[发明专利]一种机-液双动力输出发动机

说明书

技术领域

本发明涉及动力技术领域，特别涉及一种机-液双动力输出发动机。

背景技术

随着汽车保有量的急剧增加，汽车废气排放造成的污染问题日益突出，严重威胁着人类的身体健康，破坏生态平衡。另一方面，内燃机作为汽车的主要动力源每年消耗的石油能源占70%以上。很显然，在能源危机和环境问题的不断恶化的当今社会，作为汽车动力的发动机面临前所未有的巨大挑战。对此，人们一方面在积极优化传统内燃机的性能以适应当前能源与环保的要求，另一方面在孜孜追求新原理、开发新能源以应对当前及未来车辆对动力的要求。在新原理、新能源到来之前的一段时间内，结合目前车辆的技术水平和汽车工业现状，多种能源的混合动力将是提高车辆燃油经济性和改善排放最直接、最有效的途径之一。常见的混合动力类型有机-电混合驱动和机-液混合驱动两种，由于混合驱动采用机械-液压/电能进行组合驱动，有效地避免了发动机的低速低负荷工况，进而提高车辆的经济性和排放特性。尤其适合于日益庞大的城市工况车辆，以城市公交车辆和出租车辆为代表，红绿灯路口、乘客上下车站点、城市拥堵等路况导致车辆发动机长期处于低速低负荷的恶劣工况，车辆怠速、低档使用比例相当大，起步-加速-减速-制动-停车是城市交通的典型运行模式，该情况造成了车辆平均车速低、油耗高、排放、噪声污染严重、离合器、制动器寿命低等问题。据统计城市公交在怠速、低速小负荷工况占发动机整个工况的45%左右，尤其对于北京、上海等交通拥堵比较明显的大都市而言情况尤为突出。

与机-电混合动力相比，机-液混合动力具有更高的功率密度。在起停频繁的城市交通车辆中，有效利用液压系统高功率密度的特点，同时结合制动能回收功能效果尤为明显。而目前，常见的机-液混合驱动技术是基于传统发动机与液压泵进行串、并联组合实现多动力驱动，虽然在一定程度上对车辆的经济性和排放性能有一定程度的缓解作用，由于存在传动链长、效率低、蓄能器储能有限等问题目前还不能大面积推广。

本发明所提出的一种机-液双动力输出发动机是将对置活塞式二冲程柴油机与柱塞式液压泵集成为一体可实现机械能-液压能两种能量形式同时输出的动力装置。通过调节液压能和机械能的输出比例实现发动机最优工况的调节。有效地避免了传统发动机驱动液压泵导致的传动链长、效率低、蓄能器储能等问题，可大大改善车辆的经济性和排放特性。同时，具有对置二冲程发动机较高的功率密度等特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、功率密度高、具有机械能-液压能同时输出的双动力发动机，采用机-液混合驱动实现车辆的经济性、排放性能的有效提高。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种机-液双动力输出发动机，其包括对置活塞二冲程发动机和柱塞式液压泵；其中，所述对置活塞二冲程发动机包括曲柄连杆机构、进排气系统、供油系统、润滑系统和冷却系统；所述曲柄连杆机构的固定部分包括机体和气缸套，所述曲柄连杆机构的运动部分包括置于气缸套内可往复运动且以顶面对置的方式布置的进气活塞和排气活塞，分别与进气活塞和排气活塞位于同侧的上连杆、摇臂和下连杆，以及置于机体中部的曲轴；所述机体为龙门式；所述曲轴的主轴颈支撑于机体上；所述气缸套上面分布有进排气口，所述进排气口分别与气缸内的进排气腔相通；所述摇臂通过摇臂轴支撑在所述机体的两侧的液压支撑架，所述摇臂的回转中心位于所述摇臂中部；所述气缸套与进气活塞和排气活塞的顶面构成燃烧室；两侧的上连杆、摇臂和下连杆均为对称布置，两侧的摇臂分别通过各自的摇臂轴与气缸体连接，所述进气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与进气活塞同侧的摇臂的下端通过与进气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连，所述排气活塞与其同侧的摇臂的上端通过上连杆连接，与排气活塞同侧的摇臂的下端通过与排气活塞同侧的下连杆与位于气缸体正下方的曲轴相连；在两侧摇臂靠近支撑点的位置通过伸出杆与所述柱塞式液压泵的液压柱塞连接。

本发明的发动机，进气活塞和排气活塞分别通过活塞销与同侧的上连杆的小头连接，上连杆大头通过上连杆大头销与摇臂上端铰接，摇臂的下端通过连杆销与下连杆小头铰接，下连杆大头共同连接在曲轴的相邻两个曲轴颈上；两侧摇臂以球头铰接的方式与所述液压柱塞连接，所述液压柱塞为锥形，所述柱塞式液压泵的泵体安装于所述机-液双动力输出发动机的液压支撑上。

本发明的发动机，还包括液压支撑架，所述液压支撑架为框架式结构，一端通过周布螺栓与所述机-液双动力输出发动机的机体连接，另一端与所述机-液双动力输出发动机的端盖连接，所述摇臂轴安装于液压支撑架上；所述柱塞式液压泵通过螺栓安装于所述液压支撑架底部平面上。