SE455628B - Motorfordon med en till en forbrenningsmotors svenghjul forbunden startgenerator - Google Patents

Description

455 628 förluster uppträder vilket märkbart ökar den elektriska maskinens verkningsgrad och har återverkningar på denna maskins erforderliga di mensioner. Dessutom kan det vid vanliga startmotorer uppträdande bull ret avsevärt minskas. På grund av rotorns lindningsfria utförande bli förlusterna mindre även till följd av bortfall av slöpkontakter eller borstar. En annan fördel ligger i att generatorns roterande massa d v s GD2 hos den uppväxlade rotorn inte längre behöver drivas från motoränden av vevaxeln. För den andra lösbara kopplingen (svänghjuls- kopplingen) bortfaller därigenom ett motsvarande kopplingsarbete vil- ket för det första är till fördel för kallstarten och för det andra låter svänghjulskopplingens reaktion bli mera spontan. Dessutom får man genom kilremsdriftens bortfall en förkortning av den axiala bygg- längden för generatorn på motoränden.

Genom sammanbyggnaden av startgeneratorns rotor med svänghjule bortfaller för den elektriska maskinen en uppväxling till högre varv- tal i förhållande till förbränningsmotorns varvtal. Detta innebär doc ingen nackdel. Genom rotorns kransformiga anordning på svënghjulet få man jämfört med vanliga generatorer en ökning av diametern vilket har till följd en motsvarande ökning av rotorns omkretshastignet och där- med en ökad polväxlingshastighet varigenom den elektriska maskinens ursprungligen lägre varvtal i förhållande till generatorfunktionen kompenseras. Nackdelen att den med en lindningsfri rotor utrustade e- - lektriska maskinen som startmotor endast kan avge ett i förhållande till jämförbara vanliga startmotorer litet vridmoment kompenseras för det första i stor utsträckning genom att till följd av den nämnda större rotordiametern även en motsvarande större hävarm är verksam oc annars förhandenvarande mekaniska överföringsförluster bortfaller och för det andra genom att för uppkörning av det frikopplade svänghjulet endast ett relativt litet moment erfordras enär därvid vevaxeln inte behöver drivas med.

Det är fördelaktigt att fylla ut de för den elektriska maskine nödvändiga kuggluckorna i rotorn med ickemagnetiskt material speciell med sådant av hög specifik vikt för att därigenom ytterligare öka svänghjulets massa och minska luftmotståndet för den roterande rotorn genom glättning av rotoromkretsen.

I samband med en startapparat för förbränningsmotorers sväng- massa är det redan känt (DE-PS 932 334) att förena en generators och en startmotors funktioner i en startqeneratormaskin. Vid denna kända anordning har startgeneratorns med en elektrisk lindning utrustade ro 3 455 628 tor en relativt liten diameter och är med mellankoppling av rullnings- lager roterbar på en förlängning av förbränningsmotorns vevaxel. o- Startgeneratorns rotorn omslutande stator är fäst vid en den nämnda vevexelförlängningen omslutande cylindrisk fortsättning av motorhuset.

Hela startgeneratorn, d v s rotor och stator, omslutes av en nyckel- formigt utbildad som svängmassa och motstycke till kopplíngsfriktions- beläggningen verkande drivande kopplingsdel som står i formanpassad förbindelse med rotorn. Denna kända anordning tjänar till engàngsstart av en förbränningsmotor. I motsats härtill blir svänghjuls-/sväng- hjulskopplingsanordningen vid ansökningsföremålet speciellt under mo- torfordonets körning,-d v s periodiskt, verksam i det att den alltef- ter motorfordonets drifttillstånd automatiskt kopplar in och ur för att kortvarigt stoppa drivmotorn i de driftfaser i vilka inget drivan- de moment begäres av motorn. Den för ett sådant driftsätt hos drivmo- torn erforderliga särskilt höga effektiviteten och spontaniteten just hos avänghjuls-/svänghjulskopplingsanordningen kan inte uppnås med den kända anordningen.

För att starta en förbränningsmotor är det redan känt (DE-OS 21 23 831) att använda en elektrisk maskin med lindningsfri rotor var- vid rotorn i form av en krans är fast d v s utan mellananvändning av en koppling e dyl förbunden med förbränningsmotorns vanliga svänghjul.

Härvid rör det sig om en ren startmotor somuvid förbränningsmotorns start träder i funktion en gång_och därvid måste driva inte enbart he- la förbränningsmotorns vevaxel utan även den vanliga generatorn. För att fylla denna funktion näste den därför vara utförd med mycket stor effekt och därför utrymmeskrävande. Periodiskt arbete av denna start- motor för att stoppa och åter starta drivmotorn under körningen förut- sättes inte.

Uppfinningen beskrivas närmare med hjälp av ett utföringsexem- pel. På ritningens enda figur visas endast för förståelse av uppfin- ningen nödvändiga delar schematiskt. l Med 1 betecknas vevaxelns ände på svänghjulssidan på den här inte närmare visade av en traditionell förbränningsmotor bestående drivmotorn och med 2 den till den ej heller här visade mekaniska väx- ellådan ledande i växellådan ingående axeln. Ett mellan båda axlarna anordnat svänghjul som på vanligt sätt skall utjämna de av drivmotorn avgivna olikformiga vridmomenten, är betecknat med 3 medan en tradi- tionell som tallriksfjäderskoppling utbildad första lösbar koppling har beteckningen 4. Denna koppling möjlißåör på vanligt sätt drag- 45.5 62 8 . 4 ' kraftsfri koppling av växellådan genom avkoppling av den med svänghju- let 3 förbundna motorn. Kopplingsskivan består väsentligen av de på skivan 41 anbringade friktionsbeläggen 42 som samverkar å ena sidan med det som första tryckplatta 43 verkande svänghjulet 3 och å andra sidan med en andra tryckplatta 44. För fullständighetens skull har även kopplingsfjädern, utförd som tallriksfjäder, betecknats med 45 och det tillhörande vanliga urkopplingslagret med 45.

Enligt patentet 7811124-2 har nu mellan vevaxeln 1 och sväng- hjulet 3 anordnats en andra lösbar koppling 5 som i utföringsexemplet likaledes är utbildad som tallriksfjäderskoppling och i beroende av motorfordonets drifttillstånd karakteriserande tillståndsstorheter au- tomatiskt ur- ooh inkopplas av en icke närmare visad elektrisk, pneu- matisk eller hydraulisk inställningsmotor för att därigenom skilja drivmotorn från svänghjulet eller åter inkoppla den därmed. Denna and- ra lösbara koppling 5 består av en kopplingsskiva 51 som med mellan- koppling av en navkropp 11 är förbunden med vevaxeln 1. Förbindelsen med vevaxeln sker med icke sifferbetecknade fästskruvar. Denna kopp- lings friktionsbelägg betecknas med 52. I inkopplat tillstånd kommer de till ingrepp med en klockformad kopplingsskivan 51 omgivande ooh över icke sifferbetecknade iästskruvar stelt med svänghjulet 3 förbun- den första tryckplatta 53 samt med en andra tryckplatta 54. På den andra tryckplattan 54 angriper den som tallriksfjäder utbildade kopp- lingsfjädern 55. Tallriksfjäderns radialt inre kant står över en drag- platta 56 i förbindelse med ett dragankare 57 som är styrd konoentriä genom ett mitthål i växellådans ingående axel 2-och vid sin från kopp- lingen 5 vända ände'¿r påverkbar genom den ovannämnda inte närmare vi- sade inställningsmotorn. Fed sin dragplattan 56 bärande ände är drag- ankaret 57 axialt förskjutbart lagrat i svënghjulet 3 som i sin ord- ning med en central lagerbult 31 skjuter in i vevaxelns 1 navkropp 11 och är lagrad i denna medelst två icke sifferbetecknade rullningsla- ger. o Med 6 betecknas den enligt uppfinningen anordnade start-genera tormaskin som förenar motorfordonets generators och startmotors funk- tioner. Den i likhet med en heteropolarmaskin med en lindningsfri tan dad rotor 61 utrustade startgeneratormaskinen 6 är inhyst inuti kopp- lingshuset 7 varvid dess rotor är stelt förbunden med det roterande svänghjulet 3 och dess stator 62 stelt förbunden med.den stationära kopplingskåpan 7. För att undvika virvelströmsförluster är såväl roto som stator utbildade som lamellpaket. Rotorn 61 är liksom den den för 455 628 ta tryckplattan 53 bärande kupan 32 med en icke sifferbetecknad skruv- anordning förbunden med svänghjulet 3 på sådant sätt att den griper kransformigt kring svänghjulets omkrets. Statorn 62 har såväl en mag- netiserinqslindning som matas med likström som en generator- och mo- torlindning. lïindningarna är endast schema-etiskt antydda och 'betecknaü med 63. Rotorn 61 bildar en integrerande del av svänghjulet 3 och bi- drar till dess svängmassa. På grund av sin kransformiqa anordning har den en relativt stor diameter så att vid motordrift motsvarande stora hävarmar är verksamma. Roterande släpringar eller kollektorer erford- ras inte eftersom rotorn är utförd utan lindningar. Motsvarande meka- niska förluster uppträder därför inte.

Genom startgeneratormaskinens utförande förlänges inte byggut- rymmet axialt vid kopplingen men i fråga om den radiala utsträckningez får man i vissa fall någon ökning. Statorn till en som heteropolarma- skin utbildad startgeneratormaskin behöver inte anordnas över hela el- maskinens omkrets. Alltefter det elektriska behovet och utrymmesford- ringarna kan den också utföras över en omkretsvinkel som är mindre än 360°. Därigenom kan man eventuellt inskränka ovannämnda radiala öknin¿ av kopplingshusets dimension till delar av kopplingshuset.

För att driva startgeneratorn som motor vilket för det första är nödvöndigt vid fordonets start och för det andra eventuellt när de1 avkopplade svänghjulet 3 åter skall köras upp i högre varvtal, måste ett roterande magnetfält alstras i statorn 62. Sådana roterande mag- netfält alstras vanligen genom att den i statorn anordnade växel- ströms- eller trefaslindningen matas med trefasström över en frekvens- omformare från fordonsbatteriet. Som frekvensomformare används därvid vanligen transistor- eller tyristorfrekvensomformare som finns i flera utföringsformer.

Claims (3)

455 628 8 Patentkravzf

1. Motorfordon med en av en förbrünningsmotor bestående drivmotor, ett svänghjul (3), som är anordnat mellan drívmotorn och en före de drivna hjulen kopplad växellåda och har till uppgift att utjämna ojämnheter i motorns vríd~ moment, en mellan svänghjulet (3) och växellådan anordnad, första lösbar koppling (4) med uppgift att möjliggöra dragkraftsfri växling av växellådan, samt en mellan .drivmotorn och svänghjulet (3) anordnad, andra lösbar koppling (5), medelst vilken förbindelsen mellan drivmotorn och svänghjulet automatiskt kan öppnas och slutas i beroende av tillståndsstorheler som karaktäriserar motorfordonets driftföriiáll- anden, kiinnetecknat av 'att funktionerna hos motor-fordonets generator och Startmotor är kombinerade till en startgenerator (6), vars rotor (61) är stelt för- bunden med det roterande svänghjulet (3) och vars stator (62) är stelt förbunden med förbränningsmotorns stationära delar, företrädesvis med kopplíngshuset (7), att rotorn (61) har tandad utformning och saknar elektrisk lindning och ligger som en krans om' svänghiulets (3) pcrifcri, och att statorn (62) har dels en lik- strömsmatad magnetiseringslindning och dels en generator- och motorlindning (63).

2. Motorfordon enligt kravet 1, kíínnetccknat av att luckorna mellan rotorns (61) tänder är utfyllda med íckemagnetiskt material.

3. Motorfordon enligt kravet 2, kännetccknat av att det ickemagnetiska materialet har hög densitet.