一种转子发动机与电机一体化的混动系统技术方案

本发明专利技术属于发动机领域，公开了一种转子发动机与电机一体化的混动系统，包括壳体、前端盖和后端盖，壳体内依次设置有发动机缸和电机缸，发动机缸连接前端盖，电机缸连接后端盖；发动机缸内设置有转子发动机，电机缸内设置有电机，转子发动机和电机通过偏心轴共轴连接；发动机缸、电机缸与壳体之间设置有冷却腔，冷却腔环绕发动机缸及电机缸，前端盖上同一位置利用加强筋板分隔出进水口和出水口，进水口和出水口均连通冷却腔；偏心轴的两端分别连接前端盖和后端盖，且偏心轴连接前端盖的一端为偏心轴输出端，输出端穿过前端盖并且能够连接利用机械能驱动的装置。本发明专利技术使转子发动机和电机成为一个整体，提高了系统的紧促性，提高了冷却效率的同时还增加了机械能的输出。

A hybrid system of rotor engine and motor

【技术实现步骤摘要】
一种转子发动机与电机一体化的混动系统
本专利技术属于发动机领域，具体涉及一种转子发动机与电机一体化的混动系统。
技术介绍
随着世界人口和经济的增长，对能源的需求量不断增多，世界的能源短缺常常引起国家冲突和战争，温室气体排放导致了大量气候性灾难，环境污染直接影响人类的生存质量，能源和环境问题促使各国研究开发新能源和节能、环保产品。混合动力系统同时具有发动机和电机两个动力源，在大幅提升动力性能的同时，极大地降低了油耗，是兼顾传统与未来于一身的技术，将节能减排落实到实处，术采用混动技术可以大幅度的降低发动机油耗，提高发动机效率，减少发动机有害物排放。目前公知的油电混合动力系统，发动机与电机为两个独立系统，而且发动机一般采用传统的往复式发动机，其主要结构是将发动机轴与电机轴，发动机端盖和电机端盖，分别通过机械结构连接组成油电混合动力系统的主机，其结构复杂、体积大、质量大、功率密度相对较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种转子发动机与电机一体化的混动系统，用以解决现有技术中的油电混合动力系统其结构复杂、体积大、质量大、功率密度相对较低等问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种转子发动机与电机一体化的混动系统，包括壳体、前端盖和后端盖，所述壳体内依次设置有发动机缸和电机缸，所述发动机缸连接前端盖，所述电机缸连接后端盖；所述发动机缸内设置有转子发动机，所述电机缸内设置有电机，所述转子发动机和电机通过偏心轴共轴连接，所述电机包括定子组合和转子组合，所述转子组合固定在偏心轴上，所述定子组合固定在电机缸内且设置在转子组合周围，所述转子发动机包括转子、内相位齿轮和外相位齿轮，所述转子套接在偏心轴上，所述内相位齿轮固定在转子上，所述外相位齿轮固定在前端盖上，所述内相位齿轮和外相位齿轮相互啮合；所述发动机缸、电机缸与壳体之间设置有冷却腔，所述冷却腔环绕发动机缸及电机缸，所述前端盖上同一位置利用加强筋板分隔出进水口和出水口，所述进水口和出水口均连通冷却腔；所述偏心轴的两端分别连接前端盖和后端盖，且所述偏心轴连接前端盖的一端为偏心轴输出端，所述输出端穿过前端盖并且能够连接利用机械能驱动的装置。进一步的，所述偏心轴的输出端设置为法兰连接、花键连接或键槽连接。进一步的，所述偏心轴上设置有中部固定轴承和后部固定轴承。进一步的，所述转子组合通过平键连接、花键连接或滚直纹压装的方式固定在偏心轴上。进一步的，所述前端盖和后端盖上均匀设有加强筋。进一步的，所述前端盖、后端盖与发动机缸、电机缸连接处均设置止口。进一步的，所述后端盖通过合箱螺栓与壳体连接。进一步的，所述电机与转子发动机相近的一侧设置有油封。本专利技术与现有技术相比具有以下技术特点:(1)本专利技术使发动机和电机成为一个整体，提高了系统的紧促性；电机在主体结构上取消了独立电机壳体、独立的电机轴、电机前端盖、后端盖以及轴承等零件，电机主体结构只有定子组合和转子组合，进一步减小了整个混合动力系统主机的体积、重量，提高了整个系统功率密度；(2)本专利技术采用独有回流方式的转子发动机冷却方式，相比一般转子发动机通过前后端盖、缸体、隔板然后再回到端盖的方式，本专利技术中冷却水直接在缸体上进行回流，提高了冷却效率。(3)本专利技术的偏心轴可以向其他机械能驱动的装置提供机械能，提高了能量利用率。附图说明图1是本专利技术从前端盖中线剖开的半剖图；图2是本专利技术的冷却腔示意图；图3是本专利技术的止口示意图；图4是本专利技术的固定轴承示意图；图5是本专利技术的发动机转子连接方式示意图；图6是本专利技术的端盖外部加强筋示意图。图中标号代表：1-壳体、2-前端盖、3-转子、4-外相位齿轮、5-偏心轴、6-油封、7-前端轴瓦、8-内相位齿轮、9-后端盖、10-电机定子、11-转子组合、12-后部固定轴承、13-油封、14-中部固定轴承、15-合箱螺栓。具体实施方式以下首先对本专利技术中出现的技术名词进行解释：相位齿轮：相位齿轮是转子发动机的重要零件，一般安装在转子和端盖上，用于对转子进行导向，迫使转子沿气缸型面做滚动而不做平动。内相位齿轮：安装在转子上的相位齿轮。外相位齿轮：安装在端盖上的相位齿轮。在本实施例中公开了一种转子发动机与电机一体化的混动系统，其特征在于，包括壳体1、前端盖2和后端盖9，壳体1内依次设置有发动机缸和电机缸，发动机缸连接前端盖2，电机缸连接后端盖9；发动机缸内设置有转子发动机，电机缸内设置有电机，转子发动机和电机通过偏心轴5共轴连接，电机包括定子组合10和转子组合11，转子组合11固定在偏心轴5上，定子组合10固定在电机缸内且设置在转子组合11周围，转子发动机包括转子3、内相位齿轮8和外相位齿轮4，转子3套接在偏心轴5上，内相位齿轮8固定在转子3上，外相位齿轮4固定在前端盖2上，内相位齿轮8和外相位齿轮4相互啮合；发动机缸、电机缸与壳体1之间设置有冷却腔，冷却腔环绕发动机缸及电机缸，前端盖2上同一位置利用加强筋板分隔出进水口和出水口，进水口和出水口均连通冷却腔；冷却腔用于为发动机的机油降温，当润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机启动时，则从冷却水吸收热量使润滑油迅速提高温度，冷却腔还用于为电机换热。偏心轴5的两端分别连接前端盖2和后端盖9，且偏心轴5连接前端盖2的一端为偏心轴5输出端，输出端穿过前端盖2并且能够连接利用机械能驱动的装置。转子发动机的运动原理是：转子3的中心绕偏心轴5中心公转的同时，三角转子3本身又绕其中心自转。在三角转子3转动时，以三角转子3中心为中心的内相位齿轮8与以偏心轴5中心为中心的外相位齿轮4啮合，外相位齿轮4固定在缸体上不转动，上述运动关系使得三角转子3顶点的运动轨迹似"8"字形。本系统在工作时，利用转子发动机带动电机旋转，向外传输电能，同时还能通过偏心轴向外输出机械能，大大提高能量利用率。本专利技术使发动机和电机成为一个整体，提高了系统的紧促性；电机在主体结构上取消了独立电机壳体、独立的电机轴、电机前端盖、后端盖以及轴承等零件，电机主体结构只有定子组合和转子组合，进一步减小了整个混合动力系统主机的体积、重量，提高了整个系统功率密度；同时相比一般转子发动机通过前后端盖、缸体、隔板然后再回到端盖的方式，本专利技术中冷却水直接在缸体上进行回流，提高了冷却效率。具体的，偏心轴5的输出端设置为法兰连接、花键连接或键槽连接，能够拖动多种外部设备同时将机械能传递给其它设备。具体的，偏心轴5上设置有中部固定轴承14和后部固定轴承12，用于增加稳定性，使电机和转子发动机在工作时不易脱离原来的运动轨道。具体的，转子组合11通过平键连接、花键连接或滚直纹压装的方式固定在偏心轴5上，发电机转子的固定安装采用多种形式，如图5展示的是采用平键传动，也可以使用花键然后用螺母端面压紧，然后用螺母端面压紧的方式；或者使用滚直纹直接压装的方式，采用这种方式可以节省压紧的螺母，同时使结构更加简单。具体的，如图6所示，前端盖2和后端盖9上均匀设有加强筋，相比普通的的内部加强筋形式，端盖外部使用均布的加强筋，更能节省空间。具体的，如图3所示，前端盖2、后端盖9与发动机缸、电机缸连接处均设置止口，止口结构能够对缸体进行加强，以保证强度。具体的，如图1所示，后端盖9通过合箱螺栓15与壳体1连接，保证连接的稳固。具体的，如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转子发动机与电机一体化的混动系统，其特征在于，包括壳体(1)、前端盖(2)和后端盖(9)，所述壳体(1)内依次设置有发动机缸和电机缸，所述发动机缸连接前端盖(2)，所述电机缸连接后端盖(9)；所述发动机缸内设置有转子发动机，所述电机缸内设置有电机，所述转子发动机和电机通过偏心轴(5)共轴连接，所述电机包括定子组合(10)和转子组合(11)，所述转子组合(11)固定在偏心轴(5)上，所述定子组合(10)固定在电机缸内且设置在转子组合(11)周围，所述转子发动机包括转子(3)、内相位齿轮(8)和外相位齿轮(4)，所述转子(3)套接在偏心轴(5)上，所述内相位齿轮(8)固定在转子(3)上，所述外相位齿轮(4)固定在前端盖(2)上，所述内相位齿轮(8)和外相位齿轮(4)相互啮合；所述发动机缸、电机缸与壳体(1)之间设置有冷却腔，所述冷却腔环绕发动机缸及电机缸，所述前端盖(2)上同一位置利用加强筋板分隔出进水口和出水口，所述进水口和出水口均连通冷却腔；所述偏心轴(5)的两端分别连接前端盖(2)和后端盖(9)，且所述偏心轴(5)连接前端盖(2)的一端为偏心轴(5)输出端，所述输出端穿过前端盖(2)并且能够连接利用机械能驱动的装置。...

【技术特征摘要】
1.一种转子发动机与电机一体化的混动系统，其特征在于，包括壳体(1)、前端盖(2)和后端盖(9)，所述壳体(1)内依次设置有发动机缸和电机缸，所述发动机缸连接前端盖(2)，所述电机缸连接后端盖(9)；所述发动机缸内设置有转子发动机，所述电机缸内设置有电机，所述转子发动机和电机通过偏心轴(5)共轴连接，所述电机包括定子组合(10)和转子组合(11)，所述转子组合(11)固定在偏心轴(5)上，所述定子组合(10)固定在电机缸内且设置在转子组合(11)周围，所述转子发动机包括转子(3)、内相位齿轮(8)和外相位齿轮(4)，所述转子(3)套接在偏心轴(5)上，所述内相位齿轮(8)固定在转子(3)上，所述外相位齿轮(4)固定在前端盖(2)上，所述内相位齿轮(8)和外相位齿轮(4)相互啮合；所述发动机缸、电机缸与壳体(1)之间设置有冷却腔，所述冷却腔环绕发动机缸及电机缸，所述前端盖(2)上同一位置利用加强筋板分隔出进水口和出水口，所述进水口和出水口均连通冷却腔；所述偏心轴(5)的两端分别连接前端盖(2)和后端盖(9)，且所述偏心轴(5)连接前端盖(2)的一端为偏心轴(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锡茂，史博亮，解彦锋，程银磊，刘东京，
申请(专利权)人：西安方霖动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61