本發(fā)明涉及一種具有權利要求1的前序部分的特征的電力單元。本發(fā)明另外涉及一種具有此電力單元的車輛。以上類型的電力單元例如從專利wo2012/056275a1已知。
背景技術：
已知電力單元具有擁有反向旋轉曲軸的兩氣缸往復式活塞引擎，反向旋轉曲軸在其軸桿頸架處通過正齒輪彼此耦合。正齒輪彼此嚙合且使反向旋轉曲軸同步。往復式活塞引擎驅(qū)動用于發(fā)電的交流發(fā)電機。交流發(fā)電機包括與兩個曲軸中的一者嚙合的交流發(fā)電機大齒輪。在操作中，交流發(fā)電機以與第一曲軸相對的方向旋轉，且以與第二曲軸相同的方向旋轉。
已知電力單元特定來說用于混合動力車輛中，且因此運行平滑度、低振動和緊湊型設計都是重要因素。這些特性已經(jīng)由已知電力單元滿足。盡管如此，仍在作出努力以進一步改進這些性質(zhì)。
技術實現(xiàn)要素：
因此，本發(fā)明的目的是由此進一步開發(fā)已知電力單元使得其具有關于運行平滑度和低振動改進的性質(zhì)，同時尤其具有緊湊型尺寸。本發(fā)明的進一步目的是詳細說明具有此改進的電力單元的機動車輛。
根據(jù)本發(fā)明，涉及電力單元的該目的由專利權利要求1的主題實現(xiàn)，且涉及機動車輛的目的由專利權利要求9的主題實現(xiàn)。
因此，本發(fā)明是基于提出一種尤其用于混合動力車輛的電力單元的構思，所述電力單元具有兩-氣缸往復式活塞引擎，所述氣缸往復式活塞引擎具有以串列式布置的兩-汽缸中引導的兩個活塞。所述兩-氣缸往復式活塞引擎還具有通過連桿連接到活塞的兩個反向旋轉曲軸。電力單元包括交流發(fā)電機，其相對于第一曲軸以相對方向旋轉且相對于第二曲軸以相同的方向旋轉。根據(jù)本發(fā)明，交流發(fā)電機經(jīng)由牽引裝置與至少第一曲軸成驅(qū)動嚙合，且具有平衡塊。第一曲軸還經(jīng)由定時鏈條或定時帶連接到平衡軸桿，平衡軸桿承載另一平衡塊。
由于交流發(fā)電機承載平衡物，交流發(fā)電機已經(jīng)充當?shù)谝黄胶廨S桿。交流發(fā)電機因此滿足雙重功能，即一方面發(fā)電且另一方面平衡慣性力。因此，如此設計的的交流發(fā)電機促進改進的運行平滑度。為完全補償二階慣性力，此僅需要單一單獨的平衡軸桿。因此實施電力單元的緊湊型結構，其不管完整的蘭徹斯特平衡(lanchesterbalancing)如何，仍示出就運行平滑度和低振動水平而言顯著的改進。
在優(yōu)選的變型中，可提供以下情況：牽引裝置為齒形帶或齒形鏈條。齒形帶的使用實現(xiàn)尤其低噪聲設計。齒形鏈條的使用還促進另一噪聲減小設計，同時還提供高耐磨性。此外，齒形鏈條具有就往復式活塞引擎的油潤滑而言的優(yōu)點。
在本發(fā)明的變型的情況下，第一曲軸和第二曲軸可彼此成直接齒輪嚙合。換句話說，在其端面中的每一者上，曲軸可包括彼此嚙合的鏈輪或齒形曲柄頰板。第一曲軸經(jīng)由牽引裝置另外連接到交流發(fā)電機，且經(jīng)由定時鏈條連接到平衡軸桿。
特別優(yōu)選的替代方案中，牽引裝置為兩側上具有齒的齒形鏈條，其中齒形鏈條的外側與第一曲軸的鏈輪嚙合，齒形鏈條的內(nèi)側與第二曲軸的鏈輪嚙合。齒形鏈條因此遵循相對單一的路線，其就將力從鏈輪到交流發(fā)電機的傳輸而言是有利的。確切地說，鏈條具有負載下的少量偏轉點。此外，避免了曲軸彼此或與交流發(fā)電機的直接齒輪嚙合，這對往復式活塞引擎的平滑運行有益。
在根據(jù)本發(fā)明的電力單元的其它優(yōu)選的變型中，可提供以下情況：第一曲軸或平衡軸桿承載飛輪塊。飛輪塊的功能是補償交替力矩。優(yōu)選地，飛輪塊布置在第一曲軸(即，以與交流發(fā)電機相對的方向旋轉的曲軸)上?；蛘撸w輪塊可布置在平衡軸桿上，其取決于機動車輛中電力單元的安裝位置可為有利的以便提供曲軸的平面中電力單元的最小可能寬度。還可能情況是：第一曲軸和平衡軸桿兩者各自承載部分飛輪塊。
為補償二階慣性力，如果曲軸與交流發(fā)電機和/或與平衡軸桿的位移比率為2:1，則是有利的。因為具有平衡物的交流發(fā)電機還充當平衡軸桿，所以此處也應維持對于蘭徹斯特平衡(即，自由二階慣性力的平衡)有利的2:1的位移比率。這意味著平衡軸桿和交流發(fā)電機各自以相對于曲軸來說雙倍的速度旋轉。
第一曲軸還可包括控制齒輪，其經(jīng)由定時鏈條或定時帶耦合到定時驅(qū)動器的惰齒輪。惰齒輪具有等于控制齒輪的直徑的兩倍的直徑。換句話說，提供的情況是，定時鏈條或定時帶將第一曲軸的控制齒輪耦合到平衡軸桿和惰齒輪兩者。惰齒輪可布置在定時驅(qū)動器的端面上。惰齒輪相對于定時齒輪的雙倍大小的使用使得能夠獲得曲軸與定時驅(qū)動器之間1:2的位移比率。定時驅(qū)動器因此以曲軸的速度的一半旋轉。此定時驅(qū)動器可為深埋的定時驅(qū)動器，其布置在往復式活塞引擎的氣缸密封件的水平面下方。
在有利實施例中，根據(jù)本發(fā)明的電力單元為單一交流發(fā)電機。限制為單一交流發(fā)電機不僅有益于電力單元的緊湊性，并且降低生產(chǎn)成本?？傮w上，產(chǎn)生可具成本效益地生產(chǎn)的尤其有效的低噪聲和平滑運行的電力單元。同時，全部組件的小數(shù)目改進電力單元的可維護性。
根據(jù)第二方面，揭示和主張一種具有如上文所提及的電力單元的車輛，尤其是混合動力車輛。
附圖說明
下文基于示范性實施例且參照圖更詳細地描述本發(fā)明。單一圖式示出根據(jù)本發(fā)明的電力單元的側視示意圖，其中對于本發(fā)明不重要的組件被隱藏。
具體實施方式
圖中示出的電力單元包括具有在其中引導活塞3、4的兩個汽缸1、2的往復式活塞引擎(兩氣缸往復式活塞引擎)?；钊?、4借助于連桿5、6連接到曲軸7、8。每一活塞3、4各自分配到一個曲軸7、8。往復式活塞引擎因此包括彼此靠近地并聯(lián)布置的兩個曲軸7、8。曲軸7、8以相對方向旋轉。這意味著兩氣缸往復式活塞引擎以串列式設計實施。
曲軸7、8各自承載鏈輪9、10。鏈輪9、10彼此隔開且通過齒形鏈條15耦合到一起。齒形鏈條15在兩側上都為齒形，其中齒形鏈條15的外側15a與第一曲軸7的鏈輪9嚙合。齒形鏈條15的內(nèi)側15b與第二曲軸8的鏈輪10嚙合。齒形鏈條15還延伸到交流發(fā)電機11，齒形鏈條15的內(nèi)側15b嚙合在交流發(fā)電機11的大齒輪中。交流發(fā)電機11因此借助于齒形鏈條15耦合到曲軸7、8，且由曲軸7、8驅(qū)動。在此情況下交流發(fā)電機11相對于第一曲軸7以相對方向旋轉，且相對于第二曲軸8以相同的方向旋轉。
在一些區(qū)段中，齒形鏈條15在鏈輪9、10之間成直線延伸，鏈輪9、10之間的齒形鏈條15的直線區(qū)段優(yōu)選地至少30mm長，以便確保鏈輪9、10中齒形鏈條15的個別齒的精確嚙合。
如圖中清楚地可見，齒形鏈條15的驅(qū)動側16在交流發(fā)電機11與第一曲軸7或第一曲軸7的鏈輪9之間延行。齒形鏈條15的松邊17在第二曲軸8或第二曲軸8的鏈輪10與交流發(fā)電機11之間延行。因為第二曲軸8的鏈輪10與交流發(fā)電機11之間的距離比較大，所以有利的是在交流發(fā)電機11與第二曲軸8之間提供鏈條引導件23。鏈條引導件23大體上防止松邊17的任何下垂，且因此促成電力單元的平滑運行。
在第一曲軸7的軸桿頸架上布置定時齒輪21。定時齒輪21可剛性地連接到第一曲軸7的鏈輪10。在任何情況下，規(guī)定定時齒輪21與第一曲軸7的鏈輪10之間的連接為可旋轉固定的。定時齒輪21與定時鏈條18嚙合，定時鏈條18將定時齒輪21耦合到平衡軸桿12和定時驅(qū)動器19。確切地說，定時鏈條18從定時齒輪21延伸到平衡軸桿12且進一步延伸到安放在定時驅(qū)動器19的前面上的惰齒輪20。惰齒輪20優(yōu)選地設計成定時齒輪21的兩倍大，便于在定時驅(qū)動器19與曲軸7、8之間設定2:1的位移比率。定時驅(qū)動器19可有利地被設計為深埋的定時驅(qū)動器。具體地說，定時驅(qū)動器19優(yōu)選地布置在氣缸密封件的水平面下方。此減小電力單元的總高度。
為抵消二階慣性力，即提供所謂的蘭徹斯特補償，提供平衡物13、14。這些平衡物13中的一者布置在交流發(fā)電機11上。與此同相但以相對方向旋轉的另一平衡物14布置在平衡軸桿12上。在平衡軸桿12或交流發(fā)電機11與曲軸7、8之間存在1:2的位移比率。換句話說，交流發(fā)電機11和平衡軸桿12兩者以曲軸7、8的兩倍一樣快的速度旋轉。平衡軸桿12和交流發(fā)電機11各自以彼此相對的方向旋轉，以便確保二階慣性力的有效平衡。
為補償歸因于4循環(huán)操作中往復式活塞引擎的點火次序而發(fā)生的交替力矩，提供飛輪塊22，其連接到第一曲軸7。飛輪塊22優(yōu)選地布置在往復式活塞引擎的逆向側上。換句話說，第一曲軸7在其縱向端處包括軸桿頸架，其中鏈輪9和定時齒輪21位于第一前端軸桿頸架上。在與第一軸桿頸架相對的第二軸桿頸架上，可旋轉地固定飛輪塊22。另一飛輪塊24可連接到第二曲軸8。分配到第二曲軸8的飛輪塊24優(yōu)選地小于第一曲軸7的飛輪塊22。
附圖標記列表
1、2氣缸
3、4活塞
5、6連桿
7第一曲軸
8第二曲軸
9、10鏈輪
11交流發(fā)電機
12平衡軸桿
13、14平衡物
15齒形鏈條
15a外側
15b內(nèi)側
16驅(qū)動側
17松邊
18定時鏈條
19定時驅(qū)動器
20惰輪
21定時齒輪
22、24飛輪塊
23鏈條引導件