Инерционный стартер-генератор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ЯО 1588897 5 Р 02 1 М 5/04 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУД АРСТВЕНН ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ ПРИ ГКНТ СССР О ф 1 РиЫЕ 1( 1." . г;-;.Г ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(57) Изобретение относитсяройствам двигателей внутрев частности к стартерам-гентелей транспортных средстстартер-генератор состоит изположенного в картере 1 мтора 6. В кольцевом зазоревиком 2 и кольцом 9 ротжен кольцевой магнит 12,сцепления магнитного типа.нено подвижным и обеспечии разъединение ротора 61 з.п.ф-лы, 10 ил. нный институт ОО ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Патент СССР133143кл. Р 02 Х 5/04, 1980. к пусковым устннего сгорания, ератарам двигав. Инерционныйстатора 3, расаховика 2 и ро О между махоора 6 располообразуя муфту Кольцо 9 выполвает соединение с маховиком 2.50 55 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 стартер- генератора.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 ВАЗ; на фиг. 4 - сечение статорной обмотки, маховика, ротора и магнитного кольца (сцепление включено); на фиг. 5 - то же, при выключенном сцеплении; на фиг, 6 - - сечение кольца ротора, магнитного кольца и маховика с цилиндрическими магнитами (по два магнита в круглых отверстиях в ряд); на фиг. 7 - вид мзховикз, статорной обмотки, магнитного кольца и кольца ротора со стороны и.;"гя"ля внутреннего сгорания; на фиг. 8 -ци,пиндрической формы из феррита:ярки 25 БА 250, который устанавли-яс ": ; кпуглые отверстия маховика, кольцамагнитного кольца как показано 6 ,;по два магнита в ряд); на- . устройство инерционного старте, ятора со стандартным фрикционным нем (автомобиль ВАЗ) и проме; ; и вы жимным подшипником; на бн .-- промежуточный выжимной подо .к н жду муфтой сцепления и дискомЙе пционный стартер-генератор содеря.,: расположенный в картере 1 маховик 2. Статор 3 состоит из обмоток 4, намотанных на сердечники 5 и расположенных по периметру картера. Обмотка трехфазная и состоит из 18 катушек, уложенных в пазы стального сердечника (не показаны). В каждой фазе обмотки статора включено по шесть последовательно соединенных катушек. Катушки соединены звездой, нулевая точка подключена к отдельному штеккеру, к которому подключается обмотка реле контроля заряда аккумулятора. Устройство статора является стандартным для автомобильных генераторов, например, серии Г 221 (ВАЗ) Г 250 (ГАЗ) и т. д. Масса стзтора 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 под 5 10 15 20 25 30 35 40 45 вижного кольцевого магнита 12, размещенного 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 13, 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 нз стержни установлены пружины 18.Выжимную втулку перемещает выжимной 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, на. пряжение на которое подается от аккумулятора через выключатель, который установлен на оси педали сцепления (не показаны). Для регулированид 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 двз магнита в ряд. Сцепление может быгь стандартнымфрикционного типа (фи". 9 сц пление ВАЗ) или электромагнитно, о типа (стандартное от автомобиля ЗАЗ 968 М или ЗАЗ 1102), При этом выжимиой подшипник 19 связан с промежуточным подшипником 29 штоком 30 (фиг. 10 . Закрепляют магниты обычным образом (на клее, с помощью фасонньх выемок, развальцовки бортов отверстий и т. д.).Инерционный стартер-генератор работает следующим образом.Перед запуском двигателя коробку передач ставят в нейтральное положение. Тогда при выключенной муфте сцепления ротор 6 является свободно установленным на подшипниках коробки передач и может свободновращаться 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 на нем постоянными магнитами 20 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 об/мин).После достижения ротором 200 - 300 оборотов через две-три секунды ключ замка зажигания устанавливают во второе поло 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. 35Ротор, 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 отключают40 поворотом ключа зажигания, При этом статорная обмотка автоматически через диоды (не показаны) подключается к бортовой сети автомобиля, Вращающийся вместе с маховиком двигателя ротор обеспечи 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 О ное номинальное значение напряжения на выходе генератора. Реле регулятор, выпрямитель и переключатели являются традиционными 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 сцепления и пеоеключении 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 ЗАЗМ.Предложенный инерционный стартер- генератор 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 изобретения1. 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, отличаюиийся тем, что, с целью упрощения конструкции и жения габаритов, он снабжен рычагом д.управления муфтой сцеп. ления, причем ротор состоит из кольца, расположенного с кольцевым зазором вокруг-ЧУФиг. 3 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.фИб зов Редактор М Заказ 2523 Вг 1 ИИПИ Госуд Корректор С с Подписное таям при ГКоткрьнабУжгор изводствен л. Гагарина Составитель В. ЧеВиндура Техред А КравцукТираж 435рственного комитета по изобретениям13035, Москва, Ж - 35, Раушскаяо-издательский комбинат Патент,