[实用新型]一种小型发动机电启动及发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械设计及制造技术领域，具体涉及一种小型发动机电启动及发电装置。

背景技术

现有的小型汽油发动机(包括摩托车发动机)使用的电启动及发电装置通常采用在飞轮壳体外圆周上安装齿轮圈，直流电机通过离合器带动齿轮圈使安装在曲轴上的飞轮转动，达到一定速度后发动机进入自行运转；在飞轮内侧安装有永磁体，对应的发动机箱体上安装有定子线圈，当发动机启动后且达到工作转速时发电给电瓶充电和输出直流电压。

使用现有的电启动和发电装置具有如下缺点：

1、体积和重量较大，成本高；

2、飞轮内侧安装的永磁体离发动机箱体很近且散热不好，在高温下容易退磁和性能下降，导致发电输出能力降低；

3、由于电启动时峰值电流大，因此要求启动电瓶容量大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种小型发动机电启动及发电装置，该装置能够有效避免发动机高温导致永磁体性能下降的问题，并且该装置体积小、重量轻、成本低。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种小型发动机电启动及发电装置，包括飞轮组件、定子线圈组件、点火线圈组件、发动机曲轴、启动开关以及电瓶；其中，

所述飞轮组件安装在所述发动机曲轴上，所述飞轮组件的转动能够带动发动机曲轴转动，所述飞轮组件包括飞轮壳体，在所述飞轮壳体的外侧圆周边上设置有永磁体，所述永磁体用于指示点火位置并提供点火能量，在所述飞轮壳体的内侧圆周边上均匀设有多对转子凸极；

所述定子线圈组件安装在发动机箱体上，所述定子线圈组件包括定子铁芯、定子线圈绕组、控制电路板和转子凸极位置传感器，所述定子铁芯与所述转子凸极成径向同心且轴向重合设置。

所述点火线圈组件安装在发动机箱体上，且所述点火线圈组件的安装位置与所述永磁体所在位置相邻对应，所述点火线圈组件包括定子线圈、点火电路、高压线圈及高压线，所述定子线圈和高压线圈均与所述点火电路电连接，所述高压线圈还通过所述高压线与发动机火花塞电连接。

优选地，所述小型发动机电启动及发电装置还包括飞轮挡风罩，所述飞轮挡风罩安装在发动机箱体上，所述飞轮组件、定子线圈组件、点火线圈组件、发动机曲轴和启动开关均被封闭在所述飞轮挡风罩内。

优选地，所述定子线圈绕组和转子凸极位置传感器分别与所述控制电路板电连接。

优选地，所述控制电路板包括一单片机，所述单片机具有至少3路输入接口、至少4路PWM输出接口和多通道AD转换接口，所述转子凸极位置传感器采集转子凸极的位置信息，并将该信息通过所述控制电路板传送给单片机，所述单片机根据该位置信息判断出发动机的运行阶段，并在正常运行模式(电启动阶段和发电阶段)时开启PWM。

优选地，在发动机电启动阶段，所述转子凸极位置传感器采集所述转子凸极的位置信息，并将该信息传送给所述控制电路板上的单片机，所述单片机根据收到的转子凸极位置信息来控制切换所述定子线圈绕组的电流，使所述飞轮组件连续地转动。

优选地，在发动机电启动阶段，所述飞轮组件连续地转动使得飞轮组件上的永磁体与所述点火线圈组件自带的定子线圈发生相对运动，切割磁力线而产生电流，并在所述点火电路的作用下使高压线圈产生高压，产生的高压通过所述高压线传送至火花塞放电，发动机气缸内的气体被点燃后做功推动活塞运动，完成发动机电启动过程。

优选地，在发动机发电阶段，所述单片机根据读取AD转换接口采样值来调整PWM1-PWM4输出占空比，并在不同时刻控制相应的定子线圈绕组通电，在发动机带动飞轮旋转的情况下，在转子凸极转动离开定子铁芯凸极时给该定子铁芯凸极所在相线圈绕组通电，并在转子凸极和定子铁芯凸极完全错开时停止通电，这将会产生阻转转矩，同时定子线圈绕组在停止通电后将产生大于通电电能的感应电能，所述定子线圈绕组将产生的感应电能通过所述控制电路板为电瓶充电和输出直流电压。

优选地，所述单片机根据转子凸极位置传感器所采集的信息来判断发动机的运行阶段，具体判断步骤为：

S1、所述小型发动机电启动及发电装置是否启动；

S2、当该装置启动后，所述转子凸极位置传感器所采集的信息传送至单片机的输入接口INA、INB、INC中，所述单片机读取输入接口INA、INB、INC的任意一个信号的周期来计算出实际转速，并将该实际转速与启动最高转速RPM1和发电最低转速RPM2相比较；