本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分的特征的電力單元。本發(fā)明另外涉及一種具有此電力單元的車輛。以上類型的電力單元例如從專利wo2012/056275a1已知。

背景技術(shù)：

已知電力單元具有擁有反向旋轉(zhuǎn)曲軸的兩氣缸往復(fù)式活塞引擎，反向旋轉(zhuǎn)曲軸在其軸桿頸架處通過正齒輪彼此耦合。正齒輪彼此嚙合且使反向旋轉(zhuǎn)曲軸同步。往復(fù)式活塞引擎驅(qū)動(dòng)用于發(fā)電的交流發(fā)電機(jī)。交流發(fā)電機(jī)包括與兩個(gè)曲軸中的一者嚙合的交流發(fā)電機(jī)大齒輪。在操作中，交流發(fā)電機(jī)以與第一曲軸相對的方向旋轉(zhuǎn)，且以與第二曲軸相同的方向旋轉(zhuǎn)。

已知電力單元特定來說用于混合動(dòng)力車輛中，且因此運(yùn)行平滑度、低振動(dòng)和緊湊型設(shè)計(jì)都是重要因素。這些特性已經(jīng)由已知電力單元滿足。盡管如此，仍在作出努力以進(jìn)一步改進(jìn)這些性質(zhì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是由此進(jìn)一步開發(fā)已知電力單元使得其具有關(guān)于運(yùn)行平滑度和低振動(dòng)改進(jìn)的性質(zhì)，同時(shí)尤其具有緊湊型尺寸。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是詳細(xì)說明具有此改進(jìn)的電力單元的機(jī)動(dòng)車輛。

根據(jù)本發(fā)明，涉及電力單元的該目的由專利權(quán)利要求1的主題實(shí)現(xiàn)，且涉及機(jī)動(dòng)車輛的目的由專利權(quán)利要求9的主題實(shí)現(xiàn)。

因此，本發(fā)明是基于提出一種尤其用于混合動(dòng)力車輛的電力單元的構(gòu)思，所述電力單元具有兩-氣缸往復(fù)式活塞引擎，所述氣缸往復(fù)式活塞引擎具有以串列式布置的兩-汽缸中引導(dǎo)的兩個(gè)活塞。所述兩-氣缸往復(fù)式活塞引擎還具有通過連桿連接到活塞的兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)曲軸。電力單元包括交流發(fā)電機(jī)，其相對于第一曲軸以相對方向旋轉(zhuǎn)且相對于第二曲軸以相同的方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明，交流發(fā)電機(jī)經(jīng)由牽引裝置與至少第一曲軸成驅(qū)動(dòng)嚙合，且具有平衡塊。第一曲軸還經(jīng)由定時(shí)鏈條或定時(shí)帶連接到平衡軸桿，平衡軸桿承載另一平衡塊。

由于交流發(fā)電機(jī)承載平衡物，交流發(fā)電機(jī)已經(jīng)充當(dāng)?shù)谝黄胶廨S桿。交流發(fā)電機(jī)因此滿足雙重功能，即一方面發(fā)電且另一方面平衡慣性力。因此，如此設(shè)計(jì)的的交流發(fā)電機(jī)促進(jìn)改進(jìn)的運(yùn)行平滑度。為完全補(bǔ)償二階慣性力，此僅需要單一單獨(dú)的平衡軸桿。因此實(shí)施電力單元的緊湊型結(jié)構(gòu)，其不管完整的蘭徹斯特平衡(lanchesterbalancing)如何，仍示出就運(yùn)行平滑度和低振動(dòng)水平而言顯著的改進(jìn)。

在優(yōu)選的變型中，可提供以下情況：牽引裝置為齒形帶或齒形鏈條。齒形帶的使用實(shí)現(xiàn)尤其低噪聲設(shè)計(jì)。齒形鏈條的使用還促進(jìn)另一噪聲減小設(shè)計(jì)，同時(shí)還提供高耐磨性。此外，齒形鏈條具有就往復(fù)式活塞引擎的油潤滑而言的優(yōu)點(diǎn)。

在本發(fā)明的變型的情況下，第一曲軸和第二曲軸可彼此成直接齒輪嚙合。換句話說，在其端面中的每一者上，曲軸可包括彼此嚙合的鏈輪或齒形曲柄頰板。第一曲軸經(jīng)由牽引裝置另外連接到交流發(fā)電機(jī)，且經(jīng)由定時(shí)鏈條連接到平衡軸桿。

特別優(yōu)選的替代方案中，牽引裝置為兩側(cè)上具有齒的齒形鏈條，其中齒形鏈條的外側(cè)與第一曲軸的鏈輪嚙合，齒形鏈條的內(nèi)側(cè)與第二曲軸的鏈輪嚙合。齒形鏈條因此遵循相對單一的路線，其就將力從鏈輪到交流發(fā)電機(jī)的傳輸而言是有利的。確切地說，鏈條具有負(fù)載下的少量偏轉(zhuǎn)點(diǎn)。此外，避免了曲軸彼此或與交流發(fā)電機(jī)的直接齒輪嚙合，這對往復(fù)式活塞引擎的平滑運(yùn)行有益。

在根據(jù)本發(fā)明的電力單元的其它優(yōu)選的變型中，可提供以下情況：第一曲軸或平衡軸桿承載飛輪塊。飛輪塊的功能是補(bǔ)償交替力矩。優(yōu)選地，飛輪塊布置在第一曲軸(即，以與交流發(fā)電機(jī)相對的方向旋轉(zhuǎn)的曲軸)上?；蛘?，飛輪塊可布置在平衡軸桿上，其取決于機(jī)動(dòng)車輛中電力單元的安裝位置可為有利的以便提供曲軸的平面中電力單元的最小可能寬度。還可能情況是：第一曲軸和平衡軸桿兩者各自承載部分飛輪塊。

為補(bǔ)償二階慣性力，如果曲軸與交流發(fā)電機(jī)和/或與平衡軸桿的位移比率為2:1，則是有利的。因?yàn)榫哂衅胶馕锏慕涣靼l(fā)電機(jī)還充當(dāng)平衡軸桿，所以此處也應(yīng)維持對于蘭徹斯特平衡(即，自由二階慣性力的平衡)有利的2:1的位移比率。這意味著平衡軸桿和交流發(fā)電機(jī)各自以相對于曲軸來說雙倍的速度旋轉(zhuǎn)。

第一曲軸還可包括控制齒輪，其經(jīng)由定時(shí)鏈條或定時(shí)帶耦合到定時(shí)驅(qū)動(dòng)器的惰齒輪。惰齒輪具有等于控制齒輪的直徑的兩倍的直徑。換句話說，提供的情況是，定時(shí)鏈條或定時(shí)帶將第一曲軸的控制齒輪耦合到平衡軸桿和惰齒輪兩者。惰齒輪可布置在定時(shí)驅(qū)動(dòng)器的端面上。惰齒輪相對于定時(shí)齒輪的雙倍大小的使用使得能夠獲得曲軸與定時(shí)驅(qū)動(dòng)器之間1:2的位移比率。定時(shí)驅(qū)動(dòng)器因此以曲軸的速度的一半旋轉(zhuǎn)。此定時(shí)驅(qū)動(dòng)器可為深埋的定時(shí)驅(qū)動(dòng)器，其布置在往復(fù)式活塞引擎的氣缸密封件的水平面下方。

在有利實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電力單元為單一交流發(fā)電機(jī)。限制為單一交流發(fā)電機(jī)不僅有益于電力單元的緊湊性，并且降低生產(chǎn)成本?？傮w上，產(chǎn)生可具成本效益地生產(chǎn)的尤其有效的低噪聲和平滑運(yùn)行的電力單元。同時(shí)，全部組件的小數(shù)目改進(jìn)電力單元的可維護(hù)性。

根據(jù)第二方面，揭示和主張一種具有如上文所提及的電力單元的車輛，尤其是混合動(dòng)力車輛。

附圖說明

下文基于示范性實(shí)施例且參照圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。單一圖式示出根據(jù)本發(fā)明的電力單元的側(cè)視示意圖，其中對于本發(fā)明不重要的組件被隱藏。

具體實(shí)施方式

圖中示出的電力單元包括具有在其中引導(dǎo)活塞3、4的兩個(gè)汽缸1、2的往復(fù)式活塞引擎(兩氣缸往復(fù)式活塞引擎)?；钊?、4借助于連桿5、6連接到曲軸7、8。每一活塞3、4各自分配到一個(gè)曲軸7、8。往復(fù)式活塞引擎因此包括彼此靠近地并聯(lián)布置的兩個(gè)曲軸7、8。曲軸7、8以相對方向旋轉(zhuǎn)。這意味著兩氣缸往復(fù)式活塞引擎以串列式設(shè)計(jì)實(shí)施。

曲軸7、8各自承載鏈輪9、10。鏈輪9、10彼此隔開且通過齒形鏈條15耦合到一起。齒形鏈條15在兩側(cè)上都為齒形，其中齒形鏈條15的外側(cè)15a與第一曲軸7的鏈輪9嚙合。齒形鏈條15的內(nèi)側(cè)15b與第二曲軸8的鏈輪10嚙合。齒形鏈條15還延伸到交流發(fā)電機(jī)11，齒形鏈條15的內(nèi)側(cè)15b嚙合在交流發(fā)電機(jī)11的大齒輪中。交流發(fā)電機(jī)11因此借助于齒形鏈條15耦合到曲軸7、8，且由曲軸7、8驅(qū)動(dòng)。在此情況下交流發(fā)電機(jī)11相對于第一曲軸7以相對方向旋轉(zhuǎn)，且相對于第二曲軸8以相同的方向旋轉(zhuǎn)。

在一些區(qū)段中，齒形鏈條15在鏈輪9、10之間成直線延伸，鏈輪9、10之間的齒形鏈條15的直線區(qū)段優(yōu)選地至少30mm長，以便確保鏈輪9、10中齒形鏈條15的個(gè)別齒的精確嚙合。

如圖中清楚地可見，齒形鏈條15的驅(qū)動(dòng)側(cè)16在交流發(fā)電機(jī)11與第一曲軸7或第一曲軸7的鏈輪9之間延行。齒形鏈條15的松邊17在第二曲軸8或第二曲軸8的鏈輪10與交流發(fā)電機(jī)11之間延行。因?yàn)榈诙S8的鏈輪10與交流發(fā)電機(jī)11之間的距離比較大，所以有利的是在交流發(fā)電機(jī)11與第二曲軸8之間提供鏈條引導(dǎo)件23。鏈條引導(dǎo)件23大體上防止松邊17的任何下垂，且因此促成電力單元的平滑運(yùn)行。

在第一曲軸7的軸桿頸架上布置定時(shí)齒輪21。定時(shí)齒輪21可剛性地連接到第一曲軸7的鏈輪10。在任何情況下，規(guī)定定時(shí)齒輪21與第一曲軸7的鏈輪10之間的連接為可旋轉(zhuǎn)固定的。定時(shí)齒輪21與定時(shí)鏈條18嚙合，定時(shí)鏈條18將定時(shí)齒輪21耦合到平衡軸桿12和定時(shí)驅(qū)動(dòng)器19。確切地說，定時(shí)鏈條18從定時(shí)齒輪21延伸到平衡軸桿12且進(jìn)一步延伸到安放在定時(shí)驅(qū)動(dòng)器19的前面上的惰齒輪20。惰齒輪20優(yōu)選地設(shè)計(jì)成定時(shí)齒輪21的兩倍大，便于在定時(shí)驅(qū)動(dòng)器19與曲軸7、8之間設(shè)定2:1的位移比率。定時(shí)驅(qū)動(dòng)器19可有利地被設(shè)計(jì)為深埋的定時(shí)驅(qū)動(dòng)器。具體地說，定時(shí)驅(qū)動(dòng)器19優(yōu)選地布置在氣缸密封件的水平面下方。此減小電力單元的總高度。

為抵消二階慣性力，即提供所謂的蘭徹斯特補(bǔ)償，提供平衡物13、14。這些平衡物13中的一者布置在交流發(fā)電機(jī)11上。與此同相但以相對方向旋轉(zhuǎn)的另一平衡物14布置在平衡軸桿12上。在平衡軸桿12或交流發(fā)電機(jī)11與曲軸7、8之間存在1:2的位移比率。換句話說，交流發(fā)電機(jī)11和平衡軸桿12兩者以曲軸7、8的兩倍一樣快的速度旋轉(zhuǎn)。平衡軸桿12和交流發(fā)電機(jī)11各自以彼此相對的方向旋轉(zhuǎn)，以便確保二階慣性力的有效平衡。

為補(bǔ)償歸因于4循環(huán)操作中往復(fù)式活塞引擎的點(diǎn)火次序而發(fā)生的交替力矩，提供飛輪塊22，其連接到第一曲軸7。飛輪塊22優(yōu)選地布置在往復(fù)式活塞引擎的逆向側(cè)上。換句話說，第一曲軸7在其縱向端處包括軸桿頸架，其中鏈輪9和定時(shí)齒輪21位于第一前端軸桿頸架上。在與第一軸桿頸架相對的第二軸桿頸架上，可旋轉(zhuǎn)地固定飛輪塊22。另一飛輪塊24可連接到第二曲軸8。分配到第二曲軸8的飛輪塊24優(yōu)選地小于第一曲軸7的飛輪塊22。

附圖標(biāo)記列表

1、2氣缸

3、4活塞

5、6連桿

7第一曲軸

8第二曲軸

9、10鏈輪

11交流發(fā)電機(jī)

12平衡軸桿

13、14平衡物

15齒形鏈條

15a外側(cè)

15b內(nèi)側(cè)

16驅(qū)動(dòng)側(cè)

17松邊

18定時(shí)鏈條

19定時(shí)驅(qū)動(dòng)器

20惰輪

21定時(shí)齒輪

22、24飛輪塊

23鏈條引導(dǎo)件