[發明專利]一種高效啟動發電一體化自動變傳動比裝置

無效

• 申請號: 201410676158.0
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104481771A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 梁建宏;張以成;劉淼;孫安琦;高涵;楊興幫;吳耀;管沁樸;王田苗
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F02N15/02
• 分類號: F02N15/02
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于機械傳動技術領域，涉及一種搭載于小型無人機的高效啟動發電一體化自動變傳動比裝置。

背景技術

發動機的起動需要外力的支持，啟動機就是在扮演著這個角色。大體上說，傳統啟動機用三個部件來實現整個啟動過程。直流串激電機引入來自蓄電池的電流并且使起動機的驅動齒輪產生機械運動；傳動機構將驅動齒輪嚙合入飛輪齒圈，同時能夠在發動機起動后自動脫開；啟動機電路的通斷則由一個電磁或機械開關來控制。其中，電機是啟動機內部的主要部件，它的工作原理就是我們在初中物理中所接觸到的以安培定律為基礎的能量的轉化過程，即通電導體在磁場中受力的作用。電機包括必要的電樞、換向器、磁極、電刷、軸承和外殼等部件。發動機在以自身動力運轉之前，必須借助外力旋轉。發動機借助外力由靜止狀態過渡到能自行運轉的過程，稱為發動機的起啟動。為了使啟動電機完成發動機的啟動，需要相應的減速器。

發動機常用的起動方式有人力起動、輔助汽油機起動和電力起動三種形式。人力起動采用繩拉或手搖的方式，簡單但不方便，而且勞動強度大，只適用于一些小功率的發動機，在一些汽車上僅作為后備方式保留著；輔助汽油機起動主要用在大功率的柴油發動機上；電力起動方式操作簡便，起動迅速，具有重復起動能力，并且可以遠距離控制。雙整流發電機是一種最新型交流發電機，它大大改善了普通交流發電機低速充電性能和高速最大功率輸出，又不增設比較復雜的控制電路，因此也沒有增加充電系的故障率。汽車發電機是汽車的主要電源，其功用是在發動機正常運轉時(怠速以上)，向所有用電設備(起動機除外)供電，同時向蓄電池充電。在普通交流發電機三相定于繞組基礎上，增加繞組匝數并引出接線頭，增加一套三相橋式整流器。低速時由原繞組和增繞組串聯輸出，而在較高轉速時，僅由原三相繞組輸出。工作中高低速供電電路的變換是自動的，沒有增設任何機電控制裝置，其工作原理分析如下：在低速范圍內，由于發電機轉速低，三相繞組的串聯輸出，提高了發電機的輸出電壓，使發電機低速充電性能大大提高。在高速范圍內，隨著發電機轉速的增大，串接的三相繞組的感抗增大，內壓降增大，再加上電樞反應加強，使輸出電壓下降。這時原三相繞組A、B、C因內壓降較小，產生的感應電流相對較大，確保高速下的功率輸出。

盡管在汽車中，發電機和啟動機同時存在，但是由于啟動狀態與額定狀態傳動比差距較大，汽車中使用的變傳動比機構結構復雜，質量大，這種技術無法應用于小型無人機，所以現階段的小型無人機只具備發電機即不具備自啟動的能力或者采取分體式結構，即同時具備發電機和啟動機，但是這種結構復雜，成本復雜，與小型無人機的功能需求不符。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種高效啟動發電一體化自動變傳動比裝置，以簡單輕便的結構將啟動機與發動機的功能整合到一起，并解決了無人機發動機與電機在額定工作狀態下傳動比與無人機發動機處于啟動至怠速狀態而電機處于最大扭矩狀態的傳動比差異較大,造成無法保證兩種工作模式下均處于電機合理的工作區間的問題。

本發明高效啟動發電一體化自動變傳動比裝置，包括一級減速器、三級減速器組、單向軸承A與單向軸承B。其中，一級減速器中的小齒輪與三級減速器第一級中的大齒輪分別通過單向軸承A與單向軸承B同軸安裝在發動機的傳動軸上。一級減速器中的大齒輪、三級減速器第一級中的小齒輪、三級減速器第二級中的大齒輪以及三級減速器第三級中的小齒輪同軸固定電機的輸出軸上。三級減速器第二級中的小齒輪與三級減速器第三級的大齒輪同軸固定于一根傳動軸上；所述單向軸承A域單向軸承B作用方向相反。

當電機做啟動電機使用時，且發動機未啟動時，一級減速器小齒輪轉速大于單向軸承A，三級減速器第一級大齒輪轉速等于單向軸承B，單向軸承A松脫無法傳遞運動；此時，一級減速器不工作，三級減速器工作，電機轉動通過三級轉速器傳遞到發動機，使發動機從啟動狀態時的速度為零達到怠速，完成發動機的啟動。

當電機做發電機使用時，且發動機額定工作狀態時，一級減速器小齒輪轉速等于單向軸承A，三級減速器第一級大齒輪轉速小于單向軸承B，單向軸承B松脫無法傳遞運動；此時，一級減速器工作，三級減速器不工作，發動機通過一級減速器傳遞運動到電機，滿足發動機額定工作狀態的傳動比，同時完成電機的發電。

本發明的優點在于：

1、本發明高效啟動發電一體化自動變傳動比裝置，可調節無人機油動機電機的傳動比使，電機一直處于高效的工作狀態；

2、本發明高效啟動發電一體化自動變傳動比裝置，造價簡單成本低；