[发明专利]交流发电机隔离分离器

说明书

技术领域

本发明涉及交流发电机隔离分离器，更特别地，涉及具有并联的第一缠绕式弹簧和第二缠绕式弹簧的交流发电机隔离分离器，所述第一缠绕式弹簧和第二缠绕式弹簧进而均被布置为与扭力弹簧串联并且每个缠绕式弹簧能释放地与单向离合器接合并且能释放地与交流发电机转子接合。

背景技术

皮带驱动的附件系统通常用于将功率从内燃机曲轴传递至附件构件，所述附件构件通常包括交流发电机(发电机)、水泵、油泵(动力转向)、空调压缩机(经由机电式离合器)。这些构件通常固定位置安装并且利用自动皮带张紧器提供恒定的皮带张力以及对松弛的皮带的拉紧。

内燃机仅在燃烧事件发生时在曲轴处产生旋转功率。这实际上是脉冲系统，其中燃烧事件的间隔越接近，发动机的旋转连贯性越流畅。对于每一个燃烧冲程，曲轴将显现出加速，之后是减速，直至下一燃烧冲程。通常，发动机的旋转越慢，气缸(曲轴每转的燃烧事件)的越少的数量趋向于增加脉冲效果的大小。

在蛇形皮带系统方面，曲轴脉冲被作为速度波动传递至皮带。发动机的速度波动因此被传递至系统中的所有的从动构件。速度波动产生动态皮带张力波动。不考虑附件构件的动态载荷以及随之引起的张力效应，显而易见的是，从动惯性将在皮带连续地尝试使这样的构件加速和减速时产生动态张力。

在发动机为更小的的情况下，为四个或五个气缸，并且在最低速度范围(空载区域)内动态张力波动幅度最高。用来降低发动机旋转惯量(双质量飞轮)或增加瞬时加速度(柴油机、更高的压缩、等等)的技术差异可能使所述幅度进一步增加。运行状态也可能具有显著影响，例如，其中发动机以较高的功率水平在它的理想的最小速度(空载)以下运转的“过载”，所述较高的功率水平尝试使速度增加恢复至空载。

在这些情况下，动态皮带载荷可能较大以使得皮带张紧器不能适应所有的动态波动。结果可能包括皮带噪声、皮带打滑以及皮带、张紧器和附件构件的受迫振动。最终，影响耐久性。

在曲轴处使用扭力隔离器有可能解决此问题，只要它具有较低的刚度。此类传统的扭力隔离器已经使用了很多年，但是是庞大的、昂贵的、笨重的、并且显现出有限的有效性。该有限的有效性通常是必须将驱动设计成承担系统的全部功率能力的结果，然而几乎从不需要所述驱动。因此，扭力隔离器通常太硬。

著名的功能中的每一个对使系统最优化具有不同的工程要求。例如，弹性联接功能最佳地将具有比用于执行联接/分离功能而利用的弹簧刚度更大的弹簧刚度(更硬的弹簧)。最佳地，更高的弹簧刚度对于将交流发电机皮带轮的从动旋转运动传送至轮毂结构是可取的，以便适应相对高的扭转力，而更低的弹簧刚度对于分离功能是可取的，以使得施加更少的力并且因此在分离或超限运转状态期间机构产生更少的摩擦磨损和热量。增加机构的弹簧刚度以适应扭力传送功能将会损害联接/分离功能，而减少弹簧刚度以适应联接/分离功能将会损害扭力传送功能。

本技术的代表是美国专利第6,083,130号，该美国专利公开了一种包括有驱动组件的、用于机动车辆的蛇形皮带驱动系统，所述驱动组件包括具有输出轴的内燃机，所述输出轴上具有能围绕驱动皮带轮轴旋转的驱动皮带轮。一系列从动组件均具有从动皮带轮和蛇形皮带，所述从动皮带轮能围绕与所述驱动皮带轮轴线平行的轴线旋转，并且所述蛇形皮带按照与驱动皮带轮合作的关系安装，并且当参照运动方向时从动皮带轮的顺序与从动组件的循序一致，以使所述从动皮带轮响应于驱动皮带轮的旋进而旋转。所述一系列从动组件包括交流发电机组件，所述交流发电机组件包括安装成围绕轴线旋转的交流发电机轴。轮毂结构由所述交流发电机轴固定地支撑，以与其一同围绕轴线旋转。弹簧和单向离合器机构将交流发电机皮带轮与轮毂结构联接。所述弹簧和单向离合器机构包括弹性弹簧构件，所述弹性弹簧构件与单向离合器构件分离地形成并且与单向离合器构件串联连接。弹性弹簧构件被构造和布置为通过蛇形皮带将交流发电机皮带轮的从动旋转运动传送至轮毂结构，以使得交流发电机轴沿与交流发电机皮带轮相同的方向旋转同时能够在其从动旋转运动期间沿相对于交流发电机皮带轮的相反方向进行瞬时的相对弹性运动。单向离合器构件被构造和布置为容许轮毂结构并因此而容许交流发电机轴在发动机输出轴的速度减速至足够在预定的负水平下在交流发电机皮带轮和轮毂结构之间建立扭矩的程度时以超过交流发电机皮带轮的旋转速度的速度旋转。

需要一种交流发电机隔离分离器，其具有并联的第一缠绕式弹簧和第二缠绕式弹簧，所述第一缠绕式弹簧和第二缠绕式弹簧进而均被布置为与扭力弹簧串联并且每个缠绕式弹簧能释放地与单向离合器接合并且能释放地与交流发电机转子接合。本发明满足了此需要。