用于发动机设备的驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于发动机设备(2)的驱动系统(1)，所述驱动系统包括诸如行星齿轮机构的齿轮减速机构(20)，其包括：连接到发动机曲轴(5)的第一结合元件(25)；连接到附件带轮(9)的第二结合元件(21)，该附件带轮被驱动地连接到电机(6)和至少一个附件(7)；第三结合元件(22)。自由轮(30)连接到发动机设备的不旋转部分(16)。在该驱动系统的第一运行阶段中，所述自由轮联接到第三结合元件并且被构造为使得：当第三结合元件沿一个方向将转矩施加在自由轮上时，自由轮处于接合状态且停止第三结合元件的旋转；并且，当第三结合元件沿相反的方向将转矩施加在自由轮上时，自由轮处于自由状态且允许第三结合元件的旋转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于发动机设备的驱动系统
本专利技术涉及一种用于发动机设备的驱动系统、包括这种驱动系统的发动机设备、包括这种发动机设备的车辆以及用于运行这种发动机设备的方法。本专利技术可应用于中型和重型车辆，例如卡车、大客车和建筑设备。
技术介绍
为了降低燃料消耗，已开发了多种发动机设备，其在不需要发动机功率时(例如在交通信号灯处或交通阻塞时，当驾驶员压下制动踏板时)自动停止发动机，并响应于信号(典型地，在驾驶员致动加速器踏板时)重新启动发动机。这种发动机设备包括发动机、电机、一个或多个附件以及附件带轮，所述电机和一个或多个附件被驱动地连接到该附件带轮。包括齿轮减速机构的驱动系统用于将该附件带轮和发动机曲轴结合。该发动机设备可处于如下阶段之一：–启动阶段，在该启动阶段中，由电池供电的电机启动发动机；–运转阶段(即，正常驱动状况)，在该运转阶段中，发动机运转，驱动所述附件并驱动电机，使得所述电机能够为电池充电；以及–电动阶段，在该电动阶段中，发动机停止且电机驱动所述附件。该驱动系统被设计为允许发动机设备在这三个阶段中的任一个阶段中运行，且允许在这三个阶段之间过渡。虽然常规的驱动系统通常是令人满意的，但存在改进的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种改进的、用于发动机设备的驱动系统。更具体地，本专利技术的目的是提供这样的驱动系统：该驱动系统允许在发动机的至少两个运行阶段之间更平滑地过渡。为此，且根据第一方面，本专利技术涉及一种用于发动机设备的驱动系统，该驱动系统包括齿轮减速机构，该齿轮减速机构具有至少三个分开的且可旋转的结合元件，所述结合元件的转速是相互依赖的，但相对于彼此不具有固定比，并且其中，在安装位置上：–所述结合元件中的第一结合元件连接到发动机曲轴；–所述结合元件中的第二结合元件连接到附件带轮，该附件带轮被驱动地连接到电机和至少一个附件；–所述结合元件中的第三结合元件。根据本专利技术的驱动系统还包括自由轮，该自由轮在安装位置上连接到发动机设备的不旋转部分，第三结合元件被构造为在驱动系统的第一运行阶段中连接到自由轮。在第一运行阶段中，自由轮被构造为使得：当第三结合元件沿一个方向将转矩施加在自由轮上时，自由轮处于接合状态且停止第三结合元件的旋转，而当第三结合元件沿相反的方向将转矩施加在自由轮上时，自由轮处于自由状态且允许第三结合元件的旋转。换言之，齿轮减速机构被设计为使得：当第一结合元件在第一运行阶段中从第二结合元件接收转矩时，第三结合元件沿一个方向将转矩施加在自由轮上，自由轮然后处于接合状态；并且使得：当第一结合元件产生正转矩时，第三结合元件沿相反的方向将转矩施加在自由轮上，自由轮然后处于自由状态。该安装位置是指所述驱动系统安装在发动机设备内且能够运行的位置。自由轮的“自由状态”对应于其中自由轮使得与自由轮连接或作为自由轮的一部分的驱动构件从与自由轮连接或作为自由轮的一部分的从动构件分离的构造，而在自由轮的“接合状态”下，该驱动构件通过用作传动装置的自由轮与从动构件接合。该驱动构件可以是连接到自由轮的驱动轴或是自由轮的驱动轴，并且该从动构件可以是连接到自由轮的从动轴或是自由轮的从动轴。在实践中，第一运行阶段对应于发动机的启动阶段，其中，电机使发动机旋转直至启动速度。在该启动阶段中，自由轮提供从电机到发动机的单向连接。实际上：–在启动阶段开始时，发动机的转速相对低。燃烧尚未建立且发动机需要转矩来旋转。通过第三结合元件接收沿一个方向定向的第一转矩的自由轮处于接合状态。这种构造允许转矩从电机传递到发动机；–当燃烧建立时，发动机急剧加速且曲轴提供转矩。通过第三结合元件接收沿相反的方向定向的第二转矩的自由轮处于自由状态且允许曲轴的自由加速。无转矩或仅有不明显的转矩从发动机传递到电机或所述附件。电机速度被认为与曲轴速度不相关。在启动阶段开始时，发动机转速和电机转速之间的减速比为Ra＝R0×R1a，其中：–R0是电机和附件带轮之间的减速比。R0可例如约为4；–R1a是附件带轮和曲轴之间的减速比。R1a可例如约为4。结果，Ra可约为16(即，曲轴处的120rpm对应于电机处的1920rpm)。然而，由于自由轮，本专利技术防止了在启动阶段结束时从发动机到电机的转矩传递，因此防止了发动机损坏附件带轮和/或与附件带轮连接的零件，例如皮带或所述电机。本专利技术的一个明显优点是：通过使用自由轮，一旦内燃机转矩变成正的，就允许发动机和电机的自动立即分离。结果，避免了响应时间问题。因此，所述驱动系统可进入另一运行阶段，典型地进入运转阶段，其中，发动机的转速和电机的转速之间的减速比与Ra不同。在该运行阶段中，所述比为Rb＝R0×R1b，其中R1b＝1。此外，本专利技术提供了一种驱动系统，该驱动系统具有简单且稳健的构造，此外，该驱动系统相当紧凑且具有相当低的重量。在第二运行阶段中，第三结合元件可进一步被构造为联接到附件带轮。第二运行阶段可对应于运转阶段，其中，发动机运转并驱动电机和所述附件。在第二运行阶段中，所述驱动系统优选被构造为使得发动机可从电机接收动力。在此情况下，电机可使用电池中存储的电能来促进(boost)发动机以用于与性能或燃料消耗相关的目的。第三结合元件可以在第一运行阶段中的第一位置和与第一运行阶段不同的运行阶段中的另一个位置之间移动，在该第一运行阶段中，在安装位置上所述第三结合元件联接到自由轮，而在与第一运行阶段不同的运行阶段中，在安装位置上所述第三结合元件从自由轮脱离。更具体地，第三结合元件可以在第一运行阶段中的第一位置和第二运行阶段中的第二位置之间移动，在第一运行阶段中，在安装位置上所述第三结合元件联接到自由轮，而在第二运行阶段中，在安装位置上所述第三结合元件联接到附件带轮。在实施例中，驱动系统具有主轴线且第三结合元件可沿所述主轴线平移移动。根据实施例，第三结合元件包括用于与自由轮联接的第一联接构件以及用于与附件带轮联接的第二联接构件。例如，第一和/或第二联接构件可包括犬牙状物。第三结合元件可进一步被构造为处于第三运行阶段中的第三位置，在该第三位置上所述第三结合元件从自由轮脱离且从附件带轮脱离。该第三运行阶段可对应于电动阶段，其中发动机停止且电机驱动所述附件。当第三结合元件从自由轮脱离且从附件带轮脱离时，其处于第三位置上，所述第三位置可轴向地处于第一位置和第二位置之间的中间处。在实施例中，所述齿轮减速机构可包括行星齿轮机构，该行星齿轮机构包括太阳轮、齿圈、行星轮，所述行星轮与太阳轮及齿圈啮合并由行星架支撑。所述太阳轮、齿圈和行星架中的每一个可连接到所述结合元件中的一个结合元件。第一结合元件可连接到行星架，优选可以是行星架的一部分，第二结合元件可连接到太阳轮，优选可以是太阳轮的一部分，且第三结合元件可连接到齿圈，优选可以是齿圈的一部分。此外，在安装位置上，自由轮可固定地安装在发动机设备的曲轴箱(carter)上。根据第二方面，本专利技术涉及一种发动机设备，该发动机设备包括发动机、电机、至少一个附件、以及附件带轮，电机和所述附件被驱动地连接到该附件带轮，且还包括如上所述的驱动系统。在实践中，所述至少一个附件可以是以下项中的至少一个：水泵，空调压缩机，冷却风扇。该发动机设备可还包括用于检测发动机的运行状况的至少一个传感器、连接到所述传感器且能够控制致动器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机设备(2)的驱动系统，所述驱动系统(1)包括齿轮减速机构(20)，所述齿轮减速机构(20)具有至少三个分开的且可旋转的结合元件，所述结合元件的转速是相互依赖的但相对于彼此不具有固定比，并且其中，在安装位置上：–所述结合元件中的第一结合元件(25)连接到发动机曲轴(5)；–所述结合元件中的第二结合元件(21)连接到附件带轮(9)，所述附件带轮(9)被驱动地连接到电机(6)和至少一个附件(7)；–所述结合元件中的第三结合元件(22)；其特征在于，所述驱动系统还包括自由轮(30)，在所述安装位置上所述自由轮(30)连接到所述发动机设备的不旋转部分(16)，并且，所述第三结合元件被构造为在所述驱动系统(1)的第一运行阶段中联接到所述自由轮(30)，其中，在所述第一运行阶段中，所述自由轮(30)被构造为使得：当所述第三结合元件(22)沿一个方向将转矩施加在所述自由轮(30)上时，所述自由轮(30)处于接合状态且停止所述第三结合元件(22)的旋转，而当所述第三结合元件(22)沿相反的方向将转矩施加在所述自由轮(30)上时，所述自由轮(30)处于自由状态且允许所述第三结合元件(22)的旋转。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于发动机设备(2)的驱动系统，所述驱动系统(1)包括齿轮减速机构(20)，所述齿轮减速机构(20)具有至少三个分开的且可旋转的结合元件，所述结合元件的转速是相互依赖的但相对于彼此不具有固定比，并且其中，在安装位置上：–所述结合元件中的第一结合元件(25)连接到发动机曲轴(5)；–所述结合元件中的第二结合元件(21)连接到附件带轮(9)，所述附件带轮(9)被驱动地连接到电机(6)和至少一个附件(7)；–所述结合元件中的第三结合元件(22)；其特征在于，所述驱动系统还包括自由轮(30)，在所述安装位置上所述自由轮(30)连接到所述发动机设备的不旋转部分(16)，并且，所述第三结合元件被构造为在所述驱动系统(1)的第一运行阶段中联接到所述自由轮(30)，其中，在所述第一运行阶段中，所述自由轮(30)被构造为使得：当所述第三结合元件(22)沿一个方向将转矩施加在所述自由轮(30)上时，所述自由轮(30)处于接合状态且停止所述第三结合元件(22)的旋转，而当所述第三结合元件(22)沿相反的方向将转矩施加在所述自由轮(30)上时，所述自由轮(30)处于自由状态且允许所述第三结合元件(22)的旋转。2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于，所述第三结合元件(22)被进一步构造为在第二运行阶段中联接到所述附件带轮(9)。3.根据权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于，所述第三结合元件(22)能够在所述第一运行阶段中的第一位置和与所述第一运行阶段不同的运行阶段中的另一个位置之间移动，在所述第一运行阶段中，在所述安装位置上所述第三结合元件(22)联接到所述自由轮(30)，而在与所述第一运行阶段不同的运行阶段中，在所述安装位置上所述第三结合元件(22)从所述自由轮(30)脱离。4.根据权利要求2或根据权利要求2和3所述的驱动系统，其特征在于，所述第三结合元件(22)能够在所述第一运行阶段中的第一位置和所述第二运行阶段中的第二位置之间移动，在所述第一运行阶段中，在所述安装位置上所述第三结合元件(22)联接到所述自由轮(30)，而在所述第二运行阶段中，在所述安装位置上所述第三结合元件(22)联接到所述附件带轮(9)。5.根据权利要求3或4所述的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统(1)具有主轴线(15)，并且所述第三结合元件(22)能够沿所述主轴线(15)平移移动。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述第三结合元件(2)包括用于与所述自由轮(30)联接的第一联接构件(26)以及用于与所述附件带轮(9)联接的第二联接构件(27)，当所述驱动系统(1)是根据权利要求2所述的驱动系统时，所述第一联接构件(26)和/或第二联接构件(27)例如包括犬牙状物。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述第三结合元件(22)被进一步构造为处于第三运行阶段中的第三位置，在所述第三位置上，所述第三结合元件(22)从所述自由轮(30)脱离且从所述附件带轮(9)脱离。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，所述齿轮减速机构包括行星齿轮机构(20)，所述行星齿轮机构(20)包括太阳轮(21)、齿圈(22)、行星轮(23)，所述行星轮(23)与所述太阳轮(21)及所述齿圈(22)啮合并由行星架(25)支撑。9.根据权利要求8所述的驱动系统，其特征在于，所述太阳轮(21)、所述齿圈(22)和所述行星架(25)中的每一个均连接到所述结合元件(25、21、22)中的一个结合元件。10.根据权利要求8或9所述的驱动系统，其特征在于，所述第一结合元件连接到所述行星架(25)，优选是所述行星架(25)的一部分，所述第二结合元件连接到所述太阳轮(21)，优选是所述太阳轮(21)的一部分，且所述第三结合元件连接到所述齿圈(22)，优选是所述齿圈(22)的一部分。11.根据权利要求1至10中的任一项所述的驱动系统，其特征在于，在所述安装位置上，所述自由轮(30)被固定地安装在所述发动机设备(2)的曲轴箱(16)上。12.一种发动机设备，所述发动机设备包括发动机(4)、电机(6)、至少一个附件(7)、以及附件带轮(9)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬·伯特，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE