CN102684384A - 一种汽车空调用电动压缩机的发电机 - Google Patents

Abstract

一种汽车空调用电动压缩机的发电机，包括机体和曲轴，其特征在于，包括空调发电机，所述的空调发电机包括定子和转子，所述的空调发电机布置在汽车发动机的前端，由汽车发动机的曲轴驱动，空调发电机的转子设置在发动机曲轴前端延长轴上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。这样内燃机发动机与发电机之间的附件少，结构简单、紧凑，纵向安装尺寸显著缩短，无需皮带驱动，机械损耗减少，传动效率提高，便于车载空调系统采用整体布置结构。

Description

一种汽车空调用电动压缩机的发电机

[技术领域]

本发明涉及汽车，尤其涉及一种能够为汽车电动压缩机提供电能的发电机。

[背景技术]

在传统汽车中，压缩机是由发动机带动皮带驱动的，因此它只能在发动机启动时运行。压缩机由转速经常变化的发动机驱动，其制冷或制热效果难以控制。当发动机停止时，压缩机也停止工作。这样一方面影响发动机的寿命，因为无论汽车是停车等候还是装、卸货等工作状态，为使空调运行，发动机必须发动状态；另一方面对环境有一定的污染，因空调需发动机带动运行，而发动机需燃烧汽油或柴油或其它燃料，燃烧后排出的废气程度不同的存在污染，不利环保。

混合动力汽车内的电动压缩机由单独的蓄电池供电，能够独立运行，因而可以在发动机停止运转时仍进行车内制冷。而电动汽车完全是利用蓄电池供电。

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。

[发明内容]

本发明的目的在于提供一种汽车空调用电动压缩机的发电机，通过内燃机发动机带动发电机，发电机给电动压缩机供电，制冷效果好。

本发明的技术方案是：一种汽车空调用电动压缩机的发电机，包括机体和曲轴，其特征在于，包括空调发电机，所述的空调发电机包括定子和转子，所述的空调发电机布置在汽车发动机的前端，由汽车发动机的曲轴驱动，空调发电机的转子设置在发动机曲轴前端延长轴上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。通过内燃机发动机带动发电机，发电机给电动压缩机供电，压缩机的转速无需与内燃机发动机的转速挂钩，可以使用电机达到所需转速，便于对压缩机的精密控制，达到良好的制冷或制热效果。另外，发电机布置在内燃机发动机曲轴延长轴上，汽车发动机曲轴延长轴直接驱动发电机转子转动，发电机电流输出端与压缩机电动机电流输入端连接，空调发电机的转子设置在发动机曲轴前端延长轴上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴，附件少，结构简单、紧凑，纵向安装尺寸显著缩短，无需皮带驱动，机械损耗减少，传动效率提高，便于车载空调系统采用整体布置结构。

所述空调发电机通过弹性元件支承在发电机支撑架上。

所述空调发电机的下部包括托板，发电机支撑架的上部包括支承板；所述的弹性元件包括至少一块橡胶垫，所述的橡胶垫安装在托板与支承板之间，左右各布置1块。

所述空调发电机驱动轴的后端包括弹性联轴器突缘，所述的弹性联轴器突缘通过弹性联轴器的驱动销和弹性环与曲轴皮带轮弹性联接；所述的定子固定在发电机支撑架上。

所述的止动销固定在，所述的机体上或固定在汽车的车架上，空调发电机的定子上包括止动销孔，所述的止动销插入止动销孔。

所述发电机转子轴固定在发动机曲轴上，发电机转子轴为空心轴，其内孔为花键孔，发电机曲轴为花键轴，转子轴的花键孔套在发电机曲轴的花键轴上。转子轴与发动机曲轴通过花键结构固定连接，工作可靠。

所述发电机定子外壳通过弹性元件支承在定子托架上，定子托架安装在机体或车架上，定子托架的安装螺钉孔为长孔，定子托架的高度可以上下调节，以保证托架对定子有适当的支承力。所述定子托架上部为支承板，所述弹性部件为橡胶垫，橡胶垫安装在定子外壳下部的托板与支承板之间。这种支承结构支承牢靠，既可以防止定子转动，又可以减小轴承和空调发电机驱动轴的受力。

所述发电机定子外壳的底部带有止动销孔，相对应的机体或者车架上固定有止动销，止动销插入止动销孔。这样可以阻止定子相对于转子旋转。

所述发电机为直流发电机。

所述发电机采用电磁式直流发电机，定子上的励磁绕组由单独电源提供励磁电流。

所述发电机采用单边永磁盘式直流发电机，电机呈扁片状，定子和转子均为圆盘式，定子包括永磁极转子包括盘状电枢，这种电机轴向尺寸小，只需要很小的安装空间，使得整体更加紧凑、轻巧。转动部分只有电枢绕组，转动惯量小。

所述发电机采用双边永磁盘式直流发电机，电机呈扁片状，定子和转子均为圆盘式，带有永磁极的定子固定在转子的盘状电枢的两侧。这种电机轴向尺寸小，适用于薄型安装场合。在同体积永磁体情况下，采用双边永磁结构的气隙磁密高出10％，而且改善了极面下气隙磁密的均匀性，充分利用永磁材料，有利于提高电机性能，降低成本，缩小体积。

所述发电机为交流发电机。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，仍能进行充电，且故障少，使用寿命长，保修简便，调节器结构简单，很少产生干扰波。

所述发电机采用同步发电机，包括定子、转子和机壳，转子包括励磁绕组，，励磁绕组由单独电源提供励磁电流。

所述发电机采用永磁同步发电机，包括定子、转子和机壳，所述转子包括永磁极。转子是永久性的磁体无须励磁电流，只要其在发动机带动下转动即可发电，节约了能源，与相同体积的励磁式发电机相比，同等情况下可获得输出的功率高出一倍。

所述发电机采用盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，圆盘转子固定在转轴上。这种电机轴向尺寸短，重量轻，体积小，结构紧凑。定子、转子对等排列，定子绕组具有良好的散热条件。

所述发电机采用双定子盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，圆盘转子固定在转轴上，圆盘转子两侧各有一圆盘定子，圆盘定子通过其定子铁心固定在机壳上。这种结构提高了永磁磁极的利用率。

所述发电机采用双转子盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，两个圆盘转子固定在转轴上，圆盘定子固定在两圆盘转子之间，圆盘定子通过其定子铁心固定在机壳上。

所述发电机采用盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，多个圆盘转子固定在转轴上，任一圆盘转子两侧各有一圆盘定子，圆盘定子通过其定子铁心固定在机壳上。这样的结构可以进一步提高盘式永磁同步电机的转矩。

所述压缩机为摇板式压缩机、斜盘式压缩机、变排量式压缩机、涡旋式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机或三角转子式压缩机。

本发明的电动压缩机不由内燃机发动机驱动，不受其限制，它自身是一个完整独立体，它可安装在车顶或其它所需位置，这可大幅缩短连接件的长度和输送距离，节省了材料和减少了输送损耗。

[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是图4中的A向视图。

图6是本发明汽车发动机实施例5的结构示意图。

图7是本发明汽车发动机实施例6的结构示意图。

图8是本发明汽车发动机实施例7的结构示意图。

图9是本发明汽车发动机实施例8的结构示意图。

图10是本发明汽车发动机实施例9的结构示意图。

图11是本发明汽车发动机实施例10的结构示意图。

图12是本发明汽车发动机实施例11的结构示意图。

[具体实施方式]

一种汽车空调用电动压缩机的发电机，包括机体和曲轴，其特征在于，包括空调发电机，所述的空调发电机包括定子和转子，所述的空调发电机布置在汽车发动机的前端，由汽车发动机的曲轴驱动，空调发电机的转子设置在发动机曲轴前端延长轴上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。如图1所示，空调发电机机罩19、空调发电机永磁体15、电刷16均设置在发动机壳体11上，空调发电机的转子14设置在发动机曲轴12的前端延长轴13上，空调发电机机罩19通过轴承17连接在延长轴13上，最后通过固定螺母18固定，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图2所示，所述的空调发电机的转子24设置在发动机曲轴22前端延长轴23上，空调发电机的定子为双定子，定子由定子铁心26和定子绕组25组成，一组定子设置在发动机壳体21上，另一组定子设置在空调发电机机壳29上，同时机壳通过轴承27与延长轴23连接，最后通过固定螺母28固定，发电机外壳29固定在发动机外壳21上，同时发电机外壳29为定子托架，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图3所示，空调发电机的定子35直接设置在发电机机罩39上，而机罩39固定在发动机外壳31上，36为磁极，转子34通过转子轴的花键孔套在发电机曲轴32的延长轴33的花键轴上，其中37为轴承，38为固定螺母，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图4所示，所述的空调发电机的转子44设置在发动机曲轴42前端延长轴43上，空调发电机的定子为双定子，定子由定子铁心46和定子绕组45组成，两组定子分别设置在发电机机罩49上，同时机罩49通过轴承47与延长轴43连接，最后通过固定螺母48固定，发电机外壳49固定在定子托架410上，定子托架410上还设置有橡胶垫411，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图6所示，发动机曲轴52的延长轴53上设置有发电机，该发电机的定子分别设置在发动机外壳51上、以及发电机机罩59上，发电机转子55与延长轴53连为一体，57为轴承，58为固定螺母，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图7所示，61为发动机外壳，62为发动机曲轴，63为发动机曲轴延长轴，64为发电机定子铁心，65为发电机转子的永磁体，66为定子绕组，67为轴承，68为固定螺母，69为发电机机罩，610为转子轭，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图8所示，空调发电机机罩79、空调发电机永磁体75、电刷76均设置在发动机壳体71上，空调发电机的转子74设置在发动机曲轴72的前端延长轴73上，空调发电机机罩79通过轴承77连接在延长轴73上，空调发电机与发动机壳体71之间设置有曲轴皮带轮78，曲轴皮带轮设置在曲轴72上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图9所示，所述的空调发电机的转子84设置在发动机曲轴82前端延长轴83上，空调发电机的定子为双定子，定子由定子铁心86和定子绕组85组成，两组定子分别设置在发电机机罩89上，同时机罩89通过轴承87与延长轴83连接，最后通过固定螺母88固定，发电机外壳89固定在定子托架810上，定子托架810上还设置有橡胶垫811，空调发电机与发动机壳体81之间设置有曲轴皮带轮88，曲轴皮带轮88设置在曲轴82上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图10所示，发动机曲轴92的延长轴93上设置有发电机，该发电机的定子设置在发电机机罩99上，发电机转子95与延长轴93连为一体，曲轴带动转子转动，94为定子铁心，96为定子绕组，97为轴承，98为固定螺母，空调发电机与发动机壳体91之间设置有曲轴皮带轮98，曲轴皮带轮98设置在曲轴92上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

如图11所示，发动机曲轴101前端轴102上安装有曲轴皮带轮104，其特征在于汽车发动机曲轴101的前端与曲轴皮带轮104连接部分为空心，曲轴皮带轮104空心部分的内壁上设置空调发电机的转子106，在汽车发动机曲轴101前端的曲轴皮带轮104的空心部位设置有空调发电机的定子105，该空调发电机的定子105设置在发动机的壳体103上，曲轴皮带轮104通过固定螺母107固定在曲轴101上。

如图12所示，发动机曲轴111前端轴112上安装有曲轴皮带轮116，其特征在于曲轴皮带轮114左右对称部分为空心，曲轴皮带轮26空心部分的内壁上设置空调发电机的转子117，曲轴皮带轮116的空心部位设置有空调发电机的定子，包括定子铁心114和定子绕组115，发动机与曲轴皮带轮116之间定子固定在发动机壳体113上，另一组定子通过支架固定在定子托架1110上，曲轴皮带轮116通过固定螺母119固定在曲轴111的前端轴112上，118为轴承。

所述空调发电机通过弹性元件支承在发电机支撑架上。

所述空调发电机的下部包括托板，发电机支撑架的上部包括支承板；所述的弹性元件包括至少一块橡胶垫，所述的橡胶垫安装在托板与支承板之间。

所述空调发电机驱动轴的后端包括弹性联轴器突缘，所述的弹性联轴器突缘通过弹性联轴器的驱动销和弹性环与曲轴皮带轮弹性联接；所述的定子固定在发电机支撑架上。

所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于包括止动销，所述的止动销固定在所述的机体上或固定在汽车的车架上，空调发电机的定子上包括止动销孔，所述的止动销插入止动销孔。

所述发电机转子轴固定在发动机曲轴上，发电机转子轴为空心轴，其内孔为花键孔，发电机曲轴为花键轴，转子轴的花键孔套在发电机曲轴的花键轴上。转子轴与发动机曲轴通过花键结构固定连接，工作可靠。

所述发电机定子外壳通过弹性元件支承在定子托架上，定子托架安装在机体或车架上，定子托架的安装螺钉孔为长孔，定子托架的高度可以上下调节，以保证托架对定子有适当的支承力。所述定子托架上部为支承板，所述弹性部件为橡胶垫，橡胶垫安装在定子外壳下部的托板与支承板之间。这种支承结构既可以防止定子转动，又可以减小轴承和空调发电机驱动轴的受力。

所述发电机定子外壳的底部带有止动销孔，相对应的机体或者车架上固定有止动销，止动销插入止动销孔。这样可以阻止定子相对于转子旋转。

所述发电机为直流发电机。

所述发电机采用电磁式直流发电机，定子上的励磁绕组由单独电源提供励磁电流。

所述发电机采用单边永磁盘式直流发电机，电机呈扁片状，定子和转子均为圆盘式，定子包括永磁极转子包括盘状电枢，这种电机轴向尺寸小，适用于薄型安装场合。转动部分只有电枢绕组，转动惯量小。

所述发电机采用双边永磁盘式直流发电机，电机呈扁片状，定子和转子均为圆盘式，带有永磁极的定子固定在转子的盘状电枢的两侧。这种电机轴向尺寸小，适用于薄型安装场合。在同体积永磁体情况下，采用双边永磁结构的气隙磁密高出10％，而且改善了极面下气隙磁密的均匀性，充分利用永磁材料，有利于提高电机性能，降低成本，缩小体积。

所述发电机为交流发电机。

所述发电机采用同步发电机，包括定子、转子和机壳，转子包括励磁绕组，，励磁绕组由单独电源提供励磁电流。

所述发电机采用永磁同步发电机，包括定子、转子和机壳，所述转子包括永磁极。转子是永久性的磁体无须励磁电流，只要其在发动机带动下转动即可发电，节约了能源，与相同体积的励磁式发电机相比，同等情况下可获得输出的功率高出一倍。

所述发电机采用盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，圆盘转子固定在转轴上。这种电机轴向尺寸短，重量轻，体积小，结构紧凑。定子、转子对等排列，定子绕组具有良好的散热条件。

所述发电机采用盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，圆盘转子固定在转轴上，圆盘转子两侧各有一圆盘定子，圆盘定子通过其定子铁心固定在机壳上。这种结构提高了永磁磁极的利用率。

所述发电机采用盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，两个圆盘转子固定在转轴上，圆盘定子固定在两圆盘转子之间，圆盘定子通过其定子铁心固定在机壳上。

所述发电机采用盘式永磁同步发电机，其定子和转子均为圆盘式，圆盘转子包括永磁磁极，多个圆盘转子固定在转轴上，任一圆盘转子两侧各有一圆盘定子，圆盘定子通过其定子铁心固定在机壳上。这样的结构可以进一步提高盘式永磁同步电机的转矩。

所述压缩机为摇板式压缩机、斜盘式压缩机、变排量式压缩机、涡旋式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机或三角转子式压缩机。

Claims (10)

1.一种汽车空调用电动压缩机的发电机，包括机体和曲轴，其特征在于，包括空调发电机，所述的空调发电机包括定子和转子，所述的空调发电机布置在汽车发动机的前端，由汽车发动机的曲轴驱动，空调发电机的转子设置在发动机曲轴前端延长轴上，延长轴为转子驱动轴，转子驱动轴与曲轴为一整体轴。

2.根据权利要求1所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于所述空调发电机通过弹性元件支承在发电机支撑架上。

3.根据权利要求2所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于所述空调发电机的下部包括托板，发电机支撑架的上部包括支承板；所述的弹性元件包括至少一块橡胶垫，所述的橡胶垫安装在托板与支承板之间。

4.根据权利要求2所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于所述空调发电机驱动轴的后端包括弹性联轴器突缘，所述的弹性联轴器突缘通过弹性联轴器的驱动销和弹性环与曲轴皮带轮弹性联接；所述的定子固定在发电机支撑架上。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于，包括止动销，所述的止动销固定在所述的机体上或固定在汽车的车架上，空调发电机的定子上包括止动销孔，所述的止动销插入止动销孔。

6.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于空调发电机驱动轴为花键轴，空调发电机的转子上设置有花键孔，空调发电机转子的花键孔套在空调发电机驱动轴花键轴上，由花键轴驱动。

7.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于曲轴皮带轮与空调发电机驱动轴之间设置有至少一个定位装置；或者所述定位装置为定位孔，在定位孔中设置定位销定位；或者所述定位装置为定位槽，在配合部位设置凸条，定位槽和凸条配合定位。

8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机机，其特征在于空调发电机为空调电动压缩机发电机；或者所述的空调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；或者所述的空调发电机是单边永磁盘式直流发电机；或者所述的空调发电机是两边永磁盘式直流发电机。

9.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于所述的空调发电机是交流发电机；或者所述的空调发电机是永磁同步发电机；或者所述的空调发电机是三相永磁同步发电机；或者所述的空调发电机是单相永磁同步发电机；或者所述的空调发电机是盘式永磁同步发电机；或者所述的盘式永磁同步发电机的中间为转子，定子设置在转子的两边，转子固定在驱动轴上，圆盘转子两侧各有一圆盘定子，圆盘定子通过其定子铁心固定在发电机机壳上；或者所述的盘式永磁同步发电机为单定子、单转子结构，包括一个定子、一个转子和机壳，其定子和转子均为圆盘式，定子包括定子铁心、定子绕组，定子绕组嵌放在定子铁心中，定子通过定子铁心固定在机壳上，转子铁心的表面按极性分布并固定了永磁磁极，转子固定在驱动轴上。

10.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种汽车空调用电动压缩机的发电机，其特征在于所述的压缩机为摇板式压缩机、斜盘式压缩机、变排量式压缩机、涡旋式压缩机、旋叶式压缩机、滚动活塞式压缩机或三角转子式压缩机。

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