相關申請的交叉引用
本申請要求2014年10月20日提交的美國臨時專利申請no.62/066,158的權益,該申請的全部內容并入本文。
本公開總體上涉及環形傳動設備的技術,更具體地涉及用于除了發動機之外采用馬達/發電機單元或其他次級動力單元的車輛前置發動機附件傳動設備的系統。
背景技術:
車輛發動機通常采用前置發動機附件傳動裝置來將動力傳遞至一個或更多個附件,諸如交流發電機、空調壓縮機、水泵以及各種其他附件。一些車輛是混合動力車并且使用內燃發動機以及電力驅動器。這種車輛有許多可能的配置。例如,在某些配置中,電動馬達用于輔助發動機驅動車輛(即,電動馬達用于臨時增加發送至車輛的從動輪的動力的量)。在一些配置中,電動馬達自身用于驅動車輛的從動輪,并且僅在電池消耗至足夠水平之后,發動機才開啟以接替驅動車輛的功能。
雖然混合動力車輛在改善燃料經濟性方面是有利的,但是它們的操作會在一些部件比如來自前置發動機附件傳動裝置的帶上產生較高的應力和不同的應力,這會導致這些部件的工作壽命的減少。為混合動力車輛中的前置發動機附件傳動裝置的部件提供改善的工作壽命將是有利的。
技術實現要素:
在一方面,提供了一種用于控制環形傳動構件中的張力的系統,該系統包括隔離裝置和張緊系統。隔離裝置定位在附件的傳動軸(也被稱為附件傳動軸)上。隔離裝置具有隔離裝置輪和隔離裝置偏壓構件,隔離裝置輪是可旋轉的,隔離裝置偏壓構件定位成將力從隔離裝置輪傳遞至附件的傳動軸。隔離裝置輪與環形傳動構件接合,使得環形傳動構件的第一跨度部位于隔離裝置輪的第一側上,并且環形傳動構件的第二跨度部位于隔離裝置輪的第二側上。張緊系統具有與環形傳動構件的第一跨度部接合的第一張緊輪和與環形傳動構件的第二跨接部接合的第二張緊輪。第一張緊輪在選定的第一張緊輪偏壓力的作用下被朝向第一跨度部迫壓,并且第二張緊輪在選定的第二張緊輪偏壓力的作用下被朝向第二跨度部迫壓。
在另一方面,提供了一種用于發動機的環形傳動設備,該環形傳動設備包括曲軸輪、環形傳動構件、附件、隔離裝置和張緊系統,曲軸輪可由發動機的曲軸驅動,環形傳動構件與曲軸輪接合,附件可由環形傳動構件驅動。隔離裝置具有隔離裝置輪和隔離裝置偏壓構件,隔離裝置輪是可旋轉的,隔離裝置偏壓構件定位成將力從隔離裝置輪傳遞至附件的傳動軸。隔離裝置輪與環形傳動構件接合,使得環形傳動構件的第一跨度部位于隔離裝置輪的第一側上,并且環形傳動構件的第二跨度部位于隔離裝置輪的第二側上。張緊系統具有與環形傳動構件的第一跨度部接合的第一張緊輪和與環形傳動構件的第二跨接部接合的第二張緊輪。第一張緊輪在選定的第一張緊輪偏壓力的作用下被朝向第一跨度部迫壓,并且第二張緊輪在選定的第二張緊輪偏壓力的作用下被朝向第二跨度部迫壓。
附圖說明
參照附圖將更好地理解本發明的前述和其他方面,附圖中:
圖1是根據本公開的實施方式的發動機上的環形傳動設備的平面圖,并且該環形傳動設備包括環形傳動構件、隔離裝置和僅由兩個輪表示的兩輪張緊系統,示出了在若干不同的張力條件下的環形傳動構件;
圖2a至圖2c是圖1所示的環形傳動設備的平面圖,示出了在圖1所示的不同張力條件下的具有環形傳動構件的張緊系統的第一實施方式;
圖3是包括張緊系統的第二實施方式的圖1所示的環形傳動設備的平面圖;
圖4是包括張緊系統的第三實施方式的圖1所示的環形傳動設備的平面圖;
圖5是包括張緊系統的第四實施方式的圖1所示的環形傳動設備的平面圖;
圖6是包括張緊系統的第五實施方式的圖1所示的環形傳動設備的平面圖;
圖7a至圖7d是圖示了關于各種構型的環形傳動設備在某些條件下mgu輪的扭轉振動的曲線圖;
圖7e是圖7a至圖7d所示的曲線圖的組合的曲線圖;
圖8是圖示了不具有張緊系統并且不具有隔離裝置的環形傳動設備以及具有張緊系統和隔離裝置的環形傳動設備在鑰匙起動事件期間存在于mgu輪處的扭矩的曲線圖;
圖9是圖1所示的隔離裝置的替代性實施方式的截面圖;
圖10a是在車輛發動機的正常操作期間的狀態下的圖9所示的隔離裝置的一部分的正視圖;以及
圖10b是處于超限狀態的圖9所示的隔離裝置的一部分的正視圖。
具體實施方式
圖1示出了用于發動機的環形傳動設備10,發動機示意性地由虛線矩形表示并示出為12。在發動機12安裝于車輛中的實施方式中,環形傳動設備10可以是前發動機附件驅動器。發動機12包括具有安裝在其上的曲軸輪16的曲軸14。曲軸輪16可由發動機12的曲軸14驅動,并且曲軸輪16本身經由環形傳動構件20——例如帶——驅動一個或更多個車輛附件18。為了方便起見,將環形傳動構件20稱為帶20,但是應當理解,環形傳動構件20可以是任何其他類型的環形傳動構件。附件18可以包括馬達-發電機單元(mgu)18a、空調壓縮機18b、水泵(未示出)、動力轉向泵(未示出)和/或任何其他合適的附件。
在圖1中,示出了兩個附件18,但是可以有更多或更少的附件。每個被驅動的附件具有傳動軸22和輪24。mgu18a具有mgu傳動軸22a和mgu輪24a。
如圖1中可以觀察到,帶20與曲軸輪16和以24a示出的mgu輪(以及其他附件輪24)接合。在正常操作條件下,環形傳動設備10可以由發動機12驅動,環形傳動設備繼而驅動附件18的輪24。mgu18a可操作為交流發電機,其中,mgu18a由帶20驅動以給車輛的電池(未示出)充電。mgu18a還可操作為馬達,其中,mgu18a驅動mgu輪24a,mgu輪24a驅動帶20。這可以是在發動機驅動車輪時的“增強”事件期間,但是需要額外的動力以通過經由帶20將動力傳遞至發動機的曲軸14來間接地向車輪進一步供給動力。mgu18a作為馬達運行的另一種情況包括bas(帶-交流發電機起動)事件,其中,mgu18a驅動帶20以便引起曲軸14的旋轉,從而起動發動機12。mgu18a作為馬達進行操作的又一種情況是isaf(空轉/停止附件功能)事件,此時,在發動機停止時(例如,在一些混合動力車輛中,當車輛位于紅燈處或者是其他的短暫停止時,發動機自動關閉)mgu18a用于驅動帶20以便驅動一個或更多個附件。
與發動機12的“正常”操作不同的另一種情況是鑰匙起動事件(keystartevent),這是當發動機12使用車輛的起動馬達(未示出)起動時,如現今非混合動力車輛通常所使用的那樣。在這種情況下,mgu14a不作為馬達進行操作以驅動帶。相反,帶20由曲軸輪16驅動。通常,曲軸輪16(并且因此,帶20)在鑰匙起動事件期間接收到大量的扭矩,該扭矩高于在發動機12的“正常”操作期間由曲軸輪16通常施加到帶20上的扭矩。
當環形傳動設備10以正常操作模式操作時,由于由曲軸輪16施加在帶20上的驅動力以及由附件輪24施加在帶16上的牽引力,帶20的第一跨度部20a中的張力小于帶20的第二跨度部20b中的張力。相比之下,在mgu18a用于驅動帶20的任何情況下,諸如在bas或isaf事件期間,由于由mgu輪24a施加在帶20上的驅動力以及由附件輪24施加在帶20上的牽引力,帶20的第二跨度部20b中的張力小于帶20的第一跨度20a中的張力。在鑰匙起動期間,與在正常操作模式期間相比,由曲軸輪16施加到帶20的扭矩較高。在本公開中,帶20的跨度部20a可以被稱為帶跨度部20a,并且帶20的跨度部20b可以被稱為帶跨度部20b。
圖1示出了在上述三種情況中的每一種情況期間的帶位置。在發動機12和環形傳動設備10的正常操作模式期間,pn-20a和pn-20b分別示出了帶跨度20a和20b的位置。在mgu18a用作馬達以驅動帶20的事件期間,pm-20a和pm-20b分別示出了帶跨度部20a和20b的位置。在與正常操作期間相比由曲軸輪16施加到帶20的扭矩相對較高時的鑰匙起動(或類似的高曲柄扭矩)事件期間,pk-20a和pk-20b分別示出了帶跨度20a和20b的位置。為了本公開的目的,“正常”操作可以是在車輛以通常適合于城市駕駛的速度在水平道路上以某種選定的速度被驅動的時候,其中,一個或更多個附件諸如空調壓縮機18b正由帶20驅動。無論使用什么具體參數來描述“正常”操作,應當理解,在“正常”操作期間由曲軸輪16施加到帶20的扭矩小于在鑰匙起動事件期間由曲軸輪16施加到帶20的扭矩。
應當指出的是,mgu18a只不過是為了mgu18a的上述任何目的而可以用作馬達以驅動帶20的次級動力裝置的一個示例。在替代示例中,附件18a可以是通常的交流發電機,并且單獨的電動馬達可以設置在交流發電機附近(帶20上位于交流發電機的上游或者下游),用以在bas操作中和/或在isaf操作中當需要增加車輛的加速度時驅動帶20。
因此,可以說,帶20可以在高曲軸扭矩位置(由pk-20a和pk-20b示出)與高次級裝置扭矩位置(由pm-20a和pm-20b示出)之間移動,并且帶20還可以在高曲軸扭矩位置與高次級裝置扭矩位置(由pn-20a和pn-20b示出)之間的“正常”位置中操作。在某些情況下,將高次級裝置扭矩位置稱為低曲軸扭矩位置可能是等同的或更合適的。
如圖1中所觀察到的,在發動機12和環形傳動設備10的操作期間,帶20的移動量相對較大。
在圖2a至圖2c中示出了用于環形傳動設備10的張緊系統25。圖2a對應于圖1中pn-20a和pn-20b所示的帶位置。圖2b對應于圖1中pk-20a和pk-20b所示的帶位置。圖2c對應于圖1中的pm-20a和pm-20b所示的帶位置。
張緊器系統25包括與第一跨度部20a接合的第一張緊輪26和與第二帶跨度部20b接合的第二張緊輪28。第一張緊輪26以可旋轉的方式安裝在第一張緊臂30上、并且可在對應于帶20的高曲軸扭矩位置的第一位置(在圖1中的pk-26處用虛線示出)與對應于帶20的高次級裝置扭矩位置的第二位置(在圖1中的pm-26處用虛線示出)之間移動。在圖1中的pn-26處示出了第一張緊輪26在發動機12和環形傳動設備10的正常操作期間處于示例性曲軸扭矩的示例位置。
第二張緊輪28以可旋轉的方式安裝在第二張緊臂32(圖2a至圖2c)上并且可在對應于帶20的高曲軸扭矩位置的第一位置(在圖1中的pk-28處用虛線示出)與對應于帶20的高次級裝置扭矩位置的第二位置(在圖1中的pm-28處用虛線示出)之間移動。在圖1中的pn-28處示出了第二張緊輪28在發動機12和環形傳動設備10的正常操作期間處于上述示例曲軸扭矩的示例位置。
第一張緊輪26在選定的第一張緊輪偏壓力f1的作用下被朝向第一帶跨度部20a迫壓,并且第二張緊輪28在選定的第二張緊輪偏壓力f2的作用下被朝向第二帶跨度部20b迫壓。這些張緊輪偏壓力f1和f2可以由任何合適的結構產生。例如,力f1可以由第一張緊輪偏壓構件34(圖2a至圖2c)產生,第一張緊輪偏壓構件34可以是例如在第一張緊臂30與第一張緊基部36之間延伸的線性螺旋壓縮彈簧,該第一張緊基部36(經由支架,盡管該支架未示出,但本領域技術人員將容易理解)固定地安裝至發動機12。第一張緊臂30可以以可滑動的方式安裝至第一張緊基部36,以相對于第一張緊基部36進行伸縮運動。
力f2可以由第二張緊輪偏壓構件38產生,第二張緊輪偏壓構件38可以是例如弧形螺旋壓縮彈簧,該弧形螺旋壓縮彈簧在第二張緊臂32與(經由支架,盡管該支架未示出,但本領域技術人員將容易理解)固定地安裝至發動機12的缸體的第二張緊基部40之間延伸。第二張緊臂32可以樞轉地安裝至第二張緊基部40,以圍繞第二臂樞轉軸線ap2進行樞轉運動。
可以看出,圖1所示示例中的力f1和f2是由單獨的偏壓構件即彈簧34和38產生的,彈簧34和38位于以25a和25b示出的單獨的張緊組件上,所述單獨的張緊組件25a和25b一起構成張緊系統25。然而,盡管彈簧34和38(以及張緊組件25a和25b)彼此獨立,但是彈簧34和38的彈簧特性(例如,它們各自的彈簧剛度)可以基于環形傳動設備的選擇的操作特性——例如帶20在操作期間將產生的張力的量——一起選擇。此外,在圖3至圖6所示的其他實施方式中,通過單個彈簧提供力f1和f2。例如,在圖3中,第一張緊臂30和第二張緊臂32均樞轉地連接至基部(未示出),該基部自身固定地安裝至mgu18a的殼體上,并且第一張緊臂30可圍繞第一臂樞轉軸線ap1樞轉,第二張緊臂32可圍繞第二臂樞轉軸線ap2樞轉。在第一張緊臂30與第二張緊臂32之間延伸有單個螺旋壓縮彈簧41,并且單個螺旋壓縮彈簧41在相應的方向上分別以力f1迫壓第一臂30而將輪26驅動到第一帶跨度部20a中且以力f2迫壓第二臂32而將輪28驅動到第二帶跨度部20b中。在圖4所示的實施方式中,示出了固定地安裝至mgu18a的殼體上的基部48。第一臂30在基部48上沿與mgu軸22a的旋轉軸線共同的軸線成軌跡地滑動。第二臂32樞轉地安裝至第一臂30。弧形螺旋壓縮彈簧41對兩個臂30和32施加力,從而分別在輪26上產生第一力f1以將輪26驅動到第一帶跨度部20a中,并且在輪28上產生第二力f2以將輪28驅動到第二帶跨度部20b中。在pct公布wo2014100894a1中示出了這種張緊系統的若干個示例,該文獻的全部內容通過參引并入本文。
在圖5所示的實施方式中,示出了y-張緊器,其中,第一臂30樞轉地安裝至第二臂32以圍繞第一臂樞轉軸線ap1進行樞轉運動,并且第二臂32樞轉地安裝至發動機12的缸體以圍繞第二臂樞轉軸線ap2進行樞轉運動,其中,作為張緊彈簧41的弧形螺旋壓縮彈簧在兩個臂30和32之間延伸,并且對兩個臂30和32施加力,從而分別在輪26上產生第一力f1以將輪26驅動到第一帶跨度部20a中,并且在輪28上產生第二力f2以將輪28驅動到第二帶跨度部20b中。us20130260932a1中示出和描述了這種張緊系統的示例,該文獻的全部內容通過參引并入本文。
在圖6所示的實施方式中,張緊系統25采用基部48,該基部48安裝到諸如mgu18a的殼體(圖6中以虛線輪廓所示)的固定元件。張緊系統25還包括第一張緊臂30和第二臂32,第一張緊臂30和第二臂32都是弧形的并且彼此套疊。在所示實施方式中為弧形螺旋壓縮彈簧的單個張緊輪偏壓構件41對兩個臂30和32施加力,從而分別對第一輪26施加力f1以將輪26驅動到第一帶跨度部20a中,并且對第二輪28施加力f2以將輪28驅動到第二帶跨度部20b中。
mgu輪24a可以非固定式地連接至mgu軸22a,而是可以是構造成在帶20與mgu軸22a之間傳遞動力的隔離裝置42的一部分。在所示的實施方式中,隔離裝置42包括上述的可與帶20接合的mgu輪24a、可安裝至mgu軸22a的轂44以及構造成在mgu輪24a與轂44之間傳遞動力的至少一個隔離彈簧46。由于mgu輪24a也形成隔離裝置的一部分,所以mgu輪24a可以被稱為隔離裝置輪24a。
可以用于隔離裝置42的合適的隔離裝置的示例在pct公開wo2012061930a1中示出,該文獻的全部內容通過參引并入本文。隔離裝置42可以具有一定量的超限運動(overrunning)能力。例如,在圖9、圖10a和圖10b所示的實施方式中,隔離裝置42包括單個扭轉隔離彈簧46,該扭轉隔離彈簧46圍繞轂44在轂44的外表面68與mgu輪24a的內表面69之間的室內延伸。在轂44的一個端部處、在輪24a與轂44之間的軸承支撐表面72上設置有軸承70,并且在襯套支撐表面76上設置有襯套74。
隔離彈簧46作用在輪24a上的輪驅動表面(未示出)與轂44上的轂驅動表面78(圖10a和圖10b)之間。隔離彈簧46的第一螺旋端部80抵接輪驅動表面,并且隔離彈簧46的第二螺旋端部82抵接轂驅動表面78。
隔離彈簧46具有第一軸向端部85和第二軸向端部86以及介于第一軸向端部與第二軸向端部之間的多個線圈87,所述線圈87通過間隙g與相鄰的線圈分隔開(圖10a)。第二軸向端部86被示出為與轂44上的螺旋傾斜部88抵接。可選地,第一軸向端部85替代性地或附加地接合輪24a上的類似螺旋傾斜部89。
在發動機12(圖1)的正常操作期間,輪24a上的扭矩大于轂44上的扭矩,因此,輪24a經由隔離彈簧46來驅動轂44的旋轉,如圖10a所示。
在輪24a上的扭矩小于轂44上的扭矩時的運動期間,轂44被驅動以使輪24a超限運動,如圖10b所示。例如,在發動機關閉期間,未向輪24a或轂44施加正扭矩。然而,對與帶20接合的其他部件的運動的摩擦阻力的量大于對轂44的運動的摩擦阻力的量。因此可以說,在發動機關閉期間,存在于輪24a上的扭矩比存在于轂44上的扭矩小(例如,與轂44上的較小的摩擦扭矩相比,輪24a上的摩擦扭矩較大)。因此,mgu24a的轉子中的動量驅動轂44使輪24a超限運動。在另一個示例中,在mgu18a作為馬達進行操作以驅動輪24a并且因此驅動帶20的事件期間,轂44上的扭矩大于輪24a上的扭矩。
圖9、圖10a和圖10b中示出的隔離裝置42的結構通過允許彈簧46、驅動表面(78,未一一示出)分別從螺旋端部82和80拉開來允許一定量的超限運動。在這樣的運動中可以觀察到,傾斜部88和89相對于彼此旋轉。傾斜部88和90相對于彼此旋轉的相對運動驅動彈簧46的軸向壓縮。彈簧46的線圈87之間的間隙g允許彈簧46在傾斜部88和89中的一者或兩者出現前述的向上拱起現象期間出現一些軸向壓縮。在線圈之間不存在間隙g的情況下,彈簧46的鎖定將阻止傾斜部88和傾斜部89(并且因此轂44和輪24a)出現相對旋轉,因為不會有軸向壓縮。間隙g的大小影響可用的超限運動量。
在替代實施方式中,超限運動能力可以通過離合器提供,該離合器可以選擇性地以包括第一模式和第二模式的兩種不同的模式操作,在第一模式中,離合器作為單向離合器(從而提供超限運動能力),而在第二模式中,離合器保持固定在接合狀態,使得不存在脫離,因此沒有超限運動能力。這種隔離裝置的示例在wo2015070329a1中示出,該文獻的全部內容通過參引并入本文。提供能夠以上述第二模式操作的隔離裝置42允許隔離裝置42在mgu18a作為馬達進行操作的事件期間將扭矩從mgu軸22a傳遞至帶20。
選擇用于隔離彈簧46的彈簧特性是基于環形傳動設備10的扭轉振動特性并且基于針對彈簧41或者將張緊輪26和28驅動至帶20中的彈簧34和38選擇的彈簧特性來選擇的。
當發動機12運行時,扭轉振動將從曲軸14傳遞到帶20中,這是由于帶20和從動附件18中的慣性以及發動機活塞的往復運動造成的。扭轉振動經由帶20傳遞至mgu輪24a。隔離裝置42減小了這些振動的振幅,使得mgu軸22a中的扭轉振動振幅明顯低于mgu輪24a處的扭轉振動振幅。然而,傳輸了一些振動,這些振動具有與其相關聯的振幅。該振幅直接影響隔離裝置42的壽命。
另外,發動機12的操作引起每個工作段至少一個鑰匙起動事件、以及多個bas起動事件、多個增強事件和多個isaf事件。這些事件中的每一事件產生至帶20的一定輪廓的扭矩傳遞,這直接影響張緊系統25的位置和運動。在許多年后,會存在成千上萬的鑰匙起動事件,數十萬個bas起動事件和數百萬個增強事件。這些事件的嚴重性直接影響張緊系統25所引起的應力,因此影響張緊系統25的使用壽命。
令人驚訝地發現,隔離裝置42的存在和張緊系統25的存在對于彼此具有顯著的積極作用。更具體地,已經發現張緊系統25的存在(顯著地,在一些情況下)減小了存在于mgu輪24a和mgu軸22a處的扭轉振動的振幅,從而改善了隔離裝置42的性能。同時,發現隔離裝置42的存在(顯著地,在至少一些情況下)減小了帶20中存在的峰值扭矩并且該峰值扭矩在鑰匙起動事件期間或在mgu18a作為馬達操作的情況下所出現的任何事件期間以一種或更多種形式傳送至張緊器25。圖8示出了扭矩曲線50,扭矩曲線50表示在沒有張緊系統并且沒有隔離裝置的情況下在假想的帶傳動設備上的鑰匙起動事件期間存在于mgu輪處的扭矩。圖8還示出了扭矩曲線52,扭矩曲線52表示在包括張緊系統25和隔離裝置42的環形傳動設備上的鑰匙起動事件期間存在于mgu輪處的扭矩。如可以觀察到的,曲線50的峰值扭矩明顯高于曲線52的峰值扭矩。
通過減小在這些事件期間施加以驅動帶20的峰值扭矩,減小了在達到平衡之前在臂30和32中出現的帶張力以及因此產生的移動量。在這種移動期間,張緊系統部件中存在的減少的移動量和減小的力直接且實際地影響張緊系統25的操作壽命。此外,對于與環形傳動設備10相關聯的許多部件——例如帶20本身——和支撐各種輪——例如mgu輪24a和空氣調節輪24b——的支承件而言,較低的帶張力意味著諸如鑰匙起動事件期間的峰值應力減小。因此,所有這些部件的操作壽命可以通過在諸如鑰匙起動事件期間發生的峰值應力的降低而增加。這個發現是令人驚訝的,至少因為對于非混合動力車輛中的典型的帶傳動系統而言,并不知道相同的益處的真實存在,其中,非混合動力車輛包括單個輪張緊器以及在交流發電機軸上的分離器。
圖7a至圖7e是圖示了在不同實施方式中由隔離裝置42產生的扭轉振動的振幅的曲線圖。在圖7a中的60處所示的曲線示出了在輪26、28、24a可圍繞固定軸線旋轉(即,不存在張緊系統)并且不存在隔離裝置的情況下,在假想情況下會存在的扭轉振動的振幅。在圖7b中的62處所示的曲線示出了在與圖7a中所示的相同操作條件下,但是存在張緊系統25并且在mgu18a上沒有隔離裝置的情況下將存在的扭轉振動的振幅。如可以觀察到的,扭轉振動的振幅低于圖7a中示出的扭轉振動的振幅,但是仍然相對較高。在圖7c中在64處所示的曲線示出了在與圖7a中所示的相同操作條件下,但是不存在張緊系統而mgu18a上存在隔離裝置42的情況下將存在的扭轉振動的振幅。如可以觀察到的,扭轉振動的振幅明顯低于圖7b所示的扭轉振動的振幅。在圖7d中在66處所示的曲線示出了在與圖7a所示的相同操作條件下,但是存在張緊系統25以及mgu18a上的隔離裝置42的情況下將存在的扭轉振動的振幅。如可以觀察到的,扭轉振動的振幅明顯低于如圖7c所示的在設置有隔離裝置42而不存在張緊系統25的情況下存在的扭轉振動的振幅。因此,與沒有雙臂張緊系統25的隔離裝置42的使用相比,隔離裝置42的性能得以增加。圖7e示出了曲線60、62、64和66被彼此疊加以便于對它們相應的振幅進行比較。
理論上,以下分析適用于關于圖7a至圖7e所示曲線的分析。如果提供下述假想的環形傳動設備,在該假想的環形傳動設備中,輪26和28不可移動,并且不存在隔離裝置42(即,由圖7a中的曲線60表示的情況),則可以應用以下分析。曲軸輪16經歷一定量的扭轉振動,該扭轉振動具有由a表示的振幅(例如以角度單位,諸如角度)。mgu輪24a處的相應的扭轉振動的振幅可以由b1表示,b1等于a×r(c/s)/r(mgu),其中,r(mgu)是mgu輪24a的半徑,并且r(c/s)是曲軸輪16的半徑。b1是由圖7a所示的曲線60表示的振幅。帶20本身的彈性拉伸可以有助于任何扭轉振動的一些隔離,然而對于大多數典型的帶20而言,這樣的彈性拉伸將非常小,因此對于本說明書的目的來說可以忽略不計。
如果上述假想的環形傳動設備中包括隔離裝置42,則導致振幅的減小,振幅的減小量可以由值s表示,該值取決于諸如mgu轉子的慣性矩和隔離彈簧46的彈簧剛度(或者更廣泛地,彈簧性能)的參數。因此,mgu輪24a處的扭轉振動的振幅可以由b2表示,b2等于a×r(c/s)/r(mgu)-s。該振幅表示為圖7c中的曲線64。
如果在上述假想的環形傳動設備中還包括兩輪張緊系統25,則進一步減小振幅,這產生圖7d中的曲線66。更具體地說,在扭轉振動期間,帶跨度部20b的長度隨著帶拉緊和松弛(即,帶跨度部20b中的張力波動)而變化。例如,如圖1所示,帶跨度部20b的長度在較低張力位置pk-20b處比其在較高張力位置pm-20b處大。當帶跨度部20b的長度由于帶跨度部20b中的張力變化而減小一定量時,假定所有其他因素基本上不變,并且假定帶的總體長度基本上是恒定的,則帶跨度部20a的長度基本上增加相同的量。每個帶跨度部20a和20b的長度變化由dl表示。對于在曲軸輪16處的給定振幅的振動,每個帶跨度部20a和20b的長度變化(即,從一個跨度部20a或20b有效地傳遞至另一個跨度部的帶的量)對mgu輪24a處的扭轉振動的合成振幅有直接影響。影響(表示為mgu輪24a處的振動的振幅的角度變化)的數學表征是:
t=arctan(dl/r(mgu))
mgu輪24a處的扭轉振動的振幅可以由b3表示,b3等于a×r(c/s)/r(mgu)-s-arctan(dl/r(mgu))。
在圖中已經示出了與mgu18一起使用的環形傳動設備10。然而,在一些實施方式中,可以使用兩輪張緊系統25和隔離裝置42以利于采用交流發電機但沒有次級動力裝置的環形傳動設備。在這種實施方式中,隔離裝置42可以不具有超限運動能力,或者可以例如借助單向離合器而具有一些超限運動能力。
隔離裝置42和張緊系統25可以一起被認為是包括在用于控制帶或其他環形傳動構件中的張力的系統中。
雖然本文包含的描述構成了本發明的多個實施方式,但是應當理解,在不脫離所附權利要求的公平含義的情況下,可以對本發明進行進一步的修改和改變。