一种最大输出功率可调节式组合发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种最大输出功率可调节式组合发动机，包括主发动机、辅助发动机、信号检测单元和智能离合器，智能离合器由电磁式离合器、控制单元和控制面板组成；信号检测单元包括对主发动机曲轴的转速和转矩进行检测的主转速传感器和主转矩传感器以及对辅助发动机曲轴的转速和转矩进行检测的辅助转速传感器和辅助转矩传感器，主发动机曲轴的一端为动力输出端且其另一端为连接端，主发动机曲轴的连接端与辅助发动机曲轴的动力输出端呈同轴布设且二者之间通过电磁式离合器连接。本实用新型结构简单、设计合理、投入成本较低且操作简便、使用效果好，最大输出功率能进行调节，能有效解决现有发动机存在的最大输出功率固定不变的缺陷。
【专利说明】一种最大输出功率可调节式组合发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种发动机，尤其是涉及一种最大输出功率可调节式组合发动机。
【背景技术】
[0002]发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机(如汽油发动机等)、外燃机(如斯特林发动机、蒸汽机等)等。作为产生动力的独立单元，发动机是很多机械设备例如汽车、工程车辆、飞机的“心脏”，其直接影响这些设备的性能、可靠性及经济性。
[0003]现在国内外机械设备上所使用的发动机多为独立式单功率发动机，在负载发生变化时，操作人员通过改变供油情况并配合调速器改变燃油供给量，从而改变发动机的转速和输出扭矩以适应外负载。受发动机最大输出功率和调速特性的限制，为了能够驱动更大的负载，发动机只能增加最大输出功率，以四冲程活塞式发动机为例，需要增加排量甚至是气缸数。由于传统发动机受最大输出功率的不变性的限制，发动机的最大输出功率必须大于或等于最大负载对应消耗的功率，也就是说即使作业过程中存在任意某一时间段需要较大功率的工况，该机械设备也需要配备较大功率的发动机，这就造成了极大的资源与能源浪费，使得在一般作业中遇到小负载工况时候，就会出现“大马拉小车”的情况，大功率发挥不出来，同时燃油经济性比较差，综合考虑的结果就是发动机存在能量浪费，并且由于燃料的燃烧，产生多余的废气排放，对环境也不友好。另一方面，可以理解为在进行一项作业时，只要存在任意某一时间段需要比原有机械设备发动机最大输出功率大的负载就必须更换同类型大功率发动机的机械设备，这对工程施工极为不利，不但会影响正常的工程进度和工期，而且也不利于机械设备资源的合理配置，同时机械设备以及操作人员的调度和运输成本也比较高。
[0004]综上所述，工程中需要一种结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好的最大输出功率可调节式组合发动机，其最大输出功率能进行调节，当在小负载工况时，发动机使用小功率的工作模式；在大负载工况时，发动机使用大功率的工作模式，这样就可以满足偶尔大功率工况的使用需求，并且在小负载工况时能有效发挥传统发动机的所有正常功能和优点，因而能有效解决现有发动机存在的最大输出功率固定不变的缺陷。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种最大输出功率可调节式组合发动机，其结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，最大输出功率能进行调节，能有效解决现有发动机存在的最大输出功率固定不变的缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:包括主发动机、辅助发动机、信号检测单元和智能离合器，所述智能离合器由电磁式离合器、控制单元和与控制单元相接的控制面板组成；所述主发动机的曲轴为主发动机曲轴，所述辅助发动机的曲轴为辅助发动机曲轴；所述信号检测单元包括对主发动机曲轴的转速和转矩分别进行实时检测的主转速传感器和主转矩传感器以及对辅助发动机曲轴的转速和转矩分别进行实时检测的辅助转速传感器和辅助转矩传感器，所述主转速传感器、主转矩传感器、辅助转速传感器和辅助转矩传感器均与控制单元相接；所述主发动机曲轴的一端为动力输出端且其另一端为连接端，所述主发动机曲轴的连接端伸出至主发动机的壳体外侧，主发动机曲轴的连接端与辅助发动机曲轴的动力输出端呈同轴布设且二者之间通过电磁式离合器进行连接，所述电磁式离合器由控制单元进行控制且其与控制单元相接；所述辅助发动机由控制单元进行控制，所述辅助发动机的控制电路与控制单元相接。
[0007]上述一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征是:所述主转速传感器和主转矩传感器均安装在主发动机曲轴上，所述辅助转速传感器和辅助转矩传感器均安装在辅助发动机曲轴上。
[0008]上述一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征是:所述控制面板上设置有对主转速传感器与主转矩传感器所检测信号进行同步显示的显示器，所述显示器由控制单元进行控制且其与控制单元相接。
[0009]上述一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征是:所述控制面板上设置有手动模式控制按键和手动与自动控制模式切换按键，所述手动模式控制按键包括手动开启按键和手动关闭按键，所述手动开启按键、所述手动关闭按键和所述手动与自动控制模式切换按键均与按键电路相接，所述按键电路与控制单元相接。
[0010]上述一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征是:所述主发动机为6缸V型柴油机，所述辅助发动机为2缸V型柴油机。
[0011]上述一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征是:还包括与控制单元相接的参数输入单元，所述参数输入单元布设在控制面板上。
[0012]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0013]1、结构简单、设计合理且投入成本较低。
[0014]2、使用操作简便且组配方式灵活，主、辅发动机彼此独立，这就使得能够使用任意不同类型的发动机，比如主发动机使用柴油机，辅助发动机既可以使用汽油机也可以使用柴油机；为了方便空间布置，可以主发动机使用四冲程发动机，辅助发动机使用二冲程或者其他类型的发动机。
[0015]3、所采用的智能离合器结构简单、设计合理且接线方便、使用操作简便、使用效果好，具有自动与手动两种模式，并且两种模式切换方便，具有可靠性好、高效节能等优点。同时，所采用电磁式离合器能实现主、辅发动机平稳的结合与分离，能有效减少冲击，也有利于其他零部件以及整个系统的优化。
[0016]4、使用效果好且实用价值高，使得发动机能够根据作业工况的不同自动或手动改变发动机的最大输出功率，从而满足发动机偶尔的大负载工况需求，而不至于为了偶尔的大负载工况而增加发动机的最大功率，这就意味着原有的大功率、大耗油量的发动机可以被本实用新型代替，在小负载工况使用最大输出功率小的模式，在大负载工况使用最大输出功率大的模式，这就在很大程度上节约了资源和能源，减少发动机废气的排放，有利于环境保护。另外，主发动机单输出的时候对应该主发动机的输出特性曲线任意，组合发动机输出时又对应组合发动机的输出特性曲线，由于组合发动机特性曲线是主发动机的特性曲线与辅助发动机的特性曲线的叠加，故在设计匹配合理的情况下可使发动机高效率区对应的转速以及转矩范围便广泛。综上，对于存在任意某一时间段需要比原有机械设备发动机最大输出功率大的负载的工况时，本实用新型可使发动机顺利完成过渡，从而消除机械设备以及操作人员的调度和运输成本，保证工程进度和工期，并且避免了机械设备资源的不合理配置，综合效益显著提升。因而，本实用新型能有效解决现有发动机存在的最大输出功率固定不变的缺陷，使得发动机在小负载工况时，使用最大输出功率小的工作模式；而在大负载工况时，使用最大输出功率大的工作模式。
[0017]综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、投入成本较低且使用操作简便、使用效果好，其最大输出功率能进行调节，当在小负载工况时，发动机使用小功率的工作模式；在大负载工况时，发动机使用大功率的工作模式，这样就可以满足偶尔大功率工况的使用需求，并且在小负载工况时能有效发挥传统发动机的所有正常功能和优点，因而能有效解决现有发动机存在的最大输出功率固定不变的缺陷。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的工作原理图。
[0020]附图标记说明:
[0021]1 一主转速传感器； 2—主转矩传感器； 3—主发动机；
[0022]4 一主发动机曲轴； 5—控制单元；6—电磁式离合器；
[0023]7—智能离合器；8—辅助发动机；9一辅助转矩传感器；
[0024]10—辅助转速传感器；11—辅助发动机曲轴；12—控制面板。
【具体实施方式】
[0025]如图1所示，本实用新型包括主发动机3、辅助发动机8、信号检测单元和智能离合器7，所述智能离合器7由电磁式离合器6、控制单元5和与控制单元5相接的控制面板12组成。所述主发动机3的曲轴为主发动机曲轴4，所述辅助发动机8的曲轴为辅助发动机曲轴11。所述信号检测单元包括对主发动机曲轴4的转速和转矩分别进行实时检测的主转速传感器I和主转矩传感器2以及对辅助发动机曲轴11的转速和转矩分别进行实时检测的辅助转速传感器10和辅助转矩传感器9，所述主转速传感器1、主转矩传感器2、辅助转速传感器10和辅助转矩传感器9均与控制单元5相接。所述主发动机曲轴4的一端为动力输出端且其另一端为连接端，所述主发动机曲轴4的连接端伸出至主发动机3的壳体外侧，主发动机曲轴4的连接端与辅助发动机曲轴11的动力输出端呈同轴布设且二者之间通过电磁式离合器6进行连接，所述电磁式离合器6由控制单元5进行控制且其与控制单元5相接。所述辅助发动机8由控制单元5进行控制，所述辅助发动机8的控制电路与控制单元5相接。
[0026]本实施例中，所述主转速传感器I和主转矩传感器2均安装在主发动机曲轴4上，所述辅助转速传感器10和辅助转矩传感器9均安装在辅助发动机曲轴11上。
[0027]本实施例中，所述主发动机3为6缸V型柴油机，所述辅助发动机8为2缸V型柴油机(即双缸V型柴油机)。
[0028]实际使用时，所述主发动机3和辅助发动机8也可以采用其它类型的发动机。
[0029]同时，本实用新型还包括与控制单元5相接的参数输入单元，所述参数输入单元布设在控制面板12上。
[0030]本实施例中，所述控制面板12上设置有对主转速传感器I与主转矩传感器2所检测信号进行同步显示的显示器，所述显示器由控制单元5进行控制且其与控制单元5相接。
[0031]并且，所述控制面板12上设置有手动模式控制按键和手动与自动控制模式切换按键，所述手动模式控制按键包括手动开启按键和手动关闭按键，所述手动开启按键、所述手动关闭按键和所述手动与自动控制模式切换按键均与按键电路相接，所述按键电路与控制单元5相接。
[0032]实际使用过程中，主发动机3与辅助发动机8彼此独立，并且主发动机3与辅助发动机8可以是任何原理、使用任何燃料或任何类型的发动机。所述主发动机3与辅助发动机8通过智能离合器7连接后形成组合发动机，并且主发动机曲轴4也是主发动机3与辅助发动机8所形成组合发动机的动力输出轴。
[0033]实际使用时，本实用新型最大输出功率的调节通过智能离合器7进行控制，当智能离合器7断开主发动机3与辅助发动机8之间的连接时，本实用新型在最大输出功率小的模式下工作；当智能离合器7连接主发动机3与辅助发动机8时，本实用新型在最大输出功率大的模式下工作。
[0034]并且，最大输出功率调节模式分为自动模式和手动模式，操作人员可通过所述手动与自动控制模式切换按键完成两种模式的切换。自动模式下，智能离合器7先根据主转速传感器I和主转矩传感器2所检测信号换算出当前状态下本实用新型的输出功率，再将得出的当前状态下本实用新型的输出功率与通过所述参数输入单元输入需采用输出功率进行差值比较，并根据比较结果对电磁式离合器6进行结合/断开控制；手动模式下，通过人为对电磁式离合器6进行结合/断开控制。
[0035]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:包括主发动机(3)、辅助发动机(8)、信号检测单元和智能离合器(7)，所述智能离合器(7)由电磁式离合器(6)、控制单元(5)和与控制单元(5)相接的控制面板(12)组成；所述主发动机(3)的曲轴为主发动机曲轴(4)，所述辅助发动机(8)的曲轴为辅助发动机曲轴(11);所述信号检测单元包括对主发动机曲轴(4)的转速和转矩分别进行实时检测的主转速传感器(I)和主转矩传感器(2)以及对辅助发动机曲轴(11)的转速和转矩分别进行实时检测的辅助转速传感器(10)和辅助转矩传感器(9 )，所述主转速传感器(I)、主转矩传感器(2 )、辅助转速传感器(10 )和辅助转矩传感器(9)均与控制单元(5)相接；所述主发动机曲轴(4)的一端为动力输出端且其另一端为连接端，所述主发动机曲轴(4)的连接端伸出至主发动机(3)的壳体外侧，主发动机曲轴(4)的连接端与辅助发动机曲轴(11)的动力输出端呈同轴布设且二者之间通过电磁式离合器(6)进行连接，所述电磁式离合器(6)由控制单元(5)进行控制且其与控制单元(5)相接；所述辅助发动机(8)由控制单元(5)进行控制，所述辅助发动机(8)的控制电路与控制单元(5)相接。
2.按照权利要求1所述的一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:所述主转速传感器(I)和主转矩传感器(2 )均安装在主发动机曲轴(4)上，所述辅助转速传感器(10)和辅助转矩传感器(9)均安装在辅助发动机曲轴(11)上。
3.按照权利要求1或2所述的一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:所述控制面板(12 )上设置有对主转速传感器(I)与主转矩传感器(2 )所检测信号进行同步显示的显示器，所述显示器由控制单元(5)进行控制且其与控制单元(5)相接。
4.按照权利要求1或2所述的一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:所述控制面板(12 )上设置有手动模式控制按键和手动与自动控制模式切换按键，所述手动模式控制按键包括手动开启按键和手动关闭按键，所述手动开启按键、所述手动关闭按键和所述手动与自动控制模式切换按键均与按键电路相接，所述按键电路与控制单元(5)相接。
5.按照权利要求1或2所述的一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:所述主发动机(3)为6缸V型柴油机，所述辅助发动机(8)为2缸V型柴油机。
6.按照权利要求1或2所述的一种最大输出功率可调节式组合发动机，其特征在于:还包括与控制单元(5)相接的参数输入单元,所述参数输入单元布设在控制面板(12)上。
【文档编号】F02B73/00GK203685386SQ201420048957
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】赵悟, 田建涛, 余志龙, 王博, 朱霖龙, 姚运仕, 冯忠绪 申请人:长安大学