MX2008011512A - Sistema de transmision por banda de relacion ajustable. - Google Patents

Abstract

Un sistema de transmisión por banda que comprende una pieza impulsora (Cigüeñal CRK), esta pieza impulsora conectada en forma giratoria a una primera pieza impulsada (13, 15, 17, 18, 19) por medio de una primera pieza sinfín (16), una segunda pieza sinfín (12) conectada en forma giratoria entre la pieza impulsora y una segunda pieza impulsada, un primer embrague (57,SO) colocado entre la primera pieza sinfín y la segunda pieza sinfín para transmitir en forma selectiva un momento de fuerza de la primera pieza sinfín a la segunda pieza sinfín, y un segundo embrague (42,82) colocado entre la segunda pieza sinfín y la pieza impulsora en forma selectiva la segunda pieza sinfín de la pieza impulsora.

Description

SISTEMA DE TRANSMISION POR BANDA DE RELACION AJUSTABLE La invención se refiere a un sistema de transmisión por banda de relación doble para accionar los accesorios del motor de un vehículo en una primera relación de velocidad y en una segunda relación de velocidad.

Los motores de vehículos generalmente comprenden accesorios que se usan en la operación del motor y el vehículo. Estos accesorios pueden incluir una bomba de la dirección, un compresor del aire acondicionado, un alternador, una bomba de aceite, una bomba de combustible, etc. Estos accesorios generalmente son impulsados por una banda serpentina. La banda serpentina acopla una polea en cada accesorio así como en el cigüeñal. El cigüeñal proporciona el momento de fuerza para ¡accionar los accesorios.

|En lo que la banda es accionada por el cigüeñal está necesariamente sometida a las variaciones de velocidad del motor I durante la aceleración y desaceleración del vehículo. En otras palabras la velocidad operativa de los accesorios es directamente proporcional a la velocidad del motor.

Las variaciones en la velocidad del motor, en particular en (velocidades mayores a la marcha mínima, resultan en una (Operación ineficiente de los accesorios debido a que cada accesorio debe estar diseñado para operar satisfactoriamente durante todo el régimen de la velocidad del motor. Esto necesariamente significa que la eficiencia en menos que óptima para la mayor parte del régimen de velocidad del motor. Además, en a mayor velocidad se necesita mayor potencia para accionar 'los accesorios, resultando en una reducción de la eficiencia de la combustible y un menor momento de fuerza disponible. Por consiguiente, es deseable desacoplar algunos o todos los accesorios del cigüeñal para que puedan ser impulsados a un régimen óptimo menor o más estrecho de velocidad.

Representativa del oficio es la patente de EU número 5,700,121 (1997) a eckstroth que revela un sistema para accionar mecánicamente los varios accesorios giratorios del vehículo.

Los métodos anteriores requieren que los accesorios se desconecten del motor cuando este arranca para "ayudar" a un arrancador de tamaño mínimo. Además, el método anterior no muestra una unidad de embrague combinada con un amortiguador del cigüeñal para reducir la aplicación de vibración del motor. Lo que se necesita es un sistema de transmisión por banda de relación doble para accionar los accesorios del motor del vehículo. Esta invención satisface esta necesidad.

'El aspecto primordial de la invención es proporcionar un sistema ¡de transmisión por banda de relación doble para accionar los accesorios del motor del vehículo en un primer régimen de velocidad y en un segundo régimen de velocidad.

Se señalarán otros aspectos de la invención o serán obvios 'mediante la siguiente descripción de la misma y los dibuj os que se acompañan.

'La invención comprende un sistema de transmisión por banda que ;consta de una pieza impulsora, estando esta pieza conectada en forma giratoria a una primera pieza impulsada por una primera .pieza sinfín, una segunda pieza sinfín conectada en forma giratoria entre la pieza impulsora y una segunda pieza impulsada, un primer embrague colocado entre la primera pieza sinfín y la segunda pieza sinfín para transmitir en forma selectiva el momento de fuerza de la primera pieza sinfín a la segunda pieza sinfín, y un segundo embrague colocado entre la segunda pieza sinfín y la pieza impulsora para desacoplar en forma selectiva la segunda pieza sinfín de la pieza impulsora.

Los dibujos que se acompañan, los cuales se incluyen y forman I parte de la especificación, ilustran las incorporaciones predominantes de esta invención, y junto con una descripción, ^sirven para explicar los principios de la misma.

La Fig. 1 es una vista esquemática del sistema de transmisión por banda de relación doble. La Fig. 2 es una proyección horizontal esquemática de un ¡sistema de transmisión por banda de relación doble. ; La Fig. 3 es media vista transversal de una unidad de embrague . La Fig. 4 es media vista transversal de una polea doble. ' La Fig. 4A es media vista transversal de una incorporación alterna de una polea doble. La Fig. 5 es una vista esquemática de una primera ¡incorporación del sistema de transmisión por banda de relación idoble . La Fig. 6 es una proyección horizontal esquemática de una jprimera incorporación alterna del sistema de transmisión por ,banda de relación doble. La Fig. 7 es una vista esquemática de una segunda 'incorporación del sistema de transmisión por banda de relación idoble. i La Fig. 8 es una proyección horizontal esquemática de una isegunda incorporación alterna del sistema de transmisión por banda de relación doble.

La Fig. 9 es media vista transversal de una segunda incorporación alterna de la unidad de embrague del sistema de transmisión por banda de relación doble. La Fig. 9A es una incorporación alterna de la unidad de embrague en la Fig. 9. La Fig. 10 es media vista transversal de una polea doble para la segunda incorporación alterna de la unidad de embrague del sistema de transmisión por banda de relación doble. La Fig. 10A es media vista transversal de una incorporación alterna de la polea doble en la Fig. 10. La Fig. 11 es una vista esquemática de una colocación alterna que incluye un motor generador en un sistema de transmisión por banda de relación doble. La Fig. 12 es una proyección horizontal esquemática de la incorporación alterna que incluye un motor generador en la Fig. 11. La Fig. 13 es una vista esquemática de una colocación alterna para el sistema de transmisión por banda de relación doble . i La Fig. 14 es una proyección horizontal esquemática de la ¡incorporación alterna en la Fig. 13. La Fig. 15 es una vista esquemática de una colocación alterna para un sistema de transmisión por banda de relación ¡múltiple . La Fig. 16 es una proyección horizontal esquemática de la incorporación alterna en la Fig. 15.

En la Fig. 1 se muestra un sistema de transmisión por banda de relación doble. El sistema inventivo opera con una polea primera o segunda relación de accionamiento de la polea que se selecciona a través de la unidad de embrague 11. En una primera velocidad del motor se usa una primera relación. En una segunda i velocidad del motor se usa una segunda relación. El sistema comprende dos bandas. La banda usada para transmitir el momento de fuerza se determina por el estado de la unidad de embrague. La primera o segunda relación de la polea se selecciona conectando o desconectando la unidad de embrague electromagnética 11. Al conectar la unidad de embrague, ésta acciona el sistema con una banda acoplada con una primera polea en la unidad de embrague.

; En el primer modo (velocidad del motor en marcha mínima aproximadamente) la segunda banda en el sistema no está transmitiendo el momento de fuerza directamente del cigüeñal, t sino que lo transmite a los accesorios del motor desde una polea I doble que también está acoplada con la primera banda. I En un segundo modo (velocidades del motor mayores a la marcha mínima) el embrague se . desconecta lo que ocasiona que la primera polea y la primera banda se desacoplen del sistema. Los accesorios entonces son accionados por la segunda banda que está ! acoplada con un embrague de una vía al cigüeñal. En la segunda modo los accesorios son accionados a una velocidad relativamente más baja de la que se desarrollaría con la primera banda debido a que la segunda relación de accionamiento de la polea es menor que la primera.

El sistema comprende una unidad de embrague 11 montada a un eje motor giratorio como un cigüeñal (CRK) .

La unidad de embrague 11 comprende una primera y una segunda polea así como un amortiguador del cigüeñal o un aislador o ambos, y un embrague electromagnético. La unidad 11 también comprende un embrague de una vía.

I La unidad de embrague 11 está conectada en forma de accionamiento a los accesorios del motor tales como la bomba de I agua W_P, (polea 17, la bomba de la dirección P_S (polea 13) , el (alternador ALT (polea 15), la polea guia IDL (polea 18), y el compresor del aire acondicionado A_C (polea 19) mediante una 'banda serpentina de costillas múltiples 16. El tensor TEN (polea ¡14) está colocado después de la polea doble 13 de la bomba de la , dirección con base en un movimiento en la dirección de las 'manecillas del reloj del cigüeñal. La banda 16 es una de I costillas múltiples conocida en el oficio.

I Una segunda banda de costillas múltiples 12 conecta la unidad de embrague 11 con una polea doble 12 conectada a la bomba de la dirección P_S . En esta incorporación la banda 12 está instalada 'en una unidad de impulsión de dos puntos. Como se muestra en la Fig. 2, la banda 16 está colocada físicamente entre el motor y la banda 12.

La unidad de embrague 11, · como se muestra en la Fig. 3, consta del cubo 40 y un embrague de una vía 42 montado en dicho cubo. |La Fig. 3 describe la mitad superior de una vista transversal, la mitad inferior siendo una imagen de espejo y simétrica con la mitad superior. En esta incorporación el cubo 40 está activado ¡directamente al cigüeñal (CRK) . La polea 66 comprende un cubo interior 44, una porción exterior de apoyo de la banda 660 y una ipieza amortiguadora 68 que está colocada entre el cubo 44 y la porción exterior 660. El cubo interior 44 está acoplado con el embrague de una vía 42. La pieza amortiguadora 68 consta de un ¡material elastomérico conocido en el oficio de los cigüeñales. La porción 660 tiene un perfil de costillas múltiples, pero también puede comprender cualquier perfil conocido en el oficio Ide las poleas.

La segunda polea 62 está conectada al rotor 48 del embrague electromagnético 60. El rotor 48 y por consiguiente la polea 62 .están acoplados en forma giratoria con el cubo 40 por medio de 'los cojinetes 46. Los cojinetes 46 conocidos en el oficio pueden ser de bolas, de manguito, aguja o cualquier otro adecuado para el servicio. La bobina 50 del embrague electromagnético 60 está acoplada a un bloque del motor por medio de una placa posterior '64. 1 El cubo 40 está activado al disco de embrague electromagnético 56 por medio de una extensión 52 y soportes del muelle 54. La unidad de embrague 11 cuenta con la cubierta 58 que evita que el polvo y residuos entren en la unidad. El disco de embrague 56 está acoplado con el rotor 48 dependiendo del estado de (energización de la bobina 50. La bobina 50 está conectada a un sistema eléctrico del motor. Uno podrá observar el tamaño .compacto del embrague ya que la bobina 50 está contenida dentro de un ancho de la polea 62.

Con referencia a la Fig. 2, la polea 66 de la unidad de embrague 11 está conectada a una primera polea 49 de la polea doble 13 en la bomba de la dirección con la banda 16. La Fig. 4 es una vista transversal de la polea doble 13. La Fig. 4 describe la mitad superior de la vista transversal, la mitad inferior siendo una imagen de espejo y simétrica con la mitad superior. La polea doble 13 consta de la polea 45 y la polea 49, cada una conectada por un alma 41. La polea 62 de la unidad de embrague 11 está conectada a la polea 45 de la polea doble 13 con la banda 12.

El sistema innovador en cada una de las siguientes incorporaciones opera en dos modos. El primero es para velocidades relativamente bajas del motor incluyendo la marcha mínima. El modo dos es para todas las demás velocidades i · operativas, es decir arriba de la mínima. En el modo uno la bobina 50 del embrague electromagnético 60 está energizada y por consiguiente el embrague está bloqueado al momento de encender el motor para permitir el arranque de los ¡accesorios junto con el motor con la banda 12. Este método evita ,el problema de una caída en la velocidad del motor si los accesorios fueron llevados a velocidad después del arranque del motor en lo que el embrague está activado. En el modo uno la polea 62 y el cubo 40 giran juntos debido a que el disco electromagnético 56 está acoplado con el embrague 60 mediante lo ¡cual se fija en forma giratoria la polea 62 al cubo 40. El disco ¡56 está activado directamente al cubo 40 mediante la extensión 52 y por consiguiente al cigüeñal CRK.

La polea 62 transmite el momento de fuerza desde el cigüeñal a ¡través de la banda 12 a la polea 45 que está montada en la bomba de la dirección P_S. La Fig. 4 es una vista transversal de una jpolea doble. La polea 49 gira con la misma velocidad que la :polea 45. La polea 49 transmite el momento de fuerza a todos los jdemás accesorios a través de la banda 16.

En el modo uno la banda 16 acciona la polea 66 a una velocidad ¡rotacional más rápida que la de la polea 62, por lo tanto el embrague de una vía 42 está desactivado. En el modo uno todos jlos accesorios, excepto la bomba de la dirección, son accionados •en serie por las bandas 12 y 16, aunque no se transmite ningún jmomento de fuerza de la polea 66 al cubo 40.

Por ejemplo, en el caso de un motor V8 de 5.3L, los ejemplos de ¡diámetros de las poleas del sistema innovador en mm son los siguientes : Cigüeñal Dirección ALT W P A C Primera Segunda Primera Segunda (66) (62) (49) (45) 128 165 163 140 59 150 112 TABLA 1 Diámetros del Sistema de Poleas de Relación Doble Las relaciones de las poleas del cigüeñal/dirección en el sistema en la Tabla 1 son las siguientes: 165/140 = 1.17 (Relación [Primera] del Modo Uno 128/163 = 0.78 (Relación [Segunda] del Modo Dos En el modo uno los accesorios giran con relativamente la misma velocidad que lo harían en el caso de métodos anteriores, sistema de accionamiento de accesorios acoplados directamente. Para efectos de comparación, los diámetros de las poleas de métodos anteriores se muestran a continuación en mm: TABLA 2 Diámetros de las Poleas de Métodos Anteriores La relación de las poleas del cigüeñal/dirección en el sistema de métodos anteriores en la Tabla 2 es la siguiente: 193/163 = 1.18 Esta relación es substancialmente la misma que la del Modo Uno (Primera) calculada para la Tabla 1 anterior. Esto ilustra que las relaciones de accionamiento de los accesorios son substancialmente las mismas entre los sistemas en la Tabla 1 y 2. Sin embargo, los diámetros relativos de las poleas de los accesorios pueden ser diferentes en el sistema innovador 'dependiendo del peso, costos de producción, velocidad y otros irequisitos del sistema.

Una comparación entre el diámetro del cigüeñal en la Tabla 2 con el diámetro de la polea del cigüeñal (66) en la Tabla 1 es: 193/128 = 1.5 ? Esto ilustra una reducción total de la velocidad de los accesorios suministrada por el sistema innovador sobre el sistema de métodos anteriores en velocidades mayores a la marcha mínima.

,En los sistemas de métodos anteriores la polea 62 puede tener un diámetro de 193 mm en lugar de 165 mm. El diámetro de la polea 62 se puede reducir a 165 mm en el sistema innovador debido al diámetro más pequeño de la polea 45, es decir, 140 mm en lugar de 163 mm. En el modo uno la relación entre el cigüeñal y la 'bomba de la dirección permanece el mismo: 193/163=165/140=1.17.

En el modo dos el embrague electromagnético 60 está desactivado y el embrague 42 está activado. Durante la transición del modo uno al dos, el embrague se puede desactivar durante un periodo de tiempo, por ejemplo tres segundos, para reducir una sacudida brusca a las bandas y al sistema. La bobina 50 está conectada eléctricamente a una fuente de energía tal como una batería de iun vehículo o alternador y está controlada por el CPU del motor. El CPU consta de una computadora, memoria y un conductor común y ¡cableado. El CPU detecta las condiciones operativas predeterminadas del motor y calcula un valor predeterminado para ¡activar o desactivar la unidad de embrague en base a al menos una de varias condiciones operativas detectadas, comprendiendo iestas condiciones detectadas la carga de los accesorios, la velocidad del motor, la carga de la batería, la posición de la válvula estranguladora, temperatura del refrigerante del motor, selección del engrane del vehículo, velocidad del vehículo, presión absoluta del múltiple, temperatura ambiente del aire, tasa de flujo de masa de aire y la posición del acelerador. Cuando se pasa de una condición operativa seleccionada a otra ya sea por la aceleración o desaceleración del motor, el embrague recibe o no energía, en consecuencia. En el modo dos la segunda polea 62 está libre corriendo con el i Irotor 48 en los cojinetes de bolas 46, por lo que la banda 12 no' transmite ningún momento de fuerza entre el cubo 40 y la polea 62. Los accesorios son accionados únicamente por la banda 16 jdebido a que el embrague 4 está desactivado. El embrague 42 ¡ocasiona que la polea 66 sea accionada por el cubo 40. El motor ¡transmite un momento de fuerza a través de la polea a los ¡accesorios .

En caso de una desaceleración rápida del motor cuando los accesorios debido a su inercia pueden transmitir un momento de fuerza hacia el motor, el embrague se desactiva permitiendo que 'los accesorios giren a un régimen menor que el régimen de desaceleración del motor. Esto reduce el desgaste en la banda 16.

El diámetro de la polea 66 es relativamente más pequeño que el de la polea 62. Por ejemplo, el diámetro de la polea 66 es de 128 MI en lugar de 165 mm. Esta relación reducida de la polea reduce la velocidad relativa de todos los accesorios accionados por un factor de 1.5 La primera incorporación que aquí se describe requiere un espacio axial mínimo para el sistema de transmisión por banda, sin embargo, la unidad 11 requiere un espacio axial extra para el embrague electromagnético 50. Esto equivale a aproximadamente '20-25 mm.

La Fig. 4A es una vista transversal de una incorporación alterna de una polea doble. La Fig. 4A describe la mitad superior de una vista transversal, siendo la mitad inferior una imagen de espejo y simétrica con la mitad superior. En esta incorporación, una I pieza elastomérica 226 está colocada entre el alma 41 y la polea 45. La polea doble 13 está conectada a un accesorio, en este caso, la bomba de la dirección P_S. La pieza elastomérica 226 I actúa como un aislador de vibraciones para reducir la amplitud (de las vibraciones del motor que de otra manera serian i transmitidas al accesorio a través de la banda 12 desde el cigüeñal. El aislador funciona principalmente cuando el motor se encuentra en marcha mínima ya que a valores velocidades el embrague 11 desconecta la polea 45 de recibir el momento de fuerza del cigüeñal. -La pieza elastomérica puede comprender cualquier hule natural o sintético o una combinación de los mismos, todos conocidos en el oficio.

Las Figuras 5 y 6 muestran una primera incorporación alterna donde el accionamiento de la unidad de embrague 11 comprende un montaje de polea doble 29 conectado al compresor de aire ¡acondicionado .

En este caso el diámetro para cada polea es como sigue: TABLA 3 Diámetros del Sistema de Poleas de Relación Doble Las relaciones de las poleas del cigüeñal/A_C en el sistema en la Tabla 3 son las siguientes: 193/112 = 1.72 (Relación [Primera] del Modo Uno 128/112 = 1.14 (Relación [Segunda] del Modo Dos La operación del sistema es la misma que se describió para la incorporación en las Figuras 1 y 2. Una ventaja de montar la I polea doble en el compresor de aire acondicionado es utilizar el . espacio disponible debido a que el embrague electromagnético ! está usualmente integrado en la polea del compresor del aire j acondicionado.

^ Una preocupación operacional es el reemplazo de la banda. Sin I embargo, considerando que la banda 12 un 5-10% del tiempo y que la banda 16 se usa todo el tiempo, es más probable que se necesite con mayor frecuencia el reemplazo de la banda 16 que es j la que está colocada más hacia adentro con respecto al motor. En estas incorporaciones que se revelan, ambas bandas tendrán que ! ser retiradas aún cuando solamente se necesita reemplazar una de ellas .

Para abordar estas preocupaciones todavía se describe otra incorporación .

¡Las Figuras 7 y 8 muestran una segunda incorporación alterna. La banda transmisora de dos puntos 32 está colocada relativamente más cerca al motor que la banda serpentina 36. La banda 36 está icolocada lejos del motor hacia fuera de la banda 32.

¡Aunque el concepto y función de todos los elementos de esta incorporación es similar a las incorporaciones anteriores, el diseño y colocación de los componentes son algo diferentes. La ¡principal diferencia en esta segunda incorporación alterna es ,que el embrague electromagnético 33 está montado en la unidad de la dirección P_S, ver la Fig. 9, en lugar de en el cigüeñal. En !esta incorporación, la unidad de polea doble 31 está montada al jCigüeñal, ver la Fig. 10.

¡Una vez más con referencia a la Fig. 9, la unidad de embrague 33 comprende un embrague, electromagnético con la bobina 57. La Fig. 9 describe la mitad superior de una vista transversal, siendo la i mitad inferior una imagen de espejo y simétrica con la mitad ¡ superior. La bobina 57 está acoplada a una caja estacionaria 77 a través de la placa trasera 75. La caja 77 no gira y se usa para montar el embrague a una superficie, por ejemplo, una ' superficie del motor. El rotor 73 con la polea 71 está instalado ' en forma giratoria en el cojinete de bolas 55 en la caja 77. El ¡cojinete 55 comprende uno de bolas pero también puede comprender cualquiera conocido en el oficio. El disco del embrague 61 está acoplado en forma móvil a la segunda polea 69 con las flechas I 67, por ejemplo, tres flechas 67 espaciadas simétricamente , alrededor de la polea 69. Las almohadillas de hule 65 orientan el disco 61 lejos del rotor 73 cuando la bobina 57 no está energizada. Este método de acoplamiento permite que el disco 61 'se mueva axialmente de la polea 69 hacia el rotor 73 cuando la bobina 57 está energizada y por consiguiente se activa el embrague. La polea 69 también comprende el cubo 53 por medio del cual la polea 69 está conectada directamente a un accesorio, tal como la flecha de la bomba de la dirección. Uno podrá observar leí tamaño compacto del embrague ya que la bobina 57 esta contenida dentro de un ancho de la polea 71 y el disco 61 está contenido dentro de un ancho de la polea 69.

De nuevo con referencia a la Fig. 8, en esta segunda .incorporación alterna, en el modo uno el embrague electromagnético 57 está activado. El disco 61 tiene un acoplamiento por fricción con el rotor 73, mediante lo cual las poleas 71 y 69 giran al unisono. La polea 90 estando conectada en forma rígida al cigüeñal, transmite el momento de fuerza a la polea 71. La banda 32 se encuentra bajo carga. La polea 69 está transmitiendo el momento de fuerza a todos los accesorios incluyendo la polea 86, sin embargo, el embrague de una vía 82 ¡no está activado por lo que no se transmite ningún momento de fuerza de la po91ea 86 al cubo 80. En este modo el embrague de una vía 82 está desactivado. Todo el momento de fuerza está siendo transmitido desde la polea 90 por medio de la banda 32.

En el modo dos, cuando la bobina 57 no está energizada, la polea 71 gira libremente y no transmite momento de fuerza ya que la banda 32 está desacoplada del sistema. El embrague 82 está activado y transmite momento de fuerza a los accesorios. La polea 69 transmite momento de ' fuerza ya que está conectada al cubo 53, el cual está conectado directamente a la flecha de un accesorio .

Los diámetros de todas las poleas en mm que se describieron anteriormente son como sigue: TABLA 4 Diámetros del Sistema de Poleas de Relación Doble |Las relaciones de las poleas del cigüeñal/dirección en el sistema en la Tabla 4 son las siguientes: 165/140 = 1.18 (Relación [Primera] del Modo Uno 128(163 = 0.78 (Relación [Segunda] del Modo Dos iEl diámetro de la primera polea 86 está determinado de la misma manera de la descrita con anterioridad en la primera ¡incorporación. La velocidad de todos los accesorios en este modo es aproximadamente 1.5 veces más lenta que un sistema acoplado directamente de métodos anteriores.

En esta incorporación, el espacio axial requerido por el embrague electromagnético 33 está asignado entre la bomba de la dirección y su montaje de polea doble. Para dar cabida a este ¡largo extra puede que sea necesario que se mueva la bomba de la dirección a lo largo del eje longitudinal del motor hacia el ¡volante del motor.

¡Los componentes en todas las incorporaciones que se revelan son conocidos en el oficio. Por ejemplo, los embragues de una vía se ¡pueden adquirir de Formsprag. Los embragues electromagnéticos se pueden adquirir de Ogura. Por ejemplo, las Figuras 3 y 9 jmuestran embragues estándar, tipo 6 557162, capacidad de momento de fuerza de 128 N-m (Fig. 3) y tipo 10 515376, capacidad de jmomento de fuerza de 120 Nm.

;La Fig. 9A es una incorporación alterna de la unidad de 'embrague en la Fig. 9. La Fig. 9A describe la mitad superior de una vista transversal, siendo la mitad inferior, una imagen de 'espejo y simétrica con la mitad superior. En esta incorporación la pieza elastomérica 246 está colocada entre la polea 71 y el rotor 73. La pieza elastomérica 246 comprende un amortiguador cuando la unidad 33 está conectada directamente al cigüeñal. En ¡esta incorporación la pieza 246 comprende un aislador de vibraciones cuando la unidad de embrague 33 está conectada ¡directamente a la flecha de un accesorio como se muestra en la .Fig. 8. La pieza elastomérica 246 puede comprender cualquier ¡hule natural o sintético o una combinación de ambos, todos conocidos en el oficio.

La Fig. 10 es una vista transversal de la polea doble para la ¡segunda incorporación alterna de la unidad de embrague del sistema de transmisión por banda de relación doble. La Fig. 10 describe la mitad superior de una vista transversal, siendo la mitad inferior una imagen de espejo y simétrica con la mitad ¡superior. Se muestra la polea doble 31 en un sistema en la Fig. 8. La polea 90 está conect5ada al cubo 80. La polea 86 está acoplada en forma giratoria al cubo 80 a través del embrague de una vía 82. La pieza elastomérica amortiguadora 330 está colocada entre la polea 86 y el rotor 84. La pieza 330 amortigua las vibraciones torsionales del cigüeñal. La pieza elastomérica amortiguadora puede comprender cualquier hule natural o sintético o una combinación de ambos, todos conocidos en el ¡oficio. El rotor 84 está acoplado con el embrague de una via 82.

'La polea 86 además comprende la pieza inercial 88 la cual ayuda a reducir la velocidad y las oscilaciones transitorias iocasionadas por el encendido del motor. También aprovecha la inercia de los accesorios cuando el embrague 82 está anulado. La pieza inercial 88 comprende una masa cuyo tamaño se selecciona !de acuerdo con las características de vibración e inercia del cigüeñal y los requerimientos de amortiguamiento del sistema.

La Fig. 10A es una vista transversal de una incorporación alterna de la polea doble en la Fig. 10. La Fig. 10A describe la .mitad superior de una vista transversal, siendo la mitad inferior una imagen de espejo y simétrica con la mitad superior. En esta incorporación la polea doble 31 está conectada al cigüeñal. La pieza 302 actúa como un amortiguador para aislar las vibraciones del cigüeñal que de otra manera serían transmitidas a través de la banda 16 a un accesorio. La contribución del amortiguador 302 es mayor en velocidades arriba de la marcha mínima donde el amortiguador 302 absorbe las cargas inerciales y no las cargas de momento de fuerza ya que el embrague 60 está desactivado en velocidades mayores que la marcha mínima. La pieza elastomérica puede comprender cualquier 'hule natural o sintético o una combinación de ambos, todos conocidos en el oficio.

En cualquiera de las incorporaciones anteriores, ya sea la ana 12 o la banda 16 pueden comprender un coeficiente bajo para la banda conocido en el oficio. La banda de coeficiente bajo comprende una banda que tiene una cuerda de tensión que I comprende nylon 4.6 o nylon 6.6 o una combinación de los dos. Un I coeficiente elástico de la banda se encuentra en el rango de I aproximadamente 1500 n/mm a aproximadamente 3000 n/mm. Una I característica de la banda de bajo coeficientes es que se puede , instalar en un sistema de transmisión sin un tensor o un accesorio de flecha móvil. La banda de bajo coeficiente ' simplemente se instala usando una herramienta conocida en el I oficio. Se usa la herramienta para enrollar o empujar l lateralmente la banda sobre una orilla de una polea de transmisión o polea de un accesorio sin la necesidad de ajustar la ubicación del centro del eje de la polea. La banda de bajo coeficiente es particularmente adecuada para la banda de dos 'puntos, es decir, la anda 12 y la 32, ya que al equipar la ! transmisión de tal manera ésta no se movería para permitir la i instalación y ajuste de la banda 12 y 32 lo que de lo contrario , sería más oneroso que simplemente diseñar la transmisión para que se pueda conectar directamente a una superficie de montaje del motor como el bloque del mismo. Además, ajustar la ubicación del eje de la transmisión con respecto al cigüeñal consumiría jmás tiempo en el montaje también.

En una incorporación alterna el sistema innovador comprende un motor generador en combinación con los accesorios. La Fig. 11 es un esquema de una incorporación alterna incluyendo un motor 'generador. El motor generador M/G está acoplado con la banda 16 ja través de la polea 150 la cual está acoplada con la" banda 16. |Ya que el motor generador M/G incluye un generador, se omite el jalternador incluido en la incorporación que se muestra en la Fig. 1.

La Fig. 12 es una proyección horizontal de una incorporación ¡alterna incluyendo un motor generador. El sistema alterno opera 'en dos modos.

Inicialmente, en un primer modo el motor generador M/G es operado como un motor cuando el motor está apagado. Cuando se opera como un motor el M/G hace funcionar los accesorios, por ejemplo la bomba de la dirección (P_S) y el compresor del aire acondicionado (A_C) , cuando el motor está apagado. En este modo el M/G se usa para arrancar el motor cuando sea necesario. Después de arrancar el motor el M/G actúa en un segundo modo como un generador de potencia para dar energía a los accesorios del vehículo y para suministrar la energía eléctrica para cargar la batería 800.

Cuando se arranca el motor c s un estado en que el vehículo está parado, en el modo de motor el M/G pone en marcha el motor del vehículo. El embrague 60 se enciende mediante lo cual la banda 12 y la polea 62 se activan, por lo que transmiten el momento de fuerza del M/G a través de 1. banda 16 a la polea 13, a la banda 12, a la polea 62 y por cons guíente al cigüeñal.

Durante el proceso de encendido del motor, el controlador 500 detecta la velocidad del M/G. El controlador 500 ocasiona que el invertidor 400 realice una operación de cambio de tal manera que se lleva a cabo el momento de fuerza y la velocidad requerida para arrancar el motor. Por ejemplo, si se ha encendido una señal para conectar el aire acondicionado A/C al momento de arranque del motor, se requiere un momento de fuerza mayor en comparación con el estado de apagado del A/C. Por consiguiente, el controlador 500 aplica al invertidor 400 una señal de control de conexión para permitir que el M/G gire en un momento de fuerza más elevado con una mayor velocidad. i La señal de control de conexión puede ser determinada por una variedad de señales de estado del motor y del vehículo que se proporcionan al controlador 500 y que se recopilan en el mapa almacenado en la memoria. Alternativamente, la señal de control de conexión puede ser determinada por cálculos efectuados por la unidad de proceso (CPU) colocada en el controlador 500.

Una vez que el motor está funcionando, el M/G opera como un generador y se efectúan los modos operativos de las poleas de relación doble descritos en algún otro lugar en esta especificación, es decir, el embrague 60 está encendido para el encendido del motor y un primer régimen de velocidad operativa, aproximadamente una marcha mínima, y el embrague 60 está apagado o desactivado para un segundo régimen de velocidad operativa mayor a la marcha mínima como se ha descrito en esta especificación. Los accesorios están conectados a la unidad de embrague y al embrague de una vía de tal manera que cuando el motor está operando los accesorios son accionados por la unidad de embrague en una primera relación de velocidad y son accionados por el embrague de una vía en una segunda relación de velocidad, siendo estas relaciones seleccionadas por una condición operativa del motor.

El uso del M/G en el sistema permite que se pueda obtener una doble mejora en la economía de la combustible. En primer lugar se obtiene una mejora en la economía en la combustible al operar los accesorios en una relación reducida para velocidades arriba 'de la marcha mínima. En segundo lugar se obtiene una mejora en la economía en la combustible al operar el motor generador [permitiendo que el motor se pare para situaciones operativas 'predeterminadas del vehículo, como por ejemplo detenerse en la luz roja del semáforo.

Más particularmente, cuando se usa el M/G como , un generador y el motor está operando aproximadamente en marcha mínima, el embrague 60 se enciende como se describe para la Fig. 1. En velocidades arriba de la marcha mínima, el embrague 60 se apaga y el embrague de una vía 42 se encuentra en estado activo, mediante lo cual transmite un momento de fuerza desde el cigüeñal a través de la polea 66 y a través de la banda 16 a los accesorios .

Cuando los accesorios son operados por el M/G en el modo de motor en tanto el motor del vehículo y el cigüeñal están parados, el embrague 60 se apaga. Debido a que el embrague 60 está apagado, en efecto, esta configuración actúa como si la 'unidad de embrague 11 está en "neutral" por lo que se evita que se transmita el momento de fuerza desde la polea 150 y la banda ¡12 al cigüeñal. Además, en este modo el embrague de una vía se encuentra en el modo de sobre marcha por lo que no se transmite ¡momento de fuerza desde la banda 16 al cigüeñal. Por ¡consiguiente los accesorios son accionados por el M/G sin jencender el cigüeñal. En este caso el controlador 500 aplica al ¡invertidor 400 una señal de control de conexión para que el M/G 'gire a la velocidad y momento de fuerza correspondiendo a las cargas de los accesorios que se necesitan. Por supuesto, el embrague 60 también está desactivado para las velocidades jinayores a la marcha mínima como se describió para las Figuras 1 y 2.

Cuando se recibe una señal de alto, el controlador 500 para el ¡motor transmitiendo una señal para interrumpir el abastecimiento 'de combustible al motor, por ejemplo, a una bomba eléctrica de gasolina (no se muestra) . La operación de parada del motor se !puede realizar bajo una condición cuando, por ejemplo, la I velocidad del vehículo es cero, se han aplicado los frenos parcial o totalmente y la palanca de cambios se encuentra en D o N. La señal que detiene el motor se usa para desactivar el ; embrague 60, mediante lo cual se desacopla la banda 12 del ^ cigüeñal.

! La Fig. 13 es un esquema de una colocación alterna para el sistema de transmisión por banda de relación doble. El sistema I innovador proporciona un medio de operar un accesorio o i accesorios del motor en una relación de velocidad mayor de 1:1 en marcha mínima. Esto es, el accesorio o accesorios se pueden accionar a una velocidad mayor que esa lo que de otra manera se efectuaría en marcha mínima, elevando en efecto la velocidad aparente de marcha mínima observada por el accesorio.

Se sabe que los alternadores tienen usualmente un tamaño óptimo para velocidades mayores a la marcha mínima, por ejemplo, en velocidades operativas normales o de crucero. Generalmente no tienen suficiente capacidad de carga cuando se reduce la velocidad del motor a marcha mínima. Se puede resolver el problema de capacidad de carga insuficiente en marcha mínima operando el alternador a una mayor velocidad, es decir, a una velocidad consistente con una velocidad mayor que la marcha mínima cuando el motor se encuentra en este estado.

El sistema innovador logra una capacidad operativa de dos velocidades del alternador por lo cual la velocidad del alternador en marcha mínima se aumenta substancialmente y se reduce la velocidad del alternador en velocidades del motor ( mayores que la marcha mínima, cada una mediante una relación predeterminada .

El sistema de impulsión de los accesorios comprende un circuito J I primario de transmisión por banda 500 y un circuito secundario I 701. El circuito primario de transmisión por banda 500 no ; incluye un alternador ALT. En cambio, el alternador ALT está ! incluido en el circuito secundario de transmisión por banda 701. I ¡ Con relación al circuito primario de transmisión por banda 500, j la polea del cigüeñal 202 está acoplada a un mecanismo motor y ¡ es accionada por éste, es decir un cigüeñal 801. La pieza sinfín ¦¦ o banda 1000 está conectada en forma giratoria entre la polea I del cigüeñal 200 y la polea de la bomba de agua 1800, entre una I polea del compresor de aire acondicionado 201 y una polea de la ¡bomba de la dirección 801. La banda 1000 también está acoplada I con una polea guía 1200. La banda 1000 transmite el momento de ^ fuerza desde la polea motora del cigüeñal 202 a cada una de las poleas 801, 1800, 201 y 1200. Se usa un tensor TEN y un rodillo ' tensor para controlar la tensión de la banda y dirigir su I trayectoria en el motor. El diámetro de la polea 402 puede ser i el mismo que el de la polea del cigüeñal 202.

I El circuito secundario de transmisión por banda 701 comprende la polea del cigüeñal 402 acoplada al cigüeñal motor 801 a través !^ de un embrague de una vía. La pieza sinfín o banda 260 está I conectada entre la polea del cigüeñal 401, una polea del ¡alternador 240 y la polea 1400.

Las poleas 1200 y 1400 están caracterizadas como "rodillos tensores" porque no están conectadas directamente por un eje a 'una carga como un accesorio. Un accesorio puede estar conectado ¡directamente a la polea 1200 si así se desea. La relación entre ilos diámetros de las poleas 1200 y 1400 determina en parte la ¡velocidad del alternador (ALT) en marcha lenta.

Un embrague electromagnético 1600 está colocado mecánicamente I entre las poleas 1400 y 1200. Cuando el embrague 1600 está activado las poleas 1200 y 1400 giran a la misma velocidad de rotación. Debido a que el embrague 1600 no es uno de una vía, cuando está desactivado las poleas 1200 y 1400 no están conectadas mecánicamente y por lo tanto no se transmite ningún momento de fuerza entre la polea 1200 y la polea 1400.

En marcha lenta, por ejemplo 900 RPM, el embrague 1600 está activado. La banda 1000 acciona la polea 1200. La polea 1200 está conectada directamente a la polea 1400 por medio del embrague activado 1600. Cuando un diámetro de la polea 1400 es 'mayor que un diámetro de la polea 1200, la banda 260 del 'circuito secundario 701 será accionada a una mayor velocidad lineal que la banda 1000 y, por lo tanto, el alternador ALT girará relativamente más aprisa de lo que de otra manera lo haría si el alternador ALT fuera accionado directamente en la velocidad lineal de la banda 1000. En este modo operativo la polea 402 por operación del embrague de una vía 601 se encuentra en el modo de sobre marcha desacoplando el circuito 500 del circuito 701 ya que la banda 260 está siendo accionada a una ,mayor velocidad lineal que la banda 1000. En este modo solo se ¡transmite el momento de fuerza de la polea del cigüeñal 202 a la ;banda 260 por medio de la banda 1000 a través del embrague 1600.

En velocidades mayores a la marcha mínima, el embrague 1600 se desactiva automáticamente, por operación por ejemplo de una unidad de control del motor (ECU) . Estas unidades de control son conocidas en el oficio. En este modo la polea del alternador 240 es accionada por el momento de fuerza transmitido a través de la polea 402 en lo que es accionada por el embrague de una ivía 601 activado. La velocidad del alternador ALT, asumiendo un ¡diámetro dado para la polea 240, se determina por el diámetro de la polea 402. Si el diámetro de la polea 402 es el mismo del de la polea 202, la velocidad del alternador ALT no cambiará en cualquier otro modo operativo.

Sin embargo, se puede reducir la velocidad rotacional del alternador ALT cuando el motor no está en marcha mínima, por ejemplo en velocidad de crucero, para mejorar su eficiencia reduciendo el diámetro de la polea 402.

Se da un ejemplo del cálculo para demostrar un aumento de la velocidad del alternador ALT en marcha mínima- de 1.6 veces y para reducir la velocidad del alternador ALT cuando el motor no está en marcha mínima de 1.5 veces. El punto para operar el embrague 1600 y por consiguiente para cambiar la velocidad del alternador es aproximadamente 2,000 RPM por ejemplo. Aumento de la velocidad del alternador (AV) en marcha mínima: AV = (Z1400/Z1200) Reducción de la velocidad del alternador (DV) sin marcha mínima: RV = (Z402/Z202) Donde "Z" denota el diámetro de la polea. AV = 1.6 RV = 1/1.25 = 0.8 Los diámetros de las poleas para satisfacer estas condiciones son: Z1400 = 96 mm Z402 = (0.8 x Z202) mm donde Z202 es el diámetro original de la polea del cigüeñal 202 y se asume que es unidad para efectos de este cálculo . i La Fig. 14 es una proyección horizontal esquemática de la incorporación alterna en la Fig. 3. Ya que cada una está en el circuito primario 500 de la transmisión por banda, la bomba de la dirección, la bomba del agua y el compresor del aire acondicionado son accionadas por la polea del cigüeñal 202 a una 1 relación de velocidad del motor de 1:1. i ' La Fig. 15 es un esquema de una colocación alterna para un ! sistema de transmisión por banda de relaciones múltiples. La 1 incorporación que se describe en las Figuras 15 y 16 es la misma ! de las Figuras 13 y 14 con la excepción de que se añade un segundo montaje de poleas/embrague similar a las poleas 1200, 1 1400 y el embrague 1600, es decir las poleas 1201, 1401 y el ' embrague 1601. 1 ' La polea 1401 está acoplada con la banda 260. La polea 1201 está ! acoplada con la banda 1000. El embrague 1601 está colocado 'mecánicamente entre la polea 1201 y la polea 1401. El uso del segundo montaje de poleas/embrague expande el rango de las ' relaciones de velocidad disponibles para accionar el alternador AL .

'Con esta incorporación son posibles varios modos operativos. Por 1 ejemplo, en el modo 2 el embrague 1601 está activado. La banda 1000 acciona la polea 1201. La polea 1201 está conectada a la 'polea 1401 por medio del embrague electromagnético 1601. El 1 embrague electromagnético 1601 es operado por una unidad de control del motor (ECU) , que se conoce en el oficio.

Para este modo se asume que el diámetro de la polea 1401 es 'mayor que el de la polea 1201, por consiguiente la banda 260 del circuito secundario de la transmisión por banda 701 tendrá una ! mayor velocidad lineal y el alternador ALT girará más rápido. El embrague de una vía 601 se encuentra en el modo de sobre marcha. 'En este modo la velocidad del alternador es más lenta que la del modo descrito en la Fig. 13.

En el modo 3, el embrague 1600 y el embrague 1601, ambos están I I desactivados. Las poleas 1400 y 1401 cada una están operando como poleas tensoras. El embrague 601 de una via está activado y transmitiendo el momento de fuerza a la banda 260 a través de la polea 402. El alternador . ALT es accionado por la polea 402. La velocidad del alternador ALT en este modo (asumiendo que el diámetro de la polea 240 es el mismo de la Fig. 14) se determina por el diámetro de la polea 402. Si el diámetro de la polea 402 es el mismo del de la polea 202, no cambiará la velocidad del alternador ALT. Sin embargo, se puede reducir la velocidad del alternador AL para mejorar su eficiencia reduciendo el diámetro :de la polea 402, en cuyo caso la velocidad del alternador 'entonces será más lenta que la del sistema de métodos anteriores ¡en marcha mínima.

Ej emplo : En el modo 1 se asume la necesidad de aumentar la velocidad del alternador ALT 2.0 veces, en el modo 2, 1.2 veces y en el modo 3 reducir la velocidad del alternador ALT 1.25 veces. En este caso: VI = 2.0 V2 = 1.2 V3 = 1/1.25 = 0.8 Usando las ecuaciones de la Fig. 13, los ejemplos de los diámetros de las poleas para satisfacer estas condiciones son: Z1400 = 120 mm Z1200 = 60 mm Z1401 = 80 mm Z402 = 0.8 * Z202 donde Z202 es el diámetro original de la polea del ¡cigüeñal 202 del ejemplo anterior. La Fig. 16 es una proyección horizontal esquemática de la incorporación alterna en la Fig. 15.

Mediante las descripciones anteriores no se pretende limitar las aplicaciones del sistema innovador. En cada una de las incorporaciones anteriores se puede seleccionar el diámetro de cada polea en el sistema para suministrar la relación deseada de transmisión.

Aunque en el presente se han descrito formas de la invención, ¡para aquellos expertos en el oficio será obvio que se pueden ¡hacer variaciones en la construcción y relación de partes sin 'apartarse del principio y alcance de la invención que aqui se I describe .

Claims (1)

1. Reivindicaciones : Reivindico : I 1. Un sistema de transmisión por banda que comprende: ! una pieza impulsora, la pieza impulsora conectada en forma giratoria a una ¡primera pieza impulsada por una primera pieza sinfín; una segunda pieza sinfín conectada entre la pieza impulsora |y una segunda pieza impulsada; un primer embrague colocado entre la primera pieza sinfín y lia segunda pieza sinfín para transmitir en forma selectiva un momento de fuerza de la primera pieza sinfín a la segunda pieza 'sinfín; y un segundo embrague colocado entre la segunda pieza sinfín 'y la pieza impulsora para desacoplar en forma selectiva la .segunda pieza sinfín de la pieza impulsora. 2. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 1, en donde : t el primer embrague además comprende una primera polea y una segunda polea, la primera y segunda poleas con diámetros idiferentes; y el segundo embrague es un embrague de una vía. 3. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 1, en donde la segunda pieza impulsada comprende un alternador. 4. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 1, donde el primer embrague comprende un embrague electromagnético. El sistema de transmisión por nda de reivindicación 1, donde el primer embrague s activa n una velocidad I predeterminada de marcha mínima y el segundo embrague no está ¡activado para transmitir un momento de fuerza. |6. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 1, en donde cuando el primer embrague no está activado, el segundo ¡embrague se activa para transmitir un momento de fuerza a la ^segunda pieza impulsada. |7. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 1 i que además comprende: j un tercer embrague colocado entre la primera pieza sinfín y la segunda pieza sinfín para transmitir en forma selectiva un momento de fuerza de la primera pieza sinfín a la segunda pieza sinfín . i8. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 7, en donde el tercer embrague comprende un embrague electromagnético . 9. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 7, len donde cuando el tercer embrague no está activado el segundo ¡embrague se activa para transmitir un momento de fuerza a la i ¡segunda pieza impulsada. 10. El sistema de transmisión por banda de la reivindicación 7, ¡en donde cuando el primer embrague no está activado el segundo embrague se activa para transmitir un momento de fuerza a la segunda pieza impulsada. i