[发明专利]连续可变的皮带驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及连续可变皮带驱动系统，并且更具体地涉及一种具有直接电子致动的连续可变的皮带驱动系统。

背景技术

本发明涉及连续可变的皮带驱动系统，这种连续可变皮带驱动系统中最受欢迎的是连续可变变速器(CVT)系统。例如，CVT系统被用于汽车中以便允许变速器在不同的驱动比之间平滑地变换。这些CVT变速器系统典型地使用了一种液压致动系统用于定位这些槽轮并且影响驱动比的改变。当这些变速器被高度整合在车辆驱动系中时，这种致动方法对于变速器来说是有效的。然而，当将一种CVT型系统(通常被称为“连续可变皮带驱动”系统)应用于整合程度较低的应用时(如驱动冷却风扇)，整合一个液压致动系统的时间和成本常常是高不可及的。液压致动系统还典型地依赖于发动机油，这意味着当对用于发动机的油路进行设计时必须将多种装置考虑在内。

机动车辆包括一种冷却系统，以便消散由车辆动力设备(如内燃发动机)产生的热量。在典型的机动车辆中，当将热的润滑剂泵送离开发动机时，润滑系统提供了某些冷却功能。然而，用于机动车辆的这些冷却需求中的大部分是通过空气通过发动机室流动和穿过散热器来实现的。围绕动力设备流动的冷却剂从发电机中吸走热量，随后这些热量通过车辆散热器被消散。在机动车辆中，发动机室被设计用来允许周围的空气流过该室并且经过散热器。在大多数车辆中，提供了一种冷却风扇从而使穿过散热器的空气流增加。在某些车辆设置中，该风扇由独立于车辆发动机的一台电动机来驱动。对于较小的乘用车来说，这种电动机的方式可以满足用于车辆的冷却需要。然而，与乘用车不同，重型卡车和其他商用车辆典型地不能使用电动机来驱动冷却风扇。对于这种类型的典型车辆来说，冷却风扇将需要大量的来自发动机的马力以将它冷却，这转变成不合理的高的电功率需求。

范围广泛的技术可供用于将来自发动机的动力传输至这些旋转的冷却风扇上。这些技术包括开/关离合器以及粘性风扇驱动。在每一情况中，一种连续的皮带被用来将来自车辆发动机的旋转能量传输到冷却风扇或者风扇驱动系统上。CVT型系统还没有广泛应用在辅件驱动系统中。

理想的是，传输驱动组件只将该冷却风扇转动到对于维持最佳的发动机温度有必要的快速度上。对冷却风扇的速度进行控制保存了动力并且提高了发动机的整体效率。此外，该传输驱动组件应该在较低的发动机速度下比在较高的发动机速度下具有使风扇转动更快(即处于较高的皮带轮驱动比)的能力，因为对发动机来说在低速和高扭矩的运行过程中用于发动机的这些冷却要求会更大。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的机构用于调整用于车辆冷却系统(具体是一种辅件驱动系统)的冷却风扇的速度。本发明的另一个目的是提供一种改进的连续可变的皮带驱动系统以便用作一种辅件驱动冷却系统。

发明内容

本发明提供了一种连续可变皮带皮带轮传输系统，这种传输系统解决了CVT型系统的现有缺陷，特别是当CVT型系统与辅件驱动系统一起使用时的缺陷。这种连续可变皮带驱动系统包括一个驱动皮带轮组件以及一个从动皮带轮组件，其中在它们之间具有一个传输旋转运动的连续的皮带。这些皮带轮各自由前部槽轮和后部槽轮形成，这些槽轮限定了相反的多个圆锥形表面。这些皮带轮之间的驱动比由这些槽轮的圆锥形表面之间的V形皮带的位置所确定。

一种直接的电子致动机构被用于控制该皮带轮传输组件上的比率改变。一台被整合的步进电机被用作该机构的原动机。一种差动式行星辊式丝杠机构将来自步进电机的旋转运动转换成用于致动该槽轮位置的轴向运动。

该步进电机优选地使用一个永磁转子构件。这就消除了将电力传输到多个旋转部件上的要求。该步进电机还易于封装在该从动槽轮之后，这使得该组件的轴向长度最小化。如果失去电力，该步进电机还将转子保持在一个固定的位置中。

从如通过附图所展示的以及当根据所附权利要求做出解释时的本发明的以下书面说明中可以容易地看清楚本发明的这些和其他目的连同优点。

附图说明

图1是一台发动机、变速器和冷却系统的示意性表示。

图2是利用连续皮带和旋转皮带轮的一种类型的传输驱动组件的示意性表示。

图3A和图3B是根据本发明的实施方案的一种连续可变皮带驱动系统的透视图和局部截面图。

图4展示了根据本发明的实施方案的多个电枢磁极。

图5和图5A展示了根据本发明的实施方案的一台步进电机的转子。

图6展示了在本发明的实施方案中使用的一个位置控制螺母。

图7展示了在本发明的实施方案中使用的一个行星辊式丝杠构件。

具体实施方式