[实用新型]汽车发动机越程交流发电机滚柱式单向离合解耦器

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车发动机前端附件驱动系统的部件，具体涉及一种具有单向离合及减振作用的越程交流发电机滚柱式单向离合解耦器。

背景技术

随着国家相关法规对汽车的节能减排，以及人们对汽车舒适性要求的提高。单根多楔带附件驱动系统由于其结构紧凑、传递功率大、寿命长、振动和噪声小等优点，在发动机前端附件驱动(Front End Accessory Drive，简称FEAD)系统上得到了广泛的应用。FEAD系统通常由曲轴轮、多楔带、张紧器和若干从动轮(包括电机轮、空调压缩机轮、水泵轮等)组成，其动态特性包括：轮和张紧臂的旋转振动、带段的张力波动、带-轮之间的滑移等。

通常改善FEAD系统动态特性的比较简单、有效的方法，是增加张紧器的阻尼、或增加皮带的初始张力。但张紧器阻尼的增加，这对阻尼材料提出更高的性能要求，从而增加张紧器的制造成本；皮带初始张力的增加，可以提高两轮间带段的固有频率，避免各带段在发动机常用转速范围内发生共振；但同时也会减小皮带的使用寿命，且增大各轮的轮毂载荷，使轴承和轮轴产生疲劳失效。

FEAD系统中，发电机转子的惯量较大，而且其转速一般为曲轴转速的2-3倍。在FEAD系统运行时，从动轮中电机轮的旋转振动、带-电机轮之间的滑移率最大，从而带在电机轮上的磨损最大。因此，为了降低发电机转子的大惯量对FEAD系统旋转振动动态特性的影响，常在电机轮与其发电机转子之间安装单向离合器解耦器(Overrunning Alternator Decoupler，简称OAD) 。

OAD对减小FEAD系统动态特性的功用主要体现在：(1)当电机轮转速高于电机轴转速时，单向离合器结合并将电机轮旋转运动传递给电机轮轮毂，从而驱动电机轴旋转；(2)当电机轮转速低于电机轴转速时，单向离合器分离并允许电机轴超越电机轮而自由旋转。电机轮是通过扭转弹簧将扭矩传递到电机轴，从而驱动电机轴旋转。因此，匹配合适的扭转弹簧刚度，可以将大转动惯量发电机转子的振动与发动机前端附件驱动系统各个轮和皮带的振动解耦，从而减小电机轮的旋转振动、电机轮与带之间的打滑及电机轮对发动机前端附件驱动系统的影响。研究表明，发动机急加速或急减速工况下，OAD减小FEAD系统动态特性的作用更明显。

传统的OAD结构中，通常采用离合器螺旋弹簧外表面与电机轮内表面之间的摩擦力的大小来控制单向离合的结合和分离；离合器弹簧安装端、扭转弹簧安装端均内嵌于托架一侧。传统的OAD结构结构设计中：(1) 离合器弹簧扭矩力和扭转弹簧扭矩力同时作用于安装端，这将加速安装端的疲劳失效；(2) 离合器螺旋弹簧与电机轮之间的摩擦力将电机轮的旋转运动传递给轮毂，这种结构形式所能传递的扭矩力较小，且离合器螺旋弹簧外表面磨损后，弹簧不易拆卸、更换；(3) 离合器螺旋弹簧和扭转弹簧同时安装在托架内，这不仅给部件的加工设计和装配提出更高的工艺要求，而且在有限空间内限定了扭转弹簧的内径。通常，螺旋形扭转弹簧的簧丝截面积相同的情况下，扭转弹簧内径越小，弹簧扭转刚度越大，这不利于FEAD系统与电机转子间的隔振；(4) 目前OAD中采用的螺旋形扭转弹簧，节距相等、弹簧内径相同、簧丝各处的截面积一致，其扭转刚度为一常数。因此，传统的螺旋形扭转弹簧只能在较小的频率带宽内将大转动惯量发电机转子的振动与发动机前端附件驱动系统各个轮和皮带的振动解耦。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种汽车发动机越程交流发电机滚柱式单向离合解耦器，包括电机轮，所述的电机轮内设置有安装于电机轴上且支承电机轮的滚柱式单向离合器；滚柱式单向离合器的离合器内环与电机轴通过第一衬套相连；一托架由金属和塑料形成的复合件，该托架包括加强端和安装端，加强端为金属件与离合器内环用铰制孔螺钉连接，安装端采用塑料件并形成有螺旋形槽；电机轮轮毂固定地设置在电机轴上，其凸缘端的环形内表面设置有螺旋形槽；一非线性扭转弹簧轴向延伸于安装端的螺旋形槽和电机轮轮毂的凸缘端的螺旋形槽内，用于将托架的旋转运动传递到电机轮轮毂上；电机轮轮毂的凸缘与电机轮之间通过第二衬套相连。

进一步地，所述滚柱式单向离合器，其包括与电机轮同转速旋转的离合器外环、可相对电机轴旋转的离合器内环、设置在滚柱式单向离合器内部的滚柱、沿一个方向偏压滚柱的螺旋弹簧，离合器内环和离合器外环之间，设置有预定楔角的滚柱容纳部分，以及设置在离合器内环的螺旋弹簧容纳部分，滚柱位于滚柱容纳部分中并被螺旋弹簧向滚柱容纳部分中较窄的一侧推压。