一种增程式动力装置及增程式动力汽车的制作方法

本实用新型涉及动力装置领域，尤其涉及一种增程式动力装置及增程式动力汽车。

背景技术：

目前许多汽车会采用增程器为用于驱动车轮运动的动力总成供电，在增程器的供电下，动力总成带动驱动轴旋转，从而实现驱动车轮运动。其中，增程器包括发电机及发动机，发动机与发电机传动连接，这样可以通过发动机运动以驱动发电机产生电流，动力总成包括电机、变速箱及驱动轴。

为了便于悬置的安装以及布置空间的需求，需要将增程器及动力总成集成成一体布置在前舱。目前布置的方式有三种，一是将增程器及动力总成同轴布置，但是这样的布置方式所需要的轴向空间较大，易与机舱纵梁干涉；二是将增程器和动力总成不同轴设置，且两者交错开，但是这样的布置方式中，增程器的一侧不能悬置，且前端会干涉散热模块，动力总成与前围板的间隙较小，即机舱正向的安全距离较小，正碰风险较大；三是将增程器内的发电机和发动机同轴设置，但是这样的布置方式使得发电机不能在最高效率状态下工作导致能量流失较多。

技术实现要素：

为此，需要提供一种增程式动力装置及增程式动力汽车,以解决现有技术中的增程器式动力装置横向宽度过大，以及安装于汽车动力舱内会与动力舱的纵梁互相干涉的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种增程式动力装置，包括发动机、发电机、电机及变速箱，所述发动机用于给发电机提供发电动力，所述发电机用于给电机供电；

所述电机和变速箱并联设置，且位于发电机的一侧，所述发动机设置同轴设置于发电机的另一侧；所述发动机的输出轴与发电机的输入轴传动连接，所述电机的输出轴与变速箱的输入轴传动连接。

进一步地，还包括第一中间轴；所述发动机的输出轴、发电机的输入轴及第一中间轴相互平行设置，且所述第一中间轴的一端与所述发动机的输出轴传动连接，第一中间轴的另一端与所述发电机的输入轴传动连接。

进一步地，所述发动机的输出轴设置有第一齿轮，所述第一中间轴的一端设置有第二齿轮，第一中间轴的另一端设置有第三齿轮，所述发电机的输入轴设置有第四齿轮；所述第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮及第四齿轮的直径均不一致；所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第三齿轮与第四齿轮啮合。

进一步地，还包括第二中间轴，所述电机的输出轴、变速箱的输入轴及第二中间轴相互平行设置，且所述第二中间轴的一端与所述电机的输出轴传动连接，第二中间轴的另一端与所述变速箱的输入轴传动连接。

进一步地，所述第二中间轴的一端与电机的输出轴通过皮带轮或齿轮传动连接；所述第二中间轴的另一端与变速箱的输入轴通过皮带轮或齿轮传动连接。

进一步地，所述电机的壳体和变速器的壳体均与发电机的壳体连接，且电机的输出轴和变速器的输入轴均插于发电机的壳体内。

发明人还提供了一种增程式动力汽车，包括车体及增程式动力装置，所述增程式动力装置为上述任一增程式动力装置；所述增程式动力装置悬置于车体的动力舱内；所述变速箱的输出轴与车轮的驱动轴传动连接。

进一步地，所述电机的外壳、变速箱的外壳、发动机的外壳均与发电机的外壳连接；所述电机通过第一悬置与动力舱的一侧壁连接，所述发动机通过第二悬置与动力舱的另一侧壁连接，所述发电机通过第三悬置与车架连接。

区别于现有技术，上述技术方案所述的增程式动力装置，包括发动机、发电机、电机及变速箱，所述发动机用于给发电机提供发电动力，所述发电机用于给电机供电；所述电机和变速箱并联设置，且位于发电机的一侧，所述发动机设置同轴设置于发电机的另一侧；这样的设置大大减少了动力装置整体的横向宽度；所述发动机的输出轴与发电机的输入轴传动连接，所述电机的输出轴与变速箱的输入轴传动连接。这样的设置使得动力装置内各个机构之间传动连接，能够正常运行。所述的增程式动力汽车，包括车体及增程式动力装置，所述增程式动力装置为上述增程式动力装置；所述增程式动力装置悬置于车体的动力舱内；所述变速箱的输出轴与车轮的驱动轴传动连接。本汽车的动力装置可以悬置于动力舱的内，且动力装置不会干涉动力舱的纵梁，增程器的前端也不会干涉散热模块，各个机构之间可以正常运作。

附图说明

图1为本实用新型一实施例涉及的增程式动力装置的结构图；

图2为本实用新型一实施例涉及的发动机的输出轴与发电机的输入轴的传动连接示意图；

图3为本实用新型一实施例涉及的电机的输出轴与变速箱的输入轴的传动连接示意图；

图4为本实用新型一实施例涉及的动力舱内增程式动力装置的安装状态图。

附图标记说明：

1、发动机；

10、发动机的输出轴；

11、第一齿轮；

2、发电机；

20、发电机的输入轴；

21、第四齿轮；

3、第一中间轴；

30、第二齿轮；

31、第三齿轮；

4、电机；

40、电机的输出轴；

5、变速箱；

50、变速箱的输入轴；

6、第二中间轴；

7、车轮的驱动轴；

8、动力舱。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图3，本新型提供了一种增程式动力装置，用于为需要动力的装置提供动力，主要为动力舱8的横向宽度不大的装置提供动力。

在具体的实施例中，所述增程式动力装置包括发动机1、发电机2、电机4及变速箱5，其中，发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，电机4是可以将电能转化为机械能的机器，变速箱5是用于变速变矩的机器。在增程式动力装置中，所述发动机1只用于给发电机2提供发电的动力，所述发电机2在发动机1的作用下产生电，发电机2产生的电用于给电机4使用；电机4通电后给变速箱5提供动力，最后动力通过变速箱5输出。

在具体的实施例中，所述电机4和变速箱5并联设置，且位于发电机2的一侧，所述发动机1设置同轴设置于发电机2的另一侧。这样的设置相对传统的增程式动力装置而言，大幅度地减少了增程式动力装置的横向宽度，如传统的增程式动力装置的横向宽度为949mm，而本方案中的增程式动力装置的横向宽度为842mm，横向宽度减小了107mm，显然，本方案中的增程式动力装置的横向宽度明显小于传统的增程式动力装置的横向宽度，可以降低本方案中的增程式动力装置在安装时横向空间布置的要求，避免因横向空间不足，使得增程式动力装置不能布置的情况，以及避免在使用过程中因动力装置横向宽度与安装空间不适配而出现故障的情况。

为了实现动力的传输，在具体的实施例中，所述发动机的输出轴10与发电机的输入轴20传动连接，所述发电机2与电机4电连接，所述电机的输出轴40与变速箱的输入轴50传动连接。这样的设置使得发动机1的动力可以传输给发电机2，在发动机1的动力作用下，发电机2可以产生电，产生电的发电机2可以为电机4供电，在电机4通电的情况下，电机4输入的电转化成电机的输出轴40的旋转力，电机的输出轴40的动力传输给变速器的输入轴，最后动力从变速器的输出轴传输出来，可以为需要动力的装置提供动力。

为了能够更好地让发动机1为发电机2提供发电动力，在进一步的实施例中，还设置有第一中间轴3。所述第一中间轴3设置于发电机2及发动机1之间，且发动机的输出轴10、发电机的输入轴20及第一中间轴3相互平行设置。第一中间轴3的固定方式可以为第一中间轴3的两端各自套设轴承，第一中间轴3两端的轴承分别与发电机2、发动机1连接。这样的设置使得第一中间轴3可以可活动地设置在发电机2及发动机1之间，以传输发动机1的动力给发电机2。所述第一中间轴3的一端与所述发动机的输出轴10传动连接，第一中间轴3的另一端与所述发电机的输入轴20传动连接。这样的设置能够实现发动机1的动力通过第一中间轴3传输给发电机2，在启动发动机1后，发电机的输出轴40旋转，可以带动第一中间轴3旋转，旋转的第一中间轴3可以驱动发电机的输入轴20旋转，获得发电动力的发电机2产生电。

为实现发电机2、第一中间轴3及发动机1之间的传动连接，在进一步的实施例中，所述发动机的输出轴10设置有第一齿轮11，所述第一中间轴3的一端设置有第二齿轮30，第一中间轴3的另一端设置有第三齿轮31，所述发电机的输入轴20设置有第四齿轮21；所述第一齿轮11与第二齿轮30啮合，所述第三齿轮31与第四齿轮21啮合。在启动发动机1后，发动机的输出轴10旋转，第一齿轮11同步旋转，与第一齿轮11啮合的第二齿轮30在第一齿轮11的带动下同步旋转，第一中间轴3在第二齿轮30旋转的带动下旋转，第一中间轴3旋转的同时，第三齿轮31会在第一中间轴3的带动下同步旋转，与第三齿轮31啮合的第四齿轮21会在第三齿轮31的带动下同步旋转，发电机的输入轴20会在第四齿轮21的带动下同步旋转，在发电机的输入轴20旋转的作用下，发电机2会产生电。

发动机1的效率最高的转速一般为1500-2000rad/min，发电机2效率最高的转速一般为4500-7000rad/min，传统的增程式动力装置是将发动机1和发电机2同轴布置，即发动机1的转速与发电机2的转速一致，这样的设置使得发电机2不能在最高效率状态下工作，会导致能量流失较多。因此，在进一步的实施例中，所述第一齿轮11、第二齿轮30、第三齿轮31及第四齿轮21的直径均不一致。由于第一齿轮11、第二齿轮30、第三齿轮31及第四齿轮21的直径均不一致，即可使发电机的输入轴20和发动机的输出轴10的转速不一致。

发动机的输出轴10的转速为n1，发电机的输入轴20的转速为n2，第一齿轮11、第二齿轮30、第三齿轮31及第四齿轮21的直径分别为d1、d2、d3、d4，发动机的转速与发电机2的转速之间则有如下的关系：n2/n1＝(d1/d2)*(d3/d4)。所以，通过调节第一齿轮11、第二齿轮30、第三齿轮31及第四齿轮21的直径，即可调节至同时满足n1为发动机1最高效率下的转速，n2为发电机2最高效率下的转速。如当发动机的最高效率的转速为1500rad/min，发电机2最高效率下的转速为6000rad/min，则可将齿轮的直径d1、d2、d3、d4分别调节为100mm、50mm、80mm、40mm。这样能有效地协调发动机1和发电机2之间的转速，使发动机1和发电机2都在最高效率的转速条件下工作。

由于电机4和变速箱5并联设置，为了实现电机4的输出轴能够与变速箱的输入轴50传动连接，在进一步的实施例中，还设置有第二中间轴6，所述电机的输出轴40、变速箱的输入轴50及第二中间轴6相互平行设置。同样地，第二中间轴6的固定方式可以为第二中间轴6的两端各自套设轴承，第二中间轴6两端的轴承分别与电机4、发电机2连接。这样的设置使得第二中间轴6可以可活动地设置在发电机2及发动机1之间，以传输电机4的动力给变速箱5。所述第二中间轴6的一端与所述电机的输出轴40传动连接，第二中间轴6的另一端与所述变速箱的输入轴50传动连接。这样的设置能够实现电机的动力通过第二中间轴6传输给变速箱，在电机通电后，电机的输出轴40旋转，可以带动第二中间轴6旋转，旋转的第二中间轴6可以驱动变速箱的输入轴50旋转，获得动力的变速箱再通过输出轴将动力传输出去。

为实现电机、第二中间轴6及变速箱之间的传动连接，在进一步的实施例中，所述第二中间轴6的一端与电机的输出轴40通过皮带轮或齿轮传动连接；所述第二中间轴6的另一端与变速箱的输入轴50通过皮带轮或齿轮传动连接。在电机通电后，电机的输出轴40旋转，在皮带轮或齿轮的作用下，第二中间轴6同步旋转，然后，旋转的第二中间轴6通过皮带轮或齿轮驱动变速箱的输入轴50同步旋转，获得动力的变速箱再通过输出轴将动力传输出去。

在进一步的实施例中，所述电机的壳体和变速器的壳体均与发电机的壳体连接，且电机的输出轴40和变速器的输入轴均插于发电机的壳体内。这样的设置能够进一步地减少增程式动力装置的横向宽度，且使得电机、变速箱及发电机能够集成一体，可以减少悬置安装的部件。

请参阅图4，本新型还提供了一种增程式动力汽车，包括车体及增程式动力装置，所述增程式动力装置为上述任一增程式动力装置；由于本方案中的增程式动力装置的横向宽度较传统的增程式动力装置的横向宽度大大减少，因而，所述增程式动力装置悬置于车体的动力舱8内时，增程式动力装置不会抵靠到动力舱8的侧壁，增程式动力装置可以正常工作，也不会造成动力舱8的磨损。

在增程式动力汽车内，所述增程式动力装置用于给车轮运动提供驱动力，因而，所述变速箱的输出轴与车轮的驱动轴7传动连接，这样的设置使得用户可以通过启动发动机1，使得发动机的输出轴10旋转并带动发电机的输入轴20旋转，以使得发电机能够产生供电机使用的电，在电机通电后，电机的输出轴40旋转并带动变速箱的输入轴50旋转，从而使得变速箱的输出轴旋转，变速箱的输出轴旋转可以带动车轮的驱动轴7旋转，车轮的驱动轴7旋转便可以驱动车轮旋转，最终使车体前行或后退。

在进一步的实施例中，所述电机的外壳、变速箱的外壳、发动机1的外壳均与发电机的外壳连接，这样的设置使得增程式动力装置能够集成一体式设置。增程式动力装置集成一体式的设置，使得在将增程式动力装置悬置在车体的动力舱8时，可以无需过多的悬置部件。起到悬置作用的部件可以为悬置，所述悬置是用于减少并控制发动机1振动的传递，并起到支承作用的汽车动力总成件，应用于当前汽车工业中，广泛使用的悬置分为传统的纯胶悬置，以及动或静态性能较好的液压悬置。具体地，所述电机通过第一悬置与动力舱8的一侧壁连接，所述发动机1通过第二悬置与动力舱8的另一侧壁连接，所述发电机通过第三悬置与车架连接。这样便可以将增程式动力装置悬置于车体的动力舱8内。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。