本發(fā)明屬于發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域，具體地來說，是一種發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

發(fā)動機是一種能夠把其它形式的能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，是最為常見而應(yīng)用廣泛的動力裝置。其發(fā)展歷史悠久，經(jīng)歷了蒸汽機、外燃機、內(nèi)燃機等階段。

目前，內(nèi)燃機是發(fā)動機的主要形式。內(nèi)燃機是通過使燃料在機器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動力的熱力發(fā)動機。其中常見的形式為活塞式內(nèi)燃機，通過產(chǎn)生高溫燃氣而推動活塞做功，再通過曲柄連桿機構(gòu)將機械能輸出，實現(xiàn)驅(qū)動。

現(xiàn)有的內(nèi)燃機普遍僅具有一個機械輸出端，燃料燃燒的能量大量地以熱量的形式散失，導致內(nèi)能與效率僅能達到30％左右。內(nèi)燃機的能量浪費現(xiàn)象十分嚴重，特別是低速狀態(tài)下更為嚴重，不符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的高效環(huán)保要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)，有效地提高發(fā)動機的輸出效率。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種發(fā)動機，包括氣缸與曲柄連桿機構(gòu)：

所述曲柄連桿機構(gòu)包括曲軸，所述曲軸連接有傳動裝置，所述傳動裝置具有積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)具有至少一級齒輪組，所述齒輪組的各齒輪軸均具有一用于對外輸出動力的輸出端。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述發(fā)動機至少包括第一輸出軸與第二輸出軸，所述傳動裝置至少包括第一齒輪組與第二齒輪組：

所述第一齒輪組包括相互嚙合的第一主動齒輪與第一從動齒輪，所述第一主動齒輪設(shè)于所述曲軸上，所述曲軸具有曲軸輸出端；

所述第一從動齒輪設(shè)于所述第一輸出軸上，所述第一輸出軸具有第一軸輸出端；

所述第二齒輪組包括相互嚙合的第二主動齒輪與第二從動齒輪，所述第二主動齒輪設(shè)于所述第一輸出軸上，所述第二從動齒輪設(shè)于所述第二輸出軸上，所述第二輸出軸具有第二軸輸出端。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述發(fā)動機外部設(shè)有用于保護所述發(fā)動機的元件的封閉殼體。

一種動力輸出系統(tǒng)，包括發(fā)動機、發(fā)電機與水泵：

所述發(fā)動機包括氣缸與曲柄連桿機構(gòu)，所述曲柄連桿機構(gòu)包括曲軸，所述曲軸連接有傳動裝置，所述傳動裝置具有積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)；

所述發(fā)電機包括發(fā)電機定子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子、所述水泵分別通過所述傳動裝置與所述曲軸連接。

作為上述技術(shù)方案的改進，所述積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)具有至少二級齒輪組：

所述齒輪組的各齒輪軸均具有一輸出端，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子與所述水泵分別連接于不同的所述齒輪軸的輸出端。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述發(fā)動機至少包括第一輸出軸與第二輸出軸，所述傳動裝置至少包括第一齒輪組與第二齒輪組：

所述第一齒輪組包括相互嚙合的第一主動齒輪與第一從動齒輪，所述第一主動齒輪設(shè)于所述曲軸上，所述曲軸具有曲軸輸出端；

所述第一從動齒輪設(shè)于所述第一輸出軸上，所述第一輸出軸具有第一軸輸出端；

所述第二齒輪組包括相互嚙合的第二主動齒輪與第二從動齒輪，所述第二主動齒輪設(shè)于所述第一輸出軸上，所述第二從動齒輪設(shè)于所述第二輸出軸上，所述第二輸出軸具有第二軸輸出端；

所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子與所述第一軸輸出端連接；

所述水泵的驅(qū)動端與所述曲軸輸出端連接。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述發(fā)電機轉(zhuǎn)子與所述傳動裝置之間設(shè)有離合器。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述水泵與所述傳動裝置之間設(shè)有離合器。

作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述水泵與所述發(fā)動機的循環(huán)水路連通。

本發(fā)明的有益效果是：通過曲柄連桿機構(gòu)的曲軸上設(shè)置傳動裝置，傳動裝置具有積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)，使發(fā)動機可實現(xiàn)多端輸出而提高能量利用率；進而，設(shè)置具有發(fā)動機、發(fā)電機與水泵的動力輸出系統(tǒng)，發(fā)電機轉(zhuǎn)子、水泵分別通過傳動裝置與曲軸連接，使發(fā)動機的冗余能量得以儲存，并對發(fā)動機進行冷卻提效，提供了一種具有極高輸出效率的發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例1提供的發(fā)動機的局部結(jié)構(gòu)的主視示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1提供的發(fā)動機的整體結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例1提供的動力輸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第一示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例1提供的動力輸出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)第二示意圖。

主要元件符號說明：

1000-動力輸出系統(tǒng)，0100-發(fā)動機，0110-氣缸，0120-曲柄連桿機構(gòu)，0121-曲軸，0121a-曲軸輸出端，0130-傳動裝置，0131-第一輸出軸，0131a-第一軸輸出端，0132-第二輸出軸，0132a-第二軸輸出端，0133-第一主動齒輪，0134-第一從動齒輪，0135-第二主動齒輪，0136-第二從動齒輪，0200-發(fā)電機，0300-水泵。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)進行更全面的描述。附圖中給出了發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)的優(yōu)選實施例。但是，發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)可以通過許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)的公開內(nèi)容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在發(fā)動機與動力輸出系統(tǒng)的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。

實施例1

請結(jié)合參閱圖1與圖2，發(fā)動機0100包括氣缸0110與曲柄連桿機構(gòu)0120。

其中，曲柄連桿機構(gòu)0120包括曲軸0121，曲軸0121連接有傳動裝置0130，傳動裝置0130具有積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)。

具體而言，曲柄連桿機構(gòu)0120包括活塞組、連桿組和曲軸0121，連桿組兩端分別連接活塞組和曲軸0121。曲軸0121與傳動裝置0130連接，傳動裝置0130的輸出端連接有外部執(zhí)行元件。

運轉(zhuǎn)時，燃油在氣缸0110內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，迫使活塞組往復運動。連桿組將活塞組的往復運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S0121的旋轉(zhuǎn)運動，同時將作用于活塞組上的力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S0121對外輸出的轉(zhuǎn)矩。曲軸0121通過傳動裝置0130而驅(qū)動外部執(zhí)行元件做功，實現(xiàn)能量輸出。

積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)，是指各級齒輪組以積木堆疊的形式連接，可快速地改變齒輪組的級數(shù)與傳動比，利于迅速地匹配不同的負載與調(diào)整輸出端數(shù)量。

由此，發(fā)動機0100易于實現(xiàn)多個輸出端的動力輸出，可用于同時驅(qū)動多個負載，提高發(fā)動機0100的能量效率。

優(yōu)選地，積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)具有至少一級齒輪組，齒輪組的各齒輪軸均具有一用于對外輸出動力的輸出端。

具體而言，各輸出端分別連接不同的負載設(shè)備，使發(fā)動機0100得以同時驅(qū)動多個負載，且負載較為平衡，效率很高。

優(yōu)選地，發(fā)動機0100至少包括第一輸出軸0131與第二輸出軸0132，傳動裝置0130至少包括第一齒輪組與第二齒輪組：

第一齒輪組包括相互嚙合的第一主動齒輪0133與第一從動齒輪0134，第一主動齒輪0133設(shè)于曲軸0121上，曲軸0121具有曲軸輸出端0121a；

第一從動齒輪0134設(shè)于第一輸出軸0131上，第一輸出軸0131具有第一軸輸出端0131a；

第二齒輪組包括相互嚙合的第二主動齒輪0135與第二從動齒輪0136，第二主動齒輪0135設(shè)于第一輸出軸0131上，第二從動齒輪0136設(shè)于第二輸出軸0132上，第二輸出軸0132具有第二軸輸出端0132a。

優(yōu)選地，發(fā)動機0100外部設(shè)有用于保護發(fā)動機0100的元件的封閉殼體。由此，氣缸0110、曲柄連桿機構(gòu)0120與傳動裝置0130均位于封閉殼體，避免來自外界的侵蝕損害。

請結(jié)合參閱圖3與圖4，動力輸出系統(tǒng)包括發(fā)動機0100、發(fā)電機0200與水泵0300：

發(fā)電機0200包括發(fā)電機定子與發(fā)電機轉(zhuǎn)子，發(fā)電機轉(zhuǎn)子、水泵0300分別通過傳動裝置0130與曲軸0121連接。

在發(fā)動機0100運轉(zhuǎn)時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子隨曲軸0121旋轉(zhuǎn)。發(fā)電機定子產(chǎn)生磁場，發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，使曲軸0121的機械能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機0200的電能而儲蓄。

優(yōu)選地，積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)具有至少二級齒輪組：

齒輪組的各齒輪軸均具有一輸出端，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與水泵0300分別連接于不同的齒輪軸的輸出端。

具體而言，多級齒輪組以積木式堆疊連接，各級齒輪組分別具有齒輪軸。各齒輪組均具有一輸出端，用于進行動力輸出，以滿足動力輸出系統(tǒng)的多端輸出要求。

換言之，積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)的齒輪組級數(shù)取決于所需的輸出端數(shù)量，可十分方便地進行堆疊，提高發(fā)動機0100的輸出效率，同時滿足多種設(shè)備的同步驅(qū)動需要。

進而，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與水泵0300連接于齒輪軸的輸出端。并且，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與水泵0300所連接的齒輪軸并非同一根軸，利于發(fā)電機轉(zhuǎn)子與水泵0300帶來的負載平衡分布，避免負載集中而引致應(yīng)力集中，保證積木式齒輪傳動結(jié)構(gòu)的傳動效率與使用壽命。

或言，在各級齒輪組中，同一齒輪軸僅用于驅(qū)動單一負載設(shè)備，避免發(fā)生負載集中。

同時，在具有至少二級齒輪組的傳動裝置0130中，傳動裝置0130至少具有3個輸出端，分別用于驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)子、水泵0300與外部主要執(zhí)行元件的運轉(zhuǎn)。其中，外部主要執(zhí)行元件可以是車輛輪軸、主要回轉(zhuǎn)部等結(jié)構(gòu)形式，是主要的能量輸出用途。

就本實施例而言，發(fā)動機0100至少包括第一輸出軸0131與第二輸出軸0132，傳動裝置0130至少包括第一齒輪組與第二齒輪組。

優(yōu)選地，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與第一軸輸出端0131a連接。

優(yōu)選地，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與傳動裝置0130之間設(shè)有離合器。

具體而言，離合器用于使發(fā)電機轉(zhuǎn)子與傳動裝置0130暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機0100向發(fā)電機轉(zhuǎn)子輸入的動力，防止反向運轉(zhuǎn)對發(fā)電機轉(zhuǎn)子或發(fā)動機0100造成損害。

就本實施例而言，離合器設(shè)于發(fā)電機轉(zhuǎn)子與第一輸出軸0131之間，使發(fā)電機轉(zhuǎn)子與第一輸出軸0131暫時分離和逐漸接合，靈活地對連接部進行通斷控制。

優(yōu)選地，水泵0300與發(fā)動機0100的循環(huán)水路連通。

具體而言，水泵0300用于控制發(fā)動機0100的循環(huán)水路，對發(fā)動機0100進行冷卻。由于水泵0300的驅(qū)動端連接于曲軸輸出端0121a，在氣缸0110與曲柄連桿機構(gòu)0120的驅(qū)動下，水泵0300可直接實現(xiàn)對發(fā)動機0100的水冷，無需額外的動力源，極大地提高發(fā)動機0100的能量利用率。

同時，水泵0300對發(fā)動機0100進行水冷降溫，使發(fā)動機0100保持在較佳的工作狀態(tài)，防止發(fā)動機0100發(fā)生熱量聚集與因過熱造成的損耗，進一步改善發(fā)動機0100的工作效率。

優(yōu)選地，水泵0300的驅(qū)動端與曲軸輸出端0121a連接。

具體而言，水泵0300由曲軸0121直接驅(qū)動，保證水泵0300與發(fā)動機0100同步運轉(zhuǎn)，使發(fā)動機0100的水冷系統(tǒng)始終發(fā)揮功效。在此，水泵0300與曲軸0121直接連接，避免鏈式傳動的級間損耗，進一步提升水泵0300對發(fā)動機0100的降溫冷卻效果。

優(yōu)選地，水泵0300與傳動裝置0130之間設(shè)有離合器。

具體而言，離合器用于使水泵0300與傳動裝置0130暫時分離和逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動機0100向水泵0300輸入的動力，防止反向運轉(zhuǎn)對水泵0300或發(fā)動機0100造成損害。

就本實施例而言，離合器設(shè)于水泵0300的驅(qū)動端與曲軸輸出端0121a之間，使水泵0300與曲軸0121暫時分離和逐漸接合，靈活地對連接部進行通斷控制。

進一步優(yōu)選，第二輸出軸0132用于連接外部主要執(zhí)行元件，亦即外部主要執(zhí)行元件連接于第二軸輸出端0132a。

進而，當?shù)诙S輸出端0132a的負載較大時，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與第一輸出軸0131之間的離合器使發(fā)電機轉(zhuǎn)子自發(fā)動機0100分離，以集中輸出功率于第二輸出軸0132，保證主輸出效果。

在這里示出和描述的所有示例中，任何具體值應(yīng)被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。

應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。