[发明专利]一种具有双向调节功能的张紧轮及发动机前端轮系

说明书

本发明提供一种具备双向调节功能的张紧装置，包括张紧轮、张紧轮本体、惰轮和摆臂。在张紧轮本体上有弧形轨道，摆臂在张紧轮本体的弧形轨道中运动，摆臂两端装配固定张紧轮和惰轮。张紧装置位于发电机带轮外侧，由张紧轮和惰轮分别压在发电机皮带进入段和发电机皮带输出段上，即将发电机带轮围在中间，张紧轮本体的弧形轨道是以发电机带轮为中心的圆弧，摆臂可以绕发电机中心弧形摆动。本发明通过摆臂在张紧轮本体中滑动达到调整惰轮和带轮包角的目的，在张紧轮提供压力F恒定的情况下，能够适应发电机两边皮带张力大小，避免前端轮系皮带张力出现0张力的情况。

技术领域

本发明属于汽车发动机零部件，应用于具有皮带起停功能(BSG)的前端轮系系统中，具体涉及发动机张紧装置。

背景技术

发动机张紧轮主要应用在发动机前端轮系中，可以自动张紧前端轮系皮带，补偿轮系公差和皮带延伸率，在发动机运行过程中能够部分吸收曲轴皮带轮传递出的振动。它是汽车重要的零部件，其耐久性直接关系到水泵、压缩机、发电机等零件的正常工作以及发动机NVH的表现。

如图1、图2所示，现有技术发动机张紧轮主要由杯体1、杯体1内部弹簧组件、张紧轮螺栓2、张紧臂3、带轮4构成。其中张紧轮弹簧组件提供一个弹簧扭矩，通过张紧臂3、带轮4对前端轮系皮带14形成一个压力，使前端轮系皮带14具备一定的张力，满足皮带传动需求。当前端轮系皮带14长度变化或者曲轴振动的时候，张紧臂3可以自动摆动使整个轮系在动态运动过程中具备相对恒定张紧力。

随着国家油耗要求越来越严格，油耗是否满足决定车辆是否可以继续销售，所以降低整车油耗成为各个主机厂的首要任务。48V皮带起停系统(BSG)能够降低油耗10％以上，在中国是各个主机厂的重点研究技术，但是其通过前端轮系皮带带动的发电机同时具备发电机和驱动电机的功能。48V皮带起停系统(BSG)前端轮系相对于传统皮带传动具有如下特点：

①前端轮系皮带传递的扭矩大，发电机最大扭矩达到50N.m；

②前端轮系功率传递是双向的——功率既可以从发动机传递到发电机，也可以由发电机传递到发动机。

③前端轮系能实现的功能更多更复杂。

基于以上背景，现有技术的张紧轮应用在皮带起停轮系(BSG)中有较大缺陷，如图2所示，当发电机带轮17处于发电功能时，发电机皮带进入段19是紧边(相对于发电机皮带轮另外一侧的皮带)，发电机皮带输出段18是松边，此时发动机张紧轮为前端轮系提供的张力F是轮系系统最低张力，前端轮系系统满足运行要求。但是当发电机带轮17处于助力或者启动工况时，发电机皮带进入段19是松边(相对于发电机皮带轮另外一侧的皮带)，发电机皮带输出段18是紧边，此时发动机张紧轮提供的张力F是皮带输出段18的张力。假定电机扭矩为T17、张紧轮提供的压力为F、发电机皮带进入段19的张力为F19、发电机皮带输出段18的张力为F18、发电机半径为R、带轮4包角为γ(γ摆动幅度很小)，当发电机处于助力工况时，理论上存在如下关系：

②F19＝F*f(带轮4包角γ)；

②

根据轮系性能要求，不允许皮带存在0张力的情况，如果要保证F18≥0N，则需要发动机张紧轮提供的压力F提高到一个非常高的水平。这对前端轮系中发电机、皮带、张紧轮、水泵等零件的寿命影响是非常大的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备双向调节前端轮系张力功能的张紧轮及发动机前端轮系，能够调整不同工况下发电机皮带进入段F19和发电机皮带输出段F18张力的大小，来满足发电机在助力、发电等不同工作状态下对前端轮系的要求。

本发明的技术方案如下：

一种具备双向调节功能的张紧装置，包括张紧轮、张紧轮本体、惰轮和摆臂。

所述张紧轮本体是整个张紧轮的基体，是与外部零件连接的零件，在张紧轮本体上有弧形轨道，作为摆臂的运动轨道。