CN1386968A - 无曲轴二行程内燃机 - Google Patents

Abstract

一种对置式无曲轴内燃机,其工作原理是:对置活塞往复运动带动油泵工作,产生压力油,并将压力油输入马达,由马达输出动力;并靠在减速制动时马达被拖反转以回收减速制动能量,该能量以飞轮动能的形式储存。本发明与现有技术相比,可基本消除活塞与缸壁之间的侧向压力和由此引起的摩擦与磨损,并能回收减速制动能量。

Description

无曲轴二行程内燃机

本发明属于内燃机技术领域

自从奥托发明四冲程往复活塞内燃机以来，活塞内燃机已越来越广泛的应用于科学的各个领域，现代内燃机虽然在技术上比一百年前有了很大提高，但其基本构造和工作原理并无根本改变，即以曲柄连杆机构为工作机构。事实上，这种内燃机存在一定的缺陷。如缸壁与活塞之间、曲轴与轴承之间存在较大的摩擦损失，全负荷时约占指示功率的15％，同时活塞由于曲轴与连杆的限制，使其在到达上、下止点时所剩余的动能不能转化为有用功，而且增加了曲轴的载荷，这些缺陷不仅降低了内燃机的效率，亦由于摩擦引起磨损，使内燃机寿命降低。为此人们开发转子发动机和燃气轮机以图取代活塞式发动机，但由于效率较低制造困难并未获得广泛应用。

本发明的目的是提供一种克服活塞式内燃机上述缺陷，效率更高、且能回收车辆制动能量的新型内燃机。

其基本构造：气缸为对置式，相对两缸内的活塞分别铰接于一根连杆的两端，连杆分三段用螺栓联接(其上开有径向和轴向油道)，机体中部为一柱塞泵，泵由左泵和右泵组成。左泵有两柱塞，由泵左端插入泵体，柱塞外端装于固定在连杆上的左连接板上。右泵与左泵结构相同，柱塞位置与左泵在泵体周向错开90°，泵体两端泵盖上设进、出由单向阀。内燃机进、排气采用孔——气门式，进气主要由孔来完成。为增加进气量活塞顶上再设一进气门。排气门的开启由连杆通过连接板、拉杆(上设导磁凸块)、连接杆(两段铰接而成)、压杆、压杆弹簧控制。进气采用废气涡轮增压进气、该机适用于点燃式与压燃式两类内燃机。燃料供给都采用电子喷射技术、直接喷入缸内。

其液压系统由油箱、散热器、温控器(油温低于设定温度时使输油泵直接从油箱吸油、高于设定温度时从散热器吸油。)、输油泵(兼起动泵)、电控溢流阀(起动时升高溢流压力，使输油泵能带动工作泵柱塞运动而使活塞在缸内往复运动实现起动。)、进油单向阀(启动时电控开启、此时油可双向流动，以便工作泵的左或右泵进、回油)、起动控制阀、工作泵(左、右泵)、油压传感器、蓄能器、马达进油控制油阀、马达、飞轮驱动马达、马达出控制油阀等组成。

工作原理：起动时输油泵工作，同时用电控使溢流阀溢流压力升高，左、右分泵的进油阀电控打开，油在起动控制阀的控制下交替进入左、右泵，起动阀的动作由磁脉冲喷油信号发生器控制。油推动柱塞移动，从而使活塞在缸内往复运动，压缩缸内气体，然后喷油点火。

正常工作时(压燃式)当左缸活塞位于上止点前某一位置时，右缸拉杆上的凸块与喷油磁脉冲信号发生器相对，产生磁脉冲信号，使左缸喷油器向缸内喷油，喷油后，油与气体迅速混合燃烧膨胀作功，推动活塞向右移动，使左泵柱塞向泵腔内移动打开出油阀，将油压出。通过调阀进入马达，使马达转动输出动力。在左缸作功的同时连杆推动右缸活塞向上止点运动吸入并压缩气体为作功作准备。右泵柱塞外移，进油阀打开，油进入右泵腔。当左缸活塞向下止点行至一定位置时，连杆通过连接板、连接杆、拉杆、压杆、压杆弹簧将排气门打开，杆通过连接板、连接杆、拉杆、压杆、压杆弹簧将排气门打开，缸内废气从排气门排出，活塞继续下行露出缸壁上的进气孔时，被废气涡轮增压器增压的空气，从进气孔进入缸内，进一步排出废气、冷却缸体补充新气，此时，压杆弹簧被压缩，排气门不再下移；活塞顶上的进气门同时开启，加大进气量。当左活塞到达下止点时，右缸喷油点火作功，右缸活塞向左移动、右泵油被压出，向马达供油，并使左缸活塞向左移动，左泵进油，当左活塞移至将进气孔关闭，排气门由于连杆左移，拉杆的拉力消失，排气门在弹簧作用下关闭，进气门在活塞两端气压相差不大时亦关闭，活塞继续上行将气体压缩，为下次作功作准备。使内燃机连续工作。对于点燃式只须将喷油磁脉冲信号发生器向下止点方向移动，使之在排气门关闭时产生喷油信号控制喷油。另加磁脉冲点火信号发生器控制点火，结构与喷油信号发生器相同，位于压燃式喷油脉冲信号发生器位置。

其液压系统的工作原理：正常工作时，油经滤清器、温控器、输油泵(多余的油经电控溢流阀流回油箱，其中的一部分经连杆上的油道引至活塞销处喷出，用于润滑活塞与缸壁。)起动控制阀、电控单向阀进入工作泵，加压后由出油单向阀进入马达进油控制阀(此时马达进油控制阀处于下位)供给马达；使马达工作，驱动车辆行驶。多余的油经飞轮驱动马达换向控制阀；引入飞轮驱动马达，使之带动飞轮旋转以储存能量。车速由油门及飞轮驱动马达变量控制机构控制；当需要较大功率输出时，可改变飞轮驱动马达换向控制阀的位置；使飞轮驱动马达转变为由飞轮驱动的泵；输出压力油与工作泵来的油合流为马达供油使其能输出大功率。

减速制动及停车时，放松油门(此时马达进油控制阀处于上位)；油泄入油箱。当踩下制动踏板时，马达出油控制阀同时动作，使流出马达的油不再直接进入油箱，而经单向阀(17)、飞轮驱动马达换向控制阀进入飞轮驱动马达，此时马达被行驶的车辆反拖旋转，马达变成了泵，为飞轮驱动马达供油；使之驱动飞轮加速旋转，储存能量。此时进入马达的油由单向阀(14)打开供给，马达的运行阻力使车速下降，实现减速制动，并回收了制动能。

附图1是本发明的构造图，图中：(1)压杆、(2)排气门、(3)喷油器、(4)缸盖、(5)进气门、(6)连接杆、(7)拉杆(8)磁脉冲信号发生器、(9)进气孔、(10)连接板、(11)柱塞、(12)缸体、(13)泵体、(14)泵盖、(15)连杆、(16)活塞、(17)压杆弹簧。

附图2是本发明的液压系统图，图中：(1)散热器、(2)输油泵、(3)低压溢流阀、(4)起动控制阀、(5)进油单向阀、(6)工作泵、(7)出油单向阀、(8)稳压蓄能器、(9)马达进油控制阀、(10)马达、(11)马达出油控制阀、(12)飞轮驱动马达换向控制阀、(13)飞轮驱动马达、(14)单向阀、(15)油箱、(16)温控器、(17)单向阀、(18)溢流阀。。

Claims (8)

1、一种内燃机，其特征在于：内燃机为二行程对置式、机内中部设有由内燃机活塞通过连杆带动的油泵，并设一对外输出动力的油马达。

2、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：对置两缸的活塞分别铰接于一根连杆的两端。

3、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：缸壁上开有进气孔，活塞顶上设有进气门。

4、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：排气门的开启由连杆、连接板、连接杆、拉杆、压杆控制。

5、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：马达进油口前设一与油门联动的调速阀。

6、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：在马达出油口设一与制动踏板联动的马达出油控制阀。

7、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：工作泵为柱塞泵，泵的柱塞铰接于固定在连杆上的连接板上。

8、如权利要求1所述的内燃机，其特征在于：在其液压系统中设一用于回收多余及减速制动能量的飞轮驱动马达。

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