CN102052147A - 单动力驱动的双发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单动力驱动的双发电机组，单动力驱动的双发电机组包括发动机曲轴、右发电机和左发电机，右发电机具有右发电机转子，左发电机具有左发电机飞轮转子，右发电机转子和左发电机飞轮转子都固定在发动机曲轴上。本发明将传统的发动机飞轮和发电机转子结合起来，使二者合二为一，变为飞轮转子，它在运转时即作为飞轮实现稳速平衡，又同时作为一台发电机的转子，这样就将原来的发电机由发动机曲轴一端带飞轮且另一端带发电机，改变为两端都带上了发电机。而且，两台发电机自然可以更方便地实现输出电源的多样化。

Description

单动力驱动的双发电机组

技术领域

本发明涉及双发电机组，特别涉及一种单动力驱动的双发电机组。

背景技术

内燃机的燃料能量在做功行程中燃烧释放，然后转化为机械能。这部分机械能一方面用来克服非做功行程的阻力，驱动曲柄连杆结构，使内燃机继续运转；另一方面，将其余机械能作为动力输出。而传统的飞轮就是用来帮助提高输出轴的惯性矩，在做功行程中储备能量，在非做功行程中将储备的机械能释放出来，缓和输出轴的转速波动，使输出平稳。也就是说，传统意义上的飞轮依靠其本身大质量的特点，作为一种单一的储能元件来设计和使用。因而，传统内燃发电机是在曲轴的一端布置飞轮，另一端驱动发电机转子。传统发电机因为其一台动力只驱动一台发电机，所以其输出的电源也是单一的，不能满足同时使用多种电源的需要。而就运动情况来分析：飞轮在做圆周运动，发电机的转子也是在做圆周运动，如果能将二者结合起来考虑，再结合现代电子技术，完全可以使曲轴的两端同时发出电能，而突破传统发电机只能一端发电的难题。

内燃机在运转过程中，各运动副之间需要得到适当的润滑方可保证各运动副的正常工作。传统内燃机采用专门的压力润滑结构或专门的飞溅润滑结构。目前，行业内飞溅润滑有两种方式：一种方式是通过齿轮啮合来驱动润滑齿轮，润滑齿轮搅动曲轴箱内的机油实现飞溅润滑；另一种方式是利用链条运动时经过润滑油，由链条携带润滑油而实现飞溅润滑。这几种润滑方式存在的缺点是结构相对复杂，且会产生附加噪音。

内燃发电机中，发电机组在工作过程中会产生热量积聚，因此在转子附近都带有散热风扇。风扇搅动空气流，冷却定转子后直接排走，造成了冷却风能的浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单动力驱动的双发电机组，将传统的发动机飞轮和发电机转子结合起来，使二者合二为一，变为飞轮转子：它在运转时即作为飞轮实现稳速平衡，又同时作为一台发电机的转子。这样就将原来的发电机由发动机曲轴一端带飞轮且另一端带发电机，改变为两端都带上了发电机。而且，两台发电机自然可以更方便地实现输出电源的多样化。

为解决所述技术问题，本发明提供了一种单动力驱动的双发电机组，其特征在于，单动力驱动的双发电机组包括发动机曲轴、右发电机和左发电机，右发电机具有右发电机转子，左发电机具有左发电机飞轮转子，右发电机转子和左发电机飞轮转子都固定在发动机曲轴上。

优选地，所述单动力驱动的双发电机组还包括曲轴箱侧盖和机组右侧主体，机组右侧主体包括右发电机导风罩、右发电机定子、右发电机转子、右发动机冷却扇和锁紧螺栓，右发电机定子和右发电机转子构成右发电机，曲轴箱侧盖上连接有右发电机导风罩，右发电机定子固定到右发电机导风罩上，锁紧螺栓通过与发动机曲轴间的螺纹配合将右发动机冷却扇、右发电机转子固定在发动机曲轴上。

优选地，所述右发电机导风罩为双止口结构。

优选地，所述单动力驱动的双发电机组还包括发动机曲轴箱和机组左侧主体，机组左侧主体包括左发电机定心成套、左发电机定子、左发电机飞轮转子、左发电机冷却扇、启动杯、锁紧螺母和左发电机导风罩，左发电机定子和左发电机飞轮转子构成左发电机，发动机曲轴箱有一外凸台，左发电机定子安装在外凸台上，锁紧螺母将启动杯、左发电机冷却扇及左发电机飞轮转子固定在发动机曲轴上。

优选地，所述右发电机导风罩开有导风腔，导风腔内有斜向上的导风肋，机组装配完成后，左发电机导风罩在朝向发电机汽缸头方位形成出风口。

优选地，所述左发电机冷却扇通过一个凸台嵌入启动杯和左发电机飞轮转子。

优选地，所述左发电机定心成套为双止口结构。

优选地，所述左发电机飞轮转子包括左发电机转子磁钢、左发电机磁钢辅助固定元件、左发电机飞轮转子本体和触发磁钢，左发电机转子磁钢通过左发电机磁钢辅助固定元件固定在左发电机飞轮转子本体上，触发磁钢固定在左发电机飞轮转子本体上。

优选地，所述单动力驱动的双发电机组还包括发动机连杆，发动机连杆上带有延伸柄。

优选地，述延伸柄的端部形状为直柄式、齿式或勺式。

优选地，所述单动力驱动的双发电机组还包括消音器和燃油箱，在消音器与右发电机间以及在消音器与燃油箱间都设置防护板。

本发明的积极进步效果在于：

A、将传统的发动机飞轮和发电机转子结合起来，使二者合二为一，变为飞轮转子：它在运转时即作为飞轮实现稳速平衡，又同时作为一台发电机的转子。这样就将原来的发动机曲轴一端带飞轮且另一端带发电机，改变为两端都带上了发电机。而且，两台发电机自然可以更方便地实现输出电源的多样化。

B、在发动机连杆上带有一个延伸柄，发动机连杆在旋转过程时，延伸柄直接搅动曲轴箱内的润滑油，这样通过简单的结构就实现了飞溅润滑。

C、发动机曲轴的端部采用以一锁多的锁紧方式：多个需要锁紧的零部件相互间采用凸起嵌入的方式，相互进行圆周方向的定位。而轴线方向上以锥孔与曲轴的锥面配合定位，然后在曲轴端部以螺母或螺栓等方式轴向锁紧。这样，多个零部件就被曲轴端部的螺母或螺栓紧密固定在发动机曲轴上。这种以一锁多的锁紧方式，使结果紧凑，同时减少了成本。

D、双路冷却方式和消音器的热流阻隔方式：一路冷却发动机曲轴一端的发电机后，通过导风槽继续冷却保护数码整流变频部分的电子元器件。另一路冷却发动机曲轴另一端的发电机后，经由导风罩冷却发动机汽缸头。消音器热流的阻隔是通过在消音器朝向油箱和发电机侧加防护板的方式，阻隔其热量向油箱和发电机辐射。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为本发明发动机曲轴以一锁多的锁紧方式的结构示意图。

图3为本发明带延伸柄的发动机连杆的结构示意图。

图4为本发明采用双路分流冷却方式的示意图。

图5为本发明消音器的热流阻隔方式的结构示意图。

图6为本发明单动力驱动的双发电机组的电能输出拓扑的示意图。

图7为本发明右发电机转子的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

如图1所示，本发明单动力驱动的双发电机组包括曲轴箱侧盖61、发动机曲轴箱62、发动机曲轴63、机组右侧主体和机组左侧主体，机组右侧主体包括右发电机导风罩5、右发电机定子4、右发电机转子3(也可称为“右发电机飞轮转子”)、右发动机冷却扇2和锁紧螺栓1，机组左侧主体包括左发电机定心成套7、左发电机定子8、左发电机飞轮转子9、左发电机冷却扇10、启动杯11、锁紧螺母12和左发电机导风罩。

机组右侧主体布置如下：曲轴箱侧盖61上连接有右发电机导风罩5，右发电机定子4固定到右发电机导风罩5上。右发电机导风罩5为双止口结构，以此保证右发电机定子4与发动机曲轴63的轴线重合，也就是保证了右发电机定子4与右发电机转子3的同轴度。右发电机导风罩5开有导风腔，导风腔内有斜向上的导风肋，机组装配完成后，左发电机导风罩在朝向发电机汽缸头方位形成出风口。右发动机冷却扇2、右发电机转子3及发动机曲轴63的连接固定方式见图2的右侧：右发电机转子3通过锥孔与发动机曲轴63的右锥面配合而在轴向得以定位，右发动机冷却扇2与右发电机转子3通过凸起镶入的方式在圆周方向定位，锁紧螺栓1通过与发动机曲轴63间的螺纹配合将右发动机冷却扇2、右发电机转子3固定在发动机曲轴63上。根据机组整体布置的需要，右发电机转子3即可以做成传统发电机转子的形式，也可以做成即起转子作用又起飞轮稳速平衡作用的飞轮转子的形式，即如图7所示，右发电机转子3由右飞轮转子本体32、右发电机转子磁钢34、右发电机磁钢辅助固定元件33所组成。其中，右飞轮转子本体32与图1中的左发电机飞轮转子本体93都由铸铁或铸钢材料制成。

机组左侧主体布置如下：发动机曲轴箱62在主轴承孔位处铸造有一外凸台。左发电机定心成套7为双止口结构。左发电机定子8安装在发动机曲轴箱62的外凸台上时，左发电机定心成套7的双止口结构保证了左发电机定子8与发动机曲轴63的轴线重合，也就是保证了左发电机定子8与左发电机飞轮转子本体93的同轴度。左发电机转子磁钢91通过左发电机磁钢辅助固定元件92固定在左发电机飞轮转子本体93上，触发磁钢94通过螺栓或粘胶等方式固定在左发电机飞轮转子本体93上，左发电机转子磁钢91、左发电机磁钢辅助固定元件92、左发电机飞轮转子本体93和触发磁钢94形成了左发电机飞轮转子9。左发电机飞轮转子9通过左发电机飞轮转子本体93的锥孔与发动机曲轴63以锥面配合而实现轴向定位，以键连接方式实现圆周方向的定位。左发电机冷却扇10与左发电机飞轮转子本体93及启动杯11以凸起镶入的方式彼此间圆周定位，左发电机冷却扇10通过一个凸台嵌入启动杯11和左发电机飞轮转子9，使启动杯、左发电机冷却扇和左发电机飞轮转子相互间在圆周方向得以固定。这样，参见图2的左侧，锁紧螺母12通过与发动机曲轴63间的螺纹紧固时，就将启动杯11、左发电机冷却扇10及左发电机飞轮转子9紧紧固定在发动机曲轴63上。

这样，在发动机需要启动时，发动机曲轴63、触发磁钢94随发电机飞轮转子本体93一起转动，就可以产生促发磁场，而使启动更加顺利。在发动机运转时，发动机曲轴63就同时驱动了左发电机(由左发电机飞轮转子9及左发电机定子8组成)和右发电机(由右发电机转子3和右发电机定子4组成)同时发电，这无疑大大提高了发动机的发电能力。而且所发出的两路电源经过数码整流逆变系统处理后，可稳定输出双路不同电源，也可二路合一后输出单路电源。供电形式较传统单发电机更加灵活。

在本实施例中，如图3所示，本发明单动力驱动的双发电机组还包括发动机连杆15，发动机连杆15上带有延伸柄。发动机装配好以后，此延伸柄端部浸入曲轴箱底部的润滑油中。延伸柄可以直接铸造在发动机连杆上，也可通过其他简单的方式与发动机连杆间连接固定；延伸柄的端部形状可以是直柄式、齿式、勺式或其他形状，根据发动机的润滑要求来设计。当发动机连杆随同发动机曲轴旋转时，发动机连杆上的延伸柄搅动机油，实现飞溅润滑。这样，通过简单的结构就保证了发动机运动副润滑的需要，不仅降低成本，而且减少了噪音。

在数码变频发电机组中，发电机、发动机头部和数码整流变频器的电子元器件为需要冷却保护的部位。本发明单动力驱动的双发电机组还包括消音器16和燃油箱17，本发明的具体实施例中，采用双路分流冷却方式，使发电机、发动机头部和数码整流变频器的电子元器件都得到了强制风冷冷却，如图4所示，双路分流冷却方式包括右风路和左风路，右风路具体为：右发电机冷却扇2随发动机曲轴63运转时，空气流流经右发电机转子3上的过流孔31进入由右发电机导风罩5和右发电机转子3组成的右发电机工作腔中，冷却右发电机转子3和右发电机定子4后，经由右发电机导风罩5上的导流腔，在导流肋51的导向下，斜向上吹向数码整流变频器冷却保护罩14后，经由其上方排出。左风路具体为：左发电机冷却扇10被发动机曲轴63带动运转时，空气经由左发电机飞轮转子本体93上的过流孔，冷却左发电机(由左发电机飞轮转子9及左发电机定子8组成)后，在左导风罩13的导流下，流向发动机头部。这样，在双路冷却气流的作用下，整个双发电机组得到了良好冷却。如图5所示，本例中还对消音器16的热辐射进行了阻隔。具体是：在消音器16与其相邻的右发电机间以及在消音器16与燃油箱17间都设置防护板18。防护板18可以是单独设置的，也可以是改良后的消音器本身附带的防护板。用隔护的方法阻隔热量向电机和燃油箱17辐射。

如图6所示，本发明单动力驱动的双发电机组采用双机串并联电路，将两端发出的电源分多路分别输出或合并后单一输出。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (11)

1.一种单动力驱动的双发电机组，其特征在于，单动力驱动的双发电机组包括发动机曲轴、右发电机和左发电机，右发电机具有右发电机转子，左发电机具有左发电机飞轮转子，右发电机转子和左发电机飞轮转子都固定在发动机曲轴上。

2.如权利要求1所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述单动力驱动的双发电机组还包括曲轴箱侧盖和机组右侧主体，机组右侧主体包括右发电机导风罩、右发电机定子、右发电机转子、右发动机冷却扇和锁紧螺栓，右发电机定子和右发电机转子构成右发电机，曲轴箱侧盖上连接有右发电机导风罩，右发电机定子固定到右发电机导风罩上，锁紧螺栓通过与发动机曲轴间的螺纹配合将右发动机冷却扇、右发电机转子固定在发动机曲轴上。

3.如权利要求2所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述右发电机导风罩为双止口结构。

4.如权利要求2所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述单动力驱动的双发电机组还包括发动机曲轴箱和机组左侧主体，机组左侧主体包括左发电机定心成套、左发电机定子、左发电机飞轮转子、左发电机冷却扇、启动杯、锁紧螺母和左发电机导风罩，左发电机定子和左发电机飞轮转子构成左发电机，发动机曲轴箱有一外凸台，左发电机定子安装在外凸台上，锁紧螺母将启动杯、左发电机冷却扇及左发电机飞轮转子固定在发动机曲轴上。

5.如权利要求4所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述右发电机导风罩开有导风腔，导风腔内有斜向上的导风肋，机组装配完成后，左发电机导风罩在朝向发电机汽缸头方位形成出风口。

6.如权利要求4所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述左发电机冷却扇通过一个凸台嵌入启动杯和左发电机飞轮转子。

7.如权利要求4所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述左发电机定心成套为双止口结构。

8.如权利要求4所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述左发电机飞轮转子包括左发电机转子磁钢、左发电机磁钢辅助固定元件、左发电机飞轮转子本体和触发磁钢，左发电机转子磁钢通过左发电机磁钢辅助固定元件固定在左发电机飞轮转子本体上，触发磁钢固定在左发电机飞轮转子本体上。

9.如权利要求1所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述单动力驱动的双发电机组还包括发动机连杆，发动机连杆上带有延伸柄。

10.如权利要求9所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述延伸柄的端部形状为直柄式、齿式或勺式。

11.如权利要求1所述的单动力驱动的双发电机组，其特征在于，所述单动力驱动的双发电机组还包括消音器和燃油箱，在消音器与右发电机间以及在消音器与燃油箱间都设置防护板。

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