CN101978146A - 旋转式活塞内燃机动力单元 - Google Patents
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Abstract
一种具有汪克尔式火花点火发动机单元(1)的动力单元(14)，其包含三侧面旋转式活塞(R)，所述活塞(R)安装于在双弧外摆线内周边表面(14)内的腔体内偏心旋转的偏心轴(63)上，所述腔体包括入口端口(7)和出口端口(45)，在环境压强下的空气通过入口端口(7)被引入工作室，排放气体通过出口端口(45)从工作室排放，并且所述动力单元还包含旋转式膨胀机单元(4)，所述膨胀机单元(4)具有安装于在单弧外摆线室(25)内偏心旋转的偏心轴(12)上的双侧面转子(24)，两个轴(62、63)联接以便一起旋转，并且发动机单元(1)的外摆线腔体的排放端口(45)被连接至膨胀机单元(4)的入口端口(26)，使得来自所述发动机单元(1)的排放气体进一步膨胀进膨胀机单元(4)中。
Description
技术领域
本发明涉及旋转式活塞内燃机动力单元。
背景技术
更具体地，本发明涉及包含所谓的汪克尔发动机的动力单元，其中，旋转式活塞或所谓的转子在由壳体或所谓的转子壳体结合以端壳体(endhousings)或所谓的端套(end casings)形成的腔体内旋转，转子外周边(periphery)和腔体内周边表面被如此成形而使得在转子和内壁之间形成工作室，当转子旋转时，室的容积变化，腔体具有入口端口和排放端口。在相关类型的发动机的最熟知的实例中，腔体通过具有双弧外摆线(two lobed epitrochoidal)形状的内周边表面的静止转子壳体提供，并且存在大致三角形但具有凸弧形侧面(convex arcuate flanks)的转子，在转子顶点处的密封部或所谓的顶密封部与壳体周边表面保持密封接触，在转子侧方的密封部或所谓的侧密封部与两个沿轴向分开的端套保持密封接触，并且转子在腔体内以行星方式旋转。
更具体地、但并不排它地，本发明的预计主要应用是用于基于所谓的插电类型(plug-in electric type)的串联混合动力(series hybrid)交通工具。这些交通工具仅由一个或多个电动马达驱动，电动马达通过从主电源再充电的车载电池供电。尽管这种电池单位重量的能量已经逐步提高，但仍然不得不在电池重量与交通工具在充电之间的行程之间进行折衷。
已有建议提出：安装车载发动机/发电机单元或所谓的发电机组，其可以间歇运行，以便当需要时为电池充电并且由此延长交通工具的行程。这样的交通工具被称为串联混合动力交通工具。这里考虑的串联混合动力交通工具是行程类似于传统交通工具的交通工具，后者的行程仅仅受限于发动机油箱容量。
当发电机组持续供应正在被消耗的电能时，发电机组的功率输出典型地被选择为与交通工具在所希望的最大行驶速度下的功率消耗匹配。任何用于间歇性加速所需的额外能量基本上由电池提供。
串联混合动力交通工具的实用性取决于合适发电机组的可用性。
近期的发展使得轻质高效的高速发电机成为可用。因此，动力单元需要具有以下特性：
-小的重量和体积
-低的单位耗油率(sfc)
-低的噪声和振动
-低的烃(HC)、一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)排放
-可接受的生产成本
-最少维护下的高可靠性和长寿命
具有单转子的火花点火汪克尔式发动机已经在过去的很多研究中被认为是对于此应用可能最合适的发动机，主要是因为其已知的低重量、小尺寸、低水平振动和低成本，尤其与多缸往复式发动机相比而言。然而，其它的sfc、HC排放以及排放噪声的特性尚未具有足够吸引力使电动车辆制造商乐于将这种发动机引入产品设计中。
众所周知的是，如果能设计出一种方式用于显著提高火花点火内燃机的膨胀比而并不显著增大机械摩擦损耗，则这样的发动机的热效率将会提高。
在US3,858,557中，建议与旋转式发动机结合地使用旋转式预压缩机和膨胀机单元。发动机可以作为使用柴油燃料的压缩点火发动机操作，而包含预压缩机的目的是能够在使用具有紧凑燃烧室的正常尺寸旋转式发动机的同时获得足够高的总压缩比。可替换地，发动机可以作为在上死点周围直喷并且火花点火的分层进气发动机操作。可替换地，发动机可以作为化油器和汽油燃料均匀混合器操作。在这两种可替换情况下，包含压缩机的目的是提高给定尺寸核心发动机单元的功率输出。包含膨胀机单元的目的是通过驱动压缩机而实现针对所消耗功率的功率贡献，由此提高热效率。
在GB1068209中，建议使用复合式发动机，其包含预压缩机和膨胀机单元，以作为压缩点火发动机操作；并且该布置可以包含火花塞。这些火花塞的目的将是帮助冷启动和/或允许使用可替换燃料，其具有比柴油燃料更低的十六烷值。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供一种具有汪克尔式火花点火发动机单元的动力单元，其包含三侧面旋转式活塞，所述活塞安装于在双弧外摆线内周边表面内的腔体内偏心旋转的偏心轴上，所述腔体包括入口端口和出口端口，在环境压力下的空气通过入口端口被引入工作室，排放气体通过出口端口从工作室排放，并且所述动力单元还包含旋转式膨胀机单元，所述膨胀机单元具有安装于在单弧外摆线室内偏心旋转的偏心轴上的双侧面转子，所述两个轴联接以便一起旋转，并且发动机单元的外摆线腔体的排放端口被连接至膨胀机单元的入口端口，使得来自所述发动机单元的排放气体进一步膨胀进膨胀机单元中。
这样的动力单元允许显著提高的组合膨胀比，其可以是发动机压缩比的至少两倍或者可以是大约22∶1。
将在本发明中采用的旋转式活塞发动机单元的优选类型正如专利GB1385687、GB1386811和GB2199082中所述，这样的发动机具有很多对此作用而言的理想特性。这种类型的发动机采用等值的压缩比和膨胀比，典型地在8.5∶1至9.5∶1的范围内。
将被采用的膨胀机单元具有所需的低摩擦特性、小的重量和体积，是所谓汪克尔系列的另一旋转式活塞装置，其中所述膨胀机单元的双侧面转子通过齿轮啮合，以安装有所述双侧面转子的所述偏心轴的速度的一半旋转，凭此，两个工作室形成于所述膨胀机单元转子侧面和所述单弧外摆线室的内表面之间，所述单弧外摆线室具有排放端口，在发动机单元的排放端口和膨胀机单元的入口端口之间有连接管，所述两个轴通过齿轮啮合或直接连接以固定相位关系同速运转，使得发动机单元的排放气体进一步膨胀进所述膨胀机单元中。
通过此设备，膨胀机单元的每个工作室在轴的每个360°旋转过程中，以正弦曲线方式从最大容积变为最小容积，两个工作室彼此360°异相。工作室最大容积与工作室最小容积的比值典型地是大约65∶1，因而工作室的容积当处于其最小值时非常小。
本发明可以包括所附权利要求2至12中列出的任何特征。
根据本发明的第二个方面，提供一种根据本发明第一方面所述动力单元与发电机的组合，所述发电机包括转子，所述转子由所述发动机单元和所述膨胀机单元的一个或其它轴驱动。
根据本发明的第三个方面，提供一种交通工具，包括用于驱动至少一个轮和/或至少一个螺旋桨中的一种的驱动系统，所述驱动系统包括根据本发明第二方面所述的组合，以及从所述发电机接收电力的电力存储设备，所述轮或螺旋桨由驱动系统的马达驱动，所述马达从所述电力存储设备接收电力。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的实施方案，其中：
图1是示出了本发明动力单元的布置的示意图；
图2是示出了图1中动力单元的膨胀机单元的偏心轴的近距离结合示意图，其中具有动力单元的发动机单元的轴；
图3是单弧次摆线(single lobed trochoidal)壳体内部处于中间膨胀冲程/中间排气冲程位置的膨胀机单元的转子的轴向示意图；
图4、5、6和7是处于TDC/BDC位置以及随后的连续相隔偏心轴的90°间隔的三个位置的膨胀机单元的转子的示意图；
图8是连接至发动机单元排放端口的膨胀机单元的共面示意图；
图9通过轴的180°旋转与图8区别；
图10是旋转式发动机的布置的示意图，其中转子的封闭冷却回路可以用于根据本发明动力单元的发动机单元或膨胀机单元；
图11是本发明第三个方面的混合动力交通工具的示意图。
具体实施方式
参考图1和2，发动机单元包括转子壳体1，端套2和3，以及引入管7。膨胀机单元与发动机单元共轴地安装，并且通过共享的复合端套3从发动机单元向外伸出。膨胀机单元包括转子壳体4，外侧端套5和排放管8。膨胀机单元的转子24(见图3)与静止齿轮32啮合，并且安装在发动机偏心轴63的延伸件62上，发动机轴63被轴颈安装在分别安装于端套2、3中的两个主轴承14、15中。膨胀机单元的小尾轴承16在邻近外部配重67处被描述。由此发动机单元和膨胀机单元的轴63、62相联，以便一起旋转。
膨胀机单元转子24以安装有膨胀机单元转子24的轴62的一半速度旋转。
用于发动机单元转子R(见图8)的气体冷却流在11处进入端套2，经过转子R中的轴向通道18，在13处离开发动机单元，发动机单元安装在滚针轴承64上并且与静止齿轮66啮合；用于膨胀机单元的并行冷却气体流在12处进入端套5，经过转子24中的轴向通道19，也在端套3中的13处离开膨胀机单元。燃料喷射器9被显示安装在引入管7中，但可替换地，可以采用对由转子壳体所提供腔体的直接注入。
起动器发电机单元6的定子7与发动机单元共轴地安装，并且从发动机端套2向外伸出。发电机单元6的转子R2以向外伸出的方式被安装在发动机轴63的延伸部分上。发电机单元6的转子轴的小的可选的尾轴承17被描述。
图3描述了转子壳体4的单弧外摆线室25内的膨胀机单元的双角(2-cornered)转子24。通向膨胀机单元的入口端口26和通自膨胀机单元的排放端口27被示出。在膨胀机单元转子24和壳体4之间的气体密封通过转子24每个角处的顶密封部29实现，并且侧密封部28安装在转子4的每侧中。当转子24旋转时，顶密封部29保持与壳体4的内部双弧外摆线表面25的密封啮合，并且侧密封部28保持与膨胀机单元的端套3、5的密封啮合。静止齿轮32通过外侧端套5被安装。内部啮合环形齿轮33通过转子24安装或者与转子24合成整体。每个端套3、5中的开口34为经过转子24中的轴向通道(或多个通道)19的用于转子冷却目的的冷却气体提供进出口，这样的开口34位于转子24所有旋转位置处的侧密封部28的内边缘部位之内。
随着转子24在外摆线室25中旋转，工作舱室形成。在35处示出膨胀室，其经过连接管45(见图1、8和9)接收来自发动机单元的气体，而在36处示出排放室，气体从中通向排放消声器或排放管，以经过与管8连通的出口端口27离开交通工具。图3描述了该单元提供的扫过的容积与总尺寸非常有利的比例，并且该比例是选择本发明的主要原因。膨胀机单元中的摩擦损耗低，没有如往复式活塞设备中的活塞侧向力或高惯性载荷，这是选择本发明的第二个原因。
图4、5、6和7描述了在外摆线室25内四个不同位置的膨胀机单元转子24。来自发动机单元的加压气体在入口端口26进入单元并且以典型地稍高于外界环境的压强经过排放端口27离开。
发动机单元以共面形式在图8-10中被更详细地示意性示出。
将会理解的是，优选的布置是膨胀机单元与发动机单元共轴，提供图8和9只是为了能够理解两个转子的相对运动。
发动机单元的转子壳体1具有腔体，该腔体具有在端套2和3之间在14之间的双弧外摆线内周边表面或孔。
发动机单元转子R具有作为密封条113的顶密封部，设置在其三个顶点的每一个之处，当转子R以行星方式在腔体内旋转时，每个密封条113在转子R的相应顶点和内周边表面14之间保持密封接触。转子R以输出轴63三分之一的速度旋转，并且受控于齿轮66、66a。
一个端套3，具有入口通道119，入口通道119具有设置在静止齿轮32任一侧的一个或多个开口120，开口120被如此成形以包含于下述侧密封部126的内封装或旋转范围之内，处于侧密封部126起作用且在转轴R侧部与端套2和3之间保持密封的转轴R侧部上。带有入口通道119的端套，从冷却气体流的角度讲是上游端套3。
类似地，另一端套2具有开口118和出口通道117。
转子冷却介质可以流动通过上游端套3中的入口通道119，并且由此经过端套3中的所述或每个开口120，流经转子R的内部，经过通路18(例如在转子R的腹板中)，流向其它下游端套2中的一个或多个开口118，从而允许空气流通过。
管123将下游的端套2中的出口通道117连接至冷却热交换器124。另一管125将冷却热交换器124的出口连接至冷却介质循环泵127，又一管128将泵127的出口连接至上游端套3中的通道119。在另一实例中，泵127可以根据需要位于热交换器124的上游侧。
当穿过转子R的所述通路18或通路18其中之一，与上游端套3中的所述开口120或开口120其中之一以及下游端套2中的所述开口118或开口118其中一个或多个对准时，用于冷却介质的冷却回路由此通过上游端套和下游端套3、2中各自的通道119、117，以及穿过转子R的所述或多个通路18而建立，并且经过管123至热交换器124，经过管125至泵127和管128回到下游端套3中的通道119。
在该实例中，用于冷却回路的冷却介质由窜漏气体提供，窜漏气体在压力之下从发动机单元的工作室经过气体泄漏路径进入冷却回路，气体泄漏路径穿过发动机单元的工作室和冷却回路之间的侧密封部126。
在该实例中，侧密封部126(在转子R的每一侧)沿着每两个相邻顶密封部113之间的转子侧面围绕转子R延伸，使得在该实例中，三个转子侧面中的每一个均具有侧密封部126，这些侧密封部126在转子R的每一侧形成转子旋转内封装。
冷却热交换器124可以是任何合适的类型，其在冷却回路中进行对冷却气体的冷却。典型地，在热交换器124中，环境空气是冷却剂。而在用于海水环境的发动机中，例如向船只提供动力，冷却剂更优选地是水。
冷却回路泵127可以是任何合适的类型，但是可以是离心风扇类型，按照需要由发动机单元的输出轴63驱动，或者由电动马达或由发动机排放气体提供动力的涡轮驱动。
用于发动机单元1的转子R的冷却回路可以优选地平行于用于膨胀机单元4的转子24的冷却回路而连接，使得发动机单元的转子R和膨胀机单元4的转子24都由共同的冷却回路进行气体冷却，存在共同的冷却热交换器124用于供应冷却气体以冷却转子R、24。不过，如果需要，膨胀机单元4可以具有与图10所示用于发动机单元1的冷却回路相似的单独的冷却回路。
在另一实例中，不采用所描述的转子冷却回路，而是膨胀机单元4的转子24还可以是气体冷却的，例如通过空气冷却。
图8示出了发动机单元的排放工作室44，其将加压气体经过通路45传送至膨胀机单元的接收工作室35。同时，膨胀机单元的排放室36经过排放端口27喷出气体。
图9示出了当轴62、63相对于图8旋转了180°时的情况，转子24、R安装在轴62、63上。发动机单元的排放工作室48接近其最小容积并且与其相连的膨胀机单元中的室49接近其最大容积。膨胀机单元的排放工作室51接近排气冲程的末端。
所希望的是，组合的发动机单元和膨胀机单元的膨胀比大约是22∶1，并且组合的发动机单元和膨胀机单元的膨胀比在任何情况下优选地至少是由发动机单元单独实现的膨胀比的两倍。
尽管优选的是发电机6共轴地安装到动力单元1/4，但也可以用别的方法安装，但是希望是由动力单元或膨胀机单元驱动。
膨胀机单元4的尺寸可以被选择而使得：工作室最大容积大约是发动机单元扫过容积的2.8倍，不过这取决于所选择的膨胀比。
发动机单元和膨胀机单元的转子之间的角度关系使得：当发动机单元的膨胀工作室容积接近其最大值并且其排放端口开始打开时，膨胀机单元中的工作室接近其最小容积，其中发动机排放端口经过管45连接至膨胀机单元。当发动机单元进行其排气阶段时，膨胀机单元接收排放气体并且进一步将排放气体膨胀至仅仅稍高于环境压强的最终压强，由此从气体中提取额外能量。基于此，在轴62旋转的下一个360°过程中，膨胀机单元的排放端口27打开并且排放气体被排到大气中或者排到排放消声器。同时，膨胀机单元的下一个工作室已经接收到正在从发动机单元的下一个室排放出的气体，并且该循环重复进行。
膨胀机单元的几何形状和设计被选择成紧凑并且低摩擦的类型，其中转子24的半径尺寸比率(转子中心-转子角部)大约是安装有转子24的轴62的偏心率的4.3倍。凭借这样的设计，膨胀机单元可以具有与发动机单元相似的直径并且因此也具有相似的轴向长度，不过其具有几乎三倍的扫过容积，这就是其空间有效性。由此产生紧凑的包封。
优选的布置是发动机单元和膨胀机单元沿轴向共线并且膨胀机单元的偏心轴62是发动机单元轴的伸出的延伸部件，由此减小重量和摩擦损耗。
发动机单元和膨胀机单元的轴63、62的轴线之间的相对角度位置，可以使得发动机单元的排放端口和膨胀机单元的入口端口26相邻。
进入膨胀机单元的最大气体压强仅仅大约是4巴，所以加载在膨胀机单元内的气压低。与全汪克尔式(all Wankel-type)单元一样，膨胀机单元不具有转子轴向侧向力，并且由于涉及的低气压而可以采用低摩擦碳型或相似的顶密封部29和薄的径向低摩擦侧密封部28。顶密封部29不受任何向外的加速力，所以很轻的加载弹簧可以用于气体顶密封部。总的结果是具有极低伴生摩擦损耗的单元。
如果膨胀机单元具有零摩擦损耗并且由此在气体从发动机单元传送到膨胀机单元时具有零气体传送能量损耗，则通过将总膨胀比提高至大约22∶1，基于复合p-v图的计算显示：组合各单元的动力输出相对于发动机单元自身的动力输出将提高大约33％。sfc和排放将减少相似的百分比。实际上，膨胀机单元的确具有一些摩擦损耗并且将会有一些小的传送能量损耗；因而将不会实现这样的收益。实际上，通过将膨胀机单元附加于发动机而实现的净收益可以共计约20％。
标准类型的汪克尔发动机，尤其是单转子形式，产生显著高于往复式发动机的排放噪声水平。原因在于，在前者中存在单排放端口快速的完全打开以及高温和约3至4巴压强下的气体的突然释放；而在后者中，排气阀的打开以及之后排放气体溢出至排放歧管中要慢得多，所述排放气体与来自其它缸的排放气流结合在一起之后从发动机排出。
为了降低sfc而采用旋转式发动机与前述提供22∶1膨胀比的膨胀机单元的组合，这也对排放噪声的降低作出了重要贡献。当膨胀机单元的排放端口现在打开时，排放气体的温度相对于离开发动机单元的气体的温度已经被降低大约400℃，并且压强接近环境压强。结果，即使不装配任何附加排放消声器，也将具有极低的排放噪声水平。现有的旋转式内燃机的排放噪声问题由此被消除。
在低转速下和具有部分节流开口时，旋转式发动机比往复式发动机具有显著更高的HC排放；而CO排放相似，且NOx排放较低。本发明的动力单元优选地只在高转速且无节流时操作，在这种条件下，发动机单元自身的HC排放问题并非过于不利，并且现有的类型可以类似于或甚至优于往复式发动机。然而，进一步地将旋转式发动机与膨胀机单元组合具有更加重要的有益效果：将显著地降低HC排放水平。
来自发动机单元的非常热的排放气体通过相当强的涡流被排进膨胀机单元。除了短暂的冷启动过程之外，发动机将以相对于化学计量值显著过量的空气进行操作，因而还有多余的氧气可用于进一步燃烧。然后膨胀机单元将用作热反应器并且将使HC排放降至非常低的水平。
总体上，所谓的2-3式汪克尔发动机单元(双弧壳体中的三角转子)与所谓的1-2式汪克尔膨胀机单元(单弧壳体中的双角转子)的组合关于之前的三个缺陷特性sfc、排放噪声和HC排放中的每一个，都提供了显著的改善。
现在参考图11，示出了交通工具V，其包括驱动系统D，用于驱动一个或多个轮W(例如用于地面交通工具V-包括轨道交通工具)或者一个或多个螺旋桨P(例如在水用交通工具(例如船只)或飞行器的情况，包括无人驾驶飞行器(UAV)的情况)。
驱动系统D包括例如电池B之类的电力存储设备，其驱动一个或多个马达M，用于使轮W和/或螺旋桨P转动。
电池B可以在交通工具未使用时通过经插头连接器C连接至诸如插座之类的固定电源而充电，或者可以在使用中通过发电机6的操作而充电。
对电池B充电的电能还可以当交通工具处于刹车/下坡模式时由发电机产生。
在这样的应用中，动力单元1/4可以仅以单一速度操作，其在热效率方面为最优速度。由此动力单元可以是无节流的，不过将被理解的是，在高发电机载荷下，发动机速度可以降低至额定最优速度之下。
在可能易于耗尽电池B的高发电机载荷下，如果需要，动力单元1/4可以临时地短期地被设置为以高于最优速度的速度操作，以对电池B再充电。
在实例中，发电机6不仅能够产生电能以对电池B充电，而且可以用于驱动动力单元1/4以开始动力单元1/4的启动。
虽然动力单元当用于对上述串联混合动力交通工具提供动力时特别有效，不过动力单元也可以用于其它应用，仅作为示例地例如为辅助动力单元，用于例如公务飞行器或者用于在合适的应用中产生热和动力。在每种情况下，动力单元能够在所希望的单一最优转速下实现更久的操作以更加有效和安静地传递动力。
在以上的说明书或以下的权利要求书或附图中所公开的，以其具体形式或依照实施所公开功能的方式所表达的特征，或者用于获得所公开结果的合适的方法和过程，可以独立地或以这些特征的任意组合方式而用于以其多种形式实现本发明。
Claims (14)
1.一种具有汪克尔式火花点火发动机单元的动力单元，包含三侧面旋转式活塞，所述活塞安装于在双弧外摆线内周边表面内的腔体内偏心旋转的偏心轴上，所述腔体包括入口端口和出口端口，在环境压强下的空气通过入口端口被引入工作室，排放气体通过出口端口从工作室排放，并且所述动力单元还包含旋转式膨胀机单元，所述膨胀机单元具有安装于在单弧外摆线室内偏心旋转的偏心轴上的双侧面转子，所述两个轴联接以便一起旋转，并且发动机单元的外摆线腔体的排放端口被连接至膨胀机单元的入口端口，使得来自所述发动机单元的排放气体进一步膨胀进膨胀机单元中。
2.根据权利要求1所述的动力单元，其特征在于，所述膨胀机单元的双侧面转子通过齿轮啮合，以安装有所述双侧面转子的所述偏心轴的速度的一半旋转，凭此，工作室形成于所述膨胀机单元转子侧面和所述单弧外摆线室的内表面之间，所述单弧外摆线室具有排放端口，在发动机单元的排放端口和膨胀机单元的入口端口之间有连接管，所述两个轴通过齿轮啮合或直接连接以固定相位关系同速运转，使得来自所述发动机单元的排放气体进一步膨胀进所述膨胀机单元中。
3.根据权利要求1或2所述的动力单元，其特征在于，组合的发动机单元和膨胀机单元的膨胀比大于由发动机单元单独实现的压缩比的两倍。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的动力单元，其特征在于，组合的发动机单元和膨胀机单元的膨胀比大约是22∶1。
5.根据前面任意一项权利要求所述的动力单元，其特征在于，所述膨胀机单元的转子是气体冷却的，冷却气体经过转子内的轴向通道，这些轴向通道与膨胀机单元端套中的开口连通，所述端套封闭单弧外摆线室，这样的开口位于转子的每一侧，在所述膨胀机单元转子各侧提供的侧密封部的内部部位之内，并且所述侧密封部保持与所述膨胀机单元端套的密封接触。
6.根据权利要求5所述的动力单元，其特征在于，所述冷却气体再次循环而从所述膨胀机单元，经过使冷却气体被冷却的热交换器，回到所述膨胀机单元以进一步冷却所述膨胀机单元转子。
7.根据权利要求5或6所述的动力单元，其特征在于，发动机单元的转子也是气体冷却的，并且共同的循环风扇和共同的冷却热交换器用于供应冷却气体以冷却所述两个转子。
8.根据前面任意一项权利要求所述的动力单元，其特征在于，所述膨胀机单元与所述发动机单元共轴地安装，并且膨胀机单元的入口端口与发动机单元的排放端口对准。
9.根据权利要求8所述的动力单元，其特征在于，所述膨胀机单元的轴安装在所述发动机单元的轴的延伸部分上。
10.根据前面任意一项权利要求所述的动力单元，其特征在于，发电机单元共轴地安装至所述动力单元从而与之驱动连接。
11.根据权利要求10所述的动力单元，其特征在于，所述发电机单元的转子安装在所述发动机单元轴的延伸部分上，并位于所述发动机单元轴的相对于所述膨胀机单元的相反端。
12.根据前面任意一项权利要求所述的动力单元，其特征在于，发动机单元是无节流的，使得发动机单元在使用中至少在无载荷时仅仅以额定的固定单一的预定速度操作。
13.一种根据前面任意一项权利要求所述动力单元与发电机的组合，所述发电机包括转子，所述转子由所述发动机单元和所述膨胀机单元的一个或其它轴驱动。
14.一种混合动力交通工具，包括用于驱动至少一个轮和/或至少一个螺旋桨中的一种的驱动系统，所述驱动系统包括根据权利要求13所述的组合以及从所述发电机接收电力的电力存储设备，所述轮或螺旋桨由驱动系统的马达驱动，所述马达从所述电力存储设备接收电力。
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