用于机动车辆的具有启动停止控制的发动机装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200680008330.9

申请日:

2006.04.28

公开号:

CN101160463A

公开日:

2008.04.09

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):B60K 5/08公开日:20080409|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

F02B65/00(2007.10)I; F02D29/00; B60K6/485(2007.10)I

主分类号:

F02B65/00

申请人:

普拉多蒂玻联合公司; 莫罗·帕利托

发明人:

莫罗·帕利托

地址:

意大利特罗法莱略

优先权:

2005.4.29 IT T02005A000288

专利代理机构:

中科专利商标代理有限责任公司

代理人:

杨娟奕

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内容摘要

这里描述了一种用于机动车辆的具有启动-停止控制的发动机装置(1),包括:发动机组(2),该发动机组具有:具有输出轴的第一内燃发动机(8),该输出轴可围绕第一轴线(A)旋转;刚性连接到第一内燃发动机(8)的输出轴的第一伺服离合器(9);以及变速器(10),该变速器具有连接到第一离合器(9)和机动车辆轮子的主轴;附件组(4),该附件组通过至少一个驱动轴(14)驱动,该驱动轴可围绕第二轴线(C;B)旋转,并且包括下面中的至少一个附件:用于空调系统(5)的压缩机,用于伺服制动系统的真空泵,用于伺服转向系统的泵;电机(6);传动单元(7),用于将第一内燃发动机(8),附件组(4),电机(6)和连接部(12)连接在一起,连接部与第一变速器(10)的主轴形成为整体,以能够通过机动车辆的轮子驱动附件组和电机(6)。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于机动车辆的具有启动-停止控制的发动机装置(1),包括:
发动机组(2),其具有第一内燃发动机(8),该内燃发动机具有围绕第一轴线(A)可旋转的输出轴、刚性连接到所述第一内燃发动机(8)的所述输出轴的第一伺服离合器(9),以及第一变速器(10),该第一变速器具有连接到所述第一离合器(9)和所述机动车辆的轮子的主轴;
附件组(4),其通过围绕第二轴线(C;B)可旋转的至少一个驱动轴(14)驱动,并且包括下面的至少一个附件:用于空调系统(5)的压缩机、用于伺服制动系统的真空泵,以及用于伺服转向系统的泵;
电机(6);
所述发动机装置的特征在于:包括传动单元(7),用于将所述第一内燃发动机(8)、所述附件组(4)、所述电机(6)和连接部(12)连接在一起,该连接部(12)与所述第一变速器(10)的所述主轴形成为一体,以能够通过所述机动车辆的轮子驱动所述附件组(4)和所述电机(6)。

2.  如权利要求1所述的发动机装置,其特征在于,所述传动单元(7)包括:第一传动装置(16,19,21;24;72),用于连接所述连接部,使得该连接部围绕平行于所述第一轴线(A)的第三轴线(B;F)旋转;第二传动装置(17,20,22),用于连接所述第三轴线(B;F)到所述驱动轴(14);以及设置用于从所述第二传动装置(17,20,22)分离所述连接部(12)的可分离耦合器(24),并且所述发动机装置(1)包括连接到所述第二传动装置(17,20,22)的第二发动机(3)。

3.  如权利要求2所述的发动机装置,其特征在于,所述第二发动机(3)是用于推进的内燃发动机,所述传动单元(7)包括用于从所述第二传动装置(17,20,22)分离所述第二发动机(3)的第二离合器(23),所述附件组(4)包括所述电机(6),并且所述电机(6)是可逆的。

4.  如权利要求2所述的发动机装置,其特征在于,所述电机是交流发电机,所述第二离合器(23)是离心式的,并且所述第二发动机(3)设置有启动电动机。

5.  如权利要求2所述的发动机装置,其特征在于,所述第二发动机(3)是可逆电机,具有小于或等于所述内燃发动机(8)的功率的功率。

6.  如权利要求2至5中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,所述传动单元包括用于连接所述第一传动装置(16,19,21;24;72)和所述第二传动装置(17,20,22)的第二变速器(25;72)。

7.  如权利要求6所述的发动机装置,其特征在于,所述第一变速器(10)和所述第二变速器(72)中的至少一个是电子控制的无极变速器。

8.  如权利要求6所述的发动机装置,其特征在于,所述第二发动机(3)与所述第三轴线(F)隔开一径向距离设置,并且所述传动单元(7)包括传动器(52),该传动器(52)通过支撑元件(51,55)支撑且包括:第一套筒(58),连接到所述第二传动装置(17,20,22);第二套筒(54),连接到所述第二变速器(25)且通过所述可分离耦合器(24)耦合到所述第一套筒(58);第三套筒(53),通过传动元件(62,63)连接到所述第二发动机(3)且通过所述第二离合器(23)连接到所述第一套筒(3);以及轴(56),该轴被容纳,以便能够在所述第一、第二和第三套筒(58,53,54)内围绕所述第三轴线(F)旋转,并且通所述第二变速器(25)连接到所述第三套筒(54)且被连接到所述第一传动装置(16,19,21)。

9.  如权利要求6所述的发动机装置,其特征在于,所述第二发动机(3)与所述第三轴线(F)隔开一径向距离处被设置,并且所述传动单元(7)包括传动器(52),该传动器通过支撑元件(51,53)支撑并且包括:第一套筒(58),其被连接到所述第二传动装置(17,20,22)并且通过所述第二离合器(23)和传动元件(62,63)被选择性地连接到所述第二发动机(3);第二套筒(54),其被连接到所述第二变速器(25)并且通过所述可分离耦合器(24)被耦合到所述第一套筒(58);以及轴(56),该轴被容纳,以便能够在所述第一和第二套筒(54,58)内围绕所述第三轴线(F)旋转,并且通所述第二变速器(25)连接到所述第二套筒(54)且被连接到所述第一传动装置(16,19,21)。

10.  如权利要求2至7中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,所述第三轴线(B)和所述第一轴线(A)重合,所述第一和第二发动机(3,8)在所述第一变速器的相对侧同轴地连接,并且所述第一传动装置包括可分离耦合器(24)。

11.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,所述连接部(12)相对于所述第一变速器(10)在所述第一伺服离合器(9)的相对侧露出。

12.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,所述附件组(4)进一步包括用于动能积累的机械或流体动力组件。

13.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,当从属于权利要求3时,其特征在于,所述第一内燃发动机(8)被设计为连接到包括燃料泵的供给回路(29),所述第二发动机(3)被设计为在所述燃料泵的下游分支到供给回路(29)。

14.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,当从属于权利要求3时,其特征在于,所述第二发动机(3)被供给气相的燃料。

15.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,当从属于权利要求3时,其特征在于,所述第一内燃发动机(8)被设计为连接到包括空气过滤器(33)的吸入回路(26),并且所述第二发动机(3)被设计为通过在所述过滤器(33)的下游分支连接到所述吸入回路(26)。

16.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,当从属于权利要求3时,其特征在于,所述第一内燃发动机(8)被设计为连接到包括催化式转化器(35)的排气回路(27),并且所述第二发动机(3)被设计为通过在所述催化式转化器(35)的上游分支连接到所述排气回路(27)。

17.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,当从属于权利要求3时,其特征在于,所述第一内燃发动机(8)被设计为连接到冷却回路(37),该冷却回路包括:散热器(37);进口线路(36),其设置有用于从所述散热器(37)传送冷却流体到所述第一内燃发动机(8)的泵;以及出口线路(38),其设置有恒温器(39)并且设计用于将所述冷却流体从所述内燃发动机(8)传送到所述散热器(37),并且所述第二发动机(3)包括泵(41),所述泵(41)被设计为通过第一管(40)被分支到所述散热器(37)下游的所述进口线路(36),并且所述第二发动机(3)还包括第二恒温器(43),所述所述恒温器(43)被设计为通过第二管(42)被连接到所述恒温器(39)上游的所述出口线路(38)。

18.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,当所述第一离合器(9)被关闭时,所述连接部(12)被刚性地连接到所述第一内燃发动机(8)的所述驱动轴。

19.  如前述权利要求中的任一项所述的发动机装置,其特征在于,包括电子控制单元(90),所述电子控制单元(90)设计用于检测至少来自加速器踏板、来自制动踏板和来自检测传感器的控制信号,所述检测传感器连接到下列元件中的至少一个:速度计、电池、空调系统、制动系统、伺服转向系统、排气回路、用于控制所述第一内燃发动机(8)的打开和关闭的冷却回路、所述第一变速器(10)、所述第一和第二离合器(9,23)中的至少一个以及所述可分离耦合器(24)。

20.  一种机动车辆,其特征在于,包括如权利要求5或14所述的发动机装置,并且包括向外界发出所述第一内燃发动机(8)不起作用的信号的装置。

21.  一种控制如上述权利要求中的任一项的发动机装置的方法,其特征在于,包括当所述机动车辆处于运动中时,释放加速器的步骤,其中,所述附件组(4)被可转动地连接到所述第一变速器(10),以通过所述机动车辆的轮子驱动,并且所述第一内燃发动机(8)被关闭并且从所述第一变速器(10)分离。

22.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求2的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,当所述第二发动机(3)运行时,附件组(4)总是被驱动并且可转动地连接到所述第一变速器(10),以便当所述第二发动机(3)被关闭时被驱动。

23.  根据权利要求21所述的用于如权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,在倒退运动步骤中,仅使用所述第一发内燃动机(8)。

24.  根据权利要求21所述的用于如权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,在倒退运动步骤之后的加速步骤仅使用第一内燃发动机(8)来执行。

25.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求6的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,选择所述第一和第二变速器(10,25;72)的速比,使得所述驱动轴(14)的每分钟转数总是为可能的最大值且小于所述附件组(4)所允许的最大每分钟转数。

26.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求6的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,选择所述第一和第二变速器(10,25;72)的速比,使得所述第二发动机(3)的每分钟转数总是小于所述最大每分钟转数,从而使得所述第二发动机(3)的效率最大化。

27.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求2的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,当所述加速器在所述机动车辆运动中释放时,所述第一和第二发动机(8,3)均自动地从所述传动单元(7)分开,并且停止。

28.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求2的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,如果所述附件组(4)没有被驱动,所述附件组(4)从所述传动单元(7)分开并且提供惯性滑行。

29.  根据权利要求21所述的用于如权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,在制动步骤中,根据所需的减速,所述附件组(4)和所述第一和第二发动机(8,3)中的至少一个被按顺序接合,然后制动器被驱动。

30.  根据权利要求21所述的用于如权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,所述第一内燃发动机(8)和第二发动机(3)中的至少一个利用所述车辆的惯性由所述传动单元(7)启动。

31.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求2的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,如果所述机动车辆在加速时需要最大的性能,则实施快速启动程序,其包括:启动所述第二发动机(3)的步骤;在接着的步骤中,当所述第一变速器(10)处于空档位置时,所述第二发动机(3)启动所述第一内燃发动机(8);以及机动车辆通过所述第一和第二耦合的发动机(8,3)加速的步骤。

32.  根据权利要求21所述的用于从属于权利要求5或14中的任一个的权利要求1至19中任一项所述的发动机装置的控制方法,其特征在于,包括当只有所述第二发动机(3)被打开时存储行驶的公里数的步骤。

说明书

说明书用于机动车辆的具有启动-停止控制的发动机装置
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的具有启动-停止控制的发动机装置。
背景技术
用于机动车辆的发动机装置一般包括内燃发动机和多个附件,这些附件通过传动器连接到发动机的驱动轴,并且例如被设计用于驱动各个车载系统,例如电气设备或者空调系统。
为了将机动车辆的能量消耗和污染排放降到最小,提供的机动车辆配备有启动-停止控制,以能够在机动车在运行中停止期间使发动机装置关闭,例如当机动车辆遇到交通灯停止时。
发明内容
本发明的目的是提供一种配备有启动-停止控制的发动机装置,所述发动机装置能够进一步减小能耗,具有有限的成本,且具有减小的整体尺寸。
根据本发明,提供的用于机动车辆的配备有启动-停止控制的发动机装置如权利要求1所限定。
附图说明
为了更好的理解本发明,现在将说明本发明的优选实施例,所述实施例优选地还包括第二发动机,假设用于这样的机动车辆,在该机动车辆内,用于伺服转向系统的泵和用于伺服制动的真空泵是电驱动的。后面的说明仅通过非限制性举例的方式并且参考附图被提供,图中:
图1是根据本发明的发动机装置的示意图;
图2是图1中的发动机装置的系统示意图;
图3是本发明的第二实施例的透视图;
图4是根据图3的线IV-IV,图3的发动机装置的细节的截面图;以及
图5和6是本发明的其他实施例的各个视图。
具体实施方式
图1中作为整体由1指示的是用于机动车辆的发动机装置,包括:用于前轮驱动的横向内燃发动机组2,其大体与标准的批量生产的发动机相同;第二内燃发动机3;附件组4,其包括用于空调系统的压缩机5和可逆电机6;以及传动单元7,用于连接发动机组2、第二内燃发动机3和附件组4到轮子以及使它们彼此连接。
压缩机5是具有可减活(de-activatable的叶轮的已知类型或者等同类型,并且,可逆电机6具有减小的功率,其尺寸设置为用于为车载的电气设备的电池(未显示)充电和用于为启动第二发动机3供给所需的动力。特别地,可逆电机6和电池限定了用于部分恢复机动车辆的动能的整体,例如在制动过程中。
发动机组2包括:第一内燃发动机8,其具有比第二发动机3高的发动机排量,例如高四倍;伺服离合器9,其被安装到内燃发动机8的前壁上并且垂直于前壁连接到内燃发动机8的曲轴(未显示);以及任意类型的变速器(speed change)10,或者是手动的或者是自动的,例如通过电子控制单元90控制的以不连续速比(discrete gear ratio)自动实现变速。变速器10连接到离合器9,从而使其能够从内燃发动机8分离并且具有不连续的速比,速比的大小根据内燃发动机的扭矩特性而定。
特别地,变速器10包括:外壳11、主轴,该主轴可围绕与内燃发动机8的曲轴共同的轴线A旋转,并且在离合器9接合时,该主轴直接地连接至曲轴;第二轴,该第二轴连接到车辆的轮子并且具有与主轴连接的齿轮,用于限定不连续速比;以及端部12,该端部与主轴形成为整体,并且在相对于离合器9的相对侧伸出外壳11。
第二发动机3相对于发动机组2横向地布置,并且具有曲轴13,该曲轴围绕着平行于轴线A的轴线B旋转。压缩机5和可逆电机6连接到驱动轴14的轴向的相对侧,驱动轴14能够围绕平行于轴线B的轴线C旋转。
传动单元7包括:外带轮16、17,其分别连接到端部12和驱动轴14;以及分离组件(decoupling assembly)18,其可转动地连接到曲轴13并且具有各个传动带轮19、20,所述传动带轮共有相同的轴线B并且通过各个带21、22被连接到外围带轮16、17。
分离装置18围绕轴线B旋转连接,进一步包括以下零件,以形成单个模块:伺服离合器23,其设置在曲轴13和传动带轮20之间;电磁耦合器24,其在相对于伺服离合器23的相对侧被连接到传动带轮20;以及具有两个速比的行星减速齿25,其在一侧被连接到电磁耦合器24,在另一侧被连接到传动带轮19。
发动机组2采用单发动机车辆的传统回路。事实上,内燃发动机8被连接到传统类型的用于吸入回路(intake)26、排气回路(exhaust)27、冷却回路28和供给回路29(图2)的相应的回路,并且第二发动机3被分支到相同的回路。特别是,第二发动机3通过辅助管32a被连接到吸入回路26,该辅助管32a设置为在吸入回路26自身的空气过滤器33的下游分支;第二发动机3通过辅助排出管34被连接到排气回路27,辅助排出管34设置在排气回路自身的催化式排气净化器(catalytic converter)35的上游,并且第二发动机3通过辅助管道30连接到供给回路29,该辅助管道设置在连接到燃料箱(未显示)的供给回路29的燃料泵(未显示)的下游。
冷却回路28包括:进口线路36,其设置有泵32,用于将制冷流体从散热器37传送到内燃发动机8;和出口线路38,其设置恒温器39,用于将出口处的制冷流体从内燃发动机8传送到散热器37。
第二发动机3另外还通过分支线40连接到冷却回路28,该分支线40被插入到泵32上游的入口线36内,并且又设置有泵41。内燃发动机3另外通过管42连接到位于恒温器39的上游的出口线路38,该管42提供有恒温器43,恒温器43设置在第二内燃发动机3的出口处。
在使用中,离合器9、23,电磁耦合器24、变速器10和行星减速齿轮25通过电子控制单元90被自动地控制,该电子控制单元90从下列部件中接受输入:加速器踏板、制动器踏板、齿轮控制器、里程表、电池充电传感器、空调系统、制动系统、伺服转向系统、排气回路和冷却回路。电子控制单元90能够在单发动机模式下推进机动车辆,即,通过关闭离合器9且打开电磁耦合器24而仅利用内燃发动机8,或者可选择地通过打开离合器9且关闭电磁耦合器24和伺服离合器23而仅利用第二发动机3;或者还可以是混合发动机模式,即,通过关闭电磁耦合器24和离合器9、23,并且通过作用于行星减速齿轮25,以在与第二发动机的最大每分钟转数(r.p.m)相匹配的高效率的条件下使用第二发动机3。
特别是,行星减速齿轮25具有至少一个大的减速比和一个小的减速比,并且通过这种方式限定:对于给定的相同的从曲轴13输出的r.p.m,当选择小的比率时从带轮19输出的r.p.m与选择大的比率获得的输出的r.p.m相比较小。
在使用中,通过伺服离合器23和电磁耦合器24,附件组4可以与第二发动机3,或者与内燃发动机8或者直接与车辆的轮子连接或分离。当加速器在车辆仍在运动中被释放时,发动机3和8是静止的并且在电子控制单元90的干涉下从传动器分离。如果附件组4也是静止的并且从传动器分离,则实现惯性滑行。如果需要驱动某个附件,附件组4通过关闭电磁耦合器24由传动单元7激活,并且然后利用车辆的动能被驱动。另外,动能的吸收可利用行星减速齿轮25和变速器10的比率被调整。例如,当车辆速度低的时候利用小比率驱动附件组4并且当车辆速度高的时候利用大的比率,从而,当机动车辆的速度变化时,保持驱动附件组4的速度处于可能的最大值但总是小于附件所允许的最大r.p.m。
另外,当车辆行驶时,通过电子控制单元90选择行星减速齿轮25的比率,以使得当所述发动机3单独操作及当与内燃发动机8联合操作时都能够实现内燃发动机3的最优效率。
车辆静止时,发动机3和8被关闭,但是当某附件需要操作的情形下,电磁耦合器24被打开并且仅有第二发动机3保持工作。
在行驶开始时,在发动机装置1的初始点火步骤中,第二发动机3通过由司机利用点火钥匙或等同的系统激活的可逆电机6被启动,同时齿轮10为空档(neutral)并且选择行星减速齿轮25的小比率;在一个或相同行程内的重新启动通过电子控制单元90激活。
在点火步骤后的机动车辆加速过程中,下面的情况会出现:
a.当所需性能(可通过加速器的位置而确定)能够利用由第二发动机3提供的动力得到时,由于行星减速齿轮25处于小比率,因此机动车辆的加速单独通过第二发动机3实现;
b.当所需的性能水平超过利用第二发动机3能够实现的水平时,内燃发动机8也被激活,且在机动车辆发生短暂位移后通过关闭离合器9由传动单元7启动;
c.如果对于静止(降档(kickdown))的车辆需要最大的加速需求,两个发动机3、8根据下面的快速程序被起动:首先,内燃发动机3被起动,然后当齿轮10仍然为空档位时通过关闭离合器9来使内燃发动机8起动,接着通过关闭两个离合器9、23,汽车被启动;这个快速启动程序也可以利用倾斜传感器(slope sensor)来实现;另外,为了控制发动机3、8的快速启动程序,而不考虑倾斜传感器和降档(kickdown),启动按钮被设置在方向盘上,能够被司机操作。
当机动车辆行驶时,下面的情形可能出现:
a.当所需的性能通过由第二发动机3单独提供的动力能够实现时,离合器9被打开并且内燃发动机8被关闭;在该步骤中,当选择变速器10的比率时,离合器23被打开以实现比率的接合,然后离合器23被再次关闭,并且电子控制单元90根据端部12的r.p.m.首先选择行星减速齿轮25的小比率并且接着选择大比率;当第二发动机3活动时,附件组4总是被驱动;
b.当所需的性能超过利用第二发动机3能够实现的性能以及利用内燃发动机8单独能够实现的性能时,这通过在第二发动机3仍然处于运动时关闭离合器9来实现;接着,一旦内燃发动机8被启动,第二发动机3就通过离合器23被关闭和分离;在这种操作条件下,附件组可通过电磁耦合器24耦合;在该步骤中,当变速器10的比率被选择时,离合器9被打开以实现比率的啮合(engagement),然后离合器9被重新关闭;
c.在需要最大扭矩的情形下,发动机3、8连接在一起,并且行星减速齿轮25的比率如前所述被控制,防止第二发动机3超过自身的最大r.p.m.;另外,压缩机5被分离,可逆电机6被作为发动机被激活数秒钟;在该步骤中,当变速器10的比率被选择时,离合器9和23都被打开,以实现速比(gear ratio)的啮合(engagement),然后离合器9和23被重新关闭。
在加速器被释放的步骤中,例如,当下坡或者不需要操作制动器的减速过程时,发动机3、8如果活动时在电子控制单元90的指令下被关闭且通过打开离合器9和23而分离。另外,如果其操作不需要的话,附件组4能够被分离,以最大化机动车辆的平滑行驶,或者附件组4能够通过变速器10由轮子直接驱动。在这种情况下,电子控制单元90如前所述自动地选择变速器10的比率和行星减速齿轮25的比率,以保持附件组4的r.p.m.处于高水平。用这种方式,能够直接地恢复机动车辆的动能,利用其驱动附件组4。接着,在加速器被按压并且车辆仍在运动的步骤中,发动机3、8利用机动车辆的惯性由传动单元7启动。
在加速器释放并且需要制动的减速步骤中,根据所需的减速,附件组4和发动机3和8按顺序结合,并且最终制动器被激活。
在停止时,发动机3、8被关闭,并且仅在需要驱动附件组4的情况下第二发动机3保持工作。另外,如果电池被充分地充电,第二发动机3也可以被关闭,并且压缩机5能够通过可逆电机6被驱动,保持离合器23和电磁耦合器24打开。
在一个或相同行程中在机动车辆停止后的加速过程期间,操作与机动车辆的初始启动相似,但是在变速器10的最小比率的啮合操作开始的时刻,第二发动机3的点火被电子控制单元90激活。另外,在附件组4通过第二发动机3驱动的齿轮为空档的停止过程中,当选择变速器10的最小比率时,内燃发动机8通过关闭离合器9由第二发动机3启动,然后离合器9被打开,以啮合变速器10的最小比率并且在操作加速器踏板后实现机动车辆的加速。在机动车辆加速后,如果所需的性能仅通过第二发动机3就能够实现,内燃发动机8则立即分离并且被关闭。
在倒退过程,内燃发动机8再次被使用,以在操控时简化操作,所述内燃发动机8也被用于机动车辆加速以在倒退操作之后立即向前运动。
图3和4说明了第二实施例,其中分离组件(decoupling assembly)18被传动器(transmission)52替换(见图3和4,其中功能与发动机装置1中相似的元件用相同的附图标记指示)。
在该特殊的情况下,传动器52能够围绕位于变速器10和第二发动机3上面的轴线F旋转,并且包括:第一侧套筒53和第二侧套筒54,他们沿着平行于轴线A的轴线F彼此间隔一定距离设置,且被支撑以能够通过约束在变速器10的外壳11的支撑支架51经由轴承55旋转;轴56,该轴56被容纳以能够在套筒53、54内经由轴承57旋转;以及中心套筒58,该中心套筒58被设置在套筒53、54之间,并且被支撑以通过轴56由轴承59旋转。
特别是,轴56整体地包括端部60、61,该两个端部彼此相对地从各个套筒53、54轴向地突出。端部60被刚性地连接到传动带轮19,用于连接到带轮16和发动机组2,并且端部61通过行星减速齿轮25可旋转地连接到套筒54。
套筒53被固定到通过带驱动器63连接到第二发动机3的曲轴13的驱动带轮62。中心套筒58被固定到用于连接附件组4的传动带轮20。
另外,中心套筒58通过伺服离合器23和电磁耦合器24分别被可旋转地连接到套筒53、54,伺服离合器23和电磁耦合器24相对传动带轮20被设置在相对侧。可选择地,中心套筒58被直接连接到带轮62,且离合器23被直接连接到曲轴13,离合器和曲轴共享轴线B。
所提供的传动器52因而具有有限的(contained)整体尺寸,并且由于带驱动器63,能够适应发动机室的内部布局。
从根据本发明提供的发动机装置1的特性检查中可以发现,能够实现的益处很明显。
附件组4能够通过传动单元7直接连接变速器10的主轴,因此当两个发动机3、8都从发动机装置7分离并且在电子控制单元90的干涉下被关闭时,也能够在加速器释放的步骤中通过机动车辆的轮子驱动。用这种方式,当机动车辆行驶时由于内燃发动机的关闭能够延伸到加速器释放的所有步骤中,而不破环依赖于附件的各种功能,而附件能够利用机动车辆的动能驱动,因此整个效率水平提高了。
当离合器9被关闭时,变速器10的主轴被刚性地连接到内燃发动机8的驱动轴,这个事实使得发动机组2被构造为标准的批量生产的发动机类型,并且因此能够用较低的成本获得。另外,端部12的设置能用一种简单并且低廉的方式实现变速器10的改变,特别是在手动或自动变速的情况下。
传动单元7包括分别连接到轴线A和C的带21、22,并且他们能够利用电磁耦合器24相互连接,从而使得它们有共同的轴线,轴线B或者轴线F,且能够仅在需要节省能量时实现附件组4的结合。另外,传动单元7定义了便宜的结构,该结构能够用一种简单的方式被调整为具有启动-停止控制的不同结构,能够在需要时最大化实现通过轮子的停止步骤和附件的直接驱动,因此在减速步骤中能够实现动能的良好的恢复。在示出的例子中,第二内燃发动机3被使用,具有能够实现在多种城市交通状况下推进车辆的功率。可选择地,第二发动机3可包括可逆电机,其具有比第一内燃发动机8的功率小或者相等的功率。在减速步骤中,因而能够进一步提高在附件组4的驱动中没有使用的动能的电恢复的量。在这种情况下,可逆电机不存于附件中。根据另一可能的构造,发动机装置1包括单个内燃发动机8。在这种情况下,附件组4能够根据不同的形式连接到电磁耦合器24。例如,附件组4可以不考虑(envisaging)轴线C共轴地连接到电磁耦合器24,或者也可以被连接从而共享轴B或者轴C,同时实现分离和惯性滑行。另外,可以设想平行于轴线C的其它轴,以使得在带轮20和电磁耦合器24之间驱动围绕着轴线B旋转的附件(例如通过各个带传动),以实现分离。
在发动机装置1包括单个内燃发动机8的情况下和发动机装置包括内燃发动机3和8的情况下,连接到传动单元7的电机可以具有小的整体尺寸和有限的功率(例如大约2kw),并且因此能够执行下面的功能:启动内燃发动机3或8;当机动车辆停止时,驱动附件组4;以及当执行较少操控时(例如在队列中前进),能够推进。另外,通过带轮20或者驱动轴14,动力输出机构可用于除了上面说明的附件外的其它可能附件,例如可在制动过程中使用的动能积累器、用于液力导向回路的液压泵,及用于伺服制动的真空泵。
行星减速齿轮25能够使发动机3在与内燃发动机8联合操作时在其最高效的范围内使用,而与使用的变速器10的比率无关。行星减速齿轮25还能够提高在制动过程动能恢复的有效性,能够相对于端部12提高附件组4的r.p.m。
最后,在不背离如随附的权利要求所限定的本发明的保护范围的前提下,很明显可以对这里说明和描述的发动机装置1进行各种改变和修改。
例如,在一个低成本的实施例中,传动单元7没有所述第二变速器25。在这种情形下,如果面对小比率,第二发动机3仅仅在其最大r.p.m.以前可与内燃发动机8并行使用,超过最大r.p.m时被关闭并且通过打开离合器23分离。
在另一实施例中,传动单元7包括传动器72(图5),传动器72具有能够根据电子控制连续变化的传动比,所述传动器72通过伺服离合器73连接到发动机组2的端部12,以能够通过第二发动机3启动机动车辆和改变变速器10的齿轮,并且通过分离组件74连接到第二发动机3的曲轴13,该分离组件74功能上与组件18相似。分离组件74共轴地包括:用于连接附件组4的传动带轮20;用于传动器72和传动带轮20的连接的第一电磁耦合器75;以及用于传动带轮20和曲轴13的连接的第二电磁耦合器76。在这种情况下,行星减速齿轮25的功能通过传动器72来执行。
图6代表了另一实施例,其中发动机3和8在纵向的整体尺寸被减小,从而使得它们能够共享相同的轴线A而被安装。优选地,变速器10具有根据电子控制连续改变的传动比,并且包括具有轴线A的主轴,该主轴的一侧被直接连接到离合器9,另一侧通过端部12连接到电磁耦合器24。
驱动附件组4的带轮20和伺服离合器23再次安装,使得它们能够共享电磁耦合器24和发动机3间的相同轴线A。变速器10进一步包括第二轴,该轴相对于主轴以可变的速度旋转并且连接到组件80,该组件80包括减速齿轮81、差速器82和驱动轴(axle shaft)83。该实施例特别适合于制造在设计上主要用于城市交通的小汽车。另外,也是在这种情形下,如同前面所述的自动变速的情况下,电子控制单元90控制变速器10的操作模式和发动机装置1的操作模式,识别加速器的位置。
可选择地,通过在第二发动机3上安装启动电动机,可逆电机6能够被交流发电机代替,并且在这种情况下,离合器23可以是离心式的。
离心式离合器在第二发动机3的r.p.m增大时能够实现第二发动机3到传动单元7的自动连接,并且通过将电磁耦合器24打开使第二发动机3的r.p.m.降低到用于打开偏心离合器的临界值以下所需的时间,从而获得分离。
可选择地,附件能够被安装为在单个驱动轴上共享轴线B,该驱动轴穿过附件中的每一个且被直接连接在组件18内,组件18一侧是电磁耦合器24,另一侧是伺服离合器23。
另外,如图1所示的结构可以设想,电磁耦合器24被直接安装到耦合部12,以保持变速器10的同步器上的负载在通过后者对变速器进行操作过程中大体不变。
电磁耦合器可以被伺服离合器代替。
另外,发动机3可以被供给气体燃料,例如甲烷或LPG,同时内燃发动机8可以保持汽油或者柴油的供给。仅供给甲烷或LPG的发动机3的使用实现了对使用的燃料类型的优化。另外,发动机的排量比内燃发动机8的排量小,因此能够限制尺寸和用于甲烷或LPG的箱的重量。当发动机3供给甲烷或LPG,或者是电子型时,如果车辆行使在仅允许污染排放较小的车辆的区域,能够设想禁止内燃发动机8,并且,包括发动机装置1的车辆可进一步包括外部信号装置(例如使用具有适当颜色的LED的装置),以使得使用的供给类型对于交通控制人员可见,另外,能够每次记录在上次内燃发动机8禁止后行走的距离,以检查内燃发动机8禁止时行走的距离与需要禁止的区域的周界的距离一致。

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这里描述了一种用于机动车辆的具有启动-停止控制的发动机装置(1),包括:发动机组(2),该发动机组具有:具有输出轴的第一内燃发动机(8),该输出轴可围绕第一轴线(A)旋转;刚性连接到第一内燃发动机(8)的输出轴的第一伺服离合器(9);以及变速器(10),该变速器具有连接到第一离合器(9)和机动车辆轮子的主轴;附件组(4),该附件组通过至少一个驱动轴(14)驱动,该驱动轴可围绕第二轴线(C;B)旋转。

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