[發明專利]汽車發動機越程交流發電機滾柱式單向離合解耦器

無效

• 申請號: 201310136615.2
• 申請日: 2013-04-19
• 公開（公告）號: CN103248168A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 上官文斌;曾祥坤;余良渭;鄧建向;陳強
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02K7/108
• 分類號: H02K7/108;F16D41/064
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

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技術領域

本發明屬于汽車發動機前端附件驅動系統的部件，具體涉及一種具有單向離合及減振作用的越程交流發電機滾柱式單向離合解耦器。

背景技術

隨著國家相關法規對汽車的節能減排，以及人們對汽車舒適性要求的提高。單根多楔帶附件驅動系統由于其結構緊湊、傳遞功率大、壽命長、振動和噪聲小等優點，在發動機前端附件驅動(Front?End?Accessory?Drive，簡稱FEAD)系統上得到了廣泛的應用。FEAD系統通常由曲軸輪、多楔帶、張緊器和若干從動輪(包括電機輪、空調壓縮機輪、水泵輪等)組成，其動態特性包括：輪和張緊臂的旋轉振動、帶段的張力波動、帶-輪之間的滑移等。

通常改善FEAD系統動態特性的比較簡單、有效的方法，是增加張緊器的阻尼、或增加皮帶的初始張力。但張緊器阻尼的增加，這對阻尼材料提出更高的性能要求，從而增加張緊器的制造成本；皮帶初始張力的增加，可以提高兩輪間帶段的固有頻率，避免各帶段在發動機常用轉速范圍內發生共振；但同時也會減小皮帶的使用壽命，且增大各輪的輪轂載荷，使軸承和輪軸產生疲勞失效。

FEAD系統中，發電機轉子的慣量較大，而且其轉速一般為曲軸轉速的2-3倍。在FEAD系統運行時，從動輪中電機輪的旋轉振動、帶-電機輪之間的滑移率最大，從而帶在電機輪上的磨損最大。因此，為了降低發電機轉子的大慣量對FEAD系統旋轉振動動態特性的影響，常在電機輪與其發電機轉子之間安裝單向離合器解耦器(Overrunning?Alternator?Decoupler，簡稱OAD)?。

OAD對減小FEAD系統動態特性的功用主要體現在：(1)當電機輪轉速高于電機軸轉速時，單向離合器結合并將電機輪旋轉運動傳遞給電機輪輪轂，從而驅動電機軸旋轉；(2)當電機輪轉速低于電機軸轉速時，單向離合器分離并允許電機軸超越電機輪而自由旋轉。電機輪是通過扭轉彈簧將扭矩傳遞到電機軸，從而驅動電機軸旋轉。因此，匹配合適的扭轉彈簧剛度，可以將大轉動慣量發電機轉子的振動與發動機前端附件驅動系統各個輪和皮帶的振動解耦，從而減小電機輪的旋轉振動、電機輪與帶之間的打滑及電機輪對發動機前端附件驅動系統的影響。研究表明，發動機急加速或急減速工況下，OAD減小FEAD系統動態特性的作用更明顯。

傳統的OAD結構中，通常采用離合器螺旋彈簧外表面與電機輪內表面之間的摩擦力的大小來控制單向離合的結合和分離；離合器彈簧安裝端、扭轉彈簧安裝端均內嵌于托架一側。傳統的OAD結構結構設計中：(1)?離合器彈簧扭矩力和扭轉彈簧扭矩力同時作用于安裝端，這將加速安裝端的疲勞失效；(2)?離合器螺旋彈簧與電機輪之間的摩擦力將電機輪的旋轉運動傳遞給輪轂，這種結構形式所能傳遞的扭矩力較小，且離合器螺旋彈簧外表面磨損后，彈簧不易拆卸、更換；(3)?離合器螺旋彈簧和扭轉彈簧同時安裝在托架內，這不僅給部件的加工設計和裝配提出更高的工藝要求，而且在有限空間內限定了扭轉彈簧的內徑。通常，螺旋形扭轉彈簧的簧絲截面積相同的情況下，扭轉彈簧內徑越小，彈簧扭轉剛度越大，這不利于FEAD系統與電機轉子間的隔振；(4)?目前OAD中采用的螺旋形扭轉彈簧，節距相等、彈簧內徑相同、簧絲各處的截面積一致，其扭轉剛度為一常數。因此，傳統的螺旋形扭轉彈簧只能在較小的頻率帶寬內將大轉動慣量發電機轉子的振動與發動機前端附件驅動系統各個輪和皮帶的振動解耦。

發明內容

針對上述技術問題，本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種汽車發動機越程交流發電機滾柱式單向離合解耦器，包括電機輪，所述的電機輪內設置有安裝于電機軸上且支承電機輪的滾柱式單向離合器；滾柱式單向離合器的離合器內環與電機軸通過第一襯套相連；一托架由金屬和塑料形成的復合件，該托架包括加強端和安裝端，加強端為金屬件與離合器內環用鉸制孔螺釘連接，安裝端采用塑料件并形成有螺旋形槽；電機輪輪轂固定地設置在電機軸上，其凸緣端的環形內表面設置有螺旋形槽；一非線性扭轉彈簧軸向延伸于安裝端的螺旋形槽和電機輪輪轂的凸緣端的螺旋形槽內，用于將托架的旋轉運動傳遞到電機輪輪轂上；電機輪輪轂的凸緣與電機輪之間通過第二襯套相連。