一种发动机前端轮系结构论文和设计-汪武强

全文摘要

本实用新型涉及一种发动机前端轮系结构，包括发动机曲轴减振器皮带轮、BSG发电机皮带轮、设于BSG发电机皮带轮上的双向自动张紧轮、第一惰轮、空调皮带轮、水泵皮带轮和第二惰轮，上述轮通过皮带连接，在不同的运转模式下，由发动机曲轴减振器皮带轮和\/或BSG发电机皮带轮驱动带动。本实用新型的整个轮系通过一根皮带传动，有利于减小发动机纵向长度，附件系统由于双向张紧轮的使用，可以实现发动机快速启停，能量回收，加速助力功能与现有传统化石燃料汽车相比，有着油耗小，改造成本低，排放控制水平更高的特点，能给驾驶人员带来更舒适的体验。

主设计要求

1.一种发动机前端轮系结构，其特征在于：包括发动机曲轴减振器皮带轮、BSG发电机皮带轮、设于BSG发电机皮带轮上的双向自动张紧轮、第一惰轮、空调皮带轮、水泵皮带轮和第二惰轮，上述各轮通过皮带连接，在不同的运转模式下，由发动机曲轴减振器皮带轮和\/或BSG发电机皮带轮驱动带动。

设计方案

2.根据权利要求1所述的发动机前端轮系结构，其特征在于：双向自动张紧轮、发电机皮带轮、第一惰轮、空调皮带轮、水泵皮带轮和第二惰轮均布置在发动机曲轴减振器皮带轮同一侧。

3.据权利要求1所述的发动机前端轮系结构，其特征在于：双向自动张紧轮通过一体式支架安装在BSG发电机上，双向自动张紧轮分别通过两个张紧器布置在BSG发电机皮带轮前后两侧，双向自动张紧轮将所述皮带张紧。

4.根据权利要求1所述的发动机前端轮系结构，其特征在于：皮带为多楔带。

5.根据权利要求1所述的发动机前端轮系结构，其特征在于：发动机曲轴减振器皮带轮包括发动机减振器、发动机曲轴和曲轴皮带轮，所述发动机减振器与发动机曲轴同轴，与曲轴皮带轮结合为一体。

6.根据权利要求1所述的发动机前端轮系结构，其特征在于：双向自动张紧轮、水泵皮带轮和第二惰轮为光轮，曲轴减振器皮带轮、发电机皮带轮、空调皮带轮和第一惰轮为槽轮。

7.根据权利要求1所述的发动机前端轮系结构，其特征在于：BSG发电机皮带轮位于发动机曲轴减振器皮带轮的左侧，水泵皮带轮位于BSG发电机皮带轮上方，第一惰轮位于BSG发电机皮带轮左下方，空调皮带轮位于水泵皮带轮和第一惰轮上方，第二惰轮位于水泵皮带轮右侧。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轮系结构，尤其是一种发动机前端轮系结构，属于发动机领域。

背景技术

目前由于城市的交通拥堵、空气污染问题日趋严重，采用混合动力，甚至纯电动力的车辆成为趋势。研究表明，传统的化石燃料发动机汽车在城市运行中，怠速时的能耗约占总能耗的17%。采用基于48V BSG发电机的轻度混合技术后，通过BSG系统快速地启动发动机，可以消除发动机在怠速工作时的油耗、排放与噪声，相当于降低汽车排量0.2-0.3L，可以节油10%左右，减少二氧化碳排放12%左右；同时，采用BSG技术对现有发动机的改动成本最低，对包括前端轮系在内的系统变动幅度小，适用于大多数现有车型的改造升级。

有鉴于此，需要对现有的发动机前端进行优化改进设计，既要满足日益严格的排放、噪声法规要求，又要实现较小的成本及技术变动，能够对市场现有车型进行升级改造。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的提供一种适用于轻度混合动力发动机的发动机前端轮系结构，通过BSG发电机的使用，其在保证现有发动机整体布局基本不变的前提下，通过不同的控制策略，可以降低发动机在城市工况下的油耗、排放、噪音水平，满足日益严格的车辆排放法规要求。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种发动机前端轮系结构，包括发动机曲轴减振器皮带轮、BSG发电机皮带轮、设于BSG发电机皮带轮上的双向自动张紧轮、第一惰轮、空调皮带轮、水泵皮带轮和第二惰轮，上述各轮通过皮带连接，在不同的运转模式下，由发动机曲轴减振器皮带轮和\/或BSG发电机皮带轮驱动带动。

进一步地，双向自动张紧轮、发电机皮带轮、第一惰轮、空调皮带轮、水泵皮带轮和第二惰轮均布置在发动机曲轴减振器皮带轮同一侧。

进一步地，双向自动张紧轮通过一体式支架安装在BSG发电机上，双向自动张紧轮分别通过两个张紧器布置在BSG发电机皮带轮前后两侧，双向自动张紧轮将所述皮带张紧。

进一步地，皮带为多楔带。材料为加强型阿拉米或尼龙材料。

进一步地，发动机曲轴减振器皮带轮包括发动机减振器、发动机曲轴和曲轴皮带轮，所述发动机减振器与发动机曲轴同轴，与曲轴皮带轮结合为一体。

进一步地，双向自动张紧轮、水泵皮带轮和第二惰轮为光轮，曲轴减振器皮带轮、发电机皮带轮、空调皮带轮和第一惰轮为槽轮。

进一步地，BSG发电机皮带轮位于发动机曲轴减振器皮带轮的左侧，水泵皮带轮位于BSG发电机皮带轮上方，第一惰轮位于BSG发电机皮带轮左下方，空调皮带轮位于水泵皮带轮和第一惰轮上方，第二惰轮位于水泵皮带轮右侧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的的曲轴减振器皮带轮通过多楔带驱动所述发电机、所述空调、所述水泵及所述惰轮；所述发动机减振器与发动机曲轴同轴，与曲轴皮带轮结合为一体，整个轮系通过一根多楔带传动，有利于减小发动机整体长度，附件带轮均布置在曲轴同侧，为曲轴另一侧链条正时系统的布置留出了空间；轮系中采用BSG发电机技术，在车辆不同工况下分别有着能量回收，辅助加速，快速启停功能，使车辆具有更低的油耗，更好的排放与噪音指标，能给驾驶人员带来更舒适的体验。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本实用新型一部分实例，而不是全部的实例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例是与48V BSG发电机配合，如图1所示，本实施例的发动机前端轮系结构，包括发动机曲轴减振器皮带轮1、BSG发电机皮带轮3、设于BSG发电机皮带轮3上的双向自动张紧轮2、第一惰轮4、空调皮带轮5、水泵皮带轮6和第二惰轮7，上述各轮通过皮带8连接，由发动机曲轴减振器皮带轮1或 BSG发电机皮带轮3驱动带动。皮带8可以为多楔带。材料为加强型阿拉米或尼龙材料。

双向自动张紧轮2、发电机皮带轮3、第一惰轮4、空调皮带轮5、水泵皮带轮6和第二惰轮7均布置在发动机曲轴减振器皮带轮1同一侧。具体地，BSG发电机皮带轮3位于发动机曲轴减振器皮带轮1的左侧，水泵皮带轮6位于BSG发电机皮带轮3上方，第一惰轮4位于BSG发电机皮带轮3左下方，空调皮带轮5位于水泵皮带轮6和第一惰轮4上方，第二惰轮7位于水泵皮带轮6右侧。

双向自动张紧轮2通过一体式支架安装在BSG发电机上，双向自动张紧轮分别通过两个张紧器布置在BSG发电机皮带轮3前后两侧，双向自动张紧轮将所述皮带8张紧。

发动机曲轴减振器皮带轮1包括发动机减振器、发动机曲轴和曲轴皮带轮，所述发动机减振器与发动机曲轴同轴，与曲轴皮带轮结合为一体。

双向自动张紧轮2、水泵皮带轮6和第二惰轮7为光轮，发动机曲轴减振器皮带轮1、BSG发电机皮带轮3、空调皮带轮5和第一惰轮4为槽轮。

轮系中各部件均在同一驱动平面内。发动机曲轴为顺时针旋转，以发动机曲轴减振器皮带轮1为起点，沿着皮带传动方向依次是：双向自动张紧轮2、BSG发电机皮带轮3、第一惰轮4、空调皮带轮5、水泵皮带轮6、第二惰轮7。

基于上述的结构，本实施例的前端轮系结构有以下几种运转模式：

A、在发动机匀速运转阶段，发动机曲轴减振器皮带轮1为主动轮，通过皮带8依次驱动BSG发电机皮带轮3、空调皮带轮5、水泵皮带轮6。此时，BSG发电机作用是作为传统发电机给蓄电池充电。

B、在发动机启动时，BSG电机在短时间内将发动机加速至怠速转速以上。此时，轮系中，BSG发电机皮带轮3为主动轮，驱动曲轴减振器皮带轮1来启动发动机，由于皮带更具有弹性，因此发动机的启动更平顺，冲击小。

C、在发动机加速运转阶段，BSG电机不消耗发动机扭矩，主要消耗蓄电池电能，作为电动机为发动机提供额外扭矩输出。这一阶段，轮系中除曲轴减振器皮带轮1为主动轮外，BSG发电机皮带轮3也作为驱动轮进行动力输出。此时，主要依靠双向自动张紧轮2的控制策略来调整适应皮带的松紧边变化。

D、在发动机减速运转及制动阶段，BSG发电机进行制动能量回收，将汽车多余的动能转化为电能，为蓄电池充电。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述事例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

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