CN1510262A - 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，柱塞外端用球铰接于固定在连杆上的左连接板上。右泵与左泵结构相同，柱塞位置与左泵柱塞在泵体周向错开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)、蓄能器、马达进油控制阀、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，右缸拉杆上凸块与喷油磁脉冲信号发生器相对，产生磁脉冲信号，使喷油器向左缸内喷油，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。通过马达进油控制阀进入马达，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，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上位)，供给马达，使马达工作，驱动车辆行驶。此时马达出油控制阀处于中间位置，从马达出来的油经此阀流回油箱。多余的油进入飞轮驱动马达；使之带动飞轮旋转以储存能量。车速的快慢由进入飞轮驱动马达的油量来调定；当需要较大功率输出时，可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。

减速制动时，马达进油控制阀处于中位，当踩下制动踏板时马达出油控制阀同时动作(处于左位)，使流出马达的油不再直接进入油箱，而进入飞轮驱动马达，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。马达的运行阻力使车速下降，实现减速制动，并回收了制动能量。

车辆倒退时，马达进油控制阀处于下位，马达出油控制阀处于右位，马达反向进油，实现反转，驱动车辆倒退。

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)温控器、(3)输油泵、(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)单向阀、(13)飞轮驱动马达、(14)电控溢流阀、(15)油箱。

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：马达进油口前设一马达进油控制阀。

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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