CN103273895A - 一键式自发电系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一键式自发电系统及方法，其特征在于，该系统包括一安装于汽车底盘上的自发电装置，以及一安装于汽车驾驶室内的控制装置；自发电装置包括一安装于汽车底盘上的取力器，取力器的动力输入端通过汽车变速箱上的取力接口与汽车变速箱连接，取力器的动力输出端通过传动轴连接一安装于汽车底盘上的发电机；控制装置包括一控制器、一电子调速器和一自发电旋钮；控制器分别连接电子调速器、自发电旋钮和电磁阀；自发电旋钮通过控制器控制电磁阀的开启和关闭。本发明智能化程度高，只需一键操作就可以完成发电系统的启动到输出的所有操作，它可以广泛应用于各类汽车的自发电系统中。

Description

一键式自发电系统及方法

技术领域

本发明涉及一种发电系统及方法，具体涉及一种适用于车辆中且能够为车辆上各用电设备提供电能的一键式自发电系统及方法。

背景技术

近年以来，随着科技的发展和进步，野外作业设备用电需求剧增，以汽车自身发动机为动力的自发电系统应需产生。当汽车上安装了自发电系统后，就不用再另备发电机组来为车上各用电设备供电。汽车自发电系统的工作原理是以汽车发动机为原动力，通过变速箱或分动箱取出动力至传动系统，带动安装在汽车底盘上的发电机运转。再通过电子调速系统，实现对发电机转速的控制，从而达到汽车自发电的目的。这种汽车自发电系统不仅具有结构简单、安装方便、体积小以及性价比好等特点，而且技术成熟，发电机功率最大可达三相30KW和单相12KW。

但是，汽车自发电系统在给我们带来方便的同时，也存在一个问题，就是它的操作相对繁锁，例如老式汽车自发电系统的启动过程：首先启动汽车发动机，挡位为空位；怠速运行直至气压表达正常工作压力（通常为0.6MPa）后闭合远程控制开关，将离合器踩到底，将取力控制开关转向“接合”位置；然后待上方取力器指示灯亮，慢慢松开离合器踏板，关断远程控制开关；最后闭合电子调速器开关，发动机转速逐渐提高至恒定转速旋转，至此自发电系统启动工作完成。而汽车自发电关机顺序与启动顺序正好相反。

由于老式自发电系统每次启动、关闭都必须这样严格按上述固定顺序执行，因此使得实际操作相对复杂，让操作者感觉使用不便，甚至产生畏难情绪，从而限制了汽车自发电系统的广泛应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种操作简单、智能化程度高、保护全面的一键式自发电系统及方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种一键式自发电系统，其特征在于，该系统包括一安装于汽车底盘上的自发电装置，以及一安装于汽车驾驶室内的控制装置；所述自发电装置包括一安装于所述汽车底盘上的取力器，所述取力器的动力输入端通过汽车变速箱上的取力接口与所述汽车变速箱连接，所述取力器的动力输出端通过传动轴连接一安装于所述汽车底盘上的发电机；所述取力器包括一箱型安装座，所述安装座通过两端盖转动支撑一输出轴，所述输出轴上通过轴承安装有一箱型齿轮，且所述箱型齿轮内壁与所述输出轴外壁之间存在一密闭的环空；所述环空内的输出轴上设置有一环形活塞，所述活塞将所述环空分隔成两个密闭的腔室；所述活塞一侧的腔室内的所述输出轴上固定安装有一卡环，并在所述卡环和活塞之间安装有一弹性件；同时在所述卡环和活塞之间交替设置有若干环形摩擦盘和环形隔离盘，所述摩擦盘内圈与所述输出轴连接，所述摩擦盘随所述输出轴一起转动且能在所述输出轴上轴向滑动；所述隔离盘外圈与所述箱型齿轮内壁连接，所述隔离盘随所述箱型齿轮一起转动且能在所述箱型齿轮内轴向滑动；所述输出轴上还开设有一进气道，所述进气道的一端通过电磁阀连通汽车底盘气路，另一端连通所述活塞另一侧的腔室；所述箱型齿轮与另一齿轮啮合，所述另一齿轮通过齿轮轴转动支撑在所述安装座上，所述另一齿轮通过所述汽车变速箱上的取力接口与所述汽车变速箱内的齿轮啮合；所述控制装置包括一控制器、一电子调速器和一自发电旋钮；所述控制器分别连接所述电子调速器、自发电旋钮和电磁阀；所述电子调速器分别连接安装在汽车发动机油门上的油门执行器和安装在汽车发动机输出端的转速传感器；所述自发电旋钮通过所述控制器控制所述电磁阀的开启和关闭。

在一个优选的实施例中，所述控制器还连接安装在所述汽车底盘上的档位传感器，以用于获取汽车的档位信号。

在一个优选的实施例中，所述控制器和电子调速器安装在所述汽车驾驶室仪表盘下方，所述自发电旋钮安装在所述汽车驾驶室仪表盘上。

在一个优选的实施例中，所述汽车驾驶室仪表盘下方还安装有一用于对错误操作发出报警提示的声光报警器，所述声光报警器连接所述控制器；所述汽车驾驶室仪表盘上还安装有一用于实时显示所述控制器的连接状态的发电指示灯，所述发电指示灯连接所述控制器。

在一个优选的实施例中，所述传动轴通过一万向节连接所述发电机的转动轴。

一种上述系统的一键式自发电方法，其包括以下步骤：

步骤1，首先在空挡启动汽车并使其怠速运行，将自发电旋钮旋转至发电档位开启自发电装置；

步骤2，控制器获取到挡位信号和驻车信号正常后，控制器控制电磁阀开启，电磁阀处排气孔关闭；

步骤3，汽车底盘气路的压缩空气由进气道进入活塞另一侧的腔室内，以推动活塞轴向运动，从而将摩擦盘与隔离盘逐渐压紧，进而使箱型齿轮与输出轴接合；

步骤4，汽车发动机转动所产生的驱动力通过汽车变速箱传递给取力器，取力器再通过传动轴带动发电机发电。

在进行步骤2的同时，控制器将发电信息反馈给电子调速器，电子调速器通过汽车发动机输出端的转速传感器获取汽车发动机的转速信息，并通过油门执行器自动调节油门的开度，进而调节汽车发动机的转速。

自发电装置只能在驻车状态下工作，如果在行车过程中，错误操作按下了自发电旋钮，安装在仪表盘下的声光报警器发出报警提示；此时控制器不开启电磁阀，箱型齿轮与输出轴并不接合，自发电装置不启动。

如果自发电装置正处于发电过程中，错误地进行了行车操作，安装在仪表盘下的声光报警器发出报警提示，同时控制器关闭电子阀；此时箱型齿轮与输出轴脱离，自发电装置退出发电工作状态。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置了一控制器，在驾驶室内设置了一电连接控制器的自发电旋钮，在汽车底盘上设置了电连接控制器的一电磁阀，因此只需要转动自发电旋钮开启自发电装置，控制器可以自动控制电子阀开启以完成取力器与变速箱的连接，不需要再人工手动操作取力器与变速箱接合，降低了操作难度。2、本发明由于设置了电连接控制器的一电子调速器，电子调速器电连接油门执行器和设置在汽车发动机的输出端的一转速传感器，因此电子调速器通过转速传感器可以获取发动机的转速信息，并通过油门执行器自动调节油门的开度，进而可以很方便地调节发动机的转速，使发动机的转速达到发电机要求的转速。3、本发明控制器不仅可以实时监控发电系统的运行状态，而且可以获取汽车的挡位信号和驻车信号，在驾驶室中设置了电连接控制器的声光报警器，因此如果在行车过程中，错误操作启动了自发电装置，声光报警器会发出报警提示，而取力器与变速器并不会接合，发电系统也不会启动；而且如果在发电过程中错误地进行了行车操作，声光报警器也会发出报警提示，同时控制系统会断开取力器与变速箱的连接，并退出发电工作状态，提高了本发明的安全可靠性。由此可见，本发明智能化程度高，只需一键操作就可以完成发电系统的启动到输出的所有操作，它可以广泛应用于各类汽车的自发电系统中。

附图说明

图1是本发明的自发电装置在汽车底盘上的结构示意图；

图2是本发明的自发电装置在汽车底盘上的俯视图图；

图3是本发明的取力器的结构示意图；

图4是本发明的控制装置的结构示意图；

图5是本发明的控制装置的另一示意图；

图6是本发明的一键式自发电系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图4所示，本发明包括安装于汽车底盘100上的自发电装置和安装于汽车驾驶室200内的控制装置。

如图1、图2所示，本发明的自发电装置包括一安装在汽车底盘100上的取力器1，取力器1的动力输入端通过汽车变速箱300上的取力接口与汽车变速箱300连接，取力器1的动力输出端连接一传动轴2的一端，传动轴2的另一端通过万向节3连接一安装在汽车底盘100上的发电机4。

如图3所示，取力器1包括一箱型安装座10，安装座10通过两端盖转动支撑一输出轴11，输出轴11上通过轴承安装有一箱型齿轮12，且该齿轮12内壁与输出轴11外壁之间存在一密闭的环空。环空内的输出轴11上设置有一环形活塞13，该活塞13将环空分隔成两个密闭的腔室。活塞13一侧的腔室内的输出轴11上固定安装有一卡环14，并在卡环14和活塞13之间安装有一弹簧15。同时在卡环14和活塞13之间交替设置有若干环形摩擦盘16和环形隔离盘17，摩擦盘16内圈与输出轴11连接，可以随输出轴11一起转动且能在输出轴11上轴向滑动，隔离盘17外圈与齿轮12内壁连接，可以随齿轮12一起转动且能在齿轮12内轴向滑动。输出轴11上还开设有一进气道18，该进气道18的一端通过电磁阀（图中未示出）连通汽车底盘气路，另一端连通活塞13另一侧的腔室。齿轮12与另一齿轮19啮合，齿轮19通过齿轮轴转动支撑在安装座10上，该齿轮19通过汽车变速箱300上的取力接口与汽车变速箱300内的齿轮啮合。

如图4、图5所示，本发明的控制装置包括安装在汽车驾驶室200仪表盘下方的控制器5、声光报警器6和电子调速器7，以及安装在汽车驾驶室200仪表盘上的自发电旋钮8和自发电指示灯9。其中，控制器5分别连接声光报警器6、电子调速器7、自发电旋钮8、自发电指示灯9以及电磁阀。电子调速器7分别连接安装在汽车发动机400油门上的油门执行器20和安装在汽车发动机400输出端的转速传感器21。自发电旋钮8具有发电和停止两个档位，以用来启停自发电装置。自发电指示灯9用于实时显示控制器5的连接状态。

本发明在使用时，当汽车发动机400启动后，如果自发电旋钮8处于停止档位，则控制器5控制电磁阀处于关闭状态，电磁阀处排气孔开启，取力器1在不工作状态下。此时汽车变速箱300带动取力器1中的齿轮19和齿轮12空转，取力器1的输出轴11上无动力输出。

如果自发电旋钮8处于发电档位，则控制器5控制电磁阀处于开启状态，电磁阀处排气孔关闭。此时汽车底盘气路的压缩空气由进气道18进入取力器1中活塞13右侧的腔室内，并且压力逐渐增高到稳定值，以推动活塞13向左侧轴向运动，从而将摩擦盘16与隔离盘17逐渐压紧，进而使摩擦盘与隔离盘不再有相对转动。这样齿轮12带动取力器1的输出轴11旋转，并通过传动轴2带动发电机4的芯轴旋转，发电机4开始发电。当需要停机时，将自发电旋钮8旋转至停止档位，控制器5关闭电磁阀，电磁阀处排气孔开启，取力器1的活塞13在弹簧15作用下回复原位，齿轮12与输出轴11脱离，发电机4自由停机。

上述实施例中，控制器5还连接安装在汽车底盘100上的档位传感器22，以用于获取汽车的档位信号。

上述实施例中，发电机4采用永磁发电机。

如图6所示，本发明在使用时，首先在空挡启动汽车并使其怠速运行，将自发电旋钮8旋转至发电档位开启自发电装置，控制器5获取到挡位信号和驻车信号正常后，控制器5控制电磁阀开启，同时控制器5将发电信息反馈给电子调速器7。电子调速器7通过汽车发动机400输出端的转速传感器21获取汽车发动机400的转速信息，并通过油门执行器20自动调节油门的开度，进而调节汽车发动机400的转速。最后汽车发动机400转动所产生的驱动力通过汽车变速箱300传递给取力器1，取力器1再通过传动轴2带动发电机4发电。

上述实施例中，自发电装置只能在驻车状态下工作，如果在行车过程中，错误操作按下了自发电旋钮8，安装在仪表盘下的声光报警器6会发出报警提示。此时控制器5不会开启电磁阀，因而齿轮12与输出轴11并不会接合，自发电装置也不会启动。

上述实施例中，如果自发电装置正处于发电过程中，错误地进行了行车操作，安装在仪表盘下的声光报警器6发出报警提示，同时控制器5会关闭电子阀。此时齿轮12与输出轴11会脱离，自发电装置退出发电工作状态。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种一键式自发电系统，其特征在于，该系统包括一安装于汽车底盘上的自发电装置，以及一安装于汽车驾驶室内的控制装置；

所述自发电装置包括一安装于所述汽车底盘上的取力器，所述取力器的动力输入端通过汽车变速箱上的取力接口与所述汽车变速箱连接，所述取力器的动力输出端通过传动轴连接一安装于所述汽车底盘上的发电机；

所述取力器包括一箱型安装座，所述安装座通过两端盖转动支撑一输出轴，所述输出轴上通过轴承安装有一箱型齿轮，且所述箱型齿轮内壁与所述输出轴外壁之间存在一密闭的环空；所述环空内的输出轴上设置有一环形活塞，所述活塞将所述环空分隔成两个密闭的腔室；所述活塞一侧的腔室内的所述输出轴上固定安装有一卡环，并在所述卡环和活塞之间安装有一弹性件；同时在所述卡环和活塞之间交替设置有若干环形摩擦盘和环形隔离盘，所述摩擦盘内圈与所述输出轴连接，所述摩擦盘随所述输出轴一起转动且能在所述输出轴上轴向滑动；所述隔离盘外圈与所述箱型齿轮内壁连接，所述隔离盘随所述箱型齿轮一起转动且能在所述箱型齿轮内轴向滑动；所述输出轴上还开设有一进气道，所述进气道的一端通过电磁阀连通汽车底盘气路，另一端连通所述活塞另一侧的腔室；所述箱型齿轮与另一齿轮啮合，所述另一齿轮通过齿轮轴转动支撑在所述安装座上，所述另一齿轮通过所述汽车变速箱上的取力接口与所述汽车变速箱内的齿轮啮合；

所述控制装置包括一控制器、一电子调速器和一自发电旋钮；所述控制器分别连接所述电子调速器、自发电旋钮和电磁阀；所述电子调速器分别连接安装在汽车发动机油门上的油门执行器和安装在汽车发动机输出端的转速传感器；所述自发电旋钮通过所述控制器控制所述电磁阀的开启和关闭。

2.如权利要求1所述的一键式自发电系统，其特征在于，所述控制器还连接安装在所述汽车底盘上的档位传感器，以用于获取汽车的档位信号。

3.如权利要求1或2所述的一键式自发电系统，其特征在于，所述控制器和电子调速器安装在所述汽车驾驶室仪表盘下方，所述自发电旋钮安装在所述汽车驾驶室仪表盘上。

4.如权利要求1或2所述的一键式自发电系统，其特征在于，所述汽车驾驶室仪表盘下方还安装有一用于对错误操作发出报警提示的声光报警器，所述声光报警器连接所述控制器；所述汽车驾驶室仪表盘上还安装有一用于实时显示所述控制器的连接状态的发电指示灯，所述发电指示灯连接所述控制器。

5.如权利要求1到4任一项所述的一键式自发电系统，其特征在于，所述传动轴通过一万向节连接所述发电机的转动轴。

6.一种采用如权利要求2到5任一项所述系统的一键式自发电方法，其包括以下步骤：

步骤1，首先在空挡启动汽车并使其怠速运行，将自发电旋钮旋转至发电档位开启自发电装置；

步骤2，控制器获取到挡位信号和驻车信号正常后，控制器控制电磁阀开启，电磁阀处排气孔关闭；

步骤3，汽车底盘气路的压缩空气由进气道进入活塞另一侧的腔室内，以推动活塞轴向运动，从而将摩擦盘与隔离盘逐渐压紧，进而使箱型齿轮与输出轴接合；

步骤4，汽车发动机转动所产生的驱动力通过汽车变速箱传递给取力器，取力器再通过传动轴带动发电机发电。

7.如权利要求6所述的一键式自发电方法，其特征在于，在进行步骤2的同时，控制器将发电信息反馈给电子调速器，电子调速器通过汽车发动机输出端的转速传感器获取汽车发动机的转速信息，并通过油门执行器自动调节油门的开度，进而调节汽车发动机的转速。

8.如权利要求6或7所述的一键式自发电方法，其特征在于，自发电装置只能在驻车状态下工作，如果在行车过程中，错误操作按下了自发电旋钮，安装在仪表盘下的声光报警器发出报警提示；此时控制器不开启电磁阀，箱型齿轮与输出轴并不接合，自发电装置不启动。

9.如权利要求6或7所述的一键式自发电方法，其特征在于，如果自发电装置正处于发电过程中，错误地进行了行车操作，安装在仪表盘下的声光报警器发出报警提示，同时控制器关闭电子阀；此时箱型齿轮与输出轴脱离，自发电装置退出发电工作状态。

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