長(zhǎng)行程內(nèi)燃液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種長(zhǎng)行程內(nèi)燃液壓發(fā)動(dòng)機(jī)，具體涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，適用于機(jī)械拖動(dòng)、車輛驅(qū)動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)為曲柄連桿機(jī)構(gòu)，由于曲軸的回轉(zhuǎn)半徑是固定的，其排量也一定，有些發(fā)動(dòng)機(jī)為了增大輸出功率，采取了增壓方式來提高壓縮比，由于發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)限制，故只能靠外部的增壓設(shè)備使氣缸內(nèi)的空氣壓力大于自然進(jìn)氣的壓力；常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個(gè)工作點(diǎn)是固定的，調(diào)節(jié)的余地非常小，如果發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)選擇不好就不能正常地工作，對(duì)于兩沖程內(nèi)燃機(jī)而言由于排氣點(diǎn)與進(jìn)氣點(diǎn)部分重合造成了部分燃?xì)獾睦速M(fèi)等一些固有缺陷；常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞對(duì)氣缸壁的周期性側(cè)摩擦影響了氣缸的使用壽命以及排氣壓力大造成了能量的浪費(fèi)；常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)靠機(jī)械鏈傳遞動(dòng)力，因此受負(fù)載的影響較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明公開一種長(zhǎng)行程內(nèi)燃液壓發(fā)動(dòng)機(jī)，它沒有常規(guī)兩沖程內(nèi)燃機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，增加了直線電機(jī)、液壓泵和輸出液壓能的液壓馬達(dá)。它是將活塞、液壓泵的柱塞壓板、直線電機(jī)的動(dòng)子三者同軸固定連接成一體結(jié)構(gòu)，三者與氣缸、柱塞液壓泵、直線電機(jī)的定子對(duì)應(yīng)套裝組成整體結(jié)構(gòu)并能夠上下滑動(dòng)；燃?xì)庠跉飧字腥紵够钊滦袑崮苻D(zhuǎn)化為電能和液壓能；再由直線電機(jī)消耗部分電能驅(qū)動(dòng)活塞上行進(jìn)行下一次的熱能轉(zhuǎn)化為電能和液壓能的過程；如此地將電磁能與內(nèi)燃熱能的交替作用使活塞進(jìn)行兩沖程往復(fù)循環(huán)、柱塞液壓泵進(jìn)行吸油和壓油作業(yè)將油箱中的壓力油源源不斷地壓入高壓儲(chǔ)油罐，為液壓馬達(dá)或者油缸提供液壓能；所述的儲(chǔ)油罐內(nèi)充有一定壓力的氮?dú)猓凰龅闹本€電機(jī)除了為活塞提供上行的動(dòng)力，還有內(nèi)燃機(jī)初始啟動(dòng)機(jī)的用途；通過直線電機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)使活塞上下行，當(dāng)氣缸點(diǎn)火成功后直線電機(jī)自動(dòng)切換為下行時(shí)的發(fā)電機(jī)狀態(tài)和上行的電動(dòng)機(jī)狀態(tài)；由于沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)可以適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)活塞的有效行程，其目的是:增加進(jìn)氣量有利于提高壓縮比、提高熱能利用的率；由于直線電機(jī)的可控性好可以擺脫曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)進(jìn)氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個(gè)工作點(diǎn)的周期限制，通過分布在直線電機(jī)內(nèi)部的上下止點(diǎn)的兩只傳感器為PLC提供活塞的位置信號(hào)，利用PLC人為地設(shè)置四個(gè)工作點(diǎn)的時(shí)間，其目的是:可以重新布置進(jìn)氣門的位置避免出現(xiàn)常規(guī)兩沖程內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)排氣點(diǎn)部分重合造成的燃?xì)獾睦速M(fèi)，通過時(shí)間控制將排氣與進(jìn)氣錯(cuò)開；由于沒有曲柄連桿機(jī)構(gòu)的活塞對(duì)氣缸壁周期性側(cè)摩擦延長(zhǎng)氣缸的使用壽命；利用高壓儲(chǔ)油罐儲(chǔ)存液壓能，負(fù)載的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響小。
[0004]本發(fā)明是由如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種長(zhǎng)行程內(nèi)燃液壓發(fā)動(dòng)機(jī)，包括:氣缸、套裝在氣缸內(nèi)的能夠滑動(dòng)的活塞、與活塞依次同軸連接的柱塞壓板和直線電機(jī)的動(dòng)子、分布在氣缸頂部的喉管、套裝在喉管內(nèi)的電動(dòng)進(jìn)氣門、固定在喉管中部的為氣缸提供燃料的噴油嘴、與氣缸連接的液壓泵、套裝在液壓泵中心的直線電機(jī)的定子、為液壓泵供油的油箱、為液壓泵儲(chǔ)存液壓能的高壓儲(chǔ)油罐、為蓄電池供電的液壓發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、為內(nèi)燃機(jī)初始啟動(dòng)減壓的電磁卸荷閥、安裝在直線電機(jī)上下止點(diǎn)的傳感器、控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的PLC、點(diǎn)火裝置、為直線電機(jī)供電的啟動(dòng)器、蓄電池；所述的直線電機(jī)的動(dòng)子為圓柱型強(qiáng)磁體；所述的喉管相貫有支管與空氣濾清器連通；所述的液壓泵為多組柱塞偶件的長(zhǎng)行程柱塞泵，柱塞泵體的中心為貫通孔，泵體周邊均勻分布多組柱塞偶件，每組柱塞偶件的柱塞與柱塞套之間均安裝有復(fù)位彈簧，每組柱塞偶件均有獨(dú)立的進(jìn)油單向閥和壓油單向閥，進(jìn)油單向閥和出油單向閥各連接一個(gè)匯流環(huán)管；其特征在于:所述的氣缸的長(zhǎng)度較同等直徑的常規(guī)內(nèi)燃機(jī)的要長(zhǎng)，可以達(dá)到常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸長(zhǎng)度的1、5倍,它的進(jìn)氣口分布在氣缸頂部,氣缸的壁面分布有廢氣排氣口 ；所述的進(jìn)氣口安裝有喉管，開關(guān)進(jìn)氣口的電動(dòng)進(jìn)氣門套裝在喉管中；喉管的縮頸處安裝有噴油嘴與喉管相通，所述的廢氣排氣口由活塞上下行時(shí)關(guān)閉或者開啟，廢氣排氣口外連排氣管。所述的直線電機(jī)的定子套裝固定液壓泵的中心孔內(nèi)，定子繞組的引出線與外部的啟動(dòng)器連接。所述的活塞、壓板、動(dòng)子分上中下的位置固定在同一根中心軸上，形成三位一體的結(jié)構(gòu)，將氣缸與活塞對(duì)應(yīng)套裝，將固定有直線電機(jī)定子的液壓泵套人動(dòng)子內(nèi)并使壓板與柱塞頂部良好接觸，氣缸、液壓泵兩者配合后由螺絲緊固成整體結(jié)構(gòu)。
[0005]所述的液壓泵的進(jìn)油匯流環(huán)管連接管道與油箱連通，出油匯流環(huán)管連接管道與高壓儲(chǔ)油罐相通，在出油匯流環(huán)管和高壓儲(chǔ)油罐之間的管道分布有多條支管:第一條支管連接有為內(nèi)燃機(jī)初始啟動(dòng)減壓的電磁卸荷閥；第二條支管依次串聯(lián)有顯示系統(tǒng)壓力的壓力表、為PLC提供控制信號(hào)的壓力傳感器、為液壓馬達(dá)供油的閥門、液壓馬達(dá)；第三條支管依次串聯(lián)有為液壓發(fā)電機(jī)供油的電磁閥、液壓發(fā)電機(jī)；第四條支管連接有溢流閥。
[0006]所述的電磁卸荷閥由按鈕控制與蓄電池連接；所述的為液壓發(fā)電機(jī)供油的電磁閥由PLC控制，液壓發(fā)電機(jī)連接整流電路與蓄電池相接。
[0007]本發(fā)明的積極效果
[0008]1.利用熱能與電磁能交替作用使活塞、柱塞上下行完成氣缸進(jìn)氣與壓縮和柱塞泵吸油、壓油及儲(chǔ)能過程，擺脫了曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)進(jìn)氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個(gè)工作點(diǎn)的周期限制。
[0009]2.利用PLC控制可以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，使進(jìn)氣、壓縮、爆發(fā)、排氣四個(gè)工作點(diǎn)可控。
[0010]3.由于活塞的有效行程長(zhǎng)，進(jìn)氣量增加有利于提高壓縮比、提高熱能利用率。
[0011]4.進(jìn)氣門的開與關(guān)由電磁鐵控制將排氣與進(jìn)氣錯(cuò)開，避免出現(xiàn)常規(guī)兩沖程內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)排氣點(diǎn)部分重合造成的燃?xì)獾睦速M(fèi)。
[0012]5.由于活塞與氣缸壁不受側(cè)向力延長(zhǎng)了氣缸的使用壽命。
[0013]6.由于將能量?jī)?chǔ)存在高壓儲(chǔ)油罐中，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)液壓馬達(dá)可以獲得很大的扭矩，使負(fù)載的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響小。
[0014]7.由于發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓泵和液壓馬達(dá)能夠分置，使總體布置自由度大，如果作為車輛動(dòng)力可以比較容易地實(shí)現(xiàn)兩驅(qū)、四驅(qū)，沒有常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)那樣需要復(fù)雜傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，并且能夠不用另外安裝制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)能量能夠回收。
[0015]8.單臺(tái)長(zhǎng)行程內(nèi)燃液壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)多臺(tái)液壓馬達(dá)。
[0016]9.多臺(tái)長(zhǎng)行程內(nèi)燃液壓發(fā)動(dòng)機(jī)與一臺(tái)液壓馬達(dá)連接的方法可以制成不同輸出功率的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1的I— I剖視圖。
[0020]圖中:1、氣缸，1-1、進(jìn)氣口，1-2、廢氣排氣口，1-3、排氣管，2、活塞，3、柱塞壓板，4、動(dòng)子，4-1、定子，5、喉管，5-1、空氣濾清器，6、電動(dòng)進(jìn)氣門，7、噴油嘴，8、液壓泵，8-1、柱塞，8-2、柱塞套，8-3、進(jìn)油匯流環(huán)管，8-4、出油匯流環(huán)管，9、油箱，10、高壓儲(chǔ)油罐，11、溢流閥，12、液壓發(fā)電機(jī)，12-1、電磁閥，13、液壓馬達(dá)，13-1、閥門，14、電磁卸荷閥，15、壓力表，16、壓力傳感器，17、啟動(dòng)按鈕，18、上止點(diǎn)的傳感器，19、下止點(diǎn)的傳感器，20、PLC電路，21、點(diǎn)火裝置，22、啟動(dòng)器，23、蓄電池。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1、2所示:一種長(zhǎng)行程內(nèi)燃液