[發明專利]動能內燃機

無效

• 申請號: 201310507366.3
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN104564329A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 司長松
• 申請（專利權）人: 司長松
• 主分類號: F02B75/00
• 分類號: F02B75/00;F02B75/24;F02B75/32;F02N11/00;F02F3/00;F01L9/04
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種內燃機，適用于移動裝備的動力裝置。

背景技術

本發明由十九世紀未德國發明家奧托的單缸齒條傳力系內燃機技術與現代自動控制技術的結合發展而來，原齒條傳力系內燃機在與曲軸傳力系內燃機的競爭中，因其換向沖擊載荷過大和間歇性動力輸出的缺陷，在二十世紀初逐漸被曲軸傳力系內燃機淘汰，當代已公開的各種齒條傳力系內燃機技術方案，都因既不完整，也不簡單而不具有實用性。

發明內容

本發明要解決的問題是：提供一種啟動電機、一種機體、二種齒條傳力系、一種配氣系統，與現有曲軸傳力系內燃機的供料點火系統、潤滑系統、冷卻系統和中央處理器，組合成單向旋轉型或直線往復型動能內燃機，以適用不同的動力需求，該二種動能內燃機都能基本消除換向沖擊載荷過大和間歇性動力輸出的缺陷，其技術方案是：啟動電機由設定電流值控制其正、反轉交替和停機；機體的氣缸體為平行布置的同軸對置氣缸體，對置氣缸中心為齒輪箱，氣缸的行程缸徑比為5—15倍，氣缸內的活塞為兩端具活塞裙，中間桿部具齒條的大質量動能活塞，每兩個動能活塞桿部齒條面相對稱地與齒輪箱中的同一個聯鎖齒輪嚙合，其行程相位相差180°；二種齒條傳力系分別為軸動力輸出和桿動力輸出，軸動力輸出由動力輸出軸和其上的多個內圈為超越離合器，外周為齒輪的超越齒輪所構成，這些超越齒輪都以相同的離合方向分別嚙合動能活塞桿部上，與聯鎖齒輪嚙合的齒條面垂直相交的另一面齒條，桿動力輸出由每兩根動力輸出齒桿以180°，行程相位差嚙合同一個與聯鎖齒輪同軸的傳動齒輪，具軸動輸出的動能內燃機為單向旋轉型動能內燃機，具桿動力輸出的動能內燃機為直線往復型動能內燃機；配氣系統由與聯鎖齒輪共軸的動能活塞行程編碼器的轉盤及其固定于氣缸體上的感應頭，氣門凸輪軸上的氣門位置指示器的轉盤及其固定于氣缸體上的感應頭，氣門伺服電動機，中央處理器中的氣門模塊，氣門凸輪軸及其連接氣門伺服電動機的傳動機構和氣門構成。動能活塞依工況改變行程長短，既可以使其在上止點附近充分吸收燃料燃燒產生的氣體膨脹能量，在趨近下止點時以慣性力予以釋放完成壓縮行程，從而可以顯著降低廢氣排放溫度，提高最高燃燒壓力與平均壓力的比值，也可以依操作指令調整壓縮比，改善不同動力載荷下的燃燒狀況，使燃料充分燃燒，由于動能活塞相互聯鎖，其慣性力使非膨脹行程的動能活塞，在其行程的未尾階段以極低的速度由從動變為主動，同向追趕地改變了齒條傳力系嚙合齒面，配合以止點附近的低速，從而使動能活塞行程換向基本上沒有沖擊載荷；四缸兩動能活塞的單向旋轉型動能內燃機的兩個超越齒輪接替驅動動力輸出軸，其速度的波動需要飛輪的慣性力抹平，兩組四缸兩動能活塞以90°行程相位差電子再聯鎖，四個超越齒輪重疊接替驅動動力輸出軸，便可輸出平穩的連續旋轉動力；配氣系統在中央處理器的控制下，可依工況按設定值調整氣門開閉相位和時長，從而控制燃氣混合比，實現稀薄燃燒；本發明的技術指標和經濟指標都顯著高于現有曲軸傳力系內燃機，其制造成本和壽命成本也明顯低于曲軸傳力內燃機，可望逐步取代曲軸傳力系內燃機。

具體實施方式

分離動能內燃機與載荷之間的離合器，咬合連接啟動電機和聯鎖齒輪軸的傳動機構中的離合器，接通啟動電機電源，使啟動電機按設定堵轉電流值進行正、反轉交替轉動，從而通過聯鎖齒輪帶動動能活塞在氣缸中往復滑動，通過超越齒輪或傳動齒輪驅動動力輸出軸或動力輸出齒桿空載運動，逐次增加熱機行程，動能活塞行程光電編碼器轉動產生的脈沖信號，以每行程脈沖數反映該行程動能活塞的行程距離，以每行程脈沖頻率反映該行程動能活塞滑行速度，以每行程脈沖頻率的變化率反映該行程動能活塞行程相位；即時傳輸給中央處理器，中央處理器據此指令氣門伺服電動機啟動，并依據氣門凸輪軸上的氣門位置光電指示器反饋的各氣門開閉狀態，協調啟動電機和氣門伺服電動機，使各氣缸活塞行程與其氣門開閉正時同步，同步之后，中央處理器指令供料點火系統按設定值對相應氣缸供料點火，點火成功后，動能活塞由從動變為主動，啟動電機電流由輸入變為輸出；其感應信號傳給中央處理器，中央處理器指令分離連接啟動電機和聯鎖齒軸的傳動機構中的離合器，并切斷啟動電機的電源通路，嚙合動能內燃機與載荷之間的離合器，動能內燃機進入工作運動狀態。運行期間的空檔運行時段，動能內燃機依中央處理器指令，進入怠速運行狀態，中途停車時，動能內燃機在中央處理器指令下，分離動能內燃機與載荷之間的離合器，同時對載荷進行制動，進入怠速運轉狀態，再次驅動載荷時，依不同工況，按設定值增大動能活塞動能后，重新咬合動能內燃機與載荷之間的離合器。終止動能內燃機運行時，中央處理器指令供料點火系統停止運行，動能活塞慣性力自然消失，動能內燃機停止運行。