FR2525038A1 - GENERATOR FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un perfectionnement dans un générateur monté et entrainé par un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile pour appliquer une alimentation électrique à divers composants ou dispositifs du véhicule. The present invention relates to an improvement in a generator mounted and driven by an internal combustion engine of a motor vehicle for applying electrical power to various components or devices of the vehicle.
Le générateur conventionnel de-ce type est construit comme montré schématiquement en figure 1, dans lequel le chiffre 1 désigne un moteur à combustion interne du véhicule et le chiffre 2 une poulie fixée à l'arbrevilebrequin du moteur non montré. Le chiffre 5 désigne un générateur ayant une poulie 3 fixée à l'extrémité de son arbre et entraînée par une courroie 4 placée autour de a poulie de l'arble-vilebrequin 2 et la poulie 3. Le chiffre 6 désigne un régulateur de tension pour contrôler ou régler la tension à une valeur constante prédéterminée par le contrôle du courant circulant à travers un enroulement de champ, non montré, du générateur 5. Le chiffre 7 désigne une charge reliée électriquement au générateur 5. The conventional generator of this type is constructed as shown diagrammatically in FIG. 1, in which the number 1 designates an internal combustion engine of the vehicle and the number 2 a pulley fixed to the crankshaft of the engine not shown. The number 5 designates a generator having a pulley 3 fixed to the end of its shaft and driven by a belt 4 placed around a pulley of the crankshaft 2 and the pulley 3. The number 6 designates a tension regulator for control or adjust the voltage to a predetermined constant value by controlling the current flowing through a field winding, not shown, of the generator 5. The number 7 designates a load electrically connected to the generator 5.
Dans le dispositif traditiounel ci-dessus, lorsque le moteur 1 est mis en rotation, le générateur 5 est entrainé en rotation à un rapport de mise en vitesse pré rdtesuind psr la courroie de transm ssior 4 de sorte ru'une tension prédéterminée est produite et appliquée à la charge 7. Pour un courant d'excitation constant, la tension de borne du générateur 5 est augmentée avec l'augmentation dans sa vitesse de rotation. Ainsi, le courant d'excitation est contrôlé par le régulateur de tension 6 pour maintenir la tension de borne à une valeur constante. In the traditiounel device above, when the motor 1 is put in rotation, the generator 5 is driven in rotation at a speed setting ratio pre rdtesuind psr the transm ssior belt 4 so that a predetermined tension is produced and applied to the load 7. For a constant excitation current, the terminal voltage of the generator 5 is increased with the increase in its speed of rotation. Thus, the excitation current is controlled by the voltage regulator 6 to maintain the terminal voltage at a constant value.
La figure 2 montre la caractéristique de sortie du générateur 5 En supposant que la tension de borne soit constante au courant d'excitation total , le courant de sortie est augmenté initialement par l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur 1, comme indiqué par une courbe caractéristique A. Lorsque la vitesse de rotation du moteur 1 est en plus augmentée, le taux d'augmentation du courant de sortie est diminué. Lorsque la vitesse de rotation est en excès d'une valeur de seuil, le courant de sortie devient sensiblement constant indépendamment de l'augmentation dans la vitesse du moteur.En général, le rapport de diamètre de la poulie 2 de l'arbre-vilebrequin et de la poulie latérale 3 du générateur est établi approximativement à 2/1, et le courant de sortie maximum I est atteint à la vitesse de rotation NI du moteur 1 pendant la vitesse de croisière, alors que le courant de sortie il plus faible que le courant maximum de sortie est produit à la vitesse de rotation faible Nl du moteur I près du point d'absence de charge ou du point mort. Figure 2 shows the output characteristic of generator 5 Assuming that the terminal voltage is constant at the total excitation current, the output current is initially increased by increasing the speed of rotation of motor 1, as indicated by a characteristic curve A. When the speed of rotation of the motor 1 is further increased, the rate of increase of the output current is decreased. When the speed of rotation is in excess of a threshold value, the output current becomes substantially constant regardless of the increase in the speed of the engine. In general, the diameter ratio of the pulley 2 of the crankshaft and of the lateral pulley 3 of the generator is established approximately at 2/1, and the maximum output current I is reached at the speed of rotation NI of the motor 1 during the cruising speed, while the output current il lower than the maximum output current is produced at the low rotation speed Nl of the motor I near the point of no load or neutral.
Ainsi, dans le dispositif traditionnel, quand la charge 7 est en excès de la sortie du générateur 5 près du point d'absence de ch-arge du moteur 1, la puissance emmagasinée dans la batterie est utilisée afin de suppléer à ce défaut. Dans l'éventualité d'une décharge en excès de la batterie, sa capacité de décharge peut être épuisée ou consommée en un temps très court. Le résultat est que le démarreur du moteur n'est pas actionné ou mis en marche à cause du manque de puissance dans la batterie rendant ainsi impossible le démarrage du moteur 1.De plus, en cas d'une charge électrique faible rencontrée pendant la vitesse de croisière ou la vitesse élevée du moteur, le taux ou rapport de pertesmécaniquesou dites dans le fer qui ne sont pas directement utiles pour la génération de puissance par le générateur peut être augmenté provoquant ainsi une consommation inutile de la puissance du moteur. De plus, le bruit du générateur peut devenir objectivement grand pendant le fonctionnement en vitesse élevée du véhicule. Thus, in the traditional device, when the load 7 is in excess of the output of the generator 5 near the point of absence of ch-arge of the motor 1, the power stored in the battery is used in order to compensate for this defect. In the event of an excess discharge of the battery, its discharge capacity can be exhausted or consumed in a very short time. The result is that the engine starter is not actuated or started due to the lack of power in the battery, making it impossible to start the engine 1. In addition, in the event of a low electric charge encountered during speed cruising speed or the high speed of the engine, the rate or ratio of mechanical or said losses in the iron which are not directly useful for the generation of power by the generator can be increased thus causing unnecessary consumption of the power of the engine. In addition, the noise from the generator can become objectively large during high speed operation of the vehicle.
La présente invention a pour objet de prévoir un générateur utilisé avec un véhicule automobile dans lequel la sortie de générateur est augmentée pendant le fonctionnement à vitesse faible pour relever la charge de la batterie et la rotation est restreinte pendant le fonctionnement à vitesse élevée pour réduire le bruit et la perte de puissance. The object of the present invention is to provide a generator used with a motor vehicle in which the generator output is increased during low speed operation to raise the battery charge and rotation is restricted during high speed operation to reduce the noise and loss of power.
Selon la présente invention, le rapport en diamètre des poulies est augmenté pour l'entrainement du générateur et un accouplement à vitesse variable est prévu entre le générateur et la poulie et est réglé comme une fonction de l'augmentation de la sortie du générateur pour augmenter la vitesse du générateur et appliquer la puissance à la charge tout en maintenant constante la tension de borne ou de sortie. La sortie de générateur est augmentée pendant le fonctionnement à faible vitesse pour réduire la perte sous le fonctionnement à faible charge et réduire le bruit pendant le fonctionnement à vitesse élevée. According to the present invention, the diameter ratio of the pulleys is increased for the generator drive and a variable speed coupling is provided between the generator and the pulley and is adjusted as a function of increasing the output of the generator to increase generator speed and apply power to the load while keeping the terminal or output voltage constant. The generator output is increased during low speed operation to reduce the loss under low load operation and reduce noise during high speed operation.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaltront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lequel
- la figure 1 est une vue schématique montrant le générateur traditionnel pour véhicules automobiles,
- la figure 2 est une représentation graphique montrant les courbes caractéristiques vitesse du moteurcourant de sortie pour le générateur conventionnel selon l'invention, et
- la figure 3 est une vue schématique montrant le générateur pour véhicules automobiles selon un mode de réalisation préféré de l'invention.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which
FIG. 1 is a schematic view showing the traditional generator for motor vehicles,
FIG. 2 is a graphical representation showing the characteristic speed curves of the output current motor for the conventional generator according to the invention, and
- Figure 3 is a schematic view showing the generator for motor vehicles according to a preferred embodiment of the invention.
Les éléments de la figure 3 identiques à ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Cette figure 3 montre un générateur pour un véhicule automobile selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. The elements of Figure 3 identical to those of Figure 1 have the same references. This FIG. 3 shows a generator for a motor vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
Le rapport en diamètre des poulies c'est-à-dire le rapport du diamètre de la poulie 12 de l'arbre de vilebrequin du moteur 1 à celui de la poulie 13 fixée au générateur 15 est choisi approximativement à 3/1 ou à 4/1 ou de 3/1 à 4/1, ce qui est une valeur plus grande que celle utilisée dans le dispositif traditionnel. De ce fait, la vitesse de rotation du générateur 15 peut être augmentée de façon importante. La référence 14 désigne une courroie de transmission agissant comme moyen de transmission entre la poulie 12 et la poulie 13 du générateur. La référence 16 désigne un accouplement vitesse variable prévu entre la poulie lcrale 13 dugénératarepl'extrémité de l'arbre du générateur 15 et représenté comme accouplement électromagnétique ou embrayage magnétique bien connu dans l'art antérieur.La référence 17 désigne un contrôleur à la sortie du générateur 15 et fonctionnant pour contrôler le courant d'excitation à l'accouplement 16 et pour réguler la vitesse de rotation du générateur 15.The diameter ratio of the pulleys, that is to say the ratio of the diameter of the pulley 12 of the crankshaft of the engine 1 to that of the pulley 13 fixed to the generator 15 is chosen approximately 3/1 or 4 / 1 or from 3/1 to 4/1, which is a greater value than that used in the traditional device. Therefore, the speed of rotation of the generator 15 can be increased significantly. Reference 14 designates a transmission belt acting as a means of transmission between the pulley 12 and the pulley 13 of the generator. Reference 16 designates a variable speed coupling provided between the general pulley 13 of the generator shaft end of the generator shaft 15 and shown as an electromagnetic coupling or magnetic clutch well known in the prior art. Reference 17 designates a controller at the output of the generator 15 and operating to control the excitation current at the coupling 16 and to regulate the speed of rotation of the generator 15.
Le dispositif du mode de réalisation ci-dessus décrit fonctionne comme suit. Le rapport en diamètre entre la poulie 12 et la poulie 13 est choisi pour être plus élevé que celui utilisé dans le dispositif traditionnel pour permettre une vitesse de rotation élevée du générateur 15. Ce rapport en diamètre est choisi de manière que le courant de sortie In proche du courant de sortie maximum du générateur 15 soit obtenu à une vitesse de rotation Nl du moteur 1 près du point d'absence de charge, c'est-à-dire à une vitesse de rotation fable du moteur, comme indiqué par la courbe caractéristique B montrée en figure 2. En d'autres termes, la vitesse de rotation du moteur correspondant au courant de sortie maximum est abaissée à N2 à partir de la valeur précédente N1. The device of the embodiment described above operates as follows. The diameter ratio between the pulley 12 and the pulley 13 is chosen to be higher than that used in the traditional device to allow a high rotational speed of the generator 15. This diameter ratio is chosen so that the output current In close to the maximum output current of the generator 15 is obtained at a speed of rotation Nl of the motor 1 near the point of no load, that is to say at a reliable speed of rotation of the motor, as indicated by the curve characteristic B shown in FIG. 2. In other words, the speed of rotation of the motor corresponding to the maximum output current is lowered to N2 from the previous value N1.
L'enroulement d'excitation du générateur 15 est excité totalement à toutes périodes ou temps pour développer la sortie maximum. Lorsque le moteur 1 est mis en rotation, le générateur 15 est entrarné en rotation à un rapport de mise en vitesse prédéterminé par la courroie 14 et l'accouplement de vitesse variable 16 pour appliquer le courant à la charge 7. En cas de fluctuations dans le charge 7, le taux ou rapport de transmission de couple de l'accouplement de vitesse variable 16 est contrôlé sous les instructionsdu contrôisr 17 pour ajuster la vitesse de rotation du générateur 15 et maintenir la tension de borne constante. De ce fait, la vitesse de rotation du générateur 15 est contrôlée indépendamment de la valeur de la sortie du générateur.Ainsi, lorsque la vitesse du moteur est augmentée au-delà de la vitesse N2 correspondant au courant de sortie maximum I, la vitesse de rotation du générateur 15 n'est pas augmentée. The excitation winding of the generator 15 is totally excited at all periods or times to develop the maximum output. When the motor 1 is put into rotation, the generator 15 is rotated at a predetermined speed setting ratio by the belt 14 and the variable speed coupling 16 to apply the current to the load 7. In the event of fluctuations in the load 7, the torque transmission rate or ratio of the variable speed coupling 16 is controlled under the instructions of the controller 17 to adjust the rotation speed of the generator 15 and keep the terminal voltage constant. As a result, the speed of rotation of the generator 15 is controlled independently of the value of the generator output. Thus, when the motor speed is increased beyond the speed N2 corresponding to the maximum output current I, the speed of rotation of the generator 15 is not increased.
Bien que le générateur 15 permette l'utilisation de l'enroulement de champ pour son excitation, il peut être excité par un aimant permanent. Although the generator 15 allows the field winding to be used for its excitation, it can be excited by a permanent magnet.
il est apparent de ce qui précède que la vitesse de rotation du générateur est augmentée par le rapport augmenté en diamètre des poulies comme défini ci-dessus pour augmenter la capacité de sortie du générateur pendant le fonctionnement à faible vitesse du moteur, et que le générateur est entratné à partir de la poulie latérale du générateur à travers l'accouplement à vitesse variable qui à son tour est contrôlé par le contrôleur comme une fonction de la charge pour maintenir la tension de borne constante. De cette manière, la sortie du générateur peut être augmentée de façon importante ou énergique pendant le fonctionnement à faible vitesse du moteur, rendant ainsi non nécessaire le recours à une batterie de stockage en retour tout en réduisant la perte sous des conditions de charge électrique faible et le bruit pendant le fonctionnement à vitesse élevée. it is apparent from the above that the speed of rotation of the generator is increased by the ratio increased in diameter of the pulleys as defined above to increase the output capacity of the generator during operation at low speed of the engine, and that the generator is driven from the generator side pulley through the variable speed coupling which in turn is controlled by the controller as a function of the load to keep the terminal voltage constant. In this way, the output of the generator can be increased significantly or drastically during the low speed operation of the engine, thus eliminating the need for a back-up storage battery while reducing the loss under low electrical load conditions. and noise during high speed operation.
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