[发明专利]一种用于小型内燃机的起动发电一体化结构

说明书

技术领域

本发明涉及与内燃发动机配套使用的起动机和发电机，特别是发动机用集起动机和发电机一体的机电装置。

背景技术

现有的小型内燃机在起动时，均采用外部起动或两套独立机构进行起动和供电。一套为起动机(主要由直流串激电动机、传动机构以及控制装置，其功用是接通或切断电动机与蓄电池间的电路，使起动机的驱动齿轮与飞轮齿圈啮合或脱离)，另一套为发电机。这种方式所使用的设备一般体积大、结构复杂、启动速度慢、安全性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种体积小、重量轻、结构简单、集起动和发电于一体的一种用于小型内燃机的起动发电一体化结构。

本发明的目的是这样实现的：一种用于小型内燃机的起动发电一体化结构，包括安装在发动机轴上的起动齿轮，起动齿轮经第一单向轴承安装在发动机轴上，主动发电齿轮经第二单向轴承安装在发动机轴上，且第一单向轴承与第二单向轴承的安装方向相反；还具有无刷电机，无刷电机轴上安装有主动起动齿轮和发电齿轮，主动起动齿轮与起动齿轮啮合传动，主动起动齿轮的齿数大于起动齿轮的齿数，主动发电齿轮与发电齿轮啮合传动，主动发电齿轮的齿数小于发电齿轮的齿数。

上述无刷电机为三相无刷永磁电机或直流永磁电机。

本技术方案中，采用三相无刷永磁电动机或直流永磁电动机；发动机主动输出轴上设置两个安装方向相反、结构相同的单向轴承，采取无间隙模式切换；电动机主动工作时，减速比较大的起动齿轮单向机构锁止，而发电齿轮单向开启，因此可起动发动机；当发动机主动工作且输出转速大于电动机时，或电动机主动停止工作时，由于受力方向的变化导致起动齿轮单向机构开启，发电齿轮单向机构开启，发电齿轮单向锁止，实现机械无间歇起动、发电方向的转换。

电动机在主动供电时顺时针旋转，起动发动机开始转动；在发动机起动转速超过最低正常运行速度时，不再主动供电给电动机，此时电动机不再主动转动，由发动机带动传动轴旋转，电动机转换为发电机。

本发明的有益效果是：具有体积小、重量轻、结构简单、高效、方便、安全等优点，主要用于250CC以下的小型内燃机。

附图说明

图1是本发明的机械结构图(一种典型安装方式)；

图2是图1所示电机轴与发动机轴之间起动和发电传动方式转换示意图。

具体实施方式

图1示出，本发明包括安装在发动机轴7上的起动齿轮2，起动齿轮2经第一单向轴承5安装在发动机轴7上，主动发电齿轮4经第二单向轴承6安装在发动机轴7上，且第一单向轴承5与第二单向轴承6的安装方向相反；还具有无刷电机，无刷电机轴8上安装有主动起动齿轮1和发电齿轮3，主动起动齿轮1与起动齿轮2啮合传动，主动起动齿轮1的齿数大于起动齿轮2的齿数，主动发电齿轮4与发电齿轮3啮合传动，主动发电齿轮4的齿数小于发电齿轮3的齿数。无刷电机为三相无刷永磁电机或直流永磁电机。

下面结合图2对起动和发电两种工作方式转换做进一步具体说明：

设定无刷电机轴8为N2轴，发动机轴7为N1轴，主动起动齿轮1为S1，起动齿轮2为S2，发电齿轮3为S3，主动发电齿轮4为S4(以便于叙述)。

(S1∶S2)＜(S3∶S4)；N2轴与N1轴的旋转方向相反。

1、在启动发动机时由电动机带动N2轴旋转，由S1传动带动S2传动(S2＜S1)，此时S2转动速度大于N1轴转动速度，S2传动与D1单向结合，S2传动由D1单项装置带动N1轴，继而启动发动机；于此同时，N2轴带动S3传动带动S4传动向反方向旋转(S4＜S3)，但此时S4转速大于N1轴转速，在D2单向作用下，N1与S4分离，S3、4传动失效，不影响正常启动。

2、在发动机启动转速超过最低正常运行速度时(通常为怠速转速，可程序调节)，不再主动供电给电动机，此时电动机不再主动转动，转换为发电机。

3、由发动机带动N1轴旋转，N1轴带动D2单向反方向旋转，此时S4传动转动速度小于N1轴转动速度，D2与S4传动结合，带动S4传动逆时针旋转，S4传动带动S3传动，继而带动电动机发电；与此同时S1传动带动S2传动，但是S2旋转速度低于N1轴转速，D1单向分离，S1、2传动失效，不影响正常发电。