电力单元制造技术

本发明专利技术涉及一种电力单元，尤其用于混合动力电动车辆，该电力单元包括往复式活塞引擎且包括能够与之驱动啮合的发电机，其中所述往复式活塞引擎具有在串列布置的至少两个汽缸(1、2)中引导的至少两个活塞，和两个反向旋转曲轴(7、8)，所述反向旋转曲轴通过连杆(5、6)连接到所述活塞(3、4)且以机械方式耦合以便同相，其中第一发电机(11)可由所述第一曲轴(7)驱动，且第二发电机(12)可由所述第二曲轴(8)驱动。

Power unit

The invention relates to a power unit, especially for hybrid electric vehicle, the power unit comprises a reciprocating piston engine and includes to drive engagement of the generator, wherein the reciprocating piston engine has at least two cylinders in tandem arrangement of (1, 2) in the lead at least two pistons, and two reverse the rotating crankshaft (7, 8), the reverse rotation of the crankshaft through the connecting rod (5, 6) connected to the piston (3, 4) and mechanically coupled to the first phase, the generator (11) can be made from the first crankshaft (7) drive, and second generators (12) can be made from the second crankshaft drive (8).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力单元
本专利技术涉及一种电力单元，尤其用于混合动力车辆，该电力单元包括往复式活塞引擎且包括可与之驱动啮合的至少一个发电机，其中所述往复式活塞引擎具有在串列布置的至少两个气缸中引导的至少两个活塞，和以反向旋转驱动的两个曲轴，所述反向旋转曲轴通过连杆连接到活塞且以机械方式耦合以便同相。
技术介绍
WO2012/056275A1揭示一种包括内燃引擎和用于对混合驱动的电池充电的发电机的机器组合。所述内燃引擎被设计为一对气缸活塞单元，其中两个活塞中的每一者经由连杆与其自身的曲轴成驱动啮合。与气缸活塞单元串联布置的发电机由曲轴驱动。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是改进引言中提及的设计的电力单元从而实现引擎和单元两者作为整体的尤其安静低噪声且无振动的运作，且此外可额外实现尤其简单并且尤其节省空间的结构，即具有低摩擦损失和低磨损易感性的设计，其尤其适于混合驱动的间隔操作。本专利技术的另一目标是指定一种包括此类型的电力单元的车辆。此目标根据本专利技术通过根据权利要求1所述的相对于电力单元的标的物和根据权利要求18所述的相对于车辆的标的物实现。本专利技术是基于指定尤其用于混合动力车辆的电力单元的原理，所述电力单元包括往复式活塞引擎且包括能够与之驱动啮合的发电机，所述往复式活塞引擎具有在串列布置的至少两个气缸中引导的至少两个活塞。所述往复式活塞引擎还具有两个反向旋转曲轴，其通过连杆连接到活塞且以机械方式耦合以便同相。根据本专利技术，第一发电机可由第一曲轴驱动，且第二发电机可由第二曲轴驱动。两个发电机的使用开辟了平衡的自由质量力和振动力矩的新的可能性，使得活塞引擎的平滑度得以改进。还可使用较小发电机。发电机优选地通过齿形齿轮机构或通过牵引装置连接到相应曲轴。通过牵引装置(尤其两侧包括齿的牵引装置)的连接改进低噪声操作。在优选实施例中，第一发电机和第二曲轴以相反的方向旋转。第二发电机和第一曲轴也以相反的方向旋转。发电机和曲轴以2:1的转速比率旋转。发电机各自具有至少一个不平衡(imbalance)且因此充当平衡轴杆。此实施例具有发电机起到双重功能的优点。一方面，其用以供电。另一方面，发电机平衡二阶质量力。发电机因此根据兰彻斯特平衡器(Lanchesterbalancer)的原理运作。如果两个配重各自提供为不平衡，那么这些配重可取决于发电机的位置而具有相等重量或不同重量，以便平衡围绕引擎的纵向轴线的非所要力矩。在此实施例的演变中，每一发电机具有两个配重，其在发电机的纵向方向上彼此相聚一段距离。具体地说，两个配重附接在发电机的任一轴向端处。两个配重各自具有相等重量。通过此布置平衡不合需要的力矩。存在发电机到相应曲轴的耦合的各种可能性。借助于实例，齿形齿轮机构可包括齿形曲柄臂，其啮合或耦合到相关发电机的驱动小齿轮。齿形齿轮机构或者可包括至少一个齿形齿轮，其为了联合旋转而连接到对应曲轴的轴杆销，所述轴杆销在主轴承上方突起，且耦合到相关发电机的驱动小齿轮。链条或齿形链条或齿形带为潜在牵引装置，且由链轮驱动。在优选实施例中，第一牵引装置将第一发电机连接到第一曲轴，且第二牵引装置将第二发电机连接到第二曲轴。在此实施例中，牵引装置相对较短，这促进其引导。发电机优选地布置在邻近于曲轴的任一侧，其中曲轴轴线跨越穿过主轴承的虚拟参考平面。发电机轴线可被布置在参考平面中或参考平面外部，更确切地说布置在曲轴与活塞的上止点(topdeadcentre)之间。发电机轴杆在参考平面中或参考平面外部的布置产生关于电力单元在引擎中的安装位置的优点。发电机轴线在参考平面上方的布置另外具有引擎相对较窄的优点。曲轴优选地具有平衡物，其经布置以便相移，以便平衡自由质量力。另外，还为了实现较紧凑设计和摩擦损失的减少，气缸可布置成具有朝内导向的偏移，使得与对应于曲轴之间的距离的距离相比，其彼此具有较短距离。气缸的偏移因此在止推侧的方向上延行。因此，连杆在力的最大施加时因此具有相对于活塞/圆柱轴线的略陡位置，使得影响活塞摩擦和圆柱磨损的较低力相应地在活塞处或气缸处发生。特别有利的是，在4冲程操作中以0°的曲轴角度的点火间隔操作往复式活塞引擎。为实现曲轴的同步，有利的是这些曲轴具有彼此啮合的齿形曲柄臂。或者，可提供在任一侧上包括齿的牵引装置，确切地说在任一侧上包括齿的齿形带，用于实现所述同步，所述牵引装置将两个曲轴彼此耦合，其中齿形带的第一侧与第一曲柄臂啮合，且第二侧(确切地说齿形带的背面)与第二曲柄臂啮合。牵引装置的使用抑制噪声的发展。为了减少齿对的加载，可提供以下情况：在任一侧上包括齿的齿形带缠绕在第一曲柄臂周围，其中齿形带在任一侧上具有比第二曲柄臂的装齿多1到5个齿，确切地说4个齿。额外齿数目允许齿形带提离且允许齿形齿轮在升高的齿形带内被超越。为此目的，齿形带应径向升高超出齿形齿轮的齿顶圆多于齿根高度。离心力支持此提升。此操作的动机是，避免在具有360°点火间隔的4冲程操作的情况下例如随着点火力的传递，在任一侧上包括齿的齿形带的相同齿上最大加载的再现。在替代实施例中，曲轴可借助于彼此啮合的齿形齿轮耦合以便同相，其中齿形齿轮布置在曲轴的主轴承之间或曲轴的轴杆销上，所述轴杆销在相应主轴承上方突起。齿形齿轮可为具有直线齿或螺旋齿的正齿轮，或拉紧齿形齿轮(剪刀式齿轮或摆动齿轮)。在具有四个活塞的往复式活塞引擎的实施例的情况下，如果两个活塞在每一情况下通过连杆以270°的曲柄销偏移连接到相同曲轴，那么方四(square-four)布置可证明是特别有利的。换句话说，气缸的串列式布置加倍，使得提供前述方四布置，其中在每一情况下每曲轴两个气缸串联布置。具有270°曲柄销偏移的曲轴不产生任何二阶质量力，而是产生在圆柱轴线平面中运作的二阶力矩。在“方四”的对角相对活塞同时到达上止点的情况下，两个曲轴的力矩因此彼此抵消。因此不需要用于二阶力或力矩的任何进一步平衡量度。呈串列和方四形式两者的气缸的布置可每圆柱彼此平行，或以1°和15°之间、优选地4°和8°之间的倾斜角相对于彼此倾斜。在本专利技术的进一步变型中，每一气缸与出口通道成流体连接，其中气缸的出口通道通向公共中央废气通道。出口通道可具有相同长度。中央废气通道优选地布置于引擎中央平面中。引擎中央平面平行于曲轴轴线在气缸之间延行，且布置成距曲轴轴线中的每一者相同距离。归因于出口通道的此设计，可有利地使气缸(确切地说，出口阀)与辅助单元(例如，涡轮增压器的涡轮机)之间的距离相对较短。可因此使相对较大量的可用焓可用于辅助单元的操作。此外，有可能去除常规相对重的排气歧管。这减少了往复式活塞引擎的重量。还可避免排气歧管到汽缸头的复杂连接，且汽缸头因此以紧凑方式构造。气隙绝缘端口衬垫可布置于中央废气通道中。涡轮增压器可直接连接到中央废气通道。所述涡轮增压器以此方式高效操作且增加往复式活塞引擎的性能。附图说明将在下文中参考随附示意图基于示范性实施例更详细地阐述本专利技术。在图式中图1展示具有以V形状布置的发电机的电力单元的前视图；图2展示根据本专利技术具有水平布置的发电机的根据示范性实施例的电力单元的前视图；图3展示根据图1或图2具有涡轮增压器的电力单元的汽缸头的截面视图；图4展示经由在任一侧上包括齿的齿形带耦合的低噪声曲轴的示意性说明。具体实施方式根据本专利技术根据示范性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力单元，尤其用于混合动力车辆，该电力单元包括往复式活塞引擎且包括能够与之驱动啮合的发电机，其中所述往复式活塞引擎具有在以串列布置的至少两个气缸(1、2)中引导的至少两个活塞(3、4)和两个反向旋转曲轴(7、8)，所述反向旋转曲轴通过连杆(5、6)连接到所述活塞(3、4)且以机械方式耦合以便同相，其特征在于第一发电机(11)可由所述第一曲轴(7)驱动，且第二发电机(12)可由所述第二曲轴(8)驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.16 DE 102014115042.21.一种电力单元，尤其用于混合动力车辆，该电力单元包括往复式活塞引擎且包括能够与之驱动啮合的发电机，其中所述往复式活塞引擎具有在以串列布置的至少两个气缸(1、2)中引导的至少两个活塞(3、4)和两个反向旋转曲轴(7、8)，所述反向旋转曲轴通过连杆(5、6)连接到所述活塞(3、4)且以机械方式耦合以便同相，其特征在于第一发电机(11)可由所述第一曲轴(7)驱动，且第二发电机(12)可由所述第二曲轴(8)驱动。2.根据权利要求1所述的电力单元，其特征在于所述发电机(11、12)通过齿形齿轮机构或通过牵引装置连接到相应曲轴(7、8)。3.根据权利要求1或2所述的电力单元，其特征在于所述第一发电机(11)和所述第二曲轴(8)以及所述第二发电机(12)和所述第一曲轴(7)在每一情况下以2:1的转速比率、以相反方向旋转，且其中所述发电机(11、12)在每一情况下包括至少一个不平衡(13、14)且充当平衡轴杆。4.根据权利要求2或3所述的电力单元，其特征在于所述齿形齿轮机构包括齿形曲柄臂，所述齿形曲柄臂耦合到所述相关发电机(11、12)的驱动小齿轮(15、16)。5.根据权利要求2或3所述的电力单元，其特征在于所述齿形齿轮机构包括至少一个齿形齿轮，其为了联合旋转而连接到所述对应曲轴(7、8)的轴杆销，所述轴杆销在主轴承上方突起，且耦合到所述相关发电机(11、12)的驱动小齿轮。6.根据权利要求2或3所述的电力单元，其特征在于所述牵引装置包括链条或齿形链条或齿形带。7.根据权利要求6所述的电力单元，其特征在于第一牵引装置(17)将所述第一发电机(11)连接到所述第一曲轴(7)，且第二牵引装置(18)将所述第二发电机(12)连接到所述第二曲轴(8)。8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的电力单元，其特征在于所述发电机(11、12)布置在邻近于所述曲轴(7、8)的任一侧上，曲轴轴线跨越穿过所述主轴承的虚拟参考平面，且发电机轴线被布置在所述参考平面中或所述参考平面上方，在所述曲轴与所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗兹·莱姆伯克，弗兰克·奥柏里斯特，今野横雄，
申请(专利权)人：奥柏里斯特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT