专利名称：机动车发电、起动两用机的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车发动机用的起动电机，具体地讲是一种具有发电和起动功能的机动车发电、起动两用机(起动机)。
背景技术：
众所周知，汽车或其他四轮以上机动车的电气部分有两个关键电机，一个是专门负责供电的发电机，另一个是负责车辆启动起步的起动机(启动电动机或马达)。目前，汽车包括小轿车的发电机大都采用交流发电机，交流发电机主要由定子(绕组)和转子(绕组)两部分组成，三相定子绕组按照彼此120度角分布在壳体上，转子由绕组和相应的两块磁极爪组成，当转子绕组接通汽车蓄电池的直流电源时即被励磁，两块磁极瓜形成N极和S极，磁力线由N极出发穿过定子铁芯后再返回到S极，转子一旦旋转，转子绕组就会切割磁力线，在绕组中产生互差120度角的正弦电动势，即三相交流电，再经由(6只)硅二极管组成的半导体整流器变为直流电输出。由于发电机输出电压会随发动机转速增高而升高，故需要配用电压调节器(AVR)进行调节电压，使之符合使用需要。虽然现代轿车的发电机都比较紧凑的，将集成电路的电压调节器放进发电机内装成一体，并且采用多个硅二极管形成的整流器，籍以提高发电机的功率(用半导体整流，具有体积小、功率大、寿命长、故障少和低速充电性能好的优点)，但现代汽车特别是轿车已普遍采用空调装置，电喷发动机、电控门窗、电动可调座椅等等，汽车越高级，用电量就越大。现代中高级轿车发电机功率一般都达1千瓦。随着自动化舒适化的提高，用电量还要加大，但轿车的安装空间有限，不可能靠加大体积增加功率，因此不得不在冷却和安装位置上进行改进，例如将发电机安装在发动机的上端，尽量远离发热区；发电机的前后端都装上风扇叶片以增强冷却效果。最近有的公司(如宝马公司)还尝试用水冷却方式来提高发电机的冷却效果。
另外，由于现代汽车，特别是体积空间有限的轿车，其发电机和发动机用起动电机(启动马达)因分立(独立)制造、安装，占用了汽车动力所需的较大空间，而作为起动机的启动电机(马达)在完成起动后基本上处于空闲状态，这不仅增加了造价成本，在电气线路布置上也较为复杂。故本申请人设想，既然用作起动机用的电动机与供电用的车用发电机一样皆由定子、转子及磁极电枢和整流器等构成，能否将为作发动机之起动机用的电(动)机马达与供电用发电机进行改装整合，使之成为一机两用的起动(电)机，以减少其装配空间和节省成本造价，确是一种理想的追求和设想。
发明目的鉴于以上设想，本发明的目的是提供一种机动车发电、起动两用机(两用起动机)，使其具有发电起动(启动)两种功能用途，并具有发电和起动的一体化构造。除了用于轿车，还可用于各种汽车、工程机械上的起动和发电。
本发明的目的是以如下技术方案实现的，该两用机(电机马达)仍包括定子及其磁极绕组、转子(电枢)、用于驱动发动机用的驱动齿轮和前后端盖，其特征是在本两用机上还装配有用于带动该两用机进行发电用的传动(带)轮，用于与发电用传动轮配合动作的电磁离合器，以及还配置有由启动开关T1、T2、电磁开关、用于发电、充电和输出电流用的电压调节器(AVR)和整流器组成的发电及充电用电气控制(器)装置，其中受发动机主轴驱动的发电用传动轮(三角皮带轮)装在两用机的靠后端盖的一端(右端)，并可通过电磁离合器的配合动作以驱动两用机(电机)发电，其中电磁开关安装在两用机定子的上方，在电磁开关的铁芯吸块上连接有一个移动拨叉，并可通过该移动拨叉拨动驱动齿轮向前移位与发动机飞轮齿圈啮合以起动发动机。
在本发明的技术解决方案中，所述的驱动齿轮直接活动安装在该两用机左端的动力输出轴上，在驱动齿轮上配设有复位弹簧，该复位弹簧套设在驱动齿轮后端的活动轴套上。
在本发明的技术解决方案中，所述的移动拨叉是呈杠杆式结构安装在前端盖上，其一臂端与电磁开关的铁芯吸块伸出端的拨销相连，另一臂端与驱动齿轮后端的活动轴套上的环形拨钮相连。
在本发明的技术解决方案中，该两用机可以制成可用于整流环励磁(式)结构的有刷式两用机结构，也可制成可用于感应励磁(式)结构的无刷式两用机结构。
本发明的有益效果是因将汽车发电机和起动机马达合二为一，可以一机两用，节省一个专用的发电机，有利节约成本，减少装配空间，简化安装线路。
图1是本发明两用机的整体装配结构示意图。
图2是本发明两用机的电气控制原理图。
具体实施例方式
参照附图可知，本发明两用机是在现有汽车起动电动机(马达)的技术基础上改进而成，其具体零部件和电气控制元件包括1～前端盖，2～活动套接于两用电机(马达)输出轴上的驱动齿轮(与发动机飞轮齿圈配合)，3～活动轴套，4～复位弹簧(套接在活动轴套上，用于驱动齿轮的复位)，5～拨销，6～杠杆式移动拨叉，7～固定在活动轴套上的环形拨钮(与拨叉的一端相连配合)，8～定子端盖，9～铁芯吸块，10～电磁开关，11～定子(带有磁极绕组)，12～转子(电枢)，13～励磁环，14～电机中盖，15～电磁离合器，16～后端盖，17～发电用传动轮，18～起动开关(由T1和T2构成双联动开关，19～电压调节器(AVR)和整流器D等零部件组成。
本发明利用直流电机在工作时所具有的可逆性，即作为直流发电机时，可以将机械能转换为电能(发电时采用高转速低转矩)，作为直流电动机时，可以将电能转换成机械能，其工作原理和电气控制过程如下一、司机欲起动发动机时，按下由T1、T2构成的起动开关18(T1和T2构成联动开关)，T1闭合，接通电磁开关10的电源，使电磁开关中的铁芯吸块9产生移位动作，使移动拨叉6拨动驱动用齿轮2向前移位和发动机飞轮上的齿圈啮合，与此同时安装位于后端盖方向的电磁离合器15通电，离合器分离，使发动机顺利起动。在按下起动开关T1的同时，T2弹开，由电压调节器AVR和整流管D组成的发电充电回路处于断路状态。
二、当发动机经起动开始工作后，起动开关T1、T2自动回位，电磁开关10断开，驱动齿轮2在其复位弹簧4的作用下退回(后移)脱离与发动机飞轮齿圈的啮合，同时电磁离合器15因断电(失电)后其摩擦片在其内部弹簧弹力的顶压作用下复位合紧，位于两用机右端发电用传动轮17又在发动机主轴的皮带变速驱动下，带动两用机(马达)发电，经电压调节器AVR调节和整流器整流后，输出足够功率的直流电(同时向蓄电池充电，向有关雨刷、空调等部位供电)。当发动机静止不动时，在充电回路上由于二极管D是单向导通，所以对蓄电池的供电无法形成回路，不会白白消耗其电能。
本两用机所用的轴承应是能承受高转速的轴承，所用的驱动齿轮应是高强度材料制造的，以便能够承受大扭矩起动和高转速传动。
本发明两用机的重要工作性能一、直流启动电压为12V时，空载电压0～19V，最大电流750A，适用于12V汽车启动，输出电压不低于12V。
电压为24V时，空载电压0～38V，最大电流1500A，适用于24V柴油车发动机启动，输出电压不低于24V。
二、直流充电输出充电电压12V时，充电电流0～30A，分档可调，可充12V电瓶。
充电电压24V时，充电电流0～30A，分档可调，可充24V电瓶。
三、使用环境条件-40℃～+45℃，相对温度不大于85℃。连续启动温度和连续充电温度不大于80℃。
本发明可用于汽油或柴油机动车，工程机械车等的起动和发电要求。
权利要求
1.一种机动车发电、起动两用机，该两用机包括定子(11)及其磁极绕组、转子(12)，用于驱动发动机用的驱动齿轮(2)和前后端盖(1、16)，其特征是在本两用机上还装配有用于带动该两用机进行发电用的传动轮(17)，用于与发电用传动轮(17)配合动作的电磁离合器(15)，以及还配置有由与起动开关T1、T2、电磁开关(10)，用于发电、充电和输出电流用的电压调节器(AVR)、整流器组成的发电及充电用电气控制装置，其中受发动机主轴驱动的发电用传动轮(17)装在两用机的靠后端盖(16)的一端，并可通过电磁离合器(15)的配合动作以驱动两用机发电，其中电磁开关(10)安装在两用机定子的上方，在电磁开关的铁芯吸块(9)上连接有一个移动拨叉(6)，并可通过该移动拨叉拨动驱动齿轮(2)向前移位与发动机飞轮齿圈啮合以起动发动机。
2.根据权利要求1所述的发电、起动两用机，其特征是所述的驱动齿轮(2)直接活动安装在该两用机左端的动力输出轴上，在驱动齿轮上配设有复位弹簧(4)，该复位弹簧(4)套设在驱动齿轮后端的活动轴套(3)上。
3.根据权利要求1所述的发电、起动两用机，其特征是所述的移动拨叉(6)是呈杠杆式结构安装在前端盖(1)上，其一臂端与电磁开关(10)的铁芯吸块(9)伸出端的拨销(5)相连，另一臂端与驱动齿轮(2)后端的活动轴套(3)上的环形拨钮圈(7)相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的发电、起动两用机，其特征是该两用机可制成用于整流环励磁式结构的有刷式两用机结构，也可制成用于感应励磁式结构的无刷式两用机结构。
全文摘要
一种机动车的发电、起动两用机，它包括定子、转子，用于驱动发动机的驱动齿轮，其特征是两用机上还装配有用于带动该两用机进行发电用的传动轮，用于与传动轮配合动作的电磁离合器，还配置有由起动开关T
文档编号H02K7/00GK1780109SQ20041003635
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月17日 优先权日2004年11月17日
发明者郭自刚 申请人:郭自刚