[實用新型]可變角動量發動機

無效

• 申請號: 200820181038.3
• 申請日: 2008-12-11
• 公開（公告）號: CN201318221Y
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 靳北彪
• 主分類號: F02D31/00
• 分類號: F02D31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及發動機領域。

背景技術

發動機在運行的過程中總會有負載的變化，負載的變化直接表現為發動機轉速的變化。傳統的發動機是通過減少每次噴入的油量來降低發動機的轉速，這樣就導致了發動機在低速時的燃燒狀態遠遠偏離最佳狀態，發動機的效率也隨之大幅下降。除此之外，當發動機處于怠速時，傳統發動機的慣量匹配是通過慣量不可調的飛輪來實現的，因此其最低轉速就受到了限制，不可能降到很低。因為在極低的轉速下發動機的飛輪無法儲存足夠的動能用來維持發動機的正常運行，所以目前發動機怠速只能在幾百轉以上。由此可以看出傳統發動機低轉速時效率較低，怠速時為了維持發動機的正常運轉需較高的轉速。因此，如果能夠發明一種發動機，每個爆炸沖程的噴油量接近一定值，通過調整發動機在絕對時間內的噴油次數來調整發動機的功率，這樣就可以提高發動機在低負載區的效率，進而能真正實現發動機在全工作域內的高效率。不僅如此，還可以實現發動機怠速轉速的超低速化，高效率和低排放。

發明內容

為實現發動機在全工作域內的高效率和怠速的超低速化等目的，本實用新型公開了一種可變角動量發動機，包括：發動機，所述發動機的動力輸出軸與角動量可調機構連接。

所述角動量可調機構設為由變速裝置和飛輪所構成的轉速可調式角動量可調機構，所述發動機的所述動力輸出軸經所述變速裝置與所述飛輪連接，所述發動機的所述動力輸出軸經齒輪組與負載連接。

所述角動量可調機構設為由所述飛輪、離合裝置和慣量體所構成的軸向慣量可調式角動量可調機構，所述離合裝置設為機械式、電磁式或液壓式，所述發動機的所述動力輸出軸與所述飛輪連接，所述飛輪經所述離合裝置與所述慣量體連接，所述發動機的另一動力輸出軸與所述負載連接。

所述角動量可調機構設為所述飛輪上設有徑向可移動慣量體的徑向慣量可調式角動量可調機構。

所述角動量可調機構受所述發動機的負荷響應控制裝置控制。

所述轉速可調式角動量可調機構是通過改變飛輪的轉速來實現發動機在不同轉速下的角動量匹配，所述軸向可調式角動量可調機構是利用離合裝置將慣量體與飛輪連接或斷開來實現飛輪慣量的變化，所述徑向可調式角動量可調機構通過改變設置在飛輪上的徑向可移動慣量體到飛輪旋轉中心的距離來實現改變飛輪慣量的目的，控制所述徑向可移動慣量體在徑向上移動的動力源可設為電動式或液壓式。所述徑向可移動慣量體可以設置一個，也可以設置多個。

本實用新型通過調整發動機的角動量來匹配其轉速(負荷)需求，可使發動機有以下幾種運行模式，如高速、中速、低速和怠速等模式。發動機可依據實際負荷或人為期望的負荷需求調節發動機的角動量，需要發動機高速時可減小飛輪的慣量或降低飛輪的轉速，反之需要減速時可增大飛輪的慣量或提高飛輪的轉速。這樣發動機即便是在極限轉速下運行也變得很容易實現，例如一分鐘幾轉或幾分鐘一轉，發動機每次燃燒的噴油量接近定值，即無論負荷如何變化(轉速如何變化)，缸內燃燒的工況都可以處于或接近最佳的狀態。當發動機處于低速和怠速的情況下運行時，因不存在飛輪慣量限制的問題，這樣發動機的轉速就可以降到很低，單位時間內噴油次數減少，從而單位時間內的噴油總量相比未調慣量時有所減少，同時也提高了燃油的燃燒效率。

傳統發動機對油門的控制主要是控制每次噴油的噴油量，本實用新型所述可變角動量發動機對油門的控制則是控制噴油的次數，但每次噴油的油量接近定值。無論發動機的轉速如何，由于每次噴油的油量不變，缸內的燃燒工況都能處于最佳的狀態，進而實現了發動機在全工作域內的高效率。基于缸內的最佳燃燒工況和單位時間內噴油總量的減少，發動機處于低轉速和怠速情況下的耗油和排放污染問題也就迎刃而解了。

本實用新型可以依據發動機的實際負荷或人為期望的負荷信息，經計算機計算后變成所述角動量可調機構的控制指令，依據控制指令調節角動量可調機構的角動量，進而實現發動機在不同負荷下的角動量匹配。

本實用新型中所述角動量可調機構也可設置于傳統的發動機中，當發動機需急加速時可通過減小飛輪的轉動慣量或降低飛輪的轉速，使發動機對負載的輸出功率相比傳統的發動機而言更大，發動機的轉速也就能迅速的提高；當發動機的負荷降低或發動機需要減速時，可通過增大飛輪的轉動慣量或提高飛輪的轉速，使飛輪儲存更多的動能，從而達到迅速降低發動機轉速的目的。與傳統的發動機相比，設有所述角動量可調機構的發動機的加速和減速性能都有了很大的提高。

本實用新型有以下有益的效果：結構簡單，工作可靠，節省燃油，環保性能好。