CN2066496U

CN2066496U - 液压二冲程内燃机

Info

Publication number: CN2066496U
Application number: CN89218420U
Authority: CN
Inventors: 詹炳煌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1990-11-28

Abstract

液压二冲程内燃机。主要由内燃液压泵、起动装置和燃烧油控制系统等部分组成。内燃液压泵取消传统内燃机的连杆和曲轴，采用内燃液压泵产生的高压液驱动负载。内燃液压泵由气缸体。活塞和插销等部分组成，设两个燃烧室，活塞中部开设活塞孔并放置插销，以形成液压泵。主要用于二冲程液压内燃机，它减少机械摩擦，结构简单，成本低。适于船舶、车辆和运输机械等。

Description

本实用新型涉及一种液压内燃机。

已有的内燃机是燃料在气缸中燃烧产生的压力驱动活塞通过连杆和曲轴等传动机构输出动力。而以“液压能”为动力的室外移动机器也都需要将化学能在内燃机气缸内燃烧、膨胀做功推动活塞、连杆、曲轴以旋转方式输出动力，再带动油泵转动，将“机械能”变成“压力能”（油压形式）送到各工作机构（例如油缸、油马达等）以开动机器运行，即化学能（燃烧油）－机械能（内燃机－油泵）－压力能（受压液体）。显然，在此过程中需要两部机器，缺一不可，相当一部分能量则消耗在机器零件的相互摩擦上。而已有的液压泵是基于“依靠容积变化来使液体获得压力能的”。

中国专利CN85101085A公开了一种活塞式无曲轴液力传动内燃机，它废弃传统内燃机的曲轴机构，采用液力传动机构。它包括一个将燃料燃烧能量转变为高压液能量的内燃液压泵，一个将高压液作为动力源进行驱动从而将其转变为机械动力输出的液压马达和相应的起动装置，附属装置及部件。内燃液压泵由圆筒形的液压缸和位于其两端的两个气缸连成一体，其中三个活塞固定在活塞轴杆上，象普通内燃机一样进行四冲程的工作过程。

中国专利CN85109206公开了另一种液压内燃机，它由燃料燃烧时产生的压力，通过活塞增压传递给缸体内的液体，由带压力的液体推动液压马达对外做功。其内燃机缸体分为燃烧室和液压增压室，缸体底部设有转动换向阀，燃烧室内燃料燃烧产生的压力推动活塞传递给液压增压室内的液体，由带压力的液体推动同轴联动液压机构中的一个液压马达转动对外做功，液压马达排出的液体推动另一缸活塞完成压缩冲程。设有四个缸体，每一缸体内有一活塞。

本实用新型的目的在于设计一种液压泵作用内置式二冲程内燃机。它将现有室外移动作业的工程机械、运输机械等的动力产生与输出形式这两部分直接结合成一整体，以便达到减少零部件，节约材料，缩短工时，提高机械效率，降低油耗，降低成本和运行费用的目的。

本实用新型主要包括内燃液压泵、起动装置和燃烧油控制系统等部分。内燃液压泵取消传统内燃机的连杆和曲轴，采用内燃液压泵产生的高压液驱动负载（例如液压马达等），从而输出动力。

内燃液压泵包括气缸、活塞和插销等部分，活塞将气缸分成上、下两个燃烧室，活塞内设有活塞孔，其中放置插销，活塞孔与插销组成活塞内的液压泵（液压发生室），插销两端固定在气缸中部的气缸壁上，还设有喷油咀、进气口、排气口、常压液流管道和高压液流管道以及单向活门（阀门）等附属装置。

如图1所示给出本实用新型所述内燃液压泵的具体结构。内燃液压泵主要由气缸〔1〕、活塞〔2〕和插销〔3〕等部分组成。气缸呈圆筒形，活塞与气缸两端之间构成上、下两个燃烧室〔4〕、〔5〕，气缸两端分别设有喷油咀〔6〕、〔7〕，气缸壁上设有进气口〔8〕和排气口〔9〕。在活塞的中部沿轴向开设一长方体（呈扁长形）形的活塞孔〔10〕，成横向贯通。其中放置插销〔3〕，插销与活塞孔形成活塞内的液压泵（液压发生室），插销两端固定在气缸中部的气缸壁上，插销中设有常压液流管道〔11〕和高压液流管道〔12〕以及单向活门〔13、14、15、16〕。

活塞运行时，内部空间成为两个活动的泵室，产生液压能，输出动力。活塞孔的轴向长度取为插销宽度的几倍至十几倍。单向活门可设置在插销内部，以简化装配工序，或者设置在靠近插销的气缸外壁上即插销与气缸壁连接处的外部，以缩短缸体长度。常压液流进口〔17〕和高压液流出口〔18〕可设置在插销的两端面或气缸壁上。

上述插销与传统内燃机的“活塞销”有很大的不同，后者置于活塞内部随活塞上下运行，起连结“连杆”带动“曲轴”旋转输出动力的作用。而本实用新型所说的插销其横截面的形状可以任意，并穿置于活塞内部，两端固定在气缸体的中部气缸壁上，插销内部有油气管路，并置有单向活门（阀门），用于液压油的吸取加压，燃烧油系统的压缩气体控制与输送（柴油机上），以及“火花塞”的点火控制开关（汽油机上）。

图2给出内燃液压泵的工作过程。如图2（a）所示，气缸下燃烧室〔5〕膨胀做功推动活塞〔2〕上升，压缩气缸上燃烧室〔4〕内的空气，同时压迫活塞内下部液压室〔20〕内的油液打开活门〔16〕送往负载，例如油马达〔23〕工作。而活塞内上部液压室〔19〕吸收来自活门〔13〕的常压液流。

如图2（b）所示，活壁下行时的情况恰相反，此时活塞压缩下燃烧室内的空气，同时压迫活塞内上部液压室的油液打开活门〔15〕送往负载工作。活门〔14〕打开抽吸来自油箱〔24〕的常压油进入活塞内下部液压室，准备下一个工作过程。

图3为起动装置。本实用新型利用液压原理推动活塞压缩气缸内的气体，使之连续运行。

图4为燃烧油控制系统。它利用压缩空气送往喷油咀喷雾状燃油，引燃气缸内高压空气膨胀做功。燃烧油的控制也可采用其他方式，如电磁方式等来控制。

本实用新型的起动过程如下。如图3所示，转动阀门〔25〕切断与液压油箱的连接，接通连接阀门〔26〕的管路，这时控制阀门〔26〕的手柄〔29〕，使高压液流由蓄能器〔28〕通入上述阀门〔26〕、〔25〕和插销内的活门〔13〕（见图2），进入活塞内上部液压室，推动活塞上升，压缩上部气缸内的空气。当活塞接近“上死点”（限制点）时（如图4（a）所示），活塞内下部液压室底面〔30〕碰及“阀芯”〔31〕（如图4（b）所示），压缩阀芯内部弹簧〔32〕使阀芯上升。来自压缩空气管〔33〕的压缩空气经闷芯进入喷油咀〔7〕，喷发燃烧油进入气缸引燃气缸上部高压的热空气燃烧膨胀，推动活塞下行做功。当活塞下行时，压缩进入气缸下部的空气，同时对活塞内上部液压室油液加压送往负载做功，当活塞下行进入“下死点”时触及阀门〔34〕将压缩空气送往喷油咀喷发燃油，引燃下部气缸内的高压热空气膨胀做功，推动活塞反行。这时转动阀门〔25〕，接通与液压油油箱的连接，切断与阀门〔26〕的管路，进入连续自动运行。图中〔35〕为阀门，〔36〕为压缩空气筒，〔37〕为油泵。

本实用新型的其他辅助系统和附加部件（如增压器等）以及各种辅助泵、元部件等与现有的技术相同。

起动方式除“液压”外，还可采用“气动”方式。

若参照现行“135系列柴油机”，本实用新型的活塞直径选135毫米，长度为280毫米，行程为140毫米，活塞内液压发生室尺寸为140×40×13＝728（厘米³），压缩比：14，排量：单燃烧室2升，双燃烧室4升，功率：单缸31.6马力，双缸63.2马力，压力：9.5公斤／厘米²，活塞端面积：138厘米²，总压力：1311公斤。

本实用新型利用液压泵的原理应用于内燃机，省去将往复运动转换为旋转运动的部件（例如连杆、曲轴等），由活塞直接驱动液体，获取压力能，从而减少机械摩擦，降低油耗，提高机械效率。已有的液压内燃机尽管去掉传统的连杆和曲轴，但是都要把气缸分成燃烧室与液压泵室；而本实用新型利用活塞孔和插销，将气缸分成两个燃烧室，设置了活塞内液压泵室（液压发生室），结构简化，不需配气机构，在功率相同、油耗相同的情况下，本实用新型的重量、体积仅为四冲程液压内燃机的1／2至3／4，造价也明显降低。

本实用新型可应用于需要“交流”液压的工程机械上，例如液压风镐、压路机等，省去一套“整流”装置。若应用于运输机械上，将使“无级变速”的装置费用降低，可使内燃液力机车减少尺寸和重量。若应用在船舶上，将省去螺旋桨及其传动轴系，直接喷水推进，起水泵的作用。

Claims

1、一种液压二冲程内燃机，它包括内燃液压泵、起动装置和燃烧油控制系统，采用内燃液压泵产生的高压液驱动负载，其特征在于内燃液压泵包括气缸、活塞和插销等部分，活塞与气缸两端之间构成上、下两个燃烧室，气缸两端设有喷油咀，气缸壁上设有进气口和排气口；活塞中部沿轴向开设一长方体(扁长)形的活塞孔，呈横向贯通，其中放置插销，活塞孔与插销组成活塞内的液压泵(液压发生室)，插销两端固定在气缸中部的气缸壁上；插销中设有常压液流和高压液流管道以及单向活门。

2、根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于单向活门可设置在插销内部或插销与气缸壁连接处的外部。

3、根据权利要求1所述的内燃机，其特征在于常压液流进口和高压液流出口设在插销的两端面或气缸壁上。