一种轻量静音发电机组装置和方法制造方法及图纸

一种轻量静音发电机组装置和方法，包括机架、曲柄连杆动力机构、磁体转子、发电线圈；曲柄连杆动力机构，设定在机架上，用于提供并传递扭矩至磁体转子；磁体转子，设定在曲柄连杆动力机构的一侧，用于提供磁场；发电线圈，在机架上设置为四分之一圆周且匝数随相位改变，用于发电；磁体转子内部设置为四分之一圆周的永磁铁，达到节省材料、降低重量的目的。本发明专利技术仅在发动机做功冲程发电，通过布置不同相位匝数的发电线圈用来控制负载电流所产生的阻力，从而减弱曲轴抖动。而减弱曲轴抖动。而减弱曲轴抖动。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量静音发电机组装置和方法


[0001]本专利技术属于发动机发电
，具体涉及一种轻量静音发电机组装置。

技术介绍

[0002]发动机曲轴承受连杆传递的动力，并将其转变为转矩通过曲轴输出；曲轴受到活塞气压力、旋转惯性力、发电机负载电流所产生的阻力的共同作用。
[0003]当发动机做功时，活塞气压力大幅增加，通过连杆传递至曲轴，与旋转惯性力、发电机负载电流所产生的阻力(楞次定律)一同作用于曲轴。由于发动机工作循环的周期性、曲轴连杆动力机构运动的周期性，上述所有力都将随曲轴转角呈周期性变化，上述所有力的合力的大幅波动导致了曲轴抖动，降低了机构运转的平顺性，也降低了车辆行驶的舒适性。
[0004]车载发电机工作原理：当外电路令励磁线圈通电时，便产生磁场。该磁场的磁感应强度受到励磁线圈电流大小、励磁绕组线圈匝数的共同影响；发动机输出轴通过曲轴连接发电机轴，带动发电机磁体转子转动；当磁体转子旋转时，磁通交替地在发电线圈中变化，根据电磁感应原理可知，发电线圈的三相绕组中产生交变的感应电动势。
[0005]斩波原理，即将直流电变为另一固定电压；通过增大短期发电量弥补未发电时间应有发电量。
[0006]目前所使用的发电机的磁体转子上覆盖了永磁铁与励磁线圈，转子旋转时产生磁场。
[0007]根据CN 214888310 U专利技术的一种高平衡性防抖动曲轴专利，包括连接轴、平衡块、固定套筒、固定轴承、固定套筒、固定板，在曲轴的一端设置固定轴承、固定板，利用固定轴承使曲轴保持稳定运转，曲柄与压缩机连接处产生一定磨损时可以保持稳定，加强稳定性，避免曲轴抖动。但适用于压缩机领域，高重量曲轴难以满足车载需求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种轻量静音发电机组装置，旨在解决现有稳定发动机曲轴技术中存在的惯性快质量高，无法满足车载需求的缺点：
[0009]所述轻量静音发电机组装置包括：
[0010]机架，用于支撑结构；
[0011]曲轴连杆动力机构，设定在机架上，用于提供并传递扭矩至磁体转子；
[0012]磁体转子，设定在曲轴连杆动力机构的曲轴一侧，用于提供磁场；
[0013]发电线圈，设置在机架上，设置为四分之一圆周且匝数随相位改变，用于发电。
[0014]优选地，所述曲轴连杆动力机构包括：
[0015]曲轴，设定在机架上，用于传递转矩至磁体转子；
[0016]动力源，包括活塞、活塞销、气缸、气缸盖、连杆、连杆盖；活塞、活塞销、气缸、气缸盖、连杆、连杆盖，设定在曲轴一侧，用于提供转矩；
[0017]发动机工作时，曲轴受到活塞气压力(F
p
)、发电机负载电流所产生的阻力(F
z
)、配重旋转惯性力(F
IP
)；合力F
Pt
计算公式如下：
[0018]F
Pt
＝F
p
+F
IP
‑
F
z
[0019]合力F
Pt
的大小决定曲轴的抖动趋势。
[0020]优选地，所述磁体转子结构包括：
[0021]永磁铁，用于提供磁场，为节省材料、减轻重量，设置为四分之一圆周；
[0022]永磁铁与发电线圈搭配使用达到的效果和使用方法：
[0023]达到的效果：在整个做功冲程中，负载电流所产生的阻力F
z
的大小随磁体转子旋转角度改变，降低合力F
Pt
，曲轴角速度变化减少，抖动大幅降低；
[0024]使用方法：布置磁体转子、发电线圈相对位置，使发动机在进行做功冲程时，发电线圈切割磁体转子磁场的磁感线；发电线圈匝数随相位变化，先增加后减少；发电线圈的布置应遵循发电机发电线圈发电所产生的总阻力转矩T
g
的变化趋势与曲轴合转矩T
Pt
的变化趋势相吻合的原则，即满足以下公式：
[0025]T
g
＝bT
Pt
[0026]式中，b为发电所产生的总阻力转矩T
g
的变化趋势与曲轴合转矩T
Pt
的倍数关系，一般满足条件：b<1，可以根据需求调节其大小，用来调控减弱抖动的程度；此倍数关系越大，曲轴抖动程度越低，发电量越大；
[0027]励磁线圈，覆盖永磁铁，用于励磁。
[0028]本专利技术提出一种改变发电机负载电流阻力区间的方法：在发电机机架上四分之一圆周布置发电线圈，当且仅当磁体转子旋转至此位置范围时发电，仅在发动机连杆下行，即仅在发动机吸气、做功冲程发电。
[0029]本专利技术提供的减弱发动机曲轴抖动的装置，可精准、高效地减少发动机曲轴抖动，且可长期使用，使得发动机运转更加稳定、功率更加平稳的同时也可降低重量、节省材料、静音。
附图说明
[0030]图1为曲轴受力简图。
[0031]图2为曲轴受力关系图。
[0032]图3为改变发电机负载电流产生阻力区间的方法。
[0033]图4为不考虑发电机负载电流所产生的阻力时的曲轴受力曲线。
[0034]图5为曲轴角加速度与磁体转子转角关系图。
[0035]图6为活塞气压力、阻力变化曲线与曲轴转角关系图(θ为曲轴绕中心点旋转角度)。
[0036]图7做功冲程开始时，发电机磁体转子与发电线圈的相对位置示意图。
[0037]图8为磁体转子结构示意图。
[0038]图9为发动机进行做功冲程时的磁体转子与发电线圈的位置关系图。
[0039]图10为不考虑发电机负载电流所产生的阻力转矩时曲轴所受转矩与磁体转子转角关系图。附图中：1、活塞；2、活塞销；3、连杆；4、曲柄销；5、曲轴；6、配重；7、机架；8、磁体转
子；9、V相绕组；10、U相绕组；11、W相绕组。
具体实施方式
为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述。请参阅图7，本专利技术实施例提供的一种轻量静音发电机组装置，发电机组机构包括：机架7，用于支撑结构；曲轴连杆动力机构，设定在机架7上，用于提供并传递扭矩至磁体转子8；磁体转子8，设定在曲轴连杆动力机构的曲轴5一侧，用于提供磁场；发电线圈V相绕组9、U相绕组10、W相绕组11，设置在机架7上，设置为四分之一圆周且匝数随相位改变，用于发电。在本专利技术的一个实施例中，如图6所示，为曲轴5转角与发动机冲程的关系、活塞气压力和阻力与曲轴5转角关系图。四冲程发动机的一个工作循环包括做功、排气、进气、压缩四个冲程，在此期间活塞1往复运动共计四个行程，曲轴5旋转共计两周，每一个行程都有180
°
曲轴5转角；当曲轴5转角为0
‑
180
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量静音发电机组装置，其特征在于，包括机架、曲轴连杆动力机构、磁体转子、发电线圈；机架，用于支撑结构；曲轴连杆动力机构，设定在机架上，用于提供并传递扭矩至磁体转子；磁体转子，设定在曲轴连杆动力机构的曲轴一侧，用于提供磁场；发电线圈，设置在机架上，设置为四分之一圆周且匝数随相位改变，用于发电。2.根据权利要求1所述轻量静音发电机组装置，其特征在于，所述曲轴连杆动力机构包括曲轴、动力源；曲轴，设定在机架上，用于传递扭矩至磁体转子；所述动力源包括活塞、活塞销、气缸、气缸盖、连杆、连杆盖；活塞、活塞销、气缸、气缸盖、连杆、连杆盖设定在曲轴一侧，用于提供转矩；发动机工作时，曲轴受到活塞气压力(F
p
)、发电机负载电流所产生的阻力(F
z
)、配重旋转惯性力(F
IP
)；合力F
Pt
计算公式如下：F
Pt
＝F
p
+F
IP
‑
F
z
合力F
P...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇滔，王纳伦，李旭，余思媛，雷艳，马良瞻，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：