Сдвоенное линейное устройство для натяжения ремня

Сдвоенное линейное устройство для натяжения ремня

Реферат

 

Изобретение относится к области натяжных устройств и является сдвоенным натяжным устройством, предназначенным для натяжения ремня силовой передачи в ременной системе. Сдвоенное линейное устройство содержит устройство для натяжения ремня, первый шкив устройства для натяжения ремня, шкив коленчатого вала, шкив вспомогательного устройства и ремень, передающий энергию, который проходит вокруг первого шкива устройства для натяжения ремня, шкива коленчатого вала и шкива вспомогательного устройства. Устройство для натяжения ремня представляет собой устройство такого типа, которое включает в себя место крепления, предназначенное для крепления к месту, неподвижному по отношению к блоку цилиндров двигателя, направляющую и первые салазки, установленные с возможностью скольжения по отношению к направляющей с двумя степенями свободы перемещения. Первый шкив устройства для натяжения ремня с возможностью вращения установлен на первых салазках для зацепления с ремнем, передающим энергию. Упругий элемент смещает первые салазки в продольном направлении по отношению к направляющей. Натяжное устройство включает в себя также вторые салазки, установленные с возможностью скольжения по отношению к направляющей с двумя степенями свободы перемещения. Второй шкив установлен на вторых салазках с возможностью вращения и зацепления с ремнем, передающим энергию. При этом вторые салазки смещаются в продольном направлении по отношению к направляющей. Техническим результатом является повышение эксплутационных характеристик устройства и повышение его надежности при работе. 4 с. и 18 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к сдвоенному натяжному устройству, предназначенному для натяжения ремня силовой передачи в ременной передаче. В частности, оно относится к сдвоенному натяжному устройству с линейным перемещением шкивов. Точнее, это изобретение относится к натяжному устройству с линейным перемещением, в котором имеются два шкива с механическим демпфированием их перемещения, при этом натяжное устройство может быть применено к системам привода с ременной передачей энергии, имеющим единое устройство, которое выполняет как функцию запуска двигателя, так и функцию вырабатывания электрической энергии, такое как мотор/генератор, иногда называемое Gen-Star.

В двигателях внутреннего сгорания или в силовых установках обычно используют системы приведения в движение с ременной передачей энергии, служащие для того, чтобы получать энергию от коленчатого вала двигателя и передавать ее к одному или более различным дополнительным или вспомогательным устройствам двигателя. В случае применения к автомобилям такие вспомогательные устройства представляют собой насосы рулевого управления с усилением, водяные насосы, компрессоры для кондиционирования воздуха, топливные насосы и генераторы переменного тока. Исторически сложилось так, что у двигателей внутреннего сгорания основным местом отбора мощности является то место, где коленчатый вал выступает из задней части двигателя, куда крепят кинематическую цепь, чтобы обеспечить вращение колес для движения автомобиля. Приведение вспомогательных устройств в движение осуществляют от шкива, прикрепленного к передней части коленчатого вала. Каждое вспомогательное устройство обеспечено шкивом. Все шкивы механически связаны посредством одного или более ремней, служащих для передачи энергии и охватывающих шкивы. Используют определенный способ натяжения ремня каждой силовой передачи. Ремень силовой передачи, шкивы и устройства, выполняющие натяжение ремня, составляют вспомогательную систему приведения ремня в движение.

Ранее разработанные системы включают в себя большое количество клиновых ремней. Обычно каждый ремень натягивают посредством ручного регулирования и фиксации положения одного вспомогательного устройства или натяжного шкива ремня. Такие приводы называют ременными приводами с фиксацией по центру, поскольку в них не предусмотрены средства автоматического перемещения какого-либо из шкивов для приспосабливания к изменяющимся условиям работы ремня или привода в целом. Если ремень будет растянут или удлинен каким-либо иным образом, то натяжение ремня уменьшается. Но для надлежащей работы ременной приводной системы должно быть обеспечено достаточно сильное натяжение ремня, чтобы она могла быть приспособлена к наихудшим условиям работы. Наихудшие условия могут возникнуть в результате воздействия экстремальных температур, а также работы двигателя или вспомогательного оборудования в экстремальном режиме.

Существует потребность в том, чтобы был обеспечен уменьшенный объем моторного отсека двигателя. Для приспосабливания к уменьшенным отсекам должны быть меньшими различные компоненты двигателя, включая ременные приводные системы вспомогательных устройств. Это, по меньшей мере частично, выполняют посредством уменьшения количества применяемых ремней. Если не применять отдельные ремни и, таким образом, не использовать некоторое количество ремней, проходящих от передней части двигателя, то общее расстояние, на которое приводная система будет проходить от передней части двигателя, уменьшается. В конечном счете это приводит к использованию одного извилистого ремня для многих случаев применения. Ремень называют извилистым потому, что путь, по которому он проходит вокруг различных шкивов, представляет собой последовательность изгибов как в переднем, так и в обратном направлении. Ремень с V-образными ребрами или ремень Micro-V (зарегистрированный товарный знак, принадлежащий Gates Rubber Company) наиболее пригоден для применения в качестве извилистого ремня.

Ограничения, налагаемые на способ натяжения ремня с фиксацией по центру, возрастают в случае прохождения ремня по извилистому пути. Соответственно наиболее современные приводы с извилистым прохождением ремня включают в себя автоматическое натяжное устройство, посредством которого приводная система может быть лучше приспособлена к изменяющимся условиям. Базовая форма автоматического натяжного устройства имеет основание или место крепления, обеспечивающее возможность крепления непосредственно к блоку цилиндров двигателя либо косвенным образом к определенному месту на транспортном средстве, которое неподвижно по отношению к двигателю транспортного средства, и шкив, который давит на ремень в плоскости вращения ременной приводной системы. Между основанием и шкивом проходит подвижный элемент или соединительная часть, чтобы обеспечить надавливание на ремень через шкив. Давление действует таким образом, чтобы увеличить расстояние, на которое проходит ремень, и таким образом приводит к натяжению ремня. Для создания силы смещения применяют различные способы и разную геометрию. Обычно упругий элемент, например стальная пружина, действует таким образом, чтобы привести подвижный элемент во вращательное движение, в результате чего шкив стремится переместиться в направлении поверхности ремня, что, в свою очередь, приводит к увеличению натяжения ремня.

Когда система находится в состоянии покоя (то есть шкивы не вращаются), натяжное устройство, состоящее только из этих элементов, обеспечивает воздействие некоторого постоянного усилия на поверхность ремня. Компенсацию нестабильности размеров приводной системы, обусловленной временем, действием температуры или отклонением при изготовлении, достаточно удовлетворительно обеспечивают действием упругого элемента, по меньшей мере, в пределах упругого элемента и геометрии натяжного устройства. При этом натяжение ремня остается относительно постоянным, когда система находится в состоянии покоя, даже если ремень может быть растянут, или двигатель находится в горячем либо холодном состоянии. Однако натяжное устройство лишь при наличии этих элементов не может сохранять требуемое натяжение ремня при всех условиях работы системы.

Работающая ременная приводная система, служащая для передачи энергии, обычно совершает колебания вследствие влияния крутильной вибрации или иного углового ускорения коленчатого вала либо вспомогательных устройств, влияния неуравновешенных состояний или иных влияний. Крутильная вибрация коленчатого вала частично происходит в результате воздействия отдельных импульсов, передаваемых коленчатому валу каждым сочетанием поршня и цилиндра при выполнении циклов сгорания. Колебания приводят к вибрации ремня. Это, в свою очередь, приводит к вибрации подвижных частей натяжного устройства. При этом в подвижных частях возникает момент, изменяющий усилие, которое шкив оказывает на поверхность ремня и создает натяжение ремня.

Изменение натяжения ремня может привести к неприемлемым эксплуатационным характеристикам ременной приводной системы. В одном случае могут возникнуть проблемы, связанные с кратковременным режимом работы, например когда ремень ременной приводной системы проскальзывает, чрезмерно ограничивая эффективность системы или ее способность передачи энергии, либо когда возникает чрезмерный шум вследствие проскальзывания или иные проблемы. В другом случае величина натяжения, которая должна быть приложена к ремню, чтобы он имел приемлемые эксплуатационные характеристики для решения проблем кратковременного режима работы, приводит к возникновению проблем, характерных для длительного режима работы, таких как преждевременная поломка одного или более компонентов системы, включая ремень или одно либо более вспомогательных устройств.

Для решения этих проблем и, следовательно, улучшения эксплуатационных характеристик натяжных устройств в натяжные устройства вводят демпфирующие устройства. Ранее выпускавшиеся демпфируемые натяжные устройства включают в себя симметричное демпфирование, когда перемещение подвижных частей натяжных устройств демпфируют приблизительно одинаково независимо от того, происходит ли в данный момент перемещение в направлении увеличения натяжения ремня или в направлении уменьшения натяжения ремня. Демпфирование суммируется с силами, прилагаемыми упругим элементом, что приводит к изменяемому смещению стыка шкива с ремнем.

В других натяжных устройствах используют асимметричное демпфирование. Обычно эти натяжные устройства демпфируют таким образом, чтобы демпфирование подвижной части было минимальным, когда натяжное устройство перемещают в направлении натяжения ремня, и максимальным, когда происходит перемещение натяжного устройства в направлении ослабления ремня. При одном из способов башмак смещают к дорожке движения под углом, отличающимся от нормали к поверхности дорожки движения. В результате относительное перемещение башмака и дорожки движения в одном направлении создает тенденцию к подъему башмака с дорожки движения. Это приводит к уменьшению давления в месте их стыка, к уменьшению трения, которое обеспечивает демпфирование, и, следовательно, к снижению демпфирования. Другое направление создает тенденцию к заклиниванию башмака по отношению к дорожке движения и к усилению демпфирования. Пример этого описан в патенте США №5964674. Он включает в себя использование натяжных устройств, имеющих один шкив, смещаемый к поверхности ремня, чтобы создать натяжение. Кроме того, смещение к ремню происходит лишь относительно блока двигателя.

В патенте США №4416647 раскрыто использование натяжных устройств с двумя шкивами, надавливающими на ремень силовой передачи. В этом патенте указано, что такой способ пригоден для натяжения системы с циклической нагрузкой, например системы с компрессором для кондиционирования воздуха. Один из шкивов надавливает на участок ремня силовой передачи, проходящий по ходу непосредственно выше места действия циклической нагрузки. В то же время другой шкив надавливает на ремень силовой передачи по ходу непосредственно ниже места действия циклической нагрузки. В одном из вариантов осуществления конструкции два шкива крепят относительно друг друга на угловом элементе, который может поворачиваться вокруг его вершины. Сборку прижимают к ремню, служащему для передачи энергии, чтобы обеспечить статическое натяжение способом фиксации по центру. Шарнир служит для обеспечения динамического натяжения.

Статическое натяжение является результатом действия силы, прикладываемой к ремню, предназначенному для передачи энергии, посредством натяжного устройства в направлении натяжения ремня, в результате чего будет обеспечена тенденция к увеличению расстояния, на которое ремень должен будет переместиться вокруг шкивов системы. Если предполагается, что каждый из шкивов системы может свободно вращаться, то натяжение на каждом участке будет одним и тем же, и таким, как статическое натяжение. Динамическое натяжение представляет собой натяжение по длине ремня, предназначенного для передачи энергии, которое является результатом статического натяжения, изменяющегося под действием крутящего момента, создаваемого на каждом из шкивов, а также различных неуравновешенностей системы. В качестве дополнительного результата на каждом участке создается тенденция к разному натяжению.

В другом варианте осуществления конструкции каждый из двух шкивов прикреплен к отдельному плечу, которое по отдельности может перемещаться вокруг шарнира. Смещение двух плеч друг к другу происходит посредством пружины. В патенте США №4416647 указано, что в каждом варианте осуществления конструкции демпфирование осуществляют посредством взаимодействия шкивов с отдельными участками ремня, передающего энергию. В этом патенте нет указания о том, что в шарнире обеспечено трение или иное демпфирование независимо от того, происходит ли перемещение шкивов по отношению к двигателю или друг к другу.

Известны устройства для натяжения ремня силовой передачи, используемые совместно со вспомогательными ременными передачами для двигателей внутреннего сгорания, в которых перемещения шкива происходят как по дуге, так и линейно. Во всех системах, которые рассмотрены выше, используют движение по дуге. В определенных случаях выгодны натяжные устройства с линейным перемещением (например такие, в которых натяжной шкив, контактирующий с ремнем силовой передачи, фактически перемещается по прямому пути). Пример натяжного устройства с линейным перемещением представлен в патенте США №4634408. В этом патенте раскрыта конструкция относительно сложного натяжного устройства, которое включает в себя большое количество пружин, расположенных вокруг гидравлического демпфирующего механизма. Кроме того, салазки, на которых установлен натяжной шкив, входят в зацепление с направляющей, которая обеспечивает возможность перемещения салазок с двумя степенями свободы при наличии опорной конструкции, состоящей из шариков и дорожек качения. Очевидно, что раскрытый гидравлический механизм не компактен. Поэтому натяжное устройство выглядит громоздким. Относительно большое количество деталей повышает стоимость и сложность конструкции. Кроме того, помимо полезного действия опорной конструкции, состоящей из шариков и дорожек качения, здесь не обеспечены средства для компенсации паразитного крутящего момента на салазках, удерживающих натяжной шкив, который стремится оказать на салазки действие кручения.

Традиционно устанавливают электрический стартерный мотор для прокручивания коленчатого вала двигателя, чтобы могло быть начато воспламенение и двигатель мог начать работу. Стартер размещают вблизи задней части двигателя, при этом он предназначен для периодического зацепления с задней частью коленчатого вала через зубчатую передачу.

В настоящее время все больше и больше возрастают требования к снижению выделений и повышению экономии топлива за счет уменьшения веса автомобиля и уменьшения количества компонентов, находящихся под капотом. Способы, используемые для достижения этих целей, включают в себя сочетание функции стартера и функции генератора переменного тока в одном устройстве, то есть мотора/генератора или Gen-Star. Кроме того, в целях повышения экономии топлива Gen-Star способствует использованию отличительного признака, который называется "стопорение на холостом ходу". Этот отличительный признак используют тогда, когда обеспечена возможность глушения двигателя в случае обычного холостого хода и его последующего повторного запуска, когда ожидается возобновление движения автомобиля. Этот отличительный признак значительно повышает требования, предъявляемые к вспомогательным ременным приводам. Для использования мотора/генератора его располагают таким образом, чтобы была осуществлена его механическая связь с коленчатым валом посредством вспомогательной ременной передачи. Мотор/генератор и взаимосвязанную с ним вспомогательную ременную передачу стараются расположить в передней части двигателя. Однако допустимо расположение таких систем в других местах, включая заднюю часть двигателя.

При использовании систем Gen-Star разработчику ременных передач, предназначенных для передачи энергии, приходится сталкиваться с новыми проблемами помимо колебательных нагрузок. Среди них серьезная проблема заключается в разработке системы натяжения, которая должна привести к обеспечению приемлемых рабочих характеристик посредством использования вспомогательного ременного привода, который включает в себя это новое устройство, не только допускающее существенную нагрузку и инерцию вращения, но и добавляющее значительный приводной крутящий момент на вспомогательном ременном приводе. Кроме того, оно обеспечивает этот значительный приводной крутящий момент на основе прерывистого движения.

В патенте США №4758208 раскрыто использование двух плеч, совершающих дугообразное перемещение, каждое из которых несет на себе шкив. Плечи устанавливают с обеспечением осей поворота, которые соответствуют валу Gen-Star. Смещение двух плеч друг к другу выполняют посредством пружины.

Натяжное устройство также включает в себя установку Gen-Star с возможностью ограниченного вращения, так чтобы корпус мог поворачиваться на несколько градусов, реагируя в зависимости от того, как работает Gen-Star-в режиме стартера или в режиме генератора переменного тока. Это реактивное перемещение приводит к работе пары фиксаторов, которые поочередно вызывают блокирование перемещения того или иного из двух плеч в зависимости от режима работы. При этом плечо, взаимосвязанное с участком ремня силовой передачи, заканчивающимся у шкива Gen-Star, где имеет место наибольшее натяжение в результате режима работы Gen-Star, будет заблокировано в надлежащем месте. Теперь натяжение ременной системы передачи энергии обеспечивается свободным плечом. Очевидно, что это натяжное устройство имеет сложную конструкцию, требует специального монтажа Gen-Star, имеющего подвижные части, подверженные износу, и не обладает гибкостью применения. Кроме того, в патенте №4758208 не раскрыта возможность использования дополнительного демпфирования при движении каждого шкива с целью улучшения эксплуатационных характеристик системы.

Соответственно сохраняется необходимость в натяжном устройстве с линейным перемещением, которое представляло бы собой простое, компактное, надежное и не содержащее гидравлических элементов устройство и позволяло бы получить пользу от работы двух шкивов в упомянутых случаях применения, которые при этом могли бы быть выгодны. Ременная приводная система для передачи энергии, имеющая Gen-Star, является именно таким случаем применения.

Кроме того, остается необходимость в системе и в натяжном устройстве, предназначенном для использования совместно с Gen-Star, которое одновременно обеспечивает соответствующий кратковременный режим эксплуатации и соответствующий долговременный режим эксплуатации, позволяет обеспечить оптимальную ширину ремня, который может быть использован для какого-либо рассматриваемого случая применения, позволяет ограничить стоимость и сложность, обладает гибкостью для соответствия системе с Gen-Star, к которой он может быть применен, и обеспечивает возможность линейного перемещения.

Цель настоящего изобретения заключается в создании линейного, содержащего два шкива натяжного устройства и системы ременного привода вспомогательных устройств для передачи энергии с компоновкой, которая позволяет улучшить сочетание кратковременного режима эксплуатации и долговременного режима эксплуатации и обеспечить оптимальный выбор ремня.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в создании натяжного устройства с линейным перемещением двух шкивов, имеющего механический демпфирующий механизм, обладающий свойствами асимметричного демпфирования.

Еще одна цель настоящего изобретения заключается в создании натяжного устройства с линейным перемещением, имеющего механический демпфирующий механизм, обладающий свойствами компенсации паразитного крутящего момента для повышения надежности и улучшения работы натяжного устройства.

Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в создании натяжного устройства с линейным перемещением двух шкивов для вспомогательного ременного привода, служащего для передачи энергии, и системы с компоновкой, которая не должна приводить к повышению стоимости и сложности и обладает гибкостью для соответствия системам с Gen-Star, к которым устройство может быть применено.

Для достижения вышеупомянутых и других целей согласно настоящему изобретению, которое здесь изображено и описано в его широком смысле, изобретение представляет собой усовершенствованное натяжное устройство, предназначенное для ременной приводной системы, которая содержит устройство для натяжения ремня, первый шкив устройства для натяжения ремня, шкив коленчатого вала и шкив вспомогательного устройства, а также ремень, служащий для передачи энергии, проходящий вокруг первого шкива натяжного устройства, шкива коленчатого вала и шкива вспомогательного устройства. Натяжное устройство представляет собой устройство такого типа, которое включает в себя место крепления, предназначенное для крепления к месту, неподвижному по отношению к блоку цилиндров двигателя, направляющую и первые салазки, установленные с возможностью скольжения по отношению к направляющей с двумя степенями свободы перемещения. Первый шкив устройства для натяжения ремня с возможностью вращения установлен на первых салазках для зацепления с ремнем, служащим для передачи энергии. Упругий элемент смещает первые салазки в продольном направлении по отношению к направляющей. Усовершенствование заключается в том, что натяжное устройство включает в себя вторые салазки, установленные с возможностью скольжения по отношению к направляющей с двумя степенями свободы перемещения. Второй шкив устройства для перемещения ремня с возможностью вращения установлен на вторых салазках для зацепления с ремнем, предназначенным для передачи энергии. Вторые салазки смещаются в продольном направлении по отношению к направляющей.

Прилагаемые чертежи, которые включены в описание и формируют его часть и на которых подобные детали обозначены одинаковыми позициями, иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления конструкции согласно настоящему изобретению и совместно с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.

На чертежах показано следующее:

на фиг.1 схематически представлен предпочтительный вариант осуществления компоновки вспомогательной ременной приводной системы, включающей в себя натяжное устройство с двумя шкивами с линейным перемещением, и мотор/генератор с системой в пусковом режиме;

на фиг.2 схематически представлен предпочтительный вариант осуществления компоновки вспомогательной ременной приводной системы, включающей в себя натяжное устройство с двумя шкивами с линейным перемещением, и мотор/генератор с системой в режиме генерации энергии;

на фиг.3 представлен вид в перспективе предпочтительного натяжного устройства с двумя шкивами с линейным перемещением, вид снизу;

на фиг.4 представлен вид в перспективе предпочтительного натяжного устройства с двумя шкивами с линейным перемещением, причем с некоторыми отсеченными частями, вид сверху;

на фиг.5 представлен частичный вид в сечении по линии 5-5 по фиг.4;

на фиг.6 представлен подробный вид части предпочтительного варианта осуществления конструкции натяжного устройства, вид в перспективе;

на фиг.7 представлен подробный вид части предпочтительного варианта осуществления конструкции натяжного устройства, вид в перспективе;

на фиг.8 представлен вид в перспективе предпочтительного натяжного устройства с двумя шкивами с линейным перемещением, вид снизу;

на фиг.9 представлен вид в перспективе предпочтительного натяжного устройства с двумя шкивами с линейным перемещением, причем с некоторыми отсеченными частями, вид сверху;

на фиг.10 представлен частичный вид в сечении по линии 10-10 по фиг.9;

на фиг.11 представлен частичный вид в сечении, на котором изображены силы, действующие в каждом предпочтительном варианте осуществления конструкции натяжного устройства.

Предпочтительный вариант осуществления конструкции вспомогательной ременной приводной системы 10 представлен на фиг.1 и 2. Он включает в себя мотор/генератор 12, шкив 14 мотор/генератора, шкив 18 насоса рулевого управления с усилением, шкив 20 компрессора, предназначенного для кондиционирования воздуха, шкив 22 водяного насоса, шкив 24 коленчатого вала, сдвоенное натяжное устройство 28, первый шкив 16 натяжного устройства, второй шкив 26 натяжного устройства и ремень 30, предназначенный для передачи энергии.

Хотя показаны шкивы определенных вспомогательных устройств при определенной геометрической компоновке, следует иметь в виду, что настоящее изобретение может быть применено к различным количествам и сочетаниям вспомогательных устройств и геометрических компоновок, включая как извилистые, так и не извилистые конфигурации, что зависит от конкретного применения. Несмотря на то, что могут быть получены существенные преимущества для системы, включающей в себя мотор/генератор 12, вспомогательное устройство также может представлять собой обычный генератор переменного тока или иное вспомогательное устройство. Обычно вспомогательное устройство 14 будет иметь преимущество от использования натяжного устройства 28 согласно изобретению при наличии значительных колебательных нагрузок. Показана извилистая конфигурация. При этом ремень 30 силовой передачи обычно будет представлять собой ремень с V-образными ребрами. Однако изобретение может быть осуществлено на практике при использовании ремней всех типов. Кроме того, представленное изображение можно рассматривать как одну плоскость ремня/шкивов во вспомогательной ременной приводной системе, имеющей большое количество ремней.

Стрелка с обозначением "перемещение ремня" указывает направление перемещения ремня в течение обычной работы в режиме генерирования энергии и в режиме запуска. Движение по ходу вдоль последовательного расположения ремня 30 силовой передачи означает движение в том же самом направлении, что и перемещение ремня. Движение против хода означает движение в направлении, противоположном перемещению ремня.

Перемещение далее по ходу начинается у шкива 24 коленчатого вала, при этом участок 32 от коленчатого вала до мотора/генератора охватывает расстояние, начинающееся от окончания, по меньшей мере, места контакта между шкивом 24 коленчатого вала и ремнем 30 силовой передачи и заканчивающееся у окончания первого места контакта между шкивом 14 мотора/генератора и ремнем 30 силовой передачи. Первый участок 34 от мотора/генератора до коленчатого вала охватывает расстояние, начинающееся, по меньшей мере, в месте контакта между шкивом 14 мотора/генератора и ремнем 30 силовой передачи и заканчивающееся в первом месте контакта шкива 18 насоса рулевого управления с усилением и ремня 30 силовой передачи. На изображении согласно фиг.1 и 2 имеются три участка от мотора/генератора до коленчатого вала соответственно 34’, 34’’ и 34’’’. Количество и местоположение участков 32 от коленчатого вала до мотора/генератора и участков 34 от мотора/генератора до коленчатого вала зависят от количества и места расположения шкивов вспомогательных устройств, предназначенных для конкретного применения.

Направление крутящего момента на шкиве 14 мотора/генератора и на шкиве 24 коленчатого вала изменяется на обратное в зависимости от режима работы вспомогательной ременной приводной системы 10, как показано стрелками, обозначенными "крутящий момент" на каждом из шкивов 14 и 24 и представленными на фигурах соответственно 1 и 2. В режиме генерации шкив 24 коленчатого вала подводит весь приводной крутящий момент. Шкив 22 водяного насоса, шкив 20 компрессора, предназначенного для кондиционирования воздуха, шкив 18 насоса рулевого управления с усилением и шкив 14 мотора/генератора воспринимают крутящий момент, при этом первый шкив 16 и второй шкив 26 натяжного устройства воспринимают крутящий момент в меньшей степени. В режиме запуска шкив 14 мотора/генератора подводит весь крутящий момент. Шкив 24 коленчатого вала, шкив 22 водяного насоса, шкив 20 компрессора, предназначенного для кондиционирования воздуха, и шкив 18 насоса рулевого управления с усилением воспринимают крутящий момент, при этом первый 16 и второй 26 шкивы натяжного устройства воспринимают крутящий момент в меньшей степени.

В общем независимо от режима работы, если допустить, что каждый из шкивов имеет возможность свободного вращения, натяжение на каждом участке будет одним и тем же и таким как статическое натяжение. Если обратиться к фиг.1-7, то для этого предпочтительного варианта осуществления конструкции статическое натяжение является результатом действия силы, прилагаемой к ремню 30 для передачи энергии натяжным устройством 28 посредством упругого элемента 38, действующего на сочетание салазок 40 первого шкива и салазок 42 второго шкива, что приводит к смещению первого шкива 16 и второго шкива 26 натяжного устройства друг к другу, либо они могут быть смещены вручную, и к надавливанию на совокупность участков 32 от коленчатого вала до мотора/генератора и 34 от мотора/генератора до коленчатого вала, что, в свою очередь, приводит к увеличению расстояния, которое ремень 30, предназначенный для передачи энергии, должен проходить вокруг всех шкивов.

При обычном режиме или режиме генерирования энергии, показанном на фигуре 2, шкив 24 коленчатого вала передает крутящий момент. Последний участок 34’’’ на пути от мотора/генератора до коленчатого вала становится участком с наибольшим натяжением. Каждый шкив ближе по ходу от шкива 24 коленчатого вала поглощает часть крутящего момента и, если не учитывать влияние натяжного устройства, вызывает уменьшение натяжения на участке, находящемся непосредственно ближе по ходу. На шкив 14 мотора/генератора действует наибольшая нагрузка. В конце концов, участок 32 от коленчатого вала до мотора/генератора становится участком с наименьшим натяжением.

В режиме запуска, показанном на фиг.1, приводной крутящий момент создает мотор/генератор 12. Участок 32 от коленчатого вала до мотора/генератора становится участком с наибольшим натяжением. Участок 34 на пути от мотора/генератора до коленчатого вала становится участком с наименьшим натяжением. В отличие от режима генерирования энергии наибольшая нагрузка действует на шкив 24 коленчатого вала. Традиционно оптимизацию следует рассматривать как функцию последовательности действий различных нагрузок и места расположения натяжного устройства в компоновке привода. Как можно видеть, компоновка, которая обеспечивает оптимизацию при режиме генерирования энергии, существенно отличается от компоновки, которая обеспечивает оптимизацию в режиме запуска.

В обычной приводной системе вспомогательных устройств, в которой используют ремень с V-образными ребрами, основными конструктивными факторами являются: 1) ширина ремня (обычно обозначаемая по количеству ребер) и выбор его типа, связанный с предполагаемым крутящим моментом, который должен быть передан и воспринят; 2) выбор статического натяжения, которое должно быть меньше натяжения, приводящего к возникновению напряжений в ремне или в компонентах системы, величина которого уменьшает долговечность, делая ее ниже приемлемого срока, и которое должно быть выше величины, при которой начинается неприемлемое скольжение. Кроме того, выбор типа и ширины ремня влияет на его долговечность. Помимо указанного, между этими двумя конструктивными факторами имеется взаимосвязь.

Неизменной целью разработчика приводной ременной системы вспомогательных устройств является оптимизация обоих из этих факторов в свете стоимости и сложности такой системы. Оптимизацию обеспечивают путем манипуляции многими параметрами, касающимися геометрии и материалов, что известно квалифицированным специалистам в этой отрасли. Помимо этого, следует осуществить компоновку приводящих или приводимых в движение шкивов на основе каждого из действующих инерционного или иного крутящего момента.

Приводные системы, которые включают в себя мотор/генератор, не обеспечивают эту конкретную оптимизацию и создают новые, приводящие к затруднениям ограничения, поэтому прежде на практике достичь оптимизации не удавалось. Причина этих затруднений заключается в том, что шкивы, которые передают приводной крутящий момент и имеют наибольший инерционный момент, в разной степени зависят от режима их работы. Кроме того, имеются большие нагрузки от инерционного крутящего момента, чем те, с которыми обычно приходится сталкиваться в традиционной приводной системе.

Натяжное устройство 28 с двумя шкивами, созданное согласно изобретению, позволяет существенно оптимизировать ременную приводную систему 10 вспомогательных устройств в определенных случаях ее применения при сочетании режимов работы, в частности если использовать компоновку согласно предпочтительному варианту осуществления конструкции. Ременная система 10 для передачи энергии, которая включает в себя Gen-Star, выбрана в качестве примера применения натяжного устройства 28 согласно настоящему изобретению вследствие того, что вспомогательное устройство Gen-Star представляет собой устройство с тяжелым режимом работы. Однако, как было указано ранее, натяжное устройство 28 может быть в равной степени применено к системам 10 для передачи энергии, предназначенным для автомобильных и промышленных двигателей внутреннего сгорания.

Если по отдельности рассматривать каждый из первого и второго шкивов 16 или 26, то за направление ослабления ремня для любого из первого или второго шкивов 16 или 26 следует считать направление, которое позволяет обеспечить прохождение ремня 30 по более короткому пути. Направление натяжения ремня будет обратным направлением. Однако если рассматривать перемещение первого и второго шкивов 16 и 26, то перемещение ослабления ремня - это перемещение, когда первый и второй шкивы 16 и 26 будут перемещаться далее друг от друга. Вновь натяжение ремня будет происходить при перемещении в обратном направлении.

Первый и второй шкивы 16 и 26 натяжного устройства совершают линейное перемещение вдоль направляющей 36, более подробно описанной ниже. Предпочтительно, чтобы линейный путь прохождения каждого из первого и второго шкивов 16 и 26 был ориентирован перпендикулярно пути взаимосвязанного с ними участка ремня, который, как предполагается, натянут между шкивами, находящимися на каждом конце участка, в данном случае между шкивом 14 генератора переменного тока и шкивом 22 коленчатого вала для первого шкива 16 натяжного устройства, и между шкивом 14 мотора/генератора и шкивом 18 насоса рулевого управления с усилением для второго шкива 26 натяжного устройства при наличии натяжного устройства 28. Такая ориентация позволяет свести к минимуму перемещение первого и второго шкивов 16 и 26 натяжного устройства для заданного отклонения ремня и тем самым ум