专利名称：混合发动机的驱动皮带系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种混合发动机的驱动皮带系统。更具体而言，本发明涉及一种混合发动机的驱动皮带系统，其中发动机产生驱动扭矩，驱动电机对动力进行辅助。
背景技术：
一般而言，通过驱动皮带进行操作的辅助系统布置于发动机以对车辆进行驱动。 该辅助系统包括水泵、动力转向泵、空调器以及发电机。由于使用了一根驱动皮带，从而通过一根驱动皮带对曲轴和辅助系统进行操作成为了一种趋势，该皮带的长度变得更长，维持其张力是很重要的。使用驱动皮带张紧器来维持驱动皮带的张力，其中应用了包括机械类型和液压类型的多种驱动皮带张紧器。对于最近开发的车辆应用了 HSG (hybrid starter and generator，混合启动器和发电机)，HSG系统应用至混合发动机以启动发动机并且产生电力。同时，由于一根驱动皮带对若干滑轮进行操作，均勻地维持张力以及将其滑动降到最低程度是很重要的。公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种混合发动机的驱动皮带系统，其具有的优点是在启动和发电过程中可靠地维持驱动皮带的张力，同时使得用于启动和发电的HSG(混合启动器和发电机)中的驱动皮带的滑动降到最低程度。在本发明的一个方面中，混合发动机的驱动皮带系统可以包括曲轴滑轮，所述曲轴滑轮可以布置为由发动机进行旋转；混合启动器发电机(HSG)滑轮，所述混合启动器发电机滑轮可以布置为远离所述曲轴滑轮一定距离，并且可以联接至HSG并且由HSG进行旋转，所述HSG选择性地启动所述发动机并且产生电力；惰轮，所述惰轮可以能够旋转地布置于从穿过所述曲轴滑轮和所述HSG滑轮的第一切线向外一定距离的位置；驱动皮带，所述曲轴滑轮、所述HSG滑轮和所述惰轮可以由所述驱动皮带的内周界所包裹；机械式自动张紧器(MAT)，所述机械式自动张紧器从穿过所述曲轴滑轮和所述HSG滑轮的第二切线向内推压所述曲轴滑轮和所述HSG滑轮之间的所述驱动皮带，以维持所述驱动皮带的张力；以及液压式自动张紧器，所述液压式自动张紧器向内推压所述曲轴滑轮和所述惰轮之间的所述驱动皮带，以维持张力。
所述机械式自动张紧器可以包括MAT安装支架，所述MAT安装支架可以安装在所述HSG上；MAT臂，所述MAT臂的一个端部可以通过铰链能够旋转地连接至所述MAT安装支架；MAT滑轮，所述MAT滑轮可以能够旋转地安装于所述MAT臂的另一个端部，并且所述MAT 滑轮的外周界与所述驱动皮带的外周界接触，从而由所述驱动皮带进行旋转；以及弹性构件，所述弹性构件可以安装所述MAT安装支架并且弹性地及枢转地支撑所述MAT臂的一个侧面，从而使得所述MAT滑轮从所述第二切线向内弹性地推压所述驱动皮带的外周界。当所述HSG滑轮旋转从而启动所述发动机时，所述MAT滑轮的旋转中心从所述第二切线向内移动，从而使得包裹在所述HSG滑轮上的所述驱动皮带的包角可以增大。所述驱动皮带系统可以进一步包括水泵滑轮，所述水泵滑轮可以从所述第二切线向内布置在所述曲轴滑轮和所述MAT滑轮之间，所述水泵滑轮的外周界与所述驱动皮带的外周界接触从而由所述驱动皮带进行旋转，其中所述MAT滑轮可以布置在所述水泵滑轮和所述HSG滑轮之间。所述液压式自动张紧器可以包括液压式自动张紧器(HAT)安装支架，所述液压式自动张紧器安装支架可以安装在链罩上；HAT臂，所述HAT臂的一个端部可以通过铰链枢转地连接至所述链罩；HAT滑轮，所述HAT滑轮可以能够旋转地安装至所述HAT臂的另一个端部，并且所述HAT滑轮的外周界与所述驱动皮带的外周界接触，从而由所述驱动皮带进行旋转；以及液压单元，所述液压单元支撑所述HAT臂的一个侧面，从而向内推压所述驱动皮带的外周界。所述HAT滑轮可以布置在所述惰轮和所述曲轴滑轮之间。当所述HSG滑轮接收来自所述发动机的扭矩以产生电力时，所述HAT滑轮的旋转中心向内移动，从而使得包裹在所述曲轴上的所述驱动皮带的包角可以增大。所述液压单元可以包括弹性构件，所述弹性构件向着所述驱动皮带弹性地支撑所述HAT臂；以及液压单元本体，所述液压单元本体枢转地支撑所述HAT臂。在预定条件下，所述HSG使得所述曲轴的旋转速度与其驱动电机的旋转速度同步。
包裹在所述HSG滑轮上的所述驱动皮带的包角可以大于大约180度。包裹在所述曲轴滑轮上的所述驱动皮带的包角可以大于大约180度。在上文所述的根据本发明的混合发动机的驱动皮带系统中，在启动过程中MAT增大了包裹在HSG滑轮上的驱动皮带的包角，HAT增大了包裹在曲轴滑轮上的驱动皮带的包角，从而可靠地维持了驱动皮带的张力并且使得滑动降到最低程度。此外，安装在HSG上的MAT的臂铰接至MAT安装支架，从而使得发动机的装配及其对准变得容易。通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式
，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。
图1是根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的前视图。图2是显示了根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统的前视图。图3是液压式张紧器的立体图，其布置于根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统。图4是机械式张紧器的立体图，其布置于根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统。图5是显示了根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统不运行的状态的前视图。图6是显示了发动机由根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统启动的状态的前视图。图7是显示了混合发动机通过根据本发明的示例性实施方式的驱动皮带系统产生电力的状态的前视图。应理解的是，附图呈现了阐述本发明基本原理的各个特征的一定程度的简化表示，从而不一定是按比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地由具体意图的应用以及使用环境所确定。在附图中，附图标记在全部的几个附图中表示本发明的相同或者等效的部分。
具体实施例方式现在将详细地参考本发明的各个实施方式，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。在下文中将参考附图对本发明的示例性实施方式进行具体描述。HSG通过驱动皮带连接至发动机的曲轴以启动发动机，并且相反地通过该驱动皮带接收来自发动机的扭矩以对电池进行充电。此外，HSG准确地调节发动机的旋转速度，从而使得驱动电机的速度与发动机的旋转速度进行同步。图1是根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的前视图，图2是显示了根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统的前视图。参考图1和图2，混合发动机的发动机100包括链罩105、HAT铰链110、HAT臂115、 辅助驱动皮带120、曲轴滑轮125、水泵滑轮140、MAT滑轮145、MAT臂150、MAT铰链155、 HSG滑轮160、HSG 165、惰轮170、HAT滑轮175以及液压单元180。在本发明的示例性实施方式中，HAT表示液压式自动张紧器，MAT表示机械式自动张紧器，HSG表示混合启动器和发电机。曲轴滑轮125和HSG滑轮160形成在发动机100上，曲轴滑轮125、HSG滑轮160 以及惰轮170布置在驱动皮带120的内周界130上。惰轮170布置在穿过曲轴滑轮125和HSG滑轮160的线的上侧的位置，从而能够旋转地固定至链罩105。HAT安装支架185固定在发动机100的链罩105上，HAT臂115、液压单元180和 HAT滑轮175布置在HAT安装支架上，HAT滑轮175在HSG滑轮160的相对侧在曲轴滑轮125和惰轮170之间布置在驱动皮带120的外周界135上，以向内推压驱动皮带120。水泵滑轮140、MAT滑轮145和HAT滑轮175布置在驱动皮带120的外周界135 上，水泵滑轮140在惰轮170的相对侧在曲轴滑轮125和MAT滑轮145之间布置在驱动皮带120的外周界135上，以向内推压驱动皮带120。HAT滑轮175布置在惰轮170和曲轴滑轮125之间以向内推压驱动皮带120，MAT 滑轮145布置在水泵滑轮140和HSG滑轮160之间以向内(从其外侧到内侧)推压驱动皮带 120。图3是液压式张紧器的立体图，其布置于根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统。参考图3，液压式自动张紧器HAT包括HAT臂115、HAT滑轮175、HAT铰链110和液压单元180。HAT臂115的一个端部通过HAT铰链110能够旋转地固定在链罩105上，HAT滑轮 175能够旋转地布置在其另一个端部上。HAT臂115通过液压单元180弹性地支撑，以向内推压驱动皮带120，从而使得驱动皮带120的张力得以均勻地维持。液压单元180包括液压单元本体300和线圈类型的HAT弹簧310，HAT弹簧310弹性地支撑HAT滑轮175，液压单元本体300可靠地维持弹簧的移动。图4是机械式张紧器的立体图，其布置于根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统。参考图4，MAT (机械式自动张紧器)包括MAT臂150、MAT铰链155、MAT滑轮145 和MAT弹簧400。MAT臂150具有一种结构，其中间部分弯曲大约90度，MAT铰链155布置于其一个端部，并且MAT滑轮145能够旋转地布置于其另一个端部。MAT铰链155固定至HSG 165的MAT安装支架167，并且MAT臂150能够旋转地布置在MAT铰链155上。MAT弹簧400是缠绕在MAT铰链155上的线圈弹簧，其一个端部连接至MAT臂150， 并且另一个端部固定至HSG 165。MAT弹簧400使得MAT臂150基于MAT铰链155弹性地旋转，从而使得MAT滑轮 145向内推压驱动皮带120，以维持驱动皮带120的弹性力。在本发明的示例性实施方式中，MAT臂150的一个端部固定至HSG165，即固定在 HSG(混合启动器和发电机)上，从而使得MAT的组装很紧凑。图5是显示了根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统不运行的状态的前视图。参考图5，包裹在HSG滑轮160上的驱动皮带120的包角大于180度，并且包裹在曲轴滑轮125上的驱动皮带120的包角大于180度。HSG滑轮160由HSG进行旋转，HSG通过曲轴滑轮125的扭矩启动发动机100或者产生电力以对电池进行充电。特别地，在本发明的示例性实施方式中，由于包裹在HSG滑轮160上的驱动皮带 120的包角以及包裹在曲轴滑轮125上的驱动皮带120的包角大于180度，HSG滑轮160与
7驱动皮带120的滑动以及曲轴滑轮125与驱动皮带120的滑动在发动机启动或电池充电的过程中降到最低程度。图6是显示了发动机由根据本发明的示例性实施方式的混合发动机的驱动皮带系统启动的状态的前视图。参考图6，如果HSG滑轮160由HSG在顺时针方向上进行旋转，HSG滑轮160和惰轮170之间的驱动皮带120的张力立即增大，HSG滑轮160和水泵滑轮140之间的驱动皮带120的张力立即减小。相应地，驱动皮带120通过MAT滑轮145的弹性力向内移动，以增大包裹在HSG滑轮160上的驱动皮带120的包角，从而使得HSG滑轮160和驱动皮带120之间的滑动降到
最低程度。布置在惰轮170和曲轴滑轮125之间的HSG滑轮160由于驱动皮带120的张力增大而向外移动，HAT滑轮175的移动由于HAT的液压单元180的阻尼力(damping force)和弹性力而降到最低程度，从而使得驱动皮带120的张力得以可靠地维持。图7是显示了混合发动机通过根据本发明的示例性实施方式的驱动皮带系统产生电力的状态的前视图。参考图7，曲轴滑轮125在顺时针方向上旋转，HSG通过HSG滑轮160产生电力。相应地，从HSG滑轮160到曲轴滑轮125的驱动皮带120的张力增大，从曲轴滑轮125到HSG 滑轮160的驱动皮带120的张力减小。相应地，HAT滑轮175通过其阻尼力和弹性力使得驱动皮带120向内移动，以增大包裹在曲轴滑轮125上的驱动皮带120的包角，从而使得曲轴滑轮125和驱动皮带120之间的滑动降到最低程度。此外，因为包裹在MAT滑轮145上的驱动皮带120的包角小到30度，由驱动皮带 120导致的MAT滑轮145的移动降到最低程度，尽管曲轴滑轮125和HSG滑轮160之间的驱动皮带120的张力增大了。相应地，包裹在HSG滑轮160上的驱动皮带120的包角几乎不会减小，从而维持大约180度。虽然已经结合当前认为的实际示例性实施方式对本发明进行了描述，应该理解的是，本发明不限于公开的实施方式。相反地，其旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效布置。为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“内，，和“外”用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。
权利要求
1.一种混合发动机的驱动皮带系统，包括曲轴滑轮，所述曲轴滑轮布置为由发动机进行旋转；混合启动器发电机滑轮，所述混合启动器发电机滑轮布置为远离所述曲轴滑轮一定距离，并且联接至混合启动器发电机并且由混合启动器发电机进行旋转，所述混合启动器发电机选择性地启动所述发动机并且产生电力；惰轮，所述惰轮能够旋转地布置于从穿过所述曲轴滑轮和所述混合启动器发电机滑轮的第一切线向外一定距离的位置；驱动皮带，所述曲轴滑轮、所述混合启动器发电机滑轮和所述惰轮由所述驱动皮带的内周界所包裹；机械式自动张紧器，所述机械式自动张紧器从穿过所述曲轴滑轮和所述混合启动器发电机滑轮的第二切线向内推压所述曲轴滑轮和所述混合启动器发电机滑轮之间的所述驱动皮带，从而维持所述驱动皮带的张力；以及液压式自动张紧器，所述液压式自动张紧器向内推压所述曲轴滑轮和所述惰轮之间的所述驱动皮带，从而维持张力。
2.根据权利要求I所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中所述机械式自动张紧器包括机械式自动张紧器安装支架，所述机械式自动张紧器安装支架安装在所述混合启动器发电机上；机械式自动张紧器臂，所述机械式自动张紧器臂的一个端部通过铰链能够旋转地连接至所述机械式自动张紧器安装支架；机械式自动张紧器滑轮，所述机械式自动张紧器滑轮能够旋转地安装于所述机械式自动张紧器臂的另一个端部，并且所述机械式自动张紧器滑轮的外周界与所述驱动皮带的外周界接触，从而由所述驱动皮带进行旋转；以及弹性构件，所述弹性构件安装至所述机械式自动张紧器安装支架并且弹性地及枢转地支撑所述机械式自动张紧器臂的一个侧面，从而使得所述机械式自动张紧器滑轮从所述第二切线向内弹性地推压所述驱动皮带的外周界。
3.根据权利要求2所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中当所述混合启动器发电机滑轮旋转从而启动所述发动机时，所述机械式自动张紧器滑轮的旋转中心从所述第二切线向内移动，从而使得包裹在所述混合启动器发电机滑轮上的所述驱动皮带的包角增大。
4.根据权利要求2所述的混合发动机的驱动皮带系统，进一步包括水泵滑轮，所述水泵滑轮从所述第二切线向内布置在所述曲轴滑轮和所述机械式自动张紧器滑轮之间，所述水泵滑轮的外周界与所述驱动皮带的外周界接触，从而由所述驱动皮带进行旋转。
5.根据权利要求4所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中所述机械式自动张紧器滑轮布置在所述水泵滑轮和所述混合启动器发电机滑轮之间。
6.根据权利要求I所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中所述液压式自动张紧器包括液压式自动张紧器安装支架，所述液压式自动张紧器安装支架安装在链罩上；液压式自动张紧器臂，所述液压式自动张紧器臂的一个端部通过铰链枢转地连接至所述链罩；液压式自动张紧器滑轮，所述液压式自动张紧器滑轮能够旋转地安装至所述液压式自动张紧器臂的另一个端部，并且所述液压式自动张紧器滑轮的外周界与所述驱动皮带的外周界接触，从而由所述驱动皮带进行旋转；以及液压单元，所述液压单元支撑所述液压式自动张紧器臂的一个侧面，从而向内推压所述驱动皮带的外周界。
7.根据权利要求6所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中所述液压式自动张紧器滑轮布置在所述惰轮和所述曲轴滑轮之间。
8.根据权利要求6所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中当所述混合启动器发电机滑轮接收来自所述发动机的扭矩以产生电力时，所述液压式自动张紧器滑轮的旋转中心向内移动，从而使得包裹在所述曲轴上的所述驱动皮带的包角增大。
9.根据权利要求6所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中所述液压单元包括弹性构件，所述弹性构件向着所述驱动皮带弹性地支撑所述液压式自动张紧器臂；以及液压单元本体，所述液压单元本体枢转地支撑所述液压式自动张紧器臂。
10.根据权利要求1所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中在预定条件下，所述混合启动器发电机使得所述曲轴的旋转速度与其驱动电机的旋转速度同步。
11.根据权利要求1所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中包裹在所述混合启动器发电机滑轮上的所述驱动皮带的包角大于大约180度。
12.根据权利要求1所述的混合发动机的驱动皮带系统，其中包裹在所述曲轴滑轮上的所述驱动皮带的包角大于大约180度。
全文摘要
一种混合发动机的驱动皮带系统，可以包括曲轴滑轮，曲轴滑轮可以布置为由发动机进行旋转；混合启动器发电机(HSG)滑轮，混合启动器发电机滑轮可以布置为远离曲轴滑轮一定距离，并且可以联接至HSG并且由HSG进行旋转，HSG选择性地启动发动机并且产生电力；惰轮，惰轮可以能够旋转地布置于从穿过曲轴滑轮和HSG滑轮的第一切线向外一定距离的位置；驱动皮带，曲轴滑轮、HSG滑轮和惰轮可以由驱动皮带的内周界所包裹；机械式自动张紧器(MAT)，机械式自动张紧器从穿过曲轴滑轮和HSG滑轮的第二切线向内推压曲轴滑轮和HSG滑轮之间的驱动皮带，以维持驱动皮带的张力；以及液压式自动张紧器，液压式自动张紧器向内推压曲轴滑轮和惰轮之间的驱动皮带，以维持张力。
文档编号F02B67/06GK102588097SQ201110148739
公开日2012年7月18日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年1月6日
发明者李昌玟, 杨炅樽, 郑才赫 申请人:现代自动车株式会社, 盖茨韩国株式会社, 起亚自动车株式会社