CN104653376A - 发动机及具有该发动机的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机及具有该发动机的车辆。该发动机包括：机体组，机体组包括气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳，气缸盖设在气缸体的顶部，油底壳设在气缸体的底部；曲柄连杆机构，曲柄连杆机构安装在机体组内，曲柄连杆机构具有曲轴，曲轴上设置有第一传动部件，第一传动部件的中心轴线与曲轴的旋转轴线重合；电机，电机位于气缸体的底部处且电机的至少一部分位于油底壳内，电机的电机轴上设置有第二传动部件，电机与发动机的蓄电池相连，第一传动部件与第二传动部件配合。本发明的发动机将传统发动机的起动机和电动机集成为一个电机并布置在机体组内，结构更加紧凑。

Description

发动机及具有该发动机的车辆

技术领域

本发明涉及汽车构造领域，尤其是涉及一种发动机及具有该发动机的车辆。

背景技术

汽车起动机是发动机起动系统的重要部件，为了使静止的发动机进入工作状态，必须先用外力驱动发动机曲轴旋转，使得活塞可以上下运动，气缸内吸入可燃混合气，并将其压缩、作功，体积迅速膨胀产生强大的动力，推动活塞运动并带动曲轴旋转，这样发动机才能进入工作循环。起动机将蓄电池提供的电能转化为机械能带动发动机曲轴高速旋转。

汽车发电机是汽车的主要电源，其作用是在发动机正常运转时向车用电器供电，同时还向蓄电池充电。当今大多数汽车发电机都是由发动机曲轴通过皮带驱动发电的，将发动机的动能转化为电能。

综上，传统发动机必需配备起动机和发电机，因此传统发动机的体积大、重量大、成本高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种发动机，该发动机将传统发动机的起动机和电动机集成为一个电机并布置在机体组内，结构更加紧凑。

本发明的另一个目的在于提出一种车辆，该车辆包括上述的发动机。

根据本发明实施例的发动机，包括：机体组，所述机体组包括气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳，所述气缸盖设在所述气缸体的顶部，所述气缸盖衬垫设在所述气缸盖与所述气缸体之间，所述油底壳设在所述气缸体的底部；曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构安装在所述机体组内，所述曲柄连杆机构具有曲轴，所述曲轴上设置有第一传动部件，所述第一传动部件的中心轴线与所述曲轴的旋转轴线重合；电机，所述电机位于所述气缸体的底部处且所述电机的至少一部分位于所述油底壳内，所述电机的电机轴上设置有第二传动部件，所述电机与所述发动机的蓄电池相连，所述第一传动部件与所述第二传动部件配合。

根据本发明实施例的发动机，通过将传统发动机配备的起动机和发电机集成为一个电机并设置与机体组内，从而大大减小了发动机所占的体积，便于发动机布置，可适当减小车辆的发动机舱的空间而适当增加驾驶舱的空间，并且起动机和发电机集成为一个电机后还能有效降低发动机的重量，节约成本。

另外，根据本发明实施例的发动机，还可以具有如下附加技术特征：

根据发明的一些实施例，所述第一传动部件和所述第二传动部件之间设置有中间传动部件，所述中间传动部件分别与所述第一传动部件和所述第二传动部件配合，以便在所述发动机起动时，所述电机依次通过所述第二传动部件、所述中间传动部件和所述第一传动部件驱动所述曲轴旋转，在所述发动机起动后，所述曲轴依次通过所述第一传动部件、所述中间传动部件和所述第二传动部件驱动所述电机电动发电。

根据发明的一些实施例，所述第一传动部件为第一齿轮，所述第二传动部件为第二齿轮，所述中间传动部件为分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮外啮合的中间齿轮。

使用齿轮传动可以降低发动机的噪声，同时齿轮传动的效率较高，且传动可靠。

根据发明的一些实施例，所述第一齿轮、所述中间齿轮和所述第二齿轮设在同一平面内。

由此结构更加紧凑。

根据发明的一些实施例，所述第一传动部件为第一齿轮，所述第二传动部件为第二齿轮，所述中间传动部件为分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合的中间链条。

采用中间链条传动可以减少发动机前端轮系需要带动的附件，从而降低异响等故障的出现概率。

根据发明的一些实施例，所述第一传动部件为第一皮带轮，所述第二传动部件为第二皮带轮，所述中间传动部件为分别与所述第一皮带轮和所述第二皮带轮配合的中间皮带。

采用中间皮带传动可以减少发动机前端轮系需要带动的附件，从而降低异响等故障的出现概率。

根据发明的一些实施例，所述发动机还包括：支架，所述支架固定在所述气缸体的底部，所述电机固定在所述支架上且所述电机整体收纳在所述油底壳内。

由此，方便电机的固定。

根据发明的一些实施例，所述电机设在所述气缸体与所述油底壳的交界处，所述气缸体与所述油底壳之间设置有用于安装所述电机的裙架。

根据发明的一些实施例，所述发动机还包括：隔离装置，所述隔离装置套设在所述电机的外面以将所述电机与所述油底壳内的机油隔离开。

由此，防止机油浸润或溅射到电机上而影响电机正常工作。

根据发明的一些实施例，所述隔离装置为隔离罩，所述隔离罩的顶部敞开且固定在所述气缸体的底部。

根据本发明实施例的车辆，包括根据本发明上述实施例的发动机。

附图说明

图1是根据本发明实施例的发动机的示意图；

图2是根据本发明实施例的发动机的局部示意图；

图3是图2中的侧视示意图；

图4是根据本发明另一个实施例的发动机的示意图；

图5是图4中所示的发动机的局部示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图5详细描述根据本发明实施例的发动机100。

发动机100可以包括机体组、曲柄连杆机构、配气机构、供给系统、点火系统、冷却系统、润滑系统，机体组是发动机100的支架，是曲柄连杆机构、配气机构以及各系统装配的基体。机体组主要由气缸体12、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳13等组成，油底壳13设在气缸体12的底部，气缸盖设在气缸体12的顶部，气缸盖衬垫设在气缸体12的顶面与气缸盖的底面之间，用于密封二者之间的间隙。

曲柄连杆机构安装在机体组内且包括活塞、连杆、带有飞轮的曲轴2等，曲柄连杆机构是将活塞的直线往复运动变为曲轴2的旋转运动并输出动力的机构，气缸盖与活塞顶部和气缸一起形成燃烧室，燃烧室的顶部具有进气口和排气口，气门机构穿设在气缸盖内且封闭进气口和排气口。对于现有的一般发动机100而言，多采用两进两出的气门机构，少数也有采用一进一出或三进两出的气门机构。

如图1-图5所示，曲轴2上设置有第一传动部件41，第一传动部件41与曲轴2可分别单独加工，然后将第一传动部件41安装并固定在曲轴2上，或者第一传动部件41直接与曲轴2一体铸造成型。

根据本发明的一些实施例，第一传动部件41可以设在曲轴2的其中一个主轴颈和与该主轴颈相邻的连杆轴颈之间，具体地，第一传动部件41可以设在曲轴2的其中一个曲柄上，并且，第一传动部件41与曲轴2同轴布置，即第一传动部件41的中心轴线与曲轴2的旋转轴线重合，由此不会增加曲轴2旋转时的不平衡的离心力和离心力矩，同时还能保证第一传动部件41与中间传动部件43配合牢靠，不会出现分离的现象。但是，应当理解，第一传动部件41在曲轴2上的设置位置并不限于此。

电机3位于气缸体12的底部处，这里，“底部处”应当作广义理解，例如可以理解为是气缸体12的下方，或者也可以理解为是气缸体12与油底壳13的交界处。电机3的至少一部分位于油底壳13内，换言之，电机3可以全部位于油底壳13内部，或者电机3的下部位于油底壳13内部而电机3的上部向上伸入到气缸体12内。

如图2所示，电机3具有电机轴31，电机轴31上设置有第二传动部件42，第二传动部件42与电机轴31可以是分体加工形成的，然后装配在一起，或者第二传动部件42也可以是与电机轴31一体形成的。电机3与发动机100的蓄电池相连，应当理解的是，这里的电机3应当具有电动机以及发电机的功能。其可由曲轴2驱动其电动发电并将电能供给车辆或储存在蓄电池中，蓄电池也可将电能输出给电机3使电机3工作反过来驱动曲轴2。

参照图1-图5所示，根据本发明的一些优选实施例，第一传动部件41和第二传动部件42之间设置有中间传动部件43，中间传动部件43分别与第一传动部件41和第二传动部件42配合，以便发动机100起动时，电机3依次通过第二传动部件42、中间传动部件43和第一传动部件41驱动曲轴2绕曲轴2的旋转轴线旋转，在发动机100起动后，曲轴2依次通过第一传动部件41、中间传动部件43和第二传动部件42驱动电机3电动发电。

具体而言，当点火起动发动机100时，蓄电池向电机3输出电流，电机3的电机轴31带动第二传动部件42绕电机轴31旋转，第二传动部件42带动中间传动部件43旋转，中间传动部件43进而带动第一传动部件41和曲轴2绕曲轴2的旋转轴线旋转，活塞克服气缸内被压缩气体的阻力和发动机100本身及其附件内相对运动的摩擦阻力，该过程蓄电池将储存的电能转变为机械能带动曲轴2、连杆、活塞等开始运动，使发动机100进入工作循环，从而顺利起动发动机100，在起动发动机100的过程中，电机3的作用相当于传统发动机100配备的起动机。

当发动机100起动后，由发动机100曲轴2的高速运转，带动曲轴2上的第一传动部件41旋转，第一传动部件41带动中间传动部件43旋转，中间传动部件43带动第二传动部件42旋转，第二传动部件42带动电机3电动发电，为车辆正常行驶提供所需电力，并将多余的电量存储在蓄电池中，在发动机100气动后，电机3的作用相当于传统发动机100的电动机。

应当理解的是，根据本发明另一些实施例的发动机100也可取消中间传动部件43，此时第一传动部件41与第二传动部件42直接配合，在发动机100起动时，可由电机3驱动第二传动部件42直接带动第一传动部件41和曲轴2旋转。在发动机100起动后，由发动机100的曲轴2带动第一传动部件41旋转，再由第一传动部件41直接带动第二传动部件42旋转，由第二传动部件42驱动电机3电动发电。

由此，根据本发明实施例的发动机100，通过将传统发动机配备的起动机和发电机集成为一个电机3并设置与机体组内，从而大大减小了发动机100所占的体积，便于发动机100布置，可适当减小车辆的发动机舱的空间而适当增加驾驶舱的空间，并且起动机和发电机集成为一个电机3后还能有效降低发动机100的重量，节约成本。

根据本发明的一个实施例，如图2和图3所示，第一传动部件41为第一齿轮，第二传动部件42为第二齿轮，中间传动部件43为分别与第一齿轮和第二齿轮外啮合的中间齿轮。使用齿轮传动可以降低发动机100的噪声，同时齿轮传动的效率较高，且传动可靠。中间齿轮可以通过其齿轮轴设在油底壳13的内壁上或设置在气缸体12的底部。

优选地，参照图2，第一齿轮、中间齿轮和第二齿轮设在同一平面内，换言之，从上至下，第一齿轮、中间齿轮和第二齿轮并排布置，第一齿轮、中间齿轮和第二齿轮的轴线分别平行。由此结构更加紧凑。

这里，需要说明一点，“中间齿轮”应当作广义理解，例如可以仅指代一个齿轮，当然也可以指代多个齿轮，在图2和图3的示例中，该中间齿轮为一个齿轮，但是，应当理解，本发明并不限于此，中间齿轮也可以是齿轮组，该齿轮组中的多个齿轮依次啮合且最外侧的两个分别与第一齿轮和第二齿轮外啮合。

根据本发明的另一些实施例，如图4和图5所示，第一传动部件41为第一齿轮，第二传动部件42为第二齿轮，中间传动部件43为分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的中间链条。采用中间链条传动可以减少发动机100前端轮系需要带动的附件，从而降低异响等故障的出现概率。

根据本发明的再一些实施例，如图4和图5所示，第一传动部件41为第一皮带轮，第二传动部件42为第二皮带轮，中间传动部件43为分别与第一皮带轮和第二皮带轮配合的中间皮带。采用中间皮带传动可以减少发动机100前端轮系需要带动的附件，从而降低异响等故障的出现概率。

优选地，在该实施例中，中间皮带可为多楔带。这里，多楔带是指以平带为基体、内表面排布有等间距纵向40°梯形楔的环形橡胶传动带，其工作面为楔的侧面。采用多楔带作用中间传送带可以增加与第一皮带轮和第二皮带轮的接触面积和摩擦力较大，载荷沿带宽的分布较均匀，从而传动能力更大。

电机3的固定方式有多种。例如根据本发明的一些实施例，发动机100还包括支架51，支架51可以固定在气缸体12的底部，例如支架51可以通过螺栓紧固在气缸体12的底部，当然，支架51也可以固定在油底壳13内。电机3固定在支架51上且电机3整体收纳在油底壳13内。电机3与支架51的固定方式可采用螺栓固定，但不限于此。

根据本发明的另一些实施例，电机3设在气缸体12与油底壳13的交界处，换言之，电机3的下部收纳在油底壳13内，电机3的上部向上伸入气缸体12内，该实施例中气缸体12与油底壳13之间设置有裙架，电机3安装在该裙架上。电机3与裙架可采用螺栓固定，但不限于此。

由于电机3集成在机体组内且至少部分位于油底壳13内，油底壳13内存储有发动机100正常工作所需的润滑机油，电机3浸润在机油中会影响电机3的寿命和工作效率，同时不利于电机3散热。因此，优选地，根据本发明的一些实施例，发动机100还包括隔离装置52，隔离装置52套设在电机3的外面以将电机3与油底壳13内的机油隔离开，防止机油浸润或溅射到电机3上而影响电机3正常工作。

例如，隔离装置52可以是隔离罩，隔离罩的顶部可以敞开，隔离罩的顶部可以固定在气缸体12的底部，固定方式优选为可拆方式，例如通过螺栓固定。但是，应当理解的是，隔离装置52并不限于隔离罩，对于其它可将电机3与油底壳13内的机油隔离开的结构均落入本发明的保护范围内。

整体而言，根据本发明一些优选实施例的发动机100将起动机和电动机集成为一体并安装在机体组内，从而大大简化了发动机100的结构，降低了发动机100的整体尺寸、重量和成本，便于发动机100的布置。

下面简单描述根据本发明实施例的车辆。

根据本发明实施例的车辆包括根据本发明上述实施例中描述的发动机100。由此，根据本发明实施例的车辆结构相对更加简单、紧凑。

应当理解，根据本发明实施例的车辆的其它结构例如变速器、差速器、制动系统等均已为现有技术且为本领域的普通技术人员所熟知，因此这里不再一一详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种发动机，其特征在于，包括：

机体组，所述机体组包括气缸体、气缸盖、气缸盖衬垫以及油底壳，所述气缸盖设在所述气缸体的顶部，所述气缸盖衬垫设在所述气缸盖与所述气缸体之间，所述油底壳设在所述气缸体的底部；

曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构安装在所述机体组内，所述曲柄连杆机构具有曲轴，所述曲轴上设置有第一传动部件，所述第一传动部件的中心轴线与所述曲轴的旋转轴线重合；

电机，所述电机位于所述气缸体的底部处且所述电机的至少一部分位于所述油底壳内，所述电机的电机轴上设置有第二传动部件，所述电机与所述发动机的蓄电池相连，所述第一传动部件与所述第二传动部件配合。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述第一传动部件和所述第二传动部件之间设置有中间传动部件，所述中间传动部件分别与所述第一传动部件和所述第二传动部件配合，以便在所述发动机起动时，所述电机依次通过所述第二传动部件、所述中间传动部件和所述第一传动部件驱动所述曲轴旋转，在所述发动机起动后，所述曲轴依次通过所述第一传动部件、所述中间传动部件和所述第二传动部件驱动所述电机电动发电。

3.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述第一传动部件为第一齿轮，所述第二传动部件为第二齿轮，所述中间传动部件为分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮外啮合的中间齿轮。

4.根据权利要求3所述的发动机，其特征在于，所述第一齿轮、所述中间齿轮和所述第二齿轮设在同一平面内。

5.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述第一传动部件为第一齿轮，所述第二传动部件为第二齿轮，所述中间传动部件为分别与所述第一齿轮和所述第二齿轮啮合的中间链条。

6.根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述第一传动部件为第一皮带轮，所述第二传动部件为第二皮带轮，所述中间传动部件为分别与所述第一皮带轮和所述第二皮带轮配合的中间皮带。

7.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，还包括：支架，所述支架固定在所述气缸体的底部，所述电机固定在所述支架上且所述电机整体收纳在所述油底壳内。

8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述电机设在所述气缸体与所述油底壳的交界处，所述气缸体与所述油底壳之间设置有用于安装所述电机的裙架。

9.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，还包括：隔离装置，所述隔离装置套设在所述电机的外面以将所述电机与所述油底壳内的机油隔离开。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述隔离装置为隔离罩，所述隔离罩的顶部敞开且固定在所述气缸体的底部。

11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的发动机。