一种发动机系统及车辆的制作方法

1.本技术涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机系统及车辆。


背景技术：

2.相关技术中，发动机的起动方式主要有两种：一种是设置单独的起动器，运用起动器驱动飞轮拖动发动机，电子自控制单元(electronic control unit)，ecu检测到发动机转速信号后完成喷油点火操作，实现发动机的起动；另一种是运用电机起动发动机，具体地，在发动机起动阶段，电机作为电动机，即电机将电能转化为电机机轴旋转的动能，电机机轴通过传动轮组件带动发动机的曲轴旋转，以实现发动机的起动，在发动机起动后，发动机的曲轴带动电机机轴旋转，此时电机作为发电机，即电机将电机机轴旋转的动能转化为电能，以对车辆电池以及设在用电设备供电。
3.但是对于第一种方式，需要设置单独的起动器，占用空间较大，且成本较高。对于第二种方式，电机需要频繁的切换工作状态，发动机系统的设计成本较高，而且没有较好的方式来保证发动机与电机工作的可靠性。因此，目前的发动机系统具有成本高、占用空间大及可靠性差的问题。


技术实现要素：

4.鉴于此，本技术实施例提供一种发动机系统及车辆，以解决发动机系统成本高、占用空间大及可靠性差的问题。
5.为达到上述目的，本技术实施例第一方面提供一种发动机系统，包括发动机、电机、传动轮组件与切换件。其中，传动轮组件的数量为两个，传动轮组件包括曲轴传动轮、机轴传动轮与挠性件，曲轴传动轮与发动机的曲轴同轴固定，机轴传动轮与电机机轴同轴且转动连接，挠性件连接在曲轴传动轮与对应的机轴传动轮之间；切换件具有第一状态与第二状态，在切换件处于第一状态的情况下，切换件将电机机轴与一个机轴传动轮固定，以使电机机轴能够带动曲轴转动进而起动发动机，在切换件处于第二状态的情况下，切换件将电机机轴与另一个机轴传动轮固定，以使曲轴能够带动电机机轴转动。
6.在本技术中的一种可选地实施方式中，切换件位于两个机轴传动轮之间，切换件通过相对滑动的导向块与导向槽活动连接于电机机轴，导向块与导向槽的相对滑动方向为电机机轴轴向，切换件能够向靠近机轴传动轮的方向运动并与该机轴传动轮卡接以处于第一状态或第二状态。
7.在本技术中的一种可选地实施方式中，电机机轴上同轴固定有花键毂，导向块为花键毂的花键齿，切换件上形成有通孔，导向槽为形成在通孔上的花键槽，花键槽与花键齿配合。
8.在本技术中的一种可选地实施方式中，切换件通过同步环与机轴传动轮卡接，同步环滑动套设在电机机轴上，且位于切换件与机轴传动轮之间，切换件靠近同步环的一端设置有卡块，同步环靠近切换件的一端对应卡块形成有卡槽，在切换件向靠近同步环的方
向滑动的过程中，切换件带动卡块伸入卡槽内，并推动同步环向靠近机轴传动轮的方向运动，进而使同步环与机轴传动轮卡接。
9.在本技术中的一种可选地实施方式中，卡块与卡槽的数量为多个，且一一对应设置，多个卡槽沿同步环周向分布。
10.在本技术中的一种可选地实施方式中，卡槽形成在同步环径向的外壁上，卡槽沿电机机轴延伸方向延伸。
11.在本技术中的一种可选地实施方式中，花键毂上形成有安装槽，安装槽沿电机机轴轴向延伸，安装槽对应卡槽设置，安装槽靠近对应的卡槽的一端沿花键毂轴向贯穿花键毂的侧壁，卡块设置在安装槽内，且位于切换件靠近卡槽的一侧，当切换件沿电机机轴轴向滑动，切换件推动卡块，使卡块的一端位于卡槽内，另一端位于安装槽内。
12.在本技术中的一种可选地实施方式中，机轴传动轮靠近同步环的一侧形成有第一结合齿，同步环靠近对应的机轴传动轮的一侧形成有第二结合齿，同步环通过第一结合齿与第二结合齿的结合与机轴传动轮卡接。
13.在本技术中的一种可选地实施方式中，同步环的数量为两个，沿电机机轴轴向，两个同步环分别设置在切换件的两侧，两个同步环分别用于与两个机轴传动轮卡接。
14.在本技术中的一种可选地实施方式中，发动机系统还包括推杆件，推杆件的数量为两个，沿电机机轴轴向，两个推杆件分别位于切换件的两侧，推杆件用于与车辆的车身相对固定，两个推杆件的输出端用于推动切换件沿电机机轴轴向分别向两个相反的方向运动。
15.在本技术中的一种可选地实施方式中，推杆件为电磁阀，电磁阀的阀杆用于推动切换件运动。
16.在本技术中的一种可选地实施方式中，切换件上固定有拨叉，沿电机机轴轴向，两个推杆件分别位于拨叉的两侧，推杆件的输出端通过推动拨叉以推动切换件运动。
17.在本技术中的一种可选地实施方式中，发动机系统还包括附件组件，当切换件处于第一状态，与电机机轴固定的机轴传动轮为第一机轴传动轮，当切换件处于第二状态，与电机机轴固定的机轴传动轮为第二机轴传动轮，第二机轴传动轮通过对应的挠性件与附件组件传动连接。
18.本技术实施例第二方面提供一种车辆，包括本技术实施例第一方面提供的发动机系统。
19.本技术实施例提供的发动机系统，运用电机带动发动机的曲轴旋转以实现发动的起动，但设置了两个传动轮组件，两个传动轮组件均连接在发动机与电机之间。具体地，两个曲轴传动轮均与曲轴同轴固定，两个机轴传动轮均与电机机轴同轴且转动连接。在发动机的起动过程中，切换件将一个传动轮组件的机轴传动轮与电机机轴固定，电机可以通过该传动轮组件带动发曲轴旋转。在发动机起动完成后，切换件将另一个传动轮组件的机轴传动轮与电机机轴固定，曲轴通过该传动轮组件带动电机机轴转动。可以发现，在电机工作状态切换的过程中，用于带动电机机轴转动的传动轮组件的挠性件的紧边与松边没有发生变化，具有较高的可靠性。而且，发动机的起动任务与正常运转过程中的工作任务分别运用两个传动轮组件来实现，每个传动轮组件负责的任务有所较少，对于每个传动轮组件的设计要求也较少，有利于降低设计成本。因此，本技术实施例提供的发动机系统，不需要设置
单独的起动器，占用空间较小，成本较低，每个传动轮组件负责的任务较少，传动轮组件的设计成本较低，用于带动电机机轴转动的传动轮组件的挠性件的紧边与松边自始至终不会发生变化，可靠性较高，解决了发动机系统成本高、占用空间大与可靠性较差的问题。
附图说明
20.图1为本技术一些实施例中的发动机系统的结构示意图；
21.图2为本技术一些实施例中的传动轮组件与切换件安装在电机机轴上的结构示意图；
22.图3为本技术一些实施例中的切换件处于第一状态的结构示意图；
23.图4为本技术一些实施例中的切换件处于第二状态的结构示意图。
24.附图标记：
25.101-曲轴；20-电机；201-电机机轴；30-第一传动轮组件；301-第一曲轴传动轮；302-第一机轴传动轮；3021-第二结合齿；303-第一挠性件；40-第二传动轮组件；401-第二曲轴传动轮；402-第二机轴传动轮；403-第二挠性件；50-切换件；60-花键毂；70-同步环；701-卡槽；702-第一结合齿；80-卡块；90-电磁阀；901-阀杆；11-附件组件；12-拨叉；13-自动张紧器；a-电机机轴轴向。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
27.在本技术实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.此外，在本技术实施例中，“上”、“下”、“左”以及“右”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
29.在本技术实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。
30.在本技术实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
31.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨
在以具体方式呈现相关概念。
32.本技术实施例提供一种车辆，包括发动机系统。发动机系统用于为车辆提供动力。
33.相关技术中，发动机的起动方式主要有两种：一种是设置单独的起动器，运用起动器驱动飞轮拖动发动机，ecu检测到发动机转速信号后完成喷油点火操作，实现发动机的起动；另一种是运用电机起动发动机，具体地，在发动机起动阶段，电机作为电动机，即电机将电能转化为电机机轴旋转的动能，电机机轴通过传动轮组件带动发动机的曲轴旋转，以实现发动机的起动，在发动机起动后，发动机的曲轴带动电机机轴旋转，此时电机作为发电机，即电机将电机机轴旋转的动能转化为电能，以对车辆电池以及设在用电设备供电。
34.但是对于第一种方式，需要设置单独的起动器，占用空间较大，且成本较高。对于第二种方式，电机需要频繁的切换工作状态，发动机系统的设计成本较高，而且没有较好的方式来保证发动机与电机工作的可靠性。因此，目前的发动机系统具有成本高、占用空间大及可靠性差的问题。
35.作为本技术创造性的一部分，下面对第二种方式中发动机与电机工作的可靠性较差的原因进行分析。发电机在两种工作状况下，传动轮组件的挠性件的紧边与松边不同，在工况切换的过程中，挠性件紧边与松边的切换容易导致挠性件的打滑，造成传动的不稳定，可靠性较差，可以采用设置双向张紧器的方式来解决，但是双向张紧器的结构复杂，成本高。而且，双向张紧机构的设置也会使轮系运转工况更加复杂，负载也明显增大，会使可靠性大大降低。
36.鉴于此，请参照图1和图2，本技术实施例的发动机系统，包括发动机、电机20、传动轮组件与切换件50。其中，传动轮组件(请参照图中标号30与40，为其一种实施例)的数量为两个，传动轮组件包括曲轴传动轮(请参照图中标号301与401，为其一种实施例)、机轴传动轮(请参照图中标号302与402，为其一种实施例)与挠性件(请参照图中标号303与403，为其一种实施例)，曲轴传动轮与发动机的曲轴101同轴固定，机轴传动轮与电机机轴201同轴且转动连接，挠性件连接在曲轴传动轮与对应的机轴传动轮之间；切换件50具有第一状态与第二状态，在切换件50处于第一状态的情况下，切换件50将电机机轴201与一个机轴传动轮固定，以使电机机轴201能够带动曲轴101转动进而起动发动机，在切换件50处于第二状态的情况下，切换件50将电机机轴201与另一个机轴传动轮固定，以使曲轴101能够带动电机机轴201转动。
37.请参照图1和图2，本技术实施例提供的发动机系统，运用电机20带动发动机的曲轴101旋转以实现发动的起动，但设置了两个传动轮组件，两个传动轮组件均连接在发动机与电机20之间。具体地，两个曲轴传动轮均与曲轴101同轴固定，两个机轴传动轮均与电机机轴201同轴且转动连接。在发动机的起动过程中，切换件50将一个传动轮组件的机轴传动轮与电机机轴201固定，电机20可以通过该传动轮组件带动发曲轴101旋转。在发动机起动完成后，切换件50将另一个传动轮组件的机轴传动轮与电机机轴201固定，曲轴101通过该传动轮组件带动电机机轴201转动。可以发现，在电机20工作状态切换的过程中，用于带动电机机轴201转动的传动轮组件的挠性件的紧边与松边没有发生变化，具有较高的可靠性。而且，发动机的起动任务与正常运转过程中的工作任务分别运用两个传动轮组件来实现，每个传动轮组件负责的任务有所较少，对于每个传动轮组件的设计要求也较少，有利于降低设计成本。因此，本技术实施例提供的发动机系统，不需要设置单独的起动器，占用空间
较小，成本较低，每个传动轮组件负责的任务较少，传动轮组件的设计成本较低，用于带动电机机轴201转动的传动轮组件的挠性件的紧边与松边自始至终不会发生变化，可靠性较高，解决了发动机系统成本高、占用空间大与可靠性较差的问题。
38.具体地，请参照图1和图2，若将当切换件50处于第一状态，与电机机轴201固定的机轴传动轮称为第一机轴传动轮302，第一机轴传动轮302对应的挠性件称为第一挠性件303，第一机轴传动轮302对应的曲轴传动轮称为第一曲轴传动轮301，第一曲轴传动轮301、第一机轴传动轮302与第一挠性件303组成第一传动轮组件30；将当切换件50处于第二状态，与电机机轴201固定的机轴传动轮称为第二机轴传动轮402，第二机轴传动轮402对应的挠性件称为第二挠性件403，第二机轴传动轮402对应的曲轴传动轮称为第二曲轴传动轮401，第二曲轴传动轮401、第二机轴传动轮402与第二挠性件403组成第二传动轮组件40；在一些可选地实施方式，在发动机处于停机状态的情况下，可以使电机机轴201与第一机轴传动轮302固定，起动工况电机20可直接拖动发动机，起动完成后，电机机轴201与第二机轴传动轮402固定，曲轴101带动电机机轴201旋转使电机20正常发电。
39.需要解释说明的是，请参照图1和图2，当切换件50处于第一状态，第二机轴传动轮402与电机机轴201之间可以相互转动。当切换件50处于第二状态，第一机轴传动轮302与电机机轴201之间可以相互转动。
40.可以理解的是，请参照图1和图2，曲轴101的轴向与电机机轴轴向a平行。
41.优选地，请参照图1和图2，在一些可选地实施方式中，第一曲轴传动轮301相对第二曲轴传动轮401靠近曲轴101的自由端。可以理解的是，第二曲轴传动轮401的负载相较第一曲轴传动轮301的负载较大，将第一曲轴传动轮301设置在远离曲轴101自由端的位置，有利于提高发动机系统的稳定性。
42.优选地，请参照图1和图2，在一些可选地实施方式中，第二挠性件403为v带。第二挠性件403的负载较大，故选用v带较为合适。在此基础上，在一些可选地实施方式中，为了提供第二传动轮组件40运转的可靠性，第二挠性件403通过自动张紧器13张紧。
43.优选地，请参照图1和图2，在一些可选地实施方式中，所述第一挠性件303为弹性带。如此结构形式，第一挠性件303的负载较小，选用弹性带较为合适，弹性带可以自动张紧，不需要设置张紧器，有利于简化结构，提高可靠性。
44.在一些可选地实施方式中，请参照图1和图2，发动机系统还包括附件组件11，第二机轴传动轮402通过对应的挠性件与附件组件11传动连接。示例性地，在一些实施例中，附件组件11可以包括空气压缩机、水泵、燃料回流泵等中的一个或多个。发动机起动后的工作过程中，曲轴101会驱动附件组件11正常工作。
45.进一步地，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一种可选地实施方式中，切换件50位于两个机轴传动轮之间，切换件50通过相对滑动的导向块与导向槽活动连接于电机机轴201，导向块与导向槽的相对滑动方向为电机机轴轴向a，切换件50能够向靠近机轴传动轮的方向运动并与该机轴传动轮卡接以处于第一状态或第二状态。如此结构形式，切换件50通过相对滑动的导向块与导向槽活动连接于电机机轴201，切换件50一方面能够相对电机机轴201滑动以靠近两个机轴传动轮，另一方面也能够随电机机轴201转动，当切换件50与机轴传动轮卡接，即切换件50与机轴传动轮固定，电机20的转矩会通过切换件50传递给机轴传动轮，以带动机轴传动轮旋转。
46.导向块与导向槽的实现方式可以有多种。可以是电机机轴201与切换件50键连接，键连接可以是平键连接或花键连接等。优选地，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一些可选地实施方式中，电机机轴201上同轴固定有花键毂60，导向块为花键毂60的花键齿，切换件50上形成有通孔，导向槽为形成在通孔上的花键槽，花键槽与花键齿配合。如此结构形式，便于加工安装，且电机机轴201与切换件50的连接较为稳固。
47.进一步地，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一种可选地实施方式中，切换件50通过同步环70与机轴传动轮卡接，同步环70滑动套设在电机机轴201上，且位于切换件50与机轴传动轮之间，切换件50靠近同步环70的一端设置有卡块80，同步环70靠近切换件50的一端对应卡块80形成有卡槽701，在切换件50向靠近同步环70的方向滑动的过程中，切换件50带动卡块80伸入卡槽701内，以推动同步环70向靠近机轴传动轮的方向运动，进而使同步环70与机轴传动轮卡接。在此基础上，优选地，在本技术中的一种可选地实施方式中，同步环70的数量为两个，沿电机机轴轴向a，两个同步环70分别设置在切换件50的两侧，两个同步环70分别用于与两个机轴传动轮卡接。如此结构形式，卡块80与切换件50相对固定，卡块80与同步环70上的卡槽701卡接，同步环70与机轴传动轮卡接，这样就实现了切换件50通过同步环70与机轴传动轮的卡接。
48.具体地，请参照图2、图3和图4，切换件50带动卡块80沿电机机轴轴向a移动，卡块80推动同步环70与机轴传动轮接触并产生摩擦，接着在机轴传动轮旋转的过程中，滑块会旋转至卡槽701的对应位置并伸入卡槽701内。
49.同步环70与机轴传动轮的卡接可以有多种实现形式，请参照图2、图3和图4，在一些可选地实施方式中，机轴传动轮靠近同步环70的一侧形成有第一结合齿702，同步环70靠近对应的机轴传动轮的一侧形成有第二结合齿3021，同步环70通过第一结合齿702与第二结合齿3021的结合与机轴传动轮卡接。如此结构形式，同步环70与机轴传动轮之间的连接较为稳固。
50.优选地，为了提高卡块80与卡槽701连接的可靠性，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一种可选地实施方式中，卡块80与卡槽701的数量为多个，且一一对应设置，多个卡槽701沿同步环70周向分布。在此基础上，在一些实施例中，卡槽701的数量为三个，且沿同步环70周向均匀分布。
51.优选地，为了提高卡块80与卡槽701连接的可靠性，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一种可选地实施方式中，卡槽701形成在同步环70径向的外壁上，卡槽701沿电机机轴201延伸方向延伸。如此结构形式，当卡块80伸入卡槽701内，卡块80会位于同步环70沿径向的外侧，这样，同步环70会对卡块80起到一定的支撑作用，卡块80与卡槽701的卡接较为稳固。
52.在本技术中的一种可选地实施方式中，请参照图2、图3和图4，花键毂60上形成有安装槽，安装槽沿电机机轴轴向a延伸，安装槽对应卡槽701设置，安装槽靠近对应的卡槽701的一端沿花键毂60轴向贯穿花键毂60的侧壁，卡块80设置在安装槽内，且位于切换件50靠近卡槽701的一侧，当切换件50沿电机机轴轴向a滑动，切换件50推动卡块80，使卡块80的一端位于卡槽701内，另一端位于安装槽内。如此结构形式，卡块80连接在同步环70与花键毂60之间，使同步环70能够随电机机轴201转动。将卡块80可滑动的设置在安装槽内，便于卡块80的装配。当然，在一些其它的实施方式中，也可以是卡块80直接固定在切换件50上，
如卡块80与切换件50一体成型等。
53.进一步地，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一种可选地实施方式中，发动机系统还包括推杆件(请参照附图标记90，为其一种实施例)，推杆件的数量为两个，沿电机机轴轴向a，两个推杆件分别位于切换件50的两侧，推杆件用于与车辆的车身相对固定，两个推杆件的输出端用于推动切换件50沿电机机轴轴向a分别向两个相反的方向运动。如此结构形式。在推杆件的推动作用下，切换件50会向靠近机轴传动轮的方向运动，以处于第一状态或第二状态。在此基础上，在本技术中的一种可选地实施方式中，切换件50上固定有拨叉12，沿电机机轴轴向a，两个推杆件分别位于拨叉12的两侧，推杆件的输出端通过推动拨叉12以推动切换件50运动。如此结构形式，设置拨叉12，使得推杆件的输出端具有一个较为稳固的作用位置，使得推杆件能够较为可靠的推动切换件50靠近机轴传动轮的方向运动。
54.推杆件的实现方式可以有多种。比如可以是直线电机、动力缸、丝杠螺母机构或连杆机构等。优选地，请参照图2、图3和图4，在本技术中的一种可选地实施方式中，在推杆件为电磁阀90，电磁阀90的阀杆901用于推动切换件50运动。
55.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。