[發明專利]回流掃氣式液壓自由活塞柴油機

無效

• 申請號: 201210203218.8
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102705076A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 袁兆成;馬家義;李盛成;陳海波;李國良;李世玉;朱晴;于瑩瀟;李振信;黃闊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F02B71/00
• 分類號: F02B71/00;F02B25/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 王立文

技術領域

本發明屬于一種新型動力裝置，具體涉及一種可應用于車輛動力、工程機械動力等內燃機應用領域的回流掃氣式液壓自由活塞柴油機。

背景技術

在汽車中廣泛使用的動力裝置是傳統的往復活塞式內燃機，其燃料產生的熱能通過活塞、連桿和曲軸機構向外輸出扭矩，該扭矩再通過離合器、變速箱、傳動軸和減速器傳遞給車輪。此動力傳遞方式有其固有問題：第一是中間傳遞環節多，機構復雜，機械效率低。第二是傳動軸和變速箱的布置限制了車輛的通過性和轉向靈活性。

自由活塞發動機是近20年發展起來的新型動力，處于技術探索階段，在國內外還沒有相關產品應用。經檢索，現在自由活塞發動機的專利主要有：

（1）公開號為CN102400783A的中國專利：具有兩沖程自由活塞發動機的小型輕量線性發電機系統，該專利公開的自由活塞發動機與動磁式結構結合為一體，形成具有二沖程自由活塞發動機的小型線性發電機系統。

（2）公開號為CN102374021A的中國專利：自由活塞發動機，公開了一種整機為雙活塞雙燃燒室結構，每個燃燒室均配有進排氣門，輔助機構的驅動比較復雜。向外輸出的能量為電能。

（3）公開號為CN?101363397A的中國專利：一種單活塞式液壓自由活塞發動機，公開了一種直流掃氣二沖程單活塞式液壓自由活塞發動機，將傳統往復活塞式發動機去掉曲軸，將活塞直接與柱塞式液壓泵集成一體，將燃料的化學能直接轉變為液壓泵的液壓能并向外輸出。該專利與本發明的最大不同在于，該專利是直流掃氣，需要排氣門和專門的氣門驅動機構，導致整機結構復雜。該專利只能在活塞膨脹行程輸出高壓油，而本發明不但膨脹行程輸出高壓油，在活塞壓縮行程也可以輸出高壓油。

（4）公開號為CN?1957179A的中國專利：對置活塞對置氣缸自由活塞發動機，該專利由一對內外活塞和液壓泵組成，也稱對置自由活塞發動機。其特點是，由內活塞的移動完成氣缸內的氣體交換，外活塞與液壓泵集成為直線液壓泵。其結構復雜，尤其是內外活塞的同步運動控制起來比較困難。

（5）公開號為CN?1261944A的中國專利：自由活塞式內燃發動機，該專利是一種具有閥門定時系統的雙對置活塞自由活塞發動機。需要有專門控制的氣閥機構實現缸內氣體的更換。

（6）公開號為US005473893A的美國專利：具有液壓單元的自由發動機，該專利是目前世界上唯一做成樣機進行示范的液壓自由活塞發動機。該專利有8項權利要求，具備高低壓液壓單元。該專利無法防止活塞工作時的旋轉，也沒有給出活塞位移的測量方法，更不能實現可變壓縮比。

發明內容

本發明為解決現有技術的不足，提供了一種不需要曲軸等中間傳遞環節，以高壓油的柔性傳動取代變速箱和傳動軸的剛性機械傳動，具有較高的機械效率、通過性和機動靈活性的回流掃氣式液壓自由活塞柴油機。

本發明通過以下技術方案實現：

一種回流掃氣式液壓自由活塞柴油機，包括有不包含曲軸連桿以及氣門配氣機構的單缸二沖程柴油機A和具有直線液壓泵13與液壓馬達17的液壓系統B兩部分組成；

單缸二沖程柴油機A中的活塞25推動直線液壓泵13輸出高壓油，高壓油驅動液壓馬達17轉動，液壓馬達17帶動負載。

具體地，所述的單缸二沖程柴油機A中的活塞25通過連桿29與液壓系統B中的柱塞31連接，柱塞31為左右兩個，左側為高壓液壓柱塞，右側為低壓液壓柱塞，將液壓系統B中的直線液壓泵13內部空間分為高壓腔32和低壓腔34；

單缸二沖程柴油機A中的活塞25在膨脹行程推動直線液壓泵13輸出高壓油，高壓油由管接頭C12向液壓馬達17輸出；低壓油端將活塞25由下止點推回上止點，完成活塞25的壓縮行程。

可選地，所述的單缸二沖程柴油機A還包括有機體20、缸蓋22、噴油器23和儲氣室30；

所述的機體20與缸蓋22固定連接，活塞25滑動連接在機體20的內部，活塞25的頂面、缸蓋22的端面以及機體20的內壁形成燃燒室24；

所述的噴油器23固定在缸蓋22端部；在機體20的左端以及缸蓋22的內部布置有冷卻水套21；機體20的中部相對布置有至少6個掃氣口19，每邊至少3個，在掃氣口19垂直方向各布置至少3個排氣口26；

所述的儲氣室30位于機體20的右端，儲氣室30側壁上安裝有單向進氣閥18。

所述的活塞25與連桿29的連接處安裝有載荷過渡環，單缸二沖程柴油機A的燃油供給采用電控高壓共軌系統。