专利名称：带有超越皮带轮的柴油机轮系传动装置的制作方法
技术领域：
本发明属于内燃机结构，具体涉及一种采用超越皮带轮施用于柴油发动机轮系 传动的装置。
背景技术：
内燃机的曲轴系统在气体压力和惯性力形成的力矩作用下，将在垂直平面内产生 绕轴线的扭转振动，这种扭转振动传递到所有的发动机附件上，发动机附件随着点火与压 缩被反复加速和减速。发动机频繁的速度变化，将对皮带传动系统非常不利。主要表现在 1)要求皮带轮系有很高的张紧力；2)整机达不到预期的NVH性能(NVH 噪声、振动等)；3) 皮带抖动、产生裂纹，更换周期缩短。与此同时水泵、发电机等旋转部件具有较大的质量，也 就具有较大的惯性扭矩，其中发电机的惯性扭矩最高。功率越大，惯性扭矩也越高，并且电 机的传动比较高，较高的惯性扭矩超越了皮带驱动的能限。有效缓解皮带传动系统过度疲 劳的问题是提出本发明之目的。
发明内容
本发明的目的是，提供一种采用超越皮带轮代换发电机传统皮带轮传动轮系的装置。以下结合附图对本发明的原理与结构进行说明传统柴油机皮带传动轮系一般由 减振器皮带轮、惰轮、水泵皮带轮、发电机皮带轮、张紧轮以及传动皮带构成，本发明将与发 电机输出轴相连接的皮带轮作为传动轮系的主动轮，作为一种重要的改进是，是将发电机 皮带轮改换为超越皮带轮。超越皮带轮具有皮带盘、外圈框架、内圈框架、接触式密封、离 合滚子、向心滚针轴承、密封垫圈、保护盖、轴套、保持架(如图1)。具体组成及结构为由减 振器皮带轮、惰轮、水泵皮带轮、超越皮带轮、传动皮带、张紧轮组成柴油机轮系传动系统。 其中超越皮带轮由皮带盘、内外圈框架、接触式密封、向心滚针轴承、密封垫圈以及轴套组 成。内、外圈框架置于皮带盘与轴套之间，皮带盘与内圈框架一侧的端面装有接触式密封， 内外圈框架所构成的空间内设有离合滚子、保持架及弹簧。传统柴油机皮带传动轮系在发 动机减速期间由于惯性扭矩和发动机的燃烧特性，皮带会存在抖动，而超越皮带轮的内圈 框架设有减振组件，可以消除这种抖动。其结构及原理是，内圈框架设有放置保持架的弧 形凹槽和放置离合滚子的勾形凹槽，保持架和离合滚子分别镶卧在弧形凹槽和勾形凹槽中 (如图3)。发动机工作时，轮系传动皮带驱动超越皮带轮的外圈框架，外圈框架是主动圈， 内圈框架是从动圈。离合滚子被弹簧及保持架固定在内、外圈框架之间，使内、外圈框架形 成一个刚体，外圈带动内圈一起旋转。当发动机减速时，外圈框架随之减速，由于惯性作用， 内圈框架还要继续运动，但是此时内圈框架内离合滚子需要克服弹簧的预紧力向勾槽内移 动，离合滚子进入沟槽后，使得内圈框架与外圈框架脱开，外圈框架与内圈框架依靠滚针轴 承进行相对运动，使得超越皮带轮产生空转。所以在发动机减速时超越皮带轮将产生一定 程度的反转，可以消除传动皮带的抖动，同时还可以提高发动机传动皮带的使用寿命。通过超越皮带轮与发电机轴直接连接，将发电机质量从扭转振动中解除，使传动皮带只能单向 驱动发电机，从而在发动机加速和减速过程中避免皮带过度滑动、晃动；与此同时减小了皮 带张紧器的运动范围，也减小了皮带张紧力水平。
图1是柴油发动机轮系传动系统的结构示意图。图2是本发明超越皮带轮结构及原理图。图3是本发明中离合滚子单元结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图并通过实施例对本发明的结构原理作进一步的说明。但本发明所涵 盖的内容并不限于下述实施例。带有超越皮带轮的柴油机轮系传动装置的技术方案是这样实现的由减振器皮带 轮1、惰轮2、水泵皮带轮3、超越皮带轮4、传动皮带5、张紧轮6组成柴油机轮系传动系统 (如图1)。其中超越皮带轮4由皮带盘7、外圈框架8、内圈框架10、接触式密封11、向心滚 针轴承12、密封垫圈13、保护盖14和轴套16组成。外圈框架8和内圈框架10置于皮带盘 7与轴套16之间，皮带盘7与内圈框架10 —侧的端面装有接触式密封11。外圈框架8与 内圈框架10所构成的空间内设有离合滚子9、保持架17及弹簧18，保持架17的两端设有 向心滚针轴承12。轴套16外端加工有键槽15以备与发电机输出轴连接。皮带盘7与轴 套16 —侧的端面装有密封垫圈13，皮带盘7的外端装有保护盖14。超越皮带轮4与发电 机轴直连(如图2)。离合滚子9及弹簧18组装在保持架17内，保持架侧面设有沟槽；离合 滚子设有小圆孔，弹簧的两端分别卡入保持架的沟槽和离合滚子的小圆孔内。内圈框架10 设有放置保持架的弧形凹槽19和放置离合滚子的勾形凹槽20，保持架17和离合滚子9分 别镶卧在弧形凹槽19和勾形凹槽20中(如图3)。向心滚针轴承主要用于承受径向载荷，内、外圈框架同圆心组装于皮带盘与轴套 之间，内、外圈框架内设有19个离合滚子。内、外圈框架的直径分别为^mm和37mm或可根 据需要进行选择；离合滚子的直径为3. 5mm ；内圈框架与轴套为过盈配合；外圈框架与皮带 盘为过盈配合。超越皮带轮轴套与发电机的连接螺纹尺寸是M16X1. 5mm。超越皮带轮的轴 套直径根据发电机输出轴的规格进行匹配，本实施例超越皮带轮外径为Φ65。安装超越皮 带轮时，从超越皮带轮的内端(图2中的右端)以85N.m的扭矩将超越皮带轮与发电机输出 轴紧固，超越皮带轮装配到指定位置后，将固定键键入轴套的键槽，装上保护盖。
本发明在CY4102AZL柴油机(东风朝阳柴油机公司)实施。测试结果表明，采用传统皮 带轮轮系，其皮带张紧力为18(Γ1000Ν，张紧器位移为2 8mm，皮带使用寿命为20000km，张 紧力及位移随转速变化较大。采用带有超越皮带轮的传动轮系，其皮带张紧力为20(Γ750Ν， 张紧器位移为2 3mm，皮带使用寿命为40000km，张紧力及位移随转速变化而变得较小。本发明的特点及有益效果是，采用超越皮带轮代换传统方案中的发电机皮带轮， 具有以下优点(1)减少了发电机对皮带驱动系统的影响，可以匹配更大惯性扭矩的发电 机；(2 )消弱了传动皮带振动，减少了皮带张紧力，延长了寿命；(3 )减少了张紧器张紧力和 位移量，延长了张紧器寿命；(4)延长了整个传动皮带驱动系统的寿命，改善了 NVH性能。通过使用证明超越皮带轮系统结构运行可靠，具有广泛的实用性和经济性。
权利要求
1.带有超越皮带轮的柴油机轮系传动装置，具有减振器皮带轮、惰轮、水泵皮带轮、传 动皮带、张紧轮、皮带盘、外圈框架、内圈框架、接触式密封、离合滚子、向心滚针轴承、密封 垫圈、保护盖、轴套、保持架以及弹簧，其特征是由减振器皮带轮(1)、惰轮(2)、水泵皮带轮(3)、超越皮带轮(4)、传动皮带(5)、张紧轮(6)组成柴油机轮系传动系统，其中超越皮带轮(4)由皮带盘(7)、外圈框架(8)、内圈框架(10)、接触式密封(11)、向心滚针轴承(12)、密封 垫圈(13)、保护盖(14)和轴套(16)组成，外圈框架(8)和内圈框架(10)置于皮带盘(7)与 轴套(16)之间，皮带盘(7)与内圈框架(10)—侧的端面装有接触式密封(11)，外圈框架(8) 与内圈框架(10)所构成的空间内设有离合滚子(9)、保持架(17)及弹簧(18)，保持架(17) 的两端设有向心滚针轴承(12)，轴套(16)外端加工有键槽(15)，皮带盘(7)与轴套(16) — 侧的端面装有密封垫圈(13)，皮带盘(7)的外端装有保护盖(14)，超越皮带轮(4)与发电机 轴直连。
2.按照权利要求1所述的带有超越皮带轮的柴油机轮系传动装置，其特征是所述离合 滚子(9)及弹簧(18)组装在保持架(17)内，保持架侧面设有沟槽；离合滚子设有小圆孔，弹 簧的两端分别卡入保持架的沟槽和离合滚子的小圆孔内，所述内圈框架(10)设有放置保持 架的弧形凹槽(19)和放置离合滚子的勾形凹槽(20)，保持架(17)和离合滚子(9)分别镶卧 在弧形凹槽(19)和勾形凹槽(20)中。
全文摘要
本发明公开了一种带有超越皮带轮的柴油机轮系传动装置，作为改进将发电机皮带轮改换为超越皮带轮。超越皮带轮的组成结构是由减振器皮带轮、惰轮、水泵皮带轮、超越皮带轮、传动皮带、张紧轮组成柴油机轮系传动系统。其中超越皮带轮由皮带盘、内外圈框架、接触式密封、向心滚针轴承、密封垫圈以及轴套组成。内、外圈框架置于皮带盘与轴套之间，皮带盘与内圈框架一侧的端面装有接触式密封，内外圈框架所构成的空间内设有离合滚子及弹簧。通过超越皮带轮去掉皮带与发电机轴之间的连接，将发电机质量从扭转振动中解除，使传动皮带只能单向驱动发电机，从而在发动机加速和减速过程中避免皮带过度滑动、晃动，减少了发电机对皮带驱动系统的影响。
文档编号F16H55/36GK102086805SQ20111003153
公开日2011年6月8日 申请日期2011年1月29日 优先权日2011年1月29日
发明者刘向东, 张俊波, 张宏辉, 张永胜, 张海涛, 朱志昊, 李洋, 胡志强 申请人:东风朝阳柴油机有限责任公司