CN204344268U - 附件皮带驱动系统以及装设其的发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种附件皮带驱动系统以及装设其的发动机，所述附件皮带驱动系统包括：由第一多楔皮带联成的第一轮系，其包括所述曲轴皮带轮的第一轮槽、所述空调压缩机皮带轮、所述发电机皮带轮以及所述机械自动张紧器；以及由第二多楔皮带联成的第二轮系，其中包括所述曲轴皮带轮的第二轮槽与所述水泵皮带轮。本实用新型的附件皮带驱动系统具有更低的设计张力、减少在使用中的打滑以及噪音，并具有灵活紧凑的布置。

Description

附件皮带驱动系统以及装设其的发动机

技术领域

本实用新型涉及汽车发动机技术领域，更具体地，涉及一种用于高曲轴转速波动的发动机(例如，三缸发动机)的附件皮带驱动系统。

背景技术

对于发动机而言，现有技术中存在多种附件皮带传动系统，其目的是通过皮带将主动轮的扭矩传递至发动机各个附件。其中所述皮带例如为多楔皮带，所述主动轮例如为曲轴皮带轮，所述附件例如包括发电机、空调压缩机和水泵等。

中国专利公告第CN200993048Y号公开了一种汽车发动机轮系附件系统，该系统采用了带有单向离合器功能的发电机皮带轮，来降低汽车发动机附件轮系的噪声和振动，从而提高发动机的稳定性和寿命。但该系统仅包含一层皮带轮系，而且带有单向离合功能的发电机皮带轮不具备调谐功能，难以满足高曲轴转速波动三缸发动机对附件皮带驱动系统的要求。

中国专利公告CN201347799Y号公开了一种发动机附件轮系，该系统采用了两层皮带轮系。第一皮带依次联接扭振减震器上的带轮、水泵带轮、发电机带轮、空调压缩机。设置第二层皮带轮系，是由扭振减震器前端带轮通过第二层皮带直接驱动风扇带轮组成。该附件轮系布置使各零部件布置更加自由，轮系部件的装配更简单，提高了传动效率，降低传动噪声。

中国发明专利申请公开第CN102297019A号公开了一种发动机附件轮系，该系统采用了两层皮带轮系。第一层是由第一多楔带沿曲轴皮带轮顺时针方向依次连接曲轴皮带轮第一层、自动张紧轮、交流发电机带轮、惰轮和水泵带轮而构成；第二层是由第二多楔带沿曲轴皮带轮顺时针方向依次连接曲轴皮带轮第二层和空调压缩机带轮而构成。但该系统不具备带有调谐元件的发电机皮带轮，无法将发电机转动惯量从附件皮带驱动系统中隔离出来，从而未能降低发电机对附件皮带驱动系统的影响。

此外，上述几种公开专利中的附件皮带驱动系统都是应用于四缸发动机，相应的系统布置难以满足三缸发动机高曲轴转速波动的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用于高曲轴转速波动的发动机(例如，三缸发动机)的附件皮带驱动系统，进一步地，该附件皮带驱动系统结构紧凑，并且附件皮带具有更低的设计张力、减少其在使用中的打滑以及噪音。

为解决上述或其他技术问题，根据本实用新型的一方面，提供了一种用于高曲轴转速波动的发动机的附件皮带驱动系统，其包括曲轴皮带轮、空调压缩机皮带轮、发电机皮带轮、机械自动张紧器、水泵皮带轮，其中，所述发电机皮带轮带有调谐元件，所述曲轴皮带轮设有第一轮槽和第二轮槽，并且第一多楔皮带依次包绕所述曲轴皮带轮的第一轮槽、所述空调压缩机皮带轮、所述发电机皮带轮以及所述机械自动张紧器以形成第一轮系，第二多楔皮带依次包绕所述曲轴皮带轮的第二轮槽以及所述水泵皮带轮以形成第二轮系。

可选地，所述附件皮带驱动系统用于三缸发动机。

可选地，所述调谐元件包括与发电机转子联接的内圈，与皮带联接的外圈，以及设置在所述内圈和外圈之间的调谐弹簧和单向离合机构。

可选地，所述调谐弹簧为矩形螺栓弹簧，所述矩形螺栓弹簧盘绕在所述内圈上，并且其两端分别固定至所述内圈和所述外圈上。

可选地，所述发电机皮带轮的跨球直径范围为54mm至57mm。

可选地，所述第一轮槽和所述第一多楔皮带具有5或6个楔，而所述第二轮槽和所述第二多楔皮带具有3或4个楔。

可选地，所述机械自动张紧器抵靠所述第一多楔皮带以便使所述第一多楔皮带中的张力在250N至350N的范围中。

可选地，所述第二多楔皮带具有弹性，其自身在室温环境下使用时提供180N至220N范围中的张力。

可选地，所述第二多楔皮带由基体和内部线绳构成，所述基体包括三元乙丙橡胶，所述内部线绳为聚酯线绳或芳纶线绳。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种发动机，其具有以上所述的任一种附件皮带驱动系统。

根据本实用新型的再一方面，提供了一种汽车，其具有以上所述的发动机。

本实用新型的有益之处在于，其提供了一种适用于高曲轴转速波动的发动机(例如，三缸发动机)的附件皮带驱动系统，具体而言：由于采用了机械张紧器和带调谐元件的发电机皮带轮，发动机附件皮带驱动系统的第一共振频率降低到发动机怠速以下，从而使得本实用新型能够应用在高曲轴转速波动的三缸发动机上，并且使得皮带设计张力保持在250N至350N范围内，有效降低皮带张力。由于采用弹性的第二多楔皮带，使得曲轴皮带轮在不需要皮带张紧器的情况下可以直接驱动水泵皮带轮，并且不再需要仅用一根多楔皮带通过复杂的绕向来驱动所有的附件，从而使得整个发动机附件皮带驱动系统更加紧凑合理。

附图说明

应理解的是，所示的附图仅是示意性的，其中具体零件的布置位置、比例大小、联接顺序都可根据实际需要而改变。通过参考附图，本实用新型将变得更容易理解，在附图中：

图1是本实用新型的高曲轴转速波动的三缸发动机附件皮带传动系统的实施例示意图。

具体实施方式：

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

现在参考图1，其示出了根据本实用新型的用于高曲轴转速波动的发动机的附件皮带驱动系统，其包括曲轴皮带轮1、空调压缩机皮带轮2、发电机皮带轮3、机械自动张紧器4、水泵皮带轮5，其中，所述发电机皮带轮3带有调谐元件，所述曲轴皮带轮设有第一轮槽1A和第二轮槽1B，并且第一多楔皮带6经由第一轮槽1A将所述曲轴皮带轮1、所述空调压缩机皮带轮2、所述发电机皮带轮3以及所述机械自动张紧器4联成第一轮系，第二多楔皮带7经由第二轮槽1B将所述曲轴皮带轮1与所述水泵皮带轮5联成第二轮系。

该附件皮带驱动系统用于高曲轴转速波动的发动机，特别地其用于三缸发动机，三缸发动机设有三个气缸，并可包括涡轮增压器和/或平衡轴，其曲轴转速波动例如可在800r/min到1200r/min的范围内从55%至30%。

在图示的实施例中，第一轮槽1A和第二轮槽1B具有不同的直径，这仅是为了使图示更清晰，事实上第一轮槽1A和第二轮槽1B的直径可任意地选择。

第一多楔皮带6将曲轴皮带轮1(经由第一轮槽1A)、空调压缩机皮带轮2、发电机皮带轮3和机械自动张紧器4联成第一轮系。在一个实施例中，第一多楔皮带6和第一轮槽1A具有5个或6个楔。一般而言，相应的轮槽和皮带上的楔的数量是相同的。其中，机械自动张紧器4是本领域已知的常用部件，例如机械自动张紧器4可包括一个钢材或塑料的皮带轮，并采用两颗螺栓固定。机械自动张紧器4的皮带轮在所述高曲轴转速波动三缸发动机附件皮带驱动系统正常工作时，始终抵押在第一多楔皮带6背部，从而使其具有合适的张力。在一个实施例中，所述合适的张力范围是从250N至350N之间。所述机械自动张紧器4依靠自身内部的弹簧提供的扭矩与所述第一多楔皮带6对所述机械自动张紧器4的反作用扭矩平衡。所述机械自动张紧器4依靠自身内部阻尼机构在所述系统运行时提供合适的阻尼，以消耗所述第一多楔皮带张力变化所产生的能量。优选地，合适的阻尼范围为20%至35%。此外，所述调谐元件也称为附件过速脱耦器(overrunning accessory decoupler)，调谐元件的一些实例可在PCT公开WO98/50709中或美国专利US PAT No.5,156,573和美国专利No.6,044,943号等中找到。其一般包括与发电机转子联接的内圈，与皮带联接的外圈，以及设置在所述内圈和外圈之间的调谐弹簧和单向离合机构。所述调谐弹簧优选地为矩形螺栓弹簧，所述矩形螺栓弹簧盘绕在所述内圈上，并且其两端分别固定至所述内圈和所述外圈上。 单向离合机构使得调谐元件仅以一个方向传递扭矩，在发动机曲轴转速迅速降低时，单向离合机构自动脱耦，使得发电机转子不会受到发电机皮带轮的制约，而调谐弹簧在内圈和外圈之间可操作地缩小扭矩振幅，调谐发电机皮带轮3转速和对应的电机转子转速，从而将发电机转子惯量因素从高速曲轴转速波动发动机附件皮带驱动系统中隔离出来，有效地降低所述附件皮带驱动系统的第一共振频率，从而使所述发电机转子受到更少的制约。本实用新型在第一轮系上采用了机械自动张紧器4和带有调谐元件的发电机皮带轮3两者，以适应例如三缸发动机的高曲轴转速波动，这样的构造使附件皮带驱动系统的第一共振频率降低至怠速以下，同时还有效地降低了使用的皮带的张力。

第二多楔皮带7将曲轴皮带轮1(经由第二轮槽1B)和水泵皮带轮5联成第二轮系。在一个实施例中，第二多楔皮带7和第二轮槽1B具有3个或4个楔。在一个实施例中，第二多楔皮带7具有弹性，其自身在室温环境下使用时提供180N至220N范围中的张力。在一个实施例中，第二多楔皮带可由基体和内部线绳构成，所述基体包括三元乙丙橡胶，所述内部线绳为聚酯线绳或芳纶线绳。弹性皮带的使用使得曲轴皮带轮在不需要皮带张紧器的情况下可以直接驱动水泵皮带轮，通过两根多楔皮带和两个轮系的布置，使得整个发动机附件皮带驱动系统布置更灵活且更紧凑，并降低了可能由复杂皮带绕向所导致的传动噪音等问题。

本实用新型的附件皮带驱动系统可适用于具有高曲轴波动的各种发动机，例如三缸发动机，故本实用新型还旨在保护装设有根据本实用新型的皮带驱动系统的发动机。

根据本实用新型的发动机可配设在各种汽车上，故本实用新型还旨在保护装设有根据本实用新型的发动机的汽车。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于高曲轴转速波动的发动机的附件皮带驱动系统，其包括曲轴皮带轮(1)、空调压缩机皮带轮(2)、发电机皮带轮(3)、机械自动张紧器(4)、水泵皮带轮(5)，其特征在于，所述发电机皮带轮(3)带有调谐元件，所述曲轴皮带轮(1)设有第一轮槽(1A)和第二轮槽(1B)，并且第一多楔皮带(6)依次包绕所述曲轴皮带轮(1)的第一轮槽(1A)、所述空调压缩机皮带轮(2)、所述发电机皮带轮(3)以及所述机械自动张紧器(4)以形成第一轮系，第二多楔皮带(7)依次包绕所述曲轴皮带轮(1)的第二轮槽(1B)以及所述水泵皮带轮(5)以形成第二轮系。

2.根据权利要求1所述的发动机的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述附件皮带驱动系统用于三缸发动机。

3.根据权利要求1所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述调谐元件包括与发电机转子联接的内圈，与皮带联接的外圈，以及设置在所述内圈和外圈之间的调谐弹簧和单向离合机构。

4.根据权利要求3所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述调谐弹簧为矩形螺栓弹簧，所述矩形螺栓弹簧盘绕在所述内圈上，并且其两端分别固定至所述内圈和所述外圈上。

5.根据权利要求1所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述发电机皮带轮(3)的跨球直径范围为54mm至57mm。

6.根据权利要求1所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述第一轮槽(1A)和所述第一多楔皮带(6)具有5或6个楔，而所述第二轮槽(1B)和所述第二多楔皮带(7)具有3或4个楔。

7.根据权利要求6所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述机械自动张紧器(4)抵靠所述第一多楔皮带(6)以便使所述第一多楔皮带(6)中的张力在250N至350N的范围中。

8.根据权利要求6所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述第二多楔皮带(7)具有弹性，其自身在室温环境下使用时提供180N至220N范围中的张力。

9.根据权利要求8所述的附件皮带驱动系统，其特征在于，所述第二多楔皮带(7)由基体和内部线绳构成，所述基体包括三元乙丙橡胶，所述内部线绳为聚酯线绳或芳纶线绳。

10.一种发动机，其特征在于，其包括如权利要求1-9所述的附件皮带驱动系统。