一种发动机及其前端轮系机构的制作方法

本实用新型涉及发动机制造技术领域，特别涉及一种前端轮系机构，实用新型还涉及具有上述前端轮系机构的一种发动机。

背景技术：

随着人们对车辆乘坐舒适性的要求越来越高，使得车辆对发动机的发电量需求也越来越大。

轻型客车的承载人数虽然相对较多，但其设备安装空间相对于较小。适用于轻型客车的轻型发动机上，其前端轮系机构如图1所示，包括：与曲轴连接的曲轴皮带轮01，与发电机(发电机为轻型发动机的部分组成结构)连接的发电机皮带轮02，与空调压缩机(空调压缩机同样为轻型发动机的部分组成结构)连接的压缩机皮带轮03，以及连接水泵和风扇04(水泵和风扇04也为轻型发动机的部分组成结构)的水泵皮带轮05，其中曲轴皮带轮01通过第一三角带06与发电机皮带轮02和压缩机皮带轮03连接，曲轴皮带轮01通过第二三角带07与水泵皮带轮05连接，从而使曲轴皮带轮01通过第一三角带06带动发电机皮带轮02和压缩机皮带轮03转动，通过第二三角带07带动水泵皮带轮05转动，进而实现轻型发动机上曲轴、发电机、空调压缩机和水泵的配合工作。

上述结构的前端轮系中，空调压缩机是通过第一三角带06与发电机共同被曲轴带动工作的，此种设置方式，不仅会因三角带使得轻型发动机的工作可靠性差、振动噪音大，而且也因为与发电机共同驱动，限制了空调压缩机功率的增大，严重影响了轻型发动机的工作性能。

另外，随着轻型客车用电量的增大，需要使发电机的发电量提高，但是要想发电机的发电量提高，就需要增大发电机的整体体积，导致发动机的横向尺寸(水平方向上的尺寸)增大，无法较好的匹配轻型客车狭小的安装空间，使得发动机的整体适配性降低。而且，随着发电机体积大的增大，其内部线圈增多、工艺复杂性增大，导致其发生故障的几率也增大，从而影响了轻型发动机的整体工作可靠性。

此外，上述结构中，水泵和风扇是直接连接的，风扇始终都随同水泵同步转动，不仅使得风扇对水泵的冲击较大，而且轻型发动机冷启动时风扇也进行全功率冷却，对轻型发动机的性能和可靠性都不利，同时还不节能。

因此，如何进一步提高轻型发动机的工作性能，已经成为目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种前端轮系机构，其能够进一步提高轻型发动机的工作性能，本实用新型还提供了具有上述前端轮系机构的一种发动机。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种前端轮系机构，包括曲轴皮带轮、发电机皮带轮、压缩机皮带轮和水泵皮带轮，其中，所述曲轴皮带轮、所述发电机皮带轮和所述水泵皮带轮通过第一皮带实现动力连接，所述曲轴皮带轮和所述压缩机皮带轮通过第二皮带实现动力连接。

优选的，上述前端轮系机构中，还包括设置在所述水泵皮带轮和所述发电机皮带轮之间，向靠近所述曲轴皮带轮的方向挤压所述第一皮带的惰轮。

优选的，上述前端轮系机构中，还包括设置在所述发电机皮带轮和所述曲轴皮带轮之间，向靠近所述水泵皮带轮的方向挤压所述第一皮带的自动张紧轮。

优选的，上述前端轮系机构中，所述第一皮带为多楔带。

优选的，上述前端轮系机构中，还包括向远离所述水泵皮带轮的方向挤压所述第二皮带的空调张紧轮。

优选的，上述前端轮系机构中，所述第二皮带为三角带。

一种发动机，包括发电机、水泵、风扇和前端轮系机构，其特征在于，所述前端轮系机构为上述任意一项所述的前端轮系机构。

优选的，上述发动机中，所述发电机为多个，并沿竖直方向排布，每个所述发电机上均设置有所述发电机皮带轮，并均与所述第一皮带连接。

优选的，上述发动机中，所述水泵上设置有所述水泵皮带轮和连接法兰，所述连接法兰通过风扇离合器和所述风扇连接。

本实用新型提供的前端轮系机构，包括曲轴皮带轮、发电机皮带轮、压缩机皮带轮和水泵皮带轮，其改进之处在于，上述皮带轮中，曲轴皮带轮、发电机皮带轮和水泵皮带轮通过第一皮带实现动力连接，而压缩机皮带轮则通过第二皮带与曲轴皮带轮实现动力连接。通过上述改进，使得压缩机皮带轮由曲轴皮带轮单独驱动，而不再与发电机皮带轮被共同带动工作，实现了空调压缩机的单独驱动，从而令空调压缩机的功率不再受到发电机的影响而能够最大限度的增大，令发动机的工作性能得到了显著的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中前端轮系机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的前端轮系机构的结构示意图；

图3为水泵、水泵皮带轮、连接法兰、风扇离合器和风扇配合的结构示意图。

在图1-图3中：

01-曲轴皮带轮，02-发电机皮带轮，03-压缩机皮带轮，04-风扇，05-水泵皮带轮，06-第一三角带，07-第二三角带；

1-曲轴皮带轮，2-发电机皮带轮，3-压缩机皮带轮，4-水泵皮带轮，5-第一皮带，6-第二皮带，7-惰轮，8-自动张紧轮，9-空调张紧轮，10-发电机，11-水泵，12-风扇，13-连接法兰，14-风扇离合器，15-空调压缩机。

具体实施方式

本实用新型提供了一种前端轮系机构，其能够进一步提高轻型发动机的工作性能。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2和图3所示，本实用新型实施例提供的前端轮系机构中，同样包括曲轴皮带轮1、发电机皮带轮2、压缩机皮带轮3和水泵皮带轮4，但其与现有前端轮系机构的不同之处在于，改变发电机10和空调压缩机15的设置位置，并使前端轮系机构包括两个与原有不同的传动结构，其中一个传动结构中，曲轴皮带轮1作为主动轮，通过第一皮带5同时带动发电机皮带轮2和水泵皮带轮4进行转动，进而实现曲轴、发电机10和水泵11的配合工作。另一个传动结构中，曲轴皮带轮1同样作为主动轮，其通过第二皮带6仅带动压缩机皮带轮3进行工作。

通过上述改进，使得压缩机皮带轮3由曲轴皮带轮1单独驱动，而不再与发电机皮带轮2被共同带动工作，从而令空调压缩机15的功率不再受到发电机10的影响而能够最大限度的增大，令发动机的工作性能得到了显著的提升。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的前端轮系机构中，还包括设置在水泵皮带轮4和发电机皮带轮2之间，向靠近曲轴皮带轮1的方向挤压第一皮带5的惰轮7，如图2所示。本实施例中，由于水泵皮带轮4和发电机皮带轮2相对分布位置的原因，仅使第一皮带5绕在水泵皮带轮4和发电机皮带轮2上，而避开压缩机皮带轮3，会使第一皮带5在水泵皮带轮4和发电机皮带轮2上的包角减小，从而给动力传输造成一定影响，所以为了使动力传输的更加充分、可靠，优选增设向靠近曲轴皮带轮1的方向挤压第一皮带5的惰轮7，使得第一皮带5在缠绕水泵皮带轮4和发电机皮带轮2的同时，也转向缠绕在惰轮7上，如图2所示，从而增大第一皮带5在水泵皮带轮4和发电机皮带轮2上的包角，以最大程度的提高发动机的工作性能。

如图2所示，本实施例提供的前端轮系机构中，还包括设置在发电机皮带轮2和曲轴皮带轮1之间，向靠近水泵皮带轮4的方向挤压第一皮带5的自动张紧轮8，如图2所示。本实施例中，为了进一步提高发动机的工作性能，避免第一皮带5发生跳槽，还增设自动张紧轮8，此自动张紧轮8能够给第一皮带5施加涨紧力，从而自动涨紧皮带，提高前端轮系机构的工作可靠性。

优选的，第一皮带5为多楔带，如图2所示。相对于三角带，多楔带的传动可靠性更高，并且振动噪音小，能够进一步提高车辆的乘坐舒适性，所以将其作为优选方案。

进一步的，本实施例中还包括向远离水泵皮带轮4的方向挤压第二皮带6的空调张紧轮9，如图2所示。此空调张紧轮9的作用和自动张紧轮8的作用相同，同样是提供涨紧力，防止第二皮带6跳槽，以保证轮系正常运行。

具体的，第二皮带6优选为三角带，如图2所示。本实施例中，在空调压缩机15单独搭载的基础之上，还选使用三角带对其进行传动，不仅可以增大空调压缩机15的功率，而且能够减小发动机的整体振动，提高整车舒适性。此外，还优选三角带为以相同方式设置的多条(优选为两条，如图2所示)，以进一步的提高传动可靠性。

基于上述的前端轮系机构，本实施例还提供了一种发动机，其包括发电机10、水泵11、风扇12和前端轮系机构，该前端轮系机构即为上述的前端轮系机构。

优选的，发电机10设置为多个，并沿竖直方向排布，每个发电机10上均设置有发电机皮带轮2，并均与第一皮带5连接，如图2所示。本实施例中，增大发电量的方式，不再使用增大发电机体积的方式，而是使用双并联发电机结构，即设置两个原体积的发电机10，通过增加发电机10的数量来提高整车(或者说整个发动机)的发电量，以防止车辆电池的馈电，同时使两个发电机10并联，可以发电互补，发电机可靠性比设置单个发电机可靠性更高。另外，在车辆所需发电量较低时，可以仅仅通过更换(长度更小的)多楔带，并取消竖直方向上位于上方的发电机10，即可实现单发电机10的设置结构，并且单发电机和双发电机的壳体结构能够彼此互换，从而提高了整车的适配性。

上述设置两个发电机10的方案能够成立，是因为发动机放在整车上的高度限制较小，宽度限制较大，一个大发电机的直径较大，两个小发电机10的直径小，可以上下安装，从而能够提高适配性。

本实施例中，优选水泵11上设置有水泵皮带轮4和连接法兰13，连接法兰13通过风扇离合器14和风扇12连接，如图3所示。风扇12安装在风扇离合器14上，通过连接法兰13和水泵皮带轮4再同轴安装在水泵11上。工作时，连接法兰13、水泵皮带轮4和风扇离合器14一直随水泵11一起运转，但是风扇离合器14会根据发动机水温调节风扇12的转速，当水温低时，使风扇12的转速也低，以在保证发动机正常工作的前提下实现节能目的；当水温高时，令风扇12的转速提高，以增强冷却效果，降低发动机水温，使发动机运转在最适宜的水温环境中。具体的是，在发动机水温较低时，发动机水箱不需要风扇12散热，此时风扇离合器14处于分离状态，风扇12靠摩擦自由旋转；当发动机水温较高时，风扇离合器14的温控开关控制风扇离合器14接合，此时风扇12跟随发动机全速旋转，使发动机在理想水温下运转。本实施例中，通过设置风扇离合器14，可以减小风扇12运转对水泵11的冲击，提高水泵11的可靠性并减小其振动，同时风扇离合器14可以根据发动机的水温而调节转速，以实现降低油耗的目的，实现节能减排。

由于本实施例提供的发动机采用了上述前端轮系机构，所以该发动机由前端轮系机构带来的其他有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，发动机及其前端轮系机构的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。