专利名称：发动机驱动式发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机驱动型发电机，尤其涉及一种框架式变频发动机驱动型发电机，其中由发动机驱动的发电机、电气单元及操作面板被设置在单独的壳体内。
背景技术：
授权公告号为CN1093220C的中国专利公开了一种发动机驱动型发电机，其机架包括一内部空间大致呈平行六面体的护框；护框上方设置有油箱保护构件；护框上还设置有油箱的前、后、左、右支承构件。因此，零件数量多结构复杂，导致重量的增加，并且在发电机需要变频输出时，不利于诸如逆变器等电气单元的安装。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、重量轻且易于安装电气单元的发动机驱动式发电机。为实现上述目的，本发明的发动机驱动式发电机，包括发动机和由该发动机驱动的发电机，支撑发动机和发电机的机架。其第一特征在于，该发动机驱动式发电机还包括， 用于控制发动机、发电机输出的电气单元，用于控制发动机、电气单元的操作面板，以及用于容纳电气单元、操作面板和发电机的壳体；机架构成为，由钢管一体弯成底框和竖立的后框，在底框左右两侧连有横向构件，在底框前端的横向构件上一体安装有前框及嵌装有所述前框并以其为骨架的壳体，机架梁水平地纵向连接在后框及前框上；在底框后端的横向构件上弹性地支撑着发动机和发电机的组装体，在前框内可装拆地安装有电气单元。本发明在第一特征的基础上，第二特征在于，前框从前方看大致为长方形，其宽度基本与机架的宽度一致，其高度基本与发动机的高度一致，其左右两侧部在后侧各设有一固定于横向构件上的三角形支撑，以使所述前框不致纵向倾倒。本发明在第二特征的基础上，第三特征在于，前框由薄铁板冲压翻边折转而成，其上、下、左、右四侧为平板状。本发明在第一特征的基础上，第四特征在于，在机架梁的下方，发动机上安装有油箱，壳体顶部与油箱的顶部大致在同一个水平面上。根据本发明的第一特征，整个机架取消了油箱的前、后、左、右四个支承构件，将主要安装电气单元的部件作为机架的前框，相当于又取消了一个前框；同时，传统设计中机架上位于油箱上方的两个保护构件，保留一个成为机架梁，以固定前框的上部。增加的壳体，主要是为解决电气单元和发电机的散热问题而设置，由轻质的聚丙烯(PP)或其他树脂形成，可能会抵消一些前面减轻的重量，但总的来说，可以实现机架结构的简化并使其轻量化。此外，传统上安装电气单元的部件被当作机架前框，一定程度上使整机在长度方向上更为紧凑。根据本发明的第二特征，可以保证前框及以前框为骨架的壳体的外观比例与机架相协调，使发动机驱动式发电机的外观良好；同时，可以加强前框的纵向强度使其不致在前后方向上倾倒。根据本发明的第三特征，不仅能实现机架的轻量化，同时，前框的平板状四侧，能保证其作为壳体的骨架与壳体的接触面为平面，在通过壳体上与前框、三角形支撑上同轴设置的安装孔将壳体与前框一起安装固定时，能更好地支撑、稳定住壳体。根据本发明的第四特征，发动机驱动式发电机的油箱位于机架梁的下方，被水平地直接设置在发动机上，与消声器、空滤器等按常规方式被统一布置在发动机上，这样，在设计时，可直接借用已有布置了油箱的发动机，设计上更趋简便，整机高度也大大降低，油箱的拆装也极为方便。同时，壳体的高度与油箱顶部的高度基本一致，可以使整机外观协调。
下面将根据附图仅以实施例的方式详细描述本发明的优选实施方式，附图如下。图1是本发明的一个实施例的发动机驱动式发电机的立体图。图2是图1中拆出壳体后的发动机驱动式发电机的立体图。图3是图1的发动机驱动式发电机的分解立体图。图4是图1的发动机驱动式发电机的剖视图。图5是图3中机架的立体图。图6是图2中前框及电气单元的分解立体图。图7是图3中机架和壳体的装配剖视图。图8是图7中A部的局部放大示意图。图9是图7中B部的局部放大示意图。图10是图3中箱体的立体图。图11是图3中箱体由前向后看的正视图。图12是图3中箱盖的立体图。图13是图3中箱盖由前向后看的正视图。图14是图3中发动机的局部及发电机的分解立体图。图15是图14中隔风罩由前向后看的正视图。
具体实施例方式在本发明实施例的全部说明中，“前”、“后”、“左”、“右”均以附图1中所标明的方
向为准。在图1 图3中，本发明的发动机驱动式发电机具有机架3 ；在该机架3的下部被弹性地支撑的发动机1和发电机2的组装体；以机架3的前框33为嵌装骨架并与前框33 一起安装在机架3上的壳体4 ；用于控制发动机1和发电机2输出的电气单元9 ；以及用于控制电气单元9的操作面板8。如图2、图3及图5所示，机架3构成为包括由钢管一体弯成底框34和竖立的后框35 ；可拆装地竖直安在底框34的前端的前框33 ；以及可拆装地水平安在后框35及前框 33上部的机架梁32。这样，机架3构成为使周围开放的框架型。 如图3、图5所示，底框34与后框35连为一体，如从正后方或是正上方看，后框35或底框34的形状均为长方形(图中为立体表示)。底框34包括一体相连的底框左水平构件34a、底框右水平构件34b、底框前水平构件34c，在底框34左、右两侧的底框左、右水平构件34a、34b之间连有多个横向构件31、31···，以支撑发动机1、发电机2、前框33及壳体4。 后框35包括与底框34的左、右水平构件34a、34b的后端一体竖直相连的后框左、右垂直构件35c、35b，及后框上部构件35a，后框左、右垂直构件35c、3^与后框上部构件35a同样一体相连。如图5 图6所示，前框33如从正前方看大致为长方形(图中为立体表示)，其宽度基本与机架3的宽度一致，其高度基本与发动机1的高度一致。前框33由薄铁板冲压翻边折转连为一体，其上、下、左、右四侧分别为前框上部33a、前框底部33b、前框左部33c及前框右部33d，每侧均为平板状；在前框上部33a与前框左部33c及前框右部33d相交的部位设有过渡倒角连接部即前框倒角部33f，该前框倒角部33f为45度平面形倒角，当然也可以是圆弧形R倒角；前框底部3 左右侧部各设有焊接有螺帽的安装孔219。这样，可以保证前框33与底框34的横向构件31之间稳定连接，不致发生前后倾倒；而冲压后翻边，实际上起到了加强筋作用，能保证前框33的强度；在前框上部两侧设置前框倒角部33f，主要是与壳体4配合安装增加安装的稳固性并增加壳体4的外观美感。同时，为进一步保证前框33的前后方向的稳定性，在其左右两侧部即前框左部33c及前框右部33d的后侧，在前框左、右部33c、33d的下末端与前框底部3 相交处纵向各焊接一块与前框底部3 保持水平的支撑板(图中未标注)，再从该支撑板末端向前框左、右部33c、33d后侧的大致中部焊接一斜向支撑板(图中未标注)，从而在左右两侧对前框33形成三角形支撑33e、33e，三角形支撑33e中水平支撑板的末端设有焊接有螺帽的安装孔324。通过螺栓326、326、326、 326及相应的横向构件31上的孔325、325、325、325及前框底部3 上的孔219、219及三角形支撑3 上的孔324、324，前框33即可牢固地固定在机架3的横向构件31、31上。如图3、图5所示，机架梁32构成为，其主体为梁水平部32a，梁水平部3 的前端向下垂直折弯形成梁垂直部32b，梁垂直部32b末端焊接有梁前端安装件32c ；此外，其构件还包括一个单独的梁后端安装件32d，其实际为一个T型的上下两片可夹持住钢管的构件 (图中未详细示出)。通过梁前端安装件32c上的孔406、406、406、406及与之对应的位于前框上部33a上的孔327、327、327、327，机架梁32的前端可用螺栓3 安装在前框33上； 通过梁后端安装件32d通过螺栓3 及其上的孔341，梁水平部3 的后端被夹持固定在后框上部构件3 上。在图3、图5中，在上述横向构件31、31…中靠后的两个横向构件31、31的左右侧上各装设有一对减震座7、7，左右侧每对减震座7、7通过安装板71、71连为一体。其中，两对减震座7、7通过螺栓74与横向构件31、31相连；安装板71、71又通过螺栓75被分别安装在每对减震座7、7上；安装板71、71通过螺栓72、发动机上的安装孔73与发动机相连接。 这样，发动机1及发电机2的组装体被纵向弹性地支撑在机架3上。如图1 图3所示，油箱11与消声器12、空滤器13 —起被布置在发动机1上并位于机架3的空间内同时处于机架梁32的下方，三者的顶面基本在同一个平面，这个平面大致构成发动机1的高度。如图3、图4所示，发动机1与发电机2相连一侧的相对侧，即发动机1的后侧的曲轴16上设有被所述发动机1驱动的动力风扇15 ；—个能将动力风扇15所产生的冷却风导向发动机1的汽缸头17的、覆盖住所述动力风扇15周缘的导风罩14，被安装在发动机1 的后侧的发动机箱体19上，导风罩14上另安装有手启动部件(图中未示出)，在手启动部件上开设有进气口即图中示出的第三进气口 45，第三进气口 45为多组条形槽；在导风罩14 所引导的冷却风在导风罩14上的出口(图中未示出)处，连接有挡风板18继续导引冷却风；挡风板18主要覆盖在汽缸头17的下侧及前侧散热片之间的通道上方(图中未示出)， 并在挡风板18末端所覆盖的汽缸头17上的通道口处形成冷却风的排出口即图中的第三排气口 48，该第三排气口 48位于汽缸头17前侧的大致中部位置。这样，由第三进气口 45被动力风扇15吸入的冷风，沿导风罩14所限定的空间导向由挡风板18所限定的与汽缸头17 上散热片共同组成的过风通道(图中未示出)，并从第三排气口 48排出，再继续吹向消声器12等发动机1上的部件，进而带走它们的热量，从而形成发动机1中独立的冷却风通路即第三冷却风通路50，实现发动机的有效冷却。如图2、图3及图14所示，发电机2构成为包括连接座25、定子23、转子M及电机风扇22，此外，在发动机1和发电机2之间，还设有隔风罩21。定子23通过螺栓231被固定在连接座25对应的螺纹孔中(图中未标注)；连接座25上设有安装到发动机1上的孔251、251、251、251，隔风罩的底部即罩底壁21b上对应设置有孔211、211、211、211，通过螺栓252及发动机1上对应的螺纹孔101，连接座25与隔风罩21 —起被安装到发动机1前侧的曲轴箱箱壁上。电机风扇22通过螺栓241对应安装在转子M的前端端壁；通过螺栓 M2、转子安装孔M3，转子M及与之相连的电机风扇22被锥度连接在发动机1的曲轴16 的一端。如图1、图3、图4所示，本发明的发动机驱动式发电机还包括装设在机架3上的一个箱形壳体4，所述壳体4构成为包括箱体41和箱盖42。如图4、图7、图10及图11所示，箱体41的形状为大致长方体，是用轻质的聚丙烯 (PP)或其他树脂一体注塑成型，其构成包括上壁部411、下壁部412、左壁部413、右壁部 414、后壁部415及后壁部415对应于发电机2的位置连续向箱体41的内部(也即向前) 凹陷形成的一个纵向放置的桶状的发电机容纳空间40。该发电机容纳空间40，包括周壁部 416 (即“桶壁)及底壁部417 (即，，桶底部”)，其周壁部416及底壁部417，从实质意义上说，该空间40的整个壁部也构成后壁部415的一部分。该发电机容纳空间40的整体形状为圆柱形，在其底壁部417上开设有圆形的过渡进气口 44，过渡进气口 44被设置为其孔直径小于电机风扇22的直径，而发电机2及与之相连的电机风扇22则被设置为间隙地容纳在该发电机容纳空间40中。如图10所示，在箱体41的各侧壁内侧，均设有加强筋419以增加箱体41的强度； 在箱体41的下壁部412上开设有四个与前框33的前框底部3 及三角形支撑3 上的安装孔219、324(如图6)相对应的孔404 ；在箱体41的上壁部411上开设有四个与前框33 的前框上部33a的安装孔327 (如图6)相对应的孔405 ；箱体41的上壁部411与左、右壁部413、414相交的部位，为45度平面形倒角(当然也可以是圆弧形R倒角)连接部即箱体倒角部33h，并与机架3的前框33上的前框倒角部33f相对对应。如图11所示，在箱体41 的后壁部415的右侧中上部，还开设有过线孔402及安装孔403。过线孔402主要作用是使发动机1及发电机2引出的导线等通过该孔与壳体4内的电气单元9或操作面板8相连； 安装孔403则用于安装箱体41右后侧上部的装饰板前端安装板361 (如图3)；在本实施例
6中，在箱体41的后壁部415的左侧上面与消声器12相对应的位置也连续地向箱体41的内部凹陷成一个长方体的后壁部凹部401 (也可见图10)，以避免箱体41与消声器12接触。在图8 图9及图10 图11中，箱体41的前侧开口端端部周缘设有凹槽409，以便与箱盖42配合连接。如图3 图4、图7及图I2 图I3所示，箱盖42的中上部能够收纳操作发动机1 和发电机2的操作面板8。操作面板8被安装在箱盖42上的面板窗421中，其操作面面向外侧，操作面板的元器件一面面向内侧。由此，箱盖42内形成一个收纳操作面板8的面板容纳空间20，该面板容纳空间20与箱体41的内部空间一起形成壳体4的箱形空间，相应地，面板容纳空间20也就成为壳体4的前端空间；面板窗421为一个矩形的内沉式开口，开口四角设有安装孔(图中未标注)，操作面板8被安装在面板窗421后应使操作面板8上的按纽大致不露出整个面板的前端面。在箱盖42的下部，设有百叶窗422以形成百叶窗式第一进气口 43 ；在箱盖42的顶部，还开设有用于安装提手423并与之相配合的提手孔424 ； 提手423为大致方桶形以容纳手指用力，其前端部有凸缘(图中未示出)紧贴住提手孔424 的周缘相应部位，且提手423的底部设有两个安装孔(图中未示出)，以将其安装在机架3 的前框33上。另外，在箱盖42的四角，设有四个安装用沉孔425，以便将箱盖42安装到机架3的前框33上。在图8 图9及图12 图13，箱盖42的后端端部周缘设有与箱体41上凹槽409 相对应的凸缘部426。如图1、图3及图7 图9所示，当凸缘部4 与凹槽409扣合后，箱体41与箱盖42即形成为整个壳体4。从正前方看，壳体4包括箱体41、箱盖42的宽度与所述机架3的宽度大体一致，其高度与发动机1的高度大体一致(在本实施例中，发动机1 的高度大体与油箱11、消声器12、空滤器13的顶面所在高度基本一致)。这样能够保证整机的外观良好、比例协调。如图2 图4及图6所示，机架3的前框33上安装有电气单元9。在本实施例中， 电气单元9主要包括逆变器91和线圈组93等电气控制元件。这些电气元件组成的电气单元9被采取竖直横向的方式安装在前框33的空间内，目的就是节约整机前后方向的空间， 减少其长度。如图6所示，逆变器91被竖直横向地安装在侧置U形电气单元支架92的内侧空间中，线圈组93由于其宽度不大且安装空间富裕被平放地安装在电气单元支架92的外侧上方。而整个电气单元支架92，其右侧通过其上设置的支架右侧安装板921与对应于前框33中前框右部33d的内侧设置的电气单元右安装板337并通过螺栓(图中未示出) 固定在前框33的右侧；其左侧则通过设置于U形电气单元支架92的两个末端的螺纹孔922 对应于前框33中前框左部33c上的孔322并通过两个螺栓323进行固定。这样，整个电气单元9就大致被以最节省整机长度空间的方式被固定在前框33的空间内。如图3 图4及图7 图9所示，机架3的前框33被设置为以嵌入的方式刚好装入壳体4中的箱体41的前端部，以使箱盖42在安装时，箱盖42的后端面大致与前框33的前侧安装面靠近。其中，前框上部33a上的安装孔327与箱体41的上壁部411上的安装孔 405(如图10)同轴对应；而前框底部3 和三角形支撑3 上的安装孔219、324(如图6) 则与箱体41的下壁部412上的安装孔404(如图10)同轴对应。这样，前框33及其相连的三角形支撑33e即成为箱体41的骨架被嵌入在箱体41的前端部。在安装箱体41时，如图3所示，先将前框33及其相连的三角形支撑3 嵌入箱体41的前端并对准相应箱体41和前框33的安装孔，通过底框34中横向构件31上设置的四个对应孔325及螺栓326，箱体41的下壁部412被底框34及前框33 (连同与其相连的三角形支撑)夹装在机架3上。在前框34的上部，机架梁32的后端被梁后端安装件32d夹装在后框3的上部中间部位，机架梁32的前端通过对应设置在梁前端安装件32c上的孔406 及设置在前框上部33a上的孔327及螺栓328，箱体41的上壁部411被前框33及机架梁 32夹装在机架的前框34上。这样，箱体41就被固定在机架3上，且其后端的发电机容纳空间40被设置为与发电机2及与发电机2相连的电机风扇22保持设定的间隙。如图3、图6所示，在机架的前框33前侧的四角上，还分别设有带安装孔335的箱盖安装板334，这些安装孔335与箱盖42上的孔425相对应，其后端焊接有螺帽(图中未示出)；在前框33的前侧的上方，还设有与提手423的安装孔(图中未示出)相对应的提手安装板331及其上的安装孔332。这样，箱盖42在装好操作面板8后，将箱盖42的凸缘部 426扣入箱体41的凹槽409后(见图8、图9)，通过螺栓336，箱盖42可以被牢固地固定在前框33上并与箱体41紧密闭合，从而形成完整的壳体42 ；通过螺栓333，提手423穿过提手孔4M亦被固定在前框33的前侧顶部，以作为本发明发动机驱动式发电机前端的一个搬运着力点。如图4、图7所示，壳体4的前端即箱盖42形成的面板容纳空间20中收纳了操作面板8，壳体4的中部即在前框所形成的大致空间电气容纳空间30中安装有电气单元9，壳体4的后端形成的发电机容纳空间容纳有发电机2和电机风扇22 ；在箱盖42的下部设有第一进气口 43，在发电机容纳空间40的底壁部417设有圆形过渡进气口 44，而发电机容纳空间40的开放端与发电机2之间的间隙形成为第一排气口 47。如此，壳体4与发电机2之间限定出了第一冷却风通路60。在第一冷却风通路60中，冷风从第一进气口 43吸入，其吹扫过操作面板8、电气单元9的表面或空隙，由过渡进气口 44进入电机风扇22吸气区域， 在电机风扇22的作用下，沿发电机容纳空间40与电机间的间隙向外并由第一排气口 47排出，带走发电机2表面的热量，之后再吹向发动机1、油箱11、消声器12、汽缸头17等的表面，为发动机1进一步冷却降温。如图4及图14 图15所示，隔风罩21被设置在发动机1和发电机2之间，其形状为大致平底立壁的碗形，包括罩周壁部21a、罩底壁部21b及罩轴孔21C。隔风罩21构成为其罩周壁部21a有间隙地环绕覆盖在发电机2的转子M的后端外周缘上，罩周壁部21a 的前端与所述转子对之间的间隙形成为第二进气口 46。这样，在电机风扇附近区域负压的作用下，隔风罩21与发电机2、发电机容纳空间40之间形成第二冷却风通路70。电机风扇22在运转时，由于过渡进气口 44的孔径小于电机风扇的直径，在电机风扇附近区域会产生很强的负压。这样，一方面冷风由第一进气口 43经过渡进气口 44进入负压区；另一方面，在第二进气口 46附近的空气，会经由第二进气口进入隔风罩21与发电机 2之间限定的位于发电机后端的空间，并穿过转子、定子本身存在的空隙及其之间的空隙而进入位于前端电机风扇22与壳体之间形成的负压区，再由此被电机风扇22向第一排气口吹出，如此往复，实现第二冷却风通路70对发电机的有效降温。为实现本发明发动机驱动式发电机在工作场地的更灵活搬运，如图1 图4所示， 在机架3的底框34的前端在底框左、右水平构件34a、34b上，通过孔52、52及螺栓51、51 横向固定有可载着机架3前后运行的机架轮5 ；在底框左、右水平构件34a、34b的后端，则通过孔64、64及螺栓63、63固定有支座6，支座6设置为与机架轮5 —起使机架3的底框 34基本处于水平位置；支座6的底部设有支座减震垫61，通过螺栓62与支座6相连，可以一定程度上减轻发动机驱动式发电机在运行过程中的震动。另外，为进一步美化发动机驱动式发电机的外观，如图3、图5、图7、图11所示，一块两端设有安装孔的机架装饰板36，通过螺栓(图中未标注)水平地连接，其后端连接在机架后框35中后框右垂直构件3 的中部前侧的安装板362上，其前端连接在壳体后壁部 415右侧上部通过孔403所固定的装饰板前端安装板361上。本发明并不限定于上述实施例，在不脱离本发明要点的范围内可以进行各种设计变更。例如，将空滤器13设计在不与油箱11、消声器12在大致一个水平面；或者将壳体 4设计为大致圆柱体或其他几何形状的壳体；或者，发电机容纳空间40也可以不是圆柱体形状而可以是正方体或其他形状等等；甚至可以将壳体4的后端再设计出覆盖发动机热源件的冷却风通路，由第一排气口 47排出的风继续实现对发动机1的全面冷却而考虑取消独立的发动机1上的第三冷却风通路50。当然，为进一步增加临时搬运发动机驱动式发电机的效果，也可在机架的后框35中后框左、右垂直构件35c、3^上加设把手装置，把手装置可以是焊接固定不可转动的，也可以是收折式的。如此等等。
权利要求
1.一种发动机驱动式发电机，包括发动机(1)和由该发动机驱动的发电机0)，支撑所述发动机和发电机的机架(3)，其特征在于该发动机驱动式发电机还包括，用于控制所述发动机(1)、发电机( 输出的电气单元 (9)，用于控制所述发动机、电气单元的操作面板(8)，以及用于容纳所述电气单元(9)、所述操作面板⑶和所述发电机⑵的壳体⑷；所述机架C3)构成为，由钢管一体弯成底框(34)和竖立的后框(35)，在所述底框左右两侧连有横向构件(31)，在所述底框前端的横向构件(31)上安装有前框(3 及嵌装有所述前框并以其为骨架的壳体，机架梁(3 水平地纵向连接在所述后框(3 及所述前框 (33)上；在所述底框后端的横向构件(31)上弹性地支撑着所述发动机(1)和发电机O)的组装体，在所述前框(3 内可装拆地安装有所述电气单元(9)。
2.如权利要求1所述的发动机驱动式发电机，其特征在于所述前框(3 从前方看大致为长方形，其宽度基本与机架(3)的宽度一致，其高度基本与发动机(1)的高度一致，其左右两侧部在后侧各设有一固定于所述横向构件(31)上的三角形支撑(3 )，以使所述前框(3 不致纵向倾倒。
3.如权利要求2所述的发动机驱动式发电机，其特征在于所述前框(3 由薄铁板冲压翻边折转而成，其上、下、左、右四侧为平板状。
4.如权利要求1所述的发动机驱动式发电机，其特征在于在所述机架梁(3 的下方，发动机(1)上安装有油箱(11)，所述壳体(4)顶部与所述油箱(11)的顶部大致在同一个水平面上。
全文摘要
本发明的目的是提供一种结构简单、重量轻且易于安装电气单元的发动机驱动式发电机。其包括发动机和由该发动机驱动的发电机，支撑发动机和发电机的机架，用于控制发动机、发电机输出的电气单元，用于控制发动机、电气单元的操作面板，以及用于容纳电气单元、操作面板和发电机的壳体；机架构成为，由钢管一体弯成底框和竖立的后框，在底框左右两侧连有横向构件，在底框前端的横向构件上安装有前框及嵌装有前框并以其为骨架的壳体，机架梁水平地纵向连接在后框及前框上；在底框后端的横向构件上弹性地支撑着发动机和发电机的组装体，在前框内可装拆地安装有电气单元。
文档编号F02B63/04GK102364072SQ201110342298
公开日2012年2月29日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者周华, 张波 申请人:重庆润通动力有限公司