增程式电动车的发动机及其电动车转让专利

申请号 : CN201310073856.7

文献号 : CN103291446B

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发明人 : 周良兵欧阳先君赵建平彭发碧

申请人 : 隆鑫通用动力股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种增程式电动车的发动机及其电动车,发动机为活塞式发动机,发动机的曲轴位于一曲轴箱内,曲轴两端延伸出曲轴箱并至少用于直连电动车的发电机;本发明采用直连式传动结构,相对于现有技术来说具有传动效率高、结构紧凑且减轻传动系统重量的优点,降低能耗,节约制造及使用成本;曲轴两端均伸出曲轴箱,可尽量带动较多的部件,比如用于连接空调压缩机、机油泵、水泵等需动力驱动的部件,提高了传动效率,装车空间小,重量轻;且使其工作工况与增程式电动车需求工况相适应,提高工作效率,节约能源,发动机排放得到有效降低,降低产成本和运行成本,适用于小型化、轻量化的车辆使用;本发明的结构专门用于增程式电动车。

权利要求 :

1.一种增程式电动车的发动机,其特征在于:所述发动机为活塞式发动机,最大扭矩及最大功率的转速范围为3000-4000r/min;发动机的曲轴位于一曲轴箱内,所述曲轴两端延伸出曲轴箱并至少用于直连电动车的发电机;所述发动机为顶置凸轮结构,设有正时链条、从动链轮和与曲轴配合的主动链轮;所述发动机上还固定设置有用于过滤进入发动机空气的空滤器和用于降低发动机噪声的消声器,所述空滤器包括空滤总成和出气管,所述出气管为直管,其内径为40-43mm,长度为250-350mm;所述消声器包括进气弯管、排气弯管和消声总成,所述进气弯管内径为21-24mm,长度为350-450mm;所述排气弯管内径为

29-31mm,长度为250-350mm;

所述消声总成包括筒体、隔板Ⅰ和隔板Ⅱ,所述隔板Ⅰ和隔板Ⅱ沿进气方向将所述筒体分割成相互独立的腔Ⅰ、腔Ⅱ和腔Ⅲ,所述消声总成还包括用于连通进气弯管和腔Ⅰ的管Ⅰ、用于连通腔Ⅰ和腔Ⅲ的管Ⅱ、用于连通腔Ⅱ和腔Ⅲ的管Ⅲ和用于连通腔Ⅱ和排气弯管的管Ⅳ,所述管Ⅰ出气端封闭,其置于腔Ⅰ内的管段上圆周设有用于与腔Ⅰ相通的径向通孔;

所述发动机设置有进气凸轮和排气凸轮,所述进气凸轮工作段为86°-279°区间,进气凸轮转角86°-188°区间时为进气上升阶段,进气凸轮转角188°-279°区间时为进气下降阶段,一个周期的其余角度区间为位移不变的气门关闭保持段;所述排气凸轮工作段为69°-294°区间,排气凸轮转角69°-172°区间时为排气上升阶段,排气凸轮转角

188°-279°区间时为排气下降阶段,一个周期的其余角度区间为位移不变的气门关闭保持段。

2.根据权利要求1所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:活塞式发动机包括气缸总成和用于将动力输出的曲轴,与曲轴传动配合设有平衡轴。

3.根据权利要求2所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:所述发动机设有润滑系统,所述润滑系统包括润滑油路、机油泵和机油精滤器,所述机油精滤器外置于曲轴箱盖。

4.根据权利要求3所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:所述曲轴与平衡轴之间通过齿轮副传动配合,齿轮副包括传动配合设置于曲轴的平衡轴主动齿轮和传动配合设置于平衡轴的平衡轴从动齿轮。

5.根据权利要求4所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:所述发动机设有水冷系统,所述水冷系统包括冷却管路、散热设备和水泵。

6.根据权利要求5所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:所述水泵和机油泵的动力输入由平衡轴主动齿通过过桥齿轮驱动;或者,由平衡轴主动齿直接驱动。

7.根据权利要求6所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:所述发动机通过与曲轴传动连接的发电机反拖启动或者由外接启动设备启动;所述发动机安装有在启动时打开排气门的启动减压阀机构。

8.根据权利要求7所述的增程式电动车的发动机,其特征在于:与所述曲轴传动配合设有多路动力输出。

9.一种应用增程式电动车的发动机的电动车,其特征在于:所述电动车安装有权利要求1至8任一权利要求所述的增程式电动车的发动机,所述增程式电动车的发动机的曲轴传动配合至少直连电动车的发电机。

说明书 :

增程式电动车的发动机及其电动车

技术领域

[0001] 本发明涉及一种机动车部件及其电动车,特别涉及一种增程式电动车的发动机及其电动车。

背景技术

[0002] 增程式电动车动力系统由动力电池系统、动力驱动系统、整车控制系统和辅助动力系统(APU)组成;由整车控制器完成运行控制策略。电池组可由地面充电桩或车载充电器充电,充电电源由发动机带动发电机产生,发动机可采用燃油型或燃气型。
[0003] 现有技术中,增程式电动车使用的发动机,均采用现有的机动车发动机或者使用通机发动机,没有开发出适合增程式电动车的专用发动机。
[0004] 采用现有发动机具有以下缺点:现有发动机均为高速机,最大功率及最大扭矩出现在6500-8500r/min左右,工作工况与增程式电动车需求工况相差较远,需经过变速机构才能在增程式电动车上用,导致工作效率低,使用成本高。能源浪费较高等缺点;并且,原机设计均有传动机构、变速机构、启动机构等装置,而增程式电动车发动机由于不属于车辆驱动结构,因而均不需要上述结构,普遍采用的方法是在使用时对原机进行了改进,但改进均不能达到最优效果,使得整个发动机结构复杂,体积较大且较重,导致生产成本和运行成本高,浪费驱动能源,也造成资源的严重浪费;不利于小型化、轻量化的车辆设计原则。
[0005] 特别是使用通机发动机时,由于其结构设计不适用于车载用,在复杂路况条件下行驶时,会导致发动机各机构润滑不良,燃油供应不良等问题,且行驶噪音、震动大,乘车舒适度差。
[0006] 因此,需要对现有的增程电动车的发动机进行改进,使其工作工况与增程式电动车需求工况相适应,提高工作效率,节约能源,降低产成本和运行成本,适用于小型化、轻量化的车辆使用;避免现有技术中发动机对复杂路况的行驶环境的适应性差的问题,增加驾乘的舒适性。

发明内容

[0007] 有鉴于此,本发明提供一种增程式电动车的发动机及其电动车,使其工作工况与增程式电动车需求工况相适应,提高工作效率,节约能源,降低产成本和运行成本,适用于小型化、轻量化的车辆使用;避免现有技术中发动机对复杂路况的行驶环境的适应性差的问题,增加驾乘的舒适性。
[0008] 本发明的增程式电动车的发动机,所述发动机为活塞式发动机,发动机的曲轴位于一曲轴箱内,所述曲轴两端延伸出曲轴箱并至少用于直连电动车的发电机;采用直连式传动结构,相对于现有技术来说具有传动效率高、结构紧凑且减轻传动系统重量的优点,降低能耗,节约制造及使用成本;曲轴两端均伸出曲轴箱,可尽量带动较多的部件,比如用于连接空调压缩机、机油泵、水泵等需动力驱动的部件,提高了传动效率,装车空间小,重量轻。
[0009] 进一步,活塞式发动机包括气缸总成和用于将动力输出的曲轴,与曲轴传动配合设有平衡轴;采用平衡轴结构,结构简单并且非常实用,能有效减缓整车振动,提高驾驶的舒适性。
[0010] 进一步,所述发动机为活塞式发动机,最大扭矩及最大功率的转速范围为3000-4000r/min;发动机的最大扭矩及最大功率对应的转速决定了发动机的本体结构,该结构的发动机重量、体积以及运行效率适合于增程式电动车使用;
[0011] 所述发动机上还固定设置有用于过滤进入发动机空气的空滤器和用于降低发动机噪声的消声器,所述空滤器包括空滤总成和出气管,所述出气管为直管,其内径为40-43mm,长度为250-350mm;空滤器在图中未标示,当然,空滤器还包括进气管,空滤总成包括空滤器壳体、空滤器内腔和滤芯,均属于现有技术,在此不再赘述;相较现有技术,本实施例中的空滤器出气管的内径和长度均有所增大,从而可提升发动机进气道的进气量,提升发动机整个进气系统的效率,从而达到在相同转速下提升发动机功率的目的;
[0012] 所述消声器包括进气弯管、排气弯管和消声总成,所述进气弯管内径为21-24mm,长度为350-450mm;所述排气弯管内径为29-31mm,长度为250-350mm;所述消声总成包括筒体、隔板Ⅰ和隔板Ⅱ,所述隔板Ⅰ和隔板Ⅱ沿进气方向将所述筒体分割成相互独立的腔Ⅰ、腔Ⅱ和腔Ⅲ,所述消声总成还包括用于连通进气弯管和腔Ⅰ的管Ⅰ、用于连通腔Ⅰ和腔Ⅲ的管Ⅱ、用于连通腔Ⅱ和腔Ⅲ的管Ⅲ和用于连通腔Ⅱ和排气弯管的管Ⅳ,所述管Ⅰ出气端封闭,其置于腔Ⅰ内的管段上圆周设有用于与腔Ⅰ相通的径向通孔;本实施例中,消声器进气弯管和出气弯管的内径和长度相较现有技术均有所增加,消声器与发动机出气道相连通,用于降低发动机噪声,在本实施例中,通过对消声器的改进,使气体在相互独立的腔室内回旋,可提高消声效果,但同时也可提升消声器的排气量,即提高发动机排放的气体在消声器内的通过量,使发动机排气顺畅,从而达到提升发动机输出功率的目的;
[0013] 所述发动机设置有进气凸轮和排气凸轮,所述进气凸轮工作段为86°-279°区间,进气凸轮转角86°-188°区间时为进气上升阶段,进气凸轮转角188°-279°区间时为进气下降阶段,一个周期的其余角度区间为位移不变的气门关闭保持段;所述排气凸轮工作段为69°-294°区间,排气凸轮转角69°-172°区间时为排气上升阶段,排气凸轮转角188°-279°区间时为排气下降阶段,一个周期的其余角度区间为位移不变的气门关闭保持段;通过对进、排气凸轮线型优化设计,减小了配气机构的振动,合理控制了气门的落座速度和落座力,使配气机构工作稳定可靠,可使发动机获得最佳气门开启及关闭的时刻,有效地提高发动机的动力性能,提升发动机的输出功率。
[0014] 在极坐标系下,进气凸轮转角与极坐标开启侧之间的位置关系对应如下:
[0015]角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧
0 12.5 121 12.70178316 241 12.7260329
1 12.5 122 12.71080283 242 12.7175453
2 12.5 123 12.72218724 243 12.70939401
3 12.5 124 12.73654601 244 12.70124857
4 12.5 125 12.75330318 245 12.69310131
5 12.5 126 12.77313819 246 12.6849522
6 12.5 127 12.79612435 247 12.67680124
7 12.5 128 12.82240955 248 12.66864844
8 12.5 129 12.85210697 249 12.66049378
9 12.5 130 12.88523047 250 12.65233727
10 12.5 131 12.92197275 251 12.64417891
11 12.5 132 12.96228266 252 12.63601869
12 12.5 133 13.00638259 253 12.62785662
13 12.5 134 13.05429222 254 12.61969269
14 12.5 135 13.10609872 255 12.6115269
15 12.5 136 13.16189829 256 12.60335926
16 12.5 137 13.2216488 257 12.59518975
17 12.5 138 13.28546309 258 12.58701848
18 12.5 139 13.35341028 259 12.57885461
19 12.5 140 13.42544889 260 12.57075353
20 12.5 141 13.5019129 261 12.56281818
[0016]21 12.5 142 13.58279821 262 12.55515898
22 12.5 143 13.6681713 263 12.54789331
23 12.5 144 13.75801448 264 12.54108911
24 12.5 145 13.8524623 265 12.53479273
25 12.5 146 13.95155442 266 12.52902062
26 12.5 147 14.05536665 267 12.52382802
27 12.5 148 14.16396286 268 12.5191677
28 12.5 149 14.27738871 269 12.51503048
29 12.5 150 14.39569165 270 12.51141544
30 12.5 151 14.51889778 271 12.5083215
31 12.5 152 14.64702534 272 12.50574599
32 12.5 153 14.78006463 273 12.50368481
33 12.5 154 14.91800039 274 12.50210173
34 12.5 155 15.06081278 275 12.50106381
35 12.5 156 15.20839927 276 12.5004331
36 12.5 157 15.36037666 277 12.50011881
37 12.5 158 15.51649033 278 12.50001309
38 12.5 159 15.67723591 279 12.5
39 12.5 160 15.83947177 280 12.5
40 12.5 161 16.00288366 281 12.5
41 12.5 162 16.16541102 282 12.5
42 12.5 163 16.32596715 283 12.5
43 12.5 164 16.48343102 284 12.5
44 12.5 165 16.63858089 285 12.5
45 12.5 166 16.78882272 286 12.5
46 12.5 167 16.93496558 287 12.5
47 12.5 168 17.07629509 288 12.5
48 12.5 169 17.21247467 289 12.5
49 12.5 170 17.34322026 290 12.5
[0017]50 12.5 171 17.46830587 291 12.5
51 12.5 172 17.5875742 292 12.5
52 12.5 173 17.70091111 293 12.5
53 12.5 174 17.80823687 294 12.5
54 12.5 175 17.90949663 295 12.5
55 12.5 176 18.00465017 296 12.5
56 12.5 177 18.09363528 297 12.5
57 12.5 178 18.17636214 298 12.5
58 12.5 179 18.25271001 299 12.5
59 12.5 180 18.32252038 300 12.5
60 12.5 181 18.38560105 301 12.5
61 12.5 182 18.44171838 302 12.5
62 12.5 183 18.49058688 303 12.5
63 12.5 184 18.53185641 304 12.5
64 12.5 185 18.56509372 305 12.5
65 12.5 186 18.58976062 306 12.5
66 12.5 187 18.60517152 307 12.5
67 12.5 188 18.61042549 308 12.5
68 12.5 189 18.6044549 309 12.5
69 12.5 190 18.58622163 310 12.5
70 12.5 191 18.55438615 311 12.5
71 12.5 192 18.50703036 312 12.5
72 12.5 193 18.44109473 313 12.5
73 12.5 194 18.35082831 314 12.5
74 12.5 195 18.2172762 315 12.5
75 12.5 196 17.96508197 316 12.5
76 12.5 197 17.6835065 317 12.5
77 12.5 198 17.40324122 318 12.5
78 12.5 199 17.13253146 319 12.5
[0018]79 12.5 200 16.87302314 320 12.5
80 12.5 201 16.62485077 321 12.5
81 12.5 202 16.38806375 322 12.5
82 12.5 203 16.16264215 323 12.5
83 12.5 204 15.94788295 324 12.5
84 12.5 205 15.74376842 325 12.5
85 12.5 206 15.54918993 326 12.5
86 12.5 207 15.36432577 327 12.5
87 12.50000007 208 15.18833256 328 12.5
88 12.50003569 209 15.02088274 329 12.5
89 12.50024079 210 14.8619233 330 12.5
90 12.50075868 211 14.71050961 331 12.5
91 12.50171952 212 14.56691341 332 12.5
92 12.50327989 213 14.43058207 333 12.5
93 12.50534888 214 14.3009186 334 12.5
94 12.50800071 215 14.17823646 335 12.5
95 12.51122279 216 14.06188828 336 12.5
96 12.51501723 217 13.95152165 337 12.5
97 12.5193832 218 13.84734334 338 12.5
98 12.52431961 219 13.74880349 339 12.5
99 12.5298786 220 13.65587385 340 12.5
100 12.5360679 221 13.56840816 341 12.5
101 12.54278241 222 13.48577159 342 12.5
102 12.54992118 223 13.40821545 343 12.5
103 12.55748823 224 13.33554827 344 12.5
104 12.56531651 225 13.26746272 345 12.5
105 12.57327804 226 13.20374473 346 12.5
106 12.58127843 227 13.14458446 347 12.5
107 12.58928202 228 13.08972758 348 12.5
[0019]108 12.59728387 229 13.03914296 349 12.5
109 12.60528397 230 12.99278191 350 12.5
110 12.61328232 231 12.95041079 351 12.5
111 12.62127892 232 12.91212024 352 12.5
112 12.62927378 233 12.87764234 353 12.5
113 12.63726689 234 12.84684512 354 12.5
114 12.64525826 235 12.81980134 355 12.5
115 12.65324788 236 12.7962886 356 12.5
116 12.66123576 237 12.77614552 357 12.5
117 12.6692219 238 12.75946017 358 12.5
118 12.6772063 239 12.74573404 359 12.5
119 12.68518968 240 12.73495495 360 12.5
120 12.6932698
[0020] ;上述数据中转角的单位为°,极坐标开启侧的单位为mm;
[0021] 在极坐标系下,排气凸轮转角与极坐标开启侧之间的位置关系对应如下:
[0022]角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧
0 12.5 121 13.05156524 241 12.88223279
1 12.5 122 13.10147031 242 12.85696687
2 12.5 123 13.15521249 243 12.83471616
3 12.5 124 13.21296215 244 12.81524264
4 12.5 125 13.27488195 245 12.79851058
5 12.5 126 13.34091702 246 12.78386465
6 12.5 127 13.41138969 247 12.77207877
7 12.5 128 13.48625372 248 12.76218324
8 12.5 129 13.56568441 249 12.75329452
9 12.5 130 13.64995539 250 12.74526402
10 12.5 131 13.7389586 251 12.73776514
11 12.5 132 13.83310305 252 12.73039253
12 12.5 133 13.93239971 253 12.723019
[0023]13 12.5 134 14.03700436 254 12.71564387
14 12.5 135 14.14731174 255 12.70826714
15 12.5 136 14.26319146 256 12.70088881
16 12.5 137 14.38515901 257 12.69350887
17 12.5 138 14.51321866 258 12.68612732
18 12.5 139 14.64764255 259 12.67874416
19 12.5 140 14.7888193 260 12.6713594
20 12.5 141 14.93671292 261 12.66397303
21 12.5 142 15.09192871 262 12.65658504
22 12.5 143 15.25438018 263 12.64919545
23 12.5 144 15.42467366 264 12.64180424
24 12.5 145 15.60282102 265 12.63441142
25 12.5 146 15.78928709 266 12.62701698
26 12.5 147 15.98418181 267 12.61962093
27 12.5 148 16.18769608 268 12.61222326
28 12.5 149 16.39980071 269 12.60482397
29 12.5 150 16.61996963 270 12.59742307
30 12.5 151 16.8476922 271 12.59002055
31 12.5 152 17.07940006 272 12.58261896
32 12.5 153 17.30880691 273 12.57523835
33 12.5 154 17.52404518 274 12.56793479
34 12.5 155 17.71277206 275 12.56078879
35 12.5 156 17.87467144 276 12.55388178
36 12.5 157 18.01486156 277 12.54730951
37 12.5 158 18.13703793 278 12.5411101
38 12.5 159 18.24420221 279 12.5352878
39 12.5 160 18.33860239 280 12.52996999
40 12.5 161 18.42178301 281 12.52510111
41 12.5 162 18.49487609 282 12.52067053
[0024]42 12.5 163 18.55875049 283 12.51667903
43 12.5 164 18.614098 284 12.51312732
44 12.5 165 18.66148345 285 12.51001607
45 12.5 166 18.70137606 286 12.50734584
46 12.5 167 18.7341717 287 12.5051159
47 12.5 168 18.76021127 288 12.50333394
48 12.5 169 18.77978106 289 12.50194975
49 12.5 170 18.79312546 290 12.50102008
50 12.5 171 18.80045965 291 12.50044271
51 12.5 172 18.80196422 292 12.50013725
52 12.5 173 18.7978187 293 12.50001981
53 12.5 174 18.78816475 294 12.5
54 12.5 175 18.77309914 295 12.5
55 12.5 176 18.75271415 296 12.5
56 12.5 177 18.72709087 297 12.5
57 12.5 178 18.69630449 298 12.5
58 12.5 179 18.66043268 299 12.5
59 12.5 180 18.61953938 300 12.5
60 12.5 181 18.57369544 301 12.5
61 12.5 182 18.52296375 302 12.5
62 12.5 183 18.46740934 303 12.5
63 12.5 184 18.40709061 304 12.5
64 12.5 185 18.34206674 305 12.5
65 12.5 186 18.27238999 306 12.5
66 12.5 187 18.1981109 307 12.5
67 12.5 188 18.11927374 308 12.5
68 12.5 189 18.03591844 309 12.5
69 12.5 190 17.94807553 310 12.5
70 12.50001201 191 17.85576693 311 12.5
[0025]71 12.50009144 192 17.75900583 312 12.5
72 12.5003262 193 17.6578115 313 12.5
73 12.50080368 194 17.55224585 314 12.5
74 12.50160549 195 17.44238702 315 12.5
75 12.50283328 196 17.32831596 316 12.5
76 12.50444222 197 17.21010414 317 12.5
77 12.5065242 198 17.08782312 318 12.5
78 12.50905635 199 16.96153895 319 12.5
79 12.51203785 200 16.8313222 320 12.5
80 12.51546992 201 16.69737245 321 12.5
81 12.51935323 202 16.55965978 322 12.5
82 12.52368844 203 16.41927068 323 12.5
83 12.52847618 204 16.27643506 324 12.5
84 12.53372429 205 16.13204109 325 12.5
85 12.53946976 206 15.98661422 326 12.5
86 12.5456671 207 15.84126491 327 12.5
87 12.55225328 208 15.69678894 328 12.5
88 12.55920885 209 15.55320084 329 12.5
89 12.5664372 210 15.41287017 330 12.5
90 12.57385203 211 15.27489876 331 12.5
91 12.58136643 212 15.14008402 332 12.5
92 12.58891134 213 15.0087718 333 12.5
93 12.5964585 214 14.88116749 334 12.5
94 12.60400396 215 14.75740663 335 12.5
95 12.61154769 216 14.63759446 336 12.5
96 12.61908972 217 14.52177632 337 12.5
97 12.62663003 218 14.40996845 338 12.5
98 12.63416864 219 14.30218085 339 12.5
99 12.64170553 220 14.19839065 340 12.5
[0026]100 12.64924072 221 14.09858953 341 12.5
101 12.65677419 222 14.00273767 342 12.5
102 12.66430597 223 13.91082084 343 12.5
103 12.67183603 224 13.82279683 344 12.5
104 12.6793644 225 13.73863524 345 12.5
105 12.68689113 226 13.65830062 346 12.5
106 12.69446594 227 13.58174126 347 12.5
107 12.7023846 228 13.50893006 348 12.5
108 12.71101798 229 13.43980239 349 12.5
109 12.72042163 230 13.37433622 350 12.5
110 12.73204847 231 13.31246321 351 12.5
111 12.74633726 232 13.2541598 352 12.5
112 12.76272288 233 13.19936355 353 12.5
113 12.78193516 234 13.14804066 354 12.5
114 12.80398532 235 13.10014559 355 12.5
115 12.82920559 236 13.05562706 356 12.5
116 12.85756897 237 13.01446016 357 12.5
117 12.88932426 238 12.97657421 358 12.5
118 12.92448807 239 12.9419585 359 12.5
119 12.96317855 240 12.91051126 360 12.5
120 13.00554947
[0027] ;上述数据中转角的单位为°,极坐标开启侧的单位为mm;
[0028] 根据发动机性能的需要对空滤器和消声器进行改变,从而实现对发动机进排气的多轮次优化,使发动机在3000-4000r/min的转速范围内最大功率达到最优,在本实施例中,经计算,发动机功率在4000r/min时可以达到8kw。
[0029] 进一步,所述发动机设有润滑系统,所述润滑系统包括润滑油路、机油泵和机油精滤器,所述机油精滤器外置于曲轴箱盖;外置滤清器方便拆卸安装和维修,并且方便滤芯的清洗和更换;且机油过滤效果较佳,使用寿命更长,使用成本更低,该机油精滤器外壳对机油还有一定冷却作用。
[0030] 进一步,所述曲轴与平衡轴之间通过齿轮副传动配合,齿轮副包括传动配合设置于曲轴的平衡轴主动齿轮和传动配合设置于平衡轴的平衡轴从动齿轮;传动精度较高,使用寿命长,易于布置,具有较好的平衡效果。
[0031] 进一步,所述发动机设有水冷系统,所述水冷系统包括冷却管路、散热设备和水泵;采用水冷结构具有降温效果好,适合于长时间运行。
[0032] 进一步,所述水泵和机油泵的动力输入由平衡轴主动齿通过过桥齿轮驱动;或者,由平衡轴主动齿直接驱动;简化了结构,减少了零部件数量,降低了生产成本,避免了生产资料的浪费,减轻了整机重量,并使得结构简单紧凑,动力利用充分,节约能耗;使用时,调整水泵、机油泵的结构及运转速度,保证发动机在3000-4000r/min运转下,润滑及冷却效果达到最佳,避免发动机过热或润滑不良的情况发生,可有效延长发动机的使用寿命。
[0033] 进一步,所述发动机通过与曲轴传动连接的发电机反拖启动或者由外接启动设备启动;所述发动机安装有在启动时打开排气门的启动减压阀机构;便于启动,减小了发电机反拖启动电流或其他外接设备的启动扭矩,发动机启动时,排气门打开,减小了启动扭矩,使启动变得更加轻易。
[0034] 进一步,与所述曲轴传动配合设有多路动力输出;可尽量带动较多的部件,比如用于连接空调压缩机、机油泵、水泵等需动力驱动的部件,提高了传动效率,装车空间小,重量轻。
[0035] 本发明还公开了一种应用增程式电动车的发动机的电动车,所述电动车安装有所述的增程式电动车的发动机,所述增程式电动车的发动机的曲轴传动配合至少直连电动车的发电机,取消了原有的离合器、主副轴、启动机构、磁电机等;降低了生产成本,避免了生产资料的浪费,减轻了整机重量。
[0036] 本发明的有益效果:本发明的增程式电动车的发动机及其电动车,采用活塞式发动机,采用直连式传动结构,相对于现有技术来说具有传动效率高、结构紧凑且减轻传动系统重量的优点,降低能耗,节约制造及使用成本;曲轴两端均伸出曲轴箱,可尽量带动较多的部件,比如用于连接空调压缩机、机油泵、水泵等需动力驱动的部件,提高了传动效率,装车空间小,重量轻;且使其工作工况与增程式电动车需求工况相适应,提高工作效率,节约能源,发动机排放得到有效降低,降低产成本和运行成本,适用于小型化、轻量化的车辆使用;本发明的结构专门用于增程式电动车,避免现有技术中发动机对复杂路况的行驶环境的适应性差的问题,增加驾乘的舒适性;安装于电动车后,取消了原有的离合器、主副轴、启动机构、磁电机等;降低了生产成本,避免了生产资料的浪费,减轻了整机重量。

附图说明

[0037] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0038] 图1为本发明的结构示意图;
[0039] 图2为机油精滤器的安装结构示意图;
[0040] 图3为平衡轴与曲轴的传动配合结构图;
[0041] 图4为消声器结构示意图;
[0042] 图5为发动机转速与功率比例关系图。

具体实施方式

[0043] 图1为本发明的结构示意图,图2为机油精滤器的安装结构示意图,图3为平衡轴与曲轴的传动配合结构图,图5为发动机转速与功率比例关系图,如图所示:本实施例的增程式电动车的发动机,所述发动机为活塞式发动机,最大扭矩及最大功率的转速范围为3000-4000r/min;发动机的最大扭矩及最大功率多对应的转速决定了发动机的本体结构,该结构的发动机重量、体积以及运行效率适合于增程式电动车使用;如图所示,与普通的活塞式发动机相同,具有缸头组件1、凸轮轴组件2、火花塞3、活塞连杆组件4、缸体5、曲轴7和曲轴箱,图中曲轴箱包括箱体13、左箱盖14和右箱盖12;本发明的发动机为顶置凸轮结构,还设有正时链条17、与凸轮轴配合的从动链轮16和与曲轴7配合的主动链轮17。
[0044] 本实施例中,活塞式发动机包括气缸总成和用于将动力输出的曲轴,气缸总成包括前述的缸体、缸头组件等等,在此不再赘述;与曲轴7传动配合设有平衡轴19;采用平衡轴19结构,结构简单并且非常实用,能有效减缓整车振动,提高驾驶的舒适性。
[0045] 本实施例中,所述曲轴7位于一曲轴箱内,所述曲轴7两端延伸出曲轴箱并至少用于直连电动车的发电机,如图所示,曲轴7两端分别对应延伸出左箱盖14和右箱盖12;采用直连式传动结构,相对于现有技术来说具有传动效率高、结构紧凑且减轻传动系统重量的优点,降低能耗,节约制造及使用成本;曲轴两端均伸出曲轴箱,可尽量带动较多的部件,比如用于连接空调压缩机、机油泵、水泵等需动力驱动的部件,提高了传动效率,装车空间小,重量轻。
[0046] 本实施例中,所述发动机上还固定设置有用于过滤进入发动机空气的空滤器和用于降低发动机噪声的消声器,所述空滤器包括空滤总成和出气管,所述出气管为直管,其内径为40-43mm,长度为250-350mm;空滤器在图中未标示,当然,空滤器还包括进气管,空滤总成包括空滤器壳体、空滤器内腔和滤芯,均属于现有技术,在此不再赘述;相较现有技术,本实施例中的空滤器出气管的内径和长度均有所增大,从而可提升发动机进气道的进气量,提升发动机整个进气系统的效率,从而达到在相同转速下提升发动机功率的目的;
[0047] 如图4所示,所述消声器包括进气弯管21、排气弯管22和消声总成,所述进气弯管内径为21-24mm,长度为350-450mm;所述排气弯管内径为29-31mm,长度为250-350mm;所述消声总成包括筒体23、隔板Ⅰ24和隔板Ⅱ25,所述隔板Ⅰ24和隔板Ⅱ25沿进气方向将所述筒体分割成相互独立的腔Ⅰ26、腔Ⅱ27和腔Ⅲ28,所述消声总成还包括用于连通进气弯管21和腔Ⅰ26的管Ⅰ29、用于连通腔Ⅰ26和腔Ⅲ28的管Ⅱ30、用于连通腔Ⅱ27和腔Ⅲ28的管Ⅲ31和用于连通腔Ⅱ27和排气弯管22的管Ⅳ32,所述管Ⅰ29出气端封闭,其置于腔Ⅰ26内的管段上圆周设有用于与腔Ⅰ相通的径向通孔33;本实施例中,消声器进气弯管和出气弯管的内径和长度相较现有技术均有所增加,消声器与发动机出气道相连通,用于降低发动机噪声,在本实施例中,通过对消声器的改进,使气体在相互独立的腔室内回旋,可提高消声效果,但同时也可提升消声器的排气量,即提高发动机排放的气体在消声器内的通过量,使发动机排气顺畅,从而达到提升发动机输出功率的目的;
[0048] 所述发动机设置有进气凸轮和排气凸轮,所述进气凸轮工作段为86°-279°区间,进气凸轮转角86°-188°区间时为进气上升阶段,进气凸轮转角188°-279°区间时为进气下降阶段,一个周期的其余角度区间为位移不变的气门关闭保持段;所述排气凸轮工作段为69°-294°区间,排气凸轮转角69°-172°区间时为排气上升阶段,排气凸轮转角188°-279°区间时为排气下降阶段,一个周期的其余角度区间为位移不变的气门关闭保持段;通过对进、排气凸轮线型优化设计,减小了配气机构的振动,合理控制了气门的落座速度和落座力,使配气机构工作稳定可靠,可使发动机获得最佳气门开启及关闭的时刻,有效地提高发动机的动力性能,提升发动机的输出功率。
[0049] 在极坐标系下,进气凸轮转角与极坐标开启侧之间的位置关系对应如下:
[0050]角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧
0 12.5 121 12.70178316 241 12.7260329
1 12.5 122 12.71080283 242 12.7175453
2 12.5 123 12.72218724 243 12.70939401
3 12.5 124 12.73654601 244 12.70124857
4 12.5 125 12.75330318 245 12.69310131
5 12.5 126 12.77313819 246 12.6849522
6 12.5 127 12.79612435 247 12.67680124
[0051]7 12.5 128 12.82240955 248 12.66864844
8 12.5 129 12.85210697 249 12.66049378
9 12.5 130 12.88523047 250 12.65233727
10 12.5 131 12.92197275 251 12.64417891
11 12.5 132 12.96228266 252 12.63601869
12 12.5 133 13.00638259 253 12.62785662
13 12.5 134 13.05429222 254 12.61969269
14 12.5 135 13.10609872 255 12.6115269
15 12.5 136 13.16189829 256 12.60335926
16 12.5 137 13.2216488 257 12.59518975
17 12.5 138 13.28546309 258 12.58701848
18 12.5 139 13.35341028 259 12.57885461
19 12.5 140 13.42544889 260 12.57075353
20 12.5 141 13.5019129 261 12.56281818
21 12.5 142 13.58279821 262 12.55515898
22 12.5 143 13.6681713 263 12.54789331
23 12.5 144 13.75801448 264 12.54108911
24 12.5 145 13.8524623 265 12.53479273
25 12.5 146 13.95155442 266 12.52902062
26 12.5 147 14.05536665 267 12.52382802
27 12.5 148 14.16396286 268 12.5191677
28 12.5 149 14.27738871 269 12.51503048
29 12.5 150 14.39569165 270 12.51141544
30 12.5 151 14.51889778 271 12.5083215
31 12.5 152 14.64702534 272 12.50574599
32 12.5 153 14.78006463 273 12.50368481
33 12.5 154 14.91800039 274 12.50210173
34 12.5 155 15.06081278 275 12.50106381
35 12.5 156 15.20839927 276 12.5004331
[0052]36 12.5 157 15.36037666 277 12.50011881
37 12.5 158 15.51649033 278 12.50001309
38 12.5 159 15.67723591 279 12.5
39 12.5 160 15.83947177 280 12.5
40 12.5 161 16.00288366 281 12.5
41 12.5 162 16.16541102 282 12.5
42 12.5 163 16.32596715 283 12.5
43 12.5 164 16.48343102 284 12.5
44 12.5 165 16.63858089 285 12.5
45 12.5 166 16.78882272 286 12.5
46 12.5 167 16.93496558 287 12.5
47 12.5 168 17.07629509 288 12.5
48 12.5 169 17.21247467 289 12.5
49 12.5 170 17.34322026 290 12.5
50 12.5 171 17.46830587 291 12.5
51 12.5 172 17.5875742 292 12.5
52 12.5 173 17.70091111 293 12.5
53 12.5 174 17.80823687 294 12.5
54 12.5 175 17.90949663 295 12.5
55 12.5 176 18.00465017 296 12.5
56 12.5 177 18.09363528 297 12.5
57 12.5 178 18.17636214 298 12.5
58 12.5 179 18.25271001 299 12.5
59 12.5 180 18.32252038 300 12.5
60 12.5 181 18.38560105 301 12.5
61 12.5 182 18.44171838 302 12.5
62 12.5 183 18.49058688 303 12.5
63 12.5 184 18.53185641 304 12.5
64 12.5 185 18.56509372 305 12.5
[0053]65 12.5 186 18.58976062 306 12.5
66 12.5 187 18.60517152 307 12.5
67 12.5 188 18.61042549 308 12.5
68 12.5 189 18.6044549 309 12.5
69 12.5 190 18.58622163 310 12.5
70 12.5 191 18.55438615 311 12.5
71 12.5 192 18.50703036 312 12.5
72 12.5 193 18.44109473 313 12.5
73 12.5 194 18.35082831 314 12.5
74 12.5 195 18.2172762 315 12.5
75 12.5 196 17.96508197 316 12.5
76 12.5 197 17.6835065 317 12.5
77 12.5 198 17.40324122 318 12.5
78 12.5 199 17.13253146 319 12.5
79 12.5 200 16.87302314 320 12.5
80 12.5 201 16.62485077 321 12.5
81 12.5 202 16.38806375 322 12.5
82 12.5 203 16.16264215 323 12.5
83 12.5 204 15.94788295 324 12.5
84 12.5 205 15.74376842 325 12.5
85 12.5 206 15.54918993 326 12.5
86 12.5 207 15.36432577 327 12.5
87 12.50000007 208 15.18833256 328 12.5
88 12.50003569 209 15.02088274 329 12.5
89 12.50024079 210 14.8619233 330 12.5
90 12.50075868 211 14.71050961 331 12.5
91 12.50171952 212 14.56691341 332 12.5
92 12.50327989 213 14.43058207 333 12.5
93 12.50534888 214 14.3009186 334 12.5
[0054]94 12.50800071 215 14.17823646 335 12.5
95 12.51122279 216 14.06188828 336 12.5
96 12.51501723 217 13.95152165 337 12.5
97 12.5193832 218 13.84734334 338 12.5
98 12.52431961 219 13.74880349 339 12.5
99 12.5298786 220 13.65587385 340 12.5
100 12.5360679 221 13.56840816 341 12.5
101 12.54278241 222 13.48577159 342 12.5
102 12.54992118 223 13.40821545 343 12.5
103 12.55748823 224 13.33554827 344 12.5
104 12.56531651 225 13.26746272 345 12.5
105 12.57327804 226 13.20374473 346 12.5
106 12.58127843 227 13.14458446 347 12.5
107 12.58928202 228 13.08972758 348 12.5
108 12.59728387 229 13.03914296 349 12.5
109 12.60528397 230 12.99278191 350 12.5
110 12.61328232 231 12.95041079 351 12.5
111 12.62127892 232 12.91212024 352 12.5
112 12.62927378 233 12.87764234 353 12.5
113 12.63726689 234 12.84684512 354 12.5
114 12.64525826 235 12.81980134 355 12.5
115 12.65324788 236 12.7962886 356 12.5
116 12.66123576 237 12.77614552 357 12.5
117 12.6692219 238 12.75946017 358 12.5
118 12.6772063 239 12.74573404 359 12.5
119 12.68518968 240 12.73495495 360 12.5
120 12.6932698
[0055] ;上述数据中转角的单位为°,位移的单位为mm;
[0056] 在极坐标系下,排气凸轮转角与极坐标开启侧之间的位置关系对应如下:
[0057]角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧 角度 极坐标开启侧
0 12.5 121 13.05156524 241 12.88223279
1 12.5 122 13.10147031 242 12.85696687
2 12.5 123 13.15521249 243 12.83471616
3 12.5 124 13.21296215 244 12.81524264
4 12.5 125 13.27488195 245 12.79851058
5 12.5 126 13.34091702 246 12.78386465
6 12.5 127 13.41138969 247 12.77207877
7 12.5 128 13.48625372 248 12.76218324
8 12.5 129 13.56568441 249 12.75329452
9 12.5 130 13.64995539 250 12.74526402
10 12.5 131 13.7389586 251 12.73776514
11 12.5 132 13.83310305 252 12.73039253
12 12.5 133 13.93239971 253 12.723019
13 12.5 134 14.03700436 254 12.71564387
14 12.5 135 14.14731174 255 12.70826714
15 12.5 136 14.26319146 256 12.70088881
16 12.5 137 14.38515901 257 12.69350887
17 12.5 138 14.51321866 258 12.68612732
18 12.5 139 14.64764255 259 12.67874416
19 12.5 140 14.7888193 260 12.6713594
20 12.5 141 14.93671292 261 12.66397303
21 12.5 142 15.09192871 262 12.65658504
22 12.5 143 15.25438018 263 12.64919545
23 12.5 144 15.42467366 264 12.64180424
24 12.5 145 15.60282102 265 12.63441142
25 12.5 146 15.78928709 266 12.62701698
26 12.5 147 15.98418181 267 12.61962093
27 12.5 148 16.18769608 268 12.61222326
[0058]28 12.5 149 16.39980071 269 12.60482397
29 12.5 150 16.61996963 270 12.59742307
30 12.5 151 16.8476922 271 12.59002055
31 12.5 152 17.07940006 272 12.58261896
32 12.5 153 17.30880691 273 12.57523835
33 12.5 154 17.52404518 274 12.56793479
34 12.5 155 17.71277206 275 12.56078879
35 12.5 156 17.87467144 276 12.55388178
36 12.5 157 18.01486156 277 12.54730951
37 12.5 158 18.13703793 278 12.5411101
38 12.5 159 18.24420221 279 12.5352878
39 12.5 160 18.33860239 280 12.52996999
40 12.5 161 18.42178301 281 12.52510111
41 12.5 162 18.49487609 282 12.52067053
42 12.5 163 18.55875049 283 12.51667903
43 12.5 164 18.614098 284 12.51312732
44 12.5 165 18.66148345 285 12.51001607
45 12.5 166 18.70137606 286 12.50734584
46 12.5 167 18.7341717 287 12.5051159
47 12.5 168 18.76021127 288 12.50333394
48 12.5 169 18.77978106 289 12.50194975
49 12.5 170 18.79312546 290 12.50102008
50 12.5 171 18.80045965 291 12.50044271
51 12.5 172 18.80196422 292 12.50013725
52 12.5 173 18.7978187 293 12.50001981
53 12.5 174 18.78816475 294 12.5
54 12.5 175 18.77309914 295 12.5
55 12.5 176 18.75271415 296 12.5
56 12.5 177 18.72709087 297 12.5
[0059]57 12.5 178 18.69630449 298 12.5
58 12.5 179 18.66043268 299 12.5
59 12.5 180 18.61953938 300 12.5
60 12.5 181 18.57369544 301 12.5
61 12.5 182 18.52296375 302 12.5
62 12.5 183 18.46740934 303 12.5
63 12.5 184 18.40709061 304 12.5
64 12.5 185 18.34206674 305 12.5
65 12.5 186 18.27238999 306 12.5
66 12.5 187 18.1981109 307 12.5
67 12.5 188 18.11927374 308 12.5
68 12.5 189 18.03591844 309 12.5
69 12.5 190 17.94807553 310 12.5
70 12.50001201 191 17.85576693 311 12.5
71 12.50009144 192 17.75900583 312 12.5
72 12.5003262 193 17.6578115 313 12.5
73 12.50080368 194 17.55224585 314 12.5
74 12.50160549 195 17.44238702 315 12.5
75 12.50283328 196 17.32831596 316 12.5
76 12.50444222 197 17.21010414 317 12.5
77 12.5065242 198 17.08782312 318 12.5
78 12.50905635 199 16.96153895 319 12.5
79 12.51203785 200 16.8313222 320 12.5
80 12.51546992 201 16.69737245 321 12.5
81 12.51935323 202 16.55965978 322 12.5
82 12.52368844 203 16.41927068 323 12.5
83 12.52847618 204 16.27643506 324 12.5
84 12.53372429 205 16.13204109 325 12.5
85 12.53946976 206 15.98661422 326 12.5
[0060]86 12.5456671 207 15.84126491 327 12.5
87 12.55225328 208 15.69678894 328 12.5
88 12.55920885 209 15.55320084 329 12.5
89 12.5664372 210 15.41287017 330 12.5
90 12.57385203 211 15.27489876 331 12.5
91 12.58136643 212 15.14008402 332 12.5
92 12.58891134 213 15.0087718 333 12.5
93 12.5964585 214 14.88116749 334 12.5
94 12.60400396 215 14.75740663 335 12.5
95 12.61154769 216 14.63759446 336 12.5
96 12.61908972 217 14.52177632 337 12.5
97 12.62663003 218 14.40996845 338 12.5
98 12.63416864 219 14.30218085 339 12.5
99 12.64170553 220 14.19839065 340 12.5
100 12.64924072 221 14.09858953 341 12.5
101 12.65677419 222 14.00273767 342 12.5
102 12.66430597 223 13.91082084 343 12.5
103 12.67183603 224 13.82279683 344 12.5
104 12.6793644 225 13.73863524 345 12.5
105 12.68689113 226 13.65830062 346 12.5
106 12.69446594 227 13.58174126 347 12.5
107 12.7023846 228 13.50893006 348 12.5
108 12.71101798 229 13.43980239 349 12.5
109 12.72042163 230 13.37433622 350 12.5
110 12.73204847 231 13.31246321 351 12.5
111 12.74633726 232 13.2541598 352 12.5
112 12.76272288 233 13.19936355 353 12.5
113 12.78193516 234 13.14804066 354 12.5
114 12.80398532 235 13.10014559 355 12.5
[0061]115 12.82920559 236 13.05562706 356 12.5
116 12.85756897 237 13.01446016 357 12.5
117 12.88932426 238 12.97657421 358 12.5
118 12.92448807 239 12.9419585 359 12.5
119 12.96317855 240 12.91051126 360 12.5
120 13.00554947
[0062] ;上述数据中转角的单位为°,位移的单位为mm;
[0063] 根据发动机性能的需要对空滤器和消声器进行改变,从而实现对发动机进排气的多轮次优化,使发动机在3000-4000r/min的转速范围内最大功率达到最优,在本实施例中,经计算,如图5所示,橘色线(位置在上)代表优化后发动机功率与转速的关系,红色线(位置在下)代表优化前发动机功率与转速的关系,发动机功率在转速为4000r/min时可以达到8kw。
[0064] 本实施例中,所述发动机设有润滑系统,所述润滑系统包括润滑油路、机油泵11和机油精滤器18,当然,还包括必要的粗滤器等结构,在此不再赘述;所述机油精滤器18外置于曲轴箱盖,如图2所示,机油精滤器18外置于曲轴箱安装于右箱盖12;外置滤清器18方便拆卸安装和维修,并且方便滤芯的清洗和更换;且机油过滤效果较佳,使用寿命更长,使用成本更低,该机油精滤器外壳对机油还有一定冷却作用。
[0065] 本实施例中,所述曲轴7与平衡轴19之间通过齿轮副传动配合,齿轮副包括传动配合设置于曲轴7的平衡轴主动齿轮6和传动配合设置于平衡轴19的平衡轴从动齿轮20;传动精度较高,使用寿命长,易于布置,具有较好的平衡效果。
[0066] 本实施例中,所述发动机设有水冷系统,所述水冷系统包括冷却管路、散热设备和水泵10;采用水冷结构具有降温效果好,适合于长时间运行,水冷管路和散热设备(散热器)的结构属于现有的通常布置结构,在此不再赘述。
[0067] 本实施例中,所述水泵10和机油泵11的动力输入由平衡轴主动齿6通过过桥齿轮9驱动,如图所示,过桥齿轮9设置于一过转动配合设置于曲轴箱内的桥齿轮轴8;当然,也可由平衡轴主动齿6直接驱动;简化了结构,减少了零部件数量,降低了生产成本,避免了生产资料的浪费,减轻了整机重量,并使得结构简单紧凑,动力利用充分,节约能耗;使用时,调整水泵、机油泵的结构及运转速度,保证发动机在3000-4000r/min运转下,润滑及冷却效果达到最佳,避免发动机过热或润滑不良的情况发生,可有效延长发动机的使用寿命。
[0068] 本实施例中,所述发动机通过与曲轴7传动连接的发电机反拖启动或者由外接启动设备启动;外接启动设备可采用现有技术的任何发动机启动设备,包括电启动等等;所述发动机安装有在启动时打开排气门的启动减压阀机构,减压阀在图中没有表示,设置于凸轮轴组件,便于启动,减小了发电机反拖启动电流或其他外接设备的启动扭矩,发动机启动时,排气门打开,减小了启动扭矩,使启动变得更加轻易。
[0069] 本实施例中,与所述曲轴7传动配合设有多路动力输出;可尽量带动较多的部件,比如用于连接空调压缩机、机油泵、水泵等需动力驱动的部件,提高了传动效率,装车空间小,重量轻。
[0070] 本发明还公开了一种应用增程式电动车的发动机的电动车,所述电动车安装有所述的增程式电动车的发动机,所述增程式电动车的发动机的曲轴7传动配合至少直连电动车的发电机,取消了原有的离合器、主副轴、启动机构、磁电机等;降低了生产成本,避免了生产资料的浪费,减轻了整机重量。
[0071] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。