[发明专利]盘式起动发电一体机

说明书

技术领域：

本发明属于起动电机领域，特别涉及一种盘式起动发电一体机。

背景技术：

现有车辆电起动，均具有两台电机，起动电机安装在发动机飞轮盘外侧，发电机安装在发动机前端风扇侧；发动机起动时，电池电源向起动电机供电，起动电机输出经减速器、单向器后与发动机飞轮盘啮合连接，以大转矩、低转速带动发动机运转点火起动。发动机起动后，单向器起作用，起动电机脱离发动机飞轮盘，起动电机失电停止工作；发动机同时通过皮带轮带动发电机高速运转发电，向电池、用电设备供电。发动机与发电机一直同时运转，而起动电机只在发动机起动瞬时使用，行驶过程是闲置着。如何融合起动电机和发电机于一体，业界也有不少构想，但均不理想，无法商用化，究其原因，

发动机起动时要求：电机低转速(几百转/分钟)大扭矩(几百牛米)，较大功率(几千瓦)短时间(几秒钟)；

发动机发电时要求：电机高转速(几千转)小扭矩(几十牛米)，较小功率(几百瓦)长时间(几小时)。

要满足上述要求，发动机与电机间的配合：在起动时，电机减速后带动发动机；起动后发电时，发动机带动电机同速或增速运转。

在这特殊要求下，出现：其一电机选择不尽合理，以至体积大，无法在原有空间里安装；其二变速器和单向器融合设计，无法满足起动电机大变速、大转矩来驱动发动机，而发动机起动后又不能同速带动起动电机发电，使得电机效率不高，不能满足用电需求。

因此，二种差异较大的不同要求，用一台电机是很难满足的。

发明内容：

本发明的目的是设计一种采用一台盘式电机，通过一行星减速器输出大转矩，既当起动电机，又能与发动机同速发电的盘式起动发电一体机。

本发明技术方案是这样实现的：一种盘式起动发电一体机，包括电机、减速器和与减速器传动连接的发动机曲轴，其特征是电机指的是盘式电机，定子固定在电机壳体上，转子轴伸通过轴承定位在所述的电机壳体上；所述的减速器采用行星减速器，包括内齿圈、太阳轮、行星轮组和行星轮盘；太阳轮固定在转子轴伸上，内齿圈单向活动定位在电机壳体上，三个均布在内齿圈与太阳轮间的行星轮组通过单向轴承定位在行星轮盘的销轴上；所述的行星轮盘固定在发动机曲轴或飞轮上。发动机起动时，盘式电机带动轴伸上的太阳轮转动，带动行星轮盘上的三个行星轮组转动，与行星轮啮合的内齿圈，因内齿圈只能做单向旋转，此方向无法转动，行星轮组在太阳轮的带动下，绕内齿圈运转，三个行星轮组协同推动行星轮盘减速旋转；当发动机起动后，曲轴带动行星轮盘旋转，因受装在行星轮组中单向轴承的堵转作用、以及内齿圈可逆向旋转，行星轮组与太阳轮、内齿圈无法啮合转动，使得行星轮盘与太阳轮同速运转，驱动盘式电机发电工作。

所述的电机转子轴伸为空心结构，发动机曲轴穿过该转子轴伸。

所述行星轮组为同轴连体双齿轮结构，包括一大行星齿轮和一小行星齿轮，其中大行星齿轮与太阳轮啮合，小行星齿轮与内齿圈啮合，双齿轮结构通过单向轴承定位在行星轮盘的销轴上。通过双齿轮达到更高变速比的目的，以使采用一级行星变速器，即可达到驱动发动机的要求。

或者，所述行星轮组为多级齿轮变速机构，该多级齿轮变速机构中的初级行星齿轮与太阳轮啮合，末级行星齿轮与内齿圈啮合；各齿轮通过各自的销轴定位在行星轮盘上，其中有一齿轮通过单向轴承定位所述的销轴上。

所述内齿圈单向活动定位在电机壳体上是指内齿圈通过一单向轴承定位在电机壳体上。

所述内齿圈单向活动定位在电机壳体上是指内齿圈通过一轴承定位在电机壳体上，在内齿圈与电机壳体间还设有一单向离合器。利用单向离合器的啮合，实现堵转的目的。

本发明工件原理是：发动机开始起动时，电机向发动机正向传递力矩，减速器起减速作用，高速运转的电机经减速后为大扭矩低转速起动发动机。起动后，当发动机向电机逆向传递力矩时，减速器不起减速作用，发动机带动电机同步高速发电。

本发明采用同一台盘式电机，带动发动机起动，起动后直接发电，并采用体积小巧的行星减速器，当正向传递力矩时起减速作用、而逆向传递力矩时起同速传动连接作用；其中行星减速器的内齿圈和行星轮组均采用单向活动定位，使得发动机起动后能同速带动盘式电机发电。

本发明的优点是：在起动、发电时，盘式电机都工作在最佳效率区，电机体积可以缩小，能安装在发动机曲轴上，不改变车辆原有空间结构，符合现有条件，给新车型设计和旧车辆改装带有方便；采用单级行星减速器的多级变速，既满足增大转矩的作用，也能减小体积，而且使得电机设计更加灵活。

附图说明：