一种可变发电量的发动机及其车辆的制作方法

1.本发明涉及发动机技术领域，特别是一种可变发电量的发动机及其车辆。


背景技术：

2.随着车辆排量以及用电负载的增加，车辆的发动机启动和其他用电负载工作时，需要很大的电量，此时转子与定子保持全力动作切割磁感线，将大量机械能转化成电能；当低负载用电时，转子与定子还是保持全力动作切割磁感线，将大量机械能转化成电能，但此时的供电量远大于了需求，这就导致发动机的部分机械能得不到全效的利用，反而是浪费掉了。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种可变发电量的发动机及其车辆，以解决现有技术中的技术问题，当用电量大时可全效供电，当用电量少时，发电量可减少。
4.本发明提供了一种可变发电量的发动机，包括：
5.壳体，形成有容纳空间；
6.发动机组件，至少部分设置在所述容纳空间内；
7.发电模块，至少部分设置在所述容纳空间内并包括定子和转子；
8.驱动部，与所述定子连接；
9.所述定子包括靠近所述转子的第一状态和远离所述转子的第二状态，所述驱动部用于驱动所述定子在所述第一状态和所述第二状态之间切换。
10.如上所述的一种可变发电量的发动机，其中，优选的是，还包括：
11.电源装置，与所述发电模块电连接；
12.控制装置，与所述电源装置电性连接，所述控制装置还与所述驱动部电性连接；
13.当所述电源装置的电量大于第一预设值时，所述控制装置控制所述驱动部驱动所述定子向远离所述转子的第二状态运行；当所述电源装置的电量小于第二预设值时，所述控制装置控制所述驱动部驱动所述定子向靠近所述转子的第一状态运行。
14.如上所述的一种可变发电量的发动机，其中，优选的是，
15.所述驱动部包括固定件、活动件以及介质流道，其中：
16.所述活动件与所述定子连接，所述活动件可于所述既定路径上往复移动，所述活动件内设有第一槽，所述固定件设于所述第一槽内，所述固定件的外壁面与所述第一槽的内壁面紧密贴合，所述介质流道的一端延伸进所述第一槽内，所述介质流道的另一端延伸至所述壳体的外部。
17.如上所述的一种可变发电量的发动机，其中，优选的是，还设有连接件，所述连接件的一端与所述壳体连接，所述活动件上贯穿有与所述第一槽连通的通孔，所述连接件的另一端穿设过所述通孔后与所述固定件连接，所述活动件可沿所述连接件的轴线方向往复移动。
车身覆盖件；
43.100-可变发电量的发动机。
具体实施方式
44.下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
45.如图1所示，本发明提供了一种车辆50，该车辆50包括：车架51、车轮52、车座53、悬挂系统54、车身覆盖件55以及发动机。为了清楚的说明本技术的技术方案，还定义了如图1所示的前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧。
46.其中，车身覆盖件55安装在车架51上并覆盖至少部分的车架51，车身覆盖件55还围绕形成一个覆盖空间，车座53至少部分设置在该覆盖空间内。车轮52包括前车轮521和后车轮522；悬挂系统54包括前悬架和后悬架，前车轮521通过前悬架连接至车架51，后车轮522通过后悬架连接至车架51，发动机至少部分连接至车架51，发动机为可变发电量的发动机100。
47.可变发电量的发动机100的结构参照图2至图6所示，包括：
48.壳体10，壳体10形成有容纳空间，容纳空间内设有发动机组件11，发动机组件11具有动力输出轴12，后续的转子20以及定子30均收容于壳体10内，发动机组件11的结构可参考现有技术的技术方案，在此不做赘述。
49.发电模块，至少部分设置在容纳空间内并包括定子30和转子20，在一些实施例中，转子20上设有永磁体21，定子30上设有线圈31，本领域的技术人员可以知晓，也可以是定子30上设有永磁体21，转子20上设有线圈31，在此不做限定。
50.转子20的第一端与动力输出轴12同轴连接，转子20的第二端设有第二槽22，永磁体21分布于第二槽22的内壁面上，本实施例中，第二槽22为一端敞口的圆柱槽形结构，永磁体21为环形结构布置于第二槽22的内壁面上，优选的是，转子20与动力输出轴12利用花键连接以防止转子20与动力输出轴12之间发生相对扭转，转子20与动力输出轴12之间还通过紧固螺钉固定，以限制转子20的轴线移动。
51.定子30，延伸进第二槽22内，线圈31同样呈环状结构分布，线圈31至少部分与永磁体21相对。可变发电量的发动机100还包括：
52.驱动部40，与定子30连接，定子30包括靠近转子20的第一状态和远离转子20的第二状态，驱动部40用于驱动定子30在第一状态和第二状态之间切换。在第一状态时，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积最大，全部线圈31均在转子20内部切割磁感线发电，将大量机械能转化成电能，以满足用电量大的时候全效供电。在第二状态时，使得线圈31只有局部区域延伸进第二槽22内，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积减小，仅余部分线圈31还在内部切割磁感线发电，从而减小发电量，减小了机械能转化成电能的占比，使可变发电量的发动机100的输出功率得到增加。
53.可变发电量的发动机100还包括：
54.电源装置，与发电模块电连接；
55.控制装置，与电源装置电性连接，控制装置还与驱动部40电性连接；
56.当电源装置的电量大于第一预设值时，控制装置控制驱动部40驱动定子30向远离
转子20的第二状态运行；当电源装置的电量小于第二预设值时，控制装置控制驱动部40驱动定子30向靠近转子20的第一状态运行。
57.在一些实施例中，第一预设值为90％，第二预设值为50％，本领域的技术人员可以知晓，第一预设值和第二预设值的数值可根据实际情况作出适应性修改，在此不做限定。
58.上述实施例通过驱动部40驱动定子30于既定路径上移动，从而调整永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积，本实施例中，定子30的既定路径与动力输出轴12的轴线方向相重合。当线圈31完全容纳于第二槽22内，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积最大，全部线圈31均在转子20内部切割磁感线发电，将大量机械能转化成电能，以满足用电量大的时候全效供电。当用电量较少时，驱动部40驱动定子30于既定路径上移动，使得线圈31只有局部区域延伸进第二槽22内，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积减小，仅余部分线圈31还在内部切割磁感线发电，从而减小发电量，减小了机械能转化成电能的占比，使发动机的输出功率得到增加。
59.进一步地，如图4和图6所示，驱动部40包括固定件41、活动件42以及介质流道43，其中：活动件42与定子30固定连接，以实现同步移动，活动件42可于既定路径上往复移动，活动件42的移动距离即为定子30为满足功能所需要的移动距离。活动件内设有第一槽44，固定件41设于第一槽44内，第一槽44为圆柱形槽体，第一槽44的轴线与动力输出轴12的轴线重合，固定件41的外壁面与第一槽44的内壁面紧密贴合，介质流道43的一端延伸进第一槽44内，介质流道43的另一端延伸至壳体10的外部，第一槽44的靠近转子20一侧可以形成敞口，以方便装配固定件41，同时利于加工成型。
60.本实施例中，固定件41为活塞。介质流道43的相对两端分别连通第一槽44以及壳体10的外部，介质流道43的末端设有堵头17，以在需要时候，打开堵头17，释放介质流道43内的油液，介质流道43的一端与壳体10的外部连通，通过油管与高压油泵15连接，如图3所示，高压油泵15设于壳体10上，同时介质流道43还上设有电磁阀16，电磁阀16用于开启或关闭介质流道43，当需要移动定子30，将定子30的部分线圈31远离第二槽22时候，电磁阀16开启，高压油泵15向介质流道43内充油，油液经由介质流道43流入第一槽44，第一槽44的体积扩大，从而推动活动件42朝向远离转子20的一侧移动，由于活动件42也是与定子30连接的，使得定子30也朝向远离转子20的一侧移动，只有部分线圈31延伸进第二槽22内，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积减小，从而减小发电量。
61.为使得固定件41固定设置在壳体10内，同时也引导活动件42能以既定路径移动，而不产生晃动，如图4和图5所示，还设有连接件13，本实施例中，连接件13优选为长轴结构，连接件13的轴线与动力输出轴12的轴线方向基本平行或重合，连接件13的一端与壳体10连接，活动件42上贯穿有与第一槽44连通的通孔421，连接件13的另一端穿设过通孔421后与固定件41连接，以使活动件42可沿连接件13的轴线方向往复移动。
62.优选的是，壳体10为分体式结构，包括通过螺栓件固定连接的两个部分，连接件13的一端焊接于壳体10其中一个部分的内壁面上，装配时，先将壳体10拆开，连接件13穿设过活动件42的通孔421，活动件42的另一端再与定子30连接，接着利用固定螺钉将固定件41与连接件13固定连接，然后将定子30对准转子20的第二槽22插入，最后将壳体10的两个部分再固定即可。
63.为使得第一槽44形成一个密封的腔体结构，固定件41的外壁面与第一槽44的内壁
面之间、连接件13的外壁面与通孔421的内壁面之间均设有o型密封圈45，以防止第一槽44内的油液泄露，第一槽44内的油液泄露一方面会污染发动机组件11，另一方面使得第一槽44无法在填充油液后，将活动件42驱动移动，从而使得驱动部40的驱动作用失效。
64.进一步地，如图4所示，介质流道43包括相连通的第一流路431和第二流路432，第一流路431设于连接件13内，连接件13延伸进第一槽44的部分开设有贯穿孔131，贯穿孔131与第一流路431连通，第一流路431经由贯穿孔131与第一槽44连通，第二流路432设于壳体10内，壳体10壁侧的第二流路432开设于单独的加强筋内，避免了壳体10壁厚的增加，第一槽44的长度始终大于贯穿孔131的直径，以避免油液渗漏，第二流路432的端部与壳体10的外部连通，高压油泵15将油液通过油管泵至第二流路432，再经由第一流路431后流入第一槽44。本领域的技术人员可以知晓，介质流道43可以包括更多的流路，且流路的布置有更多的变形例，在此不做限定，只需能达到高压油泵15泵出的油液能通过介质流道43到达第一槽44即可。
65.进一步地，如图4至图6所示，壳体10的内壁面上内凸设有导向件14，导向件14为环状凸块结构，导向件14上设有第三槽46，第三槽46的轴线与动力输出轴12的轴线方向相重合，第三槽46的内轮廓面与活动件42的外轮廓件相适配，以使得活动件42间隙配合于第三槽46内，环状凸起能进一步引导活动件42的沿既定路径的移动，防止活动件42偏移。
66.为使得活动件42能回到原位，以全效供电，如图6所示，还设有弹性件47，以使得活动件42能沿既定路径弹性往复移动，当高压油泵15向第一槽44内填充油液后，活动件42朝向远离第二槽22的方向移动，而使得线圈31只有局部区域延伸进第二槽22内，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积减小，仅余部分线圈31还在内部切割磁感线发电，从而减小发电量，当需要再次全力发电时候，电磁阀16关闭，高压油泵15停止工作，弹性件47将活动件42沿既定路径返回，第一槽44内的油液自介质流道43流至壳体10的外部，线圈31完全延伸于第二槽22内，永磁体21的磁通量穿过线圈31的面积最大，全部线圈31均在内部切割磁感线发电，将大量机械能转化成电能，以满足用电量大的时候全效供电。
67.进一步地，弹性件47包括压缩弹簧，压缩弹簧的相对两端分别与活动件42以及壳体10抵接，压缩弹簧的最大压缩长度始终大于定子30为满足功能所需要的移动距离。
68.当压缩弹簧自然伸长时，线圈31完全在第二槽22内，活动件42沿既定路径朝向背离第二槽22的方向移动，压缩弹簧被压缩，积蓄弹性恢复力，当定子30需要回到原位时，电磁阀16关闭，高压油泵15停止工作，第一槽44的体积不再扩张，压缩弹簧的弹性恢复力释放，驱动定子30回到原位。
69.进一步地，定子30与活动件42之间通过连接螺钉可拆卸连接，本实施例中，为使得连接牢靠且移动过程平直顺畅，连接螺钉设为三个且均匀布置。本领域的技术人员可以知晓，连接螺钉的数目以及分布均可根据实际情况而定，在此不做赘述。
70.本发明的工作原理为：
71.当发动机在运转，且电源装置(蓄电池)电量大于第一预设值时，ecu接收到信号后，电磁阀16开启，控制高压油泵15向第一槽44内充油推动活动件42向右运动，定子30向右运动，压缩弹簧受压缩，仅余部分线圈31还在内部切割磁感线发电，此时发电模块的发电仅供应车上的用电负载，而向电源装置供电的过程停止。
72.当发动机在运转，且电源装置电量小于第二预设值时，ecu接收到信号后，电磁阀
16关闭，控制高压油泵15停止动作，压缩弹簧回复并将活动件42向固定件41方向推动，定子30向左运动，全部线圈31在内部切割磁感线发电，此时发电模块的发电也开始供应电源装置；当电源装置电量在第一预设值和第二预设值之间时，电源装置也向负载进行供电。
73.在一些实施例中，第一预设值为90％，第二预设值为50％，本领域的技术人员可以知晓，第一预设值和第二预设值的数值可根据实际情况作出适应性修改，在此不做限定。
74.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种可变发电量的发动机，包括：壳体，形成有容纳空间；发动机组件，至少部分设置在所述容纳空间内；发电模块，至少部分设置在所述容纳空间内并包括定子和转子；其特征在于，还包括：驱动部，与所述定子连接；所述定子包括靠近所述转子的第一状态和远离所述转子的第二状态，所述驱动部用于驱动所述定子在所述第一状态和所述第二状态之间切换。2.根据权利要求1所述的可变发电量的发动机，其特征在于：还包括：电源装置，与所述发电模块电连接；控制装置，与所述电源装置电性连接，所述控制装置还与所述驱动部电性连接；当所述电源装置的电量大于第一预设值时，所述控制装置控制所述驱动部驱动所述定子向远离所述转子的第二状态运行；当所述电源装置的电量小于第二预设值时，所述控制装置控制所述驱动部驱动所述定子向靠近所述转子的第一状态运行。3.根据权利要求1所述的可变发电量的发动机，其特征在于：所述驱动部包括固定件、活动件以及介质流道，其中：所述活动件与所述定子连接，所述活动件可于所述既定路径上往复移动，所述活动件内设有第一槽，所述固定件设于所述第一槽内，所述固定件的外壁面与所述第一槽的内壁面紧密贴合，所述介质流道的一端延伸进所述第一槽内，所述介质流道的另一端延伸至所述壳体的外部。4.根据权利要求3所述的可变发电量的发动机，其特征在于：还设有连接件，所述连接件的一端与所述壳体连接，所述活动件上贯穿有与所述第一槽连通的通孔，所述连接件的另一端穿设过所述通孔后与所述固定件连接，所述活动件可沿所述连接件的轴线方向往复移动。5.根据权利要求4所述的可变发电量的发动机，其特征在于:所述固定件的外壁面与所述第一槽的内壁面之间设有o型密封圈，所述连接件的外壁面与所述通孔的内壁面之间也设有o型密封圈。6.根据权利要求4所述的可变发电量的发动机，其特征在于：所述介质流道包括相连通的第一流路和第二流路，所述第一流路设于所述连接件内，所述连接件上开设有贯穿孔，所述第一流路经由所述贯穿孔与所述第一槽连通，所述第二流路设于所述壳体内，所述第二流路的端部与所述壳体的外部连通。7.根据权利要求3所述的可变发电量的发动机，其特征在于：所述壳体的内壁面上内凸设有导向件，所述导向件上设有第三槽，所述活动件间隙配合于所述第三槽内。8.根据权利要求3所述的可变发电量的发动机，其特征在于：还设有弹性件，以使得所述活动件能够自动归位。9.根据权利要求8所述的可变发电量的发动机，其特征在于：所述弹性件包括压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述活动件抵接，另一端与所述壳体抵接。10.一种车辆，其特征在于，包括：车架；
车轮，包括前车轮和后车轮；车座，安装于所述车架上；悬挂系统，所述悬挂系统包括前悬架和后悬架，所述前车轮通过所述前悬架连接至所述车架，所述后车轮通过所述后悬架连接至所述车架；车身覆盖件，至少部分连接至所述车架；发动机，至少部分连接至所述车架，所述发动机为如权利要求1-9任一项所述的可变发电量的发动机。

技术总结
本发明公开了一种可变发电量的发动机及其车辆，发动机包括：壳体，形成有容纳空间；发动机组件，至少部分设置在容纳空间内；发电模块，至少部分设置在容纳空间内并包括定子和转子，驱动部，与定子连接；定子包括靠近转子的第一状态和远离转子的第二状态，驱动部用于驱动定子在第一状态和第二状态之间切换。与现有技术相比，本发明通过设置驱动部，以驱动定子于既定路径上移动，从而调整永磁体的磁通量穿过线圈的面积，使得发电量可变，发电量减少时，能减小了机械能转化成电能的占比，使发动机的输出功率得到增加。出功率得到增加。出功率得到增加。


技术研发人员：江华 张常华 吕浚潮 解成能 曹晗
受保护的技术使用者：浙江春风动力股份有限公司
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2023/6/16