CN102684383A - 汽车空调用电动压缩机的发电机组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车动力领域，具体涉及一种汽车空调用电动压缩机的发电机组件，本发明在现有技术的基础上进行改进，所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，包括电动压缩机的发电机定子、电动压缩机的发电机转子、电动压缩机的发电机罩壳，所述发电机位于汽车发动机的侧面，发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过皮带分别与转子的驱动轴和水泵的驱动轴联接，水泵位于发动机的上端，发动机曲轴驱动转子驱动轴和水泵驱动轴转动，发动机和发电机都采用水冷，并且共用一套水冷元件。本发明与现有技术相比节省材料，合理利用了空间，并且增加了安全性，利于节约空间和有效地利用能源。

Description

汽车空调用电动压缩机的发电机组件

技术领域

本发明涉及汽车动力领域，具体涉及一种汽车车载电气设备的电力提供装置。

背景技术

目前，设计开发汽车时空调系统是作为满足舒适性的一个重要设备，传统内燃发动机汽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，空调压缩机工作需要消耗发动机的动力，通过压缩机皮带驱动，这种方式当关闭车门在路上高速运行时，发动机转速快，供给压缩机的动力远远大于需要，但当怠速运转时，供给压缩机的动力却又不能满足需要。空调系统对于不同的车型，工作的范围也不一样。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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服汽车电力提供装置中的上述缺点，提供一种新型的汽车空调用电动压缩机的发电机组件。

本发明在现有技术的基础上进行改进，所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，包括电动压缩机的发电机定子、电动压缩机的发电机转子、电动压缩机的发电机罩壳，其特征是，所述发电机位于汽车发动机的侧面，发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过皮带分别与转子的驱动轴和水泵的驱动轴联接，水泵位于发动机的上端，发动机曲轴驱动转子驱动轴和水泵驱动轴转动，发动机和发电机都采用水冷，并且共用一套水冷元件。

本发明将现有的发动机直接驱动压缩机的汽车空调改为用电的汽车空调，即采用电动压缩机，克服压缩机动力不科学的问题。同时将发电机位于汽车发动机的侧面，汽车发动机曲轴通过皮带分别与转子的驱动轴和水泵的驱动轴联接。这样，发电机罩壳可以跟发动机罩壳形成整体的罩壳，外形美观，节省材料，合理利用了空间，并且增加了安全性。，水泵的驱动轴位于发动机的另一侧端，汽车发动机曲轴驱动转子驱动轴和水泵驱动轴转动，这样，大大改善了器件的空间排布，有利于节约空间和有效地利用能源。发动机和发电机都采用水冷，并且共用一套水冷元件，这样，水冷的冷却效果好，共用一套水冷元件，可以节省空间，节约成本。

本发明的特征还在于，所述发电机的驱动轴、发动机曲轴和水泵驱动轴的轴线在同一水平面上。水平排布有利于惯性平衡，减少发动机的抖动，大大减少故障的发生。

本发明的特征还在于，所述发电机的底端端面在水泵底端端面的相对水平位置之上。发电机底面的水平位置在水泵底面之上，这样可以在发电机底部空出空间来放置其它器件。

本发明的特征还在于，所述水泵底端端面在发电机的底端端面的相对水平位置之上。这样可以在水泵的底面空出空间来放置其它器件。

本发明的特征还在于，所述发电机的驱动轴、发动机曲轴和水泵驱动轴由一根皮带联接。这样，可以节约材料，减少能量损失。

本发明的特征还在于，所述发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过两根皮带分别与电机的驱动轴和水泵驱动轴联接。这样，可以分开更换皮带，减少故障发生。

本发明的特征还在于所述发电机的输出电压为42伏或14伏。

本发明发电机提供了42V输出电压或14V输出电压或42V和12V两个输出电压，采用42V输出电压可以更节约能源，同时也可以满足越来越多电气设备的电力需要，而14V可以适用于目前的汽车电气系统，采用42V/14V双电压，可以为从现今的14V电气设备过渡至42V电气设备过程中提供配套的供电系统。

本发明特征还在于所述发电机固定在汽车发动机机体上。发电机固定在发动机机体上，可以更节约空间，便于更好地安装其它器件。

本发明特征还在于所述汽车发动机为内燃机。内燃机发动机成本低，也能为双电机提供足够的动力，因而既满足汽车动力需要，也更好满足发电机动力需要。

本发明特征还在于所述汽车发动机为混合动力发动机。当使用混合动力发动机时，本发明的其中一个发电机可以作为发动机-发电机一体机，为发动机发动提供动力，这样可以免去发动机启动装置，节约空间，并且可以迅速启动发动机。

本发明特征还在于发电机是永磁式直流发电机，所述的转子包括永磁体的磁极。永磁式直流发电机具有供电稳定，其效率和功率密度高，可靠性高和使用方便等特点。

本发明的特征还在于也可发电机是盘式永磁同步发电机。盘式永磁同步发电机具有结构简单、高效坚固、结构紧凑、通风效果好等优点。

本发明的特征还在于发电机配置有调节输出电压的控制器。这样，能够方便控制发电机的输出电压，保证有稳定的电压供给空调系统，从而提高空调的电动压缩机的使用寿命。

本发明的特征还在于，皮带的内表面上有凸起构造。这样，有效解决皮带轮传动所带来的弹性滑动和打滑等问题，提高传动效率和能保持准确的传动比，皮带轮传动传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上压力减小，皮带轮传动皮带的寿命延长。

本发明的特征还在于，发动机曲轴上的皮带轮直径大于、等于或者小于发电机转子上的皮带轮直径。这样，能够有效地改变发电机转子与发动机曲轴同步运转的比例，从而最大限度的利用发动机曲轴的传动能，提高发电机的输出电量，并且还能够在发动机曲轴或/和发电机转子上同时设置多种直径的皮带轮组，通过调节装置任意调节皮带转动到任意大小的皮带轮上，达到调节变速的作用。

本发明的特征还在于，发电机的转子轴为空心轴或者实心轴。这样，当空调发电机的转子轴为空心轴，主要是工程力学中材料力学的问题，因为传动轴只需要承受扭转应力，也就是说，传动轴上的形变只有扭曲，传动轴的截面是个圆，当轴受到扭转力时，离圆心越远的地方，受到的应力越大，离圆心越近的地方，受到的应力越小，圆心处受到的力是“0”，所以这时，把圆心掏空，对轴没有什么影响，而对于生产厂商来说，却可以节约大量的材料，这不是偷工减料，这是合理的节约；而如果承受的力除了扭转应力外，还有剪应力、弯曲应力，它承受的力多、大且复杂，或者传动系统传速高且变速频繁、变速弧度大，为了满足强度和刚度的要求，发电机的转子轴必须做成实心轴。

本发明的特征还在于，发电机为交流异步发电机。这样，与直流发电机相比，交流发电机体积小，质量轻，在内燃机发动机低速运转时，仍能持续工作，且故障少，使用寿命长，保修简便。

本发明的特征还在于，发电机为爪极发电机。爪极发电机具有转矩和功率密度高、结构简单和制造成本低等优点。

本发明的特征还在于，发电机的输出端设置有稳压器。这样，能自动调整输出电压，将电压稳定在设定值范围内，使汽车空调系统能在额定工作电压下正常工作，减少不稳定的电压给空调系统造成致命伤害或误动作，降低影响使用、空调系统的老化、影响使用寿命甚至烧毁配件、甚至发生安全事故等多方面不利因素的损失。

本发明的特征还在于，发电机的定子在外转子在内，发电机转子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线平行设置。这样，发电机转子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线平行设置，转子与发动机曲轴同步旋转，形成与发动机曲轴同步的电机，并且能够储存能量。

本发明的特征还在于，发电机的定子在外转子在内，发电机转子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线斜交设置。这样，发电机转子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线斜交设置，转子与发动机曲轴异步运转，能够给转子带来更高的运转速度，产生更高的电量。

本发明的特征还在于，发电机的转子在外定子在内，发电机定子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线平行设置。这样，形成外转子电机，外转子电机合理的结构设计 灵活的引出线方向，外转子电机接线盒自身可旋转安装，外转子电机优越的外转子电机性能低噪音、低振动，高性能的防护等级，外转子电机众多的选择满足各种用户需求加装热敏电阻，外转子电机采用优化设计,具有较高效率，可产生可观的节能效果，外转子电机加装防尘密封圈、加热带、防油密封圈、注油、特殊轴伸、特殊法兰等各种要求。发电机定子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线平行设置，转子与发动机曲轴同步旋转，形成与发动机曲轴同步的电机，并且能够储存能量。

本发明的特征还在于，发电机的转子在外定子在内，发电机定子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线斜交设置。这样，形成外转子电机，外转子电机合理的结构设计 灵活的引出线方向，外转子电机接线盒自身可旋转安装，外转子电机优越的外转子电机性能低噪音、低振动，高性能的防护等级，外转子电机众多的选择满足各种用户需求加装热敏电阻，外转子电机采用优化设计,具有较高效率，可产生可观的节能效果，外转子电机加装防尘密封圈、加热带、防油密封圈、注油、特殊轴伸、特殊法兰等各种要求。发电机定子的轴线与汽车发动机曲轴主轴颈的轴线斜交设置，转子与发动机曲轴异步运转，能够给转子带来更高的运转速度，产生更高的电量。

本发明的特征还在于，所述发电机为发电机-起动机一体机。这样，可以减少专门的起动机，节约空间，并且能快速起动汽车发动机。

附图说明

图1是本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件结构示意图之一。

图2是本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件结构示意图之二。

图3是本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件结构示意图之三。

图4是本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件结构示意图之四。

图5是本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件结构示意图之五。

图6是本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件结构示意图之六。

具体实施方式

以下通过优选的实施方案来进一步说明本发明。

本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，包括电动压缩机的发电机定子、电动压缩机的发电机转子、电动压缩机的发电机罩壳，所述发电机位于汽车发动机的侧面，发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过皮带分别与转子的驱动轴和水泵的驱动轴联接，水泵位于发动机的上端，发动机曲轴驱动转子驱动轴和水泵驱动轴转动，发动机和发电机都采用水冷，并且共用一套水冷元件。如图1所示，本发明的汽车空调用电动压缩机的发电机组件包括汽车发动机1和汽车空调用电动压缩机的发电机2，汽车发动机1包括发动机机体3和发动机曲轴4，（图2是本方案所用的发电机结构示意图，如图2所示，发电机2包括罩壳5,定子6和转子7），发动机曲轴4上的皮带轮12通过皮带11与发电机转子驱动轴15上的皮带轮10联接，发动机曲轴4上的皮带轮12还通过皮带21与水泵驱动轴23上的皮带轮22联接，发电机转子驱动轴位于发动机曲轴的一侧，水泵驱动轴位于发动机曲轴的另一侧，汽车发动机曲轴驱动转子驱动轴和水泵驱动轴转动。

作为本方案的一种变形，所述发电机的驱动轴、发动机曲轴和水泵驱动轴的轴线还可设在同一水平面上。

本发明的特征还在于，所述发电机的底端端面在水泵底端端面的相对水平位置之上。如图3所示，发电机的底端端面在水泵底端端面的相对水平位置之上。作为本方案的变形，还可将水泵底端端面在发电机的底端端面的相对水平位置之上。

本发明的特征还在于，所述发电机的驱动轴、发动机曲轴和水泵驱动轴由一根皮带联接。如图3所示，发电机的驱动轴15、发动机曲轴4和水泵驱动轴23由一根皮带21联接。皮带21依次联接在发电机驱动轴的皮带轮10、发动机曲轴上的皮带轮12、水泵的皮带轮22上。

本发明的特征还在于，所述发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过两根皮带分别与电机的驱动轴和水泵驱动轴联接。如图1所示，本方案的发动机曲轴4上设有两道皮带槽，发动机曲轴4通过两根皮带11,21分别与电机的驱动轴15和水泵驱动轴23联接。

本发明的特征还在于所述发电机的输出电压为42伏或14伏。

本发明特征还在于所述发电机固定在汽车发动机机体上。如图3所示，本方案的发电机固定在发动机机体上。作为变形，也可将发电机固定在车架上或车底盘上。

本发明特征还在于所述汽车发动机为内燃机。如图1所示，本方案的汽车发动机为内燃机。作为本方案的变形，本方案的汽车发动机也可为混合动力发动机。

本发明特征还在于发电机是永磁式直流发电机，所述的转子包括永磁体的磁极。如图2所示，本方案的发电机采用永磁式直流发电机。作为本方案的变形，也可发电机是盘式永磁同步发电机、交流异步发电机或爪极发电机。

本发明的特征还在于发电机配置有调节输出电压的控制器。如图4所示，本方案的发电机后端配置有调节输出电压的控制器20。

本发明的特征还在于，皮带的内表面上有凸起构造。

本发明的特征还在于，发动机曲轴上的皮带轮直径大于、等于或者小于发电机转子上的皮带轮直径。如图3所示，发电机曲轴皮带轮直径小于发电机转子上的皮带轮直径。

本发明的特征还在于，发电机的转子轴为空心轴或者实心轴。如图2所示，本方案的发电机的转子轴为实心轴。

本发明的特征还在于，发电机的输出端设置有稳压器。

本发明的特征还在于，发电机的转子在外定子在内，发电机定子的轴线与汽车发动机曲轴的轴线平行设置。如图5所示，本方案采用转子7在外，定子6在内的发电机，发电机定子的轴线与发动机曲轴的轴线平行。作为本方案的变形，也可采用发电机的定子在外转子在内的形式，将发电机转子的轴线与汽车发动机曲轴的轴线平行设置。

本发明的特征还在于，所述发电机为发电机-起动机一体机。如图1所示，本方案将发电机2作为发电机-起动机一体机。

本发明的特征还在于，发电机的转子驱动轴连有发电机离合装置。如图6所示，本方案的发电机转子驱动轴15连有发电机离合装置26。发电机离合装置26控制发电机转子驱动轴的联接和分离。

Claims (7)

1.汽车空调用电动压缩机的发电机组件，包括电动压缩机的发电机定子、电动压缩机的发电机转子、电动压缩机的发电机罩壳，其特征是，所述发电机位于汽车发动机的侧面，发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过皮带分别与转子的驱动轴和水泵的驱动轴联接，水泵位于发动机的上端，发动机曲轴驱动转子驱动轴和水泵驱动轴转动，发动机和发电机都采用水冷，并且共用一套水冷元件。

2.根据权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，其特征是，所述发电机的驱动轴、发动机曲轴和水泵驱动轴的轴线在同一水平面上。

3.根据权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，其特征是，所述发电机的底端端面在水泵底端端面的相对水平位置之上。

4.根据权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，其特征是，所述水泵底端端面在发电机的底端端面的相对水平位置之上。

5.根据权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，其特征是，所述发电机的驱动轴、发动机曲轴和水泵驱动轴由一根皮带联接。

6.根据权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，其特征是，所述发动机曲轴上设两道皮带槽，发动机曲轴通过两根皮带分别与电机的驱动轴和水泵驱动轴联接。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的汽车空调用电动压缩机的发电机组件，其特征是，所述发电机是盘式永磁同步发电机；或者所述发电机是永磁式直流发电机，所述的转子包括永磁体的磁极；或者所述汽车发动机为内燃机；或者所述汽车发动机为混合动力发动机；或者所述发电机的输出电压为42伏或14伏；或者所述发电机固定在汽车发动机机体上；或者发电机配置有调节输出电压的控制器；或者发电机的转子驱动轴连有发电机离合装置；或者皮带的内表面上有凸起构造；或者发动机曲轴上的皮带轮直径大于、等于或者小于发电机转子上的皮带轮直径；或者发电机固定在汽车底盘上；或者发电机固定在汽车的车架上；或者发电机的转子轴为空心轴或者实心轴；或者发电机为交流异步发电机；或者发电机为爪极发电机；或者发电机的输出端设置有稳压器；或者发电机为发电机-起动机一体机。

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