Блок привода,например,для автомобиля Советский патент 1987 года по МПК F02N5/04 

7.Блок привода по пп. 1-6, о т личающнйся тем, что стартер-генератор выполнен в виде гете- рополярной электрической машины по принципу Шмидта-Лоренца, переключаемой с двигательного режима на генераторный .

8.Блок привода по п. 7, отличающийся тем, что стато стартер-генератора имеет обмотки возбуткдения и несколько групп рабочих обмоток, последние расположены по окружности, отделены друг от друга и размещены между обмотками возбуждения .

9.Блок привода по п. 8, отличающийся 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 щага по отношению к зубцам ротора та к, 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.

10.Блок привода по пп. 7-9, о т- личающийся тем, что обмотки возбуждения и рабочие обмотки

1

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 передачi на фиг. 3- стартер-генератор, выполненный в

33

1436

расположены (ю окружности асимметрично статору.

11.Блок привода по пп. 7-10, отличающийся тем, что он содержит расположенные по окружности статора на расстоянии друг от друга чувствительные элемочты и блок управления для осуществления нагружения и настройки соответствующих рабочих обмоток статора путем воздействия нмпульсами от чувствительных элементов на блок управления с учетом положения ротора.

12.Блок привода по п. 11, о т- личающийс я тем, что стартер-генератор выполнен в виде мйого- фазной электрической машины, а количество чувствительных элементов выбрано равным числу фаз 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 элементы выполнены в виде зондов Холла.

15.Блок привода по пп. 11 и 12, отличающийся тем, что чувст1)Ительные элементы выполнены в виде датчиков Вигонда.

16.Блок привода по пп. 7-15, отличающийся тем, что

он содержит преобразователь тока, переключаемый с выпрямителя на инвертор .

виде гетерополярной машины типа Шмидта-Лоренца; на фиг. 4 - блок привода в соединении с ведущими колесами автомобиля, влриаит исполнения.

Блок привода (фиг. 1) содержит двигатель 1 Блутреннего сгорания с маховиком 2, имеющим соединение с ведущим валом 3 двигателя 1 с. помощью первого сцепления 4, и стартер-генератор Ь, ротор 6 которого закреплен на маховике 2. Статор 7 стартер-генератсфа 5 т;ыполнен в виде пакета 8 пластик с обмотками

и соединен с корпусом 9 двигателя 1. Блок привода также содержит коробку

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

11и впадинами 12, а статор 7 своим пакетом 8 прифланцован к корпусу 9 (фиг. 2) двигателя 1 и размещен кон- центрично 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 А 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 1 7.

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 разрьш 20 по окружности и снабжен проходными отверстиями 21 для установки распорных втулок 16 и кре- пежньк 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 из соответствующих рабочих обмоток 28, 29 и 30. Группы 25, 26 и 27 рабочих обмоток расположены по окружности

0

0

5

0

0

5

между соответствующими обмотками возбуждения 31 и 32, 33 и 34 и 35 и 36 и отделены друг от 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 обеспечива5 ется тем, что обмотки возбуждения 31 и 32, 33 и 34, 35 и 36 и рабочие обмотки 28, 29 и 30 расположены по окружности асимметрично статору 7. Электрическая машина выполнена много0 фазной (в приведенном примере исполнения - трехфазной). Группы обмоток 25, 26 и 27 предназначены для угловых секторов 120, однако смещены в направлении по окружности внутри

5 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 выпол5 нены 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. Уп

равляю цим 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 А, которое расположено на стороне, удаленной от ведущего вала 3 двигателя 1 со стороны коробки 10 передач. На маховике 2 закреплен ротор 6 стартер- генератора 5, статор 7 которого закреплен на корпусе 9 двигателя 1. Соединение и разъединение коробки 10 передач с двигателем 1 осуществлется с помощью второго сцепления 13 В остальном блок привода устроен аналогично описанному вьш1е.

Блок привода работает следующим образом.

Если производится первичный пуск двигателя 1 автомобиля, первое 4 и второе 13 сцепления должны быть выключены. Это выполняют сервоустрой- ствами 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 вращаю- щийся 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 сервоуст- ройство 58 переводится в генераторны 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 ко- торых двигатель 1 не приводит находящийся в движении автомобиль, в частности при движении накатом и при отпущенной педали 55 газа, переключатель 54 приходит в замкнутое со- стояние. Управляющее устройство 53 получает сигнал, выключающий второе сцепление 13 коробки 10 передач и пер

5

О 5

5

0

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 зажи- . гания. Разъединенньш с коробкой передач 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- Iвоустройство 58 включает первое сцепление 4. За 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 связанньш 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 ь 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, осуществляет 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 конгру- энтно 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 перемыч- ками 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 показан- него на фиг. 3 положения, при этом рабочая обмотка 30 нагружается через управляющее устройство 45. Вследстви ,возникающего за счет этого нагруже- ния магнитного потока зубья ротора занимают положение перекрытия с соот ветствуюп1ими перемычками пакета статора. В соответствии с создаваемым

за счет этого вращением ротора нахо- дящиеся конгруэнтно с перемычками 24 статора в области рабочей обмотки

28зубья ротора выходят из этого положения. В области рабочей обмотки

29создается 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 преобразуются в управляющем устройстве 45 для нагружения соответствующих рабочих обмоток. Таким образом происходит запуск двигателя, при это 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 достижения максимального окружного усилия. Применение изобретения позволяет существенно упростить блок привода за 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.

Sf

I I Ш 1LJJJ I I .

t-JEE-i J

re

I. /

ЗДШ1ШШ1ШШ .4

Ж1 .

/i5 3

4

t

u

j

Составитель В.Чекмазов Редактор Л.Веселовская Техред М.Ходанич

Заказ 3595/58

Тираж 503Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Корректор Н,Король