[發(fā)明專(zhuān)利]具有專(zhuān)用壓縮空間的四沖程相對(duì)運(yùn)動(dòng)氣缸

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011148725.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112796871A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆尼爾·易卜拉欣·漢娜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 穆尼爾·易卜拉欣·漢娜
• 主分類(lèi)號(hào): F02B23/08
• 分類(lèi)號(hào): F02B23/08;F02B19/12;F02F1/00;F02F1/10;F02F3/00
• 代理公司: 中山市華朋弘遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44531
• 代理人: 湯暢陽(yáng)

本文公開(kāi)了涉及氣缸占用結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式。一個(gè)例子提供了一種包括機(jī)械氣缸的氣缸系統(tǒng)，該機(jī)械氣缸包含引入流體的內(nèi)部空間，該氣缸系統(tǒng)還包括被構(gòu)造成用于在內(nèi)部空間中往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞以及一個(gè)包括浮動(dòng)活塞的氣缸占用結(jié)構(gòu)，其中占用結(jié)構(gòu)與活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)地，可變地推進(jìn)進(jìn)入氣缸內(nèi)部空間以及從氣缸內(nèi)部空間縮回，其中占用結(jié)構(gòu)的部分和活塞可圍繞燃燒空間，并且其中流體壓縮和流體燃燒在分立的空間內(nèi)進(jìn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本常規(guī)申請(qǐng)要求于2020年8月20日提交的美國(guó)非臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.16/998771的優(yōu)先權(quán)，以及申請(qǐng)日期為2019年12月25日的國(guó)際申請(qǐng)PCT/US2019/068510的優(yōu)先權(quán)。

背景技術(shù)

本發(fā)明一般涉及用于執(zhí)行工作的機(jī)械裝置，尤其是液壓和燃燒氣缸。

特定往復(fù)式氣缸部件和操作的定義：

1.曲軸活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)：曲軸在被稱(chēng)為下死點(diǎn)(也稱(chēng)為下止點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)BDC)的氣缸底部的最大膨脹點(diǎn)和被稱(chēng)為上死點(diǎn)(也稱(chēng)為上止點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)TDC)的最大縮回點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2.掃氣容積(swept volume)：曲軸表面面積乘以BDC和TDC之間的沖程距離。

3.余隙容積(clearance volume)：是指TDC和氣缸蓋之間的空間，在傳統(tǒng)氣缸中，流體在此處被壓縮以備燃燒。

4.排出容積(displaced volume)：是指每次往復(fù)循環(huán)后需要更換的空氣和燃料混合物的體積，在傳統(tǒng)氣缸中等于余隙容積和掃氣容積之和。簡(jiǎn)單定位占用結(jié)構(gòu)在余隙容積內(nèi)，可改變余隙容積和壓縮比，但決不能使得排出容積不同于余隙容積和掃氣容積之和。

5.作為位置的函數(shù)的帕斯卡定律，用于計(jì)算在動(dòng)力沖程期間被排出流體傳遞到曲軸表面的力，其中力輸出乘以沖程距離表示機(jī)械輸出功，等于機(jī)械功輸入或等效熱輸入。

6.作為時(shí)間的函數(shù)的帕斯卡定律，是由所公開(kāi)的系統(tǒng)中引入的新數(shù)學(xué)方法，用以描述如何與燃燒流體競(jìng)爭(zhēng)在曲軸活塞后的空間，可使得排出容積小于余隙容積和掃氣容積之和，從而節(jié)省每次沖程后需要替換流體的所需機(jī)械或熱功輸入。

7.氣缸流體入口：是流體歧管和流體入口閥。例如，在傳統(tǒng)氣缸中，流體入口可以在一個(gè)往復(fù)循環(huán)和另一個(gè)往復(fù)循環(huán)之間提供可變量的空氣，然而在傳統(tǒng)氣缸中的這種變化會(huì)影響預(yù)燃?jí)嚎s比。具有第二流體入口可在氣缸的動(dòng)力沖程期間改變流體體積或壓力，因此不能在傳統(tǒng)氣缸中部署或使用，但本申請(qǐng)中會(huì)介紹這種情況。

8.第二進(jìn)氣口是本申請(qǐng)中使用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，指在動(dòng)力沖程期間引入壓縮或燃燒空間的流體，用以增加燃燒或液壓驅(qū)動(dòng)力。當(dāng)?shù)谝涣黧w入口負(fù)責(zé)在每個(gè)氣缸沖程中將流體引入氣缸時(shí)，第二入口可在動(dòng)力沖程期間選擇性地引入流體，以響應(yīng)于增加的阻力和增加的驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

9.四沖程的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)是指在兩個(gè)往復(fù)循環(huán)內(nèi)進(jìn)行吸氣、壓縮、燃燒和排氣。在同一內(nèi)部氣缸空間內(nèi)，通過(guò)將吸氣、排氣和壓縮結(jié)合在一個(gè)運(yùn)動(dòng)，可以將四沖程減至傳統(tǒng)的兩沖程，以在兩沖程氣缸中在每個(gè)沖程中執(zhí)行動(dòng)力沖程。在氣缸內(nèi)提供傳統(tǒng)氣缸中沒(méi)有的專(zhuān)用壓縮空間，可以幫助保持吸氣和壓縮與燃燒和排氣分離，同時(shí)還可在每個(gè)沖程中執(zhí)行動(dòng)力沖程。我們可將本文公開(kāi)的系統(tǒng)的這種方法稱(chēng)為四沖程相對(duì)運(yùn)動(dòng)氣缸。

10.專(zhuān)用壓縮空間是本申請(qǐng)中使用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用于實(shí)現(xiàn)在一個(gè)往復(fù)循環(huán)中執(zhí)行四個(gè)沖程的功能。

11.傳統(tǒng)的占用結(jié)構(gòu)是指位于氣缸內(nèi)用以影響預(yù)燃?jí)嚎s比或余隙容積的插入體。在本申請(qǐng)中，占用結(jié)構(gòu)用于在燃燒或液壓力下加速進(jìn)入氣缸空間。在動(dòng)力沖程期間，在曲軸方向上，與燃燒流體競(jìng)爭(zhēng)空間，用以減少排出容積并增加內(nèi)部氣缸壓力。

12.本申請(qǐng)中的力控制機(jī)構(gòu)是指能夠在動(dòng)力沖程期間增加或減少曲軸驅(qū)動(dòng)力的機(jī)械總成。