專利名稱：多缸混合動力車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型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)：
本實用新型人于2009年5月1日申請的申請?zhí)枮?00920140803. 1的中國實用 新型專利《自帶高效低能耗發(fā)電機的電驅(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、發(fā)電機、驅(qū)動電動機和蓄電池構(gòu)成。發(fā)動機自帶電啟動系統(tǒng)，發(fā)動機與電動機聯(lián) 動相連，發(fā)電機直接連接三相整流橋后，再連接驅(qū)動電動機，在電動機前連接著調(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)電機上連接著控制發(fā) 電機油門的油門調(diào)節(jié)器，在直接連接發(fā)電機的三相整流橋后，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)動機按照單缸體數(shù)目不同可以分為單缸發(fā)動機和多缸發(fā)動機僅有一個單缸體的發(fā)動機 稱為單缸發(fā)動機；有兩個或兩個以上單缸體的發(fā)動機稱為多缸發(fā)動機。為了獲得更高的運 行速度，發(fā)動機可采用四缸、六缸、八缸等多缸發(fā)動機、通過曲軸串聯(lián)的方式對外輸出動力， 即發(fā)動機內(nèi)的每個單缸體的曲軸首尾依次連接，形成發(fā)動機內(nèi)所有的單缸體都共用一個曲 軸的傳動方式。多缸發(fā)動機轉(zhuǎn)速的提升和設(shè)計上的多樣化，更強勁的動力及較為平順的振 動，都是單缸發(fā)動機無法比擬的。但事物都有兩面性，多缸發(fā)動機在部分負(fù)荷工況下燃油經(jīng) 濟(jì)性低。因此為了解決這一矛盾，實用新型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)載下運行時，發(fā)動機只需要其中的部分單缸體 工作就足夠了，此時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，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)動機在低負(fù)荷下的經(jīng)濟(jì)效 率，但在具體實現(xiàn)過程中仍然出現(xiàn)如下問題1、為保證停缸時，汽車能夠可靠運行，需要對 發(fā)動機排氣量和輸出之間動能轉(zhuǎn)換之間的復(fù)雜計算和設(shè)計，從而導(dǎo)致控制系統(tǒng)設(shè)計難度加 大；2、由于發(fā)動機采用的是曲軸串聯(lián)的方式，當(dāng)部分單缸體停止工作時，發(fā)動機單側(cè)做工， 振動和噪聲較大，工作穩(wěn)定性差，車輛運行的平穩(wěn)性亦會隨之降低；3、采用上述停缸技術(shù)時 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行，被停缸的發(fā)動機的單缸 體個數(shù)不能超過所有單缸體的半數(shù)以上，如四缸發(fā)動機被停缸的單缸體最多為2個，六缸 發(fā)動機被停缸的單缸體最多為3個……，如果停缸個數(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)載下運行時，很難達(dá)到最佳節(jié)能效果。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種多缸混合動力車，其具有油耗低、運 行平穩(wěn)、易于維護(hù)等特點。 為解決上述問題，本實用新型所設(shè)計的多缸混合動力車，其主要由蓄電池、發(fā)動機、發(fā)電機、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機構(gòu)成。上述發(fā)動機包含有兩個或兩個以 上的單缸體，每個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)電機的個數(shù)與單缸體的個數(shù)相同，每個單缸體與一個發(fā)電機連接，單缸體的曲軸 與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個發(fā)電機的三相輸出端經(jīng)一個三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，?成一套獨立供電子系統(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)動車輛運行的驅(qū)動電動機 的控制端、以及每個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行所需能量時，富于的能量可以為蓄電池進(jìn)行充 電。 所述發(fā)動機可以是具有兩個或兩個以上單缸體的多缸發(fā)動機，但最好是由兩個或 兩個以上單缸發(fā)動機組合而成，這樣發(fā)動機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)運行。 所述發(fā)電機與霍爾元件構(gòu)成的電啟動裝置組合在一起，形成發(fā)電啟動一體機，這 樣，當(dāng)目標(biāo)發(fā)電啟動一體機接受到直流控制器的驅(qū)動信號后，同時帶動其聯(lián)動的單缸體點 火。 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點 1 、將現(xiàn)有多缸發(fā)動機或兩個或兩個以上單缸發(fā)動機共用時采用曲軸串聯(lián)連接的 方式變?yōu)椴⒙?lián)連接，曲軸設(shè)計時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、每個單缸體上連接有一個發(fā)電機，發(fā)動機帶動發(fā)電機發(fā)電，通過電動機為車輛 提供動力源，由現(xiàn)有機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、每個單缸體各自獨立，發(fā)動機和發(fā)電機構(gòu)成的獨立供電系統(tǒng)，安裝時可根據(jù)車 輛形狀的需要將其分解放于各個狹小部位；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，不會影響車輛的可行動性，并且可以獨立拆裝維修。 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)動機啟動即運行于額定高轉(zhuǎn)速，主要由該機曲軸自帶的風(fēng)扇組成風(fēng)冷系 統(tǒng)即可保持高速運轉(zhuǎn)，發(fā)動機的獨立單缸體還由于功率需求的變化而經(jīng)常交替停機，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)。

圖1為本實用新型一種具有多缸發(fā)動機的節(jié)能型車輛的原理圖。
具體實施方式
本實用新型具有多缸發(fā)動機的節(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、發(fā)電機、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機構(gòu)成。 上述發(fā)動機包含有兩個或兩個以上的單缸體，每個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)電機的個數(shù)與單缸體的個數(shù)相同，每個單缸體 與一個發(fā)電機連接，單缸體的曲軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個發(fā)電機的三相輸出端經(jīng)一個 三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套獨立供電子系統(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)動車輛運行的驅(qū)動電動機的控制端、以及每個單缸體的電啟動裝置的控制端連接。 安裝在汽車上的發(fā)動機可以為多缸發(fā)動機、也可以由兩個或兩個以上的單缸發(fā)動機組合而 成?？紤]到發(fā)動機單缸體分散安裝于車體的不同部位時，汽車能夠具有更好的平衡性能，因 此本實用新型的發(fā)動機采用兩個或兩個以上的單缸發(fā)動機組合而成。在本實用新型優(yōu)選實 施例中，選用的發(fā)電機為三相永磁無刷高頻發(fā)電機。選用的直流控制器為霍爾無刷直流控 制器。選用的驅(qū)動電動機為永磁電動機。 上述電啟動裝置用于在車輛運行之初，帶動發(fā)動機曲軸旋轉(zhuǎn)。考慮本實用新型的 發(fā)動機曲軸與電動機轉(zhuǎn)子是相互連接聯(lián)動的，因此我們可以將發(fā)電機與霍爾元件構(gòu)成的電 啟動裝置組合在一起，形成發(fā)電啟動一體機，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)需要某個單缸體啟動做功時，直流控制器發(fā) 出啟動信號至電啟動裝置，此時蓄電池給該單缸體上的發(fā)電機定子線圈供電，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)動機曲軸旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)動機目標(biāo)單缸體 點火運轉(zhuǎn)。然后，該單缸體曲軸帶動發(fā)電機轉(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)橹绷麟娸敵?。至此即形成為一?獨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，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)電機的額定功率的累加值等 于驅(qū)動電動機的額定功率相等。另外，當(dāng)發(fā)電機發(fā)出的電量大于車輛運行過程中所需能量 時，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別發(fā)動機單 單缸體的運轉(zhuǎn)。此時在整流橋后的并聯(lián)主支路上、以及在蓄電池并聯(lián)分支路上各安裝一個 轉(zhuǎn)換開關(guān)，該轉(zhuǎn)換開關(guān)與直流控制器連接，實現(xiàn)蓄電池充電和整車運行用電之間的切換。 設(shè)每個發(fā)動機單缸體與發(fā)電機構(gòu)成的供電的子系統(tǒng)數(shù)量為X，每個發(fā)動機單缸體 輸出油門、轉(zhuǎn)速、功率固定于最優(yōu)的額定值，其上每個發(fā)電機的額定功率為Y，電動機的額定 功率為Z。則它們的關(guān)系為XAY二Z。又設(shè)電動機所需要功率為Z1，每個發(fā)動機單缸體的 高效運行做功范圍的輸出功率為ZWMX到21*100%之間，當(dāng)0 < Zl < 1*Y時，則啟動1個 單缸體供電系統(tǒng)做功輸出，高于電動機所需功率部分1*Y_Z1為蓄電池充電；當(dāng)1*Y < Zl < 1*Y*(1+M% ) < 2*￥時，則啟動2個單缸體供電系統(tǒng)做功輸出，高于電動機所需功率部分 2*Y-1*Y*(1+M%)為蓄電池充電。依此類推，則X個發(fā)動機單缸體組成的多缸發(fā)動機組即 可按照所需功率大小調(diào)整開啟的發(fā)動機單缸體數(shù)量，從而達(dá)到使每個發(fā)動機單缸體一運行 即固定于最佳運行狀態(tài)，并且根據(jù)功率需求大小，每個發(fā)動機單缸體可輪流停機。這樣，該 多缸發(fā)動機機組即體現(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)的機器使用和維護(hù)狀態(tài)。
權(quán)利要求多缸混合動力車，其主要由蓄電池、發(fā)動機、發(fā)電機、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機構(gòu)成，其特征在于上述發(fā)動機包含有兩個或兩個以上的單缸體，每個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)電機的個數(shù)與單缸體的個數(shù)相同，每個單缸體與一個發(fā)電機連接，單缸體的曲軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個發(fā)電機的三相輸出端經(jīng)一三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套獨立供電子系統(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)動車輛運行的驅(qū)動電動機的控制端、以及每個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)電機的額定功率的累加值等于驅(qū)動電動機的額定功率。
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)動機可以是具有 兩個或兩個以上單缸體的多缸發(fā)動機、也可以由兩個或兩個以上單缸發(fā)動機組合而成。
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。
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)電機為三相永磁無刷 高頻發(fā)電機。
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)動電動機為永磁電動機。
專利摘要本實用新型所設(shè)計的多缸混合動力車，包括蓄電池、發(fā)動機、發(fā)電機、三相整流橋、直流控制器和驅(qū)動電動機。發(fā)動機包含有兩個或兩個以上的單缸體，每個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)電機的個數(shù)與單缸體的個數(shù)相同，每個單缸體與一個發(fā)電機連接，單缸體的曲軸與發(fā)電機的轉(zhuǎn)子聯(lián)動，各個發(fā)電機的三相輸出端經(jīng)一個三相整流橋后變?yōu)橹绷麟娸敵?，形成一套獨立供電子系統(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)動車輛運行的驅(qū)動電動機的控制端、以及每個單缸體的電啟動裝置的控制端連接。本實用新型具有油耗低、運行平穩(wěn)、易于維護(hù)等特點。
文檔編號B60K6/20GK201484165SQ20092014132
公開日2010年5月26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