一种汽车车轮直连势能驱动发电装置论文和设计-周长久

全文摘要

本实用新型公开了一种汽车车轮直连势能驱动发电装置，包括内端铰接在汽车后桥上的缓冲支撑摇臂、固定在缓冲支撑摇臂外端上的发电机外壳、固定在第一车体受力件和缓冲支撑摇臂上之间的减震器、设在发电机外壳与第二车体受力部件之间的钢板弹簧组件、轴向穿过且固定在发电机外壳上的中心轴、位于发电机外壳内且固定在中心轴上的定子组件、位于发电机外壳与定子组件之间可相对定子组件转动活动设在中心轴上的转子组件、可转动活动固定在中心轴外端的车轮座盘、设在在转子组件和车轮座盘之间的超越离合机构。本实用新型可作为汽车常用蓄电池组的补充，可增加蓄电池容量，提高续航能力。

主设计要求

1.一种汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是包括内端铰接在汽车后桥上的缓冲支撑摇臂、固定在缓冲支撑摇臂外端上的发电机外壳、固定在第一车体受力件和缓冲支撑摇臂上之间的减震器、设在发电机外壳与第二车体受力部件之间的钢板弹簧组件、轴向穿过且固定在发电机外壳上的中心轴、位于发电机外壳内且固定在中心轴上的定子组件、位于发电机外壳与定子组件之间可相对定子组件转动活动设在中心轴上的转子组件、可转动活动固定在中心轴外端的车轮座盘、设在在转子组件和车轮座盘之间的超越离合机构。

设计方案

1.一种汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是包括内端铰接在汽车后桥上的缓冲支撑摇臂、固定在缓冲支撑摇臂外端上的发电机外壳、固定在第一车体受力件和缓冲支撑摇臂上之间的减震器、设在发电机外壳与第二车体受力部件之间的钢板弹簧组件、轴向穿过且固定在发电机外壳上的中心轴、位于发电机外壳内且固定在中心轴上的定子组件、位于发电机外壳与定子组件之间可相对定子组件转动活动设在中心轴上的转子组件、可转动活动固定在中心轴外端的车轮座盘、设在在转子组件和车轮座盘之间的超越离合机构。

2.根据权利要求1所述的汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是所述超越离合机构包括离合器抓轮、钢碗、滚子，所述离合器抓轮固定在所述转子组件上，离合器抓轮设有圆周方向的斜槽，所述滚子装入所述斜槽内；所述钢碗活动安装在离合器抓轮上，钢碗设有衬套罩在滚子上，钢碗通过法兰与所述车轮座盘固定连接。

3.根据权利要求2所述的汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是所述发电机外壳包括护套、固定在护套两端的外端盖、内端盖；所述缓冲支撑摇臂外端通过马鞍形状机座骑跨且固定在发动机外壳的护套上，所述钢板弹簧组件采用反挂方式通过挂架安装在机座上且固定在第二车体受力部件的支座上。

4.根据权利要求3所述的汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是所述中心轴上固定有空心轴结构的定子支座，定子支座表面上沿圆周设置有若干组三等分的隔槽；所述定子组件包括与所述隔槽数对应的若干组分隔定子，每组分隔定子包括按三等分分布的三个定子，所述定子包括绕组支架、绕组线圈、极靴、磁极绕组线圈，所述分隔定子装入所述定子支座的隔槽内。

5.根据权利要求4所述的汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是所述转子组件包括设有N--S两极卡槽的永磁体转子、置入卡槽内的汝磁铁、转子内外端盖，所述永磁体转子的两端分别与转子内外端盖固定。

6.根据权利要求5所述的汽车车轮直连势能驱动发电装置，其特征是所述转子内端盖上铸有风扇叶片随旋转起散热作用。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于汽车发电装置，具体涉及一种汽车车轮直连势能驱动发电装置。

背景技术

汽车发电机是汽车的主要电源，其功用是在发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。现有汽车由于其发电机的结构、用途不同以及发电机获取动力的方法、部位不同，其发电机的功率相差甚远。综上述原因，现有汽车自带发电机的功率都很小。而前驱动的油电混合动力汽车其蓄电池组的容量有限，一旦电量耗尽必须及时充电，影响汽车的续航，且耽误时间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可增加蓄电池容量，提高续航能力的汽车车轮直连势能驱动发电装置。

实现本实用新型目的采用的技术方案如下：

本实用新型提供的汽车车轮直连势能驱动发电装置，包括内端铰接在汽车后桥上的缓冲支撑摇臂、固定在缓冲支撑摇臂外端上的发电机外壳、固定在第一车体受力件和缓冲支撑摇臂上之间的减震器、设在发电机外壳与第二车体受力部件之间的钢板弹簧组件、轴向穿过且固定在发电机外壳上的中心轴、位于发电机外壳内且固定在中心轴上的定子组件、位于发电机外壳与定子组件之间可相对定子组件转动活动设在中心轴上的转子组件、可转动活动固定在中心轴外端的车轮座盘、设在在转子组件和车轮座盘之间的超越离合机构。

所述超越离合机构包括离合器抓轮、钢碗、滚子，所述离合器抓轮固定在所述转子组件上，离合器抓轮设有圆周方向的斜槽，所述滚子装入所述斜槽内；所述钢碗活动安装在离合器抓轮上，钢碗设有衬套罩在滚子上，钢碗通过法兰与所述车轮座盘固定连接。

所述发电机外壳包括护套、固定在护套两端的外端盖、内端盖；所述缓冲支撑摇臂外端通过马鞍形状机座骑跨且固定在发动机外壳的护套上，所述钢板弹簧组件采用反挂方式通过挂架安装在机座上且固定在第二车体受力部件的支座上。

所述中心轴上固定有空心轴结构的定子支座，定子支座表面上沿圆周设置有若干组三等分的隔槽；所述定子组件包括与所述隔槽数对应的若干组分隔定子，每组分隔定子包括按三等分分布的三个定子，所述定子包括绕组支架、绕组线圈、极靴、磁极绕组线圈，所述分隔定子装入所述定子支座的隔槽内。

所述转子组件包括设有N--S两极卡槽的永磁体转子、置入卡槽内的汝磁铁、转子内外端盖，所述永磁体转子的两端分别与转子内外端盖固定。

所述转子内端盖上铸有风扇叶片随旋转起散热作用。

有益效果

本实用新型是实现一种较大功率的节能环保发电装置。本装置在汽车后桥左右两边对称各装了一台外转子为永磁体无刷直流发电装置。在车轮鼓中央，该两台发电装置的转子与安装有车轮的车轮座盘相结合并在两者中心内装有超越离合机构，并由这种机构来自动切换汽车在行驶中传递给车轮的巨大惯性势能驱动永磁体转子高速旋转与定子绕组产生磁力切割感生电流发电。本装置发出的电不是直接用去驱动汽车原动机，而是经电路控制系统给备用蓄电池组充电储存电能切换备用。因此在这种模式下，发电机所承受的负荷并不大。当常用蓄电池组的电能消耗到电控系统报警时，即可切换备用蓄电池组的电能给汽车原动机供电；与此同时，发电机切换到给常用蓄电池组继续充电。本装置在汽车行驶状态下，备用蓄电池组没有报警之前不需要考虑使用外接电源充电。

采用本实用新型后，可作为汽车常用蓄电池组的补充，可增加蓄电池容量，提高续航能力。

下面结合附图进一步说明本实用新型的技术方案。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的左视图。

图3是图1的AA向剖面图。

图4是图1的BB向剖面图。

图5是图3的ⅠⅠ向剖面图。

图6是本实用新型中发电装置的电气原理图。

图7是本实用新型应用的电气原理图。

具体实施方式

见图1——图5，本实用新型提供的汽车车轮直连势能驱动发电装置，包括内端铰接在汽车后桥1上的缓冲支撑摇臂3、固定在缓冲支撑摇臂3外端上的发电机外壳、固定在车体受力件4和缓冲支撑摇臂3上之间的减震器5、设在发电机外壳与车体受力部件26之间的钢板弹簧组件、轴向穿过且固定在发电机外壳上的中心轴8、位于发电机外壳内且固定在中心轴8上的定子组件、位于发电机外壳与定子组件之间可相对定子组件转动活动设在中心轴8上的转子组件、可转动活动固定在中心轴8外端的车轮座盘22、设在在转子组件和车轮座盘22之间的超越离合机构、与车轮座盘22配合的刹车制动器40，车轮23固定在车轮座盘22上。

所述发电机外壳包括护套2、通过螺栓46固定在护套2两端的外端盖47、内端盖51；所述缓冲支撑摇臂3外端上焊接有马鞍形状骑跨固定在发动机外壳的护套2上的机座17，钢板弹簧组件包括扁弹簧钢板减震副18和减震副固定组件19，为避免抬高车体重心扁弹簧钢板减震副18采用反挂方式通过挂架24安装在机座17上，减震副固定组件19则固定在与车体受力部件26焊接成为整体的支座25上；所述中心轴8由发电机的外端盖47和内端盖51约束固定；所述车轮座盘22由一对推力轴承39、轴衬套37、38、圆螺母41、锁紧螺母42、开口销43共同固定在中心轴8上；所述超越离合机构包括离合器抓轮31、钢碗28、滚子29，离合器抓轮31通过平键34安装在转子外端盖49的外凸空心轴上，离合器抓轮31 设有圆周方向的斜槽32，滚子29装入斜槽32内；钢碗28活动安装在离合器抓轮31上，钢碗28设有衬套罩在滚子29上，钢碗28通过法兰与车轮座盘22固定连接；车轮23由车轮螺栓20、螺母21固定安装在车轮座盘22上；所述机座17上预留有刹车管路安装孔27；发电机护套2上固定有发电机散热口护罩6、接线盒7。

所述中心轴8是静止不动的，是本装置的一切需要围绕同心圆固定的载体，是承载包括车轮23在内的以及围绕轴心转动的零部件的主要受力部件之一。

轴衬套9、53、固定在中心轴8上；定子支座16为空心轴，其表面上沿圆周设置有4组3等分的隔槽，其内壁两端设有螺纹分别与轴衬套9、53相联接，其中：轴衬套53的法兰与发电机外壳的内端盖51固定成为静止不动的零部件；所述定子组件包括四组分隔定子，每组分隔定子包括按三等分分布的三个定子，每个定子包括绕组支架10、绕组线圈11、极靴12、固定螺钉48、磁极绕组线圈15，四组分隔定子一并装入定子支座16的四组隔槽内；所述转子组件包括设有N--S两极卡槽的永磁体转子13、置入卡槽内的汝磁铁14、转子内外端盖52、49，永磁体转子13的两端分别用螺栓44与转子内端盖52、转子外端盖49的外凸空心轴固定；转子内端盖52通过调心球轴承50活动固定在护套2的内端盖51的內凸空心轴上；转子内端盖52上铸有风扇叶片随旋转起散热作用；转子外端盖49的外凸空心轴通过一对推力轴承35活动固定在中心轴8上，两推力轴承35之间由设在中心轴8上的轴衬套36阻止轴承轴向移动，轴衬套37设在推力轴承39与对推力轴承35之间；转子外端盖49的外凸空心轴上安装调心球轴承30，发电机外壳的外端盖47安装在调心球轴承30上；发电机外壳的内端盖51的内凸空心轴伸进转子内端盖52的孔中，调心球轴承50安装在发电机外壳的内端盖51的内凸空心轴与转子内端盖52之间；发电机外壳的内外端盖51、47分别用螺栓45、垫圈46与护套2固定；中心轴8的内端由圆螺母54、锁紧螺母55、开口销33与发电机外壳的内端盖51固定。

见图6，本实用新型中的发电装置为永磁直流发电机，带有中性点N引出线保护接零；三根火线A、B、C相线引出分别对应接入可控硅整流器端子上，整流器的KG1、KG2、KG3点，作为触发信号移相角a的起点。该起点分别落后于相应的相电压30度。触发电压有三组，分别加在相应的可控硅上，触发电路必须与主电路三相电源同步，所以三组触发电压分别相差120度。每组触发电压移相范围0--150度；a在0--30度，输出电压u<\/i>z是连续的并将这个电压通过负荷控制开关输入备用蓄电池组。

本实用新型在油电混合汽车上的应用如图7所示，汽车包括本实用新型的左右两个发电机a，发电机a通过可控硅整流器b、电子控制开关c1与储备蓄电池组d1电连接，储备蓄电池组d1通过电子控制开关c2与常用蓄电池组d2电连接，常用蓄电池组d2通过电子控制开关c2与外接电源转换器电连接，并将电能输出供给电动机e做功。

工作原理：汽车启动后带动车轮转动，同时带动车轮座盘22和钢碗28同步转动，此时钢碗28迫使滚子29沿离合器抓轮31的斜槽32滚动至斜槽32的小端并瞬间抓紧离合器抓轮31一起转动，离合器抓轮31带动转子内端盖49的外凸空心轴、永磁体转子13同步转动，此时离合器抓轮31与车轮座盘22处于结合状态而同步转动，随着永磁体转子13转动引发磁场增强的作用下与定子绕组线圈产生感生交感电动势；转子内端盖49的外凸空心轴、离合器抓轮31随发电机额定转速高速旋转的同时迫使从动件滚子29回到离合器抓轮31上斜槽32的大端，此时离合器抓轮31与车轮座盘23处于分离状态而随从永磁体转子13以超越车轮数倍的发电机额定转速高速旋转，同时与定子绕组线圈作磁力切割产生感生电流发电输出。与上述同理，当汽车在行驶中驾驶员操作刹车制动时，超越离合机构中的离合器抓轮31和钢碗28分别同永磁体转子13与车轮座盘22处于分离状态；同时永磁体转子13靠车体的惯性势能驱动任然处于正常工作状态；换句话说，只要不是长时间停车，在工作状态下的永磁体转子13不会突然停止工作。

设计图