CN102146839A - 一种汽车发动机驱动附属发电机的方法和汽车发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车发动机驱动附属发电机的方法和汽车发动机。汽车发动机包括机体、曲轴正时轮和发电机，所述的机体包括前盖，所述的发电机包括定子、转子和前、后轴承，所述的定子包括外壳和固定在外壳中的定子线圈，所述的转子包括转子轴，所述的定子固定在发动机机体的前盖上，所述的转子通过前、后轴承安装在定子上；所述的转子轴与正时轮连接，与正时轮同轴，并由正时轮驱动。本发明能够向车载空调系统提供电力，发电机布置在汽车发动机曲轴的前端，由正时轮驱动，发动机结构简单，便于车载空调系统采用整体布置结构，而且无需改动现有汽车发动机曲轴和正时轮，便于实施和推广。
Description
[技术领域]
本发明涉及汽车，尤其涉及一种汽车发动机驱动附属发电机的方法和能够为汽车空调或其他附件提供电力的汽车发动机。
[背景技术]
传统大中型客车采用的非独立式空调系统采用分体式布置，空调压缩机安装在发动机前端经曲轴皮带轮带动，空调风机也由汽车发动机的曲轴皮带轮拖动DC24V发电机供电。车载空调系统采用分体式布置带来的缺点是，系统结构复杂、压缩机的管道很长，容易造成制冷剂泄漏，污染环境；汽车发动机结构复杂，曲轴皮带轮需要带动的附件多，容易出现故障。
为了提供一种能够向车载空调系统提供电力，便于车载空调系统采用整体布置结构的汽车发动机，本申请人于2011年1月28日向国家知识产权局提交了发明专利申请，申请号为201110031012.7，该申请所提供技术方案的缺点是，发动机总体尺寸较大，结构较为复杂，需要修改现有汽车发动机的曲轴，给技术方案的推广和实施造成一定的难度。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单，发动机总体尺寸较小，不需要修改现有汽车发动机曲轴的汽车发动机驱动附属发电机的方法。
本发明进一步要解决的技术问题是提供一种结构简单，能够向车载空调系统或其他附件提供电力，发动机总体尺寸较小，不需要修改现有汽车发动机曲轴的汽车发动机。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种汽车发动机驱动附属发电机的方法，所述发电机的转子安装在在汽车发动机正时轮的正前方，并由正时轮驱动
一种实现上述方法汽车发动机的技术方案是，包括机体、曲轴正时轮和发电机，所述的机体包括前盖，所述的发电机包括定子、转子和前、后轴承，所述的定子包括外壳和固定在外壳中的定子线圈，所述的转子包括转子轴，所述的定子固定在发动机机体的前盖上，所述的转子通过前、后轴承安装在定子上；所述的转子轴与正时轮连接，与正时轮同轴，并由正时轮驱动。
以上所述的汽车发动机，所述的转子轴通过联轴装置与正时轮连接。
以上所述的汽车发动机，所述的联轴装置包括驱动盘和被动盘，所述驱动盘的前端包括内齿圈，所述被动盘的后端包括外齿轮；所述的驱动盘固定在曲轴正时轮的前端，所述的被动盘固定在所述转子轴的后端；所述的外齿轮插入所述的内齿圈中，外齿轮与内齿圈具有同样的齿数、模数和分度圆直径。
以上所述的汽车发动机，包括复数个螺钉，所述的驱动盘包括中央定位孔和布置在中央定位孔四周的复数个固定螺钉孔；所述的曲轴正时轮的前端包括定位轴颈和复数个螺钉孔；驱动盘的定位孔套在曲轴正时轮前端的定位轴颈上，所述的复数个螺钉穿过所述的固定螺钉孔拧入所述的螺钉孔，将驱动盘固定在曲轴正时轮上。
以上所述的汽车发动机，所述的联轴装置包括带有驱动孔的弹性联轴器接盘、复数个驱动柱销和复数个弹性圈，所述的弹性联轴器接盘的后端固定在所述转子轴的后端，驱动柱销的后端固定在曲轴正时轮的前端；所述的弹性联轴器接盘、驱动柱销、弹性圈和曲轴正时轮构成弹性联轴器。
以上所述的汽车发动机，所述的联轴装置包括花键套和复数个螺钉，花键套的前端包括内花键，花键套的后端包括安装突缘和中央定位孔，所述的安装突缘包括复数个固定螺钉孔，所述曲轴正时轮的前端包括定位轴颈和复数个螺钉孔；花键套的中央定位孔套在曲轴正时轮前端的定位轴颈上，所述的复数个螺钉穿过所述的固定螺钉孔拧入所述的螺钉孔，将花键套固定在曲轴正时轮上；所述转子轴的后端包括花键轴头，所述的花键轴头插入所述的内花键，并与所述的内花键相适配。
以上所述的汽车发动机，包括曲轴皮带轮，所述的曲轴皮带轮安装在所述转子轴的前端。
以上所述的汽车发动机，包括风扇和/或水泵，所述的风扇和/或水泵由电动机驱动，所述的电动机由所述的发电机供电；所述的发电机包括前轴承盖，所述的前轴承盖为闷盖，固定在发电机外壳的前端，所述的转子轴位于前轴承盖的后方。
以上所述的汽车发动机，所述前盖的前端面包括安装突台，所述的发电机包括后轴承盖所述的发电机的外壳包括安装突缘；所述的后轴承盖夹在安装突台和安装突缘之间，并通过螺钉连接在一起；后轴承盖与安装突台之间、后轴承盖与安装突缘之间都包括定位止口。所述的发电机是空调发电机，所述的空调发电机是永磁式直流发电机，发电机的转子包括永磁体的磁极；所述的前盖是正时齿带轮罩盖，所述的正时轮是正时齿带轮。
本发明的汽车发动机能够向车载空调系统提供电力，发电机布置在汽车发动机曲轴的前端，由正时轮驱动，发动机结构简单，便于车载空调系统采用整体布置结构，而且无需改动现有汽车发动机曲轴和正时轮，便于实施和推广。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明汽车发动机实施例1的结构示意图。
图2是本发明汽车发动机实施例2的结构示意图。
图3是本发明汽车发动机实施例3的结构示意图。
图4是本发明汽车发动机实施例4的结构示意图。
图5是本发明汽车发动机实施例5的结构示意图。
图6是本发明汽车发动机实施例6的结构示意图。
[具体实施方式]
在图1所示的本发明汽车发动机的实施例1中，汽车发动机的缸体前端装有正时齿带轮罩盖(或正时齿轮盖)1，正时齿带轮(或正时齿轮)2固装在曲轴11的前端。
空调发电机包括定子3、转子4、前轴承5、后轴承6、前端盖7和后端盖8。
定子3包括外壳301和固定在外壳301中的定子线圈302，外壳301固定在正时齿带轮罩盖1的前端。转子4通过前、后轴承5和6安装在定子3上。转子轴401通过联轴装置与正时齿带轮2连接，转子轴401与正时齿带轮2同轴，并由正时齿带轮2驱动。
实施例1的联轴装置包括驱动盘9和被动盘10，驱动盘9的前端包括内齿圈901，被动盘10的后端包括外齿轮1001。驱动盘9固定在曲轴正时齿带轮2的前端，被动盘10固定在转子轴401的后端。被动盘10的外齿轮1001插入内齿圈901中，外齿轮1001与内齿圈901具有同样的齿数、模数和分度圆直径。内齿圈901和外齿轮1001的宽度很窄，而且齿间、齿顶都有一定的间隙，两者插合后不仅可以传递动力，同时还可以弥补曲轴正时齿带轮2与转子轴401小量的同轴度误差。
驱动盘9有中央定位孔和布置在中央定位孔四周的4个固定螺钉孔。曲轴正时齿带轮2的前端有定位轴颈201和4个螺钉孔。驱动盘9的定位孔套在曲轴正时齿带轮2前端的定位轴颈201上，4个螺钉穿过驱动盘9的固定螺钉孔拧入正时齿带轮2螺钉孔，将驱动盘9固定在曲轴正时齿带轮2的前端。
被动盘10的内孔套在转子轴401后端的轴颈402上，并通过平键1002传递扭矩，被动盘10的轴向由固定在转子轴401后轴端的螺钉1003和平垫1004限位。
后轴承6安装在被动盘10和后端盖8之间，后轴承6的内圈套在被动盘10前端的轴颈上，轴向用卡簧1005限位。后轴承6的外圈安装在后端盖8的承孔中。
正时齿带轮罩盖1的前端面焊接有安装突台101，发电机外壳301的后端有安装突缘303。后轴承盖8夹在安装突台101和安装突缘303之间，并通过螺钉连接在一起。后轴承盖8与安装突台101之间、后轴承盖8与安装突缘303之间各包括1个定位止口801，以保证发电机的转子4与正时齿带轮2对中良好。
前轴承5安装在前端盖7与转子轴401之间。前轴承5的内圈套在内转子轴前端的轴颈403上，前轴承5的外圈安装在前端盖7的承孔中。
曲轴皮带轮15安装在转子轴401最前端的轴颈404上，转子轴401通过半圆键1501向曲轴皮带轮15传递扭矩。曲轴皮带轮15通过皮带驱动发动机的水泵和风扇。
本实施例的发电机是空调发电机，空调发电机是永磁式直流发电机，发电机的转子4上有永磁体的磁极405。
本发明汽车发动机的实施例2的结构如图2所示。实施例2的结构与实施例1基本相同，区别仅在于联轴装置不同。实施例2的联轴装置包括带有4个驱动孔1203的弹性联轴器接盘12、4个驱动柱销1201和许多个弹性圈1202，弹性联轴器接盘12的后端固定在转子轴401最后端的轴颈402上，轴颈402有外花键，与弹性联轴器接盘12后部内孔中的内花键相适配，两者之间通过花键来传递扭矩。弹性联轴器接盘12的轴向由固定在转子轴401后轴端的螺钉1003和平垫1004限位。4个驱动柱销的后端的螺纹部分固定在曲轴正时齿带轮2的前端的4个螺纹孔中。弹性联轴器接盘12、驱动柱销1201、弹性圈1202和曲轴正时齿带轮2构成弹性圈柱销联轴器，既可以传递扭矩，又可以弥补曲轴正时齿带轮2与转子轴之间的同轴度误差。
后轴承6安装在弹性联轴器接盘12和后端盖8之间，后轴承6的内圈套在弹性联轴器接盘12前端的轴颈上，轴向用卡簧1005限位。后轴承6的外圈安装在后端盖8的承孔中。
本发明汽车发动机的实施例3的结构如图3所示。实施例3的结构与实施例1和2基本相同，区别仅在于联轴装置不同。
实施例3的联轴装置包括花键套13和4个螺钉，花键套13的前端有内花键，花键套13的后端有安装突缘1301和中央定位孔，曲轴正时齿带轮2的前端有定位轴颈201和4个螺钉孔。花键套13的中央定位孔套在曲轴正时轮2前端的定位轴颈201上，4个螺钉穿过固定螺钉孔拧入螺钉孔，将花键套13固定在曲轴正时齿带轮2上。转子轴401的最后端是花键轴头406，花键轴头406插入花键套13的内花键，并与花键套13的内花键相适配，内外花键的齿间、齿顶都有一定的间隙，而且内外花键的宽度较窄，两者插合后不仅可以传递动力，还可以弥补曲轴正时齿带轮2与转子轴401之间小量的同轴度误差。
后轴承6安装在转子轴401和后端盖8之间，后轴承6的内圈套在转子轴401后部的轴颈407上，后轴承6的外圈安装在后端盖8的承孔中。
本发明实施例4、5、6的结构如图4、5、6所示，其中部、后部的结构同实施例1、2、3一一对应。实施例4、5、6的前部结构相同。实施例4、5、6与实施例1、2、3的区别是没有曲轴皮带轮15，固定在空调发电机外壳301上的前端盖7是没有内孔的堵盖，发电机的转子轴401完全位于前端盖9的后方。前轴承5安装在转子轴401和前端盖7之间，前轴承5的内圈套在转子轴401前端的轴颈403上，前轴承5的外圈安装在前端盖7的承孔中。
在实施例4、5、6中，发动机的风扇和水泵由电动机驱动，发电机除了向汽车的空调压缩机供电外还向风扇和水泵的电动机供电，所以风扇和水泵不再需要曲轴皮带轮带动。
在实施例4、5、6中，如果汽车没有空调系统，则发电机可以仅仅向风扇和水泵的电动机或汽车的其他用电设备供电，此时，发电机为普通的汽车发电机。
本发明的汽车发动机能够向车载空调系统提供电力，发电机布置在汽车发动机曲轴的前端，由正时齿带轮(或正时齿轮)驱动，发动机结构简单，便于车载空调系统采用整体布置结构，而且无需改动现有汽车发动机曲轴和正时齿带轮，便于实施和推广。
Claims (10)
1.一种汽车发动机驱动附属发电机的方法，其特征在于，所述发电机的转子安装在在汽车发动机正时轮的正前方，并由正时轮驱动。
2.一种实现权利要求1所述方法的汽车发动机，包括机体和曲轴正时轮，所述的机体包括前盖，其特征在于，包括发电机，所述的发电机包括定子、转子和前、后轴承，所述的定子包括外壳和固定在外壳中的定子线圈，所述的转子包括转子轴，所述的定子固定在发动机机体的前盖上，所述的转子通过前、后轴承安装在定子上；所述的转子轴与正时轮连接，与正时轮同轴，并由正时轮驱动。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机，其特征在于，所述的转子轴通过联轴装置与正时轮连接。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机，其特征在于，所述的联轴装置包括驱动盘和被动盘，所述驱动盘的前端包括内齿圈，所述被动盘的后端包括外齿轮；所述的驱动盘固定在曲轴正时轮的前端，所述的被动盘固定在所述转子轴的后端；所述的外齿轮插入所述的内齿圈中，外齿轮与内齿圈具有同样的齿数、模数和分度圆直径。
5.根据权利要求4所述的汽车发动机，其特征在于，包括复数个螺钉，所述的驱动盘包括中央定位孔和布置在中央定位孔四周的复数个固定螺钉孔；所述的曲轴正时轮的前端包括定位轴颈和复数个螺钉孔，驱动盘的定位孔套在曲轴正时轮前端的定位轴颈上，所述的复数个螺钉穿过所述的固定螺钉孔拧入所述的螺钉孔，将驱动盘固定在曲轴正时轮上。
6.根据权利要求3所述的汽车发动机，其特征在于，所述的联轴装置包括带有驱动孔的弹性联轴器接盘、复数个驱动柱销和复数个弹性圈，所述的弹性联轴器接盘的后端固定在所述转子轴的后端，驱动柱销的后端固定在曲轴正时轮的前端；所述的弹性联轴器接盘、驱动柱销、弹性圈和曲轴正时轮构成弹性联轴器。
7.根据权利要求3所述的汽车发动机，其特征在于，所述的联轴装置包括花键套和复数个螺钉，花键套的前端包括内花键，花键套的后端包括安装突缘和中央定位孔，所述的安装突缘包括复数个固定螺钉孔，所述曲轴正时轮的前端包括定位轴颈和复数个螺钉孔；花键套的中央定位孔套在曲轴正时轮前端的定位轴颈上，所述的复数个螺钉穿过所述的固定螺钉孔拧入所述的螺钉孔，将花键套固定在曲轴正时轮上；所述转子轴的后端包括花键轴头，所述的花键轴头插入所述的内花键，并与所述的内花键相适配。
8.根据权利要求2至7中任一权利要求所述的汽车发动机，其特征在于，包括曲轴皮带轮，所述的曲轴皮带轮安装在所述转子轴的前端。
9.根据权利要求2至7中任一权利要求所述的汽车发动机，其特征在于，包括风扇和/或水泵，所述的风扇和/或水泵由电动机驱动，所述的电动机由所述的发电机供电；所述的发电机包括前轴承盖，所述的前轴承盖为闷盖，固定在发电机外壳的前端，所述的转子轴位于前轴承盖的后方。
10.根据权利要求2至7中任一权利要求所述的汽车发动机，其特征在于，所述前盖的前端面包括安装突台，所述的发电机包括后轴承盖所述的发电机的外壳包括安装突缘；所述的后轴承盖夹在安装突台和安装突缘之间，并通过螺钉连接在一起；后轴承盖与安装突台之间、后轴承盖与安装突缘之间都包括定位止口；所述的发电机是空调发电机，所述的空调发电机是永磁式直流发电机，发电机的转子包括永磁体的磁极；所述的前盖是正时齿带轮罩盖，所述的正时轮是正时齿带轮。
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