技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及汽車交流發(fā)電機用調(diào)速控制裝置及其裝配方法，所述裝置包含增速機構(gòu)、離合器以及電子控制模塊。

背景技術(shù)：
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發(fā)動機通過皮帶將動力傳遞給汽車交流發(fā)電機，速比通常是固定值，在1∶2～1∶4之間。車輛行駛中，隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化，發(fā)電機轉(zhuǎn)速通常在1500rpm～12000rpm間變化。汽車交流發(fā)電機的轉(zhuǎn)換能量密度(每千克質(zhì)量所轉(zhuǎn)換的能量)隨著發(fā)電機轉(zhuǎn)速的上升而提高，在車輛怠速時，輸出電流只有額定值的40％左右。^【1】

城市車輛(特別是公交車)的發(fā)動機經(jīng)常運行在怠速和低速工況，在夏季有空調(diào)等大負荷用電器工作時，如果發(fā)電機的輸出不能滿足車輛所有用電器需求，則會導(dǎo)致電瓶虧電故障。所以車輛在匹配發(fā)電機時的原則是，發(fā)電機在怠速時的輸出要滿足車輛主要用電器的需求；這就使得因怠速時發(fā)電機不能輸出額定值而必須匹配更大功率的發(fā)電機，發(fā)電機的有效使用功率遠低于額定功率。

一種帶齒輪增速機構(gòu)的發(fā)電機，通過行星齒輪或者偏置齒輪對發(fā)動機皮帶輪傳遞的轉(zhuǎn)速進行二次增速，可以有效提高發(fā)電機的傳動比，使車輛怠速和低速時的發(fā)電機轉(zhuǎn)速得到提升。^【2】但由于速比仍是固定值，為了保證軸承壽命，速比受限于發(fā)電機最高工作轉(zhuǎn)速，速比通常不能超過1∶5。

1.[德]康拉德·萊夫(konradreif)主編，孫澤昌等譯.bosch汽車電氣與電子.北京：北京理工大學(xué)出版社，2014.8，第二十一章，圖21-2-2

2.錦州漢拿電機有限公司.帶有行星齒輪的發(fā)電機：中國，zl200820232396.2[p].2008-12-26[2009-12-09]

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明是著眼于解決上述技術(shù)課題而構(gòu)思的，其目的在于使車用交流發(fā)電機在發(fā)動機的怠速狀態(tài)即可輸出額定功率，同時在發(fā)動機高速狀態(tài)時發(fā)電機不至于超速而導(dǎo)致軸承故障。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種具有離合器、增速機構(gòu)和電子控制模塊的車用交流發(fā)電機調(diào)速控制裝置。其中，增速機構(gòu)的前端為離合器，后端為交流發(fā)電機的安裝接口。

此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征為離合器的定子固定在齒輪增速機構(gòu)的殼體上，并由齒輪增速機構(gòu)的殼體支撐。齒輪增速機構(gòu)的殼體一端有突出部，深入到離合器內(nèi)腔，且離合器的軸承內(nèi)圈壓裝固定在增速機構(gòu)殼體突出部圓柱面上。

此外，在上述發(fā)明中，齒輪增速機構(gòu)可以是行星齒輪增速結(jié)構(gòu)、普通圓柱齒輪增速結(jié)構(gòu)。

而且，在上述發(fā)明中，當(dāng)齒輪增速機構(gòu)是行星齒輪增速機構(gòu)時，其結(jié)構(gòu)特征在于動力輸入軸為行星輪系的轉(zhuǎn)臂(行星架)，動力輸出軸為中心輪(太陽輪)。

而且，在上述發(fā)明中，行星齒輪增速機構(gòu)的特征在于，行星輪系的支撐輪為內(nèi)齒輪，內(nèi)齒輪固定在齒輪增速機構(gòu)的殼體上。

而且，在上述發(fā)明中，行星齒輪增速機構(gòu)的特征在于，轉(zhuǎn)臂和行星齒輪增速機構(gòu)的殼體之間安裝有軸承。

此外，在上述各項發(fā)明中，離合器可以是干式電磁離合器、磁粉式電磁離合器。

而且，在上述發(fā)明中，當(dāng)離合器為干式電磁離合器時，皮帶輪即為離合器的轉(zhuǎn)子，軸承的外圈壓裝固定在皮帶輪內(nèi)腔的圓柱表面上，軸承內(nèi)圈固定在行星齒輪增速機構(gòu)的殼體上。

而且，在上述發(fā)明中，干式電磁離合器的特征在于，皮帶輪包含與其旋轉(zhuǎn)中心同軸的環(huán)形槽。

而且，在上述發(fā)明中，干式電磁離合器的特征在于，定子線圈嵌入皮帶輪的環(huán)形槽中，同時定子線圈和環(huán)形槽有空氣間隙，并且保證不接觸。

而且，在上述發(fā)明中，干式電磁離合器的特征在于，電磁離合器的吸盤通過螺母和鍵固定在行星齒輪增速機構(gòu)的轉(zhuǎn)臂上。

此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征為，行星齒輪機構(gòu)的殼體上裝有轉(zhuǎn)速傳感器，該傳感器通過線束接插件和電子控制模塊連接。

而且，在上述發(fā)明中，干式電磁離合器的特征在于，皮帶輪端面與轉(zhuǎn)速傳感器相對的位置有齒或空缺，這些齒或空缺在掃過轉(zhuǎn)速傳感器時，可以將脈沖信號傳遞到電子控制模塊。

此外，車用交流發(fā)電機調(diào)速控制裝置，其電子控制模塊的特征為，具有離合器控制功能，能夠根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器提供的信號計算皮帶輪的轉(zhuǎn)速，并據(jù)此計算出發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并通過特定的算法來控制離合器總成的吸合及斷開。

附圖說明：

圖1為表示本發(fā)明的一個示例的剖視圖。

圖2為表示應(yīng)用了本發(fā)明的車用交流發(fā)電機的系統(tǒng)框圖。

圖3為表示應(yīng)用了本發(fā)明的車用交流發(fā)電機的電性能特性曲線。

具體實施方式：

以下根據(jù)圖中所示的具體實施例對本發(fā)明進行說明。

圖1為本發(fā)明一個實施例的剖視圖。

根據(jù)圖1所示，離合器為干式單片電磁離合器，由吸盤總成1、皮帶輪2、定子總成3組成。增速機構(gòu)為行星齒輪增速，由外殼5、轉(zhuǎn)臂11、行星輪6、動力輸出軸7、內(nèi)齒輪8組成。

外殼5有深入到皮帶輪內(nèi)腔的結(jié)構(gòu)，并且外殼5通過軸承10和皮帶輪2裝配在一起。轉(zhuǎn)臂11通過軸承9和外殼5固定在一起。

吸盤總成1和轉(zhuǎn)臂11固定在一起，動力通過吸盤總成1和轉(zhuǎn)臂11傳遞到行星齒輪機構(gòu)。

離合器為常開形式，當(dāng)電子控制模塊13給定子總成3的線圈通電后，在線圈磁場的吸合力作用下，吸盤總成1同皮帶輪2吸合。

圖2為應(yīng)用了本發(fā)明的車用交流發(fā)電機的系統(tǒng)框圖。

發(fā)動機14的曲軸皮帶輪15通過皮帶16同皮帶輪2相連，行星齒輪增速機構(gòu)19的動力輸出軸7同發(fā)電機20的轉(zhuǎn)子軸固定在一起。

車輛起動過程中，發(fā)動機14的曲軸皮帶輪15通過皮帶16拖動皮帶輪2旋轉(zhuǎn)，此時離合器17是分離狀態(tài)，這樣可以減小發(fā)動機14的起動力矩，使之更容易起動。當(dāng)車輛起動成功后，電子控制模塊13給離合器定子3的線圈通電，離合器17吸合，動力通過皮帶輪2、吸盤總成1、轉(zhuǎn)臂11、行星輪6、動力輸出軸7依次傳遞，最終帶動發(fā)電機19的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機開始發(fā)電。

由于有行星增速機構(gòu)18存在，在車輛怠速時，發(fā)電機19的轉(zhuǎn)子即可達到額定輸出的轉(zhuǎn)速，使得發(fā)電機19在車輛怠速時即可輸出額定值電流。

電子控制模塊13通過插接器12和定子總成3的線圈，以及轉(zhuǎn)速傳感器4相連。安裝在行星增速機構(gòu)外殼5上的轉(zhuǎn)速傳感器4獲得皮帶輪2的旋轉(zhuǎn)脈沖信號，傳遞到電子控制模塊13，從而根據(jù)行星增速機構(gòu)18的速比可以計算出發(fā)電機19的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，并通過特定的算法來控制離合器總成17的吸合及斷開。

當(dāng)隨著車輛的行走，發(fā)電機19的轉(zhuǎn)速持續(xù)升高，達到工作上限時，電子控制模塊13切斷離合器總成17的定子線圈的電流，吸盤總成1和皮帶輪2分離，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速回落，避免了發(fā)動機14高速運轉(zhuǎn)時，發(fā)電機19的轉(zhuǎn)子超速而導(dǎo)致軸承故障。

圖3為表示應(yīng)用了本發(fā)明的車用交流發(fā)電機的電性能特性曲線。曲線20為應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)電機輸出特性曲線，21為傳統(tǒng)發(fā)電機輸出特性曲線。

在附圖和說明書中對應(yīng)的構(gòu)件使用的參考標(biāo)號如下：

1吸盤總成

2皮帶輪

3定子總成

4轉(zhuǎn)速傳感器

5外殼

6行星輪

7輸出軸

8內(nèi)齒輪

9軸承

10軸承

11轉(zhuǎn)臂

12插接器

13電子控制模塊

14發(fā)動機

15曲軸皮帶輪

16皮帶

17離合器總成

18行星增速機構(gòu)

19發(fā)電機

20應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)電機輸出特性曲線

21傳統(tǒng)發(fā)電機輸出特性曲線。