汽車空調用電動壓縮機的發電機組件的製作方法

2023-05-06 18:14:01

專利名稱：汽車空調用電動壓縮機的發電機組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車動力領域，具體涉及一種汽車車載電氣設備的電力提供裝置。
背景技術：
目前，設計開發汽車時空調系統是作為滿足舒適性的一個重要設備，傳統內燃發動機汽車採用的非獨立式空調系統採用分體式布置，空調壓縮機安裝在發動機前端經曲軸皮帶輪帶動，空調壓縮機工作需要消耗發動機的動力，通過壓縮機皮帶驅動，這種方式當關閉車門在路上高速運行時，發動機轉速快，供給壓縮機的動力遠遠大於需要，但當怠速運轉時，供給壓縮機的動力卻又不能滿足需要。空調系統對於不同的車型，工作的範圍也不一樣。車載空調系統採用分體式布置帶來的缺點是，系統結構複雜、壓縮機的管道很長，容易造成製冷劑洩漏，汙染環境；汽車發動機結構複雜，曲軸皮帶輪需要帶動的附件多，容易出現故障。

發明內容
本發明要解決的技術問題是克服汽車電力提供裝置中的上述缺點，提供一種新型的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件。本發明在現有技術的基礎上進行改進，所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，包括電動壓縮機的發電機定子、電動壓縮機的發電機轉子、電動壓縮機的發電機罩殼，其特徵是，所述發電機位於汽車發動機的側面，發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過皮帶分別與轉子的驅動軸和水泵的驅動軸聯接，水泵位於發動機的上端，發動機曲軸驅動轉子驅動軸和水泵驅動軸轉動，發動機和發電機都採用水冷，並且共用一套水冷元件。本發明將現有的發動機直接驅動壓縮機的汽車空調改為用電的汽車空調，即採用電動壓縮機，克服壓縮機動力不科學的問題。同時將發電機位於汽車發動機的側面，汽車發動機曲軸通過皮帶分別與轉子的驅動軸和水泵的驅動軸聯接。這樣，發電機罩殼可以跟發動機罩殼形成整體的罩殼，外形美觀，節省材料，合理利用了空間，並且增加了安全性。，水泵的驅動軸位於發動機的另一側端，汽車發動機曲軸驅動轉子驅動軸和水泵驅動軸轉動，這樣，大大改善了器件的空間排布，有利於節約空間和有效地利用能源。發動機和發電機都採用水冷，並且共用一套水冷元件，這樣，水冷的冷卻效果好，共用一套水冷元件，可以節省空間，節約成本。本發明的特徵還在於，所述發電機的驅動軸、發動機曲軸和水泵驅動軸的軸線在同一水平面上。水平排布有利於慣性平衡，減少發動機的抖動，大大減少故障的發生。本發明的特徵還在於，所述發電機的底端端面在水泵底端端面的相對水平位置之上。發電機底面的水平位置在水泵底面之上，這樣可以在發電機底部空出空間來放置其它器件。 本發明的特徵還在於，所述水泵底端端面在發電機的底端端面的相對水平位置之上。這樣可以在水泵的底面空出空間來放置其它器件。
本發明的特徵還在於，所述發電機的驅動軸、發動機曲軸和水泵驅動軸由ー根皮帶聯接。這樣，可以節約材料，減少能量損失。本發明的特徵還在於，所述發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過兩根皮帶分別與電機的驅動軸和水泵驅動軸聯接。這樣，可以分開更換皮帶，減少故障發生。本發明的特徵還在於所述發電機的輸出電壓為42伏或14伏。本發明發電機提供了 42V輸出電壓或14V輸出電壓或42V和12V兩個輸出電壓，採用42V輸出電壓可以更節約能源，同時也可以滿足越來越多電氣設備的電力需要，而14V可以適用於目前的汽車電氣系統，採用42V/14V雙電壓，可以為從現今的14V電氣設備過渡至42V電氣設備過程中提供配套的供電系統。本發明特徵還在於所述發電機固定在汽車發動機機體上。發電機固定在發動機機體上，可以更節約空間，便於更好地安裝其它器件。 本發明特徵還在於所述汽車發動機為內燃機。內燃機發動機成本低，也能為雙電機提供足夠的動力，因而既滿足汽車動力需要，也更好滿足發電機動カ需要。本發明特徵還在於所述汽車發動機為混合動カ發動機。當使用混合動カ發動機時，本發明的其中一個發電機可以作為發動機-發電機一體機，為發動機發動提供動カ，這樣可以免去發動機啟動裝置，節約空間，並且可以迅速啟動發動機。本發明特徵還在於發電機是永磁式直流發電機，所述的轉子包括永磁體的磁極。永磁式直流發電機具有供電穩定，其效率和功率密度高，可靠性高和使用方便等特點。本發明的特徵還在於也可發電機是盤式永磁同步發電機。盤式永磁同步發電機具有結構簡單、高效堅固、結構緊湊、通風效果好等優點。本發明的特徵還在於發電機配置有調節輸出電壓的控制器。這樣，能夠方便控制發電機的輸出電壓，保證有穩定的電壓供給空調系統，從而提高空調的電動壓縮機的使用壽命。本發明的特徵還在於，皮帶的內表面上有凸起構造。這樣，有效解決皮帶輪傳動所帶來的弾性滑動和打滑等問題，提高傳動效率和能保持準確的傳動比，皮帶輪傳動傳遞同樣大的圓周カ時，輪廓尺寸和軸上壓カ減小，皮帶輪傳動皮帶的壽命延長。本發明的特徵還在於，發動機曲軸上的皮帶輪直徑大於、等於或者小於發電機轉子上的皮帶輪直徑。這樣，能夠有效地改變發電機轉子與發動機曲軸同步運轉的比例，從而最大限度的利用發動機曲軸的傳動能，提高發電機的輸出電量，並且還能夠在發動機曲軸或/和發電機轉子上同時設置多種直徑的皮帶輪組，通過調節裝置任意調節皮帶轉動到任意大小的皮帶輪上，達到調節變速的作用。本發明的特徵還在於，發電機的轉子軸為空心軸或者實心軸。這樣，當空調發電機的轉子軸為空心軸，主要是工程力學中材料力學的問題，因為傳動軸只需要承受扭轉應力，也就是說，傳動軸上的形變只有扭曲，傳動軸的截面是個圓，當軸受到扭轉カ時，離圓心越遠的地方，受到的應カ越大，離圓心越近的地方，受到的應カ越小，圓心處受到的カ是「0」，所以這時，把圓心掏空，對軸沒有什麼影響，而對於生產廠商來說，卻可以節約大量的材料，這不是偷エ減料，這是合理的節約；而如果承受的力除了扭轉應力外，還有剪應力、彎曲應力，它承受的力多、大且複雜，或者傳動系統傳速高且變速頻繁、變速弧度大，為了滿足強度和剛度的要求，發電機的轉子軸必須做成實心軸。
本發明的特徵還在於，發電機為交流異步發電機。這樣，與直流發電機相比，交流發電機體積小，質量輕，在內燃機發動機低速運轉時，仍能持續工作，且故障少，使用壽命長，保修簡便。本發明的特徵還在於，發電機為爪極發電機。爪極發電機具有轉矩和功率密度高、結構簡單和製造成本低等優點。本發明的特徵還在於，發電機的輸出端設置有穩壓器。這樣，能自動調整輸出電壓，將電壓穩定在設定值範圍內，使汽車空調系統能在額定工作電壓下正常工作，減少不穩定的電壓給空調系統造成致命傷害或誤動作，降低影響使用、空調系統的老化、影響使用壽命甚至燒毀配件、甚至發生安全事故等多方面不利因素的損失。本發明的特徵還在於，發電機的定子在外轉子在內，發電機轉子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線平行設置。這樣，發電機轉子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線平行設置，轉子與發動機曲軸同步旋轉，形成與發動機曲軸同步的電機，並且能夠儲 存能量。本發明的特徵還在於，發電機的定子在外轉子在內，發電機轉子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線斜交設置。這樣，發電機轉子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線斜交設置，轉子與發動機曲軸異步運轉，能夠給轉子帶來更高的運轉速度，產生更高的電量。本發明的特徵還在於，發電機的轉子在外定子在內，發電機定子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線平行設置。這樣，形成外轉子電機，外轉子電機合理的結構設計靈活的引出線方向，外轉子電機接線盒自身可旋轉安裝，外轉子電機優越的外轉子電機性能低噪音、低振動，高性能的防護等級，外轉子電機眾多的選擇滿足各種用戶需求加裝熱敏電阻，外轉子電機採用優化設計，具有較高效率，可產生可觀的節能效果，外轉子電機加裝防塵密封圈、加熱帶、防油密封圈、注油、特殊軸伸、特殊法蘭等各種要求。發電機定子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線平行設置，轉子與發動機曲軸同步旋轉，形成與發動機曲軸同步的電機，並且能夠儲存能量。本發明的特徵還在於，發電機的轉子在外定子在內，發電機定子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線斜交設置。這樣，形成外轉子電機，外轉子電機合理的結構設計靈活的引出線方向，外轉子電機接線盒自身可旋轉安裝，外轉子電機優越的外轉子電機性能低噪音、低振動，高性能的防護等級，外轉子電機眾多的選擇滿足各種用戶需求加裝熱敏電阻，外轉子電機採用優化設計，具有較高效率，可產生可觀的節能效果，外轉子電機加裝防塵密封圈、加熱帶、防油密封圈、注油、特殊軸伸、特殊法蘭等各種要求。發電機定子的軸線與汽車發動機曲軸主軸頸的軸線斜交設置，轉子與發動機曲軸異步運轉，能夠給轉子帶來更高的運轉速度，產生更高的電量。本發明的特徵還在於，所述發電機為發電機-起動機一體機。這樣，可以減少專門的起動機，節約空間，並且能快速起動汽車發動機。


圖I是本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件結構示意圖之一。圖2是本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件結構示意圖之二。
圖3是本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件結構示意圖之三。圖4是本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件結構示意圖之四。圖5是本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件結構示意圖之五。圖6是本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件結構示意圖之六。
具體實施例方式以下通過優選的實施方案來進ー步說明本發明。本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，包括電動壓縮機的發電機定子、電動壓縮機的發電機轉子、電動壓縮機的發電機罩殼，所述發電機位於汽車發動機的側面，發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過皮帶分別與轉子的驅動軸和水泵的驅動軸聯 接，水泵位於發動機的上端，發動機曲軸驅動轉子驅動軸和水泵驅動軸轉動，發動機和發電機都採用水冷，並且共用ー套水冷元件。如圖I所示，本發明的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件包括汽車發動機I和汽車空調用電動壓縮機的發電機2，汽車發動機I包括發動機機體3和發動機曲軸4，(圖2是本方案所用的發電機結構示意圖，如圖2所示，發電機2包括罩殼5，定子6和轉子7)，發動機曲軸4上的皮帶輪12通過皮帶11與發電機轉子驅動軸15上的皮帶輪10聯接，發動機曲軸4上的皮帶輪12還通過皮帶21與水泵驅動軸23上的皮帶輪22聯接，發電機轉子驅動軸位於發動機曲軸的ー側，水泵驅動軸位於發動機曲軸的另ー側，汽車發動機曲軸驅動轉子驅動軸和水泵驅動軸轉動。作為本方案的ー種變形，所述發電機的驅動軸、發動機曲軸和水泵驅動軸的軸線還可設在同一水平面上。本發明的特徵還在於，所述發電機的底端端面在水泵底端端面的相對水平位置之上。如圖3所示，發電機的底端端面在水泵底端端面的相對水平位置之上。作為本方案的變形，還可將水泵底端端面在發電機的底端端面的相對水平位置之上。本發明的特徵還在於，所述發電機的驅動軸、發動機曲軸和水泵驅動軸由ー根皮帶聯接。如圖3所示，發電機的驅動軸15、發動機曲軸4和水泵驅動軸23由一根皮帶21聯接。皮帶21依次聯接在發電機驅動軸的皮帶輪10、發動機曲軸上的皮帶輪12、水泵的皮帶輪22上。本發明的特徵還在於，所述發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過兩根皮帶分別與電機的驅動軸和水泵驅動軸聯接。如圖I所示，本方案的發動機曲軸4上設有兩道皮帶槽，發動機曲軸4通過兩根皮帶11，21分別與電機的驅動軸15和水泵驅動軸23聯接。本發明的特徵還在於所述發電機的輸出電壓為42伏或14伏。本發明特徵還在於所述發電機固定在汽車發動機機體上。如圖3所示，本方案的發電機固定在發動機機體上。作為變形，也可將發電機固定在車架上或車底盤上。本發明特徵還在於所述汽車發動機為內燃機。如圖I所示，本方案的汽車發動機為內燃機。作為本方案的變形，本方案的汽車發動機也可為混合動カ發動機。本發明特徵還在於發電機是永磁式直流發電機，所述的轉子包括永磁體的磁極。如圖2所示，本方案的發電機採用永磁式直流發電機。作為本方案的變形，也可發電機是盤式永磁同步發電機、交流異步發電機或爪極發電機。
本發明的特徵還在於發電機配置有調節輸出電壓的控制器。如圖4所示，本方案的發電機後端配置有調節輸出電壓的控制器20。本發明的特徵還在於，皮帶的內表面上有凸起構造。本發明的特徵還在於，發動機曲軸上的皮帶輪直徑大於、等於或者小於發電機轉子上的皮帶輪直徑。如圖3所示，發電機曲軸皮帶輪直徑小於發電機轉子上的皮帶輪直徑。本發明的特徵還在於，發電機的轉子軸為空心軸或者實心軸。如圖2所示，本方案的發電機的轉子軸為實心軸。本發明的特徵還在於，發電機的輸出端設置有穩壓器。本發明的特徵還在於，發電機的轉子在外定子在內，發電機定子的軸線與汽車發動機曲軸的軸線平行設置。如圖5所示，本方案採用轉子7在外，定子6在內的發電機，發電機定子的軸線與發動機曲軸的軸線平行。作為本方案的變形，也可採用發電機的定子在 外轉子在內的形式，將發電機轉子的軸線與汽車發動機曲軸的軸線平行設置。本發明的特徵還在於，所述發電機為發電機-起動機一體機。如圖I所示，本方案將發電機2作為發電機-起動機一體機。本發明的特徵還在於，發電機的轉子驅動軸連有發電機離合裝置。如圖6所示，本方案的發電機轉子驅動軸15連有發電機離合裝置26。發電機離合裝置26控制發電機轉子驅動軸的聯接和分離。
權利要求
1.汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，包括電動壓縮機的發電機定子、電動壓縮機的發電機轉子、電動壓縮機的發電機罩殼，其特徵是，所述發電機位於汽車發動機的側面，發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過皮帶分別與轉子的驅動軸和水泵的驅動軸聯接，水泵位於發動機的上端，發動機曲軸驅動轉子驅動軸和水泵驅動軸轉動，發動機和發電機都採用水冷，並且共用ー套水冷元件。
2.根據權利要求I所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，其特徵是，所述發電機的驅動軸、發動機曲軸和水泵驅動軸的軸線在同一水平面上。
3.根據權利要求I所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，其特徵是，所述發電機的底端端面在水泵底端端面的相對水平位置之上。
4.根據權利要求I所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，其特徵是，所述水泵底端端面在發電機的底端端面的相對水平位置之上。
5.根據權利要求I所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，其特徵是，所述發電機的驅動軸、發動機曲軸和水泵驅動軸由ー根皮帶聯接。
6.根據權利要求I所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，其特徵是，所述發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過兩根皮帶分別與電機的驅動軸和水泵驅動軸聯接。
7.根據權利要求I至6任ー權利要求所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，其特徵是，所述發電機是盤式永磁同步發電機；或者所述發電機是永磁式直流發電機，所述的轉子包括永磁體的磁極；或者所述汽車發動機為內燃機；或者所述汽車發動機為混合動カ發動機；或者所述發電機的輸出電壓為42伏或14伏；或者所述發電機固定在汽車發動機機體上；或者發電機配置有調節輸出電壓的控制器；或者發電機的轉子驅動軸連有發電機離合裝置；或者皮帶的內表面上有凸起構造；或者發動機曲軸上的皮帶輪直徑大於、等於或者小於發電機轉子上的皮帶輪直徑；或者發電機固定在汽車底盤上；或者發電機固定在汽車的車架上；或者發電機的轉子軸為空心軸或者實心軸；或者發電機為交流異步發電機；或者發電機為爪極發電機；或者發電機的輸出端設置有穩壓器；或者發電機為發電機-起動機一體機。
全文摘要
本發明涉及汽車動力領域，具體涉及一種汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，本發明在現有技術的基礎上進行改進，所述的汽車空調用電動壓縮機的發電機組件，包括電動壓縮機的發電機定子、電動壓縮機的發電機轉子、電動壓縮機的發電機罩殼，所述發電機位於汽車發動機的側面，發動機曲軸上設兩道皮帶槽，發動機曲軸通過皮帶分別與轉子的驅動軸和水泵的驅動軸聯接，水泵位於發動機的上端，發動機曲軸驅動轉子驅動軸和水泵驅動軸轉動，發動機和發電機都採用水冷，並且共用一套水冷元件。本發明與現有技術相比節省材料，合理利用了空間，並且增加了安全性，利於節約空間和有效地利用能源。
文檔編號H02K7/18GK102684383SQ20111005692
公開日2012年9月19日 申請日期2011年3月10日 優先權日2011年3月10日
發明者羅嶽華, 邱則有 申請人:湖南華強電氣有限公司, 邱則有