CN108561224A - 皮带传动***、皮带张紧方法及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明是一种皮带传动***、皮带张紧方法及汽车，涉及汽车技术领域，为解决现有发动机的皮带传动***中，因皮带装配过程繁琐而导致的皮带装配效率较低的问题而设计。该皮带传动***包括张紧装置、控制器、曲轴带轮和多个动力轮，曲轴带轮与各动力轮之间设有皮带，张紧装置包括张紧件、张紧驱动装置和压力传感器，张紧装置安装在机架上。控制器用于接收压力传感器发出的信号，并根据该信号控制张紧驱动装置动作，从而使张紧件朝靠近或远离皮带的方向运动，以将皮带张紧或释放。该皮带张紧方法用于将上述皮带传动***中的皮带张紧。该汽车包括上述皮带传动***。本发明提供的皮带传动***、皮带张紧方法及汽车用于实现皮带所受张紧力的主动调节。

Description

皮带传动***、皮带张紧方法及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种皮带传动***、皮带张紧方法及汽车。

背景技术

通常，在汽油或柴油发动机中，均需要通过皮带进行动力传递，以将发动机曲轴皮带轮(以下简称曲轴带轮)上的旋转动力传递至一系列的被动旋转附件轮(如：水泵带轮、发电机带轮和空压机带轮等)上，从而实现水泵、发电机及空压机的正常运转。作为能量传递的重要部件，皮带的正常工作与否对动力的传递过程起着至关重要的作用。而影响皮带传递效率的重要因素则为张紧力，在皮带长期使用过程中，若因各种原因(如：皮带磨损、带轮异常或皮带张紧器的张紧力衰退等)导致皮带的张紧力超出设计范围，将会极大地影响轮系传递效率，加剧皮带磨损断裂，甚至出现发动机相关零部件烧蚀的恶劣情形。

现有技术中，无论是价格低廉的机械式皮带张紧器还是价格高昂的液压式皮带张紧器，均是通过在装配初期确保皮带张紧力初始值满足设计要求，而在后续的发动机热机状态及长期的车辆行驶状态下，则依然依靠装配时的初始值为皮带提供张紧力。但是，由于皮带及带轮在工作过程中的损耗，使得依照上述方法进行张紧的皮带传动***，无法保证皮带在使用过程中的张紧力一直满足设计要求。

此外，每一次对皮带的更换维修，均是依靠维修者的经验判断或是保养手册的固定周期进行，而且，在更换过程中，还需要维修者对张紧器进行反复调节，调节后再对该状态下的张紧力进行测试，经过重复的调节测试过程，直至皮带的张紧力满足初始值要求，装配过程十分繁琐。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种皮带传动***，以解决现有发动机的皮带传动***中，因皮带装配过程繁琐而导致的皮带装配效率较低的技术问题。

本发明提供的皮带传动***，包括曲轴带轮和多个动力轮，所述曲轴带轮与各所述动力轮之间设有同步运动的皮带，用于将所述曲轴带轮上的动力传递至各所述动力轮，还包括张紧装置和控制器。

所述张紧装置包括张紧件、张紧驱动装置和用于检测所述皮带的张紧力的压力传感器，所述张紧装置安装在机架上。

所述控制器接收所述压力传感器发出的信号，并根据该信号控制所述张紧驱动装置动作，从而使所述张紧件朝靠近或远离所述皮带的方向运动，将所述皮带张紧或释放。

进一步地，还包括用于分别检测所述曲轴带轮及各所述动力轮的滑移率信息的传感器组件，所述传感器组件中的各所述传感器均与所述控制器连接。

进一步地，所述张紧驱动装置包括固定座、固设于所述固定座的电磁铁和滑动连接于所述固定座的永磁体，所述电磁铁的线圈与所述控制器连接，所述电磁铁位于所述永磁体的下方。

所述张紧件安装于所述永磁体，所述电磁铁通电后，能够产生大小不同的斥力，以驱动所述张紧件伸出或缩回。

进一步地，所述张紧件与所述永磁体之间连接有支撑杆。

进一步地，所述张紧件包括张紧轮，所述张紧轮枢接于所述支撑杆且与所述曲轴带轮的轴线平行设置，所述压力传感器位于所述支撑杆与所述永磁体之间。

所述张紧轮将所述皮带张紧时，所述压力传感器与所述永磁体和所述支撑杆均紧密抵接。

进一步地，所述固定座包括套筒，所述电磁铁固设于所述套筒的内部，所述永磁体滑动连接于所述套筒的内壁。

本发明皮带传动***带来的有益效果是：

通过在包括皮带、曲轴带轮和多个动力轮的皮带传动***中设置张紧装置和控制器，其中，张紧装置安装在机架上，包括张紧件、张紧驱动装置和压力传感器。控制器用于接收压力传感器发出的信号，并根据该信号控制张紧驱动装置动作，以使张紧件朝靠近或远离皮带的方向运动，从而将皮带张紧或释放。

该皮带传动***中，皮带的装配过程为：首先，张紧驱动装置驱动张紧件朝远离皮带的安装位置运动，以使张紧件处于缩回状态，并将皮带套设在曲轴带轮及各动力轮上；然后，张紧驱动装置动作，驱动张紧件朝靠近皮带的方向运动，将皮带张紧，同时，压力传感器获取来自皮带的张紧力信息，并将张紧力信号输出至控制器，控制器根据接收到的张紧力信号对张紧驱动装置进行控制，以使张紧件朝靠近或远离皮带的方向运动，直至皮带受到的张紧力符合皮带传动的初始值要求。

该皮带传动***利用控制器的反馈控制，实现了对皮带所受张紧力的主动调节，简化了以往需操作者对皮带进行反复调节与测试的繁琐步骤，大大提高了发动机动力传递***中的皮带装配效率。

本发明的第二个目的在于提供一种皮带张紧方法，以解决现有发动机的皮带传动***中，因皮带装配过程繁琐而导致的皮带装配效率较低的技术问题。

本发明提供的皮带张紧方法，用于将上述皮带传动***中的皮带张紧，包括皮带装配过程中的张紧，具体包括如下步骤：

S10：张紧驱动装置驱动张紧件朝远离皮带的安装位置运动，并将皮带套设在曲轴带轮及各动力轮上；

S20：张紧驱动装置驱动张紧件朝靠近皮带的方向运动，将皮带张紧，同时，压力传感器获取来自皮带的张紧力信息，并将张紧力信号输出至控制器，控制器根据接收到张紧力信号对张紧驱动装置进行控制，使张紧件朝靠近或远离皮带的方向运动，直至皮带受到的张紧力符合初始值要求。

进一步地，还包括皮带在工作过程中的张紧，具体包括如下步骤：

S30：压力传感器将检测到的皮带在工作过程中的压力信号输出至控制器，同时，传感器组件将曲轴带轮及各动力轮处的滑移率信息输出至控制器，控制器根据获取的参量信息进行判定：

当判定结果为皮带受到的张紧力过小时，控制器将增大电流输入，以增加永磁体受到的斥力，驱动张紧件朝靠近皮带的方向运动；

当判定结果为皮带受到的张紧力过大时，控制器将减小电流输入，以减少永磁体受到的斥力，驱动张紧件朝远离皮带的方向运动。

进一步地，步骤S30还包括对控制器输出的电流值进行判断，当控制器输出的电流值大于设定值时，控制器发出报警信号，提醒驾乘人员对皮带传动***进行检修。

本发明皮带张紧方法带来的有益效果是：

该皮带张紧方法将上述皮带传动***中的皮带张紧，相应的，该皮带张紧方法具有上述皮带传动***的所有优势，在此不再一一赘述。

本发明的第三个目的在于提供一种汽车，以解决现有发动机的皮带传动***中，因皮带装配过程繁琐而导致的皮带装配效率较低的技术问题。

本发明提供的汽车，包括上述皮带传动***。

本发明汽车带来的有益效果是：

通过在汽车中设置上述皮带传动***，相应的，该汽车具有上述皮带传动***的所有优势，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例皮带传动***的结构示意图，其中，虚线表示电连接；

图2为本发明实施例皮带传动***中，张紧装置的结构示意图；

图3为本发明实施例皮带传动***中，对皮带进行装配时的结构示意图，其中，传感器组件未示出；

图4为本发明实施例皮带传动***中，皮带完成装配后的结构示意图。

图标：100-张紧装置；200-曲轴带轮；500-控制器；600-压力传感器；700-皮带；110-张紧轮；120-支撑杆；130-永磁体；140-电磁铁；150-固定座；310-水泵带轮；320-发电机带轮；330-空压机带轮；410-第一传感器；420-第二传感器；430-第三传感器；440-第四传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例提供了一种皮带传动***，包括张紧装置100、控制器500、曲轴带轮200和多个动力轮，其中，曲轴带轮200与各动力轮之间设有同步运动的皮带700，用于将曲轴带轮200上的动力传递至各动力轮。张紧装置100包括张紧件、张紧驱动装置和用于检测皮带700的张紧力的压力传感器600，具体的，张紧装置100安装在机架(图中未示出)上。控制器500用于接收压力传感器600发出的信号，并根据该信号控制张紧驱动装置动作，从而使张紧件朝靠近或远离皮带700的方向运动，以将皮带700张紧或释放。

该皮带传动***中，皮带700的装配过程为：首先，如图3所示，张紧驱动装置驱动张紧件朝远离皮带700的安装位置运动，以使张紧件处于缩回状态，并将皮带700套设在曲轴带轮200及各动力轮上；然后，如图4所示，张紧驱动装置动作，驱动张紧件朝靠近皮带700的方向运动，将皮带700张紧，同时，压力传感器600获取来自皮带700的张紧力信息，并将张紧力信号输出至控制器500，控制器500根据接收到的张紧力信号对张紧驱动装置进行控制，以使张紧件朝靠近或远离皮带700的方向运动，直至皮带700受到的张紧力符合皮带传动的初始值要求。

该皮带传动***利用控制器500的反馈控制，实现了对皮带700所受张紧力的主动调节，简化了以往需操作者对皮带700进行反复调节与测试的繁琐步骤，大大提高了发动机动力传递***中的皮带700装配效率。

需要说明的是，本实施例中，“机架”指的是皮带传动***中固定不动的部件。

还需要说明的是，本实施例中，张紧件为张紧轮110，并且，张紧轮110的轴线平行于曲轴带轮200的轴线。这样的设置，减少了对皮带700造成的额外磨损，延长了皮带700的工作寿命。

请继续参照图1，本实施例中，动力轮可以包括水泵带轮310、发电机带轮320和空压机带轮330。该皮带传动***工作过程中，皮带700将来自于曲轴带轮200的主动动力传递至同步运动的水泵带轮310、发电机带轮320和空压机带轮330上，从而实现对水泵、发电机和空压机的驱动。

请继续参照图1，本实施例中，该皮带传动***还可以包括用于分别检测曲轴带轮200及各动力轮的滑移率信息的传感器组件，并且，传感器组件中的各传感器均与控制器500连接。具体的，传感器组件包括用于检测水泵带轮310滑移率信息的第一传感器410、用于检测发电机带轮320滑移率信息的第二传感器420、用于检测空压机带轮330滑移率信息的第三传感器430和用于检测曲轴带轮200滑移率信息的第四传感器440，其中，第一传感器410、第二传感器420、第三传感器430和第四传感器440均与控制器500连接。

该皮带传动***工作时，第一传感器410、第二传感器420、第三传感器430和第四传感器440分别将水泵带轮310、发电机带轮320、空压机带轮330和曲轴带轮200处的滑移率信息实时传输至控制器500，同时，压力传感器600将张紧轮110上的压力信息实时传输至控制器500，控制器500根据接收到的各滑移率信号及压力信号进行综合判断。

当判定结果为皮带700受到的张紧力过小时，控制器500将向张紧驱动装置发出伸长指令，使张紧轮110朝靠近皮带700的方向运动，以增加张紧力；当判定结果为皮带700受到的张紧力过大时，控制器500将向张紧驱动装置发出与收缩指令，使张紧轮110朝远离皮带700的方向运动，以减小张紧力，从而将皮带传动***维持在最佳工作状态。

请继续参照图1，并结合图2，本实施例中，张紧驱动装置可以包括固定座150、固设于固定座150的电磁铁140和滑动连接于固定座150的永磁体130，其中，电磁铁140的线圈与控制器500连接，张紧轮110安装在永磁体130上，并且，电磁铁140位于永磁体130的下方。

该张紧驱动装置的工作原理为：当需要张紧轮110伸出(图2中向右上方运动)时，向电磁铁140通电，同时，利用控制器500增大向电磁铁140输入的电流，使其产生较大的磁性推力，从而驱动张紧轮110伸出；当需要张紧轮110缩回(图2中向左下方运动)时，向电磁铁140通电，同时，利用控制器500减小向电磁铁140输入的电流，以减少电磁铁140与永磁体130之间的磁性推力，使永磁体130在自身重力作用下降，从而实现张紧轮110的缩回。

这种利用电磁方式对张紧轮110进行驱动的结构形式，省去了需要布置复杂管路的繁琐流程，不仅提高了生产效率，而且还节约了车舱空间，并降低了车体质量。

需要说明的是，本实施例中，张紧驱动装置可以是上述电磁驱动的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：液压驱动，其只要是通过这种结构形式的张紧驱动装置，能够实现张紧轮110朝皮带700的靠近或远离，从而实现对其的张紧或释放即可。

请继续参照图2，本实施例中，张紧轮110与永磁体130之间连接有支撑杆120。

具体的，张紧轮110枢接于支撑杆120，压力传感器600位于支撑杆120与永磁体130之间。该皮带传动***工作时，张紧轮110将皮带700张紧，此时，永磁体130对压力传感器600进行支撑，并且，支撑杆120紧密抵接于压力传感器600，将来自于皮带700的压力反馈至压力传感器600中，进而实现压力信号向控制器500的输出。这样的设置，实现了皮带700压力信息向控制器500的实时反馈，使得控制器500能够及时根据皮带700的工况对张紧力进行调节，进而使得皮带700保持在最佳工作状态。

需要说明的是，本实施例中，压力传感器600可以是上述位于永磁体130与支撑杆120之间的设置形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：将压力传感器600设置在张紧轮110的外周边缘(如图4所示)，此时，张紧轮110每转过一圈，压力传感器600采集一次压力信号，并将采集到的压力信号输出至控制器500中。

请继续参照图2，本实施例中，固定座150可以包括套筒，具体的，电磁铁140固设于套筒的内部，永磁体130滑动连接于套筒的内壁。这样的设置，在一定程度上避免了电磁铁140及永磁体130的外露，从而延长了张紧驱动装置的使用寿命。

本实施例还提供了一种皮带张紧方法，将上述皮带传动***中的皮带700张紧，包括皮带700装配过程中的张紧，具体包括如下步骤：

S10：张紧驱动装置驱动张紧件朝远离皮带700的安装位置运动，并将皮带700套设在曲轴带轮200及各动力轮上；

S20：张紧驱动装置驱动张紧件朝靠近皮带700的方向运动，将皮带700张紧，同时，压力传感器600获取来自皮带700的张紧力信息，并将张紧力信号输出至控制器500，控制器500根据接收到张紧力信号对张紧驱动装置进行控制，使张紧件朝靠近或远离皮带700的方向运动，直至皮带700受到的张紧力符合初始值要求。

该皮带张紧方法实现了皮带700装配过程中的高效张紧，简化了以往需操作者对皮带700进行反复调节与测试的繁琐步骤，大大提高了发动机动力传递***中的皮带700装配效率。

本实施例中，该皮带张紧方法还包括皮带700在工作过程中的张紧，具体包括如下步骤：

S30：压力传感器600将检测到的皮带700在工作过程中的压力信号输出至控制器500，同时，传感器组件将曲轴带轮200及各动力轮处的滑移率信息输出至控制器500，控制器500根据获取的参量信息进行判定：

当判定结果为皮带700受到的张紧力过小时，控制器500将增大电流输入，以增加永磁体130受到的斥力，驱动张紧件朝靠近皮带700的方向运动；

当判定结果为皮带700受到的张紧力过大时，控制器500将减小电流输入，以减少永磁体130受到的斥力，驱动张紧件朝远离皮带700的方向运动。

在皮带传动***工作的过程中，第一传感器410、第二传感器420、第三传感器430和第四传感器440分别将水泵带轮310、发电机带轮320、空压机带轮330和曲轴带轮200处的滑移率信息实时传输至控制器500，同时，压力传感器600将张紧轮110上的压力信息传输至控制器500，控制器500根据接收到的各滑移率信号及压力信号进行综合判断。

本实施例中，上述步骤S30还可以包括对控制器500输出的电流值进行判断，具体的，在对皮带700进行张紧的过程中，当控制器500输出的电流值大于设定值时，控制器500将发出报警信号，提醒驾乘人员对皮带传动***进行检修。

该皮带张紧方法中，在皮带700受到的张紧力过小而需要增大时，当控制器500输出的电流值大于设定值却依然无法满足皮带700的张紧需求时，则判断为皮带700磨损严重或者轮系中的各带轮出现异常，此时，控制器500将发出报警信号，提醒驾乘人员对皮带传动***中的部件进行维修或更换。

具体的，本实施例中，报警装置可以是与控制器500相连的蜂鸣器，还可以通过驾驶室的仪表显示进行报警。

本实施例还提供了一种汽车，包括上述皮带传动***。

相应的，该汽车具有上述皮带传动***的所有优势，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种皮带传动***，包括曲轴带轮(200)和多个动力轮，所述曲轴带轮(200)与各所述动力轮之间设有同步运动的皮带(700)，用于将所述曲轴带轮(200)上的动力传递至各所述动力轮，其特征在于，还包括张紧装置(100)和控制器(500)；

所述张紧装置(100)包括张紧件、张紧驱动装置和用于检测所述皮带(700)的张紧力的压力传感器(600)，所述张紧装置(100)安装在机架上；

所述控制器(500)接收所述压力传感器(600)发出的信号，并根据该信号控制所述张紧驱动装置动作，从而使所述张紧件朝靠近或远离所述皮带(700)的方向运动，将所述皮带(700)张紧或释放。

2.根据权利要求1所述的皮带传动***，其特征在于，还包括用于分别检测所述曲轴带轮(200)及各所述动力轮的滑移率信息的传感器组件，所述传感器组件中的各所述传感器均与所述控制器(500)连接。

3.根据权利要求1所述的皮带传动***，其特征在于，所述张紧驱动装置包括固定座(150)、固设于所述固定座(150)的电磁铁(140)和滑动连接于所述固定座(150)的永磁体(130)，所述电磁铁(140)的线圈与所述控制器(500)连接，所述电磁铁(140)位于所述永磁体(130)的下方；

所述张紧件安装于所述永磁体(130)，所述电磁铁(140)通电后，能够产生大小不同的斥力，以驱动所述张紧件伸出或缩回。

4.根据权利要求3所述的皮带传动***，其特征在于，所述张紧件与所述永磁体(130)之间连接有支撑杆(120)。

5.根据权利要求4所述的皮带传动***，其特征在于，所述张紧件包括张紧轮(110)，所述张紧轮(110)枢接于所述支撑杆(120)且与所述曲轴带轮(200)的轴线平行设置，所述压力传感器(600)位于所述支撑杆(120)与所述永磁体(130)之间；

所述张紧轮(110)将所述皮带(700)张紧时，所述压力传感器(600)与所述永磁体(130)和所述支撑杆(120)均紧密抵接。

6.根据权利要求3-5任一项所述的皮带传动***，其特征在于，所述固定座(150)包括套筒，所述电磁铁(140)固设于所述套筒的内部，所述永磁体(130)滑动连接于所述套筒的内壁。

7.一种皮带张紧方法，其特征在于，用于将如权利要求1-6任一项所述的皮带传动***中的皮带(700)张紧，包括皮带(700)装配过程中的张紧，具体包括如下步骤：

S10：张紧驱动装置驱动张紧件朝远离皮带(700)的安装位置运动，并将皮带(700)套设在曲轴带轮(200)及各动力轮上；

S20：张紧驱动装置驱动张紧件朝靠近皮带(700)的方向运动，将皮带(700)张紧，同时，压力传感器(600)获取来自皮带(700)的张紧力信息，并将张紧力信号输出至控制器(500)，控制器(500)根据接收到张紧力信号对张紧驱动装置进行控制，使张紧件朝靠近或远离皮带(700)的方向运动，直至皮带(700)受到的张紧力符合初始值要求。

8.根据权利要求7所述的皮带张紧方法，其特征在于，还包括皮带(700)在工作过程中的张紧，具体包括如下步骤：

S30：压力传感器(600)将检测到的皮带(700)在工作过程中的压力信号输出至控制器(500)，同时，传感器组件将曲轴带轮(200)及各动力轮处的滑移率信息输出至控制器(500)，控制器(500)根据获取的参量信息进行判定：

当判定结果为皮带(700)受到的张紧力过小时，控制器(500)将增大电流输入，以增加永磁体(130)受到的斥力，驱动张紧件朝靠近皮带(700)的方向运动；

当判定结果为皮带(700)受到的张紧力过大时，控制器(500)将减小电流输入，以减少永磁体(130)受到的斥力，驱动张紧件朝远离皮带(700)的方向运动。

9.根据权利要求8所述的皮带张紧方法，其特征在于，步骤S30还包括对控制器(500)输出的电流值进行判断，当控制器(500)输出的电流值大于设定值时，控制器(500)发出报警信号，提醒驾乘人员对皮带传动***进行检修。

10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的皮带传动***。