用于增程器的減振裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于機動車的、特別是用于電動車的增程器(1)，其包括：第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2)；以及內(nèi)燃發(fā)動機(3)，其可聯(lián)接到用于傳送功率的第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2)上。所述減振器(6a、6b、6c)被集成到第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2)的轉(zhuǎn)子(5)中。
【專利說明】用于增程器的減振裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機動車的、特別用于電動車的增程器，其包括:機電能量轉(zhuǎn)換器，以及能夠聯(lián)接到用于傳送功率的機電能量轉(zhuǎn)換器的內(nèi)燃發(fā)動機。

【背景技術】
[0002]增程器意味著在電動車中額外的動力總成，其通常包括內(nèi)燃發(fā)動機，其驅(qū)動發(fā)電機為儲能裝置和/或電動機提供電能，從而為電動車增程。
[0003]通過本地化的供電系統(tǒng)充電的蓄電池或電池通常被用作為儲能裝置，為電動車提供能量。若無可用的供電系統(tǒng)，且儲能裝置中剩余的能量幾乎耗盡，則增程器能夠在途中對儲能裝置再充電或至少確保電動車能夠繼續(xù)行駛。
[0004]在配備有增程器的電動車中，通常在行駛期間增程器的內(nèi)燃發(fā)動機的啟動和停止無需駕駛員直接干預，特別是根據(jù)儲能裝置的電量狀態(tài)的啟動和停止。電能通常借助于機電能量轉(zhuǎn)換器，即，電動機產(chǎn)生，其通常為永久激勵同步電動機。
[0005]機電能量轉(zhuǎn)換器通常具有由適合的控制電子設備控制的至少兩種工作模式:發(fā)電機模式下增程器正常工作。相反地，機電能量轉(zhuǎn)換器也能夠以發(fā)動機模式工作。該模式通常用于啟動內(nèi)燃發(fā)動機。
[0006]然而，增程器的內(nèi)燃發(fā)動機不應降低電動車的駕駛體驗，所述駕駛體驗基本上歸因于作為牽引驅(qū)動的機電能量轉(zhuǎn)換器的特別的驅(qū)動性能和在傳動系中內(nèi)燃發(fā)動機噪音的消除。
[0007]因此，可以盡可能地防止或抑制源于增程器的內(nèi)燃發(fā)動機和/或機電能量轉(zhuǎn)換器的干擾因素。
[0008]由此，通常能夠最大程度地防止在增程器啟動時和工作期間的除了振動之外的噪聲。
[0009]W0 97/08435涉及一種系統(tǒng)，其用于主動降低軸旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則性，特別是內(nèi)燃機的驅(qū)動軸或可被聯(lián)接到驅(qū)動軸的軸的不規(guī)則性。該系統(tǒng)包括電動機，其聯(lián)接或可被聯(lián)接到軸，其中控制裝置控制電動機，使得其抵消軸的正負旋轉(zhuǎn)的不規(guī)則性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明基于提供改進的增程器的目的，其減少配備所述增程器的機動車中的上述問題。
[0011]該目的通過根據(jù)權利1所述的增程器和根據(jù)權利要求8所述的機動車而實現(xiàn)。在從屬權利要求中給出有利的實施例。
[0012]因此，在根據(jù)本發(fā)明的增程器中，減振器被集成到第一機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子中。
[0013]集成到轉(zhuǎn)子中的減振減少或甚至完全抑制了在所有驅(qū)動狀態(tài)中的振動，且因此抑制了 NVH(噪音、振動、聲振粗糙度)。這導致很大程度改善了駕駛體驗。特別地，由于減振被集成到機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子中，其能夠以節(jié)省空間的方式實現(xiàn)。集成到轉(zhuǎn)子中優(yōu)勢在于，作為減振器的雙質(zhì)量飛輪的第二質(zhì)量是第一機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子。優(yōu)選地，雙質(zhì)量飛輪的第一質(zhì)量因此被直接定位在旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機的軸上。由于這樣做而減少了用于減振器的額外部件的數(shù)量。在該情況下對減振的電子控制也不是必要的。事實上，根據(jù)本發(fā)明的減振由簡單的、堅固的、且經(jīng)濟的裝置構成。
[0014]在本發(fā)明的意義上，機電能量轉(zhuǎn)換器用于將電能轉(zhuǎn)換成機械能且反之亦然。為此特別包括電動機和發(fā)電機。取決于功率傳送的方向，機電能量轉(zhuǎn)換器在發(fā)動機模式和發(fā)電機模式之間轉(zhuǎn)變，在發(fā)動機模式中功率由電能轉(zhuǎn)換為機械能，而在發(fā)電機模式中具有相反的功率流。
[0015]本發(fā)明定義的內(nèi)燃發(fā)動機可被理解成熱力發(fā)動機，其在燃燒過程中將燃料的化學能轉(zhuǎn)換成機械能。在內(nèi)燃發(fā)動機工作時，通常稱為活塞的驅(qū)動件一般通過工作室內(nèi)空氣-燃料混合物燃燒時的膨脹被壓出燃燒區(qū)，由此使驅(qū)動軸運動，優(yōu)選使其旋轉(zhuǎn)。
[0016]在本發(fā)明的意義上的機動車是用于運輸產(chǎn)品、工具或人員的移動運輸工具，且是機器驅(qū)動的。
[0017]在本發(fā)明的意義上的電動車優(yōu)選被理解成由來自儲能裝置的，優(yōu)選來自電化學儲能器、蓄電池和/或電池的電能所驅(qū)動的機動車。當儲能裝置耗盡時，其必須通過供電網(wǎng)或便攜供電設備，優(yōu)選通過增程器或太陽能電池再次充電。
[0018]在本發(fā)明的意義上的減振器涉及借助于結構件，特別是借助于減振來抑制內(nèi)燃發(fā)動機的軸的扭轉(zhuǎn)振動，從而消除NVH。不僅在四沖程活塞發(fā)動機中，而且在旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機中，四沖程的周期循環(huán)(進氣、壓縮、點火、排氣)結合單缸或閥盤的點火順序，導致軸的旋轉(zhuǎn)不規(guī)則性，以及優(yōu)選連接的飛輪的旋轉(zhuǎn)不規(guī)則性。這樣的傳動系的慣性和硬度產(chǎn)生具有能產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動固有特征頻率的結構，其由于被引入到往復式發(fā)動機或旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機中的旋轉(zhuǎn)不規(guī)則性而不可避免地導致軸的扭轉(zhuǎn)振動。對于減振器特別優(yōu)選的是雙質(zhì)量飛輪、扭力消振器或任何其他已知的扭振減振器。
[0019]在本發(fā)明的意義上的，有效功率傳輸?shù)穆?lián)接涉及機械的、流體機械的、流體力學的或磁性的功率傳輸，特別是通過共同軸，即，機電能量轉(zhuǎn)換器和內(nèi)燃發(fā)動機是同軸的。
[0020]表示噪音、振動、聲振粗糙度的NVH(德語為噪音、振動、不平順性)是評價駕駛員的駕駛體驗時的重要標準。在此，聲振粗糙度涉及在20-100HZ范圍內(nèi)可聽見的以及可觸知的振動過渡范圍。一般來說，NVH是由于振動源局部地將作用力引入振動傳輸介質(zhì)所引發(fā)，所述振動傳輸介質(zhì)例如為機動車中的機械結構。
[0021]在本發(fā)明的一有利的實施例中，內(nèi)燃發(fā)動機被布置在第一機電能量轉(zhuǎn)換器與第二機電能量轉(zhuǎn)換器之間，其中，第二機電能量轉(zhuǎn)換器也被聯(lián)接到用于傳送功率的內(nèi)燃發(fā)動機，和/或減振被集成到第二機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子中。
[0022]第二機電能量轉(zhuǎn)換器能夠更有效地將內(nèi)燃發(fā)動機的機械能轉(zhuǎn)換成電能。此外，在內(nèi)燃發(fā)動機的軸承上的橫向力隨著軸的弓形壓力能夠減弱，因為在工作期間內(nèi)燃發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)不規(guī)則性能夠通過在軸的兩端處的兩個電磁轉(zhuǎn)換器的引導部而被減弱。
[0023]在本發(fā)明的另一有利實施例中，內(nèi)燃發(fā)動機是旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機。
[0024]如本發(fā)明所限定的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機優(yōu)選可被理解成下述設備，在其中優(yōu)選基本呈三角形的活塞在內(nèi)燃發(fā)動機工作期間圍繞其殼體中的主軸線旋轉(zhuǎn)，其中，活塞圍繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，然而該自身軸線還額外地圍繞優(yōu)選自身的旋轉(zhuǎn)路徑運動。換言之，活塞實現(xiàn)了圍繞主軸線的軌道運動。有利地，在將旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機作為內(nèi)燃發(fā)動機使用時，這樣的發(fā)動機與往復式發(fā)動機相比具有更大的平滑度。在一優(yōu)選實施例中，該類型的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機是汪克爾發(fā)動機。本發(fā)明也能夠用在具有兩個、三個或更多個相鄰布置的活塞的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機中。本發(fā)明還能夠用在任何類型的內(nèi)燃發(fā)動機中，優(yōu)選用在往復式發(fā)動機中。
[0025]在特別有利的方式中，旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機在運行中具有更大的平滑度，從而不會由于振動而對機動車的乘客造成干擾。此外，相對于傳統(tǒng)的奧托發(fā)動機或柴油發(fā)動機來說，旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機很大程度降低了噪音。最終，能夠?qū)崿F(xiàn)比利用往復式發(fā)動機高很多的旋轉(zhuǎn)速度。
[0026]在本發(fā)明的另一有利實施例中，第一和/或第二機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子額外包括質(zhì)量避振器。
[0027]在本發(fā)明的意義上的質(zhì)量避振器可被理解成由材料的壓縮或拉伸吸收振動能量。由此伴隨而來的能量損耗或單獨的熱能產(chǎn)生減弱了振動并且具有減振效果。優(yōu)選地，質(zhì)量避振器也被集成到第一和/或第二機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子中。質(zhì)量避振器能夠?qū)⒉荒鼙粶p振消除的多余能量轉(zhuǎn)換成熱能。由此實現(xiàn)了振動的進一步減少。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]在下文基于附圖對優(yōu)選實施例的描述中得出本發(fā)明的上述以及其他優(yōu)點、特征以及可能的應用。附圖中示出:
[0029]圖1是本發(fā)明的第一實施例的增程器的示意圖；
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的增程器1的示意圖。

【具體實施方式】
[0031]將參考圖1在下文中更加詳細地描述本發(fā)明的第一實施例。在此，以增程器1的示例來描述本發(fā)明，所述增程器1具有作為內(nèi)燃發(fā)動機3的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機，所述旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機具有基本呈三角形的旋轉(zhuǎn)活塞。在橫截面中示出旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3,其中，旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的閥盤在投影平面中旋轉(zhuǎn)，使得能夠分別看到閥盤的長短輻旋輪線形狀(Trochoidenform)和旋轉(zhuǎn)活塞或轉(zhuǎn)子的三角形狀。在此，軸8由圓形表示。旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)方向由圍繞軸8的順時針箭頭表示，然而，旋轉(zhuǎn)方向也可以是逆時針的。旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的軸8的扭轉(zhuǎn)振動進一步由雙箭頭表示。
[0032]然而，所示實施例僅是示例性的。單元也可由任何其他類型的內(nèi)燃發(fā)動機，特別是與往復式發(fā)動機，特別是與奧托發(fā)動機或柴油發(fā)動機運轉(zhuǎn)。
[0033]優(yōu)選地，增程器1具有旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3和機電能量轉(zhuǎn)換器2。優(yōu)選地，軸8將旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3聯(lián)接到用于傳送功率的機電能量轉(zhuǎn)換器2。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3和第一機電能量轉(zhuǎn)換器2因此也是同軸的，即，機電能量轉(zhuǎn)換器2的轉(zhuǎn)子5被安裝在旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的軸上。
[0034]機電能量轉(zhuǎn)換器3包括轉(zhuǎn)子5和定子7a、7b，其中，轉(zhuǎn)子5因發(fā)動機工作時的交替電磁場而轉(zhuǎn)動。機電能量轉(zhuǎn)換器2是電機，優(yōu)選是極電機，優(yōu)選是內(nèi)部或外部極電機，甚至更加優(yōu)選是同步電機，特別優(yōu)選是自激勵式同步電機，且最優(yōu)選是磁阻電機。
[0035]機電能量轉(zhuǎn)換器2可單純被設計成發(fā)電機和/或發(fā)電機引擎。在發(fā)電機模式中，機電能量轉(zhuǎn)換器從通過旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的軸8提供給其的扭矩而產(chǎn)生電能。在此，由第一機電能量轉(zhuǎn)換器2的定子7a、7b中的轉(zhuǎn)子5產(chǎn)生的電磁感應產(chǎn)生電能。電能通過功率電子設備10注入電路，特別注入電動車的直流電線路。可選地或附加地，然而電能可優(yōu)選地被注入公共供電系統(tǒng)。
[0036]在旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的燃燒過程中發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動，所述扭轉(zhuǎn)振動由時變扭矩激發(fā)并且與軸8重疊。這些扭轉(zhuǎn)振動主要由旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3中的氣體和慣性力的主諧頻引起。使用減振器6a、6b、6c，優(yōu)選使用飛輪或雙質(zhì)量飛輪，來排除扭轉(zhuǎn)振動。其被集成到第一機電能量轉(zhuǎn)換器2的轉(zhuǎn)子5中。這意味著，對于減振器6即使要求額外的部件，可通過將其集成到轉(zhuǎn)子5中而以節(jié)省空間的方式被安置。因此，如圖1所示的，轉(zhuǎn)子5優(yōu)選可以是雙質(zhì)量飛輪的第二飛輪質(zhì)量。第一飛輪質(zhì)量則優(yōu)選直接安裝到旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3和第一機電能量轉(zhuǎn)換器2的共同軸8上。對此更優(yōu)選的是，將第一飛輪質(zhì)量集成到軸8中，且最優(yōu)選地，軸8就是第一飛輪質(zhì)量。在此優(yōu)選地，第一飛輪質(zhì)量和第二飛輪質(zhì)量通過鋼或橡膠彈簧6b或任何其他類型的柔韌聯(lián)接手段聯(lián)接。
[0037]此外優(yōu)選地，平衡質(zhì)量9a也被集成到轉(zhuǎn)子5中，其反平衡旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的各偏心輪或旋轉(zhuǎn)活塞的不平衡質(zhì)量。此外優(yōu)選地，在圖中未示出的用于吸收振動的質(zhì)量避振器也被集成到轉(zhuǎn)子5中。特別地，這能夠通過布置在第一飛輪質(zhì)量6a與第二飛輪質(zhì)量6c之間的額外的彈性件來實現(xiàn)，利用其的壓縮或拉伸將振動能量轉(zhuǎn)換成其他形式的能量，優(yōu)選轉(zhuǎn)換成熱能。
[0038]平衡質(zhì)量也可分布在軸8的兩端，此時則存在兩部件平衡質(zhì)量9a和9b。
[0039]從現(xiàn)在起參考圖2描述本發(fā)明的增程器1的第二實施例。
[0040]優(yōu)選地，第二實施例可與上述的圖1的第一實施例結合。
[0041]第二實施例與第一實施例的不同在于，在第一機電能量轉(zhuǎn)換器2的對面、相對于旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3設置有另外的第二機電能量轉(zhuǎn)換器4，其同樣能夠被聯(lián)接到用于傳送功率的旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3的軸8上，優(yōu)選與旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3和/或第一機電能量轉(zhuǎn)換器2同軸。第二機電能量轉(zhuǎn)換器4也包括被集成到轉(zhuǎn)子11中的減振器12a、12b、12c。此外優(yōu)選地，平衡質(zhì)量％也被集成到轉(zhuǎn)子11中，且該轉(zhuǎn)子優(yōu)選地也包括另一質(zhì)量避振器，所述質(zhì)量避震器用于消散額外的振動能量。第二機電能量轉(zhuǎn)換器4的轉(zhuǎn)子11也在定子13a、13b中轉(zhuǎn)動，在這里在發(fā)電機工作期間產(chǎn)生電能。電能通過功率電子設備14也被注入到電路中，優(yōu)選地被注入電動車14的直流電線路中。
[0042]優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的增程器也能夠用在建筑中作為塊狀單元電站或作為其他移動應用的發(fā)電機單元使用。
[0043]附圖標記列表
[0044]增程器1
[0045]第一機電能量轉(zhuǎn)換器2
[0046]旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機3
[0047]第二機電能量轉(zhuǎn)換器4
[0048]第一機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子5
[0049]第一機電能量轉(zhuǎn)換器的減振器 6a, 6b, 6c
[0050]第一機電能量轉(zhuǎn)換器的定子7a, 7b
[0051]軸8
[0052]平衡質(zhì)量9a，9b
[0053]功率電子設備10，14
[0054]第二機電能量轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)子11
[0055]第二機電能量轉(zhuǎn)換器的減振器12a，12b, 12c
[0056]第二機電能量轉(zhuǎn)換器的定子13a，14a
【權利要求】
1.一種用于機動車的、特別用于電動車的增程器(1)，其包括: 第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2);以及 內(nèi)燃發(fā)動機(3)，其能夠聯(lián)接到用于傳送功率的第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2)，其中，減振器(6a、6b、6c)被集成到第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2)的轉(zhuǎn)子(5)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的增程器(I)，其中，內(nèi)燃發(fā)動機(3)被布置在第一機電能量轉(zhuǎn)換器(2)與第二機電能量轉(zhuǎn)換器(4)之間，其中，第二機電能量轉(zhuǎn)換器(4)也被聯(lián)接到用于傳送功率的內(nèi)燃發(fā)動機(2)，和/或減振器(12a、12b、12c)被集成到第二機電能量轉(zhuǎn)換器(4)的轉(zhuǎn)子(11)中。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的增程器(I)，其中，內(nèi)燃發(fā)動機(3)是旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的增程器(I)，其中，減振器^a、6b、6c、12a、12b、12c)是雙質(zhì)量飛輪。
5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的增程器(1)，其中，在第一和/或第二機電能量轉(zhuǎn)換器(2、4)的轉(zhuǎn)子(5、11)中額外地集成了質(zhì)量避振器。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的增程器(I)，其中，通過共同的軸(8)實現(xiàn)聯(lián)接。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的增程器(1)，其中，第一和/或第二機電能量轉(zhuǎn)換器(2、4)的轉(zhuǎn)子(5、11)中額外地集成了平衡質(zhì)量(9a、9b)。
8.一種機動車，特別是電動車，具有根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的增程器(I)。
【文檔編號】B60L11/12GK104302505SQ201380023686
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年5月7日 優(yōu)先權日:2012年5月10日
【發(fā)明者】文森特·奔達, 彼得·艾伯納, 理查德·施奈德, 伯恩哈德·斯福爾林格 申請人:李斯特內(nèi)燃機及測試設備公司