Блок привода,например,для автомобиля

Блок привода,например,для автомобиля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Ф « „

,7 . ) ). СОЮЭ СОВЕТСКИХ 16 . ", - = РЕСПУБЛИК

„„SU„„ 436 (51) 4 Р 02 1 1 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

leer », ОписдниЕ ИЗОБрЕТЕния 13-," 13

Н ПАТЕНТУ ф 41 тора.

5.,Блок привода по пп. 1-4, о тл и ч а ю шийся тем, что маховик выполнен в виде нескольких частей, иэ которых одна часть образует неподвижную в осевом направлении нажимную пластину первого сцепления, а другая — несущий диск, выполненный в виде опоры для маховика, нри этом ротор стартер-генератор» ныпЬлн H в виде пакета пластин и концентрично охватывает нажимную пластиHó.

6. Блок привода по п. C о т л ич а ю шийся тем, что Hëæèìíëÿ пластина снабжена кольцевым фплн н м, а пакет пластин ротора угтя « и . и между несущим диском и л фланцем нажимной план пни. (21) 3366255/25-06 (22) 23 ° 12.81 (31) Р3048972.6 (32) 24.12.80 (33) DT (46) 15.08.87. Бкл. у 30 (71) Лук Ламеллен унд Купплюнгсбау

ГмбХ (DT) (72) Пауль Маухер, Освальд Фридманн и Зигфрид Зоннтаг (РТ) (53) 621.437(088.8) (56) Заявка ФРГ 11 2748697, кл. В 60 К 9/04, опублик. 1980. (54) (57) 1. БЛОК ПРИВОДА, НАПРИМЕР)

ДЛЯ АВТ0110БИЛЯ, содержащий двигатель внутреннего сГорания с маховиком, который выполнен с воэможностью соединения и разъединения посредством первого сцепления с ведущим валом двигателя, стартер-генератор, ротор которого закреплен на маховике, а статор выполнен в виде пакета пластин с обмотками и присоединен к двигателю, и коробку передач, установленную со стороны выхода ведущего вала двигателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и удешевления устройства, на маховике расположен безобмоточный ротор стартер-генератора, а его статор своим пакетом прифланцован к корпусу двигателя и размещен концентрично с маховиком так, что образует постоянный в пределах малъгх допусков воздушный заэор относительно ротора, причем между двигателем и коробкой передяч расположено второе сцепление для соединения и разъединения коробки передач г днигателем.

2. Блок привода по и. 1, о т— и и ч а ю шийся тем, что маховик с первым сцеплением и ротором стартер-генератора расположены на стороне, удаленной от ведущего вала двигателя, со стороны ксробки передач.

3. Блок привода по п. 1 или 2, отличающийся тем, что он снабжен кожухом, выполненным в виде стакана, который по меньшей мере частично охватывает маховик, при этом пакет статора стартер †ген ратора расположен между корпусом двигателя и стакансм.

4. Блок привода по пп. 1-3, и тл и ч а ю шийся тем, что пакет статора отцентрован относительно ротора с помощью распорных втулок или штифтов, расположенных н отверстиях корпуса двигателя и пакета ста1

7. Блок привода по пп. 1-6, о тл и ч а ю щ и. и с я тем, что стартер-генератор выполнен в виде гетерополярной электрической машины по принципу Шмидта-Лоренца, переключаемой с двигательного режима на генераторный.

8, Блок привода по п. 7, о т— л и ч а ю шийся тем, что статор стартер-генератора имеет обмотки возбуждения и несколько групп рабочих обмоток, последние расположены по окружности, отделены друг от друга и размещены между обмотками возбуждения.

9. Блок привода по п. 8, о т— л и ч а ю шийся тем, что ротор снабжен зубцами, а в пакете статора выполнены пазы, разделенные перемычками, шаг которых равен шагу зубцов ротора, и в пазах установлены рабочие обмотки, причем перемычки каждой группы рабочих обмоток смещены на заданную часть шага по отношению к зубцам ротора так, что при равенстве перекрытия перемычками одной группы зубцов ротора, перемычки по меньшей мере одной другой группы рабочих обмоток находятся позади зубцов ротора по направлению вращения. IO. Блок привода по пп. 7-9, о тл и ч а ю шийся тем, что обмотки возбуждения и рабочие обмотки

331436 расположены по окружности асимметрично статору.

11. Блок привода по пп. ?-10, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что он содержит расположенные по окружности статора на расстоянии друг от друга чувствительные элементы и блок управления для осуществления нагружения и настройки соответствующих рабочих обмоток статора путем воздействия импульсами от чувствительных элементов на блок управления с учетом положения ротора.

12. Блок привода па п. 11, о тл и ч а ю шийся тем, что стартер-генератор выполнен в виде миогофаэной электрической машиьы, а количество чувствительных элементов выбрано равным числу фаэ машины.

13. Блок привода по пп. 11 и 12, отличающийся тем, что чувствительные элементы выполнены в виде индуктивных датчиков.

14. Блок привода по пп. 11-12, отличающийся тем, что чувствительные эл.менты выполнены в виде зондов Холла.

15. Блок привода по пп. 11 и 12, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что чувсп ительные элементы выполнены в виде датчиков Вигонда.

16. Блок привода по пп. 7-15, отличающийся тем, что о» содержит преобразователь тока, переключаемый с выпрямителя на инвертор.

Изобретение относится к пусковым устройствам автомобильных двигателей внутреннего сгорания, в частности к блокам привода с двигателем внутреннего сгорания и стартер-генератором для автомобилей.

На фиг. 1 схематично изображен блок привода в соединении с ведущими колесами автомобиля; на фиг. 2 часть блока привода, установленная между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач; на фиг. 3— стартер-генератор, выполненный в виде гетерополярной машины типа Шмидта-Лоренца; на фиг. 4 — блок привода в соединении с ведущими колесами автомобиля, вариант исполнения.

Блок привода (фиг. 1) содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с маховиком 2, имеющим соединение с недущим налом 3 двигателя 1 с, помощью первого сцепления 4, и стартер-генератор 5, ротор 6 которого закреплен на маховике 2. Статор 7 стартер-генератора 5 выполнен в виде пакета 8 цл;-стнн обмотками з 13 и соединен с корпусом 9 двигателя 1.

Блок привода также содержит коробку

10 передач, установленную со сторо— ны выхода ведущего вала 3. Ротор 6 (фиг. 3) стартер-генератора 5 выполнен безобмоточным и снабжен зубцами

11 и впадинами 12, а статор 7 своим пакетом 8 прифланцован к корпусу 9 (фиг. 2) двигателя 1 и размещен концентрично с маховиком 2 с образованием постоянного в пределах малых допусков воздушного зазора относительно ротора 6. Соединение и разъединение коробки 10 передач с двигателем осуществляется с помощью второго сцепления 13. Маховик 2 с первым сцеплением 4 и стартер-генератор 5 расположены на стороне двигателя 1 со стороны коробки 10 передач. Пакет

8 статора 7 расположен между установочной поверхностью 14 корпуса 9 двигателя 1 и стаканом 15 корпуса 9, при этом стакан 15 частично охватывает маховик 2. Пакет 8 статора 7 отцентрован относительно ротора 6 посредством распорных втулок 16 (вместо распорных втулок могут быть использованы штифты). Часть маховика 2 со стороны корпуса 9 двигателя 1 образует неподвижную в осевом направлении нажимную пластину 17 первого сцепления 4 с кольцевым фланцем 18.

Маховик 2 снабжен несущим установочным диском 19, а ротор 6 размещен между диском 19 и фланцем 18 пластины 17 и концентрично охватывает пластину 17.

В качестве стартер-генератора могут быть использованы все переключаемые с генераторного на двигательный режим электрические машины с безобмоточным ротором, однако наиболее целесообразно применить работающую по принципу Шмидта-Лоренца гетерополярную электрическую машину (см. фиг. 3).

Пакет 8 статора 7 этой машины имеет разрыв 20 по окружности и снабжен проходными отверстиями 21 для установки распорных втулок 16 и крепежных болтов 22. В пакете 8 статора 7 выполнены пазы 23, разделенные перемычками 24, и он оснащен группами 25, 26 и 27 рабочих обмоток.

Каждая группа обмоток состоит иэ соответствующих рабочих обмоток 28, 29 и 30. Группы 25, 26 и 27 рабочих обмоток расположены по окружности

31436

1О

55 между соответствующими обмотками возбуждения 31 и 32, 33 и 34 и 35 и 36 и отделены друг ат друга. Шаг пазов 23 статора 7 равен шагу зубцов 11 ротора 6.

Перемычки отдельных групп 25, 26 и 27 рабочих обмоток 28, 29 и 30 соответственно смещены на заданную часть шага по отношению к зубцам 11 ротора 6 таким образом, что по меньшей мере в одной группе рабочих обмоток зубцы 11 ротора находятся перед перемычками 24. Это обеспечивается тем, что обмотки возбуждения 3 1 и 32, 33 и 34, 35 и 36 и рабочие обмотки 28, 29 и 30 расположены по окружности асимметрично статору 7.

Электрическая машина выполнена многофазной (в приведенном примере исполнения — трехфазной). Группы обмоток

25, 26 и 27 предназначены для угловых секторов 120, однако смещены в направлении по окружности внутри этих сегментных областей так, что свободное от обмоток пространство между группами 25 и 26 меньше, чем свободное пространство между группами 27 и 28, и последнее меньше, чем свободное пространство между группами 28 и 26. Каждая рабочая обмотка нагружена через соответствующие клеммы 37 и 38, 39 и 40, и 41 и 42, а каждая обмотка возбуждения через соответствующие клеммы 43 и

44 управляющим устройством 45. Блок привода содержит расположенные по окружности статора на расстоянии друг от друга чувствительные элементы 46-48 по числу фаз, которые определяют соответствующее положение ротора 6 за счет импульсов, передаваемых на блок 45 управления. Чувствительные элементы могут быть выполнены в виде индуктивных датчиков, либо в виде зондов Холла, либо в виде датчиков Вигонда, либо в виде датчиков другого типа. Дополнительно блок привода содержит датчик

49 для измерения числа оборотов ротора 6, датчик 50 для измерения числа оборотов двигателя 1 и датчики

51 и 52 для определения режима работы колес автомобиля. Сигналы с датчиков 49-52 поступают на управляющее устройство 53, куда также поступает сигнал от переключателя 54, связанного с педалью 55 газа, и от устройства 56 подвода топлива. Уп13314

f5

25

55 равляющим устройством 53 также связаны сервоустройства 57 и 58 для управления сцеплениями. Управляющее устройство содержит выключатель 59.

Согласно варианту исполнения блока привода (фиг. 4) маховик 2 имеет соединение с ведущим валом 3 двигателя с помощью первого сцепления 4, которое расположено на стороне, удаленной от ведущего вала 3 двигателя 1 со стороны коробки 10 передач. На маховике 2 закреплен ротор 6 стартергенератора 5, статор 7 которого закреплен на корпусе 9 двигателя 1.

Соединение и разъединение коробки

10 передач с двигателем 1 осуществляется с помощью второго сцепления 13.

В остальном блок привода устроен аналогично описанному вьппе.

Блок привода работает следующим образом.

Если производится первичный пуск двигателя 1 автомобиля, первое 4 и второе 13 сцепления должны быть выключены, Это выполняют сервоустройствами 57 и 58, которые настраивают через управляющее устройство 53 выключателем 59. После выключения обоих сцеплений через управляющее устройство 53 включают стартер-генератор 5, работающий в стартерном режиме и доводят его ротор до заданной частоты вращения, которая сообщается через датчик 49 управляющему устройству 53 ° Последнее соединяет вращающийся с заданной частотой маховик 2 через первое сцепление 4 с ведущим валом 3 двигателя 1. Как только двигатель 1 запускается, стартер-генератор 5 через датчик 49 и сервоустройство 58 переводится в генераторный режим работы. При нормальном режиме езды, когда двигатель 1 приводит автомобиль, второе сцепление 13 коробки 10 передач замкнуто. Приведение в действие этого сцепления при переключении с одной ступени в коробке

10 передач на другую осуществляют сервоустройством 58. При возникновении рабочих состояний, во время которых двигатель 1 не приводит находящийся в движении автомобиль, в частности при движении накатом и при отпущенной педали 55 газа, переключатель 54 приходит в замкнутое состояние. Управляющее устройство 53 получает сигнал, выключающий второе сцепление 13 коробки 10 передач и перЗб 6 вое сцепление 4, при этом через предназначенный для ведущих валов колес автомобиля датчик 51, характеризующий режим езды, параметры состояния вводятся в управляющее устройство

53 и совместно обрабатываются.

Одновременно прерывается подвод топлива к двигателю через устройство 56 и отключается система зажигания. Разъединенный с коробкой пере-. дач и с двигателем маховик свободно вращается, а двигатель останавливается. Повторный запуск двигателя осуществляют педалью 55 газа, переключатель 54 размыкает, и на управляющее устройство 53 поступает сигнал. Управляющее устройство 53 сначала включает зажигание и открывает подачу топлива, а затем через сер воустройство 58 включает первое сцепление 4. 3а счет присоединения маховика 2 к ведущему валу 3 двигателя последний запускается.

Во время фаз свободного вращения маховика 2 нет необходимости включать обмотки стартер-генератора. Если при длительной остановке существует опасность снижения частоты вращения маховика 2 до такой величины, что накопленной во вращающейся массе энергии уже недостаточно для запуска двигателя, необходимо переключить стартер-генератор на работу в двигательном режиме, тем самым поддерживая маховик и связанный с ним ротор электрической машины, вращающийся с минимальной частотой. Это нижнее граничное значение частоты вращения регистрируют с помощью датчика 49.

Сигнал от этого датчика через управляющее устройство 53 переключает стартер-генератор в двигательный режим. С помощью датчика 50 измеряют частоту вращения двигателя и сигнал этого двигателя также направляют в управляющее устройство 53.

Стартер-генератор 5 выполнен в виде переключаемой с генераторного на двигательный режим работы электрической машины. В такой машине при работе в режиме двигателя рабочие обмотки 28-30 нагружаются так, что их крутящий момент направлен в сторону вращения двигателя. Настройку той рабочей обмотки, которая создает с учетом соответствующего положения ротора, т.е. зубьев пакета ротора, максимальную окружную силу, осущест133 143Е вляет управляющее устройство 45 в зависимости от управляющих импульсов, которые подаются на него от расположенных по окружности статора 7 чувствительных элементов 46-48.

В показанном на фиг ° 3 примере исполнения электрической машины зубья 11 ротора 6 находятся конгруэнтно с каждой второй перемычкой 24 рабочей обмотки 28. В области группы обмоток 28 зубья ротора 6 находятся на малой угловой величине перед положением перекрытия с перемычками статора 7, а в группе обмоток

26 угловая величина, на которой находятся зубья ротора перед перемычками статора в области рабочей обмотки 29, является приблизительно вдвое большей, чем у перемычек статора в области рабочей обмотки 30.

Если принять прямое вращение ротора согласно стрелке на фиг. 3, то запуск ротора происходит из показанного на фиг. 3 положения, при этом

I рабочая обмотка 30 нагружается через управляющее устройство 45. Вследствие ,возникающего sa счет этого нагружения магнитного потока зубья ротора занимают положение перекрытия с соответствующими перемычками пакета статора. В соответствии с создаваемым за счет этого вращением ротора находящиеся конгруэнтно с перемычками

24 статора в области рабочей обмотки

28 зубья ротора выходят из этого по5 ложения. В области рабочей обмотки

29 создается действующая по окружности ротора вращающая сила. Следующее нагружение происходит в области группы обмоток 25. Этот процесс повторяется, причем чувствительные элементы 46-48 определяют соответствующее положение вращения ротора, а полученные управляющие сигналы

15 преобразу тся в управляющем устройстве 45 для нагружения соответствующих рабочих обмоток. Таким образом происходит запуск двигателя, при этом с помощью чувствительных элементов

46-48 определяется та рабочая обмотка для первичного нагружения, по отношению к которой зубья пакета ротора находятся в наиболее благоприятном положении в отношении достиже2б ния максимального окружного усилия.

Применение изобретения позволяет существенно упростить блок привода эа счет того, что одни и те же обмотки электрической машины служат для ее работы как в режиме двигателя, так и в режиме генератора, что обеспечивается их переключением с помощью логики элементов управления.

1331436

1331436 л и

Корректор Н.Король

Заказ 3595/58

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.Чекмазов

Редактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич

Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

I

1 ъ

1

1

I