CN103282622A - 包括内燃发动机和发电机的机器组合件 - Google Patents

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Abstract

一个内燃发动机与一个混合驱动装置的发电机（41）的机器组合件具有两个汽缸-活塞单元，这两个单元被安排成在一个共同的壳体中彼此平行，并且每个活塞（3，4）通过与这些活塞相关联的连接杆（5，6）被传动地连接到一个单独曲轴上。这些曲轴借助各自的一个齿轮（9，10）而彼此反向旋转地连接。这两个曲轴（7，8）的借助多个齿轮（9，10）的这种耦合允许了该内燃发动机与一个发电机以一种特别紧凑的设计相结合，因为该发电机的轴（44）支承了一个齿轮（45），该齿轮被安排成与这些曲轴的齿轮（9，10）在同一平面内。

Description

包括内燃发动机和发电机的机器组合件
本发明涉及一种机器组合件，该机器组合件包括一个内燃发动机和用于对一个混合驱动装置的电池进行充电的一个发电机，在该机器组合件中这个内燃发动机具有被封闭在一个共用的壳体中的一对汽缸/活塞单元，并且这两个活塞通过一个连接杆而各自被传动地连接到一个专用的曲轴上，并且这两个曲轴彼此旋转地连接以便各自通过的一个齿轮而以相反的方向转动。 
从GB584215已知所陈述类型的旨在用于摩托车驱动装置的一种内燃发动机。由于这两个活塞以及它们的曲轴的彼此平行运行的两个平衡重被安排成在轴的纵向方向上相对彼此偏置，此种类型的机器的多个惯性力没有得到平衡以用于平顺运行并且不是特别适合于直接耦合到发电机上。 
本发明所基于的目的是寻找一种在开篇处所陈述的类型的机器组合件，这种机器组合件特别平顺，也就是说其内燃发动机具有低噪声和无振动运转，并且这种机器组合件使得具有特别低的摩擦损失的实施例能够以一种简单的方式实现，其结果是这种机器组合件由于自发起动性能和低磨损性而特别令人满意地适合于混合驱动装置的间歇性运行。此外，这种机器组合件有待被连接到混合驱动装置的发电机上以便在一个设计中形成一个紧凑的结构单元，这个设计是节约空间的并且可以用简单的方式生产， 其结果是对于这种机器组合件在车辆上的安排有了多个新的选择。 
根据本发明，所陈述的目的是基于权利要求1的特征来实现的。 
在本发明的一个优选的实施例中，为了形成一个方向朝内的偏置，内燃发动机的这些彼此平行的汽缸轴线彼此之间的间距小于而不相当于这两个曲轴的轴线之间的间距。这样的设计首先有助于使机器的尺寸变小并且其次导致作用在这些活塞上的最大横向力减小并因此导致更低的活塞摩擦以及更低的汽缸壁磨损。 
此外，将各自的一个曲轴指定到一个汽缸/活塞单元使得以下成为可能：在本发明的一个有利实施例中，两个曲轴均被以一种低摩擦的方式安装到多个减摩轴承中，其结果是该机器以一种特别低的摩擦阻力和低磨损性的方式进行自发起动，并且一种结果是对于混合驱动装置的间歇性运行而言具有特别令人满意的适用性。 
对混合驱动装置的间歇性运行而言的特别适用性可以在本发明的另一个实施例中借助以下事实来提高，即该内燃发动机的壳体除了具有这种类型的机器所惯用的温度控制措施外还具有一个绝热件。这种类型的绝缘件确保即使在相对长的运行中断后避免冷启动。此外，这种类型的绝热件有助于该机器进一步降低工作噪声。 
根据本发明的具有紧凑设计的这种机器组合件的非常独立的安排的选择性可以通过以下事实来提高，即将干油底壳式润滑系统提供在紧凑的机器壳体中。 
此外，这种类型的机器组合件的发动机效率可以通过以下事实来提高，即：该机器组合件被配置成没有节气门以用于满负荷工作，该机器组合件的工作状态受其燃料供应的限定，这个燃料供应实根据这个发电的电动机器的功率消耗而受控的。 
在本发明的另一个有利改进中，汽缸盖以及被提供用于这两个曲轴的曲轴箱被形成为一个整体式铸造件，其结果是避免了使用汽缸盖垫片以及汽缸盖螺栓。 
本发明的更多有利改进和应用是从属专利权利要求的主题、并且可以通过附图在以下说明中得出，在附图中： 
图1示出了根据本发明的一台机器的相对的多个曲轴连同它们的齿轮连接以及相关联的活塞杆和活塞的一个分离展示， 
图2示出了根据图1的安排连同进气通道和出气通道、并且连同相关联的气门杆的一个图形展示，该进气通道和出气通道被引导穿过该机器的壳体或者被铸造到所述壳体中， 
图3图3示出了根据图2的安排的一个用图形展示的平面视图， 
图4示出了根据本发明的一台机器的这两个汽缸/活塞单元的一个凸轮轴控制装置的一个分离的图形展示， 
图5示出了根据图1至图4的机器的多个传动部件与一个在一条直线上（in einer Reihe）安排的发电机的一个组合件的展示， 
图6示出了根据图5的安排连同根据图4的气门控制装置以及一个齿带传动装置，该齿带传动装置用于一个干油底壳式润滑装置的一个吸入泵和一个油泵， 
图7示出了具有内燃发动机和发电机的一个在一条直线上的组合件的整体视图， 
图8示出了根据图7的机器组合件的相反侧的整体视图， 
图9示出了一个分离视图用来展示汽缸轴线相对于相关联的曲轴轴线的向内移位的偏置安排， 
图10以图形展示的方式示出了一个封闭该机器的隔离壳体外壳的窄侧的视图， 
图11示出了根据图10的壳体外壳的侧视图，并且 
图12示出了具有内燃发动机和发电机的一个组合件的整体视图，其中发电机相对于内燃发动机被侧向地安排。 
在下文称作一台机器1的内燃发动机具有两个汽缸/活塞单元，这两个单元被安排成在一个共同的壳体2中彼此平行、以四冲程运行方式受控，并且这两个单元的往复运动活塞3、4各自通过的一个连接杆5、6而各自 被传动地连接到一个专用的曲轴7、8上。对于所述曲轴来说，这些曲轴被传动地连接，以便通过同轴地紧固在其上的一个齿轮9、10而以相反的方向转动，其结果是这些曲轴的振荡惯性力彼此相互抵消，并且机器1在没有使用平衡轴的情况下以一种无振动的方式运行。为此目的，这些曲轴中的一个曲轴7的曲柄11、12的旋转位置和平衡重13、14的旋转位置相对于另一个曲轴8的这些旋转位置偏置180°。其结果是，作用在这些曲轴上的往复运动活塞3、4相对于彼此平行地运动。为了一种平滑的运行方式，两个汽缸/活塞单元的相关联的做功冲程以曲轴旋转360°的间隔受到控制，其结果是与这些活塞中的一个活塞3的做功冲程同时进行的是另一个活塞4在进气冲程下工作。 
这些曲轴7、8各自被安装在两个减摩轴承15、16，和17、18中，其结果是该机器具有低的摩擦阻力并且特别适合于间歇性运行。 
摩擦损耗的进一步减少是通过上述曲柄机构的偏置来实现的，如由图3和图9的图示所示。为了形成一个方向朝内的偏置，图3中所示出的汽缸21、22的相互平行的轴线19、20彼此之间的间距小于而不相当于在这两个曲轴的轴线23、24之间的间距，由于这个事实，在力作用最大时这些连接杆5、6就有一个更陡的位置，与没有这种类型的一个偏置相比，其结果是在该活塞上产生相对应的较低的横向力，该横向力对活塞摩擦以及汽缸磨损有作用。此外，这些活塞/汽缸单元邻近彼此的安排更紧密，有利于使机器1的设计更紧凑，提供这种更紧密的安排是用于所述偏置。 
另一个对显著减少机器1的摩擦损失作出贡献的是一个中置凸轮轴30的使用，该凸轮轴对两个汽缸/活塞单元的气门25至28进行控制并且同样被安装在一个减摩轴承29中。凸轮轴30的两个凸轮31、32各自通过多个随动滚轮33至36且以一种低摩擦的方式随动，这些随动滚轮被安装在多个双臂式摇臂37至40的一个杠杆臂上，这些摇臂被提供用于每个气门。 
图5至图8的示图示出了根据本发明的一台机器1如何能够以一种特别紧凑的方式来与一个发电机41相组合以形成一个机器组合件42，以便用作一个混合驱动装置的动力源。通过将两个曲轴7、8彼此连接的多个直齿轮9、10使得这种类型的机器组合件42具有特别紧凑的设计成为可能，这是通过所述齿轮中的一个齿轮10被直接地或借助一个中间齿轮43传动地连接到一个被紧固在发电机41的轴44上的直齿轮45上。图5至图8的图示示出了平的且紧凑的设计，这种设计由于这种类型的机器组合件42被结合在一个共同的、整体形成的壳体46中而成为可能。 
替代一个长形的、平的机器组合件42，基于机器1中提供的这些齿轮9、10还可以实现根据图12的图示的一个特别紧凑的机器组合件47，这是通过将发电机48的一个齿轮提供成不再与机器1的齿轮9、10串联而是在所述齿轮9、10的上方或者相对于所述齿轮成一种三角形的安排，其结果是发电机48被设置成紧密地邻近机器1的这两个活塞/汽缸单元。 
为了使得将机器1或者根据图7和图8或图12的机器组合件42或47以甚至更高的结构自由度和位置自由度安装在一台混合动力车辆中成为可能，考虑到这个机器或机器组合件的紧凑设计、并且为了避免使用使紧凑设计变得困难的油底壳，根据本发明的机器优选地装备有一个干油底壳式润滑装置。这个装置在根据图6至图8的图示的机器1的上部区域具有包括吸入和压力泵的一个泵组合件49，该泵组合件49通过一个齿轮50被驱动，该齿轮与一个齿带传动装置51啮合。该干油底壳式润滑装置所要求的吸入和压力通道是在铸造的机器壳体2、52中形成的。 
此外，被提供用于机器1或机器组合件42的壳体2、46、52，包括汽缸盖53和曲轴箱54的一部分，有利的是由一种由轻质金属制成的铸造件形成的，形成了这些汽缸面的一个成形的灰铸铁衬层，其结果是避免了使用带多个汽缸盖螺栓的汽缸盖垫片。在此，两个汽缸的排气管54、55根据图2和图3的图形展示而结合在所述整体式铸造件中，这些汽缸21、22的进气管56、57相对该汽缸盖倾斜地被引导，其结果是有助于在燃烧室中使燃烧空气形成漩涡。在一个汽油发动机的实施例中，为了有助于燃烧过程的双源点火，为每个汽缸21、22提供了两组火花塞58至61。 
除用来对机器温度进行控制的一种冷却媒介的循环所用的常规通道系统（未更详细地示出）之外，根据图10和图11的图示，该机器还具有一个外部的双壳护套62，该护套由一种绝热的材料制成，其结果是即使 在相对长的运行中断后能避免冷启动。此外，这种类型的绝热件有助于降低机器的工作噪声。此外，所述绝热的壳体外壳62可以具有一个带电源的加热系统以用于维持最低的工作温度值。 

Claims (13)

1.一种包括内燃发动机以及用于对混合驱动装置的电池进行充电的发电机的机器组合件，在该机器组合件中该内燃发动机（1）具有被封闭在一个共同的壳体中的一对汽缸/活塞单元，并且这两个活塞（3，4）通过一个连接杆（5，6）而各自被传动地连接到一个专用的曲轴（7，8）上，并且这两个曲轴（7，8）彼此旋转地相连接以便各自通过一个齿轮（9，10）而以相反的方向转动，其特征在于，传动力被从该内燃发动机（1）的这些曲轴（7，8）通过安排在同一平面内的多个齿轮（10，43，45）传递到该发电机（41，48）的传动轴上，并且该内燃发动机（1）和该发电机（41，48）被封闭一个共同的壳体（46）中。
2.如权利要求1所述的机器组合件，其特征在于，该内燃发动机（1）的这两个汽缸/活塞单元被安排成与该发电机（41）成一排，其结果是机器组合件（42）被封闭在一个共同的平的壳体（46）中。
3.如权利要求1所述的机器组合件，其特征在于，该发电机（48）被安排成以便侧向地伸出紧邻该内燃发动机（1）的这两个汽缸/活塞单元。
4.如权利要求1至3之一所述的机器组合件，其特征在于，汽缸盖（53）、被提供用于这两个曲轴的曲轴箱（54）、以及该发电机（41）的壳体（52）被形成为一个整体式铸造件。
5.如权利要求1至4之一所述的机器组合件，其特征在于，该机器组合件被封闭在一个绝热的壳体外壳（62）中。
6.如权利要求5所述的机器组合件，其特征在于，为了使工作温度维持在一个预定义的范围之内，该机器组合件的绝热的壳体外壳（62）被连接到带一个电源的一个恒温控制加热系统上。
7.如权利要求1至6之一所述的机器组合件，其特征在于，为了使该内燃发动机（1）的多个惯性力平衡，这些曲轴（7，8）中一个曲轴的曲柄（11，12）的位置相对另一个曲轴的曲柄的位置偏置180°，并且这两个汽缸/活塞单元的多个工作循环以曲轴旋转360°的间隔彼此跟随，并且这两个汽缸/活塞单元的几何学轴线都位于一个共同的第一平面内，该第一平面相对于这些曲轴（7，8）垂直地延伸，并且这两个曲轴（7，8）的两个平衡重（13，14）各自的循环路径也各自与另一个曲轴（8，7）的平衡重（14）在同一平面内运行，这个同一平面与该第一平面平行。
8.如权利要求7所述的机器组合件，其特征在于，这两个汽缸/活塞单元（3，4）的曲轴（7，8）的平衡重（13，14）的循环路径在其中延伸的这些平面相对于一个平面镜像对称地运行，在该平面内这两个连接杆（5，6）进行运动。
9.如权利要求7或8所述的机器组合件，其特征在于，为了形成一个方向朝内的偏置，这些彼此平行的汽缸轴线（19，20）彼此之间的间距小于而不相当于这两个曲轴（7，8）的轴线之间的间距。
10.如权利要求1至8之一所述的机器组合件，其特征在于，各自被指定到一汽缸/活塞单元的这些曲轴（7，8）各自被安装在两个减摩轴承（15-18）中。
11.如权利要求1至10之一所述的机器组合件，其特征在于，带两个凸轮（31，32）的凸轮轴（30）被提供用于对这两个汽缸/活塞单元的各自的两个气门（25-28）进行控制，这两个凸轮各自作用在多个摇臂（37-40）上。
12.如权利要求1至11之一所述的机器组合件，其特征在于，该机器组合件被配置成没有节气门以用于满负荷工作，该机器组合件的工作状态受其燃料供应的限定，这个燃料供应是根据这个发电的电动机器的功率消耗而受控的。
13.如权利要求1至12之一所述的机器组合件，其特征在于，为了向该机器组合件供应润滑油，一个干油底壳式润滑装置的通道系统配备有一个被整合到该壳体中的油箱以及一个吸入和压力泵（49）。
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