[实用新型]反向旋转的双皮带装置

说明书

本实用新型是有关一种应用于内燃机之辅机驱动系统的反向旋转的双皮带装置。

请参阅图1，习见内燃机组设有二平衡轴61、62，二平衡轴61、62末端设有传动轮63，传动轮63上乃藉链条64、链条张力器65及惰齿轮66构成传动机构，其中之平衡轴62末端并设有轴向并列的双皮带轮67，皮带轮67上所使用的辅机皮带是由曲轴直接驱动，其“旋转方向相同”，两条皮带之皮带轮组“非共一平面”，而是呈前后轴向排列。

存在于内燃机中各种辅机转子(包括皮带轮本身)之不平衡量(imbalance)于转动时，所产生之合成不平衡力，对机件及整个皮带系统将造成不良影响，且无法满足未来高静音、低振动之要求。

请参阅图2，兹以图2A、2B、2C分别为不平衡量相位差0°、90°及180°之同向转子转动示图。图2D、2E、2F分别为不平衡量相位差0°、90°及180°之反向转子转动示图，可知以下几点：

(a)同向旋转者，仅不平衡量之相位差大于90°时，才有相互消减效果。由于转子自重(weight)之影响，不平衡量均将趋向重力方向，吾人亦无法于装配时控制此相位差范围大于90°，故不平衡相互消减机会也较小。

(b)反向旋转者，除不平衡量之相位差为90°外，均有相互消减效果。

(c)图中采用相同直径之皮带轮做说明，其转速比＝1，但实际上会出现各种可能之转速比，又此为周期性运动，故不平衡量之相位差将在0°至360°间反覆变化。无论如何，反向旋转之不平衡量均有相减效果，而同向旋转者，仅-90°至90°之间有相减效果。

请参图3A、3B所示为两同向旋转之转子(包括曲轴转子31和辅机转子32)，r1与r2为转子半径，m1与m2为不平衡量，f1与f2为转动不平衡力，θ1与θ2为旋转角度，α为m1与m2之相位差，则

f1＝f1(cosθ1)+f1(sinθ1)i

＝f1x+f1yi

f2＝f2(cos(θ2+α)+f2(sin(θ2+α))i

＝f2x+f2yi

θ1/θ2＝r2/r1

图4A表示同向旋转，X方向不平衡力f1x与f2x对曲轴旋转角度θ1之相对关系。

图4B表示同向旋转，Y方向不平衡力f1y与f2y对曲轴旋转角度θ1之相对关系。

图3C、3D所示为两反向旋转之转子，则

f1＝f1(cosθ1)+f1(sinθ1)i

＝f1x+f1yi

f2’＝f2’(cos(-θ2-α))+f2’(sin(-θ2-α))i

＝f2x’+f2y’i

θ1/θ2＝r2/r1

图4C表示反向旋转，X方向不平衡力f1x与f2x’对曲轴旋转角度θ1之相对关系轨迹图。

图4D表示反向旋转，Y方向不平衡力f1y与f2y’对曲轴旋转角度θ1之相对关系。

考虑对曲轴转子之合成不平衡力，则

同向旋转者：

fx＝f1x+f2x

fy＝f1y+f2y

反向旋转者：

fx’＝f1x+f2x’＝f1x+f2x

fy’＝f1y+f2y’＝f1y-f2y

图5A表示同向旋转，曲轴运动之轨迹(假设系统之X、Y方向刚性相同)。

图5B表示反向旋转，曲轴运动之轨迹(假设系统之X、Y方向刚性相同)。

【注：图5A与图5B之最大、最小位移量相同(假设系统各方向之刚

性皆相同)，但运动轨迹不同。】

由以上说明可知，同向旋转之皮带系统确实会产生较大的振动量，会产生共振。

而且，如第1图所示之同“轴同”皮带轮布置亦会占据较大的空间。

又，存在于内燃机中各种辅机转子(包括皮带轮本身)之不平衡量(imbalance)于转动时，所产生之合成不平衡力，对机件及整个皮带系统将造成不良影响，且无法满足未来高静音、低振动之要求。

有鉴于此，本发明人乃针对该些缺点研究改进之道，终于有本发明的产生。

因此，本实用新型的目的在于提供一种反向旋转的双皮带装置，其两辅机系统是由两条“反向”驱动皮带带动，可消减整体转动之不平衡力、避免共振产生，以降低机体之振动、噪音和延长元件使用寿命，进而改善车辆乘坐舒适性。

本实用新型的技术方案是：