[发明专利]一种解耦机构及包含该机构的张紧轮、隔振皮带轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机零部件，特别是涉及一种解耦机构、应用解耦机构的隔振皮带轮及张紧轮。

背景技术

在现有的使用发电机的汽车发动机附件轮系中，皮带的松紧边(松边是指张紧力相对较低的皮带股，紧边指张紧力相对较高的皮带股)固定不变。即在皮带进入发动机曲轴皮带轮的一侧为紧边，在皮带离开曲轴皮带轮的一侧为松边。

因为皮带的张紧力越高皮带的寿命越短，轮系的摩擦损耗也越高，只要保证皮带不打滑，皮带的张紧力越低越有利，这样为能提供最低能保证皮带不打滑的张紧力又要尽量降低轮系的张紧力，皮带张紧轮需要被安装在松边。

汽车发动机为了节能减排，常使用BSG或ISG代替现有的发电机而设计成为油电混合动力车。其附件皮带传动系统已没有固定的松紧边，即松紧边会随BSG或ISG的工作状况出现互换。当发动机曲轴为主动轮带动BSG或ISG时，进入曲轴皮带轮的皮带股为紧边，另一边为松边；当BSG或ISG为主动轮带动发动机曲轴转动时，离开发动机曲轴的皮带股为紧边，另一边为松边。因此，现有的附件轮系松边安装张紧轮的设计已不再适应社会的需求。

解决上述问题的方法是在发动机曲轴两侧各安装1个张紧轮，从而成为双张紧轮轮系。但是现有的双张紧轮轮系的性能还有张紧力过高和张紧轮摇臂振动幅度过大两大缺陷，这主要由现有张紧轮的结构和性能缺陷导致。现行张紧轮是依靠弹簧带动张紧轮摇臂转动压紧皮带，起到张紧皮带的作用，其输出扭矩与弹簧扭矩特性相同，即呈线性变化，且与张紧轮摇臂的转动角度成正比。

因此，我们总结出现有张紧轮在应用时有如下缺陷：

1、调节变化范围较大的张紧力时，张紧轮摇臂的转动幅度相应较大。这是由现有张紧轮的输出扭矩呈线性变化，输出扭矩的大小与张紧轮摇臂的转动位移成正比决定的。安装有BSG或ISG的油电混合动力车的双张紧轮轮系的皮带张紧力的变化范围较现有的松边固定轮系已变的非常大，所以现有张紧轮在应用时必然会随轮系的运行做大角度的摆动，而大角度的摆动不但会降低张紧轮自身的使用寿命，还会给轮系运行带来更多的不稳定性，造成噪音、皮带打滑等。

2、现有张紧轮应用在BSG或ISG的双张紧轮轮系时，会造成轮系的高张紧力.张紧轮摇臂的转动行程是有限的。为避免外力扭矩超出现有张紧轮的承受范围而损坏张紧轮，只能提高弹簧的弹性系数和名义扭矩，优先满足高扭矩状况的使用要求，轮系的张紧力随之提高而成为高张紧力系统，而高张紧力会降低皮带和其他辅机的使用寿命，也会使摩擦损耗增加，不利于节能减排。

3、现有张紧轮的阻尼是对称的。现有张紧轮的阻尼是由摩擦力而得到，由于通常情况下张紧轮加载时和卸载时的摩擦力相等，也就决定了获得的加载阻尼值和卸载阻尼值相等，即对称阻尼特性，而对称阻尼特性较非对称阻尼特性不利于轮系运行的平稳性。

另外，现在的汽车为了增加舒适度，减小整车震动，就在发动机上增加双质量飞轮，双质量飞轮在降低整车震动的同时，却增加了发动机的运转不均衡性，使曲轴的角振动加剧，继而影响了附件传动系统的稳定性，大大降低了附件系统寿命。比较高端的汽油机普遍采用增压、直喷等技术，这些技术给发动机带来性能提升的同时，也使发动机更加粗暴，曲轴不规则震动加剧，曲轴是附件系统的原驱动力，不规则的扭震和角振动给附件传动系统带来了不小的压力和难题。同时这个问题也在柴油机上被发现。发电机是附件系统中动态转动惯量最大的附件，并且带轮直径相比曲轴带轮直径是最小的，所以受曲轴角振动影响也最大。自动张紧轮也会有比较大的影响，张紧轮的摇臂震动大小是系统角振动大小的反映，角振动增大，张紧轮摇臂振动也相应增大，那么张紧轮自身负荷也大大增加，寿命也就相应降低了。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种应用流体动力学理论实现控制的解耦机构，靠具有转动驱动关系的弧形腔和弧形滑块形成两个流体腔，通过控制两个流体腔的连通和封闭，实现弧形腔所连接部件和弧形滑块所连接部件的分离和接合，从而在设定的角度内，主动件只能单方向驱动从动件，将从动件从角振动中解除出来，同时，还可以通过调节流体由其中一个流体腔流向另一个流体腔时所流过通道的有效横截面积的大小调节流体对弧形腔和弧形滑块相对转动的阻尼的大小，也可以通过控制流体流动方向不同时所流过的通道不同，而实现非对称阻尼特性，从而使传动更加平稳。这里所说的流体流动方向是指流体由弧形腔和弧形滑块形成的两个流体腔之一流向另外一个流体腔，或者做相反的流动。