专利名称：车辆发动机的带传动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于发动机轮系安装结构领域。具体而言，本实用新型涉及车辆发动 机的带传动系统，尤其是汽油机的皮带传动系统。
背景技术：
在车辆的发动机中，发动机在向车轮提供动力的同时，往往还需要向其他的辅助 装置提供动力，例如，水泵、压缩机、发电机等。已经知道，存在一种现有的发动机的带传动系统，其包括皮带、发电机带轮、水泵 带轮、压缩机带轮、助力转向泵带轮、曲轴带轮。其中，曲轴带轮为主动轮，发电机带轮、水泵 带轮、压缩机带轮、助力转向泵带轮为从动轮。而且，传动带依次绕过曲轴带轮、压缩机带 轮、发电机带轮、油泵带轮、助力转向泵带轮、水泵带轮而将它们相互连接起来。在这种发动机的带传动系统中，通过皮带将曲轴带轮的动力传递至压缩机带轮、 发电机带轮、助力转向泵带轮、水泵带轮的效率较低。而且，在这种发动机的带传动系统中， 在压缩机带轮、发电机带轮、油泵带轮、助力转向泵带轮、水泵带轮上常常会出现弹性滑动， 运动产生的噪声较大，严重影响传动效率，并致使传动带的使用寿命缩短。目前，在一些车 辆发动机的带传动系统中，为解决上述问题，采用了定期张紧机构、机械张紧机构等。然而， 这些张紧机构虽能基本保证发动机的运动，但难以满足高传动效率、低运动噪声的要求。
实用新型内容本实用新型为解决传统发动机的带传动系统的高传动效率难以保证的技术问题， 提供一种车辆发动机的带传动系统。本实用新型的发明人为解决上述技术问题专心研究，并进行了模拟测试、分析以 及实验，从而完成了本实用新型。本实用新型所采用的技术方案是构造一种车辆发动机的带传动系统，其包括传动 带、作为主动轮的曲轴带轮以及至少两个从动轮，其中，所述带传动系统还包括自动张紧装 置，所述自动张紧装置包括惰轮、自动调节所述传动带的张力的液压式自动张紧器、以及可 旋转地连接在发动机机体上的张紧架，所述液压式自动张紧器的一端可旋转地连接在发动 机机体上，所述液压式自动张紧器的另一端与所述张紧架连接，所述惰轮凹设在所述曲轴 带轮和与所述曲轴带轮相邻的一个从动轮之间、或相邻的两个从动轮之间，所述惰轮可旋 转地连接在所述张紧架上，所述传动带二形地绕过所述惰轮。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述带传动系统包括四 个从动轮，分别为助力转向泵带轮、发电机带轮、水泵带轮、空调压缩机带轮，所述自动张 紧装置设置在所述曲轴带轮和所述助力转向泵带轮之间，所述传动带依次绕过所述曲轴带 轮、所述惰轮、所述助力转向泵带轮、所述发电机带轮、所述水泵带轮、所述空调压缩机带 轮。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述水泵带轮设置在所述发电机带轮和所述空调压缩机带轮之间，且所述传动带弓字形地依次绕过所述发电机带 轮、所述水泵带轮和所述空调压缩机带轮。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述曲轴带轮的包角、所 述助力转向泵带轮的包角、所述发电机带轮的包角、所述水泵带轮的包角、所述空调压缩机 带轮的包角均在150度以上。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述助力转向泵带轮的 包角、所述发电机带轮的包角、所述水泵带轮的包角、所述空调压缩机带轮的包角均在165 度 215度的范围内。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述曲轴带轮的包角为 150度；所述助力转向泵带轮的包角为207度；所述发电机带轮的包角为184度；所述水泵 带轮的包角为173度；所述空调压缩机带轮的包角为168度。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述张紧架的旋转中心、 所述惰轮的旋转中心、以及所述液压式自动张紧器与所述张紧架的连接点构成的形状呈三 角形。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述传动带为多楔带。优选的是，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，所述车辆发动机的带传 动系统为汽油机前端皮带传动系统。与传统的发动机的带传动系统相比，本实用新型的车辆发动机的带传动系统中增 设有自动张紧装置，所述自动张紧装置包括惰轮、自动调节所述传动带的张力的液压式自 动张紧器、以及可旋转地连接在发动机机体上的张紧架，所述惰轮凹设在所述曲轴带轮和 与所述曲轴带轮相邻的一个从动轮之间、或相邻的两个从动轮之间，所述惰轮可旋转地连 接在所述张紧架上，所述传动带二形地绕过所述惰轮，所以能够通过液压式自动张紧器自 动调整传动带的张力，保证发动机的带传动系统的高传动效率。另外，液压式自动张紧器的 伸缩特性也有利于整个带传动系统的安装。通过结合附图，阅读以下对本实用新型的具体实施例的详细描述，可以进一步理 解本实用新型的其它优点、特征以及方面。
图1为作为本实用新型的优选实施例的车辆发动机的带传动系统的结构简图。图2为作为本实用新型的优选实施例的车辆发动机的带传动系统的自动张紧装 置的结构简图。附图标记说明1曲轴带轮21张紧架211张紧架的旋转中心23液压式自动张紧器231旋转端4发电机带轮6空调压缩机带轮
2自动张紧装置 22惰轮
212辅助安装点 3助力转向泵带轮 232滑动端 5水泵带轮 7传动带
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下 结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面参照图1和图2对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。本文中，相同 附图标记表示相同组成部分。图1所示的发动机的带传动系统包括曲轴带轮1、助力转向泵带轮3、发电机带轮 4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6和传动带7。曲轴带轮1、助力转向泵带轮3、发电机带轮 4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6的结构可以采用现有技术。其中，曲轴带轮1为主动轮，助 力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6为从动轮。但是，本实用新型 不限于此，只要发动机的带传动系统包括曲轴带轮以及至少两个从动轮即可，其中，两个从 动轮可以为助力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6、或其它带轮中 的两个。而在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，传动带7优选为多楔带。此处，多 楔带是指以平带为基体、内表面排布有等间距纵向梯形楔的环形橡胶传动带，其工作面为 楔的侧面，其传动功率大、传动系统结构紧凑、带体薄、振动小、耐热、耐油、耐磨、使用伸长 小、寿命长。当然，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，传动带7可以根据实际的 应用场合来加以选择确定，例如可以是现有的其它传动带，如各种平带、V带等。与此相应， 各带轮也具有与带相对应的结构，如可以是用于平带的带轮或用于V带的带轮。在该车辆发动机的带传动系统中，曲轴带轮1为主动轮，助力转向泵带轮3、发电 机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6为从动轮。曲轴带轮1和助力转向泵带轮3之间 设有自动张紧装置2。该自动张紧装置2包括张紧架21、惰轮22、以及液压式自动张紧器23。张紧架21 可旋转地连接在发动机机体上，其旋转中心211如图1所示。惰轮22凹设在曲轴带轮1和 助力转向泵带轮3之间。传动带7 二形地绕过惰轮22。形象地说，传动带7反弓字形地依 次绕过曲轴带轮1、惰轮22、助力转向泵带轮3。另一方面，传动带7弓字形地依次绕过发 电机带轮4、水泵带轮5和空调压缩机带轮6。这样，曲轴带轮1的包角、助力转向泵带轮3 的包角、发电机带轮4的包角、水泵带轮5的包角、空调压缩机带轮6的包角均可得到保证。 具体而言，惰轮22保证曲轴带轮1的包角和助力转向泵带轮3的包角。水泵带轮5保证发 电机带轮4的包角和空调压缩机带轮6的包角。在图示的实施例中，张紧架21大体上为具有厚度的平板状，在其角部分别与惰轮 22、液压式自动张紧器23活动连接，而其旋转中心211位于另外的一个角部上。惰轮22用 于保证曲轴带轮1的包角和助力转向泵带轮3的包角，其通过传动带7的带背驱动。液压 式自动张紧器23则用于自动调节传动带7的张力。而且，液压式自动张紧器23的旋转端 231可旋转地连接在发动机机体上，液压式自动张紧器23的滑动端232与张紧架21连接。其中，液压式自动张紧器23可以采用各种现有技术。典型地，液压式自动张紧器 23由油缸和活塞等组成。惰轮22可旋转地连接在张紧架21上。优选的是，张紧架21的 旋转中心211、惰轮22的旋转中心、以及液压式自动张紧器23的滑动端232与张紧架21
5的连接点构成的形状呈三角形。即，张紧架21的旋转中心211、惰轮22的旋转中心、以及 液压式自动张紧器23的滑动端232与张紧架21的连接点不在同一直线上。换言之，发动 机的动力由曲轴经曲轴带轮1传入到整个前端带传动系统中。传动带7通过带背驱动惰轮 22。惰轮22的位置是可变的，由绕张紧架21的旋转中心211的运动和绕液压式自动张紧 器23的伸缩方向的运动合成。其中液压式自动张紧器23的旋转端231 (液压式自动张紧 器固定孔)与滑动端232 (液压式自动张紧器可动孔)之间的距离，是根据传动带7张力的 需求可变的。此距离的变化，又可自动改变着传动带7张力大小。本文中，保证曲轴带轮1 的包角和助力转向泵带轮3的包角，是指保证曲轴带轮1和助力转向泵带轮3平稳可靠地 传递扭矩，不会发生打滑的现象。根据本实用新型的车辆发动机的带传动系统，曲轴带轮1 的包角、助力转向泵带轮3的包角、发电机带轮4的包角、水泵带轮5的包角、空调压缩机带 轮6的包角均在150度以上。在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，助力转向泵带轮3的包角、发电机 带轮4的包角、水泵带轮5的包角、空调压缩机带轮6的包角均在165度 215度的范围 内。在本说明书中，所谓的包角是指在带传动中，带与带轮的接触角(参照《机械设计》第 四版第11章，高等教育出版社，邱宣怀等编著，1997年7月第4版)。具体而言，包角是指 带与带轮接触弧所对的圆心角。包角的大小，反映带与带轮轮圆表面间接触弧的长短。包 角越小，接触弧长越短，接触面间所产生的摩擦力总和也越小。会影响传动的扭矩。使带轮 打滑，为了提高平带传动的承载能力，包角就不能太小。由于大带轮上的包角总是比小带轮 上的包角大，因此须验算小带轮上的包角是否满足要求。此外，在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，曲轴带轮1的包角最好在150 度 165度的范围内。在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，助力转向泵带轮3的 包角最好在200度 215度的范围内。在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，发电 机带轮4的包角最好在180度 200度的范围内。在本实用新型的车辆发动机的带传动系 统中，水泵带轮5的包角最好在165度 175度的范围内。在本实用新型的车辆发动机的 带传动系统中，空调压缩机带轮6的包角最好在165度 175度的范围内。在本实用新型 的一个特别优选的实施例中，曲轴带轮1的包角为150度；助力转向泵带轮3的包角为207 度；发电机带轮4的包角为184度；水泵带轮5的包角为173度；空调压缩机带轮6的包角 为168度。在本实用新型的车辆发动机的带传动系统中，车辆发动机的带传动系统为汽油机 前端皮带传动系统。具体而言，在本实用新型的一个优选实施例中，汽油机的前端带传动系 统(也称轮系)包括曲轴带轮1、惰轮22、助力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空 调压缩机带轮6、传动带7等。曲轴带轮1由曲轴驱动，作为整个前端轮系中的主动轮；水 泵带轮5、空调压缩机带轮6、助力转向泵带轮3、发电机带轮4、惰轮22等作为从动轮，通过 传动带7由曲轴带轮1驱动。传动带7的具体绕向如图1所示。另外，由于整车布置空间的局限性，前端带传动系统布置必须合理、紧凑。另外，助 力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5和空调压缩机带轮6作为动力的消耗单元，必须 保证其足够的包角，以保证其运动的可靠性。由于整车噪声水平要求的提高，对于前端带传 动系统运动中产生的噪声也提出了更严格的要求。而在本实用新型的车辆发动机的带传动 系统中，曲轴带轮1、助力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6和传动带7的布置和自动张紧装置2的增设能够保证各带轮足够的包角、运动的可靠性，并降低 发动机的噪声，进而降低整车的噪声。为保证前端带传动系统的带传动的可靠性和整车空间布置的可能性，液压式自动 张紧器23根据前端带传动系统的运动情况，自动调节传动带7张力大小，而惰轮22可以保 证助力转向泵带轮3和曲轴带轮1的包角大小在合理的范围内变动。上述带传动系统的运动方式的设计，能自动修正传动带7张力，保证曲轴带轮1和 助力转向泵带轮3包角的大小。由于液压式自动张紧器23的自身特性，决定了惰轮22工 作极限位置。在此惰轮22的运动区间内，传动带7张力、各带轮包角大小都得到了有效控 制。下面结合图1说明本实用新型的车辆发动机的带传动系统的安装步骤。首先，将 曲轴带轮1、助力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6位置固定；然 后，将张紧架21的旋转中心211和液压式自动张紧器23的旋转端231设置在发动机机体 上；最后，安装传动带7。关于传动带7的安装，具体步骤如下首先，将自动张紧装置2通过液压式自动张 紧器23的旋转端231和张紧架21的旋转中心211固定；然后，将曲轴带轮1、助力转向泵 带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6处的传动带7绕向布置好；接着，通过 辅助工装，旋转张紧架21上的辅助安装点212，在液压式自动张紧器23处于压缩状态时，将 曲轴带轮1和惰轮22边缘的传动带7安装到位。其中，图示的辅助安装点212使用标准的 六角头结构，辅助工装可直接采用标准套筒。综上所述，本实用新型的车辆发动机的带传动系统，关键在于液压式自动张紧器 23的使用和曲轴带轮1、助力转向泵带轮3、发电机带轮4、水泵带轮5、空调压缩机带轮6和 传动带7的布置，这种构造和布置可以使传动带7的张紧力大小得以自动调节；防止传动带 7抖动、打滑、噪声等问题的出现；保证各带轮包角大小。液压式自动张紧器23的使用和安 装方式，能够使传动带张力大小的得以自动控制，便于轮系拆装。亦即，本实用新型的车辆 发动机的带传动系统的布置顺序和相互位置关系是新颖的。而且，由于自动张紧装置2的 存在，整个带传动系统的安装、拆卸变得简易。本领域技术人员容易知道，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用 以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进 等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围由权利要求书确定。
权利要求车辆发动机的带传动系统，包括传动带、作为主动轮的曲轴带轮以及至少两个从动轮，其特征在于，所述带传动系统还包括自动张紧装置，所述自动张紧装置包括惰轮、自动调节所述传动带的张力的液压式自动张紧器、以及可旋转地连接在发动机机体上的张紧架，所述液压式自动张紧器的一端可旋转地连接在发动机机体上，所述液压式自动张紧器的另一端与所述张紧架连接，所述惰轮凹设在所述曲轴带轮和与所述曲轴带轮相邻的一个从动轮之间、或相邻的两个从动轮之间，所述惰轮可旋转地连接在所述张紧架上，所述传动带コ形地绕过所述惰轮。
2.根据权利要求1所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述带传动系统包 括四个从动轮，分别为助力转向泵带轮、发电机带轮、水泵带轮、空调压缩机带轮，所述自动张紧装置设置在所述曲轴带轮和所述助力转向泵带轮之间，所述传动带依次 绕过所述曲轴带轮、所述惰轮、所述助力转向泵带轮、所述发电机带轮、所述水泵带轮、所述 空调压缩机带轮。
3.根据权利要求2所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述水泵带轮设置 在所述发电机带轮和所述空调压缩机带轮之间，且所述传动带弓字形地依次绕过所述发电 机带轮、所述水泵带轮和所述空调压缩机带轮。
4.根据权利要求1所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述曲轴带轮的包 角、所述助力转向泵带轮的包角、所述发电机带轮的包角、所述水泵带轮的包角、所述空调 压缩机带轮的包角均在150度以上。
5.根据权利要求4所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述助力转向泵带 轮的包角、所述发电机带轮的包角、所述水泵带轮的包角、所述空调压缩机带轮的包角均在 165度 215度的范围内。
6.根据权利要求5所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述曲轴带轮的包 角为150度；所述助力转向泵带轮的包角为207度；所述发电机带轮的包角为184度；所述 水泵带轮的包角为173度；所述空调压缩机带轮的包角为168度。
7.根据权利要求1所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述张紧架的旋转 中心、所述惰轮的旋转中心、以及所述液压式自动张紧器与所述张紧架的连接点构成的形 状呈三角形。
8.根据权利要求1所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述传动带为多楔市ο
9.根据权利要求1所述的车辆发动机的带传动系统，其特征在于，所述车辆发动机的 带传动系统为汽油机前端皮带传动系统。
专利摘要本实用新型提供了一种车辆发动机的带传动系统。本实用新型的车辆发动机的带传动系统中增设有自动张紧装置。所述自动张紧装置包括惰轮、自动调节所述传动带的张力的液压式自动张紧器、以及可旋转地连接在发动机机体上的张紧架。所述惰轮凹设在所述曲轴带轮和与所述曲轴带轮相邻的一个从动轮之间、或相邻的两个从动轮之间，且所述惰轮可旋转地连接在所述张紧架上，所述传动带“コ”形地绕过所述惰轮。因此，能够通过液压式自动张紧器自动调整传动带的张力，保证发动机的带传动系统的高传动效率。
文档编号F02B67/06GK201753633SQ20102024372
公开日2011年3月2日 申请日期2010年6月26日 优先权日2010年6月26日
发明者刘小飞, 张楠 申请人:比亚迪股份有限公司