一文让你了解什么是OAP

一、Overrunning Alternator Pulley原理介绍

一般在大陆，Overrunning Alternator Pulley 的中文翻译是超越发电机皮带轮（INA在中国的翻译亦是如此），在国际上也称为单向皮带轮。而Decoupler确为减震的意思。

简言之，它是用主、从动部件的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的一种离合器，说的通俗点，就像单车的飞轮，当骑车人不踩时，单车滑行前进，你的脚决不会跟车后轮运动。当「飞轮」卡住时，你的脚，就的跟着后轮滑行，上下移动，只能朝一个方向转动，另一个方向转动会死锁。因此，在已知技术及机构设计发展下的Overrunning clutch（超越离合器）应用在皮带轮时，基本上都是仅有单向而无双向的。

OAP单向皮带轮将发电机质量惯性从内燃机的曲柄转速不均匀性中解除。因此，曲柄不均匀的运转过程中，只有加速阶段才会驱动驱动发电机轴。当内燃机的附件驱动系统在下述的几种情况下，达到其功能极限时，OAP将发挥其功效，拓展该系统的极限应用工况。图1是OAP与非OAP发电机皮带轮的区别。

图1 OAP皮带轮与普通皮带轮

二、OAP（单向）发电机皮带轮

传统的汽车发电机皮带轮（双向）都是与汽车发动机的转速同步运行，并不区分内外圈。在汽车行驶过程中，如出现发动机突然加速或减速，例如：当发动机从高速转到低速时，传统的皮带轮一般跟着传动带同时降低。

而OAP皮带轮可分为外圈与内圈两个部分，在运转中若出现内圈转速（即发电机转子转速）超过外圈转速的情况，皮带轮立即打滑，此时内圈与外圈之间脱离。发动机从高速转到低速时，由于具有单向离合器的作用，超越皮带轮外圈则是同步走向低速，而内圈的转速仍靠惯性持续高速运转，即高于外圈运转速度。具体见图2.

图2 OAP皮带轮详细结构

此时，内、外之间的转速出现差量，皮带轮处在打滑状态，OAP能在传动皮带与单向皮带轮之间形成一个短暂的缓冲状态，降低差量的冲击所造成的抖动（这对发电机转子与转轴极为不利）。当发动机加速时，外圈逐渐达到与内圈同速，才能恢复到结合状态，如此一来就可达到在发动机急停状态下保护了发电机的急停扭曲振动及保护传动皮带的作用，发电机在超越皮带轮的保护下可继续惯性转动而缓慢停止，可有效延长传动皮带使用寿命，进一步促使发动机运转顺畅，甚至减少一氧化碳的排放。

三、关于减震皮带轮TVD

若对方所提供的双向减震皮带轮（见图3）没有具备超越离合器，基本上可能是一种由橡胶黏合外环铁圈而成的，其内外圈间填充特殊橡胶，橡胶的减振机理类似减振弹簧，通过它可以降低皮带轮运转过程中的谐振振幅，减缓变速时的冲击。试图达成减震效果。

图3 曲轴减振皮带轮（扭转）

就我们所知，此种皮带轮实际的减震效果不彰，因为，不具备超越离合器的功能，减缓变速时的冲击有限，且对于高转动惯量的发电机，并不能使之继续惯性转动而缓慢停止，并不能实际有效的保护发电机。为防止发电机皮带驱动系统出现打滑现象，选用功能适当、质量良好的单向离合皮带轮，对于发电机的发电功能与皮带寿命、降低震动和减低油耗具有莫大的影响。必须考虑搭配发电机时皮带轮所需承受扭矩力以及在超越时的打滑力矩为多少？基本要考虑的因素如下：
1. 发电机的转动转矩/额定转矩；
2. 运转速度范围、被驱动件的惯量；
3. 超越运转速度的范围；
4. 使用次数寿命等等。

四、单向皮带轮机构介绍

OAP单向皮带轮由一个轮磐,滚子离合器,皮带轮毂所组成(见图4).该轮磐外部轮廓设计为适用于与多楔带配合.滚子离合器两侧各有一排滚针,用于支承径向载荷.
为了将OAP安装到发电机轴的延长段,皮带轮毂中心有一个孔,该孔上有一段螺纹,以及前端的键槽.它们用于确保紧固扭矩(最大85Ncm).因此不需要另外的紧固元件.
由于皮带产生的轴向力由轴承组件吸收;因此,轴向最大间隙0.6mm保证了皮带轨迹可以自由调整。
电机侧的唇型密封圈以及前端的保护盖能防止在工作条件下由于污垢以及溅水导致的OAP功能削弱.保护盖是在OAP装在电机轴上之后卡入的.可以看到的OAP外表镀有一层防锈层;所有其它的金属表面都没有镀层。
这种模块化的设计,可以有效地缩短样品交期,以及量产开始的时间.当然,可以降低产品成本。

图4 OAP安装图

五、OAP单向皮带轮的优点

超越单向皮带轮（图5）（overrunning alternator pulley/one way clutch pulley)为何要取代传统的双向皮带轮? 就是因为超越单向皮带轮有传统双向皮带轮所没有的优点。欧洲十几年前开始首先用在双B高级车上，日本也于6年前开始安装此单向皮带轮。现在很多经济型车都用上了OAP。比如五菱宏光S1。

图5 超越单向皮带轮

OAP单向皮带轮的优点如下：
1. 单向传动能力，启动瞬间弹跳逆转都不产生传动力；
2. 逆向旋差不产生逆电流，防止伤害车用电子、电机；
3. 大幅降低运转时皮带偏摆及噪音和减低怠速以及换档时的噪音；
4. 减弱皮带振动和减少张紧器行程，有效降低运转时皮带的张力震动；
5. 降低皮带张紧力，提升发电机系统及皮带使用寿命；
6. 增加发电机在发动机怠速阶段的平均转速；减少发动机油耗约10%。

7、与曲轴减振器相比，具有更高的性价比。

8、没有固定的频率

目前，基本上不管是德国INA，或日本NTN、NSK、KOYO等所生产的OAP超越单向皮带轮 大都有类似的优点，这也是双向（减震）皮带轮所没的性能。

六、单向皮带轮的应用范围

单向皮带轮的应用范围有以下几种情况：
1. 柴油机
2. 带有歇缸功能的V缸机（见图6）
3. 双质量飞轮的应用
4. 减低的怠速速度
5. 具有很高换档冲击的自动变速箱
6. 具有很高惯性扭矩的交流发电机

图6 OAP应用在V缸机上的应用

七、发电机超越皮带轮拆卸所需的特殊工具

该组合扳手（见图7）用于在更换发电机或皮带轮时安装和拆卸发电机超越皮带轮，由于皮带轮从外圈无法松开或拧紧中心螺母，故在松开中心螺母时必须使用该扳手来固定发电机超越皮带轮轴。

图7 OAP拆卸工具