[發(fā)明專(zhuān)利]雙組元液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710069867.2
• 申請(qǐng)日: 2007-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101082312A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊華勇;任好玲;謝海波;夏必忠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F02K9/56
• 分類(lèi)號(hào): F02K9/56
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是涉及一種雙組元液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

由于全球性的能源危機(jī)以及環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)保和節(jié)能的要求越來(lái)越迫切，液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)不僅是行走機(jī)械有希望的動(dòng)力之星，而且是推動(dòng)現(xiàn)代液壓技術(shù)發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。燃料的選擇以及如何突破液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)需要精確設(shè)計(jì)的壓縮沖程和壓縮比精確控制的限制成為目前研究的重點(diǎn)。

對(duì)于液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)主要集中在自由活塞組件的結(jié)構(gòu)以及燃料的選擇上。

從活塞組件及動(dòng)力腔的數(shù)目和壓縮沖程實(shí)現(xiàn)方式分：液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)可分為單活塞、對(duì)置活塞及雙活塞。單活塞式需單獨(dú)的回復(fù)系統(tǒng)，存在振動(dòng)問(wèn)題，直流掃氣需專(zhuān)門(mén)閥系配合，目前所研制的樣機(jī)可在液壓叉車(chē)進(jìn)行示范性應(yīng)用；對(duì)置活塞式也需要單獨(dú)的回復(fù)系統(tǒng)，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于實(shí)現(xiàn)兩對(duì)置活塞運(yùn)動(dòng)的精確同步控制，目前尚處于實(shí)驗(yàn)室研究和樣機(jī)試制階段；雙活塞式難以實(shí)現(xiàn)壓縮比的精確控制，同樣存在振動(dòng)問(wèn)題，流量調(diào)節(jié)較困難，掃氣時(shí)間短，直流掃氣需專(zhuān)門(mén)閥系，目前也是處于實(shí)驗(yàn)室研究和樣機(jī)試制階段。但是由于其功率密度最大，并且不需獨(dú)立的回復(fù)系統(tǒng)，因此雙活塞式液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)成為目前研究的熱點(diǎn)。目前的液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)主要是基于內(nèi)燃式工作方式，需要單獨(dú)的點(diǎn)火系統(tǒng)，并且對(duì)壓縮比和壓縮沖程要求嚴(yán)格，成為制約其發(fā)展的瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙組元液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)采用航空單組元推進(jìn)劑作為氧化劑，以高能礦物燃料作為燃燒劑，組成雙組元驅(qū)動(dòng)能源；利用單組元推進(jìn)劑催化分解產(chǎn)生的高溫和氧氣來(lái)引燃礦物燃料；由于利用的催化分解反應(yīng)，因此不需要對(duì)壓縮比進(jìn)行精確的控制，無(wú)需點(diǎn)火和起動(dòng)裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：

包括第一氣缸經(jīng)液壓泵腔與第二氣缸連接，連接活塞桿中一端的第一動(dòng)力活塞、中部的泵活塞和另一端的第二動(dòng)力活塞，分別裝在第一氣缸、液壓泵腔和第二氣缸內(nèi)，泵活塞上接有配流單向閥組，配流單向閥組的一端經(jīng)高壓蓄能器接負(fù)載的一端，配流單向閥組的另一端經(jīng)低壓蓄能器接負(fù)載的另一端；氧化劑罐出口分兩路，一路經(jīng)第一氧化劑控制閥接第一氣缸的進(jìn)氣口，另一路經(jīng)第二氧化劑控制閥接第二氣缸的進(jìn)氣口；燃燒劑罐出口分兩路，一路經(jīng)第一燃燒劑控制閥接第一氣缸的進(jìn)氣口，另一路經(jīng)第二燃燒劑控制閥接第二氣缸的進(jìn)氣口；微機(jī)控制單元分別與第一燃燒劑控制閥、第二燃燒劑控制閥、第一氧化劑控制閥和第二氧化劑控制閥電連接。

它使用航空單組元推進(jìn)劑+高能礦物燃料，并在燃料中溶有催化劑。當(dāng)在電控單元的控制下，氧化劑和燃料混合后，燃料中的催化劑催化分解單組元推進(jìn)劑，使其分解產(chǎn)生高溫，并釋放出氧氣，在高溫和氧氣的條件下，礦物燃料被引燃，釋放出巨大能量，推動(dòng)活塞組件運(yùn)動(dòng)，對(duì)外輸出液壓能。由于燃料的點(diǎn)火是通過(guò)單組元燃料催化分解引燃的，因此不需要點(diǎn)火和起動(dòng)裝置，也不需要對(duì)活塞組件的行程作嚴(yán)格的控制，因此結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)缺火現(xiàn)象，能夠可靠運(yùn)行。

本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益的效果是：無(wú)需壓縮沖程和點(diǎn)火及起動(dòng)裝置，使得其結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單；無(wú)需怠速，可產(chǎn)生離散的發(fā)動(dòng)機(jī)沖程，適應(yīng)于變負(fù)載場(chǎng)合；不依賴氧化劑，使用范圍廣；無(wú)需壓縮比的精確控制，系統(tǒng)可靠性高。

附圖說(shuō)明

附圖是雙組元液壓自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖。

圖中：1.氧化劑罐，2.燃燒劑罐，3、3′.燃燒劑控制閥，4、4′.進(jìn)氣口，5、5′.氣缸，6、6′.動(dòng)力活塞，7、7′.液壓泵腔，8.配流單向閥組，9.泵體，10.高壓蓄能器，11.負(fù)載，12.低壓蓄能器，13.泵活塞，14.連接活塞桿，15、15′.排氣口，16、16′.氧化劑控制閥，17.微機(jī)控制單元。

具體實(shí)施方式