CN220059723U - 一种燃油机与发电机直连式驻车发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，包括燃油发动机和发电机，发电机由转子、定子和端盖构成，转子由两极爪和缠绕于两极爪中的线圈构成，动力输出轴上固定有中心轴，转子的中央设置有空心轴，转子的两极爪固定于空心轴上，空心轴的内端固定于动力输出轴上，中心轴从空心轴的轴腔中穿过；前端盖的内侧固定于燃油发动机的外壳上，极爪外侧的空心轴上固定有轴承，前端盖与后端盖经多个连接螺栓固定连接。本实用新型的驻车发电装置，前端盖和后端盖经支撑套筒与轴承的配合实现了对中心轴和空心轴外端的支撑，保证了中心轴、空心轴和转子随动力输出轴转动过程中，始终会保持与动力输出轴同轴，确保了发电机的长期稳定发电。

Description

一种燃油机与发电机直连式驻车发电装置

技术领域

本实用新型涉及一种驻车发电装置，更具体的说，尤其涉及一种采用风冷或水冷的燃油机与发电机直连式驻车发电装置。

背景技术

运输货车在停车后，司机和随行人员通常会在驾驶室内生活和居住，而且驾驶室内安装有驻车空调，运输货车停车后，货车的发动机不再工作，此时即使车载电瓶满电，也不能够使驻车空调长时间使用，而且司机在驾驶室内生活还会有其他用电消耗，此时如果启动货车发动机进行供电，所增加的油耗成太高，驻车时使用不划算，而且货车发动机工作时产生的噪音也不利于司机在驾驶室内休息。

因此，为了解决运输车辆驻车时的用电问题，会在驾驶室上安装驻车发电装置。驻车发电装置不仅可以给驻车空调提供电能，而且还可对车载电瓶进行充电，因为司机在驾驶室内生活的过程中，会用到车载设备，如车载收音机、车内USB接口等，会消耗车载电瓶内存储的电能，因此要求驻车发电装置需具备对车载电瓶充电、电水壶和电冰箱供电的功能。

目前驻车发电装置通常为燃油发动机（通常为汽油发动机）经传输带和飞轮带动永磁发电机进行发电，这种采用燃油发动机经飞轮和传输带驱动永磁发电机进行发电的方式存在如下缺点：一是发动机与发电机之间的“传输带”会降低传递效率，随着长时间的使用传输带会发生疲劳，严重的情况下传输带会出现松动打滑，甚至需要更换。二是，有传输带就需要有与其配合的主动轮和从动轮，传输带、主动轮和从动轮的设置需要占用一定的空间，这就会导致驻车发电装置的提交较大，不利于在驾驶室的外壁上悬挂安装。三是，由于目前通常采用永磁发电机，由于永磁发电机输出的电压是恒定值，这就导致发电机对车载电池为恒压充电，这种恒压充电的方式会对车载电池造成较大的损害，降低了车载电池的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种燃油机与发电机直连式驻车发电装置。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，包括燃油发动机和发电机，燃油发动机上设置有动力输出轴，发电机由转子、定子和端盖构成，转子由两极爪和缠绕于两极爪中的线圈构成，定子位于转子的外围并固定于端盖上，端盖由前端盖和后端盖构成；其特征在于：动力输出轴上固定有中心轴，中心轴与动力输出轴共轴线；所述转子的中央设置有空心轴，空心轴的内部为轴腔，转子的两极爪固定于空心轴上，空心轴的内端固定于动力输出轴上，中心轴从空心轴的轴腔中穿过；

所述前端盖的内侧固定于燃油发动机的外壳上，极爪外侧的空心轴上固定有轴承，后端盖的外侧面上设置有支撑套筒，轴承的外圈装配于支撑套筒中；前端盖与后端盖经多个连接螺栓固定连接。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，所述中心轴和空心轴为一体形式，一体形式的中心轴和空心轴经连接键、焊接或过盈配合的方式与燃油发动机的动力输出轴相连接。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，所述动力输出轴外端的中央开设有螺纹轴孔，所述中心轴的两端设置有前螺纹段和后螺纹段，中心轴靠近前螺纹段的位置处设置有限位凸环，前螺纹段与螺纹轴孔螺纹连接。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，所述动力输出轴的外端为由外至内直径逐渐增大的锥形面，所述空心轴上设置有外径尺寸逐次减小的第一轴段、第二轴段、第三轴段和第四轴段，第一轴段内为与锥形面过盈配合的锥形孔；所述转子的两极爪以过盈配合的形式固定于第二轴段上，轴承以过盈配合的形式固定于第四轴段上。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，所述中心轴的外端设置有固定螺母，固定螺母以螺纹连接的方式设置在中心轴的后螺纹段上，轴承外侧的空心轴的外围设置有压紧套筒，固定螺母经压紧套筒对轴承的内圈压紧。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，所述前端盖和后端盖上均开设有通气孔，极爪外侧的中心轴上固定有转动时将外界空气吸入端盖内的进气叶片，极爪内侧的中心轴上固定有转动时将端盖内空气排出的出气叶片；所述空心轴的外端固定有将外界气体吹向发电机端盖上的散热叶片。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，所述发电机为有刷或无刷励磁发电机，转子上的线圈为励磁线圈；在发电机为有刷励磁发电机的情况下，空心轴上设置有对励磁线圈供电的导电滑环。

本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，包括控制器，采油发动机上设置有与控制器相连接的启动马达、散热风扇、机油低位检测传感器、温度传感器、散热风扇和自供油泵，发电机上设置有与控制器相连接的发电机故障检测传感器、励磁信号接线端和发电机正极输出端；控制器连接有用于接收手机APP或遥控器信号的APP天线。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的驻车发电装置，燃油发动机的动力输出轴上固定有中心轴，中心轴穿过转子上的空心轴的轴腔，空心轴的外端设置有轴承，空心轴上固定有极爪和线圈，极爪的外围设置有定子，定子的外围设置有前端盖和后端盖，前端盖固定于燃油发动机的壳体上，后端盖上固定有与主轴的外圈过盈配合的支撑套筒，这样，中心轴保证了转子上的空心轴与燃油发动机的动力输出轴的同轴，前端盖和后端盖经支撑套筒与轴承的配合实现了对中心轴和空心轴外端的支撑，保证了中心轴、空心轴和转子随动力输出轴转动过程中，始终会保持与动力输出轴同轴，确保了发电机的长期稳定发电，与现有的皮带传动机构相比，具有传动效率高、噪音低、空间小的优点。

附图说明

图1为本实用新型中燃油发动机的主视图；

图2为本实用新型中燃油发动机的右视图；

图3为本实用新型中中心轴的结构示意图；

图4为本实用新型中空心轴的结构示意图；

图5为本实用新型中空心轴的剖视图；

图6为本实用新型中转子的剖视图；

图7为本实用新型中前端盖装配到燃油发动机上的结构示意图；

图8为本实用新型中中心轴装配到燃油发动机上的结构示意图；

图9为本实用新型中转子配到燃油发动机上的结构示意图；

图10为本实用新型中定子转配到燃油发动机上的结构示意图；

图11为本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置装配完毕后的结构示意图；

图12为本实用新型中控制器的原理图。

图中：1燃油发动机，2动力输出轴，3转子，4定子，5前端盖，6后端盖，7空心轴，8极爪，9励磁线圈，10凸台，11螺纹轴孔，12锥形面，13螺纹连接孔，14中心轴，15前螺纹段，16后螺纹段，17限位凸环，18轴腔，19锥形孔，20第二轴段，21第三轴段，22第四轴段，23导电滑环，24轴承，25进气叶片，26出气叶片，27通气孔，28定子线圈，29散热叶片，30连接螺栓，31固定螺母，32控制器，33第一轴段，34压紧套筒，35支撑套筒。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，分别给出了本实用新型中燃油发动机的主视图和右视图，由于燃油发动机1不是本专利所要改进的，而且燃油发动机1可以市购获得，故采用框图来代表燃油发动机1的主体部分。所示燃油发动机1上设置有动力输出轴2，动力输出轴2外端的中心位置上开设有螺纹轴孔11，螺纹轴孔11的开口朝外。为了实现与空心轴7的过盈配合，所示动力输出轴2的外端为由内到外直径逐渐减小的锥形面12。

动力输出轴2所在的燃油发动机1的壳体上设置有凸台10，凸台10位于动力输出轴2的外围，凸台10上均匀开设有多个螺纹连接孔13，发电机的前端盖5经拧入螺纹连接孔13中螺栓固定在燃油发动机1的壳体上。如图7所示，给出了实用新型中前端盖装配到燃油发动机上的结构示意图，发电机的前端盖5经螺栓连接到螺纹连接孔13中，这样就实现了前端盖5与燃油发动机1的牢固连接。

如图3所示，给出了本实用新型中中心轴的结构示意图，所示中心轴14的两端为前螺纹段15和后螺纹段16，中心轴14上靠近前螺纹段15的位置处设置有限位凸环17。中心轴14上的前螺纹段15拧入到动力输出轴2上的螺纹轴孔11中，以实现中心轴14与动力输出轴2的固定连接。如图8所示，给出了本实用新型中中心轴装配到燃油发动机上的结构示意图，中心轴14连接到动力输出轴2上之后，中心轴14与动力输出轴2共轴线。

如图4和图5所示，分别给出了本实用新型中空心轴的结构示意图和剖视图，空心轴7为转子3的中心轴，空心轴7的中央开设有轴腔18，中心轴14从轴腔18中穿过。空心轴7的一端至另一端为直径逐次减小的第一轴段33、第二轴段20、第三轴段21和第四轴段22，为了实现空心轴7与动力输出轴2外部的锥形面12的过盈配合，所示第一轴段33的内部为锥形孔19，在固定螺母31经压紧套筒34迫使空心轴7压向动力输出轴2的状态下，使得锥形面12与锥形孔19始终处于过盈配合状态，保证了空心轴7和中心轴14始终保持与动力输出轴2同步转动。

本实用新型中的发电机由转子3、定子4和端盖构成，端盖由前端盖5和后端盖6构成，如图6所示，给出了本实用新型中转子3的结构示意图，所示转子3由空心轴7、两极爪8和线圈构成，两极爪固定于空心轴7上的第二轴段20上，线圈设置在两极爪8中。本实用新型中的电机为励磁电机，因此，两极爪8中的线圈为励磁线圈；第三轴段21上设置有两个导电滑环23，两导电滑环23通过与电刷的配合来实现对励磁线圈的供电。空心轴7的第四轴段22上固定有轴承24，轴承24实现对空心轴7外端的限位固定。

所示极爪8外侧的空心轴7上固定有进气叶片25，进气叶片25的叶片朝向满足：当进气叶片25跟随转子3旋转运动过程中，进气叶片25具有将外界的空气排入到端盖中的作用。极爪8内侧的空心轴7上固定有出气叶片26，出气叶片26上叶片的朝向满足：当出气叶片26跟随转子3转动的过程中，出气叶片26具有将端盖内的空气排出到外界的作用。所示前端盖5和后端盖6上均开设有通气孔27，这样，在燃油发动机1的动力输出轴2带动发电机的转子3转动的过程中，发电机中即可形成如图11中所示的气流方向，十分有利于发电机中励磁线圈9和定子线圈28的散热。

如图9所示，给出了本实用新型中转子配到燃油发动机上的结构示意图，如图10所示，给出了本实用新型中定子转配到燃油发动机上的结构示意图，所示定子4上设置有定子线圈28，定子4与前端盖5和后端盖6相固定。如图11所示，给出了本实用新型的燃油机与发电机直连式驻车发电装置装配完毕后的结构示意图，所示后端盖6的外侧设置有支撑套筒35，后端盖6经多个连接螺栓30与前端盖5固定相连接。

所示轴承24的外圈与支撑套筒35的内腔过盈配合，中心轴14的外端设置有固定螺母31，固定螺母31的内侧为垫片，垫片的内侧为散热叶片29，散热叶片29的内侧的空心轴7的外围设置有压紧套筒34，压紧套筒34的内端对轴承24的内圈相接触，这样，在拧紧固定螺母31的情况下，固定螺母31即可通过压紧套筒34对轴承24的内圈压紧，进而将将空心轴7的压向动力输出轴2，使空心轴7上的锥形孔19与锥形面12过盈连接。同时，由于后端盖6和前端盖5均与燃油发动机1的壳体固定连接，因此，支撑套筒35也相当于与燃油发动机1的壳体固定连接，又由于轴承24的外圈固定在支撑套筒35中，因此，支撑套筒35实现了对空心轴7外端的支撑。

使用时，燃油发动机1的动力输出轴2转动过程中，即可带动中心轴14、空心轴7、转子3、固定螺母31、导电滑环23、压紧套筒34、散热叶片29同步转动。而与燃油发动机1固定连接的前端盖5、后端盖6、定子4、支撑套筒35和轴承24的外圈是固定不动的，这样，利用转子3和定子4的相对运送来实现发电作业。

可见，空心轴7的后端有一个轴承24，轴承24设计到后端盖6上，而空心轴的前端连接到动力输出轴2上从而形成“单支点”形式的支撑。

在发电机采用励磁发电机的情况下，发电机的励磁发电过程为：

微控制器检测负载（车载电瓶）电压、电流和对充电功率的消耗，来对转子3上的励磁线圈9通过励磁导电滑环23提供相应励磁电压，随着负载所需，发电机输出相应的电压、电流及功率对负载供电。

发电机的发电，本实用新型的驻车发电装置中的发电机，与永磁（恒磁）发电机相比较，其跟随负载大小来提供相应的充电电压和电流，非恒定输出，长时间使用不会出现退磁现象，由微控制器根据所检测的负载电压的大小来提供一个变化的励磁电压，而永磁发电机的磁场会跟随温度的升高而减弱，从而功率降低，此时需要提高转速来提高输出功率，而本实用新型的驻车发电装置中的励磁发电机则不会。

Claims (8)

1.一种燃油机与发电机直连式驻车发电装置，包括燃油发动机（1）和发电机，燃油发动机上设置有动力输出轴（2），发电机由转子（3）、定子（4）和端盖构成，转子由两极爪（8）和缠绕于两极爪中的线圈构成，定子位于转子的外围并固定于端盖上，端盖由前端盖（5）和后端盖（6）构成；其特征在于：动力输出轴上固定有中心轴（14），中心轴与动力输出轴共轴线；所述转子的中央设置有空心轴（7），空心轴的内部为轴腔（18），转子的两极爪固定于空心轴上，空心轴的内端固定于动力输出轴（2）上，中心轴从空心轴的轴腔（18）中穿过；

所述前端盖（5）的内侧固定于燃油发动机的外壳上，极爪外侧的空心轴上固定有轴承（24），后端盖（6）的外侧面上设置有支撑套筒（35），轴承的外圈装配于支撑套筒中；前端盖与后端盖经多个连接螺栓（30）固定连接。

2.根据权利要求1所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：所述中心轴（14）和空心轴（7）为一体形式，一体形式的中心轴和空心轴经连接键、焊接或过盈配合的方式与燃油发动机（1）的动力输出轴（2）相连接。

3.根据权利要求1所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：所述动力输出轴（2）外端的中央开设有螺纹轴孔（11），所述中心轴（14）的两端设置有前螺纹段（15）和后螺纹段（16），中心轴靠近前螺纹段的位置处设置有限位凸环（17），前螺纹段与螺纹轴孔螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：所述动力输出轴（2）的外端为由外至内直径逐渐增大的锥形面（12），所述空心轴（7）上设置有外径尺寸逐次减小的第一轴段（33）、第二轴段（20）、第三轴段（21）和第四轴段（22），第一轴段内为与锥形面（12）过盈配合的锥形孔（19）；所述转子（3）的两极爪（8）以过盈配合的形式固定于第二轴段上，轴承（24）以过盈配合的形式固定于第四轴段上。

5.根据权利要求4所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：所述中心轴（14）的外端设置有固定螺母（31），固定螺母以螺纹连接的方式设置在中心轴的后螺纹段上，轴承（24）外侧的空心轴（7）的外围设置有压紧套筒（34），固定螺母经压紧套筒对轴承的内圈压紧。

6.根据权利要求1或3所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：所述前端盖（5）和后端盖（6）上均开设有通气孔（27），极爪（8）外侧的中心轴（14）上固定有转动时将外界空气吸入端盖内的进气叶片（25），极爪内侧的中心轴上固定有转动时将端盖内空气排出的出气叶片（26）；所述空心轴（7）的外端固定有将外界气体吹向发电机端盖上的散热叶片（29）。

7.根据权利要求1或3所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：所述发电机为有刷或无刷励磁发电机，转子（3）上的线圈为励磁线圈；在发电机为有刷励磁发电机的情况下，空心轴（7）上设置有对励磁线圈供电的导电滑环（23）。

8.根据权利要求1或3所述的燃油机与发电机直连式驻车发电装置，其特征在于：包括控制器（32），采油发动机（1）上设置有与控制器相连接的启动马达、散热风扇、机油低位检测传感器、温度传感器、散热风扇和自供油泵，发电机上设置有与控制器相连接的发电机故障检测传感器、励磁信号接线端和发电机正极输出端；控制器连接有用于接收手机APP或遥控器信号的APP天线。