[發明專利]一種水平對置平衡式汽油增程器及其運行方法

在審

• 申請號: 201410313687.4
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN105240120A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 趙振峰;張付軍;左哲;馬富康;王豪
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02B75/28
• 分類號: F02B75/28;F02B63/04;F02B15/00;F02M61/14;B60L11/02
• 代理公司: 北京尚倫律師事務所 11477
• 代理人: 張亮

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，尤其涉及一種水平對置平衡式汽油增程器及其運行方法。

背景技術

隨著能源危機與環境污染問題的不斷加劇，節能減排已經被提到了戰略高度。從目前的能源形式來看，太陽能、氫能、電能等能源均屬于綠色可再生能源，必將是未來的發展趨勢。從目前的實際來看，電能作為汽車動力是最接近目前的科技水平和生產水平的。

傳統意義上的電動汽車是指全部或部分用電能驅動電動機作為動力的汽車。主要形式包括燃料電池電動汽車、混合動力電動汽車和純電動汽車等幾種類型。燃料電池電動汽車是以氫氣作燃料，產生電能驅動電動機運轉；混合動力電動汽車是將傳統的汽車發動機輸出的動力直接或者間接驅動發電機產生電能，利用發電機發出的電能驅動電動機運轉，進而驅動汽車；純電動汽車是完全摒棄了發動機，利用蓄電池直接驅動電動機運轉，進而驅動車輛行走，徹底實現了零排放的目標。純電動汽車具有無污染、無噪聲、不依賴于石油資源、結構簡單、運行成本低等優點，是非常有前景的一種動力形式。

但是，目前的技術水平限制導致純電動汽車存在如下不足：1)蓄電池的儲存能量有限，目前的蓄電池水平，充一次電可以儲存的能量可以使汽車連續行駛100公里左右，國外的一些發達的汽車廠家承諾可以達到200公里，但是，這些里程還是不能滿足一般車輛對動力系統的要求；2)蓄電池的充電時間長，目前的蓄電池的充電時間一般在8小時左右，即使是大功率的充電站以快速充電模式進行充電也需要2小時左右才能完成一次充電，這對于100-200公里的續航里程的電動車來說是致命的弱點；3)充電基礎設施不完善，純電動汽車的充電設施需要專門的設備來完成，目前這些設施均不具備。上述3個不足是限制目前純電動汽車發展的瓶頸問題。

近年來，插電技術和增程器發動機的引入使純電動汽車再次有了新的發展空間，增程器發動機是為了增加純電動汽車行駛里程而加裝在純電動汽車上的一個附加儲能部件，彌補了純電動汽車續駛里程短的缺陷，同時與傳統油-電混合動力汽車相比在經濟性和排放性方面具有突出優勢。就目前的發展技術來看，在蓄電池技術瓶頸問題突破之前，增程器發動機的使用將是解決目前所面臨汽車保有量劇增與能源環境危機矛盾的一種有效途徑。

目前，增程器發動機絕大多數都是用傳統的車用四沖程發動機與發電機集成或改造而成，由于傳統車用發動機的設計是滿足車輛行駛工況需求，具有較大的功率和扭矩儲備系數，用以適應車輛不同車速、不同載荷的需求。而作為電動車增程器的發動機只用來給發電機發電，進而為蓄電池充電，發動機只需要在某一給定工況運行，而不需要在整個轉速、負荷范圍內工作，不需要較大的功率和扭矩儲備系數。因此，傳統車用發動機作為增程器用發動機存在體積過大、重量過重等不足，尤其是和發電機集成后會導致體積和重量進一步增大。

另一個解決途徑是采用較少缸數的發動機作為增程器發動機，如兩缸發動機、三缸發動機、甚至于有的汽車廠家采用單缸摩托車發動機作為增程器的動力，這些方案都會導致由于缸數少而帶來的運行不平穩、振動噪聲高等缺點，而這些缺點都是作為乘用車所不能容忍的；另一方面，由于增程器發動機是作為電動車輛的一個輔助動力系統附加到汽車上，要求該裝置高度集成、體積小、重量輕、運行平穩、振動噪聲小。而傳統內燃機結構本身的特點帶來的運轉不平衡、振動噪聲大等固有缺點，不能很好地滿足增程器發動機的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供一種水平對置平衡式汽油增程器及其運行方法，有效地避免了傳統二沖程汽油發動機經濟性差、排放性能差等缺點，充分利用對置活塞二沖程發動機結構簡單、緊湊、平衡性好、功率密度高、熱效率高等優點，將發動機與發電機高度集成為一體，所構成的增程器作為純電動汽車的增程器具有非常明顯的優勢。

本發明提供了一種水平對置平衡式汽油增程器，包括水平對置活塞二沖程汽油發動機、傳動箱和發電機，其中，水平對置活塞二沖程汽油發動機的動力輸出端連接傳動箱，傳動箱的輸出口與發電機的轉子軸連接。

水平對置活塞二沖程汽油發動機中，水平設置的氣缸兩側分別連接進氣側曲軸箱和排氣側曲軸箱，氣缸內對稱設置進氣活塞和排氣活塞，對應進氣活塞的氣缸體的周圍分布設置進氣口，對應排氣活塞的氣缸體的周圍分布設置排氣口，氣缸體的中間位置安裝噴油器和火花塞，進氣活塞通過第一活塞銷與第一連桿的小頭連接，第一連桿的大頭與第一曲軸連接，第一曲軸安裝在進氣側曲軸箱體上，排氣活塞通過第二活塞銷與第二連桿的小頭連接，第二連桿的大頭與第二曲軸連接，第二曲軸安裝在排氣側曲軸箱體上，第一曲軸與第二曲軸之間連接。