專利名稱：一種節(jié)油汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種節(jié)油汽車。
汽車在許多工況運行時，是處在部分負(fù)荷下運行，發(fā)動機的效率不高，為了提高負(fù)荷率，人們采用了閉缸法，以達到節(jié)約燃油的目地。在人民交通出版社出版發(fā)行的(汽車發(fā)動機汽油噴射系統(tǒng))1992年12月第一版的174頁上，介紹了汽車發(fā)動機停缸工作，當(dāng)發(fā)動機處于部分負(fù)荷下運行時，控制系統(tǒng)就指令切斷幾個氣缸的燃油供給與點火，停止幾個氣缸的工作，使發(fā)動機的負(fù)荷率增大，以提高效率，降低燃油消耗。而當(dāng)發(fā)動機需要增大功率輸出時，再將各?；鸬臍飧追謩e地加入工作或同時加入工作，然而這種方法缺點很多，由于發(fā)動機自身摩擦功率很大，暫時不用的氣缸，仍在運動，即消耗動力，又白白磨損，而且閉掉的氣缸只能是半數(shù)，否則發(fā)動機運轉(zhuǎn)就不平衡了，這樣往往半數(shù)氣缸的動力在許多情況下又滿足不了汽車的動力需求。
本發(fā)明的目地在于，既能使汽車在中小負(fù)荷時提高功率利用率，又能保證汽車在大負(fù)荷時有足夠的動力，達到節(jié)約燃料的目地。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，在汽車上安裝兩臺發(fā)動機，在中小負(fù)荷時，使用1個發(fā)動機，這就提高了功率利用率，在大負(fù)荷時，使用兩個發(fā)動機，關(guān)于兩個發(fā)動機在輸出動力不斷變化的情況下，如何在各種轉(zhuǎn)速下，分擔(dān)汽車不斷變化的行駛阻力，這就是本發(fā)明的最實質(zhì)的內(nèi)容，其它設(shè)計均是為它服務(wù)的，以達到節(jié)油的目地。為了表述方便，下面做一個實驗，把3個完全相同的發(fā)動機及3套可變化的負(fù)荷裝置，3個測速裝置放在一起，每個發(fā)動機有一套可變化的負(fù)荷裝置和一個測速裝置，3個發(fā)動機之間有斷開和接通的自動裝置，3個發(fā)動機的節(jié)氣門實行聯(lián)動，在3個發(fā)動機互不相連時啟動發(fā)動機，把3個發(fā)動機的轉(zhuǎn)速調(diào)到一樣快，這時變動發(fā)動機轉(zhuǎn)速，按發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)數(shù)大致均分，記錄下任意多個轉(zhuǎn)速，然后，在每個發(fā)動機上均加上相等的負(fù)荷，按上次記錄的所有轉(zhuǎn)速，記錄下每個發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷，照這樣做，每個發(fā)動機再加上相等的負(fù)荷多次，記錄多次，然后，把其中兩個發(fā)動機聯(lián)在一起，再從新進行一便，然后，把3個發(fā)動機聯(lián)在一起從新進行一便。在這個實驗中，我們看到，3個發(fā)動機在各個轉(zhuǎn)速時均轉(zhuǎn)速相等，分別加上同等負(fù)荷后，3個發(fā)動機的轉(zhuǎn)速還相等，分別加上相同負(fù)荷多次，3個發(fā)動機的轉(zhuǎn)速均相等，把其中兩個發(fā)動機聯(lián)在一起后，與上述情況相同，把三個發(fā)動機聯(lián)在一起后，情況還是一樣，我們把聯(lián)起來的兩個發(fā)動機看成是大發(fā)動機，1個發(fā)動機看成是小發(fā)動機，在個實驗中證明，大小兩個發(fā)動機能夠在克服不同的阻力的情況下，始終保持兩個發(fā)動機轉(zhuǎn)速一樣，但是條件是大發(fā)動機克服的阻力相當(dāng)于兩個小發(fā)動機的阻力，大小發(fā)動機不相聯(lián)是這樣，相聯(lián)也是這樣。這時，我們不難發(fā)現(xiàn)，大發(fā)動機的缸數(shù)相當(dāng)于兩個小發(fā)動機的缸數(shù)，這就是說，我們在一部汽車上，安裝一大一小兩個發(fā)動機，如果這兩個發(fā)動機的氣缸尺寸完全一樣，壓縮比一樣，每工作循環(huán)得到的空氣和燃料一樣，那么，兩個發(fā)動機驅(qū)動汽車行駛時，這部汽車的總行駛阻力會按兩個發(fā)動機的缸數(shù)自動分配到兩個發(fā)動機上，因為實驗中的大小兩個發(fā)動機聯(lián)在一起后，大小發(fā)動機的負(fù)荷也等于一起加上去，然后自動分擔(dān)在大小發(fā)動機上，兩個發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)始終相同，不論總阻力如何變化(在總驅(qū)動力范圍內(nèi))，它總會自動按缸數(shù)分配到兩個發(fā)動機上。這樣，我們設(shè)計汽車的兩個發(fā)動機排量大小時，可以以一個氣缸為最小單位或增或減，汽車的總行駛阻力會均分到每個氣缸上，既按大小發(fā)動機的不同缸數(shù)，將汽車的總行駛阻力分配到大小發(fā)動機上。
本發(fā)明的節(jié)油汽車，在中小負(fù)荷時單機行駛，實際上就是減小了汽車排量，這種工況在汽車運行中占很大比例，它的節(jié)油效果是明顯的。在汽車大負(fù)荷運行時，雙機驅(qū)動汽車行駛，等于增加了汽車排量，具有足夠的動力，滿足了大負(fù)荷的功率需求，因為這種汽車有兩種排量供駕駛員選擇，從而提高了功率利用率，取得了節(jié)油的效果。
下面對本發(fā)明的具體工作細節(jié)予以詳細描述，在汽油多點噴射的轎車上，裝用兩個發(fā)動機，主發(fā)動機裝在前邊，像前置前驅(qū)動汽車一樣布置，并有5個檔位，由前輪驅(qū)動汽車行駛，副發(fā)動機像后置后驅(qū)動汽車一樣布置，由后輪驅(qū)動，所不同的是沒有變速箱，只有一個接通或斷開的檔位。為了敘述的方便，假定主發(fā)動機為5個缸，副發(fā)動機為3個缸。兩個發(fā)動機的所有氣缸尺寸一樣、行程一樣、壓縮比一樣，設(shè)計的汽油噴射壓力、噴射量、噴射次數(shù)均一樣，盡最大可能使這8個缸的每一個氣缸在每一循環(huán)得到同等質(zhì)、量的混和氣，這樣，當(dāng)它們共同驅(qū)動汽車行駛時，就會在任何轉(zhuǎn)速任何可共同克服的阻力下，分擔(dān)汽車的總行駛阻力，5缸機分擔(dān)5/8，3缸機分擔(dān)3/8。為了把前后發(fā)動機轉(zhuǎn)速誤差降到最小的范圍內(nèi)，在駕駛室內(nèi)安裝兩個發(fā)動機的轉(zhuǎn)速表，在其中一個發(fā)動機節(jié)氣門拉桿處安裝微調(diào)，在兩個發(fā)動機都空檔的情況下，根據(jù)兩發(fā)動機轉(zhuǎn)速利用微調(diào)調(diào)到理論與實踐都證明最好的范圍內(nèi)，這樣兩發(fā)動機在共同驅(qū)動汽車行駛時，能夠根據(jù)兩機的動力之比更好的分擔(dān)行駛阻力，使兩機的效率得到最大的發(fā)揮，5缸發(fā)動機的最高檔檔位與3缸發(fā)動機的接通檔檔位速比一樣，在5缸機掛上最高檔3缸機掛上接通檔時，兩發(fā)動機可同時驅(qū)動汽車行駛。5缸發(fā)動機滿足非高速公路行駛的動力需求，此時除最高檔外，其它檔都可以用，當(dāng)需要到高速公路上行駛時(汽車高速行駛需要很大的動力，由于空氣阻力的作用，既汽車克服迎面空氣阻力所消耗的功率與車速的立方成正比，在車速超過70km/h的情況下，空氣阻力值可達到行駛總阻力的50％)掛入最高檔，踩下離合器(此車有前后兩個離合器，可以同時起作用，后發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時離合器也與前離合器一起動)掛上后發(fā)動機檔，打著后發(fā)動機(后發(fā)動機的節(jié)氣門與前發(fā)動機節(jié)氣門一起起作用)，抬起離合器后，通過油門踏板直接控制前后兩個發(fā)動機在高速公路上高速行駛，行駛速度范圍是在5缸的最高檔速度范圍里，當(dāng)有情況要低于最高檔速度范圍時(此情況很少，因高速公路最低車速限制為50公里/小時)，踏下離合器踏板，摘下后發(fā)動機檔位(后發(fā)動機檔位與后發(fā)動機進氣口節(jié)門有一聯(lián)動裝置，這時就關(guān)閉了后發(fā)動機空氣入口，使只有怠速口通)，此后前發(fā)動機各檔都可用，當(dāng)要用最高檔的車速時，把前發(fā)動機檔位掛入最高檔(互鎖裝置，只有前發(fā)動機掛入最高檔位后，后發(fā)動機才能掛上接通檔，只有摘開后發(fā)動機檔位后，才能變化前發(fā)動機檔位)，再掛上后發(fā)動機接通檔(聯(lián)動裝置，掛上后發(fā)動機接通檔的同時，便使關(guān)上的進氣通道口打開，后發(fā)動機節(jié)氣門開始起作用)，抬開離合器踏板后，雙發(fā)動機共同驅(qū)動汽車行駛，兩個發(fā)動機的負(fù)荷要有表顯示出來，可隨時掌握發(fā)動機的負(fù)荷情況，像我國現(xiàn)在的普通型轎車，最高車速均在160公里/小時以上，夏利也在140公里/小時，如安置前后兩個發(fā)動機，那么在高速公路上，在需要加速和有坡度上坡的情況下，使用兩個發(fā)動機，如果在平路上或下坡路上勻速行駛時，可用此檔主發(fā)動機單機行駛，副發(fā)動機可怠速運行，遇有上坡或加速時，隨時接通后發(fā)動機檔位雙機運行，當(dāng)需要汽車在高速公路上盡量快的時候，就可一直用雙機運行。上述汽車副發(fā)動機為駕駛員操縱起動，如加裝自動起動裝置見下面②、③，副發(fā)動機上裝有一個永磁發(fā)電機，一旦副發(fā)動機運轉(zhuǎn)起來，它便發(fā)電，發(fā)出的電有以下幾個作用，①在副發(fā)動機達到怠速轉(zhuǎn)速時，永磁發(fā)電機發(fā)出的電流使一線圈吸動一鐵棒，這時，副機的檔位可以掛上，如副發(fā)動機未運轉(zhuǎn)，此鐵棒在一彈簧作用下，擋住了副機的檔桿，這是防止在主機運轉(zhuǎn)而副機不運轉(zhuǎn)時，雙機同時掛檔會出現(xiàn)的事故。②副發(fā)動機的電源開關(guān)扭轉(zhuǎn)一個角度到I，副發(fā)動機所用的電源接通，按此方向?qū)㈦娫撮_關(guān)繼續(xù)扭轉(zhuǎn)一個角度到II，起動馬達接通，馬達帶動副機運轉(zhuǎn)，待副機怠速平穩(wěn)運轉(zhuǎn)后，再將電源開關(guān)反向旋轉(zhuǎn)到I，這時便完成了起動副發(fā)動機的工作，當(dāng)副發(fā)動機達到怠速時，永磁發(fā)電機發(fā)出的電流通過線圈使起動馬達的導(dǎo)線(通馬達繼電器的線)斷開，等于自動先行關(guān)閉了起動馬達的電源，在副發(fā)動機起動的同時，起動電流受一時間控制器控制，使馬達運轉(zhuǎn)一定時間，如起動未成功，停一段時間再運轉(zhuǎn)，再停再運轉(zhuǎn)，以防止起動馬達過熱燒壞。③副發(fā)動機在怠速運轉(zhuǎn)時，只有怠速口進氣，另外還有一個進氣口A，在副發(fā)動機剛起動時進氣，達到怠速后此口關(guān)閉，開與關(guān)是這樣實現(xiàn)的，在進氣口A處側(cè)，有一活動的鐵棒，在其圓軸徑向上有一孔B，在副發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)后，永磁發(fā)電機發(fā)出的電流通過線圈吸動鐵棒，使進氣口A與鐵棒上的孔B錯開，此時進氣口不通，當(dāng)副發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時，由于彈簧作用于鐵棒，使進氣口A與鐵棒上的孔B相通，此時進氣口打開，可以進氣。上述的汽油多點噴射轎車，可有變型車，既前后發(fā)動機均有變速箱，兩個變速箱，相應(yīng)檔位速比一樣，后變速箱，除變速桿處另有一個接通斷開檔(此檔桿與上述的3缸后發(fā)動機接通斷開檔作用一樣)，當(dāng)接通時，兩個變速箱的檔桿聯(lián)動，在兩個離合器的配合下，同時變檔，使兩個發(fā)動機能用各檔驅(qū)動汽車行駛，當(dāng)斷開這個接通斷開檔耐，兩個變速箱的檔桿還是聯(lián)動，可是后變速箱不起作用了，因為斷開了后發(fā)動機與后變速箱之間的扭力傳遞，這種車的優(yōu)點是更大的滿足了駕駛員的意愿，在他們需要雙機運行時，各種檔的車速都有(3缸只有接通斷開檔的車雙機運行是只有高速，而中低檔車速只能單機運行)在需要單機運行時，可以隨時轉(zhuǎn)換，這種車適用于山區(qū)與平原的混合區(qū)域。在雙發(fā)動機共同驅(qū)動汽車行駛時，由于前后輪直徑一樣，所以前后輪的轉(zhuǎn)數(shù)也一樣，前輪負(fù)荷汽車總行駛阻力的5/8，后輪負(fù)荷汽車總行駛阻力的3/8，我們來分析一下，如果兩個發(fā)動機有時供給空氣不一樣多，(相同的氣缸供氣有偏差而言)，5缸機假如供氣多一些，驅(qū)動力大一些，那前輪就會轉(zhuǎn)的快一些，它使車快的那部分驅(qū)動力不是克服前輪所占的那部分加快的阻力，而是全車加快的阻力加上后輪減少的阻力，后輪按一定轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)車前進，前輪快了，而驅(qū)動后輪的發(fā)動機供氣量未變化，后輪在前輪加快下也跟著快了，這種變化實際上和汽油機實驗中的(汽油機在一定負(fù)荷下運轉(zhuǎn)，當(dāng)其它條件不變而減少一些負(fù)荷后，汽油機轉(zhuǎn)數(shù)增加)一樣，所以，上述情況下的兩個發(fā)動機在克服同一個阻力的情況下，既使供氣量(兩個發(fā)動機之間的平均單個氣缸供氣量)有一些偏差，只會導(dǎo)致前后輪驅(qū)動力大小的變化，和前后輪轉(zhuǎn)速相同是相容的。以上說的一個5缸一個3缸是舉例，具體幾個缸與幾個缸組合，那要看具體情況，根據(jù)實際需要確定，轎車主發(fā)動機放在前邊，副發(fā)動機體積小放在后邊，副發(fā)動機的后邊是行李箱的位置，客車主發(fā)動機放在后邊，副發(fā)動機放在前邊，貨車副發(fā)動機放在前邊，驅(qū)動前輪，在其后緊挨著安置主發(fā)動機，與現(xiàn)在的貨車一樣，驅(qū)動力通至離合器、變速箱、傳動軸、差速器等，客車及貨車與轎車相比，相對車速低，副機可設(shè)計的缸數(shù)少一些，大客車主機能夠滿足非高速公路行駛，雙機能在高速路上3％坡度以100公里/小時的速度連續(xù)行駛，5％坡度以80公里/小時的速度連續(xù)行駛，在高速路平路勻速行駛可用單機，加速或上坡時用雙機，為防止某些工況下車速過快，可安裝最高時速限速裝置，以上所述的汽油多點噴射的轎車和化油器式及各種汽車都大同小異，現(xiàn)在就不一一表述了，下面把多軸大型運輸汽車(長距離大載重運煤車)述說一下，此車由于車速低(空氣阻力占行駛總阻力中的份額相對較少)載重大(重駛與空駛車重變化大)，所以滿載和空駛時對動力需求相差比較大，為了節(jié)省燃料，我們在車上安裝兩臺發(fā)動機，和上面述說的三缸五缸發(fā)動機的相同部分就不說了，只把不相同的部分表述一下，兩臺發(fā)動機均為柴油機，主發(fā)動機的缸數(shù)及每個氣缸的排量按空駛時的總行駛阻力確定，重駛時由2個發(fā)動機驅(qū)動，以此確定副發(fā)動機的缸數(shù)，副發(fā)動機的氣缸與主發(fā)動機的氣缸完全一樣(氣缸尺寸一樣壓編比一樣等等)。兩個發(fā)動機并排安置，主發(fā)動機與主高壓泵相連，副發(fā)動機與副高壓泵相連，兩個高壓泵頭尾相連式的安置，由1個操縱桿控制，當(dāng)然，這樣會給柴油機和高壓泵之間的扭力傳遞造成麻煩，兩個發(fā)動機在曲軸到離合器之間(副發(fā)動機不要離合器了)均有一個齒輪，在這兩個齒輪之間有齒輪和使齒輪嚙合或脫開的控制機構(gòu)，當(dāng)汽車要空駛時，使兩個發(fā)動機之間的嚙合齒輪脫開，啟動馬達，這時單發(fā)動機運轉(zhuǎn)，單機驅(qū)動汽車空駛，當(dāng)汽車要重駛時，把兩個發(fā)動機之間的齒輪嚙合，然后啟動馬達，這時不僅主發(fā)動機運轉(zhuǎn)，由于兩個發(fā)動機由齒輪嚙合，副發(fā)動機也運轉(zhuǎn)，這時兩個發(fā)動機不論轉(zhuǎn)速快慢，兩個發(fā)動機的轉(zhuǎn)速始終一樣，兩個發(fā)動機共同驅(qū)動汽車重駛，變速箱、離合器等均按兩發(fā)動機的最大扭力設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)的汽車不僅適用于大型多軸運煤車，而且也適用于大型礦山自卸車及一切車速低載重大的汽車，這種結(jié)構(gòu)的汽車也可應(yīng)用于汽油車上，它的兩個發(fā)動機與上述的5缸機3缸機原理相同，由于兩個發(fā)動機共用1個離合器共用1個變速箱，所以，和上述的5缸3缸雙機汽油多點噴射轎車相比，省去了許多麻煩，它的單雙機轉(zhuǎn)換在發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時進行，它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單易于操作，缺點是兩個發(fā)動機在一起，占用空間比較大，不易于安置，此車在雙機運行時，各檔都有強勁的動力，最高檔可有很高的車速，而在不需要很高的車速，單機可滿足各檔動力需求的情況下，可單機運行，這時達到了節(jié)油的目地。由于重型多軸載重車等柴油車是滿載用兩個發(fā)動機，空駛用1個發(fā)動機，它們在裝車或卸車時就可關(guān)閉發(fā)動機，進行單雙機轉(zhuǎn)換，這樣很方便，而對于關(guān)閉發(fā)動機進行單雙機轉(zhuǎn)換的轎車來說，需要有一個在行進中進行單雙機轉(zhuǎn)換的車型，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些也是必要的，方法是在副發(fā)動機與主副發(fā)動機接合斷開的控制檔之間裝一個離合器，在副發(fā)動機上加裝一個起動馬達，并裝有副發(fā)動機的電源控制開關(guān)，至于兩個發(fā)動機的掛檔等保險裝置，與5缸機3缸機中說明的大同小異，這里就不一一表述了。
權(quán)利要求
(1)一種可以節(jié)約燃油的汽車，其特征在于它有兩個發(fā)動機，其中一個發(fā)動機有兩個或兩個以上的缸數(shù)，另一個發(fā)動機有一個或一個以上的缸數(shù)，兩個發(fā)動機的缸數(shù)根據(jù)實際需要可以任意組合，其特征在于它的兩個發(fā)動機上的氣缸，必須像一個發(fā)動機上的氣缸那樣，所有尺寸相同，其特征在于它有時可單發(fā)動機行駛，有時可雙發(fā)動機行駛。
(2)根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車，其特征是，兩個發(fā)動機上的氣缸、缸徑、行程尺寸一樣，壓縮比一樣。
(3)根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車，其特征是兩個發(fā)動機都可單獨運轉(zhuǎn)，也可共同運轉(zhuǎn)，共同運轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)速一樣，每個氣缸在任何轉(zhuǎn)速得到的燃料相等，供氣量相等。
(4)根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車，其特征是一個發(fā)動機及驅(qū)動方式像前置前驅(qū)動汽車一樣布置，檔位數(shù)也以前置前驅(qū)動汽車一樣。
(5)根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車，其特征是一個發(fā)動機及驅(qū)動方式像后置后驅(qū)動汽車一樣布置，只有一個接通檔。
(6)根據(jù)權(quán)利要求12345所述的汽車，其特征是前置發(fā)動機可單獨驅(qū)動前輪使汽車行駛，并有各檔車速。
(7)根據(jù)權(quán)利要求12345所述的汽車，其特征是當(dāng)前置發(fā)動機驅(qū)動前輪(在接通最快速檔行駛時)，后置發(fā)動機可以驅(qū)動后輪(在接通檔位后)，雙發(fā)動機共同運轉(zhuǎn)，驅(qū)動前后輪使汽車高速行駛。
(8)根據(jù)權(quán)利要求12345所述的汽車，其特征是后置發(fā)動機裝有自動起動裝置，并在前后發(fā)動機的掛擋處均裝有保險裝置。
(9)根據(jù)權(quán)利要求1234所述的汽車，其特征是后發(fā)動機的變速箱與前發(fā)動機的變速箱檔位數(shù)一樣，并能聯(lián)動，各檔位車速均能使用兩個發(fā)動機，后發(fā)動機的變速箱另裝有接通斷開檔，需要時，各檔位車速也能使用一個發(fā)動機。
(10)根據(jù)權(quán)利要求123所述汽車，其特征是兩個發(fā)動機在主發(fā)動機與離合器之間和副發(fā)動機后部部位由齒輪嚙合或脫開，副發(fā)動機沒有離合器，主發(fā)動機單機運行時，齒輪脫開，副機不運轉(zhuǎn)，主機單機驅(qū)動汽車行駛，雙機運行時，齒輪嚙合，雙機共同運轉(zhuǎn)，雙機共同驅(qū)動汽車行駛。
全文摘要
一種節(jié)油汽車,它包括兩個發(fā)動機,兩個發(fā)動機上的氣缸尺寸完全一樣,壓縮比一樣,每一工作循環(huán)各缸進氣量及燃油均一樣,這樣,在兩個發(fā)動機轉(zhuǎn)速相同的情況下,行駛阻力可以根據(jù)缸數(shù)自動分擔(dān)在兩個發(fā)動機上,在需要較小動力時,可以使用單發(fā)動機行駛,這樣通過變換汽車排量從而達到了節(jié)省燃料的目的。與現(xiàn)有的閉缸法相比,優(yōu)點是不用的氣缸可以不運轉(zhuǎn)或怠速動轉(zhuǎn),兩個發(fā)動機可以一大一小,根據(jù)具體需要設(shè)計兩個發(fā)動機的氣缸數(shù)。
文檔編號B60K5/08GK1199680SQ9711202
公開日1998年11月25日 申請日期1997年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月15日
發(fā)明者時作江 申請人:時作江