专利名称：双发动机汽车动力－传动系统的制作方法
技术领域：
本专利涉及一种具有三种发动机使用状况的双发动机汽车。它是一种节约燃油、减少排气污染的汽车。
有些具有三种发动机使用状况的双发动机汽车是已有技术。它包括在本专利申请人的一系列中国专利(专利号88212540.0、88218059.2、88218198.X及99234017.9)之中，这些专利用齿轮联机器联机，利用分段油门操纵机构的凸轮或触块触动气动(或油压)装置控制两发动机的离合器或两发动机的离合器及换机零件自动换机。分段油门分三段，分别对应于小机、大机或两机同时运行三种发动机使用状况，能提高发动机的负荷率，节约燃油，并减少排气污染。城市内公共汽车节油40％。应该指出，为了防止发动机噪音，要避免全油门运行。上述模拟计算结果，“储备”了一定量的百分比以“应付”噪音问题。
上述双发动机汽车专利是改装设计的。两个发动机和底盘都是现成的。从现有的单发动机汽车的发动机和底盘中挑选。只须增加一个联机(或换机)器和一套调控装置就成。而本实用新型专利双发动机汽车，其发动机和底盘的传动系都是重新设计的。通过协调和配套，可以进一步改进双发动机汽车整个动力一传动系统。
协调的首要问题是统一缸径。两个发动机采用相同缸径，制造和修配都方便很多，从而降低汽车价格及维持费用。
统一缸径，必然导致转率(最大转矩转率、最大功率转率及最大转率)相同。相同转率，便可直接联机。如
图1，将带离合器的大、小两个发动机[1B]、[1A]对置在同一横轴线上，中间装设有联机、变速轴[2]，其两端各设置一个可使之与两发动机[1B]和[1A]的离合器轴[3B]和[3A]相联接的接合齿套[4B]、[4A]就可在轴上联机、换机。再将两发动机横置在驱动轮附近，变速、减速和差速机构形成平行轴系变速、减速轴[5]、减速轴[6]和差速输出轴[7]都平行。这样，图中的联机系和传动系都非常简单，制造成本低廉；而且，无联机齿轮损失。
同一缸径，必然导致转率相同。如果小发动机采用直列、三缸发动机，大机采用V型排列，六缸发动机，那么，小机功率为大机功率的0.5倍，达到较好的节约燃油和降低排气污染的效果。或者，小机采用直列、四缸发动机，大机采用V型排列，八缸发动机。
为避免两个发动机尺寸延伸过长，并使进出散热器气流的方向与汽车内部的气流方向尽量取得一致以减少汽车的内阻，两发动机[1A]、[1B]的风扇传动轴[8A]、[8B]分别由其离合器轴[3A]、[3B]带动，并分别经过一对圆锥齿轮来转向。
本实用新型专利的双发动机汽车动力一传动系统提供双发动机汽车另一利比改装设计双发动机汽车动力装置更简单、轻便、廉价、节油的结构模式；并克服双发动机汽车用在小轿车方面所遭遇的障碍即小轿车车头内空间有限，装进改装设计的动力装置非常困难。
既能用于小轿车，从而使双发动机汽车在市内的节油率提高一个层次，由公共汽车40％提高到45(上海牌轿车)-60(皇冠牌轿车)％。可见，本专利的设计将取代改装设计，还将引起汽车工业的革命。
本实用新型专利应使驱动传动轴[9]的传动转角(空间)不大于15°。亦即 式中，L为驱动传动轴的长度，l如侧视图所示，为驱动传动轴在侧平面的投影。
图中还备有传动轴。如[10x]，可作自动换档飞锤轴或其他用途的轴。
动力-传动系统的大、小发动机[1B]和[1A]的飞轮的转动惯量应与其功率成正比，即Ⅰ∝Pe。Ⅰ为转动惯量，Pe为有效功率。
本专利采用的以往专利的分段油门操纵机构和有关的气动(或油压)压力回路，既属于已有技术，但仍未流行。现将以往专利的上述已有技术抄录如下，以方便本专利的实施。特别是双发动机公共汽车，非用不可。
图2是以往专利所提供的分段油门操纵机构草图。
踏下踏板[10]，齿条-齿轮运动副[11]便转动一转轴[12]，轴上装有大机和小机节气门操纵凸轮[13]及[14]和两机离合器操纵凸轮[15]、[16]。大、小机节气门[17]、[18]的开启是通过节气门操纵凸轮[13]、[14]顶起控制摇臂[19]、[20]，并通过其拉线[21]、[22]克服其弹簧[23]、[24]的弹力而拉动的。两发动机离合器的离合则由离合器操纵凸轮[15]、[16]的凸起触发控制阀[25]、[26]来执行。放松油门踏板[10]、回程弹簧[27]使转轴[12]往回转动。各个控制凸轮使控制过程走回程。
为设计各个凸轮及压力回路，应画出两发动机节气门合离合器的动作程序图。
如图3，四条曲线分别为小机节气门的开度曲线D、大机节气门的开度曲线E、小机离合器的离合曲线F和大机离合器的离合曲线G。横坐标轴上面分布有九个时序点，各以序数Ⅰ、Ⅱ…等数字表示。两节气门开度曲线的纵坐标为节气门开度百分数，曲线为折线。两离合器离合曲线的纵坐标值只有代表分离和接合的两个离散点。曲线为不连续的水平线段上水平线表示分离，下水平线段(即横坐标轴线段)表示接合。各个时序及时间间隔中应有的动作和各动作之间的关系可根据分段油门原则和功率连续性的要求作出分析。
时序Ⅰ是准备时序大、小离合器均分离。时序Ⅱ小发动机启动之后，其离合器接合。时间间隔Ⅱ-Ⅲ小机运行油门。在这段时间间隔中，小发动机节气门从怠速开度向着全油门开度变动。大机没有接合，不运转。为了作运转准备，节气门停留在m开度。这个开度的大机功率和小机全油门功率相等，以便在下一个时序，大机取代小机运行时，功率不会突然改变。时序Ⅲ大机离合器接合；与此同步，小机离合器分离。大机运转取代小机运转。时间间隔Ⅲ-Ⅳ大机运行油门。节气门由m开度开到全油门。小机已停转，为作准备，其节气门由全开逐渐关小至n开度。这一开度的大、小机总功率与大机全油门功率相等，以便下一个时序两机同时运转取代大机运转时功率不会突然改变。时序Ⅳ小机离合器接合，大、小机同时运转。与此同步，要求大机节气门由全油门突然关小至n开度。时序Ⅴ功率达到最大。时序Ⅴ到时序Ⅵ，油门操纵机构走回程从两机同时运行油门回到大机油门、小机油门直到停机，功率连续下降。各曲线以时序Ⅴ为界两边对称。但要注意对称时序的动作不仅是走向相反，还有本质区别。如时序Ⅵ，大机节气门的控制机构应有一个突然上跳动作，以免机件顶死在凸轮曲线E的垂直边上；而时序Ⅳ的控制摇臂是自然落下的。为了实现时序Ⅵ的动作，我们在大机节气门控制摇臂[19]处装置一个摇臂上跳气(油)缸[28](
图11)，它在调控系统的气(油)压的作用下工作。
图3的分析存在下述两个问题，必须加以说明。
为了防止噪音太大，在市内应避开全油门功率。对于高速轻载车辆，如小轿车，市内只使用小发动机，通过设计小发动机功率(或大、小发动机功率比)即可限制市内行驶小发动机的负荷率。对于低速重载车辆，如市内公共汽车，经常的启动就须要大发动机运转甚至两发动机同时运行。因此，大、小发动机的负荷都应加以限制。
上述“同步动作”来源于分段油门操纵原理所提出的两发动机的离合器和节气门动作的同步性要求。例如由小机运行变换为大机运行，必须将小机脱开、熄火，同时，还要将大机启动。但是，小机既能停止运行，势必要由底盘的飞轮所蓄的转动能量来启动大机。为了换机平稳，是否须要加大底盘的飞轮？这样做，是否又会导致双发动机汽车动力性能小降。这个想法引发出“主动发动机延迟脱开动作回路”的新概念。不过，应该指出，“延迟”是在“同步”基础上的延迟。“延迟脱开压力回路”只是一种完善化的方案。其压力回路还是在同步动作压力回路基础上扩充出来的。因此，下面先分析同步动作回路，然后分析延迟动作回路。
为了便于解释问题，我们先分析用于离合器型换机方案的压力回路，然后再分析用于非离合器型换机方案的压力回路。所谓“离合器型换机方案”，是通过各个发动机的离合器的接合和脱开来实现该发动机的联接和脱离，没有任何换机零件参与其动作。所谓“非离合器型换机方案”则是在各离合器的动作配合下，通过换机零件(如换机拨叉拨动的轴向浮动齿轮或利用内外齿来接合的、有同步器或没有同步器的接合齿套)来换机的。
这样，四种图绘制出四种压力回路图4是用于离合器型换机方案的同步动作的压力回路；图5是用于离合器型换机方案的主动发动机延迟脱开动作的压力回路；图6是用于非离合器型换机方案的同步动作的压力回路；图7是用于非离合器型换机方案的主动发动机延迟脱开动作的压力回路。
图4有些元件是油门操纵机构的机件。仍采用原编号。包括两机离合器操纵凸轮[15]、[16]，大机节气门操纵凸轮[13]及其上短销[29](新编)和大机节气门控制摇臂[19]。其余均为调控系统元件。图的左下角有关大机节气门摇臂上跳机构，处在临近时序Ⅵ的状况；其余机件和元件均处于时间间隔Ⅰ-Ⅱ的状态。
下面按时序来分析图4的压力回路。
时序Ⅰ，控制阀[25]的阀芯处于凸轮[15]凸耳的下表面，上边回路有压，经过梭阀[30]，大机离合器控制阀[31]的弹簧受压，给大机离合器动作气(油)鼓[32]供压，使大机离合器处于分离状态。下边回路无压力，控制阀[26]和梭阀[33]也无压，小机离合器控制阀[34]的弹簧伸张，供压给小机离合器动作气(油)鼓[35]，使小机离合器也处于分离状态。时序Ⅱ，凸轮[15]按箭头方向转动，控制阀[25]被顶起，走到凸耳上表面位置。这时，上面回路卸压，下面回路供压，通过梭阀[30]，大机离合器仍处于分离状态；通过梭阀[33]，小机离合器控制阀[34]的弹簧受到压缩，将小机离合器动作气(油)鼓[35]卸压，使小机离合器接合。快排阀[36]的作用在于加速气鼓的排气和卸压，加速小机的接合。时序Ⅲ，凸轮[16]再转动，控制阀[26]的阀芯被顶起，走到凸耳上表面，使回路卸压，大、小机离合器分别通过控制阀[30]、[31]及控制阀[33]、[34]作一次由离变合(大机)和由合变离(小机)的变换。两者同步进行。大机方面也有个快排阀[37]使大机离合器加快接合。时序Ⅳ，大机节气门控制凸轮[13]沿着有“时序Ⅳ”标记的箭头方向转动。大机节气门控制摇臂[19]相对地走到凸轮凸耳的上表面尽头沿垂直边落下，撞下控制阀[38]的阀芯，产生气(油)压经过双边气(油)控控制阀[39]及梭阀[33]压下控制阀[34]使小机离合器由分离变接合。这个接合动作和大机节气门控制摇臂[19]的落下同步进行。大机离合器方面因被梭阀[33]所挡，仍维持接合状态。时序Ⅴ，大、小机离合器均无动作。时序Ⅵ，在大机节气门摇臂[19]走回程回到凸轮[13]凸耳的下表面尽头将撞到凸耳垂直边时，固定在凸轮[13]上的短销子[29]将单向行程机动阀[40]的阀芯顶起来，使大机节气门控制摇臂上跳气(油)缸[28]充压，将摇臂[19]抬起，使它回到凸耳的上表面。与此同时，控制阀[39]卸压，经过梭阀[33]，使控制阀[34]供压，小机离合器分离。时序Ⅶ，凸轮[16]走回程，控制阀[26]的阀芯从凸耳上表面落下，接通气(油)路，梭阀[33]、[30]均接到压力讯号，小机离合器由离变合，大机离合器由合变离，两者同步进行。时序Ⅷ，控制阀[25]的阀芯从凸耳上表面落下，使小机离合器方面卸压，而大机离合器方面则维持有压不变。结果，大、小机离合器均处于分离状态。时序Ⅸ，大、小机都维持分离状态。
以上就是调控系统用于离合器型换机方案、同步动作的压力回路的工作原理。
图5使用于离合器型换机方案的主动发动机延迟脱开动作的压力回路。可调节流阀[41]、[42]是使动作延迟的元件。为了使时序Ⅵ不延迟不应该延迟的小机离合器的分离，设置两个两位单通阀[43]、[44]使气(油)流不流经带节流阀[42]的流路而流经不带节流阀的流路。
图6和图7使用于非离合器型换机方案的压力回路。和上述用于离合器型换机方案的压力回路不同之处在于增设两个轴向浮动齿轮或齿套[45]、[46]的拨动组件[47]、[48]。所附有的凸耳触动离合器控制阀[49]、[50]，在拨动轴向浮动齿轮或齿套之前让离合器预先分离；之后，再事后接合。
实际上，在试制阶段，不能采用同步动作压力回路，只能采用主动发动机延迟脱开动作压力回路。在试验中，根据换机平稳的要求，测量出最短和最长延迟时间，当作调控系统基本参数固定下来。如果试验证明不需要延迟脱开，可在产品生产中采用同步动作压力回路。
应该指出，利用以往专利的已有技术，每当驾驶员换档，踩离合器踏板分离两个离合器时，离合器踏板应先关闭气动或油压装置。
双发动机汽车动力-传动系统生产厂家把汽车上从发动机到车轮所有高速运动机件的设计和生产包括在自己的业务之中。如果把设计和生产纳入系列化轨道，将大大地推进汽车工业的分工和发展。
动力-传动系统可以分若干档次，形成系列产品。如90马力档次、120马力档次、160马力档次、215马力档次等。又可按其用途分两个类别。如分成用于小轿车的高速轻载类别和用于市内公共汽车的低速重载类别。
高速轻载类别和低速重载类别在设计上的区别除传动比不同(后者甚至比前者多一个减速轴)，调控系统也有所不同。高速轻载类别只要求在市内行驶所使用的小发动机避开全油门运转；而低速重载类别却要求大、小发动机，单独使用或一齐使用都要避开全油门运转。
权利要求1.一种双发动机汽车动力-传动系统，涉及具有三种发动机使用状况的双发动机汽车，其特征是统一缸径、相同转率(最大转矩转率、最大功率转率及最大转率)、分别带离合器的大、小两个发动机[1B]、[1A]，对置在同一横轴线上，中间装设有联机、变速轴[2]，轴的两端各设置一个可使之与两发动机[1B]、[1A]的离合器轴[3B]、[3A]联接的接合齿套[4B]、[4A]，从而可以在轴[2]上联机、换机；再将两发动机尽量靠近驱动轮，变速、减速和差速机构形成平行轴系变速、减速轴[5]、减速轴[6]和差速输出轴[7]都平行。
2.根据权利要求1所述双发动机汽车动力--传动系统，其特征在于小机采用直列、三缸发动机，大机采用V型排列、六缸发动机；或者，小机采用直列、四缸发动机，大机采用V型排列、八缸发动机。
3.根据权利要求1所述双发动机汽车动力--传动系统，其特征在于两发动机[1B]、[1A]的风扇传动轴[8A]、[8B]，分别由其离合器轴[3A]、[3B]带动，并分别经过一对圆锥齿轮来转向。
专利摘要一种双发动机汽车动力——传动系统。涉及具有三种发动机使用状况的双发动机汽车。它采用统一缸径、相同转率(转向不同)、分别带离合器的大、小两个发动机,对置在同一横轴线上,中间装设有联机、变速轴,轴的两端各设置一个可使之与两发动机的离合器轴联接的接合齿套,从而可以在轴上联机、换机;再将两发动机尽量靠近驱动轮,变速、减速和差速机构形成平行轴系;这样,联机系和传动系都非常简单,制造成本低廉;而且,无联机齿轮损失。
文档编号B60K5/00GK2436349SQ0022437
公开日2001年6月27日 申请日期2000年3月16日 优先权日2000年3月16日
发明者周大觉 申请人:周大觉