[发明专利]自适应发动机前端附件轮系的张力调节装置

说明书

本发明公开了一种自适应发动机前端附件轮系的张力调节装置，包括发动机前端附件轮系和皮带张力控制系统，皮带张力控制系统包括压电传感器、角度编码器、比较器、控制器和执行器，当发动机的曲轴转速为零时，张紧轮始终处于预设的较小的皮带张力位置；当发动机启动时，曲轴转速由零开始逐渐增加，控制器立刻控制执行器动作使张紧轮移动到预设的较大的皮带张力位置；当曲轴转速稳定后，通过比较器将压电传感器所获取的张力值与预设的张力值对比，再由控制器控制执行器动作来调整张紧轮的位置，使张紧力维持恒定的状态。可以实时测量发动机曲轴转速和多楔带受到的动态张紧力，主动调整张紧轮的位置，达到自适应发动机运行状态调整皮带张紧力的目的。

技术领域

本发明属于汽车工程领域，具体涉及一种带传动系统的张力调节装置，尤其是发动机前端附件轮系的张力调节装置。

背景技术

自20世纪70年代末以来，越来越多的发动机生产厂家采用单根多楔带（也称皮带）同时驱动包括油泵、动力转向泵、空调压缩机、水泵、发电机等在内的诸多前端附件设备。为保证这种传动方式的可靠、高效率运行, 皮带的张力必须保持稳定。但是皮带工作一段时间后会因老化、磨损等伸长，使得皮带张紧力降低，皮带剧烈抖动甚至出现打滑现象，严重影响皮带传递运动的性能

工程上广泛采用自动张紧器来解决这一问题，目前使用的自动张紧器种类较多，有重力式、弹力式（直线式、摆臂式）、液压式等；在实际工作中，这些张紧器都能在一定时间范围内保证皮带自动可靠张紧。但是由于皮带工作时的张紧力不易测量，张紧器结构参数（主要是刚度、阻尼）的设定以及位置布置主要通过理论计算制定多套方案，然后结合实验的方式确定优选方案。这种方法费时费力，对专业性要求较高，而且不能保证张紧器在全寿命周期内, 都能够适应皮带长度的变化而提供变化尽量小的合适张紧力。

发明内容

本发明旨在提供一种发动机前端附件轮系的张力调节装置，能自适应发动机运行状态调整皮带张紧力，且响应灵敏，调节范围广。

为此，所采用的技术方案是：一种自适应发动机前端附件轮系的张力调节装置，包括发动机前端附件轮系和皮带张力控制系统，所述发动机前端附件轮系包括曲轴带轮、多楔带、水泵带轮、空调压缩机带轮、发电机带轮、动力转向泵带轮、张紧轮和两个惰轮，所述曲轴带轮通过多楔带驱动水泵带轮、空调压缩机带轮、发电机带轮、动力转向泵带轮，其特征在于：所述皮带张力控制系统包括压电传感器、角度编码器、比较器、控制器和执行器，所述压电传感器安装在张紧轮上用于实时获取多楔带的张紧力，角度编码器安装在曲轴带轮上用于获取发动机的曲轴转速；

当发动机的曲轴转速为零时，张紧轮始终处于预设的较小的皮带张力位置；当发动机启动时，曲轴转速由零开始逐渐增加，控制器立刻控制执行器动作使张紧轮移动到预设的较大的皮带张力位置；当曲轴转速稳定后，通过比较器将压电传感器所获取的张力值与预设的张力值对比，再由控制器控制执行器动作来调整张紧轮的位置，使张紧力维持恒定的状态。

作为上述方案的第一种优选，所述执行器包括液压缸、活塞杆、三位四通电液伺服阀、液压泵和油箱，所述控制器通过控制三位四通电液伺服阀的移动来调整活塞杆运动，活塞杆再带动张紧轮运动到适当的位置。

作为上述方案的第二种优选，所述执行器包括直线电机和活塞杆，直线电机推动活塞杆运动，活塞杆再带动张紧轮运动到适当的位置，控制器控制直线电机的正反转。

本发明的有益效果是：与现有的自动张紧器相比，本发明可以实时测量发动机曲轴转速和多楔带受到的动态张紧力，并通过控制器控制执行器动作，主动调整张紧轮的位置，达到自适应发动机运行状态调整皮带张紧力的目的，具有响应灵敏、调节范围广等优点；各发动机附件带轮的位置布置更加灵活，大大减少了设计人员的研发困难和工作量；由于本发明具有自适应发动机运行情况自动调整张力的功能，当发动机工作时提供较大张紧力，以保证整个前端附件轮系正常工作，当发动机不工作时，只维持较小皮带张紧力，因此大大提高了带传动性能和带的使用寿命。

附图说明