ITRM940670A1 - Impianto elettrico di autoveicolo con macchina elettrica avente funzione di generatore di rete di bordo - Google Patents

Abstract

Impianto elettrico di autoveicolo con macchina elettrica avente funzione di generatore di rete di bordo.Sono noti impianti elettrici di autoveicoli con una macchina elettrica (1) che, in un primo tipo di servizio, viene fatta funzionare come generatore di rete di bordo, con un regolatore (10) per l'impostazione della corrente di eccitazione per la macchina elettrica nonché con una utenza elettrica (8) con potenza richiesta comparativamente alta, ad esempio con un dispositivo di riscaldamento per un catalizzatore di gas di scarico.Il nuovo impianto prevede, inoltre, un commutatore (5) mediante il quale una uscita della macchina elettrica è collegabile a scelta con un conduttore di alimentazione (7) della rete di bordo oppure con l'utenza, nonché una unità di comando (2) per il controllo del regolatore e del commutatore a scelta in un primo tipo o in un secondo tipo di servizio, in modo che la macchina elettrica è collegata con la rete di bordo e il regolatore imposta la tensione di esercizio su una tensione di rete di bordo oppure la macchina elettrica è collegata con l'utenza e il regolatore imposta la tensione di esercizio su un valore nominale più alto. Oltre a queste

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal _titolo: "Impianto elettrico di autoveicolo con macchina elettrica a vente f unzio ne di generatore di rete di bordo"

L'invenzione concerne un impianto elettrico di autoveicolo secondo il preambolo della rivendicazione brevettuale 1.

Nella maggior parte degli autoveicoli è pre visto un generatore di rete di bordo, la cui tensione di esercizio è regolata da un regolatore per mezzo di una impostazione adatta della corrente di eccitazione del generatore. Inoltre, spesso sono disponibili utenze elettriche con potenza richiesta comparativa† mente alta, ad esempio un dispositivo di riscal to per un catalizzatore di gas di scarico riscaldabile elettricamente. Il catalizzatore di gas di sca rico lavora in modo ottimale giusto ad una certa temperatura di esercizio. Per raggiungere più rapidamen te questa temperatura durante la fase di avviamento del motore dell'autoveicolo, spesso è previsto riscaldare brevemente il catalizzatore dei gas di scaco con elevata potenza, ad esempio 6 kW e più

Da l brevetto tedesco DE 42. 30 597 C I _ no to . un imp i anto e l ettric o d i _ a u t_o_ve i colo i n_ cu i la corrente per il _riscaldamento,el ettrico_del..catal.izzatore dei gas di scarico viene prodotta da un generatore_ separto_,_ previsto esclusivamente ..per questo scopo, dove la_produzione della correrete viene regolata per mezzo di un accoppiamento comandabile tra questo generatore_e_ il motore a combustione interna.

Nelladomanda di brevetto pubblicala DE 39 _19_ 562 Al sono descritti impianti elettrici di autoveicoli, in cui un generatore comune funge da generatore di rete di bordo e serve ad alimentare una resistenza di riscaldamento. Per l'approntamento di un elevata tensione del generatore per l'alimentazione oella resistenza di riscaldamento sono indicati accorgimenti tecnico-circuitali di diverso tipo, ad esempio anche la divisione del lavoro del generatore prevista nel preambolo, in un primo tipo di funziona mento, come generatore di rete di bordo e,in un secondo tipo di funzionamento, per l'alimentazione della re sistenza di riscaldamento.

Nella domanda di brevetto pubblicata DE 24 41 086 è descritta una trasmissione a cinghie trapezoidali, regolatrice del numero d i gi ri , che accoppi a uno o più aggregati all'albero motore dell'autoveicolo in modo che il numero di giri dell'aggregato, in presenza di numero di giri del motore crescente, si riduce e, in presenza di numero di giri del motore descrescente , aumenta, la cinghia trapezoidale essen do tenuta mediante corpo centrifugo su raggi diversi di pulegge.

Nella domanda di brevetto pubblicata DE 37 43 317 Al è descritto un impianto elettrico di autoveicolo in cui una macchina elettrica è eccitabile, da un lato, come generatore di rete di bordo e, dall'altro lato, come motore di avviamento, per cui tra la macchina elettrica e la batteria del veicolo nonché le utenze della rete di bordo è inserito un appropriato circuito intermedio a corrente co n t i; nua.

L'invenzione si prefigge il compito, come problema tecnico, di realizzare un impianto tecnico di autoveic "o .lo in c .ui si ga "rantisce, con d 'ispendio relativamente basso e con poche unità, sia un'alimentazione affidabile della rete di bordo sia un'aljimentazione almeno breve di una utenza elettrica con potenza richiesta comparativamente alta, in particolare di un dispositivo di riscaldamento per un catalizzatore di gas di scarico.

Questo problema viene risolto con un imptan to tecnico di autoveicolo con i particolari della rivendicazione brevettuale 1. Questa soluzione prevede una macchina eìettica che, da un iato è in grado di esp licare, una funzione di generatore di rete di bordo e, dall altro lato, è in grado di annientare l utenza elettrica con potenza richiesta comparativaniente alta, per cui la macchina elettricapuòesserecablata opportunamente per mezzo dell'unità di comando, il commutatore e il regolatore ed essere accoppiata attraverso il collegamento dell innesto ad ingranaggi _co_n una moltiplica di volta in volta appropriata, _ _ meccanicamente con l'albero motore. All'ottenimento di una tensione di uscita più elevata del generatore per l'alimentazione dell'utenza elettrica con potenza richiesta comparativamente alta partecipa sia la regolazione di una corrente di eccitazione adeguatamente più elevata del generatore sia la scelta di una moltiplica più elevata che, di conseguenza, pròduce un maggiore numero di giri del generatore. Un generatore di corrente separato per l'utenza con potenza richiesta comparativamente alta non è quindi necessario. Con un1appropriata progettazione e scel ta di livello operativo per la macchina elettrica si può, comunque, prendere momentaneamente, mediante maggiore eccitazione, una potenza notevolmente maggiore della potenza nominale, in presenza di una tensione maggiore, e metterla a disposizione dell'utenza, ad esempio un impianto di_ risc caldame ' nto di catalizzatore _di gas di_ scambi o,_ dove _ìa sezione trasver- ; sale relativa della tubazione e_le perdite che si determinano in essa vengono tenute basse. Ad esempio, un generat ~o .re con una pote .nza nominale ” di 1,6 * kW può i produrre, con un numero di giri del generatore di 6000 g/fni_n_, brevemente all 'incirca 6 kW', dove all 1 u -tenza si ottiene una tensione di esercizio di 50 V circa. In presenza di numero di giri più elevato, la potenza elettrica approntata può essere aumentata ancora di più.

Un ulteriore sviluppo dell'invenzione se-· condo la rivendicazione 2 è costituito da una realiz zazione vantaggiosa dell'accoppiamento a ingranaggi! del macchina elettrica sull'albero motore dell'autoveicolo.

i n un ulteriore sviluppo costruttivamente vantaggioso dell'invenzione, il dispositivo di coma 1 do per la trasmissione a cinghia ad alta velocità è realizzato, per l'attivazione di detta trasmissione nel secondo tipo di servizio e per la disattivazione nel primo tipo di servizio, mediante un elemento di accoppiamento ad attrito. La forma di realizzazione dell'elemento di accoppi ame_ntp ad. attrito .avv.ie.-jie in modo che esso, a guisa d i _un motore , .esegue, attraverso la copp ia_ der i vante_dal lalbero .motore ,_ un accoppiamento a frizione atto a eseguire_un collegamento ad accoppiamento dinamico che si svincola automaticamente quando si raggiunge un valore limite preselezionabile del numero di giri del motore, ad esempio med i ante_organ i di elementi di accoppi am e nto azio nati da forza centrifuga, dove il collegamento svincolato e quindi la disattivazione dell'elemento di accoppiamento a frizione permane durante l'ulteriore funzionamento in corso del motore. Questo accorgimento fa in modo che la macchina elettrica sia azionabile dall 'albero motoré,r dopo l'avviamento dei motore, prima nel secondo tipo di funzionamento tramite la tramissione a cinghia ad alta velocità con un numero di giri più alto per l'approntamento di una maggiore potenza di uscita del generatore e, successivamente, nel primo tipo di funzionamento tramite la trasmissione a cinghia a velocità normale con una minore numero di giri per l'approntamento della tensione della rete di bordo dove, attraverso la commutazione automatica, nell'elemento dell'accoppiamento non è necessaria l'attivazione esterna dello stesso.

In un ulteriore sviluppo particolarmente vantaggioso dell'invenzione secondo la figura 4, la. macchina elettrica è esercibile, inoltre, in. un . terzo tipo di funzionamento, come motore di avviamento per l'avviamento del motore dell'autoveicolo. In questo caso, l'impianto elettrico dell'autoveicolo dispone, inoltre, di un dispositivo di alimentazione di cor rente per il circuito d'indotto della macchina elettrica e l'unità di comando provvede ad attivare appropri atamente il regolatore, il commutatore . e questo dispositivo di alimentazione di corrente. In questo modo è possibile impiegare la macchina elettrica, durante l'avviamento dell'autoveicolo, prima nel suo terzo tipo di funzionamento come motore di avviamento, indi, dopo il riconoscimento che il motore è in funzione, per un determinato periodo di tempo come generatore con potenza di uscita comparativamente alta, e successivamente come generatore di rete di bordo durante l'ulteriore funzionamento in corso dell ' autoveicolo .

La realizzazione del terzo tipo di funziojnamento per la macchina elettrica come motore di avviamento viene favorita, in un ulteriore sviluppo di questo pensiero, da una forma di realizzazione secondo la rivendicazione 5 che prevede un terzo disposir tivo di comando sotto forma di una ruota libera che:, come il secondo dispositivo di comando, agisce sul -l'accoppiamento della trasmissione a cinghia ad alta ve loci tà, però in direzione inversa, cioè esegue un accoppi amen to dinamico quando la coppia non agisce _ tramite l a l bero motore ma tramite l'albero della _ macchina elettrica.

Una forma di esecuzione vantaggiosa dell'invenzione è rappresentata nei disegni e viene descritta in seguito. In essi:

La figura 1 mostra uno schema elettrico a

un impianto elettrico di autoveicolo con una macchina elettrica fungente a scelta da motore di

cata l i zzatore dei gas si scarico oppure da generato

la figura 2 mostra una vista laterale sche in sezione parziale ccoppiamento a cin-

motore dell'autoveicolo con l'impiego di un albero intermedio,

la figura 3 mostra una vista schematica, in sezione parziale della zona dell'albero intermedio della f i gua 2 e

la figura 4 mostra una vista in sezione Iungo la linea I V - 1 V della figura 3.

Nella figura 1 sono rappresentate le com-, ponenti prevalentemente essenziali dell'impianto e-, lettrico dell autoveicolo nonchè il loro cablalggio.

Un elemento__strutturale centrale_è formato da una macchina elettrica (1) eccitabile a scelta come motore o come generatore, dove essa dispone di urr avvolgimento di _eccitazi_one_ (11) , indicato sepa-Ratamente. Per la regol azione_di una_corrente di eccitazio_ne_di volta in volta desiderata mediante l'avvolgimento di eccitazione (11) serve un regolatore (10) , la cui uscita è collegati con un raccordo deil'avvolgimento di eccitazione. Per consentire una regolazione della corrente di eccitazione in funzione della differenza della tensione di esercizio della macchina elettrica (1) nella funzione di generatore da un valore nominale desiderato, l'entrata delie grandezze di richiamo dei regolatore (10) è coliegata, insieme all'altro raccordo dell'avvolgimento di eccitazione, con il raccordo D+ della macchina e lettrica (1), mentre all'altra entrata dei segnali del regolatore è condotta un conduttore proveniente’, tramite una lampada (12) per il controllo della ca rica e per l'eccitazione iniziale, da una batteria non indicata del veicolo. L'uscita B dellamacchina: e lettnca_ (.!). è condotta a l l entra ta d i u n c.ommu t a; to re (5 ad attivazione elettica. collegabile tra tre p osizioni per il collegamento della sua entrata a scel ta con una di tre uscite. Di queste uscite, una

. forma una connessione libera (31) una seconda uscita è co I legata co n un dispositivo d i_ riscaldamento elettrico per un catalizzatore di gas di scarico (8) previsto nell'autoveicolo, mentre alla terza uscita del commutatore è collegato un conduttore di alimentazione di rete di bordo. Per attuare una funzione _ di motore di avviamento della macchina elettrica (1) è previsto un dispositivo di alimentazione di corrente (9) con una entrata di corrente continua, collegata con il conduttore di alimentazione (7) della rete di bordo, nonché con una uscita di corrente alternata, collegata con il circuito d'indotto della macchina elettrica (1). Il regolatore (10), il commutatore (5) e il dispositivo di al imentazione della corrente (9) sono attivabili per mezzo di una unità di comando (2) prevista per questo scopo. L'unità di comando (2) è correlata con una uscita di un comando (3) del motore dell'autoveicolo che, a sua volta, riceve, sul lato di entrata, il segnale di un inter- -ruttore di avviamento (4). L'unità di comando (2) è realizzata, in questo caso, come elemento strutturale separato, però essa può essere integrata alternat i vamente. ne l . comando del .motore .(3) . o nel. regolato· re (10).

E' evidente ..che l impianto elettrico del _ l autoveicolo , oltre .ai.componenti .elettrici .rilevan ti per l'invenzione, indicati in modo,.esplicito,nel.-_ la figura 1, contengono , in questo caso, componenti . elettrici non più interessanti e quindi non indicati.. Inoltre, il comando (3) del motore influenza. inoltre indirettamente le tensioni alternate di uscita della macchina elettrica (1) e del dispositivo di alimenta-_zione di corrente (9) e, di conseguenza l'intensità di corrente nel conduttore ai collegamento tra il dispositivo d_i alimentazione (9) della_corrente e ilJ circuito d'indotto della maccnina elettrica (1).

La macchina elettrica (1) è accoppiata, nel modo indicato più dettagliatamente nelle figure da 2 a 4, meccanicamente con un motore (13) di autoveicolo realizzato come un motore a combustione in-] terna.Come emerge in particolare dalla figura 2, l 'al bero (30) ella macchina elettrica (1) è collegata, da un lato, con l'albero a gomiti (14) del motore (13 dell'autoveicolo tramite una trasmissione a cinghia a velocità normale, costituita da una puleggia (32) disposta in modo non girevole sull 'albero a gomiti ( 14) , da una pu Leggi a_.( 24)_porta.ta ..sul l albero . ( 3.0) _ della macchina elettricaca 1.) . ,e_d a _u n a . c i ngh ia p ri nci pale ..( 15) Tra L'albero (30)__della macchina elettrica (1) e. questa puleggia (24) è prevista, come disp'o-_ sitivo di.comando per_l'accoppiamento della trasmis-_ sione a cinghia a velocità normal_e, una ruota libera_ (17) che si libera quando l'albero (30) relativo vie-_ ne azionato più__rap_idamente della puleggia relativa_ (24) , mentre es_sa,_alt_rimenti, produce un collega-

l'albero (30) della macchina elettrica (1) è colle-

locitè, indirettamente, mediante un albero interme dio (25) approntato da un altro aggregato (19), con

elettrica (1), con un puleggia (21) più grande, disposta di fronte alla puleggia (22) sull'albero intermedio (25) e con una cinghia secondaria (18) che: accoppia queste due pulegge (21, 22), nonché una puleggia (23) minore, situata in modo non girevole sul l'albero intermedio (25), la quale, da un lato, è a contatto con la cinghia principale (15) e, dal l 'allaltro l_ato, è accoppiata con la puleggia maggiore (_21_)_collegando in_ questo modo , i due piani della cinghia. In questo caso, [a pujeggia (21 ) maggiore è tenuta pi ù_esattamente tramite un cuscinetto a sfere (33)_ sull albero intermedio (25), mentre la puleggia piccola (23) è tenuta per mezzo di un perno . (34) avvitato nell'estremità frontale dell'albero intermedio (25), in modo non girevole su detto albero in modo che la rotazione della puleggia picco-' la (23) si trasmetta direttamente all'albero intermedio (25), la cui rotazione è utilizzabile, eventual mente in modo qui non più interessante, all'interno dell'aggregato (19) che la contiene.

Il collegamento della puleggia grande (21) con la puleggia piccola (23) dell'albero intermedio (25) è realizzato in un modo indicato nelle figure 3 e 4 sotto forma di elementi di innesto ad accop piamento a frizione. In modo speciale, la puleggia grande (21) è realizzata a guisa di anello avente una sezione trasversale a forma di U, in cui fa presa coassialmente un mantello a tamburo (35) del lato terminale della puleggia piccola (23).Tra la superficie esterna del mantello a tamburo della pulegr già piccola (23) e la superficie opposta della puleggia grande (21) si trova, come elemento di innesto ad accoppiamento a frizione, una ruota libera a rulli (16). Tra la superficie interna del mantello a tamburo della puleggia piccola (23) e la superficie radialmente opposta della puleggia grande (21) si trova un elemento disinnesto ad accoppiamento a fri- _ zione che contiene ceppi di freni (26) applicabili _ a molleggio contro la superficie del mantello_atam- _ buro della puleggia piccola (23), ai quali è associato di volta in volta una guida a glifo a perno ed _ asola (27) e un dispositivo di disinnesto, costituìto di volta in volta da un rullo (26) e un glifo a superficia obliqua associata (29). Il senso di rotaz ione è indicato dalla freccia (R) nella figura 4. Mentre la ruota libera a rulli (16) è tenuta sulla puleggia piccola (23), l'elemento di innesto ad accoppiamento a frizione contenente i ceppi 26 del freno è tenuto sulla puleggia grande (21). Ciò genera la seguente funzione dei due elementi di innesto ad accoppiamento a frizione (16, 20) in funzione di ciascun intervento di coppia.

Se durante il fermo precedente agisce prima una coppia derivante dalla maccina elettrica (1) e quindi dalla puleggia grande (21), allora la ruota libera a rulli (16) si porta in posizione bloccata producendo, in questo modo, un accoppiamento dinamico tra la puleggia grande (21 ) e la puleggia piccola (23) del l ' albero intermedio (25) . In_questo .modo .si . può .trasmettere , ad .esempio, una coppia de l l ' avvi a-.„ tore dall aIbero { 30 ) d e lla m a c chin a elett r ica , tramite l'accoppiamento del l a _trasmissione a cinghia ad al_ta velocità, all'albero motore (14) del l ' autovei colo. SeL successivame_nte^ l'albero motore (14),con -dotto in altro modo, gira più rapidamente, ad esempio ad avviamento avvenuto del motore a combustione interna (13), e il senso della coppia, per questo motivo, si inverte, allora la ruota libera a rulli (16) si libera mentre i ceppi (26) del freno,applicati leggermente a molleggio contro la puleggia piccola (23) dell'albero intermedio (25) spingono, a causa del-, l'attrito e condotti dalla loro rispettiva guida a, glifo (27) a perno ed asola, più intensamente contro la superficie inte rna opposta del mantello a tamburo, producendo, in questo modo, anche in questo senso della coppia, un accoppiamento dinamico tra la puleggia grande (21) e la puleggia piccola (23) dell'albero intermedio (25). Ciò porta ad azionare l'al bero (30 della macchina elettrica (1) mediante l'al bero a gomiti (14) tramite la trasmissione a cinghia ad alta velocità e, di conseguenza, con elevata ve-; locità che si adatta, ad esempio, all'approntamento di una maggiore potenza del generatore med_i_ante_ la mac chin a e lettri c a ( 1 ) . Non a p pena _i ì numero di _g i_ri d e l la p u l e g già mag g iore (21 ) s u p era un ce rt o v alo r e limi te p reselezionab il e ad_esempio_dopo_che il motore del l autoveicolo gira_con un numero.di giri più alto, i rulli (28), per effetto della loro forza centrifuga, spingono radialmente verso l'esterno con tro la loro superficie di avviamentq_ a gl o (29) obliqua, dì volta in volta associata (29), spostando, in questo modo, i ceppi (26) del freno in senso contrario all'intervento della forza elastica, per cui l'accoppiamento per attrito e quindi l'accoppiamento dinamico vengono svincolati. I rulli (28) giungono, in questo modo, in un segmento di superficie obliqua, con angolo obliquo nettamente minore, attiguo, radialmente verso l'esterno, ad un segmento'di superficie obliqua radialmente interna, con angolo obliquo accentuato. Ciò fa in modo che la forza di richiamo dei rulli (28) agente radialmen te verso l'interno e prodotta dalle superfici oblique di volta in volta attigue.in connessione con la forza elastica che agisce, nel segmento radiale esterno della superficie obliqua con angolo obliquo minore/ sia nettamente minore che nel segmento radiale interno della superficie obliqua con angolo obliquo maggiore. Ciò fa in modo, da un lato, che per richiamare e quindi svincolare _i ceppi (26) del freno.sia _necessa.ri.a, per effetto .del11ango.lo,ob.liquo iniziale, ma.ggiore, una, elevata forza,centrifuga dei rulli., per cui. lo._svincoìo dei_ceppi (26/, del freno .avviene giusto quando di supera un valore relativamente grande, _ del numero di giri del motore, per cui i pulii (28) gi_ungono _contemporaneamente nella zona meno appropriata, radialmente esterna della superficie obliqua. Dal· l altro lato , i rulli (28) rimangono in questa posiz ione di disinnesto anche quando in seguito si scende a l di sotto di questo valore limite_ del numero di giri del motore, dato che la restante_ forza_centrifuga è in grado di compensare la minore forza di richiamo dei rulli applicata dalle superfici oblique. L'angolo obliquo minore del segmento radiale esterno della superficie obliqua è scelto in modo che la forza centrifuga, persino durante il funzionamento al minimo del motore (13) dell'autoveicolo, sia maggiore di qpe sta forza di richiamo dei rulli. I ceppi (26) del fre no rimangono, quindi, permanentemente svincolati fino a quando la puleggia grande (21) si è fermata, ad esempio dopo che il motore a combustione interna (13) si è fermato.

La disposizione della cinghia secondaria (18) su un albero i ntermed io (25) consente una minore lunghezza d i ngombro per il motore ( 13) del l autov e i c o l o . In al tern ati va , si può r i nu cia re a questo albero intermedio e si può condurre_ la cinghia secondaria per la trasmissione a cinghia ad alta velocità . come la cinghia principale (15) pure direttamente all albero a gomiti (14)

In seguito viene illustrato dettagliatamente lo svolgimento della funzione preferibiImente previsto con la struttura dell'impianto elettrico descritto sopra dell'autoveicolo.

Partendo da un motore a combustione interna (13) disinserito, ii_suo avviamento viene ricono- _ sciuto dall'unità di comando (2) tramite un segnale proveniente dal comando del motore (3), dove detto comando- (3) del motore. riconosce, a sua volta, mediante un corrispondente segnale, la chiusura dell'interruttore di avviamento (4). Il dispositivo di comando (2) pilota, successivamente, il commutatore (5) sul suo collegamento libero (31), per cui l'uscita B+ del generatore è liberata. Allo stesso tempo, l'unità di comando (2) attiva: il dispositivo di alimentazione della corrente (9) in modo che quest'ultimo (9) alimenti il circuito d' indotto della macchina elettrica (1) per la durata dell 'avviamento con corrente . Ino ltre, i l regolatore . ( 10) v iene attivato .da un corrispondente segnale di comando del l. unità „ re l ativa (2). i n .modo_che esso _regoli una ..corrente..di eccitazione necessaria.per_l avviamento d.el.motore . (13) dell'autoveicolo Indi l.a macchi.na..elettrica (1 ) funge..da..motore di.avviamento durante il_processo di_avvlamento per il motore a combustione interna (13). A questo riguardo la coppia viene.trasmessa dall albero (30) della macchina elettrica (1) all'albero a gomiti (14) tramite l'accoppiamento della trasmissione _a cinghia ad alta velocità. In dettaglio, la trasmissione della coppia avviene tramite la puleggia (22) sull'albero (30) della macchina elettrica (1) e, tramite la cinghia secondaria (18) prima $ul-_ la puleggia grande (21) dell'albero intermedio (25). Come descritto sopra, la ruota libera a rulli (16) agisce, in questo caso di intervento della coppia attraverso la macchina elettrica (1), e produce, mediante accoppiamento per attrito, l'accoppiamento dinamico con la puleggia piccola (23), attigua, sul·-l'albero intermedio (25). Dalla puleggia (23), la coppia viene trasmesso sull'albero a gomiti (14)' tramite la cinghia principale (15) e la puleggia (32) dissposta i modo non girevole sull'albero a gomiti (14). Rimane da far notare che durante questo processo di avviamento con la funzione della macchina elettrica (1) come motore di avviamento, la ruota libera (17), che si trova tra l'albero (30) della macchina elettrica e_ la puleggia (24) associata, avvolta direttamente dalla cinghia principale (15), è liberata, dato che la coppia agisce mediante l'albero (30) della macchina elettrica. L'impiego della trasmissione a cinghia ad alta velocità in questa direzione produce la forte riduzione del numero di giri del motore di avviamento necessaria per l'avviamento del motore a combustione interna (13).

Non appena il comando (3) de! motore riconosce che il motore (13) dell'autoveicolo gira, invia un corrispondente segnale all'unità di comando (2) che attiva poi il regolatore (10) a ritirare la elevata corrente di eccitazione dell'avviamento e il dispositivo di alimentazione (9) della corrente per il disinserimento. Contemporaneamente, si passa il commutatore (5) per un breve periodo di tempo dall'unità di comando (2) all'uscita collegata con il dispositivo di riscaldamento de! catalizzatore (8) dei gas di scarico. La macchina elettrica (1) serve, in questo modo, da generatore di corrente di riscaldamento per il catalizzatore (8) dei gas di scarico,. Siccome, a questo scopo, è necessaria una potenza comparati vamente alta, il regolatore (10) rego a , in quesjto altro _tipo di servizio, la tensione di esercizio più alta della macchina elettrica ._( 1 } necessà- _ ria a questo scopo, in modo che la macchina elettrica (1) eroghi, per il periodo di tempo relativamente breve previsto, una potenza notevolmente_maggiore della sua potenza nominale in presenza di tensione dii eserci “zio‘aumentata pa‘ri a 50. V circ.a, a seconda del numero ‘di giri dei generatore, paragonata ad_una tensione di rete di bordo di 14 V circa.La fine di questa fase ai esercizio di maggiorata erogazione di potenza elettrica dei generatore della macchina elèttrica (1) viene determinata da un circuito a tempo nel dispositivo di comando (2) che, successivamente, induce il regolatore (10) a ritirare la corrente di eccitazione, in alternativa si può prevedere di terminare la fase di servizio quando si raggiunge una determinata temperatura del catalizzatore dei gas di scarico, per la qual cosa va previsto un elemento sensibile alla temperatura corrispondente e un conouttore connessione al dispositivo di comando (2).

Parallelamente alla commutazione elettrica su questa breve fase di servizio della erogazione di alta potenza alla macchina elettrica (1) avviene un!a commutazione meccanica automatica, corrispondente a questa, nell'accoppiamento delimiterò a .gomiti (14). con l'albero (.30J della macchina, elettrica (1) come , . segue. ..Non appena, il _mptore_.a combustione..interna (13), attrave.rso il processo _di.avviamento,...parte e gira, .. l'albero a gomiti (14) gira subito più rapidamente, per cui la direzione della trasmissione della coppia si inverte. Successivamente, _l .albero a gomiti (14) aziona , tramite la cinghia principale (J 5) la puleggia_p iccola (23)_ sull'albero intermedio 25 ). Attra verso la direzi_one_ di trasmissione della coppia,inver sa rispetto al processo di avviamento precedente, la ruota libera a rulli (16) ora è libera, mentre l elemento di innesto ad accoppiamento a frizione conten ente i ceppi (26) del freno produce un accoppoamento dinamico dalla puleggia piccola (23) alla puleggia_ grande (21) per il fatto che i ceppi (26) del freno applicato leggermente a molleggio vengono trascinati per via del loro attrito sulle superfici interne del mantello a tamburo della puleggia piccola (23) compressi fortemente, mediante spostamento nella loro guida a glifo ad asola (27),su questa. La coppia trasmessa attraverso l'accoppiamento dinamico così prodotto dalla puleggia piccola (23) e dalla puleggia grande (21) dell'albero intermedio (25) viene trasmessa ulteriormente dalla puleggia grande (21) , tramite la cinghia secondarla .( 18) , alla puleggia (.22.) situata._.in _moda. non girevole sul l albero .( 30) della macchina. -elettri ca. (.1 ) per-cui la..macchina..elettrica 1 -commutata _ come-descritto sopra, su servizio di generatore vie ne azionata,dal l.'albero a gomiti .(A4.),con_un_nume.ro_ di. giri.elevato del suo.albero .(.30) realizzato d.a la trasmissione a_.cin.ghia _ad alta...velocità ,La_r.uota libera (1.7) disposta ..nella seconda .puleggia _(2.4)_..sull albero...(3.0) .d.ella.macchina,elettrica (-1.)_rimane liber a.anche in questa fase di servizio, dato,.che l_a lbe.ro.(30) della.ma.cchina elettrica.(1). viene azio nata, tramite_l a trasmissione a cinghia ad alta, velocità, più rapidamente della puleggia sul suo perime ro per.mezzo della cinghia princ e,_(15)_._ La moltiplica della trasmissione a cinghia ad alta velicita, paragonata con la trasmissio. a cinghia a velocità normale realizzata attraverso l'accoppiamento diretta tramite la cinghia principale (15), prò duce 'elevato numero di giri dell'albero (30) dellia macchina elettrica (1) che, insieme alla corrente di eccitazione elevata, provvede ad aumentare la tensijo ne di uscita del generatore della macchina elettri ca ( 1 ) .

Quando l'unità di comando, mediante attiv,azione del regolatore (10) per il ritiro della corrént.e_di_eccltazione elevata .termina .questa fase_di ser vizio del generatore di corrente d iriscaldamento del la macchina elettrica (1), essa commuta contemporaneament e il commutatore (_5)_sull'uscita .collega-_ ta con il conduttore di alimentazione_ (7) della rete. di bordo . La macchina elettrica (1)_funge , in_questo modo, nel suo ulteriore tipo di servizio, da normale generatore di rete _di bordo dove il regolatore 10 attraverso la produzione di una corrispondente corrente di eccitazione, imposta la tensione di uscita del generatore sulla normale tensione della rete^di] bordo.

Indipendentemente da questo, da punto di vista del tempo, si ha_ anche un'altra _commutazione nell'accoppiamento meccanico della macchina elettrica (1) con il motore a combustione intenra (13) quando il numero di giri dell albero_ a gomiti supera per la prima volta un valore limite prescelto che viene anch'esso determinato mediante la scelta della forza elastica per i ceppi (26) del freno e mediante la struttura delle superfici oblique (29) a glifo all'interno dell'elemento di innesto ad accoppiamento a frizione dei ceppi del freno. Poiché il superamento di questo valore limite del numero di giri dell'albero a gomiti provoca anche un superamento di un determinato numero di giri della puleggia piccola (23) , '.

accoppiata tramite la cinghia principale (15) con l'albero a gomiti (14), sull'albero intermedio (25) e, a causa dell'accoppiamento dinamico esistente in questa fase, attraverso l'elemento di innesto ad accoppiamento a frizione dei ceppi del freno, anche della puleggia grande (21) attigua. Ciò fa in modo, a sua volta, che la forza centrifuga per i rulli (28) dell'elemento di innesto ad accoppiamento, a frizione dei ceppi del freno, superando il valore limite del numero di giri, avanzi radialmente verse l'esterno nel glifo (29) della superficie obliqua e spinga indietro i ceppi del freno contro la forza elastica, 1 per cui questo collegamento ad accoppiamento dinami- i co viene svincolato e, per i motivi descritti più dettagliatamente sopra, rimane svincolato durante lo ulteriore servizio del motore dell'autoveicolo, i rulli (26) permanendo in questa sezione radiale esterna fino a quando il numero di giri si riduce3⁄4l massimo e comunque scende al di sotto di un valore corrisporiidente al minimo del motore. A causa di questo unico disinnesto permanete del collegamento ad accoppiamelito a frizione dei ceppi del freno mentre la ruota li bera a rulli (16) continua a rimanere libera, l'albè ro (30) della macchina elettrica (1) in seguito non viene più azionata tramite la cinghia secondaria (18) e quindi tramite la trasmissione a cinghia ad .alta -velocità, per cui ora la ruota libera (17) fa presa... nella puleggia (24) collegata con l_a cinghia princi--pale (15) sull'albero (30) della macchina elettrica. . In questo .modo, successivajnente l'albero (30) della_ macchina elettrica (1) viene azionata,tramite la tra.-_ smissione a cinghia.a velocit.à.norma,le, cioè tramite_ la cinghia principale (15).e la .puleggia relativa (.24) sull'albero (30) de11a macchina elettrica (1),..perii normale sercizio di generatore di rete di bordo,, dall'albero a gomiti (14).

L'impiego della trasmissione a cinghia ad alta velocità consente, chiaramente, da un lato du-_ rante il servizio di avviatore, l'approntamento di_ una coppia adeguatamente alta dalla macchina elettrica (1) all'albero a gomiti (14) e, dall'altro lato, durante il servizio di generatore di corrente di riscaldamento, l'approntamento di un elevato numero di jgiri per la macchina elettrica (1). I dispositivo di Icomando (16, 20) previsti nella trasmissione a cinghia ad alta velocità sotto forma di elementi di in- . nesto ad accoppiamento a frizione producono il rispett ivo collegamento della trasmissione ad alta velocità senza o solo in presenza di differenza estremamente !piccola del numero di giri tra il lato di trasmissione e il lato di resa di.forza. Quando si raggiunge un numero di giri limite, la.trasmissione ad._alta velocità viene disattivata una sola volta e automaticamente per la durata del successivo_servizio corrente di motqre._ Si deve rilevare che tutti questi processi meccanici di comando avvengono di volta in volta automaticamente senza attivazione dall'esterno. Durante _ la fase della trasmissione ad alta velcoità_, il coma_n_-do normale viene disaccoppiato mediante la ruota li-_ bera (17) inoltre prevista.

E' evidente che il motore (13) dell'autoveicolo (13), dopo l'avviamento, viene limitato nel suo numero di giri attraverso il comando (3) del motore fino a quando è trascorso il breve periodo di tempo del prelievo di elevata potenza per il riscaldamento del catalizzatore dei gas di scarico, affinchè il disaccoppiamento dell'elemento di innesto ad accoppiamento a frizione dei ceppi del freno prodotto.indipendentemente da queso, dal superamento del valore limite del numero di giri del motore e quindi la disattivazione della trasmissione a cinghia ad alta velocità avviene giusto dopo questa fase di generatore di corrente di riscaldamento. In questo caso, la disattivazione della trasmissione a cinghia ad alta veloe l'attivazione della trasmissione a cinghia a veloc i tà normale avv iata con questa non hanno bisogno di aver luogo contemporaneamente all 'avvi amento del ser vizio di generatore di rete di bordo per la macchina elettrica (1) attraverso l'unità di comando_( 2) . Anz.1 è vantaggioso che, a causa della limitazione del numero di giri, durante il servizio di generatore di corrente di riscaldamento, la trasmissione a cinghia ad alta velocità avvenga giusto dopo un primo superamento del valore limite del numero di giri durante il servizio di generatore di rete di bordo della macchina elettrica (1), in modo che, durante il servizio iniziale di generatore di rete di bordo, alla rete di bordo possa essere alimentata, per effetto della trasmissione a cinghia ad alta velocità ancora attivata, più corrente.

Naturalmente, oltre alle possibilità alternative già citate, sono possibili altre variazioni più ovvie per l'esperto nell'ambito dell'invenzione, ad esempio, eventualmente, al posto della trasmissione a cinghia ad alta velocità citata precedentemente, si può impiegare una trasmissione ad alta velocità tradizionale di qualsiasi tipo di struttura. Inoltre, a seconda dell'impiego, si può eliminare la funzione supplementare della macchina elettrica come motore di avviamento, dove poi il dispositivo di alimentazione della corrente per il circuito 'indotto non è necessario. E' evidente, inoltre, che invece del dispositivo di riscaldamento descritto per il catalizzatore dei gas di scarico, si possa allacciare una qualsiasii altra utenza elettrica alla macchina elettrica nel tipo di servizio in cui essa eroga, almeno brevemente, una potenza più alta, prefribilmente maggiore della sua potenza nominale che, per il periodo di tempo dato, ha un fabbisogno di potenza comparativamente alto. Inoltre, a seconda dell'impiego, è possibile rinunciare totalmente alla disposizione della trasmissione ad alta velocità e generare la maggiore produzione di potenza mediante la macchina elettrica soltanto attraverso una corrente di eccitazione adeguatamente più alta. Naturalmente, la parte elettrica e la'parte accoppiata meccanicamente dell'impianto citato possono essere impiegate di volta in volta separatamente in altri impianti.

Inoltre si può prevedere e eseguire l'intervento nel comando del motore per la limitazione del numero di giri del motore durante la breve alimentazione dell'utenza con elevato fabbisogno di potenza e quindi l’assicurazione di una trasmissione ad alta velocità attivata in questa fase di servizio in funzione di ciascuno stato di marcia. Invece delle commutazioni che avvengono di volta automatica n pendentemente l'una dall'altra nell'esempio citato precedentemente, mediante l'unità di comando e rispett.ivamente nel dispositivo di accoppiamento meccanico mediante i diversi dispositivi di comando meccanici. in alternativa si può prevedere un accoppiamento di. queste commutazioni, ad esempio mediante l'impiego Idi dispositivi di comando ad attivazione elettrica nell'accoppiamento meccanico della macchina elettrica e del motore dell'autoveicolo e di corrispondenti conduttori di comando dalla unità di comando a tali dispo sitivi di comando da attivare.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1 . trapianto, elettrico di autoveicolo con _ aj una macchina elettrica_( 1) che, durante.un primo tipo di servizio, può funzionare da generatore di rete di bordo e,duurante un secondo tipo di servizio.,può funzionare per l'alimentazione di una utenza elettrica (8) con potenza richiesta comparativame nte a1t_a, caratterizzato da_ b) un regolatore 1 0_) per la regolazione della corrente di eccitazione_per la macchina elettrica (1), da un commutatore (5) attivabile e da una unità di comando (2) per il controllo del servizio del regolatore (10) e del commutatore (5) a scelta nel primo o nel secondo tipo di servizio, dove b.1) nel primo tipo di servizio, il commutatore collega l'uscita della tensione di alimentazione della macchina elettrica con un conduttore di alimentazione della rete di bordo e il regolatore imposta la tensione di servizio della macchina elettrica su un valore nominale minore, adatto all'alimentazione della rete di bordo e b.2) nel secondo tipo di servizio, il commutatore collega l'uscita della tensione di alimentazione della macchina elettrica con il raccordo dell'utenza elettrica con potenza richiesta comparati v ament e alta e il regolatore imposta la tensipn e di _s e r -vizio della macchina elettrica su un valore nominale maggio re , adatto all al iment azio ne di energia di qu e sta utenza, e c) un dispositivo di accoppiamento che urii_s_ce l'albero (30) della macchina elettrica con moltiplica diversa nei due tipi di servizio con un albero motore (14) dell autoveicolo.
2. 2. Impianto elettrico di autoveicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato, inoltre, dal fatto che il dispositivo di accoppiamento contiene un accoppiamento (15, 24) di trasmissione a cinghia a velocità normale e un accoppiamento (15, 23, 21, 18, 22) di trasmissione a cinghia ad alta velocità dell'albero motore (14) dell'autoveicolo e dell'albero (30) della macchina elettrica (1) nonché un primo dispositivo di comando (17) per l'accoppiamento della trasmissione a cinghia a velocità normale per l'attivazione di essa nel primo tipo di servizio e per la disattivazione di essa nel secondo ti po di servizio e un secondo dispositivo di comando (20) per l'accoppiamento della trasmissione a cinghia ad alta velocità per l'attivazione di essa nel secondo tipo di servizio e per la disattivazione di essa nel primo tipo di servizio. -3. —impianto elettrico per-atutoveicolo se- --condo la ri v-end icaz-ione-2 , -caratterizzato , inoltre,. dal fatto che il secondo dispositivo di comando- è un -elemento di innestoo (da-26— a-29-) ad accoppiamento a frizione, d isposto _in modo attivo tra due pulegge. (21, 23) il quale elemento in caso di._applicazione del-La_coppia_da.parte dell albero motore _(.14.)._dell auto veicolo _ del motore-,.produce un col legamento ad accoppiamento geometrico che quando si... .raggiung.e_un valore limite predeterminabile del numero_di giri del_motore,_ si_svincola automaticamente e.. rimane svincolato durante l'uteriore funzio.namento_ de.l motore. 4. Impianto elettrico di autoveicolo secon do una deile rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato inoltre, dal fatto che_ _ - la macchina elettrica (1) può essere fatta fun zionare, in un terzo tipo di servizio, come motore di avviamento, dove - è previsto un dispositivo di alimentazione di corrente (9) per il circuito elettrico d'indotto della macchina elettrica e - l'unità di comando (2) attiva, in seguito ad un segnale di avviamento, nel terzo tipo di servizio, in primo luogo, il regolatore (10) per l 'impostazione di un valore di corrente di ec c i tazione del moto r e di avviamento e. in secondo luogo. il commutatore (5V il coll dell'uscita della tensione di alimentazio-ne della macchina elettrica con un raccordo libero e, in terzo luogo ,_ attiva il dispositivo di di imentazione di corrente nonché, in ad un successivo segnale indicante che il motore dell'autoveicolo sta girando, disattiva il dispositivo di ali mentazione della corrente e comanda il regolatore e il commutatore neile loro posizioni di funzionamento per il secondo tipo di servizio nonché, dopo un determinato periodo di tempo, nelle loro posizioni di funzionamento perii primo tipo di servizio. 5. Impianto elettrico di autoveicolo secondo la rivendicazione 4, caratteri zzato , inoltre, da un terzo dispositivo di comando sotto forma di ruota libera disposta tra le stesse pulegge (21, 23) in modo da agire come secondo dispositivo di comando per l'accoppiamento della trasmissione a cinghia ad alta velocità , la quale ruota libera, in presenza di intervento della coppia da parte dell'albero (30) della macchina elettrica (1), produce un collegamento ad accoppiamento dinamico.