本申請是PCT申請PCT/CA2013/001085和PCT/CA2013/001040的部分繼續申請,所述兩個PCT申請的公開內容以全文形式通過參引合并到本文中。
技術領域
本公開涉及用于環狀驅動構件的張緊器,并且具體地涉及操作成使由例如發動機和馬達/發電機組的兩個單獨的動力裝置接合的環狀驅動構件張緊的張緊器。
背景技術:
對于交通工具的發動機而言,利用包括帶的附件傳動系統來驅動多個附件是常見的。在一些交通工具中,設置有動力裝置,如馬達/發電機組(MGU),該動力裝置能夠用于許多用途,例如,當發動機暫時關閉同時交通工具停止一段短的時間(比如在紅燈處)時,經由帶來驅動一個或更多個附件。另一用途是用作MGU用來通過帶起動發動機的帶發電機起動(BAS)驅動系統的一部分。另一用途是在需要時(如在車輛加速困難時)向發動機提供額外的動力。在這些情況下,通常需要專用的張緊裝置來確保不管帶是由MGU驅動還是由發動機驅動,帶都處于適當大小的張力下。然而在許多情況下,這些張緊裝置不是最佳的并且導致該系統中的不同帶輪上的帶張力和轂載荷相對較高,從而對燃料經濟性和部件壽命產生負面影響。
理想的是提供一種至少部分地解決上述問題和其他問題中的一個或更多個問題的張緊系統。
技術實現要素:
一方面,提供了一種用于使與動力裝置的軸上的旋轉驅動構件接合的環狀驅動構件張緊的張緊器。該張緊器包括基部、環形件、張緊器臂以及第一張緊器帶輪和第二張緊器帶輪,其中,基部能夠安裝至動力裝置;環形件以與動力裝置的軸成圍繞關系的方式由基部以可旋轉的方式支承,并且環形件能夠繞環形件軸線旋轉;張緊器臂樞轉地安裝至環形件以繞臂樞軸軸線樞轉運動。第一張緊器帶輪以可旋轉的方式安裝至張緊器臂。張緊器臂被朝向環狀驅動構件的在旋轉驅動構件的一側的第一跨度部偏置。第二張緊器帶輪以可旋轉的方式至少間接地安裝至環形件,并且第二張緊器帶輪被朝向環狀驅動構件的在旋轉驅動構件的另一側的第二跨度部偏置。環形件能夠響應于第一張緊器帶輪和第二張緊器帶輪中的由與環狀驅動構件的第一跨度部和第二跨度部的接合產生的轂載荷而旋轉。
附圖說明
通過參照附圖本公開的上述及其他方面將更容易理解,在附圖中:
圖1是包括根據本公開的實施方式的張緊器的發動機的側視圖;
圖2和圖3是圖1中示出的張緊器的立體圖;
圖4和圖5是圖2中示出的張緊器的變型的分解立體圖;
圖6是圖2中示出的張緊器的變型的截面立體圖;
圖7是圖6中示出的張緊器的分解立體圖;
圖8是圖2中示出的張緊器的一部分的截面立體圖;
圖9是圖2中示出的張緊器的結合了不同阻尼結構的變型的分解立體圖;
圖10是圖9中示出的張緊器的截面側視圖;
圖11是圖9中示出的張緊器的另一截面側視圖;
圖12是圖2中示出的張緊器的另一變型的立體圖;
圖13至圖17是圖2中示出的張緊器的其他變型的立體圖;
圖18至圖20是圖2中示出的張緊器在不同操作狀態下的示意圖;
圖21和圖22是由環狀驅動構件連接的并且結合了圖2中示出的張緊器的不同的發動機和附件布局的示意圖;
圖23和圖24是圖2中示出的張緊器在相對于安裝了張緊器的動力裝置的不同位置中的示意圖;
圖25是根據本公開的另一實施方式的張緊器的分解圖;
圖26是圖25中示出的張緊器的截面正視圖;
圖27是圖25中示出的張緊器的一部分的分解截面正視圖;
圖28是張緊器的在圖27中示出的部分的未分解截面正視圖;
圖29是示出了圖25中示出的張緊器上的力的發動機布局;
圖30是類似于圖26但示出了作用在支承張緊器的環形件的襯套上的力的截面正視圖;
圖31是示出了作用在支承來自圖25中示出的張緊器的張緊器臂的襯套上的力的另一截面正視圖;以及
圖32是示出了作用在圖25中示出的張緊器的另一部分上的力的另一截面正視圖。
具體實施方式
參照圖1,其示出了交通工具(未示出)的發動機913的曲軸910。應當指出的是,為了說明的目的,發動機913被示為簡單的矩形。應當理解的是,發動機913可以具有任何適當的形狀,并且可以是任何適當類型的發動機,如火花點火發動機或柴油發動機。交通工具可以是任何適當的交通工具,如汽車、卡車、貨車、小型貨車、公共汽車、運動型多功能車、軍用交通工具、船或任何其他適當的交通工具。
曲軸910上具有曲軸帶輪912。曲軸帶輪912經由帶914驅動一個或更多個交通工具附件。為了方便,本文中使用術語“帶”,然而為了權利要求和為了本公開的范圍,應當理解的是,帶914可以替代性地為任何其他類型的適當的環狀驅動構件。還應當指出的是,在環狀驅動構件為帶的情況下,其可以為任何適當類型的帶,如平帶、V形帶、多楔V形帶、正時帶或任何其他適當類型的帶。為了方便,類似地使用術語“帶輪”,并且可以代替地使用任何其他適當的旋轉驅動構件,如鏈輪。
附件可以包括例如MGU 916、空調壓縮機918、水泵920、動力轉向泵921和/或任何其他適當的附件。該系統還包括多個惰輪925,所述多個惰輪925定位成提供繞附件中的一些附件的帶輪的選定的帶纏繞量。
從動附件中的每個從動附件均具有軸和帶輪,帶輪能夠經由離合器而與軸連接及斷開連接。例如,MGU軸、離合器和帶輪分別以950、952和954示出。在另一示例中,空調壓縮機軸、離合器和帶輪分別以956、958和960示出。使附件中的每個附件離合允許每個附件在不需要時斷開連接而帶914自身仍由曲軸910驅動。
在一些交通工具如一些混合動力交通工具中,發動機913在某些情況下(如在車輛停在紅燈處時)可以暫時停止,并且當車輛該移動時,發動機913可以重新起動。在這些情況下,MGU 916在發動機913運轉時能夠操作成發電機以產生用于存儲在車輛電池(未示出)中的電力。在一些實施方式中,MGU 916操作成電動馬達以經由帶914來驅動曲軸912,從而使發動機913能夠經由帶914而被起動(即,帶-發電機起動(BAS)驅動系統)。
MGU 916可以代替地為可以用來驅動附件或起動發動機913的某一其他類型的動力裝置,如電動馬達、液壓馬達或者氣動馬達。因為MGU或者其他動力裝置916為用于驅動帶914的補充裝置,而發動機913為用于驅動帶914的主要動力裝置,所以MGU或者其他動力裝置916通常可以被稱為補充動力裝置。此外,在一些實施方式中,發動機913可以代替地為某一其他類型的動力裝置,如電動馬達。補充動力裝置替代或除了用來在發動機913關閉時起動發動機913和/或驅動附件外,還可以用來經由帶914向發動機913提供動力助推(如為交通工具提供突然加速)。
在帶914中提供張力是有益的,因為這減少了帶914與從動附件帶輪之間、帶914與MGU 916之間以及帶914與曲軸910之間可能發生的滑動的量。在圖1中,曲軸910的旋轉方向以DIR1示出。當發動機913驅動帶914并且MGU 916用作發電機時,應該理解的是,在以914a示出的在后的帶跨度部上存在相對較高的張力,并且在以914b示出的在前的帶跨度部上存在相對較低的張力,其中,術語“在后的”和“在前的”在此上下文中是相對于曲軸帶輪912而言的。通常,帶張力沿跨度部914a與跨度部914b之間的帶路線在每個帶跨度部上逐漸減小。相比之下,當MGU 916驅動帶914并且發動機913關閉時,以914c(相對于MGU 916在后的)示出的在后的帶跨度部具有最高的帶張力,并且在前的帶跨度部914d(相對于MGU916在前的)具有最低的帶張力。因而可以觀察到跨度部914c和跨度部914d中的帶張力在交通工具處于兩種不同模式下(即,在MGU 916為帶914唯一的驅動件的第二模式下相比于在發動機913為帶914唯一的驅動件的第一模式下)運行的期間會發生顯著變化。張緊器已被建議用于一些交通工具,在這些交通工具中,張緊器具有兩個臂,所述兩個臂固定地連接至彼此以形成V形,其中,每一個臂均具有帶輪,并且其中,該V形樞轉地安裝至基部,基部固定地安裝至發動機的在帶的包含區域內的區域。帶輪接合帶的兩個不同的跨度部(例如,在例如MGU的附件的任一側的跨度部)。由于帶輪的構型,不管MGU是作為發電機而被驅動還是操作成馬達,這種張緊器都能夠保持這兩個跨度部中的張力以使得帶張力保持在最需要帶張力的跨度部中。
然而,這種張緊器會是體積龐大的,并且在上述區域中不總是存在足夠的空間來定位這種張緊器。
根據本發明的實施方式,設置有用于使環狀驅動構件614張緊的軌道張緊器10,該環狀驅動構件與動力裝置916的軸950上的旋轉驅動構件954接合。參照圖2和圖3,張緊器10包括基部12、環形件14、張緊器臂16、第一張緊器帶輪18和第二張緊器帶輪20。
基部12可以由鋁或某一其他強度適當的材料制成,并且能夠固定地安裝至MGU 916。在圖2中示出的示例中,基部12包括多個緊固件孔口22,這些緊固件孔口22接納用于將基部12安裝至MGU 916的殼體的緊固件24(圖1)。
環形件14同樣可以由鋁或另一適當的材料制成,并且環形件14以與動力裝置916的軸950成圍繞關系的方式由基部12以可旋轉的方式支承,環形件14能夠繞在圖1和圖2中以AR示出的環形件軸線旋轉。如圖1中所示,環形件軸線AR可以與MGU軸950的旋轉軸線同軸,該MGU軸950的旋轉軸線以AS示出。
圖4和圖5示出了張緊器10的分解圖。應當指出的是,圖4和圖5中示出的基部12為圖2和圖3中示出的基部的較小變型,主要區別為安裝孔口22的分布不同。參照圖4和圖5,設置有第一環形件襯套26和第二環形件襯套28。環形件襯套26和環形件襯套28可以構造成向環形件14施加任何所需量的摩擦力以為環形件14在基部12上的運動提供任何所需量的阻尼。環形件襯套26和環形件襯套28在被有意地用于對環形件14的運動施加選定量的阻尼時可以被稱為第一環形件阻尼構件26和第二環形件阻尼構件28。對襯套26和襯套28而言適合的構造材料可以是例如聚酰胺4.6或聚酰胺6.6或某一其他適合的聚合物材料。
在示出的實施方式中,設置有夾緊構件30并且夾緊構件30連接至環形件14以使得夾緊構件30與環形件14配合以在仍允許環形件14相對于基部12滑動運動的同時夾緊基部12以及第一環形件阻尼構件和第二環形件阻尼構件。在這種布置的情況下,第一環形件襯套26定位在夾緊構件30與基部12的第一面32(圖5)之間,并且第二環形件襯套28定位在環形件14與基部12的第二面34(圖4)之間。在當張緊器10處于使用中時環形件14運動期間,夾緊構件30在第一襯套26上發生滑動和/或第一襯套26在基部12上發生滑動,并且同樣,環形件14在第二襯套28上發生滑動和/或第二襯套28在基部12上發生滑動。上述滑動運動的結果是,第一環形件襯套26和第二環形件襯套28向環形件14施加摩擦力(即阻尼力)。
在示出的實施方式中,第一環形件襯套26為完整的圓形件,其覆蓋環形件14和基部12的整個周界。然而,第二環形件襯套28覆蓋小于環形件14和基部12的整個周界(并且在示出的實施方式中,小于180度圓弧)。第二環形件襯套28定位在張緊器10的第一區域中,該第一區域在位于帶914(圖1)下方的第二區域的外面。在第一區域中,存在對張緊器部件的較小的高度約束,然而在第二區域中,可以存在很大的高度約束。環形件14和基部12的周界的未限定第二環形件襯套28的路線的部分處于張緊器10的第二區域中,從而幫助保持張緊器10的高度足夠低以避免與帶914發生干涉。
可選地,夾緊構件30可以以可螺紋接合的方式連接至環形件14(例如經由螺紋緊固件36與環形件14中的螺紋孔口38的接合)以允許調節夾緊構件30與環形件14之間的間隙,并且從而調節夾緊構件30與環形件14之間的夾緊力。這允許經由第一環形件阻尼構件26和第二環形件阻尼構件28來調節施加在環形件14上的阻尼力。
應當指出的是,第一環形件襯套26和第二環形件襯套28具有分別以40示出的徑向延伸部,這些徑向延伸部為襯套26的作用在基部12的第一面32上的部分和襯套28的作用在第二面34上的部分。然而此外,襯套26和襯套28還包括作用在環形件14的徑向外部面42與基部22的徑向內部環形件接納壁44之間的軸向延伸部41(圖5)。
在圖6中示出了張緊器10的截面側視圖,然而,在此視圖中可以觀察到第一環形件襯套26和第二環形件襯套28被單個襯套46取代,該單個襯套46包括第一部分48(還見圖7)和第二部分50,第一部分48與第一襯套26(圖4)類似并且作用在夾緊構件30與基部12之間,第二部分50與第二襯套28類似并且作用在環形件14與基部12之間。
參照圖2,張緊器臂16由鋁或另一適當的材料制成并且樞轉地安裝至環形件14以繞臂樞軸軸線AA樞轉運動。張緊器臂16具有以可旋轉的方式安裝在其上的第一張緊器帶輪18,以繞與臂樞軸軸線AA隔開的第一帶輪軸線AP1旋轉。參照圖1,張緊器臂16沿自由臂方向朝向環狀驅動構件914的在旋轉驅動構件954的一側的第一跨度部914d偏置。張緊器臂16可以通過張緊器臂偏置構件52(圖4、圖5和圖8)沿自由臂方向偏置。例如,張緊器臂偏置構件52可以是任何適當類型的偏置構件,例如,具有第一端54(圖4)和第二端58(圖4)的扭轉彈簧,其中,第一端54接合臂16上的第一驅動壁56(圖5),并且第二端58接合環形件14上的彈簧殼體部分62中的第二驅動壁。
張緊器臂16是張緊器臂組件的一部分,該張緊器臂組件還包括軸構件74、樞軸襯套76和可選的阻尼結構76,軸構件74安裝(例如經由螺紋接合)到環形件14,樞軸襯套76將張緊器臂16樞轉地支承在軸構件74上,阻尼結構76包括聚合物的(如未填充的(未增強的)尼龍的)張緊器臂阻尼構件78和金屬(如鋼)套筒80,金屬套筒80保持阻尼構件78并保護阻尼構件78免受由與扭轉彈簧52的接合而引起的損害。阻尼構件78為張緊器臂16的運動提供阻尼。張緊器臂組件的部件可以類似于在PCT公報no.WO2013/059929中所描述的相似的部件,該PCT公報no.WO2013/059929的內容以全文形式合并到本文中。張緊器臂組件可以替代性地如專利出版物EP0450620B1、DE20319886U1和DE04010928C2中所描述的,所有這些專利出版物的內容以全文形式通過引用而合并到本文中。
參照圖2,第二張緊器帶輪20以可旋轉的方式至少間接地安裝至環形件14以繞第二帶輪軸線AP2旋轉。在圖2中示出的實施方式中,帶輪20經由環形件14上的固定突起64而直接安裝至環形件14。
第二張緊器帶輪20被朝向環狀驅動構件914的在旋轉驅動構件954的另一側的第二跨度部914c偏置。此偏置借助于通過張緊器臂偏置構件52傳遞至環形件14的力而發生。更具體地,在張緊器10的操作期間,當第一帶輪18與帶跨度部914d接合時,帶跨度部914d向第一帶輪18施加轂載荷。此轂載荷通過帶輪18作用在臂16上。臂16上的力通過偏置構件52傳遞,并傳遞到環形件14本身中,從而促使環形件14沿與臂16的樞轉方向相反的旋轉方向繞軸線AR樞轉。此傳遞到環形件14中的力促使第二張緊器帶輪20沿第二自由臂方向到第二帶跨度部914c中。因而環形件14能夠響應于第一張緊器帶輪18和第二張緊器帶輪20中的由與環狀驅動構件914的第一跨度部914d和第二跨度部914c的接合產生的轂載荷而繞環形件軸線AR旋轉。
帶輪18和帶輪20中的每一者可以具有相同的結構。例如,每個帶輪18、20均可以包括帶輪本體66、軸承68和用于將帶輪18、20安裝(例如,通過螺紋接合)到張緊器臂16或突起64的帶輪安裝緊固件72。設置有可選的第一防塵罩和第二防塵罩70以保護軸承68在張緊器10的操作期間免受灰塵的影響。防塵罩70可以是夾住軸承68以抑制灰塵和碎片移動進入到軸承68中的單獨的部件。如可以觀察到的,用于帶輪18的防塵罩70中的一個防塵罩設置為張緊器臂16的一體部分。
軸承68可以為如所示的滾珠軸承,或者其可以為任何其他適當類型的軸承。軸承68在一些實施方式中還可以為襯套。
參照圖9、圖10和圖11,其示出了具有一些修改的特征的張緊器10。如在圖9中可以觀察到的,第二環形件襯套以128示出并且繞環形件14和基部12的整個周界延伸。這提供了環形件14在抗搖擺方面的改進的穩定性。
如在圖9和圖11中可以觀察到的,使用不同的阻尼結構來為張緊器臂16提供阻尼。阻尼結構以82示出并且包括阻尼構件84、支承構件86和阻尼構件偏置構件88。阻尼構件84可以由任何合適的材料例如諸如聚酰胺4.6或聚酰胺6.6之類的合適的聚合材料制成。阻尼構件84滑動地接合張緊器臂16上的阻尼表面90(圖11)。支承構件86支承阻尼構件84,并且偏置構件88作用在環形件14上的支承表面92與支承構件86之間。偏置構件88可以是任何合適類型的偏置構件,例如碟形彈簧墊圈。支承構件86可以由合適的材料如鋼制成,以防止由于阻尼構件84與偏置構件88相比相對較軟而造成的偏置構件88對阻尼構件84的損害(如劃擦)。
阻尼結構82可以類似于在美國專利申請公報US2008/0280713中公開的阻尼結構,該美國專利申請公報US2008/0280713的內容以全文形式合并到本文中。在理想的是為獨立于由第一帶輪18承受的轂載荷的張緊器臂16的運動提供阻尼的實施方式中,設置與阻尼結構82類似的阻尼結構是有利的。
圖2至圖8中示出的實施方式與圖9中示出的實施方式之間的另一區別在于,圖9中的夾緊構件30沒有螺紋,而是包括夾持部,夾持部夾到環形件14上的接納構件上。在圖9中示出的實施方式中,夾緊構件30的凸緣部分(該夾緊構件30的凸緣部分以89示出)的橫截面可以是相對較薄的以使得該凸緣部分有彈性,并且夾緊構件30的凸緣部分可以定形成將彈力施加在阻尼構件26上。此布置可以構造成使得通過夾緊構件30來向阻尼構件26施加一致的力,從而降低對裝配工人的專業知識的要求。
還應當指出的是,阻尼構件26和阻尼構件28也提供基本上獨立于由帶輪18和帶輪20承受的轂載荷的阻尼。此外,應當指出的是,使用二者都在距離環形件軸線AR相對較大的直徑(即,大的力矩臂)處的兩個阻尼構件26和28減少了為了獲得選定的阻尼載荷每個阻尼構件26和28必須施加的力的平均值。
阻尼構件26和阻尼構件28在無論環形件14的運動方向如何由阻尼構件26和阻尼構件28施加的阻尼力都可以相同的意義上講可以具有提供對稱阻尼的表面特性。然而替代性地,阻尼構件26和阻尼構件28可以提供有在一個方向上提供較低的阻尼而在相反方向上提供較高的阻尼的表面特性(例如魚鱗效應)。用于獲得非對稱的阻尼的其他方法也是可行的,如使用下述斜坡結構:憑借該斜坡結構,環形件14沿著該斜坡結構向上移動從而促使環形件14在沿第一方向旋轉期間與阻尼構件的接合逐漸變強(從而增大阻尼力),并且其中,環形件14沿著該斜坡結構向下移動從而促使環形件14與阻尼構件的接合變弱,從而減小了在沿第二方向運動期間的阻尼力。
在其他實施方式中,構件26和構件28可以構造成提供盡可能小的阻尼從而提高張緊器10的響應性。
參照圖4、圖5和圖12,其示出了安裝銷92,安裝銷92有助于當張緊器10已經安裝在動力裝置916上時帶914(圖1)在帶輪18、帶輪20和帶輪954上的安裝。安裝銷92能夠穿過可選的張緊器臂銷孔口94進入到可選的環形件銷孔口96中,以將張緊器臂16鎖定在下述位置:該位置遠離自由臂止動位置并且該位置朝向載荷止動位置。自由臂止動位置代表臂16的運動范圍的一端,并且是在沒有出現帶抵抗臂的運動的情況下張緊器臂16將終止的位置。載荷止動位置代表臂16的運動范圍的另一端,并且是在帶張力大到足以完全克服偏置構件52的偏置力的情況下臂16將終止的位置。
一旦在發動機913上的整個附件驅動系統中安裝了帶914(圖1),安裝銷92(圖12)就可以被從孔口94和孔口96中移除從而允許偏置構件52驅動臂16和帶輪18到帶914中。安裝銷92在圖2中被示出處于安裝位置。安裝銷92在文中示出的示例中為銷,然而應當理解的是安裝銷92還可以替代性地為將張緊器臂16鎖定在選定的角位置以允許帶914安裝在帶輪18、20和954上的任何合適的類型的臂鎖定構件。
參照圖13,其示出了在特征方面具有另一變型的張緊器10。在本實施方式中,張緊器10包括以21示出的第三張緊器帶輪。第三帶輪21允許張緊器10在為帶跨度部914c提供選定的取向的同時具有選定的繞MGU帶輪954(圖1)的帶纏繞量。因此,帶跨度部914c的路線可以被規定成避免在發動機913附近的干擾危險。
參照圖14,其示出了具有第二張緊器臂組件的張緊器10。換句話說,張緊器臂16為第一張緊器臂,張緊器偏置構件52為第一張緊器偏置構件,并且張緊器10包括第二張緊器臂16’,第二張緊器臂16’可以與第一張緊器臂16類似但是為第一張緊器臂16的鏡像,并且第二張緊器臂16’通過第二張緊器偏置構件52’而沿自由臂方向被偏置到帶跨度部914c中。第二偏置構件52’的引入除了與圖2和圖3中示出的布置共存之外,還在帶張力變化期間將一組不同的力引入到環形件14中,并且因此引入了帶輪18和帶輪20上的轂載荷方面的變化。
參照圖15,其示出了使用弓形的螺旋壓縮彈簧152代替扭轉彈簧作為張緊器偏置構件的張緊器10。壓縮彈簧152具有第一端154和第二端158,第一端154接合張緊器臂16上的第一驅動表面156,第二端158接合環形件14上的第二驅動表面159。
張緊器10如在圖16中示出的包括分別以152和152’示出的兩個螺旋壓縮彈簧,這兩個螺旋壓縮彈簧分別作用在第一張緊器臂16和第二張緊器臂16’上。在圖16中示出的實施方式中,壓縮彈簧152、壓縮彈簧152’均作用在相應的張緊器臂16與環形件14上的驅動表面之間。相比之下,圖17中示出的實施方式包括單個彈簧,該單個彈簧作用在第一張緊器臂16與第二張緊器臂16’之間并且不直接作用在環形件14上。
圖18至圖20為示出不同情況的具有單個張緊器臂16的張緊器10的示意圖。圖18示出了發動機913(圖1)在基本恒定的載荷下運轉時(例如在沒有MGU載荷的情況下空轉時)的情況。跨度部914c和跨度部914d中的帶張力可以是基本相同的。圖19示出了下述情況:在該情況下,MGU帶輪954由在發動機913關閉時操作附件或者起動發動機913或者為運轉的發動機913提供動力增加的MGU 16(圖1)來驅動。如可以觀察到的,由于帶跨度部914d中的張力增大并且跨度部914c中的帶張力減小,因此環形件14順時針旋轉。圖20示出了下述情況:在該情況下,發動機913(圖1)處于高載荷下,從而在MGU 916不運轉或者操作為發電機的同時增加跨度部914c中的帶張力并減少跨度部914d中的帶張力。如可以觀察到的,由于跨度部914d中的張力減小并且跨度部914c中的張力增大,因此環形件14逆時針旋轉。
圖21示出了替代性的發動機布局,該發動機布局包括附件帶輪970(在此情況下用于水泵)和兩個惰輪925,所述兩個惰輪925確保即使在MGU帶輪954由MGU 916(圖1)驅動時,仍存在選定的繞曲軸帶輪912和繞附件帶輪970的帶纏繞量。這減小了在曲軸帶輪912呈現高載荷時(例如在BAS起動事件期間)在曲軸帶輪912處發生滑動的可能性。
圖22示出了另一替代性的發動機布局,該發動機布局僅包括MGU帶輪954、曲軸帶輪912、張緊器10和惰輪925。
圖23和圖24示出了與圖18至圖20中示出的發動機布局類似的發動機布局,不過在圖23和圖24中示出的發動機布局中,環形件軸線AR與MGU軸的軸線AS不同軸。圖23示出了下述情況:在該情況下,環形件軸線AR在軸軸線AS的“內側”,而在圖24中環形件軸線AR在軸軸線AS的外側。術語“內側”和“外側”在這里用于指代相對于發動機913的被包含在帶914內的區域(以98示出)的位置。雖然圖23和圖24示出了環形件軸線AR與軸軸線As不同軸的實施方式,但是可以觀察到環形件14仍然環繞軸950。
應該理解的是,在文中示出的實施方式中,張緊器臂16繞臂樞軸軸線AA樞轉,該臂樞軸軸線AA從MGU 916的軸軸線As偏移。這具有若干優點。首先,在某些情況下,在例如如BAS起動事件的低頻率事件中,使張緊器臂916的樞軸軸線偏移和使用具有相對較高的慣性并且沿相對較大的直徑路徑移動的環形件14能夠控制張緊器10的運動以減少滑動的可能性。結合有兩個張緊器臂16和16’的實施方式的優勢在于,所述兩個張緊器臂16和16’能夠在提供環形件14的運動額外的自由度的同時更加有效地過濾掉事件(即較高頻率的帶張力波動)。
在根據本公開的張緊器的測試期間已經發現,平均帶張力比一些其他類型的張緊器的平均帶張力低并且平均轂載荷比一些其他類型的張緊器的平均轂載荷低。這帶來許多優點,包括:減少了在發動機運轉期間的燃料消耗,減少了帶磨損(并且因此提高了帶壽命),以及減少了在例如用于空調壓縮機、水泵和MGU本身的從動部件的帶輪和軸承上的載荷(并且因此減少了磨損)。特別地,減少的轂載荷施加到具有單個張緊器臂16的實施方式,在這些實施方式中,環形件14僅僅移動到適應作用在第一帶輪18上的帶張力和作用在第二帶輪20上的帶張力的位置。
文中所描述的實施方式的另一優點是張緊器10能夠安裝至MGU 916以形成子組件,該子組件與使裝配生產線工人安裝MGU以及然后單獨安裝張緊器系統相比能夠相對容易地安裝到交通工具中。這能夠在一定程度上減少制造交通工具的總成本。
可以在任何適當的構件之間如在環形件14與基部12之間設置適當的密封構件。密封構件可以是例如裙狀護罩和/或一個或更多個O形環、迷宮式密封件或任何其他適當類型的密封件以防止可能損壞和/或阻塞張緊器10的雜物進入。此外,可以在可旋轉環形件上設置適當的涂層以抑制由于摩擦而積聚在可旋轉環形件中的熱量和/或以促進散熱。
參照圖25和圖26,其示出了張緊器10的與圖9至圖11中示出的實施方式類似但具有一些附加的修改特征的實施方式。圖25至圖26中的張緊器10構造成大體上抵抗傾斜力,傾斜力原本將引起張緊器10的不均勻磨損以及最終的顫動和失效。如在圖25中可以觀察到的,設置有第二環形件襯套128,該第二環形件襯套128繞環形件14和基部12的整個周界延伸,以便提供環形件14在抵抗搖擺方面的改善的穩定性,如上面關于圖9至圖11所指出的。
此外,如圖27中所示,夾緊構件30的凸緣89在靜止位置中具有選定的向上斜面并且是彈性的。當夾緊構件30安裝成夾緊第一環形件襯套26和第二環形件襯套128(圖28)時,凸緣89定位成在襯套26和128上施加選定的力F4。
參照圖29,示出了包括MGU帶輪954、曲軸帶輪912、張緊器10和惰輪925的發動機布局。作用在圖29中所示的平面中的力包括作用在張緊臂帶輪18上的力F1、作用在環形件帶輪20上的力F2以及在所示平面中提供凈零合力的反作用力F3。力F1和F2是帶914作用在帶輪18和20上的結果。然而,力F3不在相對于襯套26的平面,并且因此,力F3在襯套26上產生力矩,該力矩由公式M1=F3*L1確定,其中,M1是由力F3產生的力矩,并且L1是力F3的矢量軸線與襯套26和128之間的豎向中點之間的距離。由夾緊構件30的凸緣89產生的力F4產生與力矩M1相反的力矩。特別地為了確保襯套26不傾斜,由力F4產生的力矩要大于力矩M1。由力F4產生的力矩由公式M2=F4*r1確定,其中,M2是由力F4產生的力矩,并且r1是力F4對襯套26作用的半徑。因此,通過為夾緊構件30選擇適合的性能,由凸緣89施加的彈簧力F4可以選擇成足以確保在襯套26中不發生傾斜,從而提高襯套26的操作壽命。
代替形成凸緣89來在襯套26上施加彈簧力,可以替代性地設置單獨的彈簧構件,比如可以在襯套26上施加軸向指向的力以抵抗傾斜力的波形環形件(未示出)。
參照圖31。如在圖31中可以觀察到的,阻尼構件偏置構件88可以構造成在襯套84上施加力F5,其中,力F5選擇成確保在張緊器10的操作期間在襯套84上沒有傾斜力。力F2作用在襯套84上以施加由公式M3=F2*L2確定的力矩,其中,力矩M3是由力F2產生的力矩,并且距離L2是從力F2的矢量軸線到兩個襯套76和84之間的豎向中點的距離。為了確保在襯套84上沒有凈傾斜力,由力F5產生的力矩選擇成要大于力矩M3。由力F5產生的力矩由公式M4=F5*r2確定,其中,力矩M4是由力F5產生的力矩并且距離r2是力F5對襯套84作用的半徑。
參照圖32,其示出了可以代替圖25至圖31中所示的張緊器臂16使用的替代性張緊器臂16。圖32中所示的臂16是臂在帶輪上方的構型,其中,帶輪18朝向交流發電機或MGU的表面向內延伸。圖25至圖31中所示的臂16是臂在帶輪下方的構型,其中,帶輪18從臂16向外延伸(即,遠離交流發電機或MGU)。除了圖32中的L2和r2的特定距離與圖31中的L2和r2的特定距離不同之外,用以防止襯套84上的傾斜力的力F5的選擇是基本上相同的。
基于與圖25至圖32相關的以上描述,可以看出,由彈簧構件(例如,凸緣89或波形環形件)在將環形件14支承在基部12上的襯套(例如,襯套26)上產生的力(即力F4)可以選擇成抵抗在張緊器的操作期間由帶輪18和20上的帶力引起的傾斜力(即,力F3)。另外,可以看出,由另一彈簧構件(例如,蝶形墊圈88)在支承張緊器臂16的襯套(例如,襯套84)上產生的力(即,力F5)可以選擇成抵抗由張緊器臂帶輪18上的帶力引起的傾斜力(即,力F2)。力F4至少部分地根據力F3、距離L1和半徑r1來選擇,并且力F5至少部分地根據力F2、距離L2和半徑r2來選擇。
本領域技術人員將理解在不背離所附權利要求的范圍的情況下可以對文中所描述的實施方式進行各種其他修改。