專利名稱：多缸混合動力車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車或摩托車等車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多缸混合動力車。
背景技術(shù)：
本發(fā)明人于2009年5月1日申請的申請?zhí)枮?00920140803. 1的中國實(shí) 用新型專利《自帶高效低能耗發(fā)電機(jī)的電驅(qū)動車》公開了一種混合動力車， 其主要由直流控制器、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、驅(qū)動電動機(jī)和蓄電池構(gòu)成。發(fā)動機(jī) 自帶電啟動系統(tǒng)，發(fā)動機(jī)與電動機(jī)聯(lián)動相連，發(fā)電機(jī)直接連接三相整流橋后， 再連接驅(qū)動電動機(jī)，在電動機(jī)前連接著調(diào)整電壓的直流控制器，用于控制直 流控制器的調(diào)速器電連接著直流控制器，發(fā)電機(jī)上連接著控制發(fā)電機(jī)油門的 油門調(diào)節(jié)器，在直接連接發(fā)電機(jī)的三相整流橋后，并聯(lián)著蓄電池，在整流橋 后的電路和蓄電池后的電路上各安置著一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)。上述方案采用的油電 混合動力，選用的發(fā)動機(jī)按照單缸體數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機(jī)和多缸發(fā) 動機(jī)僅有一個(gè)單缸體的發(fā)動機(jī)稱為單缸發(fā)動機(jī)；有兩個(gè)或兩個(gè)以上單缸體 的發(fā)動機(jī)稱為多缸發(fā)動機(jī)。為了獲得更高的運(yùn)行速度，發(fā)動機(jī)可采用四缸、 六缸、八缸等多缸發(fā)動機(jī)、通過曲軸串聯(lián)的方式對外輸出動力，即發(fā)動機(jī)內(nèi) 的每個(gè)單缸體的曲軸首尾依次連接，形成發(fā)動機(jī)內(nèi)所有的單缸體都共用一個(gè) 曲軸的傳動方式。多缸發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的提升和設(shè)計(jì)上的多樣化，更強(qiáng)勁的動力 及較為平順的振動，都是單缸發(fā)動機(jī)無法比擬的。但事物都有兩面性，多缸 發(fā)動機(jī)在部分負(fù)荷工況下燃油經(jīng)濟(jì)性低。因此為了解決這一矛盾，發(fā)明人考 慮在上述方案的基礎(chǔ)上結(jié)合"停缸控制技術(shù)"來進(jìn)行節(jié)能，其原理是當(dāng)車 輛在中小負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，發(fā)動機(jī)只需要其中的部分單缸體工作就足夠了，此 時(shí)讓另一部分單缸體停止工作，被停止工作的單缸體，其相應(yīng)的配氣機(jī)構(gòu)和 噴油系統(tǒng)都被關(guān)閉，這樣工作單缸體將承擔(dān)更高的負(fù)荷，從而減少泵氣損失 和機(jī)械損失，達(dá)到更經(jīng)濟(jì)的油耗水平。而當(dāng)加速或需要更大功率時(shí)，被停掉 的氣門和燃油噴射系統(tǒng)被瞬間激活，全部單缸體投入工作。"停缸控制技術(shù)" 雖能有效提高發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)效率，但在具體實(shí)現(xiàn)過程中仍然出現(xiàn) 如下問題1、為保證停缸時(shí)，汽車能夠可靠運(yùn)行，需要對發(fā)動機(jī)排氣量和輸 出之間動能轉(zhuǎn)換之間的復(fù)雜計(jì)算和設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度加大；2、 由于發(fā)動機(jī)采用的是曲軸串聯(lián)的方式，當(dāng)部分單缸體停止工作時(shí)，發(fā)動機(jī)單 側(cè)做工，振動和噪聲較大，工作穩(wěn)定性差，車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性亦會隨之降低； 3、采用上述停缸技術(shù)時(shí)被停止工作的單缸體將會成為負(fù)載，因此為了不影響 汽車的運(yùn)行，被停缸的發(fā)動機(jī)的單缸體個(gè)數(shù)不能超過所有單缸體的半數(shù)以上，
3如四缸發(fā)動機(jī)被停缸的單缸體最多為2個(gè)，六缸發(fā)動機(jī)被停缸的單缸體最多 為3個(gè)……，如果停缸個(gè)數(shù)超過半數(shù)，不僅不會節(jié)能，反而會加大能耗，因 而這種停缸方式在汽車在極小負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，很難達(dá)到最佳節(jié)能效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種多缸混合動力車，其具有油耗低、 運(yùn)行平穩(wěn)、易于維護(hù)等特點(diǎn)。
為解決上述問題，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的多缸混合動力車，其主要由蓄電池、 發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機(jī)構(gòu)成。上述發(fā)動機(jī) 包含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的單缸體，每個(gè)單缸體與電啟動裝置相連，電啟動裝 置的電源輸入端與蓄電池輸出電連接；上述發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)與單缸體的個(gè)數(shù)相 同，每個(gè)單缸體與一個(gè)發(fā)電機(jī)連接，單缸體的曲軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各 個(gè)發(fā)電機(jī)的三相輸出端經(jīng)一個(gè)三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套?dú)立 供電子系統(tǒng)；每套供電子系統(tǒng)相互并聯(lián)后，經(jīng)電源線分別連接至直流控制器 和驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端；直流控制器的輸出端通過信號線與驅(qū)動車輛運(yùn) 行的驅(qū)動電動機(jī)的控制端、以及每個(gè)單缸體的電啟動裝置的控制端連接。
上述方案中，所述三相整流橋的輸出端還經(jīng)轉(zhuǎn)換開關(guān)與蓄電池的充電端 連接，這樣當(dāng)供電子系統(tǒng)產(chǎn)生的能量超過汽車運(yùn)行所需能量時(shí)，富于的能量 可以為蓄電池進(jìn)行充電。
所述發(fā)動機(jī)可以是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上單缸體的多缸發(fā)動機(jī)，但最好是 由兩個(gè)或兩個(gè)以上單缸發(fā)動機(jī)組合而成，這樣發(fā)動機(jī)單缸體就分散安裝于車 體的不同部位，從而保證汽車的平穩(wěn)運(yùn)行。
所述發(fā)電機(jī)與霍爾元件構(gòu)成的電啟動裝置組合在一起，形成發(fā)電啟動一 體機(jī)，這樣，當(dāng)目標(biāo)發(fā)電啟動一體機(jī)接受到直流控制器的驅(qū)動信號后，同時(shí) 帶動其聯(lián)動的單缸體點(diǎn)火。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 將現(xiàn)有多缸發(fā)動機(jī)或兩個(gè)或兩個(gè)以上單缸發(fā)動機(jī)共用時(shí)采用曲軸串聯(lián) 連接的方式變?yōu)椴⒙?lián)連接，曲軸設(shè)計(jì)時(shí)不僅不必顧慮單缸體的排列方式，也 省卻了大曲軸的結(jié)構(gòu)、降低了生產(chǎn)成本；
2、 每個(gè)單缸體上連接有一個(gè)發(fā)電機(jī)，發(fā)動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，通過電動
機(jī)為車輛提供動力源，由現(xiàn)有機(jī)械停缸方式改為電子停缸方式，即使不同單 缸體轉(zhuǎn)軸非平衡運(yùn)動也不會影響整車的平穩(wěn)性；另外，被停缸的單缸體也不
會成為負(fù)載，對停缸的數(shù)目也沒有限定，使得發(fā)動機(jī)始終工作在最佳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn) 速下，有效提高燃油利用率，減少能耗；
3、 每個(gè)單缸體各自獨(dú)立，發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)構(gòu)成的獨(dú)立供電系統(tǒng)，安裝時(shí) 可根據(jù)車輛形狀的需要將其分解放于各個(gè)狹小部位；不僅可以極大的增加車 輛空間的使用率，利于散熱；而且當(dāng)某一子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不會影響車輛 的可行動性，并且可以獨(dú)立拆裝維修。該特性對于軍事用車輛來說是十分必要的安全特性；
4、由于發(fā)動機(jī)啟動即運(yùn)行于額定高轉(zhuǎn)速，主要由該機(jī)曲軸自帶的風(fēng)扇組 成風(fēng)冷系統(tǒng)即可保持高速運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動機(jī)的獨(dú)立單缸體還由于功率需求的變化 而經(jīng)常交替停機(jī)，其風(fēng)冷散熱效果已能足夠滿足需要，這樣相比現(xiàn)有車輛而 言即可省約了龐大的水冷系統(tǒng)。
附圖說禍


圖1為本發(fā)明一種具有多缸發(fā)動機(jī)的節(jié)能型車輛的原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明具有多缸發(fā)動機(jī)的節(jié)能型車輛的原理圖如圖1所示，包括汽車本 體，以及安裝在汽車上的蓄電池、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、三相整流橋、直流控制 器和驅(qū)動電動機(jī)構(gòu)成。上述發(fā)動機(jī)包含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的單缸體，每個(gè)單 缸體上接有電啟動裝置，電啟動裝置的電源輸入端與蓄電池輸出電連接；上 述發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)與單缸體的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)單缸體與一個(gè)發(fā)電機(jī)連接，單缸 體的曲軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個(gè)發(fā)電機(jī)的三相輸出端經(jīng)一個(gè)三相整流橋 后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套?dú)立供電子系統(tǒng)。每套供電子系統(tǒng)相互并聯(lián)后， 經(jīng)電源線分別連接至直流控制器和驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端；直流控制器的 輸出端通過信號線與驅(qū)動車輛運(yùn)行的驅(qū)動電動機(jī)的控制端、以及每個(gè)單缸體 的電啟動裝置的控制端連接。安裝在汽車上的發(fā)動機(jī)可以為多缸發(fā)動機(jī)、也 可以由兩個(gè)或兩個(gè)以上的單缸發(fā)動機(jī)組合而成。考慮到發(fā)動機(jī)單缸體分散安 裝于車體的不同部位時(shí)，汽車能夠具有更好的平衡性能，因此本發(fā)明的發(fā)動 機(jī)采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的單缸發(fā)動機(jī)組合而成。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，選 用的發(fā)電機(jī)為三相永磁無刷高頻發(fā)電機(jī)。選用的直流控制器為霍爾無刷直流 控制器。選用的驅(qū)動電動機(jī)為永磁電動機(jī)。
上述電啟動裝置用于在車輛運(yùn)行之初，帶動發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)?？紤]本發(fā) 明的發(fā)動機(jī)曲軸與電動機(jī)轉(zhuǎn)子是相互連接聯(lián)動的，因此我們可以將發(fā)電機(jī)與 霍爾元件構(gòu)成的電啟動裝置組合在一起，形成發(fā)電啟動一體機(jī)，使其在啟動 之初能夠帶動單缸體的曲軸旋轉(zhuǎn)，而在啟動之后能夠由單缸體驅(qū)動帶動發(fā)電。 當(dāng)需要某個(gè)單缸體啟動做功時(shí)，直流控制器發(fā)出啟動信號至電啟動裝置，此 時(shí)蓄電池給該單缸體上的發(fā)電機(jī)定子線圈供電，線圈產(chǎn)生磁場作用于轉(zhuǎn)子上 的永磁材料使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)動機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)動機(jī)目標(biāo)單缸體點(diǎn) 火運(yùn)轉(zhuǎn)。然后，該單缸體曲軸帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做功，轉(zhuǎn)子上的稀土永磁 材料的旋轉(zhuǎn)磁場作用于定子線圈產(chǎn)生三相交流電，通過三相整流橋變?yōu)橹绷?電輸出。至此即形成為一套獨(dú)立自整流供電的子系統(tǒng)。其余各單缸體在需要 做功輸出時(shí)，也采用同樣的方式各自整流供電的子系統(tǒng)輸出直流電與蓄電池 并聯(lián)，再通過直流控制器向永磁無刷直流電動機(jī)供電，以驅(qū)動車輛行進(jìn)。各 單缸體曲軸與曲軸之間即形成并聯(lián)做功輸出的關(guān)系。為了保證車輛的正常工作，所述所有供電子系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的額定功率的 累加值等于驅(qū)動電動機(jī)的額定功率相等。另外，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電量大于車 輛運(yùn)行過程中所需能量時(shí)，剩余發(fā)出的電量送至蓄電池，為蓄電池進(jìn)行充電， 如蓄電池充滿電則停此個(gè)別發(fā)動機(jī)單單缸體的運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)在整流橋后的并聯(lián) 主支路上、以及在蓄電池并聯(lián)分支路上各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，該轉(zhuǎn)換開關(guān)與 直流控制器連接，實(shí)現(xiàn)蓄電池充電和整車運(yùn)行用電之間的切換。
設(shè)每個(gè)發(fā)動機(jī)單缸體與發(fā)電機(jī)構(gòu)成的供電的子系統(tǒng)數(shù)量為x，每個(gè)發(fā)動
機(jī)單缸體輸出油門、轉(zhuǎn)速、功率固定于最優(yōu)的額定值，其上每個(gè)發(fā)電機(jī)的額
定功率為Y,電動機(jī)的額定功率為Z。則它們的關(guān)系為X*Y=Z。又設(shè)電動機(jī)所 需要功率為Zl，每個(gè)發(fā)動機(jī)單缸體的高效運(yùn)行做功范圍的輸出功率為Z1*M% 到ZW10096之間，當(dāng)0〈Z1〈WY時(shí)，則啟動l個(gè)單缸體供電系統(tǒng)做功輸出，高 于電動機(jī)所需功率部分1*Y-Zl為蓄電池充電；當(dāng)1*Y<Z1〈1*Y* (l+腦)<2*Y 時(shí)，則啟動2個(gè)單缸體供電系統(tǒng)做功輸出，高于電動機(jī)所需功率部分2*Y-1*Y* (1+M%)為蓄電池充電。依此類推，則X個(gè)發(fā)動機(jī)單缸體組成的多缸發(fā)動機(jī) 組即可按照所需功率大小調(diào)整開啟的發(fā)動機(jī)單缸體數(shù)量，從而達(dá)到使每個(gè)發(fā) 動機(jī)單缸體一運(yùn)行即固定于最佳運(yùn)行狀態(tài)，并且根據(jù)功率需求大小，每個(gè)發(fā)
動機(jī)單缸體可輪流停機(jī)。這樣，該多缸發(fā)動機(jī)機(jī)組即體現(xiàn)出了優(yōu)異的燃油經(jīng) 濟(jì)性、能量效率、易分布安裝特性、散熱效果以及更優(yōu)的機(jī)器使用和維護(hù)狀 態(tài)。
權(quán)利要求
1、多缸混合動力車，其主要由蓄電池、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機(jī)構(gòu)成，其特征在于上述發(fā)動機(jī)包含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的單缸體，每個(gè)單缸體與電啟動裝置相連，電啟動裝置的電源輸入端與蓄電池輸出電連接；上述發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)與單缸體的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)單缸體與一個(gè)發(fā)電機(jī)連接，單缸體的曲軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個(gè)發(fā)電機(jī)的三相輸出端經(jīng)一三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套?dú)立供電子系統(tǒng)；每套供電子系統(tǒng)相互并聯(lián)后，經(jīng)電源線分別連接至直流控制器和驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端；直流控制器的輸出端通過信號線與驅(qū)動車輛運(yùn)行的驅(qū)動電動機(jī)的控制端、以及每個(gè)單缸體的電啟動裝置的控制端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸混合動力車，其特征在于所述三相 整流橋的輸出端還經(jīng)一轉(zhuǎn)換開關(guān)與蓄電池的充電端連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多缸混合動力車，其特征在于所述 所有供電子系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的額定功率的累加值等于驅(qū)動電動機(jī)的額定功 率相等。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多缸混合動力車，其特征在于所述 發(fā)動機(jī)可以是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上單缸體的多缸發(fā)動機(jī)、也可以由兩個(gè)或 兩個(gè)以上單缸發(fā)動機(jī)組合而成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸混合動力車，其特征在于所述發(fā)電 機(jī)與霍爾元件構(gòu)成的電啟動裝置組合在一起，形成發(fā)電啟動一體機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多缸混合動力車，其特征在于所述發(fā)電 機(jī)為三相永磁無刷高頻發(fā)電機(jī)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸混合動力車，其特征在于所述直流 控制器為霍爾無刷直流控制器。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸混合動力車，其特征在于所述驅(qū)動 電動機(jī)為永磁電動機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的多缸混合動力車，包括蓄電池、發(fā)動機(jī)、發(fā)電機(jī)、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機(jī)。發(fā)動機(jī)包含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的單缸體，每個(gè)單缸體與電啟動裝置相連，電啟動裝置的電源輸入端與蓄電池輸出電連接；發(fā)電機(jī)的個(gè)數(shù)與單缸體的個(gè)數(shù)相同，每個(gè)單缸體與一個(gè)發(fā)電機(jī)連接，單缸體的曲軸與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個(gè)發(fā)電機(jī)的三相輸出端經(jīng)一個(gè)三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套?dú)立供電子系統(tǒng)。每套供電子系統(tǒng)相互并聯(lián)后，經(jīng)電源線分別連接至直流控制器和驅(qū)動電動機(jī)的電源輸入端。直流控制器的輸出端通過信號線與驅(qū)動車輛運(yùn)行的驅(qū)動電動機(jī)的控制端、以及每個(gè)單缸體的電啟動裝置的控制端連接。本發(fā)明具有油耗低、運(yùn)行平穩(wěn)、易于維護(hù)等特點(diǎn)。
文檔編號B60K6/20GK101659201SQ20091011439
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者趙春榮, 陽雷鳴 申請人:陽雷鳴;趙春榮