本發(fā)明涉及一種雙速皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：曲軸模塊，其包括接合第一皮帶的第一帶輪以及接合第二皮帶的第二帶輪；接合所述第一皮帶和所述第二皮帶的離合器模塊；所述第二皮帶接合至發(fā)動(dòng)機(jī)附件；所述曲軸模塊具有用于摩擦地驅(qū)動(dòng)所述第二帶輪的離合器彈簧；以及所述離合器模塊具有用于選擇性地驅(qū)動(dòng)所述第二皮帶的離合器。

背景技術(shù)：

本發(fā)明涉及汽車附件皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(ABDS驅(qū)動(dòng))。

現(xiàn)有技術(shù)的代表為美國(guó)專利第7,798,928號(hào)，其公開一種雙比率皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其包括：直接地安裝至驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)軸的離合器單元，直接地安裝至驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)軸的單向離合器，多個(gè)旋轉(zhuǎn)的附件，所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)的附件可旋轉(zhuǎn)地連接至所述離合器單元并且通過(guò)所述單向離合器可旋轉(zhuǎn)地連接至所述驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)軸，以使得由所述離合器單元以第一速度比驅(qū)動(dòng)所述附件以及通過(guò)所述單向離合器直接地由驅(qū)動(dòng)器旋轉(zhuǎn)軸以第二速度比驅(qū)動(dòng)所述附件，其中離合器單元以發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的預(yù)定值運(yùn)行，從而限定所述第一與第二速度比之間的過(guò)渡，并且離合器單元在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)接合。

需要一種雙速皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：曲軸模塊，其包括接合第一皮帶的第一帶輪以及接合第二皮帶的第二帶輪；接合所述第一皮帶和所述第二皮帶的離合器模塊；所述第二皮帶接合至發(fā)動(dòng)機(jī)附件；所述曲軸模塊具有用于摩擦地驅(qū)動(dòng)所述第二帶輪的離合器彈簧；以及所述離合器模塊具有用于選擇性地驅(qū)動(dòng)所述第二皮帶的離合器。本發(fā)明滿足了該需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要方面為一種雙速皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：曲軸模塊，其包括接合第一皮帶的第一帶輪以及接合第二皮帶的第二帶輪；接合所述第一皮帶和所述第二皮帶的離合器模塊；所述第二皮帶接合至發(fā)動(dòng)機(jī)附件；所述曲軸模塊具有用于摩擦地驅(qū)動(dòng)所述第二帶輪的離合器彈簧；以及所述離合器模塊具有用于選擇性地驅(qū)動(dòng)所述第二皮帶的離合器。

將通過(guò)本發(fā)明的以下描述以及附圖指出本發(fā)明的其它方面或者使本發(fā)明的其它方面為顯而易見的。

本發(fā)明包括一種雙速皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：曲軸模塊，其包括接合第一皮帶的第一帶輪以及接合第二皮帶的第二帶輪；接合所述第一皮帶和所述第二皮帶的離合器模塊；所述第二皮帶接合至發(fā)動(dòng)機(jī)附件；所述曲軸模塊具有用于摩擦地驅(qū)動(dòng)所述第二帶輪的離合器彈簧；以及所述離合器模塊具有用于選擇性地驅(qū)動(dòng)所述第二皮帶的離合器。

附圖說(shuō)明

被并入本說(shuō)明書并形成本說(shuō)明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且，連同具體描述共同用來(lái)解釋說(shuō)明本發(fā)明的原理。

圖1為皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的正視圖。

圖2A為曲軸模塊的正視圖。

圖2B為曲軸模塊的后視圖。

圖3為曲軸模塊的剖視圖。

圖4為曲軸模塊的分解圖。

圖5為曲軸減震器組件的后視圖。

圖6為隔離彈簧的側(cè)視圖。

圖7A為彈簧支架的正視圖。

圖7B為彈簧支架的后視圖。

圖8為離合器彈簧的正視圖。

圖9為帶輪的正視圖。

圖10為次級(jí)離合器模塊的剖視圖。

圖11為系統(tǒng)運(yùn)行圖。

具體實(shí)施方式

圖1為皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的正視圖。系統(tǒng)1000包括用于內(nèi)燃機(jī)(E)的前端附件驅(qū)動(dòng)裝置。在圖1中，示出發(fā)動(dòng)機(jī)的前部并且為清楚起見省略了剩余部分。

本發(fā)明的系統(tǒng)1000包括皮帶10和第二皮帶20。通過(guò)皮帶20驅(qū)動(dòng)各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和車輛附件構(gòu)件。皮帶10和皮帶20均為多肋皮帶。這意味著多個(gè)肋沿皮帶的環(huán)形方向平行地延伸。

皮帶10僅僅圍繞離合器模塊100、曲軸模塊200以及張緊器30。皮帶10將動(dòng)力從曲軸模塊200傳遞至離合器模塊100。皮帶20圍繞曲軸模塊200、離合器模塊100以及包括交流發(fā)電機(jī)40、動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵50以及水泵60在內(nèi)的附件。皮帶20還接合張緊器70、空轉(zhuǎn)輪80以及空轉(zhuǎn)輪90。張緊器70維持皮帶20中的適當(dāng)?shù)呢?fù)荷。

張緊器30維持皮帶10中的適當(dāng)?shù)钠ж?fù)荷。張緊器70和張緊器30在現(xiàn)有技術(shù)中均為已知的。適當(dāng)?shù)钠ж?fù)荷防止皮帶打滑和噪聲。

圖2A為曲軸模塊的正視圖。圖2B為曲軸模塊的后視圖。圖3為曲軸模塊的剖視圖。參考圖3，曲軸模塊200包括減震器組件201、輪轂300、隔離彈簧202、彈簧支架203、襯套204A、襯套204B、離合器彈簧205、帶輪206、軸承207、軸承208、保持器209、護(hù)罩210、保持器211。減震器組件201包括慣性構(gòu)件2010以及彈性體構(gòu)件212。彈性體構(gòu)件212包括彈性材料，其容許慣性構(gòu)件2010相對(duì)于輪轂300的輕微的增量振動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其繼而消減由氣缸點(diǎn)火事件所引起的曲軸振動(dòng)。沿退繞方向加載隔離彈簧202。護(hù)罩210防止碎片進(jìn)入裝置。

慣性構(gòu)件2010進(jìn)一步包括帶輪213。帶輪213和帶輪206分別接合皮帶10和皮帶20。輪轂300包括彈簧容置部分301和彈簧停止器302。隔離彈簧202的端部2020接合停止器302。隔離彈簧202嵌套于彈簧容置部分301內(nèi)。輪轂300剛性地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸。

圖6為隔離彈簧的側(cè)視圖。隔離彈簧202接合彈簧支架203。參見圖7B，彈簧202的端部2021接合停止器2030。彈簧支架203進(jìn)一步包括圓柱形外表面2031。離合器彈簧205摩擦地接合表面2031。參見圖7A，彈簧205的端部2050接合容置部分2032。參見圖9，帶輪206包括內(nèi)表面2061和外表面2060。離合器彈簧205摩擦地接合內(nèi)表面2061。圖4為曲軸模塊的分解圖。

在運(yùn)行中，輪轂300沿退繞方向驅(qū)動(dòng)隔離彈簧202。彈簧202的端部2020接合停止器302。彈簧202繼而驅(qū)動(dòng)彈簧支架203。彈簧支架203沿退繞方向驅(qū)動(dòng)離合器彈簧205。這使離合器彈簧205徑向地?cái)U(kuò)張到表面2061上，這使彈簧205摩擦地接合以及驅(qū)動(dòng)帶輪206。當(dāng)以這種方式進(jìn)行離合時(shí)，帶輪206以與輪轂300相同的速度旋轉(zhuǎn)。在這種模式中，帶輪213也以與帶輪206相同的速度旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)離合器彈簧205未驅(qū)動(dòng)帶輪206時(shí)，彈簧205徑向地收縮，從而從表面2061分離。帶輪206可因此超越運(yùn)轉(zhuǎn)并且比輪轂300旋轉(zhuǎn)得更快。這種狀態(tài)在發(fā)動(dòng)機(jī)減速期間發(fā)生，例如當(dāng)皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)慣性防止皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以與發(fā)動(dòng)機(jī)相同的速率減速時(shí)。附件中的每一個(gè)(比如交流發(fā)電機(jī))具有慣性。慣性可防止附件和發(fā)動(dòng)機(jī)一樣快速地減速，這時(shí)被稱為比發(fā)動(dòng)機(jī)超越運(yùn)轉(zhuǎn)。

在美國(guó)專利第7,798,928號(hào)中描述了離合器模塊100，例如參見圖10。美國(guó)專利第7,798,928號(hào)被通過(guò)引用全文并入本文中。圖10為離合器模塊100的剖視圖。圖10示出剖視圖的上半部分，下半部分為上半部分的鏡像并且與上半部分對(duì)稱。離合器模塊100包括具有線圈57的電磁離合器。線圈57通過(guò)背板75附接至固定的殼體77。殼體77并不旋轉(zhuǎn)并且被用來(lái)將所述離合器安裝至例如發(fā)動(dòng)機(jī)表面的表面。具有帶輪71的轉(zhuǎn)子73可旋轉(zhuǎn)地安裝于殼體77上的滾珠軸承55上。軸承55包括滾珠軸承但是還可包括現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何合適的軸承。離合器板61用軸67(例如，圍繞帶輪69對(duì)稱地間隔的三個(gè)軸67)可運(yùn)動(dòng)地附接至第二帶帶輪69。當(dāng)線圈57未通電時(shí)，橡膠墊65遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子73偏置板61。這種附接方法容許板61在線圈57通電時(shí)從帶輪69朝向轉(zhuǎn)子73軸向地運(yùn)動(dòng)并且離合器因此接合。帶輪69還包括輪轂53，帶輪69通過(guò)輪轂53直接地連接至比如動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵軸的附件。線圈57包含于帶輪71的寬度內(nèi)且板61包含于帶輪69的寬度內(nèi)。線圈57連接至現(xiàn)有技術(shù)中已知的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU系統(tǒng)，由此發(fā)動(dòng)機(jī)速度信號(hào)可用來(lái)根據(jù)切換速度控制以及因此啟動(dòng)或停用線圈57。線圈57連接至現(xiàn)有技術(shù)中已知的車輛電氣系統(tǒng)。

本發(fā)明的系統(tǒng)包括兩種運(yùn)行模式。在運(yùn)行模式1中，次級(jí)離合器模塊100為打開的或者釋放，亦即，電磁離合器線圈57斷電。結(jié)果，帶輪206通過(guò)皮帶20充當(dāng)用于皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器。皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的速度為帶輪206的直徑的函數(shù)。帶輪206以與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相同的RPM速度旋轉(zhuǎn)。這在非怠速狀態(tài)期間為典型的。

來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的動(dòng)力從輪轂300通過(guò)停止器302流動(dòng)至隔離彈簧202，接著流動(dòng)至彈簧支架203，接著流動(dòng)至離合器彈簧205以及接著流動(dòng)至帶輪206以及流動(dòng)至皮帶20上。帶輪213驅(qū)動(dòng)接合次級(jí)離合器模塊100的皮帶10。

通過(guò)隔離彈簧202的作用使曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與帶輪206隔離。彈簧202具有扭轉(zhuǎn)彈簧剛度，其使扭轉(zhuǎn)負(fù)荷振動(dòng)能夠被彈簧202吸收。由于由此使曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)與帶輪206隔離，所以還使振動(dòng)與皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)隔離。

在運(yùn)行模式2中，次級(jí)離合器模塊100為閉合的或者鎖定，亦即，電磁離合器線圈57被啟動(dòng)，這將帶輪69鎖定至帶輪71。在該模式中，帶輪213為用于皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的速度為帶輪213的直徑的函數(shù)。帶輪213具有比帶輪206大的直徑。帶輪213驅(qū)動(dòng)皮帶10。皮帶10驅(qū)動(dòng)次級(jí)離合器模塊100。次級(jí)離合器模塊接著驅(qū)動(dòng)皮帶20。由于帶輪213、帶輪206以及次級(jí)離合器模塊100之間的直徑方面的差，皮帶20的速度增加并且?guī)л?06比發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)得更快。帶輪206被稱相對(duì)于輪轂300(曲軸)“超越運(yùn)轉(zhuǎn)(overrun)”。離合器彈簧205在超越運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中與表面2061分離并且被認(rèn)為是“打開的”。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度較低時(shí)(比如怠速時(shí))使用模式2。皮帶速度的增加使得能夠減小發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度，使皮帶能夠?yàn)槔缃涣靼l(fā)電機(jī)以及空調(diào)壓縮機(jī)維持適當(dāng)?shù)乃俣?。較低的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度減小燃料消耗。

圖11為提供系統(tǒng)的運(yùn)行方式的一個(gè)示例的圖。示出離合器模塊驅(qū)動(dòng)比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)速度。驅(qū)動(dòng)比為帶輪206與帶輪71之間的比。

所期望的切換速度以其中系統(tǒng)可以以任何模式運(yùn)行的速度區(qū)域?yàn)橹行?。所述速度區(qū)域范圍用來(lái)限定，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度圍繞切換速度在例如在大約200RPM的范圍中變化時(shí)，模式之間的反復(fù)的切換。怠速時(shí)，附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)處于模式2中并且離合器57接合，從而用帶輪71驅(qū)動(dòng)皮帶20。帶輪206在模式2中處于超越運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，其中彈簧205分離。

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加并且接近所期望的切換速度，離合器模塊100在離合器57斷電且分離時(shí)從模式2切換至模式1。在模式1中由帶輪206驅(qū)動(dòng)附件。因?yàn)閹л?06具有比帶輪71小的直徑，因此帶輪206的使用減小總的附件速度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度減小至切換速度之下時(shí)，離合器模塊的離合器57接合，從而從模式1切換至模式2，這繼而在模式2中以及在怠速期間增加總的附件速度。

例如，若切換速度為1200rpm，則當(dāng)所述系統(tǒng)處于模式2中時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度增加至切換速度以上大約100rpm時(shí)，從模式2至模式1的切換發(fā)生。相反地，當(dāng)系統(tǒng)處于模式1中時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度減小至切換速度以下大約100rpm時(shí)，從模式1至模式2的切換發(fā)生。

在典型的情況中，通過(guò)使用本發(fā)明的系統(tǒng)可使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度減小50至100rpm。例如，典型的發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度可為大約600RPM。

表1

作為示例且并非為限制本發(fā)明，表1示出所述系統(tǒng)的一組示例設(shè)計(jì)參數(shù)。

模式2容許附件以這樣的速度運(yùn)行，該速度使它們能夠在典型的怠速速度(例如，600RPM)之下的更低的發(fā)動(dòng)機(jī)速度(例如，50RPM至100RPM)下適當(dāng)?shù)厍矣行У剡\(yùn)作。模式1使附件變慢但是仍然容許附件以這樣的速度運(yùn)行，該速度使它們能夠?qū)τ谠谇袚Q速度之上的非怠速發(fā)動(dòng)機(jī)速度適當(dāng)?shù)厍矣行У剡\(yùn)作。使附件變慢減小總的燃料消耗以及車輛排放物，改進(jìn)附件的效率，以及改進(jìn)車輛的加速性能。在怠速時(shí)使附件加速容許發(fā)動(dòng)機(jī)怠速速度的總的減小，這減小燃料消耗以及車輛排放物。

雖然已經(jīng)在本文中描述了本發(fā)明的形式，但是對(duì)于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是，可在部件的構(gòu)造和關(guān)系方面構(gòu)成各種變形而不脫離在本文中所描述的本發(fā)明的精神和范圍。