一种电动汽车使用的增程燃油发电机组制造技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，其特点是采用特殊设计且对置的两个燃油发动机带动中间的发电机运转。每个燃油发动机设计了与活塞相连并伸入发电机的圆筒转子内的轴向运动构件，这种轴向运动构件通过固定在两端的发电机端盖上的导向机构限定沿活塞运行方向做直线运动；并且轴向运动构件为圆筒状结构且与圆筒转子同轴心设置，轴向运动构件上沿圆周设有至少一倾斜闭环的驱动沟槽，而圆筒转子内壁上设有与之配合的滚动体，通过驱动沟槽侧壁与滚动体接触以将轴向运动构件的直线往复运动转换为圆筒转子的连续旋转运动。这种发电机组能直接作为电动汽车增程用充电装置，其发电效率远高于曲轴连杆式燃油发动机所带动的发电机，且体积更小，重量更轻。

An Extended Range Fuel Generator Unit for Electric Vehicles

The invention discloses an extended range fuel generating set for electric vehicles, which is characterized in that two fuel engines with special design and opposite position are used to drive the intermediate generator to run. Each fuel engine has designed an axially moving component which is connected with the piston and extends into the cylinder rotor of the generator. The axially moving component is limited to linear motion along the piston direction by a guide mechanism fixed on the end cap of the generator at both ends; and the axially moving component is cylindrical and concentrically arranged with the cylinder rotor, and the axially moving component is arranged to the center along the circumference of the cylinder. There is less inclined closed-loop driving groove, and the inner wall of the cylinder rotor is equipped with a matching rolling body. By contacting the side wall of the driving groove with the rolling body, the linear reciprocating motion of the axially moving component is transformed into the continuous rotating motion of the cylinder rotor. The generator set can be directly used as a charging device for extended range of electric vehicles. Its power generation efficiency is much higher than that of the generator driven by crankshaft connecting rod fuel engine, and its volume is smaller and its weight is lighter.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车使用的增程燃油发电机组
本专利技术涉及一种电动汽车使用的增程燃油发电机组。
技术介绍
目前绝大部分汽车采用石油能源驱动，即燃油汽车，但石油的燃烧会对空气造成严重污染，而将电池作为汽车动力来源可大大降低对空气的污染，因此目前以电池作为动力来源的方案已经在一些汽车中得到了应用。电池作为动力来源的方案虽然环保，但由于现有电池材料和技术的限制，已有的采用电池作为动力来源的小型电动汽车充满一次电行驶里程均在200公里左右，且充满一次电的时间也至少以小时计算，这就使得电动汽车的使用受到非常大的限制。即每次充满电池只能行驶200公里，但这还只是最经济的理论值，在实际使用中由于各种工况的不同，如开启空调里程将减少至150公里以下，因此使用过电动汽车的人都会有一种充电焦虑症，一般剩余电量里程指示小于50公里时就不敢再行驶了，因此实际每次充电后真正使用的里程仅在100公里左右。续航里程短而充电时间长是目前电动汽车不能普及的最重要因素。为此，一些汽车厂商开始生产混合动力汽车，即在一辆车上同时配有两套动力系统，全燃油发动机和全电力驱动机组，然而自带了两套系统相对燃油或纯电动汽车一方面增加了自身重量和制造成本，另一方面因其不可能带与纯电动车相同数量的电池，所以，纯电情况下行驶里程一般控制在不足50公里，其作用只是通过在频繁停车启动时使用电力驱动刹车时将发电机发出的电回充给电池，来达到减少排放的效果。但多增加的重量在长期行驶中还是多损耗了燃油，实际这种汽车还是一种燃油动力汽车，只是作为一种环保的象征，没有也不可能得到普及。此外目前亦有一类在纯电动汽车上发展而来的安装有增程发电设备的汽车，这种汽车内设有燃油发动机，但其仅用于发电，汽车的动力输出部分依旧完全依赖电动机。这类汽车能够在一定程度上缓解充电焦虑，然而实际使用中其对于能量的利用效率是非常低的。以燃油发动机综合燃油不超过35%的情况来计算，经过发电，再充电，放电至驱动电动机运转一系列损耗后，其转换成动力的效率通常连20%都不到。显然这种汽车的效率是无法与目前的纯燃油汽车相比的。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种发电效率更高的电动汽车使用的增程燃油发电机组，这种发电机组能直接作为电动汽车增程用充电装置，其发电效率远高于曲轴连杆式燃油发动机所带动的发电机，且体积更小，重量更轻。本专利技术的技术方案是：一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，包括发电机和带动发电机运转的燃油发动机，其特征在于所述发电机为内转子外定子结构，包括筒形发电机外壳、横置其内的圆筒转子和固定在发电机外壳两端的发电机端盖，发电机外壳内壁上固定有定子，而圆筒转子外壁上固定有磁钢；燃油发动机为两个且对置于发电机两端，每个燃油发动机均包括气缸头、连接气缸头的气缸套、设于气缸套内并与圆筒转子平行或同轴心布置的活塞及与活塞相连并伸入圆筒转子内的轴向运动构件，两端的发电机端盖之间固定有用于限定轴向运动构件沿活塞运行方向做直线运动的导向机构；而轴向运动构件为圆筒状结构且与圆筒转子同轴心设置，轴向运动构件上沿圆周设有至少一倾斜闭环的驱动沟槽，而圆筒转子内壁上安装有与驱动沟槽配合的滚动体，通过驱动沟槽侧壁与滚动体的接触以将轴向运动构件的直线往复运动转换为圆筒转子的连续旋转运动。进一步的，本专利技术中两端的发电机端盖上均设有轴孔，所述导向机构包括两个与圆筒转子同轴心布置的导柱支架，这两个导柱支架分别穿过两端的轴孔并与相应端的发电机端盖通过螺纹连接件固定，还包括固定在这两个导柱支架之间的若干沿活塞运行方向平行布置的导柱，而每个所述轴向运动构件上均固定或一体设有配合套设在各导柱上的滑动导套；所述轴向运动构件上固定或者一体设有活塞连接柱，该活塞连接柱穿过导柱支架中心设有的开孔后与活塞相连；并且需要说明，当圆筒转子与活塞完全同轴心布置时，活塞连接柱直接与活塞轴心位置连接固定；而当圆筒转子与活塞平行布置时，活塞连接柱穿过开孔后可以既有偏心的连接支架与活塞连接固定。同时本专利技术中所述圆筒转子的两端均固定有套于导柱支架外围的转子轴套，每个转子轴套均通过内圈的轴承旋转装配在相应端的导柱支架外围；或者每个转子轴套均通过外围的轴承旋转装配在相应端发电机端盖上所设有的轴承座内圈。更进一步的，本专利技术中所述活塞连接柱与所述开孔内壁间设置有油封，或者所述转子轴套与轴孔内壁间设有油封，或者所述活塞连接柱与所述开孔内壁间设置有油封，而所述转子轴套与轴孔内壁间也设有油封，油封的设计能够增强发电机外壳内部的密封性；并且导柱关于圆筒转子的轴心呈中心对称设置，确保导柱的受力均衡性。更进一步的，本专利技术中所述燃油发动机为四冲程燃油发动机，其气缸头上设有若干气门及控制各气门开合的摇臂，还包括摇臂驱动机构，该摇臂驱动机构包括一枢转装配在发电机端盖外侧和气缸套壳壁上并且与活塞平行设置的传动轴，所述转子轴套伸出相应端的轴孔并固定有正时齿轮，而传动轴一端固定有与正时齿轮啮合的传动轴齿轮，传动轴另一端则固定有第一伞齿轮，气缸头上通过支架枢转设有与传动轴垂直的凸轮轴，该凸轮轴上固定有与第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮；同时凸轮轴上对应各气门上的摇臂设有作用于该摇臂一端的凸轮，而摇臂的另一端设有气门间隙调节螺钉，并通过该气门间隙调节螺钉与相应的安装有气门弹簧的气门相抵；并且气缸头和气缸套的壁内设有连通的发动机冷却水道。当实际应用至电动汽车上时，本专利技术中两端的四冲程燃油发动机均采用四气门形式，即两对进、排气门。进一步的，本专利技术中所述发电机外壳的壁内设有围绕定子的定子冷却水道，或者圆筒转子外围隔空架设有磁钢支架，磁钢固定在磁钢支架上，而磁钢支架与圆筒转子外壁间形成冷却风道，而圆筒转子上固定有位于冷却风道两端的风叶；或者所述发电机外壳的壁内设有围绕定子的定子冷却水道，同时圆筒转子外围隔空架设有磁钢支架，磁钢固定在磁钢支架上，而磁钢支架与圆筒转子外壁间形成冷却风道，而圆筒转子上固定有位于冷却风道两端的风叶。进一步的，出于轴向运动构件与圆筒转子之间受力平衡性和稳定性的考虑，每个轴向运动构件上的所述驱动沟槽为相同的两条以上，这些驱动沟槽沿轴向运动构件的轴向设置而不交叉，驱动沟槽之间相对轴向运动构件的圆周中心间隔任意角度；或者所述驱动沟槽为相同的两条以上，这些驱动沟槽在轴向运动构件的圆周上相对圆周中心间隔角度设置并交叉，且在轴向上无错开；或者所述驱动沟槽为相同的两条以上，这些驱动沟槽在轴向运动构件的圆周上相对圆周中心间隔角度设置并交叉，且在轴向上有错开。进一步的，本专利技术中当所述燃油发动机为四冲程燃油发动机时，活塞进气和做功阶段每走一个行程对应的圆筒转子的转动角度均大于180度，以便加大活塞的进气及做功时间。更进一步的，本专利技术中所述活塞进气和做功阶段时滚动体与同一段驱动沟槽的两侧壁分别接触滚动，该段驱动沟槽的两侧壁轮廓线形状不同，并且对应活塞进气阶段的侧壁轮廓线的初始斜度要大于对应活塞做功阶段的侧壁轮廓线初始斜度，以加快活塞下行初期的下行速度，使得同样的下行时间里更快的增加气缸套内的负压进入更多油气。进一步的，本专利技术中所述滚动体为通过万向节安装在圆筒转子内壁上的球形滚动体，或者所述滚动体为安装在圆筒转子内壁上的滚轮，该滚轮的滚动面与驱动沟槽的两侧壁面接触滚动。进一步的，本专利技术中所述轴向运动构件上未设置驱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，包括发电机和带动发电机运转的燃油发动机，其特征在于所述发电机为内转子外定子结构，包括筒形发电机外壳（1）、横置其内的圆筒转子（4）和固定在发电机外壳（1）两端的发电机端盖（2），发电机外壳（1）内壁上固定有定子（3），而圆筒转子（4）外壁上固定有磁钢（5）；燃油发动机为两个且对置于发电机两端，每个燃油发动机均包括气缸头（6）、连接气缸头（6）的气缸套（7）、设于气缸套（7）内并与圆筒转子（4）平行或同轴心布置的活塞（8）及与活塞（8）相连并伸入圆筒转子（4）内的轴向运动构件（9），两端的发电机端盖（2）之间固定有用于限定轴向运动构件（9）沿活塞（8）运行方向做直线运动的导向机构；而轴向运动构件（9）为圆筒状结构且与圆筒转子（4）同轴心设置，轴向运动构件（9）上沿圆周设有至少一倾斜闭环的驱动沟槽（10），而圆筒转子（4）内壁上安装有与驱动沟槽（10）配合的滚动体（11），通过驱动沟槽（10）侧壁与滚动体（11）的接触以将轴向运动构件（9）的直线往复运动转换为圆筒转子（4）的连续旋转运动。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，包括发电机和带动发电机运转的燃油发动机，其特征在于所述发电机为内转子外定子结构，包括筒形发电机外壳（1）、横置其内的圆筒转子（4）和固定在发电机外壳（1）两端的发电机端盖（2），发电机外壳（1）内壁上固定有定子（3），而圆筒转子（4）外壁上固定有磁钢（5）；燃油发动机为两个且对置于发电机两端，每个燃油发动机均包括气缸头（6）、连接气缸头（6）的气缸套（7）、设于气缸套（7）内并与圆筒转子（4）平行或同轴心布置的活塞（8）及与活塞（8）相连并伸入圆筒转子（4）内的轴向运动构件（9），两端的发电机端盖（2）之间固定有用于限定轴向运动构件（9）沿活塞（8）运行方向做直线运动的导向机构；而轴向运动构件（9）为圆筒状结构且与圆筒转子（4）同轴心设置，轴向运动构件（9）上沿圆周设有至少一倾斜闭环的驱动沟槽（10），而圆筒转子（4）内壁上安装有与驱动沟槽（10）配合的滚动体（11），通过驱动沟槽（10）侧壁与滚动体（11）的接触以将轴向运动构件（9）的直线往复运动转换为圆筒转子（4）的连续旋转运动。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，其特征在于两端的发电机端盖（2）上均设有轴孔（2a），所述导向机构包括两个与圆筒转子（4）同轴心布置的导柱支架（12），这两个导柱支架（12）分别穿过两端的轴孔（2a）并与相应端的发电机端盖（2）通过螺纹连接件固定，还包括固定在这两个导柱支架（12）之间的若干沿活塞（8）运行方向平行布置的导柱（13），而每个所述轴向运动构件（9）上均固定或一体设有配合套设在各导柱（13）上的滑动导套（38）；所述轴向运动构件（9）上固定或者一体设有活塞连接柱（14），该活塞连接柱（14）穿过导柱支架（12）中心设有的开孔（12a）后与活塞（8）相连；同时所述圆筒转子（4）的两端均固定有套于导柱支架（12）外围的转子轴套（15），每个转子轴套（15）均通过内圈的轴承（16）旋转装配在相应端的导柱支架（12）外围；或者每个转子轴套（15）均通过外围的轴承（16）旋转装配在相应端发电机端盖（2）上所设有的轴承座（2b）内圈。3.根据权利要求2所述的一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，其特征在于所述活塞连接柱（14）与所述开孔（12a）内壁间设置有油封（17），或者所述转子轴套（15）与轴孔（2a）内壁间设有油封（17），或者所述活塞连接柱（14）与所述开孔（12a）内壁间设置有油封（17），而所述转子轴套（15）与轴孔（2a）内壁间也设有油封（17）；并且导柱（13）关于圆筒转子（4）的轴心呈中心对称设置。4.根据权利要求2所述的一种电动汽车使用的增程燃油发电机组，其特征在于所述燃油发动机为四冲程燃油发动机，其气缸头（6）上设有若干气门及控制各气门开合的摇臂，还包括摇臂驱动机构，该摇臂驱动机构包括一枢转装配在发电机端盖（2）外侧和气缸套（7）壳壁上并且与活塞（8）平行设置的传动轴（26），所述转子轴套（15）伸出相应端的轴孔（2a）并固定有正时齿轮（27），而传动轴（26）一端固定有与正时齿轮（27）啮合的传动轴齿轮（28），传动轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维加，
申请(专利权)人：苏州帕瓦麦斯动力有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32