Инерционный стартер-генератор

 

Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания, в частности к стартерам-генераторам двигателей транспортных средств. Инерционный стартер-генератор состоит из статора 3, расположенного в картере 1 маховика 2 и ротора 6. В кольцевом зазоре 10 между маховиком 2 и кольцов 9 ротора 6 расположен кольцевой магнит 12, образуя муфту сцепления магнитного типа. Кольцо 9 выполнено подвижным и обеспечивает соединение и разъединение ротора 6 с маховиком 2. 1 з.п.ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 опислни изоБРКТКниЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 4 1го12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4482276/25-06 (22) 14.09.88 (46) 30.08.90. Бюл. № 32 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Ю. В. Макаров (53) 621.43-573 (088.8) (56) Патент СССР № 1331436, кл. F 02 N 5/04, 1980.

„„SU „„1588897 (51)5 F 02 N 5/04

2 (54) ИНЕРЦИОННЫЙ СТАРТЕР-ГЕНЕРАТ0Р (57) Изобретение относится к пусковым устройствам двигателей внутреннего сгорания, в частности к стартерам-генераторам двигателей транспортных средств. Инерционный стартер-генератор состоит из статора 3, расположенного в картере 1 маховика 2 и ротора 6. В кольцевом зазоре 10 между маховиком 2 и кольцом 9 ротора 6 расположен кольцевой магнит 12, образуя муфту сцепления магнитного типа. Кольцо 9 выполнено подвижным и обеспечивает соединение и разъединение ротора 6 с маховиком 2.

1 з.п.ф-лы, 10 ил.

1588897

Изобретение относится к системам запуска и генерирования электроэнергии поршневых автотракторных двигателей и может быть использовано на двигателях внутреннего сгорания (ДВС) различного типа.

Целью изобретения является упрощение конструкции и снижение габаритов стартергенератора.

На фиг. 1 изображен стартер-генератор при работе его в режиме стартера (прокрутка ДВС) или в режиме генератора, (сцепление включено), общий вид; на ! фиг. 2 — стартер-генератор при выключенном сцеплении (при разгоне ротора), общий вид; на фиг. 3 — компоновка стартера-генератора на автомобиле ВА3-2108; на фиг. 4— сечение статорной обмотки, маховика, ротора и магнитного кольца (сцепление вклю -;е«o); на фиг. 5 — то же, при выключенном сцеплении; на фиг. 6 - — сечение копьца ротора, магнитного кольца и маховика с цилиндрическими магнитами (по два магнита в круглых отверстиях в ряд); на фиг. 7— вил маховика, статорной обмотки, магнит«ого кольца и кольца ротора со стороны .:;"гя :ля ««yTpe««åãî сгорания; на фиг. 8— ци.пи«лрической формы из феррита

- ;ярки 25БА250, который устанавлияс. : . кпуглые отверстия маховика, кольца

v;lr«итнoгo кольца как показано

6,, по два магнита в ряд); на

-- устройство инерционного стартеятора со стандартным фрикционным, .с —, гем (автомобиль ВАЗ-2105) и проме:к ;,: .ь м выжимным подшипником; на (!1« . — — промежуточный выжимной пол..« к ежду муфтой сцепления и диском

И«сt>..ионный стартер-генератор содер:+.,: р;ic:положен«ый в картере 1 маховик 2.

i.TQTop 3 состоит из обмоток 4, намотан«ых на серлечники 5 и расположенных по периметру картера. Обмотка трехфазная и состоит из 18 катушек, уложенных в пазы стального сердечника (не показаны). В K3?Kдой фазе обмотки статора включено по шесть последовательно соединенных катушек. Катушки соединены звездой, нулевая точка подключена к отлельному штеккеру, к которому полключается обмотка реле контроля заряда аккумулятора. Устройство статора является стандартным для автомобильных генера оров, например, серии Г221 (ВАЗ) Г250 (ГАЗ) и т. д. Масса статора составляет

0,45 — 0,6 кг.

Ротор 6 расположения конца вала 7 муфты сцепления, который также является валом коробки передач транспортного средства состоит из диска 8 и кольца 9. Кольцо 9 ротора установлено соосно с маховиком 2

ДВС и расположено в одной с ним плоскости с кольцевым зазором 10 между ними. На валу 7 ротора, т. е. на первичном. валу коробки, кроме того, расположена муфта 11 сцепления. Муфта 11 выполнена в виде под5

45 вижного кольцевого магнита 12, разме ценного в зазоре 10 между кольцом 9 ротора 6 и маховиком 2, в качестве которого может быть использован штатный маховик

ДВС. Муфта 11 является магнитной муфтой.

Кольцевой магнит 12 закреплен на стержнях ! 3, которые расположены в отверстиях 14 диска ротора и перемещаются в этих отверстиях в осевом направлении. Для увеличения жесткости установки магнитного кольца оно имеет 6 — 8 стержней, концы которых закреплены на выжимном кольце 15 и спицами 16 связаны с выжимной втулкой 17.

Между диском и выжимным кольцом на стержни установлены пружины 18.

Выжим ную втулку перемещает выжи мной подшипник 19, который перемещается по направляющей втулке 20, закрепленной на корпусе коробки передач. Выжимной подшинник перемещается рычагом 21, который тягой 22 связан с педалью 23 сцепления.

Механизм выключения сцепления может быть стандартным (как показано на фнг. 1).

Сцепление, кроме того, может иметь управление от тягового магнитного реле 24, «апряжение на которое подается от аккумулятора через выключатель, который установлен на оси педали сцепления (не показаны). Для регулированиМ скорости включения магнитного сцепления с помощью тягового реле может быть установлен конденсатор 25 (фиг. 2) .

В магнитном кольце выполнены пазы, в которые вставлены постоянные магниты 26, например, из феррита бария. Магниты 27, кроме того, установлены на кольце 9 ротора 6 (фиг. 4, 5) .

Для повышения величины крутящего момента, передаваемого магнитным сцеплением до 80 кгм (у грузовых автомобилей), постоянные магниты 28 установлены на цилиндрической поверхности маховика. Для упрощения технологии установки и крегления постоянных магнитов они мсгут иметь цилиндрическую форму (фиг. 8) . В этом случае в маховике и кольце ротора сверлят круглые отверстия, в которые вставпяют магниты цилиндрической формы по два магнита в ряд. Сцепление может быть стандартным -- фрикционного т,ïà (фи". 9 сцепление ВА3-2105) или электромагнит«о, о типа (ста«дартное от автомобиля ЗАЗ 968 М или ЗАЗ 1102). При этом выжим.<ой полши«ник 19 связан с промежуточным подшипником 29 штоком 30 (фиг. 10).

Закрепляют маг«иты обычным образом (на клее, с помощью фасон«ь х выемок, развальцовки бортов отверстий и т, л.) ..

Инерционный стартер-генератор работает следующим образом.

Перед запуском двигателя коробку передач ставят в нейтраль«ое положение. Тогда при выключенной муфте сцепления ротор 6 является свободно установленным на подшипниках коробки передач и может =вободно

1588897 ными для электрооборудования автомобиля.

При движении автомобиля и работе двигателя на всех режимах стартер-генератор вырабатывает электроэнергию, так как диск сцепления практически всегда совершает вращение. При отключении сцепле55 вращаться с большой скоростью под действием вращающегося электромагнитного поля статора. В таком положении ротор 6 является ротором электромотора. При электромагнитном включении сцепления поворачивают ключ замка зажигания в первое положение — раскрутка ротора. (Замок зажигания и схема включения стартера-генератора и бортовой сети автомобиля не показаны, так как являются традиционными для автомобильной техники). При этом напряжение подается на катушку тягового реле 24 и сцепление выключается, при этом магнитное кольцо выходит из зазора между маховиком 2 и кольцом 9 ротора, после чего на трехфазную обмотку статора подают трехфазное напряжение переменного тока от статического преобразователя постоянного тока.

В статоре при подаче на него трехфазного напряжения возникает вращающееся магнитное поле. Кольцо 9 ротора- с установленными HB нем постоянными магнитами начинает вращаться. Так как мощность электрической машины пропорциональна квадрату диаметра расточки статора, то при данных размерах статора (диаметр 380 мм) при мощности, потребляемой из сети 0,2 — 0,3 кВт, будет обеспечиваться крутящий момент до

1 — 1,5 кгм при небольших оборотах (200—

600 o6/ìèí).

После достижения ротором 200 — 300 оборотов через две-три секунды ключ замка зажигания устанавливают во второе поло- 30 жение. При этом сцепление плавно включается, двигатель начинает проворачиваться. Во втором положении ключа зажигания отключается обмотка тягового реле, а статорная обмотка питается электроэнергией, обеспечивая работу стартера. 35

Ротор, имея большую массу и большой момент, благодаря работе стартера-генератора в режиме двигателя обеспечивает легкий запуск двигателя даже при низкой температуре (ниже минус 45 — 50 С) . После запуска двигателя статорную обмотку отключают

40 поворотом ключа зажигания. При этом статорная обмотка автоматически через диоды (не показаны) подключается к бортовой сети автомобиля. Вращающийся вместе с маховиком двигателя ротор обеспечи- 45 вает работу стартера-генератора в генераторном режиме. При оборотах 600—

700 об/мин без нагрузки в генераторном режиме обеспечивается номинальное напряжение. При увеличении оборотов реле-регулятор (не показан) обеспечивает постоян- gp ное номина.-.ьное значение напряжения на выходе генератора. Реле регулятор, выпрямитель и переключатели являются традиционния и переключении статорной обмотки стартера- генератора к источнику пита ния ста ртер-генератор начинает работать в режиме двигателя.

Магнитное сцепление на постоянных магнитах обеспечивает снижение массы и габаритов, сцепления и стартера-генератора в целом.

При расположении магнитного коЛьца в зазоре обеспечивается передача крутящего момента 15 кгм для легкового автомобиля за счет магнитных сил сцепления.

Для увеличения магнитных сил в зазор между кольцами и маховиком может быть введен ферромагнитный порошок (из углеродистой стали) как на электромагнитном сцеплении ЗАЗ-968М.

Предложенный инерционный стартергенератор может работать и с фрикционным сцеплением (фиг. 9). Тогда перед включением стартера ставят нейтральную передачу, выжимают сцепление, затем поворачивают ключ в положение раскрутки ротора и после достижения 250 — 300 об/мин (через 2 — 3 с) опускают педаль сцепления и продолжают раскрутку ротора. После запуска двигателя отключают стартер.

При магнитном сцеплении и наличии педали сцепления (фиг. 1) запуск двигателя производят указанным образом.

Схем включения инерционного стартера в режим стартера и переход его на режим генератора может быть несколько. Первый полностью автоматический: только от поворота ключа в одно положение. Второй — с полным сохранением существующих навыков и третий — от педали сцепления и с автоматическим включением магнитного сцепления от тягового реле.

П редложенн ый инерционный ста ртер- генератор обеспечивает снижение массы устройства и, кроме того, уменьшение его габаритов. Предложенное устройство обеспечивает возможность работы стартера в режиме генератора, что позволяет использовать одну электрическую машину в двух режимах и, следовательно, снизить массу и габариты устройства.

Формцла изобретения

1. Инерционный стартер-генератор для двигателя внутреннего сгорания, содержащик располженный в картере маховик, статор с обмоткой и ротор, соединенный с маховиком при помощи муфты сцепления, причем обмотка статора размещена в картере маховика по его периметру, а ротор расположен на конце вала муфты сцепления, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и жения габаритов, он снабжен рычагом д. управления муфтой сцепления, причем ротор состоит из кольца, расположенного с кольцевым зазором вокруг

1588897 72V — 72У

Фиг. 2 маховика и соединенного с кольцом диска, а муфта сцепления выполнена в виде подвижного кольцевого магнита, размещенного в зазоре между маховиком и кольцом ротора, причем кольцевой магнит при включенном рычаге расположен за пределами кольцевого зазора.

2. Стартер-генератор по и. 1, отличающийся тем, что он снабжен тяговым реле для управления рычагом муфты сцепления.

1588897

1588897

Фыд

Составитель В. Чекмазов

Редактор М. Вин

Заказ 2523 Тираж 435 Подписное

ВИИУ1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушсиая наб., д. 45

Производственно-издательский комбина г <.Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 10I