[發(fā)明專利]活塞液力渦輪旋轉(zhuǎn)二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310220932.2
• 申請(qǐng)日: 2013-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN103410610A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧大千;史長根;洪津;侯鴻寶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F02B75/32
• 分類號(hào): F02B75/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種適用于二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的液力渦輪旋轉(zhuǎn)飛輪活塞轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)，屬于汽車、機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

汽油、柴油等內(nèi)燃機(jī)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域，它們均廣泛采用曲軸連桿機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的產(chǎn)生和輸出，如附圖1所示，其普遍存在以下幾個(gè)缺陷：?

1、曲軸連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件多，摩擦面潤滑性要求高；?

2、曲軸連桿機(jī)構(gòu)零部件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造加工難度大，成本高，易發(fā)故障；?

3、活塞在缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)受曲軸連桿機(jī)構(gòu)約束，動(dòng)力剛性傳遞，摩損大，機(jī)械效率不高；?

4、因連桿機(jī)構(gòu)約束，活塞在缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)易出現(xiàn)死點(diǎn)位置。?

本發(fā)明通過理論和實(shí)踐設(shè)計(jì)了一種液力渦輪旋轉(zhuǎn)飛輪活塞轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)，取代曲軸連桿機(jī)構(gòu)，不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)件減少，總體重量減輕，降低制造維修成本；在受力角度上，動(dòng)力活塞在氣缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不受曲軸連桿機(jī)構(gòu)約束，無側(cè)壓力，磨損小，提高了機(jī)械效率，同時(shí)，延長使用壽命；不受機(jī)械部件約束，運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全取決于活塞兩端的受力，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明采用液力渦輪旋轉(zhuǎn)飛輪活塞轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)，如附圖所示，活塞4右側(cè)為動(dòng)力腔3，左側(cè)為液力油腔2，腔內(nèi)安裝液力渦輪1，對(duì)外有進(jìn)油道5和排油道9皆與壓力油箱6相通，道內(nèi)裝有單向閥7和單向閥11。渦輪1通過渦輪軸，經(jīng)主動(dòng)錐齒輪8與飛輪9外齒圈嚙合，將動(dòng)力傳遞給飛輪。?

工作時(shí)，活塞4向左運(yùn)動(dòng)，左側(cè)油腔中的壓力油受力向左流動(dòng)，推動(dòng)渦輪1旋轉(zhuǎn)做功，活塞4運(yùn)動(dòng)至左極限位置后，因油腔內(nèi)油液壓強(qiáng)減小，在壓力油箱6的作用下，油液頂開單向閥7，進(jìn)入油腔并將活塞4右推，以此往復(fù)。?

根據(jù)牛頓第二定律及活塞的受力特點(diǎn)可以得到活塞的運(yùn)動(dòng)方程為：pS+p₁S₁-p₂S₂-p₃S₃-sign(x′)f-c_fx′＝m_px。?

式中，p為動(dòng)力腔壓力，N；S為動(dòng)力腔活塞截面積，m²；f為活塞所受摩擦力，N；c_f為黏性阻尼系數(shù)；m為活塞質(zhì)量，kg。?

在等溫條件下，液壓油的狀態(tài)方程為：?

f(ρ，p)＝0。?

式中，ρ為液壓油絕對(duì)密度，kg/m³，p為液壓油絕對(duì)壓力，Pa。?

該式可近似簡化為：?

ρ(pref+Δp)=ρref(1+ΔpB).]]>

式中，p_ref為液壓油標(biāo)定壓力，MPa；ρ_ref為液壓油標(biāo)定密度，kg/m³；Δp為液壓油壓力變化，Pa；B為純油的等溫體積模量，Pa。?

經(jīng)初步試驗(yàn)，基于特定工況：轉(zhuǎn)速n＝2000r/min，油門全開，燃料為?柴油.各能量分組如下：?

循環(huán)輸入能量?

Q＝g_fH_u

式中g(shù)_f-循環(huán)燃料供應(yīng)量，為10.167×10^-6kg?

H_u-燃料低熱值，為42.8×10⁶J/kg?

指示熱效率：η_it＝W_i/Q。?

其中，有效功W_i＝184.22J，所以η_it＝42.34％。?

有效功效率：η_mv＝W_e/W_i＝η_vη_m。?