CN113719582A - 一种发动机的惯性可调储能装置和具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发动机的惯性可调储能装置和具有其的车辆，发动机的惯性可调储能装置包括：储能管道和连通管道，储能管道内填设有混合液，混合液可沿连通管道朝向回转中心位置流动以改变转动惯量。通过设置能够朝向回转中心流动的填设有混合液的储能管道和连通管道，使得惯性可调储能装置的转动惯量可调，转速增幅度较小；转动惯量可以根据转速无极调节，能够在转速低于怠速转速时，一次性减小转动惯量进而提高转速，能够对发动机熄火进行保护。

Description

一种发动机的惯性可调储能装置和具有其的车辆

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，更具体地，涉及一种发动机的惯性可调储能装置和具有该发动机的惯性可调储能装置的车辆。

背景技术

随着人们对便携式和微小型飞行器的需求越来越多，微小型发动机表现出巨大的应用潜力。微小型发动机燃烧室容积小，在压缩阶段少量的漏气就会极大的影响微小型发动机的性能。与高速相比，低速情况下，压缩阶段时间长，漏气面积一定的情况下，燃烧室内工质(工作介质的简称)的泄漏量较大。因此与常规尺寸的发动机相比，微小型发动机的工作转速较高。此外，微小型发动机面容比大，火焰不易组织易淬熄。因此微小型发动机一般工作在高转速工况下，并伴随个别的失火现象，转速不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发动机的惯性可调储能装置。

本发明还提供一种具有上述发动机的惯性可调储能装置的车辆。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明第一方面实施例的发动机的惯性可调储能装置，包括：

储能管道，外形呈弧形状，径向延伸至其回转中心与所述储能管道呈T型相交并连通的连通管道；所述储能管道内填充有混合液，所述混合液可沿所述连通通道朝向所述回转中心流动以改变所述惯性可调储能装置的转动惯量。

进一步地，还包括：

至少两个第一活塞，可沿所述储能管道内壁滑动地间隔设置在所述储能管道内；至少两个所述第一活塞将所述储能管道分隔成中间与所述连通管道连通的填充有所述混合液的第一储能管道和分设于所述第一储能管道两侧的不与所述连通管道相连通的填充有压缩气体的第二储能管道；

至少两个所述第一活塞相对滑动挤压所述第一储能管道内的混合液，使得所述混合液沿所述连通管道朝向所述回转中心流动以改变所述惯性可调储能装置的转动惯量。

进一步地，所述储能管道呈闭环状，所述连通管道包括两个，两个所述连通管道沿所述闭环状的储能管道的其中一条直径方向相对设置且两条所述连通管道之间不连通。

进一步地，所述第一活塞设有四个，四个所述第一活塞将所述闭环状的储能管道分隔成两个填充有所述混合液的相对设置的第一储能管道和两个相对设置的填充有压缩气体的第二储能管道；

四个所述活塞中的任意与所述第一储能管道相邻的两个相对滑动以挤压各自对应的所述混合液沿各自对应的所述连通管道朝向所述回转中心流动以改变转动惯量。

进一步地，还包括设置于所述第二储能管道内的处于任一所述第二储能管道的两个所述第一活塞之间的限制所述第一活塞运动行程的限位块。

进一步地，还包括：

第二活塞，底端通过弹性件连接在所述连通管道与所述回转中心连接的一端上，任一所述第一储能管道两侧的所述第一活塞和与该所述第一储能管道连通的所述连通管道内的所述第二活塞限定出供所述混合液流动的空间可变的流动空间。

进一步地，所述混合液包括：

具有第一密度的液体和悬于在所述液体内的具有第二密度的颗粒物，所述第二密度大于所述第一密度且所述颗粒物在所述液体流动时跟随流动。

进一步地，所述颗粒物可被磁性吸引。

进一步地，还包括：

继电器，设置于所述回转中心的外侧，可受发动机转速的控制闭合；

电磁铁，设置于所述连通管道的外侧，设于与所述继电器连接的线圈内；

当发动机转速低于预设转速时，所述继电器闭合接通电源，所述电磁铁产生磁力吸引所述颗粒物朝向所述回转中心位置流动以减小转动惯量。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例所述的发动机的惯性可调储能装置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的发动机的惯性可调储能装置，通过设置能够朝向回转中心流动的填设有混合液的储能管道和连通管道，使得惯性可调储能装置的转动惯量可调，转速增幅度较小；转动惯量可以根据转速无极调节，能够在转速低于怠速转速时，一次性减小转动惯量进而提高转速，能够对发动机熄火进行保护。

附图说明

图1为根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置的结构示意图。

附图标记：

惯性可调储能装置100；

储能管道10；第一储能管道11；第二储能管道12；回转中心13；

连通管道20；

第一活塞30；

第二活塞40；

继电器50；

弹性件60；

电磁铁70；

限位块80；

混合液90；液体91；颗粒物92。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置100。

如图1所示，根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置100包括储能管道10、连通管道20和混合液90。

具体而言，如图1所示，储能管道10可以呈弧形状，例如呈空心闭环状，储能管道10内填充有混合液90；连通管道20径向向内延伸至回转中心13并与储能管道10呈T型相交并连通；混合液90可沿连通管道20朝向回转中心13流动，从而使得惯性可调储能装置100的质心改变，根据平行轴原理，质心发生改变，转动惯量也随之发生改变，当发动机(未示出)输出功率增加，转速升高时，惯性可调储能装置100的转动惯量随转速的上升而增加，且转速增幅度较小，在发动机燃烧室内存在失火现象时，发动机转速降低的同时，惯性可调储能装置100的转动惯量减小，但是发动机转速不会迅速降低。需要说明的是回转中心13是一个设置在环形管状的储能管道10中心位置的方形连接块，用于连接连通管道20的端部。可选的，储能管道10也可以为半环形或者扇形，只需要径向设置一个朝向回转中心13延伸的与储能管道10连通的连通管道20保证储能管道10内的混合液90能够朝向回转中心13流动以改变惯性可调储能装置100的转动惯量即可。

需要说明的是，与现有技术相比,该惯性可调储能装置100的转动惯量能够根据转速无极调节,传统的惯性储能装置多为固定形状，其转动惯量不变。当发动机输出功率增加，转速上升时，传统的惯性储能装置的惯性不变，转速上升。而采用本发明实施例的惯性可调储能装置100，其转动惯量会随着转速的上升而增加，且与传统的转动惯量相比，转速的增幅度较小。而在微小型发动机燃烧室内存在失火现象时，发动机转速降低的同时，该惯性可调储能装置100的转动惯量能够减少，且此时发动机转速不至于迅速降低。此外，此惯性可调储能装置100能够在转速低于怠速转速时，一次性减小转动惯量进而提高转速，能够对发动机熄火进行保护。

也就是说，根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置100主要由储能管道10、连通管道20和混合液90三部分组成，储能管道10和连通管道20呈T型相交且连通，混合液90填充于储能管道10内并可以沿连通管道20朝向回转中心13流动，需要说明的是混合液90并未填满储能管道10和连通管道20，以便于混合液90能够在储能管道10和连通管道20内自由流动，从而达到转动惯量可调的目的。

由此，根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置100，通过将混合液90填充于储能管道10和连通管道20构成的惯性可调储能装置100内并在发动机输出功率改变时沿着连通管道20朝向回转中心13位置流动，从而使得整个惯性可调储能装置100的质心发生改变，转动惯量也发生改变，从而起到保护发动机的目的，使得发动机转速平稳升降。

根据本发明的一个实施例，惯性可调储能装置100还包括至少两个第一活塞30，在本申请中可以优选为四个第一活塞30，具体的，如图1所示，四个第一活塞30滑动地设置在闭环形的储能管道10内，将储能管道10分隔成两个相对设置的分别与两个连通管道20连通的第一储能管道11和两个相对设置的不与连通管道20连通的第二储能管道12，第一储能管道11内填设有混合液90，第二储能管道12内填设有可压缩气体(未示出)，通过第一活塞30配合压缩气体，使得第一活塞通压缩气体压缩混合液90朝向回转中心13位置流动以改变转动惯量或者混合液由回转中心13朝向储能管道10流动并通过第一活塞30对第二储能管道12内的压缩气体做功，从而改变惯性可调储能装置100的转动惯量。进一步地，连通管道20包括两个，两个连通管道20之间不连通并沿闭环形的储能管道10的一条直径方向相对设置在回转中心13的两侧。可选的，当储能管道10为半环形或扇形等弧形状结构时，第一活塞30的数量可以仅仅为两个，两个第一活塞30将半环形或扇形储能管道10分隔呈一个填设有混合液90的第一储能管道11和两个分设于第一储能管道11两侧的填设有压缩空气的第二储能管道12。

在本发明的一些具体实施方式中，还包括限位块80。

具体的，限位块80包括四个，四个限位块80位于闭环形的储能管道10的同一条直径上并处于第二储能管道12内，更具体的，四个限位块80两两一组分别设置在两个相对设置的第二储能管道12中，每组限位块80中的两个限位块80分别设置在第二储能管道12的两侧壁上，中间留有间隙。限位块80的设置为了限制第一活塞30的运动行程，以免相邻的两个第一活塞30之间发生碰撞，同时也可以更好的控制混合液90的流动，使得转动惯量可调。

如图1所示，在本发明的一些具体实施方式中，还包括第二活塞40，第二活塞40通过弹性件60连接在连通管道20与回转中心13连接的一端。可选的，弹性件60为现有技术中常见的直线式弹簧；第一储能管道11两侧的第一活塞30和与该第一储能管道11连通的连通管道20内的第二活塞40限定出供混合液90流动的流动空间，该流动空间可以随着第一活塞30和第二活塞40的移动发生改变。通过第二活塞40配合弹性件60，可以避免混合液90朝向回转中心13流动时压缩第二活塞40与连通管道20底壁发生碰撞造成第二活塞40损坏的问题，同时通过第二活塞40和第一活塞30的配合设置，使得混合液90的流动更易于控制，在发动机输出功率增加或降低时，其转速增减幅度较小，避免发动机转速迅速升降造成发动机的损伤。

在本发明的一些具体实施例中，混合液90包括液体91和颗粒物92，其中液体91具有第一密度，颗粒物92具有第二密度，第二密度要大于第一密度，从而使得颗粒物92可以悬浮在液体91中，不至于漂浮贴于第一储能管道11顶壁或者沉降贴于第一储能管道11底壁。需要说明的是，对于第一密度和第二密度不做详细描述和限定；对于液体91而言，可以为常规的水或者其他本领域易于想到的常用的液体，颗粒物92采用可被磁性吸引的材质，比如金属，铁等。

在本发明的一些具体实施例中，惯性可调储能装置100还包括继电器50和电磁铁70，具体的，如图1所示，继电器50包括两个，电磁铁70包括四个，两个继电器50分别设置在回转中心13的两侧，四个电磁铁70两两一组相对设置在两个连通管道20的两侧，电磁铁70外表面缠绕有通电线圈(未标示)，通电线圈与继电器50连接，当发动机转速低于预设转速也即启动速度，具体不做限制和描述，本领域技术人员可以知道启动速度肯定大于零，具体根据实际需求进行设定，继电器50闭合接通电源，通电线圈通电使得电磁铁70产生磁力，颗粒物92在电磁铁70的磁力作用下朝向回转中心13方向流动，液体91也随着流动，从而使得惯性可调储能装置100的质心和转动惯量均发生改变，具体的，颗粒物92朝向回转中心13移动时，转动惯量减小。

总而言之，根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置100，转动惯量可以根据转速无极调节，能够在转速低于怠速转速时，一次性减小转动惯量进而提高转速，能够对发动机熄火进行保护。

根据本发明第二方面实施例的车辆包括根据上述实施例的发动机的惯性可调储能装置100，由于根据本发明实施例的发动机的惯性可调储能装置100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的车辆也具有相应的技术效果，即转动惯量可以根据转速无极调节，能够在转速低于怠速转速时，一次性减小转动惯量进而提高转速，能够对发动机熄火进行保护。

根据本发明实施例的车辆的其他结构和操作对于本领域技术人员而言都是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“优选实施例”、“具体实施方式”、或“优选实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，包括：

储能管道，外形呈弧形状，径向延伸至其回转中心与所述储能管道呈T型相交并连通的连通管道；所述储能管道内填充有混合液，所述混合液可沿所述连通通道朝向所述回转中心流动以改变所述惯性可调储能装置的转动惯量。

2.根据权利要求1所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，还包括：

至少两个第一活塞，可沿所述储能管道内壁滑动地间隔设置在所述储能管道内；至少两个所述第一活塞将所述储能管道分隔成中间与所述连通管道连通的填充有所述混合液的第一储能管道和分设于所述第一储能管道两侧的不与所述连通管道相连通的填充有压缩气体的第二储能管道；

至少两个所述第一活塞相对滑动挤压所述第一储能管道内的混合液，使得所述混合液沿所述连通管道朝向所述回转中心流动以改变所述惯性可调储能装置的转动惯量。

3.根据权利要求2所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，所述储能管道呈闭环状，所述连通管道包括两个，两个所述连通管道沿所述闭环状的储能管道的其中一条直径方向相对设置且两条所述连通管道之间不连通。

4.根据权利要求3所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，所述第一活塞设有四个，四个所述第一活塞将所述闭环状的储能管道分隔成两个填充有所述混合液的相对设置的第一储能管道和两个相对设置的填充有所述压缩气体的第二储能管道；

四个所述活塞中的任意与所述第一储能管道相邻的两个相对滑动以挤压各自对应的所述混合液沿各自对应的所述连通管道朝向所述回转中心流动以改变转动惯量。

5.根据权利要求4所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，还包括设置于所述第二储能管道内的处于任一所述第二储能管道的两个所述第一活塞之间的限制所述第一活塞运动行程的限位块。

6.根据权利要求2所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，还包括：

第二活塞，底端通过弹性件连接在所述连通管道与所述回转中心连接的一端上，任一所述第一储能管道两侧的所述第一活塞和与该所述第一储能管道连通的所述连通管道内的所述第二活塞限定出供所述混合液流动的空间可变的流动空间。

7.根据权利要求1所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，所述混合液包括：

具有第一密度的液体和悬于在所述液体内的具有第二密度的颗粒物，所述第二密度大于所述第一密度且所述颗粒物在所述液体流动时跟随流动。

8.根据权利要求7所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，所述颗粒物可被磁性吸引。

9.根据权利要求8所述的发动机的惯性可调储能装置，其特征在于，还包括：

继电器，设置于所述回转中心的外侧，可受发动机转速的控制闭合；

电磁铁，设置于所述连通管道的外侧，设于与所述继电器连接的线圈内；

当发动机转速低于预设转速时，所述继电器闭合接通电源，所述电磁铁产生磁力吸引所述颗粒物朝向所述回转中心位置流动以减小转动惯量。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的发动机的惯性可调储能装置。

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