專利名稱：活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是涉及一種液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，用于內(nèi)燃機(jī)械等行業(yè)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)工業(yè)為適應(yīng)能源結(jié)構(gòu)的變化和滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，人們積極致力于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)本身的改進(jìn)，并且孜孜追求新技術(shù)、新原理，努力開(kāi)發(fā)新型發(fā)動(dòng)機(jī)。各種新型動(dòng)力，如燃料電池、混合動(dòng)力及電動(dòng)汽車等紛紛涌現(xiàn)，呈“百花齊放”之景象。而作為液壓技術(shù)、 微電子技術(shù)、控制技術(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的綜合，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生。特別是近20 年來(lái)受到廣泛的關(guān)注，預(yù)計(jì)在今后的十幾年內(nèi)將有更大的突破和更為迅速的發(fā)展。當(dāng)前歐洲、美國(guó)和日本皆有項(xiàng)目組致力于該項(xiàng)目的研究與開(kāi)發(fā)。目前，在液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)研究中，先進(jìn)的進(jìn)氣方案對(duì)自由活塞式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣及指示效率有決定性的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞進(jìn)氣裝置，以解決現(xiàn)有自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)存在的掃氣不徹底，進(jìn)氣不充分，掃氣、進(jìn)氣過(guò)程中動(dòng)力波動(dòng)大，以及發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程短等缺陷，而且本發(fā)明所提供的活塞進(jìn)氣裝置能設(shè)定不同的進(jìn)氣壓力，以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得不同的實(shí)際進(jìn)氣壓縮比，滿足各種燃料的要求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括左氣缸活塞；活塞桿；右氣缸活塞剛性直接連接。 活塞桿上設(shè)有活塞桿導(dǎo)氣口。左氣缸活塞；活塞桿；右氣缸活塞中設(shè)有聯(lián)通的氣道并與左氣缸活塞進(jìn)氣門和右氣缸活塞進(jìn)氣門相通。進(jìn)氣套；進(jìn)氣道密封腔；進(jìn)氣套左密封；進(jìn)氣套右密封；與活塞桿組成密封的進(jìn)氣環(huán)道，使得活塞桿在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣泵提供的壓縮空氣能導(dǎo)入活塞桿導(dǎo)氣口，進(jìn)氣壓力由氣路系統(tǒng)溢流閥調(diào)定。有益效果采用本發(fā)明可以解決現(xiàn)有自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)存在的掃氣不徹底，進(jìn)氣不充分，掃氣、 進(jìn)氣過(guò)程中動(dòng)力波動(dòng)大，以及發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程短等缺陷，增大輸出功率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。 進(jìn)氣裝置能設(shè)定不同的進(jìn)氣壓力，以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得不同的實(shí)際進(jìn)氣壓縮比，滿足各種燃料的要求。


附圖是本發(fā)明活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖。圖中1.左氣缸排氣門；2.左氣缸火花塞；3.左氣缸噴油嘴；4.左氣缸蓋；5.左氣缸室；6.左氣缸體；7.左氣缸活塞進(jìn)氣門；8.左氣缸活塞；9.左氣缸活塞環(huán)；10.活塞桿；11.左氣缸通氣孔；12.進(jìn)氣套；13.進(jìn)氣道密封腔；14.活塞桿導(dǎo)氣口 ；15.液壓泵高壓左出油單向閥；16.液壓油泵泵體；17.液壓油泵活塞；18.液壓泵高壓右出油單向閥；19.右氣缸通氣孔；20.右氣缸室；21.右氣缸體；22.右氣缸活塞；23.右氣缸活塞環(huán)； 24.右氣缸活塞進(jìn)氣門；25.液壓蓄能器；26.液壓馬達(dá)；27.液壓溢流閥；28.右氣缸排氣門；29.右氣缸火花塞；30.右氣缸噴油嘴；31.右氣缸蓋；32.儲(chǔ)氣罐；33.氣泵；34.氣路系統(tǒng)溢流閥；35.進(jìn)氣套左密封；36.進(jìn)氣套右密封；37液壓油箱；38.液壓泵左進(jìn)油單向閥； 39.液壓泵右進(jìn)油單向閥；40液壓泵右密封；41. E⑶控制器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。附圖是本發(fā)明活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常的工作循環(huán)，活塞總成位于右止點(diǎn)的狀況時(shí)的示意圖。其結(jié)構(gòu)如附圖所示左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)；左氣缸活塞 (8)；左氣缸活塞環(huán)(9)；活塞桿(10)；活塞桿導(dǎo)氣口(14)；液壓油泵活塞(17)；右氣缸活塞 (22)；右氣缸活塞環(huán)；右氣缸活塞進(jìn)氣門(M)，組成活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞總成，可以在左氣缸體(6)和右氣缸體中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其中左氣缸活塞(8)；活塞桿(10)；液壓油泵活塞(17)；右氣缸活塞0 剛性直接連接，活塞桿(10)上設(shè)有活塞桿導(dǎo)氣口(14)，左氣缸活塞(8)；活塞桿(10)；右氣缸活塞0 中設(shè)有聯(lián)通的氣道并與左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)和右氣缸活塞進(jìn)氣門04)相通。進(jìn)氣套(1 ；進(jìn)氣套左密封(3 ；進(jìn)氣套右密封(36)與活塞桿(10)組成密封的進(jìn)氣環(huán)道，使得活塞桿(10)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣泵(3 提供的壓縮空氣能導(dǎo)入活塞桿導(dǎo)氣口 (14)，并通過(guò)活塞桿(10)上的氣道送達(dá)左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)和右氣缸活塞進(jìn)氣門04) 處。儲(chǔ)氣罐(32)；氣泵(33)；氣路系統(tǒng)溢流閥(34)，組成壓縮空氣的供氣回路，為本發(fā)明活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作提供空氣，其空氣壓力由氣路系統(tǒng)溢流閥(34) 調(diào)定。本發(fā)明活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣門啟閉控制、噴油嘴噴油控制、火花塞點(diǎn)火控制等均由ECU控制器根據(jù)對(duì)活塞總成行程的測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行控制。本發(fā)明活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)說(shuō)明1.活塞左行工作循環(huán)本發(fā)明活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，活塞總成處于右止點(diǎn)。此時(shí)，左氣缸排氣門(1)開(kāi)啟，左氣缸室( 處于排氣狀態(tài)，右氣缸點(diǎn)火燃燒膨脹，推動(dòng)活塞總成往左運(yùn)行，液壓油箱(37)中的液壓油經(jīng)液壓泵右進(jìn)油單向閥(39)吸入液壓油泵泵體(16)右側(cè)，高壓液壓油經(jīng)液壓泵高壓左出油單向閥(1 泵出，推動(dòng)液壓馬達(dá)06)輸出功率；此過(guò)程中液壓泵高壓右出油單向閥(18)和液壓泵左進(jìn)油單向閥(38)處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊偝赏筮\(yùn)行的第一階段，由于左氣缸排氣門(1)開(kāi)啟排氣使左氣缸室(5) 中的壓力不斷下降，當(dāng)其壓力低于氣路系統(tǒng)溢流閥(34)設(shè)定的壓力時(shí)，儲(chǔ)氣罐(32)中的壓縮空氣經(jīng)由進(jìn)氣套(12)；進(jìn)氣道密封腔(13)；活塞桿導(dǎo)氣口(14)；活塞桿(10)并推開(kāi)左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)進(jìn)入左氣缸室(5)，此時(shí)左氣缸的進(jìn)氣和掃氣過(guò)程同時(shí)進(jìn)行?；钊偝赏筮\(yùn)行的第二階段，排氣過(guò)程結(jié)束，左氣缸排氣門(1)關(guān)閉，隨著活塞總成往左運(yùn)行，左氣缸室(5)中的壓力不斷上升，左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)關(guān)閉，進(jìn)氣完成?；钊偝赏筮\(yùn)行的第三階段，隨著活塞總成繼續(xù)往左運(yùn)行，左氣缸室(5)中的壓力上升至預(yù)定值，左氣缸噴油嘴C3)噴油，左氣缸火花塞O)點(diǎn)火，左氣缸進(jìn)入點(diǎn)火燃燒膨脹階段，活塞總成到達(dá)左止點(diǎn)；同時(shí)，右氣缸排氣門08)開(kāi)啟，右氣缸室OO)進(jìn)入排氣狀態(tài)，活塞總成在左氣缸膨脹壓力的推動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)。2.活塞右行工作循環(huán)；活塞總成處于左止點(diǎn)。此時(shí)，右氣缸排氣門08)開(kāi)啟右氣缸室OO)處于排氣狀態(tài)，左氣缸點(diǎn)火燃燒膨脹，推動(dòng)活塞總成往右運(yùn)行，液壓油箱(37)中的液壓油經(jīng)液壓泵左進(jìn)油單向閥(38)吸入液壓油泵泵體(16)左側(cè)，高壓液壓油經(jīng)液壓泵高壓右出油單向閥 (18)泵出，推動(dòng)液壓馬達(dá)06)輸出功率；此過(guò)程中液壓泵高壓右出油單向閥(1 和液壓泵左進(jìn)油單向閥(39)處于關(guān)閉狀態(tài)?；钊偝赏疫\(yùn)行的第一階段，由于右氣缸排氣門08)開(kāi)啟排氣使右氣缸室 (20)中的壓力不斷下降，當(dāng)其壓力低于氣路系統(tǒng)溢流閥(34)設(shè)定的壓力時(shí)，儲(chǔ)氣罐(32)中的壓縮空氣經(jīng)由進(jìn)氣套(12)；進(jìn)氣道密封腔(13)；活塞桿導(dǎo)氣口(14)，活塞桿(10)并推開(kāi)右氣缸活塞進(jìn)氣門04)進(jìn)入右氣缸室(20)，此時(shí)右氣缸的進(jìn)氣和掃氣過(guò)程同時(shí)進(jìn)行?；钊偝赏疫\(yùn)行的第二階段，排氣過(guò)程結(jié)束，右氣缸排氣門08)關(guān)閉，隨著活塞總成往右運(yùn)行，右氣缸室OO)中的壓力不斷上升，右氣缸活塞進(jìn)氣門04)關(guān)閉，進(jìn)氣完成?；钊偝赏疫\(yùn)行的第三階段，隨著活塞總成繼續(xù)往右運(yùn)行，右氣缸室OO)中的壓力上升至預(yù)定值，右氣缸噴油嘴(30)噴油，右氣缸火花塞09)點(diǎn)火，右氣缸進(jìn)入點(diǎn)火燃燒膨脹階段；同時(shí)，左氣缸排氣門(1)開(kāi)啟，左氣缸室( 進(jìn)入排氣狀態(tài)，活塞總成在右氣缸膨脹壓力的推動(dòng)下向左運(yùn)動(dòng)。上述兩個(gè)循環(huán)周而復(fù)始的進(jìn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)工作。左氣缸通氣孔(11)和右氣缸通氣孔(19)可防止活塞總成往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生背壓。
權(quán)利要求
1.一種活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)；左氣缸活塞 (8)；活塞桿(10)；活塞桿導(dǎo)氣口(14)；右氣缸活塞0 ；右氣缸活塞進(jìn)氣門(M)，其特征是所述左氣缸活塞⑶；活塞桿(10)；右氣缸活塞02)剛性直接連接，活塞桿(10)上設(shè)有活塞桿導(dǎo)氣口(14)，左氣缸活塞(8)；活塞桿(10)；右氣缸活塞0 中設(shè)有聯(lián)通的氣道并與左氣缸活塞進(jìn)氣門(7)和右氣缸活塞進(jìn)氣門04)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括進(jìn)氣套(1 ；進(jìn)氣道密封腔(1 ；進(jìn)氣套左密封(3 ；進(jìn)氣套右密封(36)，其特征是進(jìn)氣套(1 ；進(jìn)氣道密封腔(1 ；進(jìn)氣套左密封(3 ；進(jìn)氣套右密封(36)與活塞桿(10)組成密封的進(jìn)氣環(huán)道，使得活塞桿(10)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣泵(3 提供的壓縮空氣能導(dǎo)入活塞桿導(dǎo)氣口(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括儲(chǔ)氣罐(3 ；氣泵 (33)；氣路系統(tǒng)溢流閥(34)，其特征是活塞進(jìn)氣式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力由氣路系統(tǒng)溢流閥(34)調(diào)定。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)活塞進(jìn)氣裝置，其結(jié)構(gòu)是包括左氣缸活塞；活塞桿；右氣缸活塞剛性直接連接，活塞桿上設(shè)有活塞桿導(dǎo)氣口，左氣缸活塞；活塞桿；右氣缸活塞中設(shè)有聯(lián)通的氣道并與左氣缸活塞進(jìn)氣門和右氣缸活塞進(jìn)氣門相通；氣泵提供的壓縮空氣能導(dǎo)入活塞桿導(dǎo)氣口，進(jìn)氣壓力由氣路系統(tǒng)溢流閥調(diào)定。本發(fā)明可以解決現(xiàn)有自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)存在的掃氣不徹底，進(jìn)氣不充分，掃氣、進(jìn)氣過(guò)程中動(dòng)力波動(dòng)大，以及發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程短等缺陷，增大輸出功率，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。進(jìn)氣裝置能設(shè)定不同的進(jìn)氣壓力，以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得不同的實(shí)際進(jìn)氣壓縮比，滿足各種燃料的要求。
文檔編號(hào)F03C1/02GK102162424SQ20101011075
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月21日
發(fā)明者姚小林 申請(qǐng)人:姚小林