本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車領(lǐng)域，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

進(jìn)入21世紀(jì)，節(jié)能減排已經(jīng)被提到了更高的戰(zhàn)略高度，而作為能源消耗及污染物排放大戶的汽車行業(yè)，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，已達(dá)成未來將逐漸向電動(dòng)化、清潔化方向發(fā)展的共識(shí)。但電動(dòng)汽車受制于電池容量及技術(shù)，目前普遍存在單次充電續(xù)駛里程較短、購(gòu)車成本較高的問題，這些問題正成為制約電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。

增程式電動(dòng)車既具有純電動(dòng)車高效率、低排放的特點(diǎn)，又可延長(zhǎng)純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，是當(dāng)前解決節(jié)能與環(huán)保問題切實(shí)可行的方案。增程式電動(dòng)汽車作為一種特殊的電動(dòng)汽車，在原有汽車基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上增加增程器，在燃料不足或者蓄電池供電不足的情況下由增程器提供動(dòng)力，延長(zhǎng)續(xù)航里程，解決了混合動(dòng)力電動(dòng)汽車排放性能不能達(dá)到要求、燃料電池電動(dòng)汽車未完全突破燃料來源、純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程較短且動(dòng)力性不足等其他常見電動(dòng)汽車的問題，而增程器作為增程式電動(dòng)汽車中較為關(guān)鍵的部件，已經(jīng)成為當(dāng)前新能源汽車的研究熱點(diǎn)。

增程式電動(dòng)車增程器系統(tǒng)是一個(gè)小型的發(fā)電機(jī)組，目前在增程器中使用最多的是小型活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，而活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)由于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力輸出有周期性波動(dòng)；同時(shí)，在動(dòng)力輸出過程中會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，容易造成增程器動(dòng)力系統(tǒng)共振或過早疲勞破壞；而且具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、油耗大、污染較嚴(yán)重等問題。另一種常用發(fā)動(dòng)機(jī)為z160化油器式汽油轉(zhuǎn)子機(jī)，但是也存在燃料在燃燒室內(nèi)分布不均，燃燒速率、效率較低等缺陷。

現(xiàn)有作為電動(dòng)汽車增程器動(dòng)力源發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料大都為汽油，以奧迪a1e-tron為例，其搭載的1.4發(fā)動(dòng)機(jī)仍以汽油為燃料，運(yùn)行成本較高，環(huán)保性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，通過電動(dòng)汽車增程發(fā)電的作用，同時(shí)滿足節(jié)能減排和降低成本的要求。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電子控制單元ecu；所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)包括缸體、燃燒室和三角轉(zhuǎn)子；所述缸體內(nèi)設(shè)有通過偏心軸旋轉(zhuǎn)的三角轉(zhuǎn)子；所述偏心軸通過彈性聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)連接；所述燃燒室位于所述缸體與三角轉(zhuǎn)子之間；所述燃燒室被所述三角轉(zhuǎn)子分成第一燃燒空間、第二燃燒空間和第三燃燒空間，且第一燃燒空間、第二燃燒空間和第三燃燒空間體積隨三角轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)而變化；所述缸體上設(shè)有與燃燒室連通的進(jìn)氣通道；所述缸體上設(shè)有與燃燒室連通的出氣通道，且進(jìn)氣通道與出氣通道不在同一燃燒空間；所述燃燒室內(nèi)固定點(diǎn)火器；所述進(jìn)氣通道上設(shè)有噴氣閥，所述出氣通道上設(shè)有排氣閥；所述電子控制單元ecu與噴氣閥、排氣閥和點(diǎn)火器連接。

進(jìn)一步，所述進(jìn)氣通道內(nèi)的燃燒氣體為天然氣。

進(jìn)一步，所述進(jìn)氣通道上還安裝有進(jìn)氣溫度傳感器和點(diǎn)火壓力傳感器；所述進(jìn)氣溫度傳感器與電子控制單元ecu連接，用于測(cè)量進(jìn)氣的溫度；所述點(diǎn)火壓力傳感器與電子控制單元ecu連接，用于測(cè)量進(jìn)氣的壓力。

進(jìn)一步，所述出氣通道上還安裝有寬域氧傳感器和壓力傳感器；所述寬域氧傳感器與電子控制單元ecu連接，用于檢測(cè)混合氣的濃度；所述壓力傳感器與電子控制單元ecu連接，用于測(cè)量出氣的壓力。

進(jìn)一步，所述偏心軸上還安裝偏心軸位置傳感器，所述偏心軸位置傳感器與電子控制單元ecu連接，用于檢測(cè)偏心軸的位置。

進(jìn)一步，所述出氣通道上還安裝有空燃比分析儀；所述空燃比分析儀與電子控制單元ecu連接，用于測(cè)量燃料燃燒后的尾氣排放濃度。

進(jìn)一步，所述出氣通道上還安裝有燃燒分析儀；所述燃燒分析儀與電子控制單元ecu連接，用于爆震識(shí)別分析，及爆震監(jiān)測(cè)與報(bào)警。

還包括動(dòng)力電池，所述發(fā)電機(jī)通過導(dǎo)線與動(dòng)力電池連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.本發(fā)明所述的基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，使用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)增程技術(shù)中搭載傳統(tǒng)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)，獲得了更大的功重比和更小的體積；同時(shí)，得益于其燃燒室內(nèi)部整體的單向流動(dòng)，使其更適合燃燒氣體燃料。

2.本發(fā)明所述的基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，采用天然氣代替汽油作為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，提高了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率并降低了排放；同時(shí)，天然氣在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中能迅速地與空氣混合，解決了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室由于燃燒室形狀狹長(zhǎng)燃燒不充分造成的積碳。

3.本發(fā)明所述的基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，本系統(tǒng)搭載的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)是由三角活塞在不規(guī)則橢圓型的氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)做功，活塞的動(dòng)力通過內(nèi)齒圈和動(dòng)力輸出軸咬合傳遞，速比為1:3，即活塞運(yùn)轉(zhuǎn)一圈輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn)三圈，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn)左右時(shí)活塞才運(yùn)轉(zhuǎn)約1300轉(zhuǎn)，因此轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)往復(fù)發(fā)動(dòng)機(jī)比較，升功率可提高60％以上。

4.本發(fā)明所述的基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)供電以推動(dòng)車輪，車速較低時(shí)電力有余則向蓄電池充電，降低了能耗并延長(zhǎng)了續(xù)駛里程，最大限度降低了汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境的污染。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)控制元件連接圖；

圖3為本發(fā)明所述的電子控制單元ecu系統(tǒng)控制圖；

圖4為本發(fā)明應(yīng)用在電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1-缸體；2-燃燒室；3-三角轉(zhuǎn)子；4-偏心軸；5-彈性聯(lián)軸器；6-發(fā)電機(jī)；7-進(jìn)氣通道；8-出氣通道；9-寬域氧傳感器；10-壓力傳感器；11-偏心軸位置傳感器；12-點(diǎn)火壓力傳感器；13-進(jìn)氣溫度傳感器；14-噴氣閥；15-點(diǎn)火器；16-空燃比分析儀；17-燃燒分析儀；18-電子控制單元；19-排氣閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1和圖2所示，一種基于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的增程發(fā)電系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)6和電子控制單元ecu18；所述轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)包括缸體1、燃燒室2和三角轉(zhuǎn)子3；所述缸體1內(nèi)設(shè)有通過偏心軸4旋轉(zhuǎn)的三角轉(zhuǎn)子3；所述偏心軸4通過彈性聯(lián)軸器5與發(fā)電機(jī)6連接；所述燃燒室2位于所述缸體1與三角轉(zhuǎn)子3之間；所述燃燒室2被所述三角轉(zhuǎn)子3分成第一燃燒空間、第二燃燒空間和第三燃燒空間，且第一燃燒空間、第二燃燒空間和第三燃燒空間的體積隨三角轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)而變化；所述缸體1上設(shè)有與燃燒室2連通的進(jìn)氣通道7；所述缸體1上設(shè)有與燃燒室2連通的出氣通道8，且進(jìn)氣通道7與出氣通道8不在同一燃燒空間；所述燃燒室2內(nèi)固定點(diǎn)火器15；所述進(jìn)氣通道7上設(shè)有噴氣閥14，所述出氣通道8上設(shè)有排氣閥19；所述電子控制單元ecu18與噴氣閥14、排氣閥和點(diǎn)火器15連接。所述進(jìn)氣通道7內(nèi)的燃燒氣體優(yōu)先為天然氣。

工作原理：轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)部燃燒室2被分成三個(gè)燃燒空間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)這些燃燒空間也在運(yùn)動(dòng)。采用天然氣直噴技術(shù)，天然氣由安裝在進(jìn)氣通道中的天然氣噴氣閥14控制，通過進(jìn)氣通道7進(jìn)入燃燒室2，點(diǎn)火器15完成點(diǎn)火后轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)依次在擺線型缸體內(nèi)的不同位置完成進(jìn)氣、壓縮、燃燒和排氣四個(gè)過程，將天然氣的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)扭矩，最后通過排氣通道排除。三角轉(zhuǎn)子3的偏心軸4通過彈性聯(lián)軸器5與發(fā)電機(jī)6連接，完成發(fā)電；天然氣作為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的代用燃料的主要優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)方面。一是，天然氣著火極限較寬，其過量空氣系數(shù)變化范圍約為0.6-1.8，因此稀薄燃燒技術(shù)在天然氣轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)上采用，有利于提高轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，并降低排放。二是，由于天然氣容易擴(kuò)散，因而在轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)中能夠快速地與空氣進(jìn)行混合，這有利于泡合氣快速燃燒而不易產(chǎn)生積碳，在很大程度上解決了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室由于燃燒室形狀狹長(zhǎng)燃燒不充分造成的積碳現(xiàn)象。

為了達(dá)到精確控制，如圖2和圖3所示，所述進(jìn)氣通道7上還安裝有進(jìn)氣溫度傳感器13和點(diǎn)火壓力傳感器12；所述進(jìn)氣溫度傳感器13與電子控制單元ecu18連接，用于測(cè)量進(jìn)氣的溫度；所述點(diǎn)火壓力傳感器12與電子控制單元ecu18連接，用于測(cè)量進(jìn)氣的壓力。所述出氣通道8上還安裝有寬域氧傳感器9和壓力傳感器10；所述寬域氧傳感器9與電子控制單元ecu18連接，用于檢測(cè)混合氣的濃度；所述壓力傳感器10與電子控制單元ecu18連接，用于測(cè)量出氣的壓力。所述出氣通道8上還安裝有寬域氧傳感器9和壓力傳感器10；所述寬域氧傳感器9與電子控制單元ecu18連接，用于檢測(cè)混合氣的濃度；所述壓力傳感器10與電子控制單元ecu18連接，用于測(cè)量出氣的壓力。所述偏心軸4上還安裝偏心軸位置傳感器11，所述偏心軸位置傳感器11與電子控制單元ecu18連接，用于檢測(cè)偏心軸4的位置，確保進(jìn)氣閥開啟時(shí)，缸體1內(nèi)的進(jìn)氣通道7和點(diǎn)火器15在同一燃燒空間。所述出氣通道8上還安裝有空燃比分析儀16；所述空燃比分析儀16與電子控制單元ecu18連接，用于測(cè)量燃料燃燒后的尾氣排放濃度。所述出氣通道8上還安裝有燃燒分析儀17；所述燃燒分析儀17與電子控制單元ecu18連接，用于爆震識(shí)別分析，及爆震監(jiān)測(cè)與報(bào)警。

如圖4所示，本發(fā)明應(yīng)用在電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)示意圖，系統(tǒng)還包括動(dòng)力電池，所述發(fā)電機(jī)通過導(dǎo)線與動(dòng)力電池連接。當(dāng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池電量充足時(shí)，汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力全部由動(dòng)力電池提供；當(dāng)動(dòng)力電池電量不足時(shí)，增程發(fā)電系統(tǒng)啟動(dòng)給動(dòng)力電池充電來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而提高電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程，利用增程器提供額外的電量還可以通過dc/dc轉(zhuǎn)換器儲(chǔ)存在車載電池中，使純電動(dòng)車避免頻繁停車充電。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。