皮带驱动系统和车辆的制作方法

本实用新型涉及车辆传动系统领域，并且更具体而言，涉及一种皮带驱动系统，其与设置有起动发电一体机的微型混合动力三缸汽油机一起使用，并且本实用新型还涉及一种包含上述皮带驱动系统的车辆。

背景技术：

已知的是，车辆发动机中常设置有皮带驱动系统，其目的是通过皮带将发动机的曲轴扭矩传递至发动机各个附件。在设置有起动发电一体机的微型混合动力附件皮带驱动系统中，在发电和制动能量回收模式中，曲轴皮带轮作为主动轮，皮带将曲轴扭矩传递到各个附件，所述附件例如包括起动发电一体机、空调压缩机等；在起动和电机助力模式中，起动发电一体机皮带轮作为主动轮，皮带将电机扭矩传递到曲轴皮带轮。

现有技术中已经提出了一些皮带驱动系统，但现有的皮带驱动系统通常应用于较低曲轴转速波动的汽油发动机，并且不带有具备调谐功能的曲轴皮带轮和可实现双向张紧的机械式自动张紧器，难以满足高曲轴转速波动的三缸汽油机对附件皮带驱动系统的要求。此外，现有技术的皮带驱动系统还可能存在产生噪音和皮带安装困难等问题。

因此，所期望的是提供一种新的皮带驱动系统，其能够解决现有技术的皮带驱动系统中存在的问题。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种皮带驱动系统，其具有简单且紧凑的布置，以便能够在设置有起动发电一体机的微型混合动力三缸汽油发动机中使用，并且能够有效地降低皮带传动打滑率和噪音，并可靠地实现微型混合动力附件皮带驱动系统所具备的发电、起动、助力和能量回收等工作模式。本实用新型的另一个目的在于提供包含上述皮带驱动系统的车辆。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

一种皮带驱动系统，其包括：

第一皮带轮、第二皮带轮和第三皮带轮；

皮带，其构造为将第一皮带轮、第二皮带轮和第三皮带轮连接成轮系；以及

其中，还包括：

机械张紧器，其包括第一机械张紧轮和第二机械张紧轮，其中，第一机械张紧轮设置在第二皮带轮和第三皮带轮之间，且第二机械张紧轮设置在第一皮带轮和第三皮带轮之间，并且第一机械张紧轮和第二机械张紧轮构造为使皮带选择性地张紧。

上述皮带驱动系统，其中，第一皮带轮为包括带有调谐元件的曲轴皮带轮；第二皮带轮为空调压缩机的皮带轮；并且第三皮带轮为起动发电一体机的皮带轮。

上述皮带驱动系统，其中，皮带为带有6到7个楔的多楔皮带。

上述皮带驱动系统，其中，机械张紧器还包括弹簧，并且第一机械张紧轮和第二机械张紧轮与弹簧相关联。

上述皮带驱动系统，其中，皮带驱动系统构造为具有第一模式，其中，起动发电一体机进行发电或制动能量回收，并且第一机械张紧轮在第二皮带轮和第三皮带轮之间抵压皮带。

上述皮带驱动系统，其中，皮带驱动系统构造为具有第二模式，其中，起动发电一体机进行起动或助力输出，并且第二机械张紧轮在第一皮带轮和第三皮带轮之间抵压皮带。

上述皮带驱动系统，其中，弹簧构造为提供第一扭矩，并且与皮带向第一皮带轮和第二皮带轮施加的第二扭矩保持平衡。

上述皮带驱动系统，其中，机械张紧器还包括阻尼机构，以便消耗皮带的张力变化所产生的能量。

上述皮带驱动系统，其中，第一皮带轮包括协调元件，其中，协调元件为两个协调弹簧，它们构造为在曲轴发生转速波动时协调第一皮带轮的转速和曲轴的转速。

一种车辆，其中，其包括上述皮带驱动系统。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的皮带驱动系统具有结构紧凑、皮带张力低、制造成本低、安装方便等优点，并且能够降低皮带打滑和抖动的噪音风险。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本实用新型范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本实用新型的一个实施例的皮带驱动系统的第一状态的示意性图示。

图2是图1所示实施例的第二状态的示意性图示。

图3是图1所示实施例的第三状态的示意性图示。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本实用新型的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本实用新型的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本实用新型的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。

如图1所示，本实用新型公开了一种皮带驱动系统，其包括：第一皮带轮1、第二皮带轮2和第三皮带轮3；皮带5，其构造为将第一皮带轮1、第二皮带轮2和第三皮带轮3连接成轮系；以及机械张紧器4，其包括第一机械张紧轮4a和第二机械张紧轮4b，其中，第一机械张紧轮4a设置在第二皮带轮2和第三皮带轮3之间，且第二机械张紧轮4b设置在第一皮带轮1和第三皮带轮3之间，并且第一机械张紧轮4a和第二机械张紧轮4b构造为使皮带5选择性地张紧。

如图所示，皮带5可划分为位于第一皮带轮1和第二皮带轮2之间的第一段5a、位于第二皮带轮2和第三皮带轮3之间的第二段5b以及位于第以皮带轮1和第三皮带轮3之间的第三段5c。第一机械张紧轮4a在第二皮带轮2和第三皮带轮3之间选择性地抵压第二段5b，并且第二机械张紧轮4b在第一皮带轮1和第三皮带轮3之间选择性地抵压第三段5c。

在本实用新型的一个优选实施例中，第一皮带轮1为包括带有调谐元件的曲轴皮带轮；第二皮带轮2为空调压缩机的皮带轮；并且第三皮带轮3为起动发电一体机的皮带轮。

其中，带有调谐元件的曲轴皮带轮可应用于具有高的曲轴转速波动的三缸汽油发动机。三缸汽油发动机通常设置有三个气缸，且/或设置有涡轮增压器，且/或设置有平衡轴，且/或设置有缸内直喷系统。当三缸汽油发动机的曲轴转速典型地在750r/min到1200r/min的之间变化，并且波动的范围为58%到30%。

可选地，第一皮带轮1包括协调元件，例如常规橡胶阻尼扭转减振器、两段起调谐作用的弹簧及其辅助部件等。可选地，调谐弹簧为弧形弹簧，并且其两端分别卡在曲轴皮带轮内圈联接法兰和外圈皮带轮上，它们构造为在曲轴发生转速波动时协调第一皮带轮的转速和曲轴的转速。可选地，所述带有调谐元件的曲轴皮带轮直径范围为145mm至165mm。

在发生高的曲轴转速波动时，调谐弧形弹簧能够调谐曲轴皮带轮转速和对应的曲轴转速，从而将空调压缩机和起动发电一体机传递到曲轴皮带轮上的转动惯量因素与发动机曲轴的高的转速波动隔离开，从而将皮带驱动系统的第一共振频率有效地降低到发动机怠速转速以下。由于调谐弹簧可以有效隔离大部分输入到各被驱动附件皮带轮的转速波动，故可有效地解决高的曲轴转速波动所导致的皮带驱动系统打滑和皮带抖动的噪音风险。

此外，起动发电一体机的皮带轮可应用于设置有起动发电一体机的微型混合动力系统。起动发电一体机可以实现发电、起动、助力和制动能量回收等四种工作模式。

可选地，皮带5可为带有6到7个楔的多楔皮带。皮带5的基体橡胶材料可为三元乙丙橡胶，橡胶内部混炼了增强其可靠性的纤维。内部传动线绳为高模量聚酯线绳或者加粗型芳纶线绳。

在本实用新型的皮带驱动系统中，第一机械张紧轮4a和第二机械张紧轮4b可由钢或塑料制成，并且采用三颗或更多的螺栓来固定。机械张紧器4也可固定在起动发电一体机本体或其他部件上。

图2和图3示出了皮带驱动系统的不同的工作模式，其中，本实用新型的皮带驱动系统具有第一模式和第二模式。在第一模式中，起动发电一体机进行发电或制动能量回收，并且第一机械张紧轮4a在第二皮带轮2和第三皮带轮3之间抵压皮带5，以提供合适的张力，使得皮带5的第二段5b张紧。在第二模式中，起动发电一体机进行起动或助力输出，并且第二机械张紧轮4b在第一皮带轮1和第三皮带轮3之间抵压皮带5，以提供合适的张力，使得皮带5的第三段5c张紧。合适的张力范围是从300N至380N。当皮带驱动系统在第一模式和第二模式之间转换时，机械张紧器4的两个皮带轮可以围绕它们的圆心转动，并且转动方向由皮带5的第二段5b和第三段5c上的张力水平决定。当机械张紧器4的两个皮带轮转动时，第三轮3两侧的皮带5的第二段5b和第三段5c的松紧程度随之发生转换

可选地，皮带驱动系统中还可设置有弹簧4d，弹簧4d构造为提供第一扭矩，并且与皮带5向第一皮带轮4a和第二皮带轮4b施加的第二扭矩保持平衡。并且可选地，弹簧4d与第一机械张紧轮4a和第二机械张紧轮4b相关联。

可选地，机械张紧器4还包括阻尼机构4c，以便消耗皮带5的张力变化所产生的能量。优选地，合适的阻尼范围为20%至45%

第三带轮3的跨球直径范围可选地为58mm至67mm。由于第一带轮1能够有效降低传递到起动发电一体机的转速波动，因此第三带轮3可为由普通钢制成。

由于采用了可实现双向张紧的机械张紧器和带调谐元件的曲轴皮带轮，本实用新型的皮带驱动系统可以有效隔离大部分输入到各被驱动附件皮带轮的转速波动，同时将发动机附件皮带驱动系统的第一共振频率降低到发动机怠速以下，从而使得本实用新型的皮带驱动系统能够应用在设置有起动发电一体机的微型混合动力三缸汽油机上，并且使得皮带设计张力保持在300N至380N范围内，有效地降低皮带张力。

根据本实用新型的公开内容，本领域技术人员可容易地获得包含本实用新型的皮带驱动系统的车辆。

本说明书参考附图来公开本实用新型，并且还使本领域中的技术人员能够实施本实用新型，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的方法。本实用新型的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本实用新型请求保护的技术方案所确定的保护范围内。