CN109958533A - 液压发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压发动机，包括液压腔体、单向叶轮机构、输出轴、气缸、活塞、节气门、点火装置、驱动电机、控制系统，所述输出轴与所述单向叶轮机构相配合，气缸个数为四个，两两相对地分布在所述液压腔体上，所述气缸与所述液压腔体密封连接，活塞与所述气缸相配合，每个气缸内部均设有所述活塞，位于所述液压腔体一侧的两个活塞之间相连，位于所述液压腔另一侧的另外两个活塞相连，所述液压腔体内装有液体，所述液体在液压腔体内部流动，用于带动所述单向叶轮机构转动，所述单向叶轮机构带动所述输出轴转动。本发明利用液体作为工作介质，简化了结构设置，减轻了发动机质量和体积，提高能量的利用率。

Description

液压发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，特别涉及一种液压发动机。

背景技术

发动机是给机器的运转提供能量的机器。发动机是把其它形式的能转化为机械能，根据其能量转化形式的不同，可以分为外燃机(热能转化为机械能)、内燃机(化学能转化为机械能)、电动机(电能转化为机械能)。发动机是给机器的运转提供能量的机器。

现在普遍使用的发动机是内燃机。内燃机的重要组成部分是曲柄连杆机构。曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成。机体组包括气缸体、气缸垫、气缸盖、曲轴箱、汽缸套及油底壳；活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆；曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮、扭转减振器、平衡轴。曲柄连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后产生的气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力。将气体的压力变为曲轴的转矩，将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，把燃烧作用在活塞顶上的力转变为曲轴的转矩，以向工作机械输出机械能。

目前的发动机在气缸的排列方式上有所变化，目前发动机汽缸排列形式有直列式；V型排列；W型排列；水平对置发动机；转子发动机。这些发动机各有利弊。比如说V形发动机缩短的发动机的长度和高度，但是增加了发动机的宽度，且形状复杂，加工困难。对置式发动机高度小的多，对风冷发动机也是有利的。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种液压发动机，用液压代替传统曲柄连杆机构输出机械能，使发动机的内部结构更简单，重量更轻。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是一种液压发动机，包括：

液压腔体，内部设有单向叶轮机构；

输出轴，与所述单向叶轮机构相配合；

气缸，个数为四个，两两相对地分布在所述液压腔体上，所述气缸与所述液压腔体密封连接；以及

活塞，与所述气缸相配合，每个气缸内部均设有所述活塞，位于所述液压腔体一侧的两个活塞之间相连，位于所述液压腔另一侧的另外两个活塞相连；

其中，所述液压腔体内装有液体，所述液体在液压腔体内部流动，用于带动所述单向叶轮机构转动，所述单向叶轮机构带动所述输出轴转动。

于本发明一实施例中，四个气缸分为第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸，所述第一气缸内设有第一活塞，所述第二气缸内设有第二活塞，所述第三气缸内设有第三活塞，所述第四气缸内设有第四活塞；所述第一气缸和第三气缸设在所述液压腔体的一侧，所述第二气缸和第四气缸位相应地设于所述液压腔体的另一侧；所述第一活塞与所述第三活塞固定连接，所述第二活塞与所述第四活塞固定连接。

于本发明一实施例中，所述第一气缸与第二气缸对称设在所述液压腔体的两侧，所述第三气缸与第四气缸对称设在所述液压腔体的两侧。

于本发明一实施例中，所述单向叶轮机构包括叶轮，在所述液压腔体的两端各设有一所述叶轮，分别为第一叶轮和第二叶轮，所述输出轴位于所述第一叶轮和第二叶轮之间，所述输出轴与所述第一叶轮和第二叶轮之间均传动连接。

于本发明一实施例中，所述叶轮上设有叶片，所述液体在液压腔体内流动推动所述叶片转动。

于本发明一实施例中，所述气缸与所述液压腔体之间设有密封装置。

于本发明一实施例中，所述液压腔体外设有冷却装置。

于本发明一实施例中，还包括控制系统、节气门、点火装置、驱动电机，所述点火装置、节气门均与所述控制系统控制连接，所述驱动电机与所述活塞电连接。

本技术方案具有以下有益效果：

通过对四缸四冲程发动机重新进行设计，由四个气缸、单向叶轮机构、输出轴组成，利用液体作为工作介质。四个气缸水平对置交错设置，活塞往复运动时带动液体在液压腔体的空腔中循环流动。所述液压腔体密闭，液体在腔中循环流动，带动单向叶轮机构转动，进而使得输出轴转动。本发明简化了发动机的内部结构，减轻了发动机质量和体积，为汽车等产品留出更多设计空间。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构示意图；

图2是图1中传动部分的结构示意图。

附图标记为：100、液压腔体；1、第一气缸；2、第二气缸；3、第三气缸；4、第四气缸；5、液体；6、输出轴；7、叶片；8、连接杆；9、齿轮；11、第一活塞；12、第二活塞；13、第三活塞；14、第四活塞；51、第一叶轮；52、第二叶轮。

具体实施方式

下面结合实施例及附图1和2对本发明作进一步描述。

本发明所涉及的一种液压发动机，包括液压腔体、单向叶轮机构、输出轴6、气缸、活塞、节气门、点火装置、驱动电机、控制系统，所述控制系统为ECU系统，用于控制点火装置的点火时刻以及节气门的开合。本实施例中，如图1所示，所述液压腔体100为中空结构，包括相连通的圆形结构的主内腔和两个叶轮容纳腔，所述叶轮容纳腔由所述液压腔体上的两个向外凸出的容纳部行成，两个叶轮容纳腔分别为第一叶轮容纳腔和第二叶轮容纳腔，所述第一叶轮容纳腔和第二叶轮容纳腔对称。所述单向叶轮机构包括第一叶轮51和第二叶轮52。所述第一叶轮51位于第一容纳腔中，所述第二叶轮52位于第二容纳腔中，所述输出轴6通过若干个齿轮9与所述第一叶轮51和第二叶轮52传动连接，如图2所示，这些齿轮9可根据需要设置不同的传动比。所述输出轴6与所述第一叶轮51和第二叶轮52之间均转动连接。

所述气缸为四个，分别为第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3和第四气缸4，所述第一气缸1内设有第一活塞11，所述第二气缸2内设有第二活塞12，所述第三气缸3内设有第三活塞13，所述第四气缸4内设有第四活塞14；所述第一气缸1和第三气缸3设在所述液压腔体100的一侧，所述第二气缸2和第四气缸4位相应地设于所述液压腔体100的另一侧。即所述第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3和第四气缸4左右交错横直分布在所述液压腔体100四周。所述第一活塞11与所述第三活塞13连接，所述第一活塞11运动可带动第三活塞13运动；所述第二活塞12与所述第四活塞14，所述第二活塞12运动能带动第四活塞14运动。

可通过设置在液压腔体100内部的传感器来判断各活塞的运动位置，从而传输数据到ECU，以控制气门的开闭。所述气缸与所述液压腔体100相连通，且两者之间设有密封装置。所述液压腔体100的内腔中装有液体5，液体5一般为液压油，需要根据设备要求选定粘度和规格，比如使用HM类(抗磨液压油)。所述液体5在液压腔体100内部循环流动，用于推动所述第一叶轮51和第二叶轮52上的叶片7转动，所述第一叶轮51和第二叶轮52同时同速反方向转动，进而带动所述输出轴6转动将动力输出。为了降温，在所述液压腔体100外设有冷却装置。本实施例中，所述叶轮是单向叶轮，只能向一个方向旋转，所述第一叶轮51和第二叶轮52在液体推动下的转动方向一致。通过第一叶轮51和第二叶轮52与转向轴之间的配合，保证所述转向轴6的单向旋转。

在工作时，先由驱动电机带动发动机运转。各气缸运行顺序如表1所示。分别将第一气缸1、第二气缸2、第三气缸3和第四气缸4的燃烧室成为A燃烧室、B燃烧室、C燃烧室和D燃烧室。

表1

燃烧室	A	B	C	D
					1	燃烧	进气	压缩	排气
2	排气	压缩	燃烧	进气
					3	进气	燃烧	排气	压缩
4	压缩	排气	进气	燃烧

以过程一为例，A燃烧室燃烧之后产生压力推动第一活塞11运动，所述第一活塞11再推动位于液压腔体100内的液体流动。液体带动第一叶轮51转动，进而带动所述输出轴6转动，从而产生对外输出的动力。由于第一气缸1中的活塞与第三气缸3中的活塞相连，此时第一活塞11的运动回带动第二活塞12使B燃烧室进气。而被位于液压腔体100一侧的第一活塞11和第三活塞13推向液压腔体100另一侧的液体5则会挤压第三活塞13和第四活塞14，使其一个压缩，一个排气。如此往复循环。

本发明通过左右交错横直四个气缸，左右两组活塞之间各用一U形结构的连接杆8进行连接，所述连接杆8与活塞之间焊接，所述单向叶轮机构置于液压腔体100的上下两端，并与输出轴6相连。本发明能在燃烧开始的瞬间，即功率最大的时候就对外输出，从而提高了能量的利用率，且不会产生机械碰撞的噪音，系统比较稳定，同时能够省去油底壳装置，使得整体结构更简单。

上述具体实施例只是用来解释说明本发明，而非是对本发明进行限制，在本发明的宗旨和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何不付出创造性劳动的替换和改变，皆落入本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种液压发动机，其特征在于，包括：

液压腔体，内部设有单向叶轮机构；

输出轴，与所述单向叶轮机构传动连接；

气缸，个数为四个，两两相对地分布在所述液压腔体上，所述气缸与所述液压腔体密封连接；以及

活塞，与所述气缸相配合，每个气缸内部均设有所述活塞，位于所述液压腔体一侧的两个活塞之间相连，位于所述液压腔另一侧的另外两个活塞相连；

其中，所述液压腔体内装有液体，所述液体在液压腔体内部流动，用于带动所述单向叶轮机构转动，所述单向叶轮机构带动所述输出轴转动。

2.根据权利要求1所述的液压发动机，其特征在于，四个气缸分别为第一气缸、第二气缸、第三气缸和第四气缸，所述第一气缸内设有第一活塞，所述第二气缸内设有第二活塞，所述第三气缸内设有第三活塞，所述第四气缸内设有第四活塞；所述第一气缸和第三气缸设在所述液压腔体的一侧，所述第二气缸和第四气缸位相应地设于所述液压腔体的另一侧；所述第一活塞与所述第三活塞固定连接，所述第二活塞与所述第四活塞固定连接。

3.根据权利要求2所述的液压发动机，其特征在于，所述第一气缸与第二气缸对称设在所述液压腔体的两侧，所述第三气缸与第四气缸对称设在所述液压腔体的两侧。

4.根据权利要求1所述的液压发动机，其特征在于，所述单向叶轮机构包括第一叶轮、第二叶轮，所述第一叶轮设在所述液压腔体的一侧，所述第二叶轮设在所述液压腔体的另一侧，所述第一叶轮和第二叶轮均与所述输出轴传动连接。

5.根据权利要求4所述的液压发动机，其特征在于，所述第一叶轮和第二叶轮上均设有的叶片，所述液体在液压腔体内流动推动所述叶片转动。

6.根据权利要求1所述的液压发动机，其特征在于，所述气缸与所述液压腔体之间设有密封装置。

7.根据权利要求1所述的液压发动机，其特征在于，所述液压腔体外设有冷却装置。

8.根据权利要求1至7任一所述的液压发动机，其特征在于，还包括控制系统、节气门、点火装置、驱动电机，所述点火装置、节气门均与所述控制系统控制连接，所述驱动电机与所述活塞电连接。