少时，所述进气口打开，以使所述带轮本体在所述第一腔体的内部压力作用下朝所述带轮本体直径较小的端面移动。本发明能够随发动机转速变化而调节带轮和附件的速比。

Description

带轮

技术领域

本发明涉及传动领域，尤其涉及一种带轮。

背景技术

带轮是装在轮系附件上与皮带直接相连的部件，带轮可以依靠带传动，在发动机的带动下旋转，从而带动轮系附件运转。

目前，带轮与轮系附件之间通常同轴连接，且保持相同的转速。因为带轮与发动机之间的速比与带轮大小有关，而带轮直径一定，各附件的速比也一定，所以轮系附件运转的转速也是一定的。带轮通常包括有如发电机带轮、空调压缩机带轮、转向泵带轮、水泵带轮等。

然而，轮系附件在不同的工况下，所需的最佳速比是不同的，例如轮系附件为发电机时，发动机加速，则发电机产生的电压同时增加，发电机的损耗也随之增加；发动机转速降低时，发电机电压也会随之降低，造成能量浪费。

发明内容

本发明提供一种带轮，能够随发动机转速变化而调节带轮和附件的速比。

本发明提供一种带轮，包括带轮本体和从动轴，带轮本体两侧端面直径不同，以使带轮本体的外圆周面向一侧端面倾斜，带轮本体具有中空腔体，中空腔体的开口设置在带轮本体的直径较小的端面上，从动轴与带轮本体同轴，从动轴的端部从开口插入带轮本体的中空腔体中，且从动轴的端部在与中空腔体在垂直于从动轴插入方向的截面形状相同，端部将中空腔体分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体；

第一腔体内壁上开设有至少一个进气口与至少一个出气口，进气口外侧的压力大于第一腔体内部压力，出气口外侧的压力小于第一腔体内部压力；进气口与出气口的开闭状态随带轮本体的转速变化而改变，带轮本体的转速增加时，出气口打开，进气口关闭，以使带轮本体在第一腔体的内部压力作用下朝带轮本体直径较小的端面移动；带轮本体的转速减少时，进气口打开，出气口关闭，以使带轮本体在第一腔体的内部压力作用下朝带轮本体直径较大的端面移动。

可选的，每个出气口上设置有一个第一惯性组件，每个进气口上开设有一个第二惯性组件，第一惯性组件可随着带轮本体的转速变化沿带轮本体径向移动，以打开或关闭出气口，第二惯性组件可随带轮本体的转速变化沿带轮本体径向移动，以打开或关闭进气口。

可选的，第一惯性组件包括第一弹簧、第二弹簧和第一惯性块，第一弹簧第一端与第二弹簧第一端均指向带轮轴心，第一弹簧第二端与第二弹簧第二端均指向带轮的外圆周面，第一弹簧第一端位于带轮轴心，第一弹簧第二端与第一惯性块的第一端连接，第二弹簧第一端与第一惯性块的第二端连接，第二弹簧第二端与带轮的外圆周面连接，第一惯性块的朝向带轮轴心的一侧形状与出气口形状相匹配，以在沿带轮本体径向朝带轮轴心运动时堵住出气口。

可选的，第二惯性组件包括第三弹簧、第四弹簧和第二惯性块，第三弹簧第一端与第四弹簧第一端均指向带轮轴心，第三弹簧第二端与第四弹簧第二端均指向带轮的外圆周面，第三弹簧第一端位于带轮轴心，第三弹簧第二端与第二惯性块的第一端连接，第四弹簧第一端与第二惯性块的第二端连接，第四弹簧第二端与带轮的外圆周面连接，第二惯性块的背离带轮轴心的一侧形状与进气口形状相匹配，以在沿带轮本体径向朝带轮外圆周面运动时堵住进气口。

可选的，带轮还包括弹簧支架，弹簧支架设置在中空腔体内，且弹簧支架与第一弹簧的第一端以及第三弹簧的第一端连接。

可选的，进气口与中冷器进气管相连，出气口与外界大气连接。

可选的，出气口的口径小于进气口的口径。

可选的，进气口与出气口的数量均为两个，且两个进气口与两个出气口间隔交错设置在第一腔体内壁上。

可选的，从动轴与带轮本体的直径较小的端面之间设置有密封圈。

本发明的带轮，包括带轮本体和从动轴，带轮本体两侧端面和直径不同，以使带轮本体的外圆周面向一侧端面倾斜，带轮本体为具有中空腔体的旋转体，中空腔体的开口设置在带轮本体的直径较小的端面上，从动轴与带轮本体同轴，从动轴的端部从开口插入带轮本体的中空腔体中，且从动轴的端部与中空腔体在垂直于从动轴插入方向的截面形状相同，端部将中空腔体分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体；第一腔体内壁上开设有至少一个进气口与至少一个出气口，进气口外侧的压力大于第一腔体内部压力，出气口外侧的压力小于第一腔体内部压力；进气口与出气口的开闭状态随带轮本体的转速变化而改变，带轮本体的转速增加时，出气口打开，进气口关闭，带轮本体在第一腔体的内部压力作用下朝带轮本体直径较小的端面移动；带轮本体的转速减少时，进气口打开，出气口关闭，带轮本体在第一腔体的内部压力作用下朝带轮本体直径较大的端面移动。这样当发动机转速增加时，带轮本体的外侧直径增大，并带动从动轴以及附件的转速下降，降低附件的损耗；当发动机转速减小时，带轮本体外侧直径减小，带轮本体转速增大，带动从动轴和附件转速提高，从而回收能量。这样可随发动机的转速变化而改变带轮与附件的速比，减少不必要的消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的带轮的截面示意图；

图2是本发明实施例一提供的带轮的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的中心腔体的结构示意图；

附图标记说明：

1—带轮本体；

2—从动轴；

11—中空腔体；

12—直径较小的端面；

13—直径较大的端面；

14—进气口；

15—出气口；

16—第二惯性组件；

17—第一惯性组件；

18-弹簧支架；

21—端部；

22—密封圈；

111—第一腔体；

112—第二强体；

113—开口；

161—第一弹簧；

162—第二弹簧；

163—第一惯性块；

171—第三弹簧；

172—第四弹簧；

173—第二惯性块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例一提供的带轮的截面示意图。图2是本发明实施例一提供的带轮的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供的带轮包括带轮本体1和从动轴2，带轮本体1两侧端面12和13直径不同，以使带轮本体1的外圆周面向一侧端面倾斜，带轮本体1为具有中空腔体11的旋转体，中空腔体11的开口113设置在带轮本体1的直径较小的端面12上，从动轴2与带轮本体1同轴，从动轴2的端部21从开口113插入带轮本体1的中空腔体11中，且从动轴2的端部21与中空腔体11在垂直于从动轴2插入方向的截面形状相同，端部21将中空腔体11分隔为互不连通的第一腔体111和第二腔体112；

第一腔体111内壁上开设有至少一个进气口14与至少一个出气口15，进气口14外侧的压力大于第一腔体111内部压力，出气口15外侧的压力小于第一腔体111内部压力；进气口14与出气口15的开闭状态随带轮本体1的转速变化而改变，带轮本体1的转速增加时，出气口15打开，进气口14关闭，以使带轮本体1在第一腔体111的内部压力作用下朝带轮本体1直径较小的端面12移动；带轮本体1的转速减少时，进气口14打开，出气口15关闭，以使带轮本体1在第一腔体111的内部压力作用下朝带轮本体1直径较大的端面13移动。

具体的，带轮可分为带轮本体1和从动轴2两部分，带轮本体1外形为具有端面的旋转体，例如圆台等，带轮本体两侧的端面12和13具有不同的直径，即带轮两端面分别为一大一小；而带轮本体1的外圆周面向着一侧端面倾斜，以使带轮本体1的外形呈现类圆锥或者圆台等形状。

带轮本体1具有中空腔体11，且中空腔体11的开口113设置在带轮本体1的直径较小的端面12上，从动轴2朝向带轮本体1的一侧具有端部21，端部21从中空腔体11的开口113插入，并伸入带轮本体1的中空腔体11中；从动轴2背离带轮本体1的一侧与其它带轮附件连接，以带动带轮附件旋转和工作。从动轴2的端部21与中空腔体11在垂直于从动轴2插入方向上的截面形状相同，例如中空腔体11内部为圆柱状，而中空腔体11在垂直于从动轴2插入方向上的截面为圆形，这样从动轴2的端部21也为圆形，且从动轴2的端部21与中空腔体11的截面大小一致，这样端部21就会堵在中空腔体1之中，从而将中空腔体11分隔成为了相互不能连通的第一腔体111与第二腔体112，其中，第一腔体111为中空腔体11的由从动轴2端部21到带轮本体1的直径较大的端面13一侧的部分，而第二腔体112为中空腔体11的从动轴2端部21到带轮本体1的直径较小的端面12一侧的部分。

在中空腔体1内部的第一腔体111内壁上开设有至少一个进气口14与至少一个出气口15，且进气口14外侧的压力大于第一腔体111内部的压力，而出气口15外侧的压力小于第一腔体111内部的压力；这样如果随着带轮转速的增加，打开出气口14而同时关闭进气口15，则因第一腔体111内部压力较大，第一腔体111会向外排出气体以使内部压力平衡，此时，带轮本体1在第一腔体111的内部气体压力作用下会逐渐向着带轮本体111直径较小的端面12的方向移动，而同时，因为从动轴2的端部21位置保持不变，所以此时带轮本体1与从动轴2之间产生轴向相对移动，带轮本体1直径较大的端面13与从动轴2的端部21距离减小，从动轴2端部21对应传动的带轮本体1直径增大。因为带轮本体1与主动轮2之间为线速度一致的带传动或者链传动，所以带轮本体1的转速反而下降，并带动从动轴2以及附件的转速下降，降低附件的损耗。对应的，随着带轮转速的减少，可以关闭出气口15，且同时打开进气口14，使带轮本体1在第一腔体111的内部气体压力作用下逐渐向着带轮本体1直径较大的端面13的方向移动，从而让从动轴2端部21对应的带轮本体1直径减小，带轮本体1转速增大，带动从动轴2和附件转速提高，这样可以回收能量。

可选的，从动轴2与带轮本体1的直径较小的端面12之间设置有用来封闭第二腔体112的密封圈22。以防第二腔体112产生漏气现象。这样第二腔体112能够提供缓冲及回弹力，使带轮本体1能够在第一腔体111与第二腔体112之间的压差下，自如地沿着两个相反的方向移动。

本实施例中，带轮包括带轮本体和从动轴，带轮本体两侧端面和直径不同，以使带轮本体的外圆周面向一侧端面倾斜，带轮本体为具有中空腔体的旋转体，中空腔体的开口设置在带轮本体的直径较小的端面上，从动轴与带轮本体同轴，从动轴的端部从开口插入带轮本体的中空腔体中，且从动轴的端部与中空腔体在垂直于从动轴插入方向的截面形状相同，端部将中空腔体分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体；第一腔体内壁上开设有至少一个进气口与至少一个出气口，进气口外侧的压力大于第一腔体内部压力，出气口外侧的压力小于第一腔体内部压力；进气口与出气口的开闭状态随带轮本体的转速变化而改变，带轮本体的转速增加时，出气口打开，进气口关闭，带轮本体在第一腔体的内部压力作用下朝带轮本体直径较小的端面移动；带轮本体的转速减少时，进气口打开，出气口关闭，带轮本体在第一腔体的内部压力作用下朝带轮本体直径较大的端面移动。这样当发动机转速增加时，带轮本体的外侧直径增大，并带动从动轴以及附件的转速下降，降低附件的损耗；当发动机转速减小时，带轮本体外侧直径减小，带轮本体转速增大，带动从动轴和附件转速提高，从而回收能量。这样可随发动机的转速变化而改变带轮与附件的速比，减少不必要的消耗。

实施例二

在实际应用中，因为离心力与带轮的转速有关，所以可以利用离心力作用控制进气口与出气口的开闭，以使带轮本体与从动轴之间的相对位置发生变化。因而，在前述实施例一的基础上，可以设置具有一定质量的惯性组件或惯性块来进行控制。当带轮本体转速变快或变慢时，惯性组件或惯性块的离心力即随之发生变化。图3是本发明实施例二提供的中心腔体的结构示意图。如图3所示，本实施例提供的带轮组件，在每个出气口15上设置有一个第一惯性组件16，且每个进气口14上开设有一个第二惯性组件17，第一惯性组件16可随着带轮本体1的转速变化沿带轮本体1径向移动，以打开或关闭出气口15，第二惯性组件16可随带轮本体1的转速变化沿带轮本体1径向移动，以打开或关闭进气口14。

此时，为了保证带轮本体1旋转时的受力均衡，进气口14与出气口15的数量均为两个，且两个进气口14与两个出气口15间隔交错设置在第一腔体1内壁上。这样进气口14与出气口15上设置的第一惯性组件16以及第二惯性组件17均有各有两个，且成对称设置，从而让带轮能够平衡地旋转，而不发生偏离现象。

具体的，可以在惯性组件中设置质量较大的惯性块，并以惯性块的旋转带动进气口或者出气口的开闭。例如，第一惯性组件16可包括第一弹簧161、第二弹簧162和第一惯性块163，第一弹簧161第一端与第二弹簧162第一端均指向带轮轴心，第一弹簧161第二端与第二弹簧162第二端均指向带轮的外圆周面，第一弹簧161第一端位于带轮轴心，第一弹簧161第二端与第一惯性块163的第一端连接，第二弹簧162第一端与第一惯性块163的第二端连接，第二弹簧162第二端与带轮的外圆周面连接，第一惯性块163的朝向带轮轴心的一侧形状与出气口15形状相匹配，以在沿带轮本体1径向朝带轮轴心运动时堵住出气口15。

此时，当带轮本体1的旋转时，第一惯性组件16中的第一惯性块163在离心力、第一弹簧161形变弹力和第二弹簧162形变弹力作用下维持平衡，第一惯性块163相对于带轮轴心的距离不变。该情况下，第二弹簧的弹力F₁、第一弹簧的弹力F₂、第一惯性块的离心力F₃，出气口15外侧的气体压力F_d和第一腔体11内的气体压力F_b的关系为：F_b+F₂+F₃＝F₁+F_d。而当带轮本体1转速变快，则第一惯性块163的离心力增大，此时，当前第一弹簧161和第二弹簧162的弹力不足以维持第一惯性块163的受力平衡，则第一惯性块163会在离心力作用下与出气口15脱离，从而打开出气口15，让第一腔体111的内外压力重新平衡，第一腔体111内压力减小，且带轮本体1朝着带轮本体1直径较小端面12方向移动。而第一惯性块163在移动至新的位置后，由于第一弹簧161和第二弹簧162的伸长或缩短而导致弹力发生变化，并与第一惯性块163的离心力达到新的平衡，此时，第一惯性块163相对于带轮轴心保持在新的距离和位置。

同样的，第二惯性组件17可包括第三弹簧171、第四弹簧172和第二惯性块173，第三弹簧171第一端与第四弹簧172第一端均指向带轮轴心，第三弹簧171第二端与第四弹簧172第二端均指向带轮的外圆周面，第三弹簧171第一端位于带轮轴心，第三弹簧171第二端与第二惯性块173的第一端连接，第四弹簧172第一端与第二惯性块173的第二端连接，第四弹簧172第二端与带轮的外圆周面连接，第二惯性块173的背离带轮轴心的一侧形状与进气口14形状相匹配，以在沿带轮本体1径向朝带轮外圆周面运动时堵住进气口14。

带轮本体1旋转时，第二惯性组件17中的第二惯性块173同样在两个弹簧以及离心力作用下保持平衡状态。而当带轮本体1转速变慢，第二惯性块173的离心力减小时，第二惯性块173会与进气口14脱离，并向带轮本体1轴心方向移动，此时，进气口14被打开，使第一腔体111的内部压力增大并达到新的平衡，此时带轮本体1逐渐向着带轮本体1直径较大的端面13的方向移动，从而让从动轴2端部21对应的带轮本体1直径减小，带轮本体1转速增大。同时，由于第三弹簧171与第四弹簧172在新的形变下弹力发生改变，在新的平衡点，第二惯性块173的离心力与弹簧的弹力达到平衡，此时第二惯性块173维持在该位置。

可选的，为了保证弹簧的弹力方向，带轮还包括弹簧支架18，弹簧支架18设置在中空腔体11内，且弹簧支架18与第一弹簧163的第一端以及第三弹簧173的第一端连接。

可选的，为了让进气口14和出气口15能够正常进气和出气，进气口14与中冷器进气管相连，出气口15与外界大气连接。这样即可使通常情况下第一腔体111内的压力小于进气口14所能通入的气体压力，而第一腔体111内压力则会大于出气口15外界压力，以使进气口14和出气口15在压差作用下进行进气和出气过程。

可选的，出气口15的口径小于进气口14的口径。这样能够避免第一腔体11向外出气速度过快，避免因惯性组件等反应过慢而导致的故障。

本实施例中，带轮的每个出气口上设置有一个第一惯性组件，且每个进气口上开设有一个第二惯性组件，第一惯性组件可随着带轮本体的转速变化沿带轮本体径向移动，以打开或关闭出气口，第二惯性组件可随带轮本体的转速变化沿带轮本体径向移动，以打开或关闭进气口。这样可以通过离心力作用使发动机转速增加时，带轮本体的外侧直径增大，并带动从动轴以及附件的转速下降；当发动机转速减小时，带轮本体外侧直径减小，带轮本体转速增大，带动从动轴和附件转速提高。这样可随发动机的转速变化而改变带轮与附件的速比，减少不必要的消耗并回收能量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种带轮，其特征在于，包括带轮本体和从动轴，所述带轮本体两侧端面直径不同，以使所述带轮本体的外圆周面向一侧端面倾斜，所述带轮本体具有中空腔体，所述中空腔体的开口设置在所述带轮本体的直径较小的端面上，所述从动轴与所述带轮本体同轴，所述从动轴的端部从所述开口插入所述带轮本体的中空腔体中，且所述从动轴的端部在与所述中空腔体在垂直于所述从动轴插入方向的截面形状相同，所述端部将所述中空腔体分隔为互不连通的第一腔体和第二腔体；

所述第一腔体内壁上开设有至少一个进气口与至少一个出气口，所述进气口外侧的压力大于所述第一腔体内部压力，所述出气口外侧的压力小于所述第一腔体内部压力；所述进气口与所述出气口的开闭状态随所述带轮本体的转速变化而改变，所述带轮本体的转速增加时，所述出气口打开，所述进气口关闭，以使所述带轮本体在所述第一腔体的内部压力作用下朝所述带轮本体直径较小的端面移动；所述带轮本体的转速减少时，所述进气口打开，所述出气口关闭，以使所述带轮本体在所述第一腔体的内部压力作用下朝所述带轮本体直径较大的端面移动。

2.根据权利要求1所述的带轮，其特征在于，每个所述出气口上设置有一个第一惯性组件，每个所述进气口上开设有一个第二惯性组件，所述第一惯性组件可随着所述带轮本体的转速变化沿所述带轮本体径向移动，以打开或关闭所述出气口，所述第二惯性组件可随所述带轮本体的转速变化沿所述带轮本体径向移动，以打开或关闭所述进气口。

3.根据权利要求2所述的带轮，其特征在于，所述第一惯性组件包括第一弹簧、第二弹簧和第一惯性块，所述第一弹簧第一端与所述第二弹簧第一端均指向所述带轮轴心，所述第一弹簧第二端与所述第二弹簧第二端均指向所述带轮的外圆周面，所述第一弹簧第一端位于所述带轮轴心，所述第一弹簧第二端与所述第一惯性块的第一端连接，所述第二弹簧第一端与所述第一惯性块的第二端连接，所述第二弹簧第二端与所述带轮的外圆周面连接，所述第一惯性块的朝向所述带轮轴心的一侧形状与所述出气口形状相匹配，以在沿所述带轮本体径向朝所述带轮轴心运动时堵住所述出气口。

4.根据权利要求3所述的带轮，其特征在于，所述第二惯性组件包括第三弹簧、第四弹簧和第二惯性块，所述第三弹簧第一端与所述第四弹簧第一端均指向所述带轮轴心，所述第三弹簧第二端与所述第四弹簧第二端均指向所述带轮的外圆周面，所述第三弹簧第一端位于所述带轮轴心，所述第三弹簧第二端与所述第二惯性块的第一端连接，所述第四弹簧第一端与所述第二惯性块的第二端连接，所述第四弹簧第二端与所述带轮的外圆周面连接，所述第二惯性块的背离所述带轮轴心的一侧形状与所述进气口形状相匹配，以在沿所述带轮本体径向朝所述带轮外圆周面运动时堵住所述进气口。

5.根据权利要求4所述的带轮，其特征在于，还包括：弹簧支架，所述弹簧支架设置在所述中空腔体内，且所述弹簧支架与所述第一弹簧的第一端以及所述第三弹簧的第一端连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的带轮，其特征在于，所述进气口与中冷器进气管相连，所述出气口与外界大气连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的带轮，其特征在于，所述出气口的口径小于所述进气口的口径。

8.根据权利要求1-5任一项所述的带轮，其特征在于，所述进气口与所述出气口的数量均为两个，且两个所述进气口与两个所述出气口间隔交错设置在所述第一腔体内壁上。

9.根据权利要求1-5任一项所述的带轮，其特征在于，所述从动轴与所述带轮本体的直径较小的端面之间设置有密封圈。

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