CN2690599Y - 气、电、油混合动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机动车用的气、电、油混合动力装置。包括油气两用发动机、发电机、离合器、变速器、轮毂电机、变流器、充电器、蓄电池、切换器、气体压缩机、集气球、分配开关、储气罐、空气管道、车轮传动链，发动机包括子缸发动机和母缸发动机，子缸发动机与直线发电机连接，进排气阀包括上片、下片、圆柱转芯，变速器包括两个塔轮、传动链、拨叉，本实用新型的好处是：设有空气蓄能装置，回收刹车和空载时多余的能量，向发动机提供压缩空气，提高发动机效率，采用具有转芯结构的进排气阀，结构简单，体积小，气密性好，易检修，易制造，子缸可以单独工作，节油、燃烧好、排污少。

Description

气、电、油混合动力装置

技术领域

本实用新型涉及一种车用动力装置，尤其是一种包括空气压缩机、油气两用发动机、发电机的气、电、油混合动力装置。

背景技术

现有的车用动力装置，有机械动力装置和电动装置，机械动力装置利用发动机产生动力通过传动机构驱动车轮，发动机使用汽油、柴油等燃料，结构复杂，体积大，噪音大，密闭性差，化油器、电喷等燃烧不好浪费燃料，发动机的经济工况是在接近最大功率工况，实际上多数时间发动机是低于经济工况运行，低工况运行时一部分能量消耗在做无用功上，造成发动机耗油量大；刹车时能量白白浪费，电动装置利用电动机产生动力带动传动机构驱动车轮，电动机使用的电能一般来源于车载电池，目前还处于不成熟状态。

发明内容

本实用新型的目的提供一种发动机始终在经济工况下运行，低工况运行时多余能量用来发电存储到蓄电池内，具有储能、节能、带能量回收的气、电、油混合动力装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种气、电、油混合动力装置，包括油气两用发动机、发电机、离合器、变速器、轮毂电机、变流器、充电器、蓄电池、气体压缩机、集气球、储气罐；发动机3输出轴通过离合器11、变速器12与车轮1轴连接，发动机产生动力直接驱动车轮，发动机输出轴同时还通过离合器13、变速器14与发电机15轴连接，驱动车轮1上设有轮毂电机2；

发电机与变流器连接后，一路与充电器、蓄电池连接，另一路与切换器19连接，蓄电池引出端与切换器19连接，切换器19引出端与轮毂电机2连接；

空气压缩机包括高压缸24和低压缸23，低压缸23连接低压集气球27，低压集气球27通过分配开关28连接贮气罐29，高压缸24连接高压集气球25，高压集气球25通过分配开关26也与贮气罐29连接，贮气罐29出口通过分配开关30连接压缩空气输出集气球31，压缩空气输出集气球31出口通过空气管道5与发动机连接；电动机20与变速器21连接，变速器21与离合器22连接，离合器22与空气压缩机输入轴连接，车轮上的传动链32也与变速器21连接；

发动机还包括子缸发动机6，原来发动机称为母缸发动机，子缸发动机6与直线发电机连接，直线发电机包括固定线圈9和磁铁芯10，子缸与母缸共用一个气缸盖，子缸发动机通过固定支点7和连杆8与直线发电机磁铁芯10连接，直线发电机和蓄电池18、轮毂电机2连接；

发动机进排气系统包括进气管38、进气阀39、排气管41、排气阀42、进排气腔40，进、排气经过进、排气阀与一个进排气腔连接，共用一个进排气腔，进排气腔内设有带圆柱转芯35的气阀；也可将进排气腔分开，用圆柱转芯35直接作为进排气阀。

发动机进排气系统的进气阀39、排气阀42采用带圆柱转芯的气阀或球阀，进排气腔气阀为带圆柱转芯的气阀，进气球阀39的阀杆与进气传动杆51连接，排气球阀42的阀杆与排气传动杆50连接，进排气腔气阀转芯轴与进排气腔传动杆49连接，进气传动杆51、排气传动杆50、进排气腔传动杆49与主传动杆52采用蜗轮蜗杆连接，蜗轮蜗杆传动比根据进、排气阀阀芯和进排气腔转芯转速确定，主传动杆52通过传动齿轮47与间歇传动齿轮46啮合，主传动杆52端部还设有防逆转棘轮棘爪48，发动机43的曲轴44通过传动带或链45与间歇传动齿轮46连接，发动机主轴用曲轴锁定装置4将曲轴锁定，电机53通过传动带或链与间歇传动齿轮46连接，进排气传动杆51、52也可直接连接主轴传动系统。

发动机带圆柱转芯的气阀包括上片33、下片34、圆柱转芯35，圆柱转芯上设有长条通气孔37，上、下片接触面设有若干个半圆形凹槽，凹槽设有与圆柱转芯上相对应的长条通气孔36，上、下片连接在一起，半圆形凹槽合拢围若干个圆柱形中间空腔，圆柱转芯放置在中间空腔内；当圆柱转芯35转到一定位置时，圆柱转芯上长条通气孔37与凹槽的长条通气孔36连通。

变速器包括两个塔轮21-1、传动链21-2、拨叉21-3，两个塔轮21-1正反放置，传动链21-2与两个塔轮21-1连接，拨叉21-3位于两个塔轮的长条状缝隙中，调整拨叉21-3可以改变传动比，达到变速目的，两个塔轮为一组，一个变速器可放置两组或两组以上的塔轮，两组塔轮之间用齿轮或链条连接一起。

本实用新型的好处是：

设有空气蓄能装置，回收刹车和低工况时多余的能量储存在压缩空气罐中，向发动机提供压缩空气，提高发动机效率，采用具有转芯结构的进排气阀，结构简单，体积小，气密性好，通气量大，易检修，易制造，燃烧好，污染物排放少，采用子缸发动机和直线发动机，子缸可以单独工作，节油、燃烧好、排污少。

附图说明

图1本实用新型结构示意图

图2发动机进排气系统结构示意图

图3发动机进排气阀结构示意图

图4发动机进排气阀驱动机构结构示意图

图5间歇传动齿轮46啮合示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型详细说明：

如图所示，一种气、电、油混合动力装置，包括燃油和压缩空气两用的油气两用发动机、发电机、离合器、变速器、轮毂电机、变流器、充电器、蓄电池、气体压缩机、集气球、储气罐；发动机3输出轴通过离合器11、变速器12与车轮1轴连接，发动机产生动力直接驱动车轮，发动机输出轴同时还通过离合器13、变速器14与发电机15轴连接，在甩负荷时发动机动力全部用来发电，在低负荷时发动机动力可以部分驱动车轮，部分用来发电，即混合动力。驱动车轮1上设有轮毂电机2，发电机经过变流器后一路与充电器、蓄电池连接，另一路与切换器19连接，蓄电池引出端与切换器19连接，切换器19引出端与轮毂电机2连接，发电机15发出来交流电通过变流器17转换为直流电，由充电器16为蓄电池18充电，发电机15发出来交流电通过变流器17转换为直流电和蓄电池18提供的直流电通过切换器19向轮毂电机2提供电源，驱动车轮也可以使用轮毂电机提供动力，这时发动机动力也是全部用来发电；发动机还包括子缸发动机6，原来发动机称为母缸发动机，子缸发动机6与直线发电机连接，直线发电机包括固定线圈9和磁铁芯10，子缸与母缸共用一个气缸盖，子缸发动机通过固定支点7和连杆8与直线发电机磁铁芯10连接，使直线发电机的磁铁芯10做直线往复运动发电，直线发电机可以和蓄电池18、轮毂电机2连接，可向蓄电池18充电及提供轮毂电机2电源。可以通过曲轴锁定装置4将母缸发动机活塞锁定在上止点位置，子缸单独工作，节油、燃烧好、排污少，如果压缩空气压力足够的情况下，可以用压缩空气驱动子缸工作，带动直线发电机。变速器包括两个塔轮21-1、传动链21-2、拨叉21-3，两个塔轮21-1正反放置，传动链21-2与两个塔轮21-1连接，拨叉21-3位于两个塔轮的长条状缝隙中，调整拨叉21-3可以改变传动比，达到变速目的，两个塔轮为一组，一个变速器可放置两组或两组以上的塔轮，两组塔轮之间用齿轮或链条连接一起。

空气压缩机分为高压缸24和低压缸23，低压缸23连接低压集气球27，低压集气球27通过分配开关28连接贮气罐29，高压缸24连接高压集气球25，高压集气球25通过分配开关26也与贮气罐29连接，贮气罐29出口通过分配开关30连接压缩空气输出集气球31，当贮气罐29内没有压力或压力较低时，低压缸23压缩后的低压空气进入贮气罐29内，随着压力提高，低压缸23压缩后的低压空气不能进入贮气罐29了，这时，高压缸24压缩后的高压空气进入贮气罐29内，贮气罐29通过分配开关30进入压缩空气输出集气球31，压缩空气输出集气球31出口通过空气管5与发动机连接；电动机20与变速器21连接，变速器21与离合器22连接，离合器22与空气压缩机输入轴连接，车轮上的传动链32或轴也与变速器21连接；电动机20可以驱动压缩机工作，也可以利用刹车等情况多余的能量驱动空气压缩机，具有能量回收作用及刹车防刨死效果。

发动机进排气系统包括进气管38、进气阀39、排气管41、排气阀42、进排气腔40，进、排气经过进、排气阀与一个进排气腔连接，共用一个进排气腔，进排气腔内设有带圆柱转芯35的气阀；也可将进排气腔分开，用圆柱转芯35直接作为进排气阀。

发动机进排气系统的进气阀39、排气阀42采用带圆柱转芯的气阀或球阀，进排气腔气阀为带圆柱转芯的气阀，进气球阀39的阀杆与进气传动杆51连接，排气球阀42的阀杆与排气传动杆50连接，进排气腔气阀转芯轴与进排气腔传动杆49连接，进气传动杆51、排气传动杆50、进排气腔传动杆49与主传动杆52采用蜗轮蜗杆连接，比凸轮传动性能可靠，蜗轮蜗杆传动比根据进、排气阀阀芯和进排气腔转芯转速确定，主传动杆52通过传动齿轮47与间歇传动齿轮46啮合，主传动杆52端部还设有防逆转棘轮棘爪48，发动机43的曲轴44通过传动带或链45与间歇传动齿轮46连接，发动机主轴可用曲轴锁定装置4将曲轴锁定，电机53通过传动带或链与间歇传动齿轮46连接。

进排气传动杆51、52也可直接连接主轴传动系统，改变传动比完成进排气过程，在进气阀同轴设有燃料开关阀，在进气同时喷入乙醇或液化气等与进入缸内的空气充分混合，在压缩末期将汽油或柴油喷入缸内再点火。

发动机带圆柱转芯的气阀包括上片33、下片34、圆柱转芯35，圆柱转芯上设有长条通气孔37，上、下片接触面设有若干个半圆形凹槽，凹槽设有与圆柱转芯上相对应的长条通气孔36，上、下片连接在一起，半圆形凹槽合拢围若干个圆柱形中间空腔，圆柱转芯放置在中间空腔内；当圆柱转芯35转到一定位置时，转芯通气孔和凹槽的通气孔连通或错开，本结构简单，气密性好，易检修，易制造，可以有四个接点，可安装双火花塞多点点火系统及双燃料缸内直喷技术。

Claims (6)

1.一种气、电、油混合动力装置，其特征在于：包括油气两用发动机、发电机、离合器、变速器、轮毂电机、变流器、充电器、蓄电池、气体压缩机、集气球、储气罐；发动机(3)输出轴通过离合器(11)、变速器(12)与车轮(1)轴连接，发动机产生动力直接驱动车轮，发动机输出轴同时还通过离合器(13)、变速器(14)与发电机(15)轴连接，驱动车轮(1)上设有轮毂电机(2)；

发电机与变流器连接后，一路与充电器、蓄电池连接，另一路与切换器(19)连接，蓄电池引出端与切换器(19)连接，切换器(19)引出端与轮毂电机(2)连接；

空气压缩机包括高压缸(24)和低压缸(23)，低压缸(23)连接低压集气球(27)，低压集气球(27)通过分配开关(28)连接贮气罐(29)，高压缸(24)连接高压集气球(25)，高压集气球(25)通过分配开关(26)也与贮气罐(29)连接，贮气罐(29)出口通过分配开关(30)连接压缩空气输出集气球(31)，压缩空气输出集气球(31)出口通过空气管道(5)与发动机连接；电动机(20)与变速器(21)连接，变速器(21)与离合器(22)连接，离合器(22)与空气压缩机输入轴连接，车轮上的传动链(32)也与变速器(21)连接。

2.根据权利要求1所述的气、电、油混合动力装置，其特征在于：发动机还包括子缸发动机(6)，原来发动机称为母缸发动机，子缸发动机(6)与直线发电机连接，直线发电机包括固定线圈(9)和磁铁芯(10)，子缸与母缸共用一个气缸盖，子缸发动机通过固定支点(7)和连杆(8)与直线发电机磁铁芯(10)连接，直线发电机和蓄电池(18)、轮毂电机(2)连接。

3.根据权利要求1所述的气、电、油混合动力装置，其特征在于：发动机进排气系统包括进气管(38)、进气阀(39)、排气管(41)、排气阀(42)、进排气腔(40)，进、排气经过进、排气阀与一个进排气腔连接，共用一个进排气腔，进排气腔内设有带圆柱转芯(35)的气阀。

4.根据权利要求1所述的气、电、油混合动力装置，其特征在于：发动机进排气系统的进气阀(39)、排气阀(42)采用带圆柱转芯的气阀或球阀，进排气腔气阀为带圆柱转芯的气阀，进气球阀(39)的阀杆与进气传动杆(51)连接，排气球阀(42)的阀杆与排气传动杆(50)连接，进排气腔气阀转芯轴与进排气腔传动杆(49)连接，进气传动杆(51)、排气传动杆(50)、进排气腔传动杆(49)与主传动杆(52)采用蜗轮蜗杆连接，主传动杆(52)通过传动齿轮(47)与间歇传动齿轮(46)啮合，主传动杆(52)端部还设有防逆转棘轮棘爪(48)，发动机(43)的曲轴(44)通过传动带或链(45)与间歇传动齿轮(46)连接，发动机主轴用曲轴锁定装置(4)将曲轴锁定，电机(53)通过传动带或链与间歇传动齿轮(46)连接，进排气传动杆(51)、(52)也可直接连接主轴传动系统。

5.根据权利要求3或4所述的气、电、油混合动力装置，其特征在于：发动机带圆柱转芯的气阀包括上片(33)、下片(34)、圆柱转芯(35)，圆柱转芯上设有长条通气孔(37)，上、下片接触面设有若干个半圆形凹槽，凹槽设有与圆柱转芯上相对应的长条通气孔(36)，上、下片连接在一起，半圆形凹槽合拢围若干个圆柱形中间空腔，圆柱转芯放置在中间空腔内；当圆柱转芯(35)转到一定位置时，圆柱转芯上长条通气孔(37)与凹槽的长条通气孔(36)连通。

6.根据权利要求1或2所述的气、电、油混合动力装置，其特征在于：变速器包括两个塔轮(21-1)、传动链(21-2)、拨叉(21-3)，两个塔轮(21-1)正反放置，传动链(21-2)与两个塔轮(21-1)连接，拨叉(21-3)位于两个塔轮的长条状缝隙中，两个塔轮为一组，一个变速器可放置两组或两组以上的塔轮，两组塔轮之间用齿轮或链条连接一起。

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