專利名稱：馬達(dá)/發(fā)電機(jī)及輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及內(nèi)燃機(jī)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，各系統(tǒng)具有一既執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)功能又執(zhí)行發(fā)電功能的整體裝置，例如有時(shí)稱作發(fā)電-起動(dòng)裝置(Gen-Star)的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)。特別是，本發(fā)明涉及用在汽車中的這種系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所述系統(tǒng)各具有一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和若干張緊裝置。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)通常使用動(dòng)力傳遞帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸輸出動(dòng)力并將它輸送給一個(gè)或多個(gè)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)輔助裝置或輔助設(shè)備。在汽車領(lǐng)域中，這些輔助設(shè)備包括動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵、水泵、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)、燃油泵和交流發(fā)電機(jī)。過去，這種發(fā)動(dòng)機(jī)使曲軸上的主動(dòng)力輸出處從發(fā)動(dòng)機(jī)后部突出，用于驅(qū)動(dòng)車輪使汽車移動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng)連接到其上。輔助設(shè)備由連接到曲軸前部的滑輪驅(qū)動(dòng)。各輔助設(shè)備備有一個(gè)滑輪。所有的滑輪通過繞在它們周圍的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)力傳遞帶機(jī)械連接。提供了一些張緊各動(dòng)力傳遞帶的方法。動(dòng)力傳遞帶、滑輪以及完成帶張緊的裝置形成輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
較早的系統(tǒng)包括多個(gè)V-帶。通常，通過手工調(diào)節(jié)并固定每條帶的至少一個(gè)輔助輪或惰輪來張緊各條帶。這些指的是鎖定中心帶驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檫@里沒有提供任何滑輪的自動(dòng)運(yùn)動(dòng)以總體上適應(yīng)帶或傳動(dòng)的變化條件。如果帶應(yīng)該拉伸或伸長(zhǎng)，那么將減小帶上的張力。另外，對(duì)于帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的正確操作，帶的張力必須被設(shè)定得足夠高以適應(yīng)最壞的情況。這種最壞的情況可能是由過高的溫度、過度的發(fā)動(dòng)機(jī)操作或輔助設(shè)備操作引起的。
目前已經(jīng)感興趣于使汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)室的容積更小。為了適應(yīng)較小的室，發(fā)動(dòng)機(jī)的各方面都變得較小，其中包括輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。至少部分地，這已經(jīng)通過減少使用的帶的數(shù)量而實(shí)現(xiàn)。由于減少了帶，而且因此從發(fā)動(dòng)機(jī)前方延伸的層的數(shù)量減少，所以從發(fā)動(dòng)機(jī)前方延伸的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的總長(zhǎng)度減小。最終，這導(dǎo)致在許多應(yīng)用中使用單條蛇形帶。蛇形帶被如此命名是因?yàn)槠湓诟骰喼車暄讯?，具有一系列的彎曲處，即向前又向后。一種v-肋狀或Micro-V形(Gates橡膠公司的一種注冊(cè)商標(biāo))帶最適于蜿蜒應(yīng)用的場(chǎng)合。
在蜿蜒應(yīng)用的情況中，對(duì)于用于帶張緊的鎖定-中心法的限制加重。因此大多數(shù)現(xiàn)代的蛇形帶驅(qū)動(dòng)包括一個(gè)自動(dòng)張緊裝置，從而可以更好地適應(yīng)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變化條件。在基本的形式中，自動(dòng)張緊裝置具有一個(gè)框架和一個(gè)滑輪，框架直接或間接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸體上，滑輪壓靠在位于帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)平面中的帶上。一個(gè)可動(dòng)元件在框架和滑輪之間延伸并被偏移以通過滑輪而在帶上提供壓力。所述壓力作用以延長(zhǎng)被拉帶周圍的距離，從而使帶處于張緊狀態(tài)。已經(jīng)采用各種技術(shù)和形狀來提供偏移力。通常，一個(gè)彈性元件如鋼質(zhì)彈簧用于迫使可動(dòng)元件進(jìn)行線性或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致滑輪沿朝向帶表面的方向運(yùn)動(dòng)，這反過來趨向于增加帶上的張力。
當(dāng)所述系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)(即滑輪沒有轉(zhuǎn)動(dòng))，僅具有這些元件的張緊裝置在帶表面上提供了稍穩(wěn)定的力。至少對(duì)于彈性元件的線性度和張緊裝置的幾何形狀的限制，通過彈性元件的作用使由時(shí)間、溫度或制造偏差引起的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的尺寸不穩(wěn)定性得到了相當(dāng)好的調(diào)節(jié)。因此當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)，盡管帶可能具有拉伸或者發(fā)動(dòng)機(jī)可能是熱的或冷的，帶上的張力仍保持相對(duì)穩(wěn)定。但是，僅具有這些元件的張緊裝置不會(huì)對(duì)于系統(tǒng)的所有操作條件都保持帶上的適當(dāng)張力。
由于曲軸或輔助設(shè)備的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)或其它角加速度的影響，不平衡條件的影響或其它影響，工作中的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常會(huì)振蕩。曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的出現(xiàn)部分是由于通過各氣缸和活塞組合的燃燒循環(huán)傳送給曲軸的特定沖量引起的。這種振蕩導(dǎo)致帶的振動(dòng)。這反過來又導(dǎo)致張緊裝置的可動(dòng)部分的振動(dòng)。然后動(dòng)量在那些可動(dòng)部分上聚積，改變滑輪施加在帶表面上的力和施加在帶上的張力。帶上的變化張力會(huì)引起不能接受的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作性能。在一種情況中，短期操作性能的問題，例如帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的帶過度滑移限制了系統(tǒng)的效率或動(dòng)力傳遞能力，或者由于滑移或其它原因引起的過度嘈雜的問題會(huì)出現(xiàn)。在另一種情況中，為了短期具有能接收的操作性能，必須施加到帶上的張力量導(dǎo)致長(zhǎng)期的問題，例如系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)元件的過早損壞，包括帶或一個(gè)或多個(gè)輔助設(shè)備。
為了調(diào)解這些問題并因此改善張緊裝置的性能，減震裝置已經(jīng)被包括在張緊裝置中。早期的減震張緊裝置已經(jīng)包括了對(duì)稱減震，其中無論瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)是沿趨向于增加帶上張力的方向還是沿趨向于減小帶上張力的方向，張緊裝置的可動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)被衰減得近似相等。在滑輪/帶交界面處，阻尼與由彈性元件提供的力結(jié)合以導(dǎo)致修正的偏置。其它張緊裝置使用了不對(duì)稱的減震。通常，這些張緊裝置被如此減震，以便當(dāng)張緊裝置沿帶張緊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)可動(dòng)部分上的阻尼最??；當(dāng)張緊裝置沿帶松弛方向運(yùn)動(dòng)時(shí)可動(dòng)部分上的阻尼最大。
不對(duì)稱減震的某些方法本質(zhì)上是被動(dòng)的?？蓜?dòng)部分的主要運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生不同的減震率。在一種方法中，閘瓦以不和皮帶槽表面垂直的角度偏靠在皮帶槽上。結(jié)果，閘瓦和皮帶槽沿一方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨向于從皮帶槽抬起閘瓦。這降低了其交界面處的壓力，降低了引起衰減的摩擦，并因此減少了衰減。另一方向趨向于將閘瓦楔入皮帶槽中并增加了衰減，如圖2中所示。在另一種方法中，如Meckstroth等人的美國(guó)專利US5439420中所述，根據(jù)張緊裝置可動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)，減震流體通過閥流經(jīng)不同的孔。當(dāng)張緊裝置沿張緊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，流體通過較大的孔或通道，給流體運(yùn)動(dòng)提供很小的阻力和提供很小的衰減。在松弛的方向上，流體通過較小的孔或通道，提供較大的阻力和較大的衰減。
另一種不對(duì)稱張緊裝置衰減的方法也是現(xiàn)有的而且被披露在‘420專利中。在‘420專利中，論述了兩個(gè)有效的非對(duì)稱實(shí)施例。一個(gè)中，電磁閥配置閘瓦。當(dāng)配置閘瓦時(shí)，張緊裝置的運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)方向上被衰減。另外，一個(gè)楔子與閘瓦配合以在張緊裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)改變配置閘瓦的元件的力。當(dāng)張緊裝置沿松弛方向運(yùn)動(dòng)時(shí)衰減增加，而且當(dāng)張緊裝置沿張緊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)衰減減小。在另一種情況中，電磁閥配置活塞，其改變流體通路并因此改變衰減。‘420專利中披露的另一種方法是使用一個(gè)電磁閥，類似于兩個(gè)有效的非對(duì)稱減震張緊裝置，包括一個(gè)在兩種操作模式之間切換張緊裝置的鎖定元件。在張緊裝置的一個(gè)模式中，張緊裝置作為自動(dòng)張緊裝置。在另一個(gè)模式中，其可動(dòng)部分被鎖定，使張緊裝置以和鎖定-中心的張緊裝置幾乎相同的方式操作。
‘420專利涉及解決由慣性力產(chǎn)生的不能接受的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)操作的問題，所述慣性力由輔助設(shè)備和惰輪快速減速時(shí)的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量引起。如此處所述，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸處產(chǎn)生突然的轉(zhuǎn)動(dòng)減速時(shí)“交流發(fā)電機(jī)的高轉(zhuǎn)動(dòng)慣性使它保持轉(zhuǎn)動(dòng)并使交流發(fā)電機(jī)沿使[所述特定驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的]帶松弛的方向拉張緊裝置…結(jié)果驅(qū)動(dòng)帶(原文為drivebelt)滑移…”。
傳統(tǒng)地，提供一個(gè)使發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)的起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因此可以開始燃燒過程而且發(fā)動(dòng)機(jī)將開始運(yùn)行。起動(dòng)電動(dòng)機(jī)位于發(fā)動(dòng)機(jī)后部附近并用于通過齒輪鏈間歇地接合曲軸的后部。
目前，通過減小汽車的重量并減少發(fā)動(dòng)機(jī)罩下元件的數(shù)量，增加壓力來降低排放和增加燃油經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)這些目標(biāo)的方法包括將起動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功能和交流發(fā)電機(jī)的功能組合在一起成為一個(gè)裝置，即一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)或Gen-Star。另外對(duì)于增加燃油經(jīng)濟(jì)性的目標(biāo)，Gen-Star促進(jìn)了一種稱作“怠速停止”的特征的應(yīng)用。該特征是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容許發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，然后在希望汽車起動(dòng)時(shí)再起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。該特征實(shí)質(zhì)上增加了對(duì)輔助帶驅(qū)動(dòng)的需要。應(yīng)用中，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)通過輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與曲軸機(jī)械連接。馬達(dá)/發(fā)電機(jī)和相聯(lián)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傾向于設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)前方。但是，可以將這些系統(tǒng)設(shè)置在其它可以看到的位置，包括發(fā)動(dòng)機(jī)的后方。
Gen-Star系統(tǒng)的出現(xiàn)使動(dòng)力傳遞帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者面對(duì)新的挑戰(zhàn)。其中的一個(gè)重大挑戰(zhàn)是通過一種包括此新裝置的輔助帶驅(qū)動(dòng)開發(fā)一種具有滿意性能的張緊系統(tǒng)，這不僅提供了基本的載荷和旋轉(zhuǎn)慣性，而且將大的驅(qū)動(dòng)扭矩加到輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。另外，它在間歇的基礎(chǔ)上提供此大驅(qū)動(dòng)扭矩。
用于張緊包含馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的張緊系統(tǒng)被披露在日本專利申請(qǐng)公開JP1997000359071中。在此公開中，將一種自動(dòng)張緊裝置抵靠帶的一段設(shè)置，如果沒有張緊裝置的存在，在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)處于起動(dòng)模式中時(shí)這段將變?yōu)樽钏沙诘囊欢巍?br> 所述被披露的張緊系統(tǒng)被認(rèn)為不是最佳的。在短期內(nèi)，為了得到滿意的性能，必須犧牲長(zhǎng)期的性能，而且必須被用來得到足夠的短期性能的帶的長(zhǎng)度不是最佳的。
因此，需要一種能同時(shí)提供足夠的短期性能和足夠的長(zhǎng)期性能的張緊系統(tǒng)，需要優(yōu)化可以被用于任何給定場(chǎng)合的帶的長(zhǎng)度，以及需要降低成本和復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能改善短期性能和長(zhǎng)期性能的帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造，并且使帶的選擇最優(yōu)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種與進(jìn)一步優(yōu)化短期、長(zhǎng)期性能和帶寬度的構(gòu)造結(jié)合的非對(duì)稱張緊裝置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種包括一個(gè)與進(jìn)一步優(yōu)化短期、長(zhǎng)期性能和帶寬度的構(gòu)造結(jié)合的鎖定元件的張緊裝置。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前述和其它目的，如此處具體描述的，披露了一種包含馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種用于動(dòng)力設(shè)備(power plant)的改進(jìn)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。所述動(dòng)力設(shè)備是這樣一種類型的設(shè)備，即包括一個(gè)曲軸滑輪，一個(gè)輔助滑輪，一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪，一個(gè)第一帶張緊裝置，一個(gè)第一帶張緊輪，和一個(gè)繞在曲軸滑輪、輔助滑輪、馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪和第一帶張緊輪周圍的動(dòng)力傳遞帶。動(dòng)力傳遞帶具有由離各滑輪最近(靠近滑輪)的終點(diǎn)限定的跨段(span)。沿正常操作中帶行進(jìn)的方向，這些跨段包括開始于曲軸滑輪并結(jié)束于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪的中間跨段。中間跨段包括一個(gè)第一中間跨段和一個(gè)最后的中間跨段，前者具有離曲軸滑輪最近的曲軸終點(diǎn)，后者具有離馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪最近的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)。所述系統(tǒng)由動(dòng)力傳遞帶改進(jìn)，沿正常操作中帶行進(jìn)的方向，動(dòng)力傳遞帶還具有一個(gè)起始于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪的起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段。起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段具有離馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪最近的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)和與該終點(diǎn)相對(duì)的下游終點(diǎn)。所述系統(tǒng)具有離一個(gè)中間跨段的終點(diǎn)最近的第一張緊輪，所述終點(diǎn)不是曲軸終點(diǎn)或第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)。所述系統(tǒng)還具有離下游終點(diǎn)最近的第二張緊輪。


包含在說明書中并形成說明書一部分的附圖和說明書一起描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用以解釋本發(fā)明的原理，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
圖1表示包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖2是形成優(yōu)選的包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分的張緊裝置的詳圖。
圖3表示包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造的另一優(yōu)選實(shí)施例的示意圖。
圖4是形成另一優(yōu)選的包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分的另一張緊裝置的詳圖。
圖5是形成另一優(yōu)選的包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分的另一張緊裝置的詳圖。
圖6是控制信號(hào)路徑的方框圖。
圖7是形成另一優(yōu)選的包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一部分的另一張緊裝置的詳圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中示出了輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。它包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)12，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14，動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵滑輪18，空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)滑輪20，水泵滑輪22，曲軸滑輪24，第一張緊裝置26，第一張緊輪28，第二張緊裝置27，第二張緊輪29和動(dòng)力傳遞帶30。將使第一張緊裝置26或第二張緊裝置27看不清的動(dòng)力傳遞帶30的部分在圖中被斷開。
盡管描述了用在特定幾何形狀的設(shè)置中的特定輔助滑輪，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明適用于各種輔助設(shè)備和幾何形狀設(shè)置的組合，包括蛇形和非蛇形結(jié)構(gòu)，這取決于具體的應(yīng)用。所描述的結(jié)構(gòu)是蛇形。因此，動(dòng)力傳遞帶30通常為v-肋型。但是，本發(fā)明適用于所有類型的帶。另外，這種描述還被看作具有多條帶的輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的一個(gè)帶/滑輪平面。
標(biāo)以“帶行進(jìn)”的箭頭表示發(fā)電和起動(dòng)模式中帶正常工作期間的帶行進(jìn)方向。沿動(dòng)力傳遞帶30限定的路徑向下游運(yùn)動(dòng)就是沿和帶行進(jìn)的方向相同的方向運(yùn)動(dòng)。向上游運(yùn)動(dòng)就是沿和帶行進(jìn)的方向相反的方向運(yùn)動(dòng)。
向下游運(yùn)動(dòng)開始于曲軸滑輪24，第一中間跨段32包括起始于一個(gè)終點(diǎn)并終止于另一個(gè)終點(diǎn)的距離，前一終點(diǎn)位于曲軸滑輪24和動(dòng)力傳遞帶30之間的最后接觸點(diǎn)，后一終點(diǎn)位于張緊輪28和動(dòng)力傳遞帶30之間的第一接觸點(diǎn)。最后的中間跨段34包括起始于張緊輪28和動(dòng)力傳遞帶30之間的最后接觸點(diǎn)并終止于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14和動(dòng)力傳遞帶30之間的第一接觸點(diǎn)的距離。如果添加接觸第一中間跨段32或者最后的中間跨段34的滑輪，那么將導(dǎo)致附加的中間跨段。另外，起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段36跨過從與馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14接觸的點(diǎn)到與第二張緊輪29接觸的點(diǎn)的距離。
馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14和曲軸滑輪24處扭矩的方向根據(jù)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的操作模式反向，如各滑輪14和24處分別標(biāo)以“起動(dòng)”和“發(fā)電”的箭頭所示。在發(fā)電模式中，曲軸滑輪24供給所有的驅(qū)動(dòng)扭矩。水泵滑輪22、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)滑輪20、動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵滑輪18和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14消耗驅(qū)動(dòng)扭矩，第一張緊輪28和第二張緊輪29消耗較少的扭矩。在起動(dòng)模式中，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14供給所有的驅(qū)動(dòng)扭矩。曲軸滑輪24、水泵滑輪22、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)滑輪20和動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵滑輪18消耗驅(qū)動(dòng)扭矩，第一張緊輪28和第二張緊輪29消耗較少的扭矩。
通常不考慮操作模式，如果假定容許各滑輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，那么各跨段上的張力將相同而且處于靜態(tài)張緊。靜態(tài)張緊是趨向于延長(zhǎng)動(dòng)力傳遞帶30的、施加到動(dòng)力傳遞帶30上的力的結(jié)果，所述力經(jīng)第一張緊輪28通過第一張緊裝置26或經(jīng)第二張緊輪29通過第二張緊裝置27施加。通常，如后面詳細(xì)所述，第一張緊裝置26或第二張緊裝置27根據(jù)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的操作模式提供靜態(tài)張力。但是，如果1)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10處于非運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；或者由于結(jié)構(gòu)或者由于時(shí)間，第一和第二張緊裝置26和27的減震分別是不存在的；而且第一和第二張緊裝置26和27根據(jù)各自能夠提供的張力被合理地平衡，那么靜態(tài)張緊量將是由尋求相等張力點(diǎn)的第一和第二張緊裝置26和27提供的張力的結(jié)果。但是，當(dāng)扭矩被供給并由輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的各滑輪消耗時(shí)，例如當(dāng)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10工作時(shí)，各跨段中的張力被改變。
在傳統(tǒng)的或發(fā)電模式中，曲軸滑輪24和發(fā)電-拉緊-側(cè)跨段38供給驅(qū)動(dòng)扭矩而且為分別具有最大張力的跨段。在發(fā)電-拉緊-側(cè)跨段38的各跨段上游，由于立即經(jīng)過所述跨段的各扭矩消耗滑輪的作用而使動(dòng)力傳遞帶30上的張力降低。大多數(shù)情況中，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14具有最大的載荷。因此，當(dāng)從起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段36運(yùn)動(dòng)到最后的中間跨段34時(shí)，通常出現(xiàn)由于載荷而引起的張力上的最大差別?？傊?，這種傾向繼續(xù)到第一中間跨段32具有最小張力的點(diǎn)處，其中第一中間跨段32具有位于曲軸滑輪24處的終點(diǎn)。
在起動(dòng)模式中，對(duì)于此處所述的實(shí)施例，馬達(dá)/發(fā)電機(jī)12供給驅(qū)動(dòng)扭矩。最后的中間跨段34為具有最大張力的跨段。第一中間跨段32的張力僅通過由第一張緊輪28提供的小載荷而稍微減少。不像發(fā)電模式，曲軸滑輪24具有最大的載荷。同樣地，在第一中間跨段32和發(fā)電-拉緊-側(cè)跨段38之間具有由載荷引起的最大張力差。傳統(tǒng)地，最優(yōu)化被看作一種在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置中使各種載荷和張緊裝置的設(shè)置有一定順序的功能?？梢钥吹剑l(fā)電模式中最優(yōu)的布置基本上和起動(dòng)模式中最優(yōu)的布置不同。
在傳統(tǒng)的輔助v-肋帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，基本的設(shè)計(jì)事項(xiàng)是1)與期望被供給和消耗的扭矩有關(guān)的帶寬度(通常由肋的數(shù)量表示)和類型的選擇；2)靜態(tài)張力的選擇，以使其低于迫使系統(tǒng)的任一帶或部件在可接受范圍下降低使用壽命的點(diǎn)，并且同時(shí)使其高于不可接受的滑移開始的點(diǎn)。另外，帶寬度和類型的選擇影響帶壽命。另外，這兩個(gè)基本的設(shè)計(jì)事項(xiàng)(consideration)之間有相互關(guān)系。
從成本和復(fù)雜性的觀點(diǎn)看來，輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的一個(gè)恒定目標(biāo)是同時(shí)優(yōu)化這兩個(gè)設(shè)計(jì)事項(xiàng)。通過控制許多幾何和材料參數(shù)來實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是熟知的。這些中是基于慣性或其它扭矩的主動(dòng)和從動(dòng)滑輪的設(shè)置。
包括馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出了新的和難的限制，而且因此間接提到了實(shí)際的優(yōu)化。困難的根本在于下述事實(shí)，即供給驅(qū)動(dòng)扭矩和具有最大載荷和慣性扭矩的滑輪根據(jù)操作模式的不同而不同。另外，上述慣性扭矩載荷通常比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中遇到的大。
所述優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)計(jì)在某些用于組合模式的應(yīng)用中極大地優(yōu)化了輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10，特別是當(dāng)與第一和第二張緊裝置26和27結(jié)合時(shí)，如圖2中的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)所示。由于第一張緊裝置26的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)與第二張緊裝置27的相同，所以圖2中僅描述第一張緊裝置26。
第一張緊裝置26包括第一張緊輪28，主樞軸40，減震器樞軸42，減震器臂44，減震器閘瓦46，減震器皮帶槽48，偏壓彈簧(biasingspring)50，棘齒52，棘爪54，棘爪樞軸56，柱塞58，電磁閥60和導(dǎo)線62。第一張緊輪28、減震器皮帶槽48、棘齒52、偏壓彈簧50和主樞軸40由張緊裝置的框架64支撐。在此實(shí)施例中，偏壓彈簧50為鋼質(zhì)彈簧。其它彈性元件，包括人造橡膠元件或氣動(dòng)元件，可以被使用以提供彈性偏移力。注意到第一張緊裝置26設(shè)置在第一中間跨段32和最后的中間跨段34之間。第二張緊輪29設(shè)置在起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段36的終點(diǎn)處，與在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14處的終點(diǎn)相對(duì)。
當(dāng)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10在發(fā)電模式和起動(dòng)模式中操作時(shí)，模式傳感器66(圖6)檢測(cè)特定模式的存在。模式傳感器可以是一個(gè)單獨(dú)的電開關(guān)或繼電器，其工作時(shí)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)12接收電能以開始驅(qū)動(dòng)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10，模式傳感器還可以是汽車點(diǎn)火開關(guān)的一部分。模式傳感器66通常設(shè)置在馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的控制器中。由模式傳感器66產(chǎn)生的信號(hào)被傳給信號(hào)處理器68，其可以是各種用于處理所述信號(hào)并使它與第一和第二致動(dòng)器70和71相容。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，此信號(hào)通路的元件和相聯(lián)部件、模式傳感器66、信號(hào)處理器68以及第一和第二致動(dòng)器70和71是已知的。該優(yōu)選實(shí)施例的第一和第二致動(dòng)器70和71包括電磁閥60，其具有用于第一和第二張緊裝置26和27的柱塞58和導(dǎo)線62。盡管該優(yōu)選實(shí)施例考慮使用電信號(hào)、傳感器、處理器和致動(dòng)器，但是也可以預(yù)想機(jī)械、液壓和氣動(dòng)信號(hào)、傳感器、處理器和致動(dòng)器的使用。
當(dāng)信號(hào)被傳送到電磁閥60時(shí)，它經(jīng)導(dǎo)線62傳送。通過提升柱塞58，使棘爪54繞棘爪樞軸56轉(zhuǎn)動(dòng)到棘爪54與棘齒52嚙合的位置。當(dāng)如此配置時(shí)，第一或第二張緊輪28或29能沿張緊方向運(yùn)動(dòng)，但被限制或鎖定而不能沿松弛方向移動(dòng)。
在發(fā)電模式中，第一中間跨段32和最后的中間跨段34承載最小的張力。沒有信號(hào)被傳給第一致動(dòng)器70。因此，如所述的，棘爪54與棘齒52脫開。因此，第一張緊裝置26用于在曲軸滑輪24的下游和馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14的上游處給整個(gè)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10提供靜態(tài)張力。偏壓彈簧50偏壓第一張緊輪28。
當(dāng)動(dòng)力傳遞帶30的條件容許時(shí)，偏壓彈簧50使偏壓彈簧50跨過的距離延長(zhǎng)。接著，由張緊裝置的框架64支撐的第一張緊輪28沿順時(shí)針和圖2所示的張緊方向繞主樞軸40轉(zhuǎn)動(dòng)。偏壓彈簧50使減震器臂44將減震器閘瓦46壓靠在減震器皮帶槽48上。同時(shí)，順時(shí)針運(yùn)動(dòng)和主樞軸與減震器樞軸的幾何關(guān)系一起使減震器皮帶槽48在減震器閘瓦46下順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，引起阻尼摩擦力。阻尼摩擦力趨向于減小第一張緊輪28施加到動(dòng)力傳遞帶30上的偏置力。但是，順時(shí)針運(yùn)動(dòng)和樞軸40與42之間的關(guān)系趨向于減小閘瓦46和皮帶槽48的配合力。因此，當(dāng)?shù)谝粡埦o輪28沿張緊方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻尼摩擦力減小。
當(dāng)動(dòng)力傳遞帶30的條件迫使第一張緊輪28通過克服偏壓彈簧50提供的力而沿松弛方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)和主樞軸40與減震器樞軸42之間的關(guān)系趨向于增加閘瓦46和皮帶槽48的配合力。因此，當(dāng)張緊輪28沿松弛方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻尼摩擦力增加。所述阻尼摩擦力趨向于增加第一張緊輪28施加到動(dòng)力傳遞帶30上的偏壓力。
因此，信號(hào)被傳給到第二致動(dòng)器71。到達(dá)電磁閥60的信號(hào)是經(jīng)導(dǎo)線62傳送的。通過提升柱塞58，電磁閥60與該信號(hào)響應(yīng)，迫使棘爪54繞棘爪樞軸56旋轉(zhuǎn)并使棘爪54與棘齒52嚙合。
第二張緊裝置27用作有效的非對(duì)稱張緊裝置。當(dāng)配置有這種鎖定元件時(shí)，第二張緊輪29可以沿張緊方向運(yùn)動(dòng)，但是被限制或鎖定而不能沿松弛方向運(yùn)動(dòng)。沒有致動(dòng)器71的操作，張緊裝置27將被迫使限制其行程而且容許動(dòng)力傳遞帶30繞最短的可能距離行進(jìn)。動(dòng)力傳遞帶30通過此新路徑所花費(fèi)的時(shí)間將取決于由減震閘瓦46和減震皮帶槽48的組合所提供的阻尼摩擦的量。如果使用不同的減震結(jié)構(gòu)，如下所述，那么所述時(shí)間將取決于由所用結(jié)構(gòu)提供的阻尼級(jí)別(level)。
但是，棘爪54與棘齒52的嚙合保持第二張緊裝置27，這反過來將動(dòng)力傳遞帶30限制到一條路徑，它就在輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10設(shè)置在發(fā)電模式之前通過該路徑。因此，當(dāng)切換模式時(shí)，輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10上的張力基本上不會(huì)減小。當(dāng)在發(fā)電模式下操作時(shí)，這種結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱減震有利于優(yōu)化輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10。
當(dāng)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10在起動(dòng)模式下操作時(shí)，模式傳感器66(圖6)檢測(cè)起動(dòng)模式的存在。信號(hào)被傳給第一致動(dòng)器70，但不被傳給第二致動(dòng)器71。當(dāng)這樣構(gòu)造時(shí)，第一張緊輪28可以沿張緊方向運(yùn)動(dòng)，但是被限制或鎖定而不能沿松弛方向運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)在第二張緊裝置27以和發(fā)電模式中第一張緊裝置26的上述方式相同的方式工作。
如上所述，當(dāng)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10處于起動(dòng)模式時(shí)，最后的中間跨段34成為具有最大張力的跨段。起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段36變成具有最小張力的跨段。沒有致動(dòng)器70的操作，張緊裝置26將被迫使限制其行程而且容許動(dòng)力傳遞帶30繞最短的可能距離行進(jìn)。動(dòng)力傳遞帶30通過此新路徑所花費(fèi)的時(shí)間將取決于由減震閘瓦46和減震皮帶槽48的組合所提供的阻尼摩擦的量。如果使用不同的減震結(jié)構(gòu)，如下所述，那么所述時(shí)間將取決于由所用結(jié)構(gòu)提供的阻尼級(jí)別。
但是，棘爪54與棘齒52的嚙合保持第一張緊裝置26，這反過來將動(dòng)力傳遞帶30限制到一條路徑，它就在輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10設(shè)置在起動(dòng)模式之前通過該路徑。因此，當(dāng)切換模式時(shí)，輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10上的張力基本上不會(huì)減小。重要地，這容許通過偏壓彈簧50的彈簧剛度(spring rate)和張緊裝置26的整體幾何形狀選擇靜態(tài)張力，它比迄今能得到的結(jié)構(gòu)所容許的張力低得多，而不會(huì)使短期性能不適當(dāng)。
當(dāng)從起動(dòng)到發(fā)電切換模式時(shí)，使致動(dòng)器70不活動(dòng)，并致動(dòng)致動(dòng)器71。這容許第一張緊裝置26的棘爪54從棘齒54脫開，并且容許第二張緊裝置27的棘爪54與棘齒54嚙合，還容許第一張緊裝置26和第二張緊裝置27回到上述發(fā)電模式。
第一和第二致動(dòng)器70和71的致動(dòng)可以嚴(yán)格地基于模式傳感器66的輸入或者基于信號(hào)處理器68中的其它參數(shù)。例如，時(shí)間延遲可以被加入信號(hào)處理器68的操作中，以便在模式傳感器66顯示模式已經(jīng)被切換后，第一或第二致動(dòng)器70或71保持活動(dòng)一段時(shí)間。另外，不管什么時(shí)候模式傳感器66發(fā)出模式切換的信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在一段時(shí)間后使第一致動(dòng)器70或第二致動(dòng)器71停止活動(dòng)是有利的。另外，模式傳感器66能夠檢測(cè)發(fā)電機(jī)r.p.m(轉(zhuǎn)速)，發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力，曲軸滑輪24上的扭矩或馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪14上的扭矩，用以確定模式切換。
圖3示出了另一種優(yōu)選實(shí)施例。除第一和第二替換張緊裝置126和127之外，該實(shí)施例和前一實(shí)施例相同，包括第一和第二安裝板128和129，第一和第二減震組件130和131，第一和第二主樞軸140和141，以及第一和第二可動(dòng)元件164和165。第一和第二主樞軸140和141被軸向地移動(dòng)。但是，第一和第二主樞軸140和141也可以共軸。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，根據(jù)哪個(gè)朝前，第一和第二張緊可動(dòng)元件164和165將被反向，以容許第一和第二張緊輪28和29保持在所述帶平面上。
第一和第二減震組件130和131具有相同的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。因此，在圖4中僅詳細(xì)地示出了第一減震組件130。減震組件130包括氣缸132，活塞134，旁通管136，磁性線圈138，連桿142，連接銷144，主體146和導(dǎo)線162。氣缸132和旁通管136充滿流變流體133。在此實(shí)施例中，流變流體133本質(zhì)上是磁流變(magnetorheological)的。
第一和第二張緊裝置126和127具有分別使第一和第二可動(dòng)元件164和165沿張緊方向(逆時(shí)針)偏移的彈性元件(未示出)。此彈性元件可以包括扭簧、盤簧或許多扭矩產(chǎn)生元件中的一種。另外，它們能包括由線性彈性元件致動(dòng)的杠桿臂，用以產(chǎn)生扭矩。第一可動(dòng)元件164繞第一主樞軸140的運(yùn)動(dòng)與連桿142機(jī)械相關(guān)。連桿142的運(yùn)動(dòng)使活塞134在氣缸132內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這迫使流變流體133通過旁通管136從活塞134一側(cè)的氣缸132轉(zhuǎn)移到活塞134另一側(cè)的氣缸132。這使流變流體133經(jīng)過磁性線圈138的磁心。通過導(dǎo)線162激勵(lì)磁性線圈138而在流變流體133上施加磁場(chǎng)，并因此提高磁流變流體133的粘度。
當(dāng)磁性線圈138未被激勵(lì)時(shí)，流變流體133以相對(duì)自由的方式經(jīng)過旁通管136。因此張緊裝置126的運(yùn)動(dòng)與阻尼無關(guān)。但是，當(dāng)線圈138被激勵(lì)時(shí)，流變流體133粘度增加的結(jié)果使流變流體133通過旁通管136受到限制。在施加在流變流體133上的磁場(chǎng)強(qiáng)度和導(dǎo)致的粘度之間具有直接關(guān)系。取決于為旁通管136所選擇的尺寸和形狀，阻尼可以被增加到實(shí)際鎖定第一或第二張緊裝置126或127的值。
圖6所示的信號(hào)路徑也適用于該實(shí)施例。該實(shí)施例容許在如何、何時(shí)和什么程度的阻尼將施加到第一和第二張緊裝置126和127上具有額外的靈活性。模式傳感器66和信號(hào)處理器68內(nèi)邏輯控制的選擇容許精細(xì)地調(diào)節(jié)第一和第二張緊裝置126和127的阻尼。例如，輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10一切換，阻尼就可以被選擇處于非常高的級(jí)別，但比需要鎖定第一或第二張緊裝置126或127的阻尼小。因此第一或第二張緊裝置126或127將被容許與由松弛方向上的輕微松懈而引起的模式變化響應(yīng)。然后在一短的時(shí)間后，對(duì)于輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10處于特定模式的時(shí)期，阻尼可以被增加到將第一或第二張緊裝置126或127鎖定在新的位置。另外，模式傳感器66可以監(jiān)測(cè)第一和第二張緊裝置126和127的活動(dòng)或位置。該信息可以被信號(hào)處理器68處理，以智能地衰減或鎖定第一和第二張緊裝置126和127，以調(diào)節(jié)輔助帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)10的振蕩或振動(dòng)，或者模仿前述優(yōu)選實(shí)施例的棘輪效應(yīng)。
流變流體133本質(zhì)可以是電流變(electrorheological)的。在這種情況中，靜電板(未示出)代替磁性線圈138。基本的操作和關(guān)系保持相同。另外，通過分別在第一或第二可動(dòng)元件164或165上添加齒52并以靜止方式添加其余部分，所述第一優(yōu)選實(shí)施例的棘輪效應(yīng)(ratcheting)設(shè)置中包括的棘齒52、棘爪54、柱塞58、電磁閥60和導(dǎo)線62可以被包含在第一或第二張緊裝置126或127中。
圖5描述了減震組件130的另一個(gè)實(shí)施例。此處，液壓流體156代替流變流體133。因此，沒有磁性線圈138、旁通管136和導(dǎo)線162。在此實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝换虻诙埦o裝置126或127沿張緊方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓流體156被迫使從氣缸132的下部進(jìn)入主通道154，經(jīng)過止回球148并進(jìn)入氣缸132的上部。由于主通道154較大，所以沿張緊方向提供了很小的阻尼。當(dāng)?shù)谝换虻诙埦o裝置126或127沿松弛方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓流體156被迫使從氣缸132的上部進(jìn)入次通道150，進(jìn)入主通道154的下部，然后進(jìn)入氣缸132的下部。次通道150比較小。因此，真正的阻尼出現(xiàn)在第一或第二張緊裝置126或127的操作方向上。示出的控制活塞152基本上是回退的。如果包括一個(gè)致動(dòng)器，類似于圖2中所述的，那么控制活塞152可以選擇地前進(jìn)或回退。上面的描述假定控制活塞152是全面回退的。如果控制活塞152全面前進(jìn)，那么第一或第二張緊裝置126或127仍能沿張緊方向運(yùn)動(dòng)，具有最小的阻尼。但是，次通道150被隔斷，使第一或第二張緊裝置126或127被鎖定而不能沿松弛方向運(yùn)動(dòng)。該實(shí)施例沿松弛方向具有和圖4中所示實(shí)施例的相同的減震靈活性。
另外一個(gè)類似于圖2中的實(shí)施例的實(shí)施例也是可以預(yù)見的。棘齒52和相配合的棘爪54的齒可以各自被一種直齒形式代替，例如相對(duì)的鋸齒結(jié)構(gòu)。然后在張緊和松弛方向上鎖定第一或第二張緊裝置26或27。棘齒變成無效的。另外，所有這些齒可以被相應(yīng)的制動(dòng)表面代替。這容許由第一或第二張緊裝置26或27提供對(duì)減震的控制，而不給鎖定點(diǎn)帶來阻尼。
某些應(yīng)用還可以裝有不具有有效減震或鎖定的張緊裝置，例如圖7中所示的第一或第二張緊裝置26或27。使用包括減震組件130的圖3所示的第一和第二張緊裝置126和127是另一個(gè)例子，其中控制活塞152的位置被固定。也可以使用其它各種非對(duì)稱減震張緊裝置，例如所謂的Zed型。第一和第二張緊裝置26和27是相對(duì)平衡的。
如上所述，在發(fā)電模式中，起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段36具有基本上比最后的中間跨段34和第一中間跨段32的張力大的張力。在起動(dòng)模式中，這種關(guān)系被反過來。當(dāng)系統(tǒng)的模式從起動(dòng)切換到發(fā)電使第二張緊裝置27被迫使向帶松弛方向運(yùn)動(dòng)，或者逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。第一張緊裝置26被同時(shí)容許沿其帶張緊方向運(yùn)動(dòng)，或順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)的速度由第二張緊裝置27中的阻尼量限制。這種運(yùn)動(dòng)繼續(xù)直到第二張緊裝置27到達(dá)其行程極限。
所述極限可以由到達(dá)其機(jī)械極限的張緊裝置框架64建立。該極限還可以通過選擇第二張緊輪29行進(jìn)的工作圓弧來建立，因此中點(diǎn)位于逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)從帶松弛到帶張緊切換的地方。一旦第二張緊裝置27到達(dá)其行程極限，第一張緊裝置26將提供靜態(tài)張力。當(dāng)從發(fā)電模式切換到起動(dòng)模式或者從停止切換到起動(dòng)模式時(shí)，上述的反面是正確的。在此結(jié)構(gòu)中，第一或第二張緊裝置226或227將僅在另一張緊裝置到達(dá)其行程極限后提供必需的靜態(tài)張力。所述的所有實(shí)施例包括某些形式的反向阻力，無論是主動(dòng)的、被動(dòng)的、減震、鎖定或棘齒嚙合，任何時(shí)候動(dòng)力傳遞帶30都迫使張緊裝置26、27、126或127沿帶松弛方向運(yùn)動(dòng)。
上述實(shí)施例中描述的本發(fā)明完成了長(zhǎng)期和短期性能的重要優(yōu)化，而且同時(shí)基本上使成本和復(fù)雜性最小。
本發(fā)明的前述和解釋性實(shí)施例已經(jīng)在附圖中示出而且通過變型和替換實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述。但是，應(yīng)該理解，本發(fā)明的前述說明僅是示例性的，而且本發(fā)明的范圍僅由基于現(xiàn)有技術(shù)所要求的權(quán)利要求限定。而且，此處描述的本發(fā)明可以在缺少任何未在此處特定披露的元件的情況下應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種用于動(dòng)力設(shè)備的改進(jìn)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，所述動(dòng)力設(shè)備是這樣一種類型的設(shè)備包括一個(gè)曲軸滑輪，一個(gè)輔助滑輪，一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪，一個(gè)第一帶張緊裝置，一個(gè)第一帶張緊輪，和一個(gè)繞在所述曲軸滑輪、所述輔助滑輪、所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪和所述第一帶張緊輪周圍的動(dòng)力傳遞帶，所述動(dòng)力傳遞帶具有由離各滑輪最近的終點(diǎn)限定的跨段，沿正常操作中帶行進(jìn)的方向，這些跨段包括開始于所述曲軸滑輪并結(jié)束于所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪的中間跨段，所述中間跨段具有終端并包括一個(gè)第一中間跨段和一個(gè)最后的中間跨段，所述第一中間跨段具有離所述曲軸滑輪最近的曲軸終點(diǎn)，所述最后的中間跨段具有離所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪最近的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)，其改進(jìn)在于沿正常操作中帶行進(jìn)的方向，所述動(dòng)力傳遞帶還具有一個(gè)起始于所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪的起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段，所述起動(dòng)-松弛-側(cè)跨段具有離所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪最近的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)和與該第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)相對(duì)的下游終點(diǎn)，所述系統(tǒng)具有離一個(gè)中間跨段的終點(diǎn)最近的所述第一張緊輪，所述一個(gè)中間跨段的終點(diǎn)不是所述曲軸終點(diǎn)或所述第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)，而且所述系統(tǒng)還具有第二張緊裝置，該第二張緊裝置的第二張緊輪與所述動(dòng)力傳遞帶接觸但不靠近所述中間跨段的終點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，還包括所述第二張緊輪離所述下游終點(diǎn)最近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，還包括所述第一張緊輪離所述第一中間跨段的第二下游終點(diǎn)最近，該第二下游終點(diǎn)與所述曲軸終點(diǎn)相對(duì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，還包括所述第一張緊裝置非對(duì)稱地沿趨向于使所述動(dòng)力傳遞帶處于張緊狀態(tài)的方向非對(duì)稱地偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，還包括所述第二張緊裝置非對(duì)稱地沿趨向于使所述動(dòng)力傳遞帶處于張緊狀態(tài)的方向非對(duì)稱地偏移。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)，還包括所述第一張緊裝置和所述第二張緊裝置各自沿趨向于使所述動(dòng)力傳遞帶處于張緊狀態(tài)的相應(yīng)方向非對(duì)稱地偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改進(jìn)，其中當(dāng)施加在所述第一張緊裝置和所述第一張緊輪上的外力比必需用來克服所述彈簧剛度的偏移力小，而且因此趨向于使所述第一張緊輪沿增加帶張力的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述非對(duì)稱偏移的偏移級(jí)別不超過由彈簧剛度偏移所提供的級(jí)別，而且當(dāng)施加在所述第一張緊裝置和所述第一張緊輪上的外力比必需用來克服所述彈簧剛度的偏移力大，而且因此趨向于使所述第一張緊輪沿減小帶張力的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述非對(duì)稱偏移為由彈簧剛度偏移力和反向阻力引起的偏移。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其中所述反向阻力由與所述第一張緊裝置沿減小帶張力的方向上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的阻尼因素引起。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其中所述反向阻力由與所述第一張緊裝置沿減小帶張力的方向上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的鎖定因素引起。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的改進(jìn)，其中與和所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪機(jī)械連接的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的操作模式響應(yīng)，所述反向阻力被間歇地施加。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)，還包括所述間歇反向阻力的施加為當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在馬達(dá)模式下操作時(shí)，所述第一張緊裝置沿減小帶張力的方向被控制到第一阻尼級(jí)，當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下操作時(shí)，所述第一張緊裝置沿減小帶張力的方向被控制到第二阻尼級(jí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)，還包括所述間歇反向阻力的施加為當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在馬達(dá)模式下操作時(shí)，所述第一張緊裝置被鎖定沿減小帶張力方向的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下操作時(shí)，所述第一張緊裝置不被鎖定沿減小帶張力方向的運(yùn)動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)，還包括所述間歇反向阻力的施加與源于所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)操作模式的控制輸入信號(hào)響應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改進(jìn)，其中所述控制輸出信號(hào)是一種電脈沖。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)，其中當(dāng)施加在所述第二張緊裝置和所述第二張緊輪上的外力比必需用來克服所述彈簧剛度的偏移力小，而且因此趨向于使所述第二張緊輪沿增加帶張力的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述非對(duì)稱偏移的偏移級(jí)別不超過由彈簧剛度偏移所提供的級(jí)別，而且當(dāng)施加在所述第二張緊裝置和所述第二張緊輪上的外力比必需用來克服所述彈簧剛度的偏移力大，而且因此趨向于使所述第二張緊輪沿減小帶張力的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述非對(duì)稱偏移為由彈簧剛度偏移力和反向阻力引起的偏移。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進(jìn)，其中所述反向阻力由與所述第二張緊裝置沿減小帶張力的方向上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的阻尼因素引起。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進(jìn)，其中所述反向阻力由與所述第二張緊裝置沿減小帶張力的方向上的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)的鎖定因素引起。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進(jìn)，其中與和所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪機(jī)械連接的馬達(dá)/發(fā)電機(jī)的操作模式響應(yīng)，所述反向阻力被間歇地施加。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的改進(jìn)，還包括所述間歇反向阻力的施加為當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在馬達(dá)模式下操作時(shí)，所述第二張緊裝置沿減小帶張力的方向被控制到第一阻尼級(jí)，當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下操作時(shí)，所述第二張緊裝置沿減小帶張力的方向被控制到第二阻尼級(jí)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的改進(jìn)，還包括所述間歇反向阻力的施加為當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在馬達(dá)模式下操作時(shí)，所述第二張緊裝置被鎖定沿減小帶張力方向的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述馬達(dá)/發(fā)電機(jī)在發(fā)電機(jī)模式下操作時(shí)，所述第二張緊裝置不被鎖定沿減小帶張力方向的運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于動(dòng)力設(shè)備的改進(jìn)帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和方法。所述動(dòng)力設(shè)備是這樣一種類型的設(shè)備，即包括一個(gè)曲軸滑輪(24)，一個(gè)輔助滑輪(18，20，22)，一個(gè)馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪(14)，一個(gè)第一帶張緊裝置(26)，一個(gè)第一帶張緊輪(28)，和一個(gè)繞在曲軸滑輪、輔助滑輪、馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪和第一帶張緊輪周圍的動(dòng)力傳遞帶(30)。動(dòng)力傳遞帶具有由離各滑輪最近的終點(diǎn)限定的跨段。沿正常操作中帶行進(jìn)的方向，這些跨段包括開始于曲軸滑輪并結(jié)束于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪的中間跨段。中間跨段包括一個(gè)第一中間跨段和一個(gè)最后的中間跨段，前者具有離曲軸滑輪最近的曲軸終點(diǎn)，后者具有離馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪最近的第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)。所述系統(tǒng)由動(dòng)力傳遞帶改進(jìn)，沿正常操作中帶行進(jìn)的方向，動(dòng)力傳遞帶還具有一個(gè)起始于馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪的起動(dòng)－松弛－側(cè)跨段。起動(dòng)－松弛－側(cè)跨段具有離馬達(dá)/發(fā)電機(jī)滑輪最近的第二馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)和與該終點(diǎn)相對(duì)的下游終點(diǎn)。所述系統(tǒng)具有離一個(gè)中間跨段的終點(diǎn)最近的第一張緊輪，所述終點(diǎn)不是曲軸終點(diǎn)或第一馬達(dá)/發(fā)電機(jī)終點(diǎn)。所述系統(tǒng)還具有離下游終點(diǎn)最近的第二張緊輪(29)。
文檔編號(hào)F16H7/12GK1484741SQ01816773
公開日2004年3月24日 申請(qǐng)日期2001年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月3日
發(fā)明者劉克銘, 奧特倫巴, 耶日·奧特倫巴 申請(qǐng)人:蓋茨公司