CN208966429U - 清洁能源转换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的清洁能源转换器，属于汽车驱动系统技术领域，主要解决现有技术驱动效率很低的问题。包括汽缸系统、助推机构、过渡摆轮系统、正时系统及进排气系统，其特点是：所述汽缸系统包括若干汽缸组，所述气缸组包括两个对称布置的汽缸，所述汽缸包括缸体、活塞、活塞推杆，所述缸体设置有主油压口、燃料喷嘴及气门；所述活塞通过活塞推杆与对称布置的另一个汽缸内的活塞连成一体；所述助推机构包括助推油缸及助推活塞，所述助推油缸设置有助推油压口，所述助推活塞固接在活塞推杆上，且位于所述助推油缸内；所述过渡摆轮系统包括过渡摆轮、惰轮及惰轮架，所述过渡摆轮固接在时规轴上。活塞受力均匀，且间歇工作，效率高寿命长。

Description

清洁能源转换器

技术领域

本实用新型属于汽车驱动系统技术领域，具体涉及清洁能源转换器。

背景技术

传统汽车的内燃机是将燃料产生的热能转变成为推动活塞的机械能，再通过连杆带动曲轴做旋转运动。把这种旋转运动经过离合器，变速箱，驱动桥传递到车轮上驱动汽车。它的驱动效率很低，实践证明城市用车效率大约在13％左右。由此带来大量的碳排放成了城市污染物的主要原凶。这也是人们为什么要大力发展新能源汽车的主要原因之一。

传统汽车的内燃机驱动效率低下的原因分析如下：

发动机在压气冲程时，连杆的运动方向偏离汽缸中心线。所以活塞受到连杆的力是两个，一个是侧向压力，该力造成的磨损很大，且属于无用功，另一个是向上的推力，该力是有用功。在做功冲程时，当活塞在上止点时汽缸开始点火，这时活塞，连杆，曲柄处在一条直线。也就是说死点。这时高压气体所做的功是零。随着曲柄的偏转，高压气体开始做功，但是这时的连杆又开始倾斜，而且随着曲柄转角的增大连杆倾斜角也随之加大。所以活塞的分力加大。也使活塞与汽缸臂的摩擦加大。实践中，经常看到汽缸两侧的磨损是非常严重的。最终传递到曲轴的旋转推力远小于燃气对活塞顶部的压力。能源利用率低下。

传统内燃机的润滑系也是发动机效率内耗的主要原因，为了减少摩擦，把曲轴、连杆的飞溅润滑改为压送润滑，这就必须提高油泵压力，这样做虽然减小摩擦，但油泵也消耗了一定的能量。

传统内燃机仅有飞轮是储能装置。它和驱动系统是刚性连结全时工作。这对它的工作是不利的，它必须根据需要长时间工作在怠速和高速的非经济转速内。汽车在拥挤的道路和城市的街口时，汽车缓慢的移动，走走停停，使发动机长时间的怠速运转，造成发动机岀勤不出力，耗费大量燃料。

发明内容

本实用新型的目的是解决轴端液压马达高压油的生产的问题，提供清洁能源转换器。

本实用新型为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

清洁能源转换器，包括汽缸系统、助推机构、过渡摆轮系统、正时系统及进排气系统，其特点是：所述汽缸系统包括若干汽缸组，所述汽缸组包括两个对称布置的汽缸，所述汽缸包括缸体、活塞、活塞推杆，所述缸体设置有主油压口、燃料喷嘴及气门；所述活塞通过活塞推杆与对称布置的另一个缸体内的活塞连成一体；所述助推机构包括助推油缸及助推活塞，所述助推油缸设置有助推油压口，所述助推活塞固接在活塞推杆上，且位于所述助推油缸内；所述过渡摆轮系统包括过渡摆轮、惰轮及惰轮架，所述过渡摆轮固接在时规轴上，所述惰轮通过惰轮架固定在齿架上；

所述正时系统包括齿轮传动机构和时规轴，所述齿轮传动机构包括齿架、齿框、齿条及扇形齿轮，齿架位于助推油缸的两端且固接在活塞推杆上，所述齿框包括左行齿框及右行齿框，所述齿条包括左行齿条和右行齿条，其中：左行齿框和左行齿条分别位于活塞推杆两侧，其两端分别与固接在活塞推杆上的两个齿架的上部固接，右行齿框和右行齿条分别位于活塞推杆两侧，其两端分别与固接在活塞推杆上的两个齿架的下部固接；所述右行齿框和右行齿条的下部均设置有弹簧固定凸台，该凸台与转换器本体之间固定有复位弹簧；

所述扇形齿轮包括左行扇形齿轮和右行扇形齿轮，所述扇形齿轮的齿段弧长90度相隔180度；

所述进排气系统包括气门推杆、排气凸轮和进气凸轮，所述排气凸轮和进气凸轮固接在时规轴上，所述排气凸轮和进气凸轮通过所述气门推杆与所述气门相连；

助推机构的助推油压口通过管路与分配阀相连；

所述主油压口通过管路与电液阀相连，所述电液阀固定于转换器本体上部的阀板上；在转换器本体的一侧，飞轮的上方设置有位置传感器；

所述活塞推杆的内部设置有与其轴线方向一致的排废气管路。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

清洁能源转换器是将甲醇等清洁燃料的热能直接转化为液压能的装置。它结构简单，质量小，有储能功能。可适时工作。容易实现车辆的轻量化的特点。它改变了传统发动机的受力情况，活塞受力均匀；

本实用新型无曲轴，连杆机构使机械运转更加平稳，减少了噪音和摩擦。同时可以取消机油泵。改压送润滑为激溅润滑。可大大降低能量损耗；

转换器是串连在系统中的，当系统压力低于驱动压力时，转换器开始工作，当系统压力高于设定的压力时转换器停止工作。提高了转换器的利用率；

开始起动转换器时，是用电动马达起动的。以后随着储能器压力的建立，转换器频繁的起停工作是由转换器内部的助推系统完成的，这样就减少对电池的依赖。也提高了电池和电动马达的使用寿命，降低了噪音；

转换器采用缸内直喷技术，边燃烧边喷射，直到缸内氧气完结，有效提高缸内热效率；

本系统取消了曲轴，连杆所以也没有了曲轴瓦和连杆瓦，这不但减小了摩擦面积，还避免了因此产生的故障。使其工作更为经久耐用。取消传统的水冷却系统，而采用风冷系统，且可根据动力要求，采用一组或多组形式。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面示意图；

图3为图1所示结构的俯视图；

图4为本实用新型的左侧齿框示意图；

图5为本实用新型的右侧齿框示意图；

图6为本实用新型的过渡摆轮系统示意图。

图中：1—燃料喷嘴；2—进排气歧管；3—活塞；4—缸体；5—主油压口； 6—助推油压口；7—助推油缸；8—气门；9—气门推杆；10—齿架；11—助推活塞；12—时规轴；13—排气凸轮；13-1—进气凸轮；14—活塞推杆；15—左行齿条；15-1—左行齿框；16—转换器本体；17—右行齿框；17-1—右行齿条； 18—左行扇形齿轮；18-1—右行扇形齿轮；19—飞轮；20—分配阀；21—过渡摆轮系统；21-1—过渡摆轮；21-2—惰轮；21-3—惰轮架；22—位置传感器； 23—阀板；24—电液阀；25—排废气管路；26—复位弹簧。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，清洁能源转换器，包括汽缸系统、助推机构、过渡摆轮系统21、正时系统及进排气系统，其特点是：所述汽缸系统包括若干汽缸组，所述汽缸组包括两个对称布置的汽缸，所述汽缸包括缸体4、活塞3、活塞推杆14，所述缸体4设置有主油压口5、燃料喷嘴1及气门8；所述活塞3通过活塞推杆14与对称布置的另一个缸体4内的活塞3连成一体；所述助推机构包括助推油缸7及助推活塞11，所述助推油缸7设置有助推油压口6，所述助推活塞11固接在活塞推杆14上，且位于所述助推油缸7内；如图5所示，所述过渡摆轮系统21包括过渡摆轮21-1、惰轮21-2及惰轮架21-3，所述过渡摆轮21-1固接在时规轴12上，所述惰轮21-2通过惰轮架21-3固定在齿架10上；

所述正时系统包括齿轮传动机构和时规轴12，所述齿轮传动机构包括齿架 10、齿框、齿条及扇形齿轮，齿架10位于助推油缸7的两端且固接在活塞推杆14上，所述齿框包括左行齿框15-1及右行齿框17，所述齿条包括左行齿条15 和右行齿条17-1，其中：左行齿框15-1和左行齿条15分别位于活塞推杆14两侧，其两端分别与固接在活塞推杆14上的两个齿架10的上部固接，右行齿框 17和右行齿条17-1分别位于活塞推杆14两侧，其两端分别与固接在活塞推杆 14上的两个齿架10的下部固接；所述右行齿框17和右行齿条17-1下部均设置有弹簧固定凸台，该凸台与转换器本体16之间固定有复位弹簧26；

如图4、图5所示，所述扇形齿轮包括左行扇形齿轮18和右行扇形齿轮18-1，所述扇形齿轮的齿段弧长90度相隔180度；

如图1和图2所示，所述进排气系统包括气门推杆9、排气凸轮13和进气凸轮13-1，所述排气凸轮13和进气凸轮13-1固接在时规轴12上，所述排气凸轮13和进气凸轮13-1通过所述气门推杆9与所述气门8相连；

助推机构的助推油压口6通过管路与分配阀20相连；

所述主油压口5通过管路与电液阀24相连，所述电液阀24固定于转换器本体16上部的阀板23上；在转换器本体16的一侧，飞轮19的上方设置有位置传感器22。

如图3所示，所述活塞推杆14的内部设置有与其轴线方向一致的排废气管路25。

工作过程及原理：

本实用新型工作：串联在压力系统中，能量传递过程为：本实用新型产生高压油一→高压油存入储能器(包括行走储能器、制动能量回收储能器、活塞推杆助推储能器)一→汽车电控模块接受操作指令一→比例阀根据指令进行动作一→电控液压马达驱动汽车行走。

驾驶员起动电动马达，飞轮19开始旋转并带动时规轴12旋转，时规轴上的排气凸轮13、进气凸轮13-1和扇形齿轮，分配阀20也相应开始旋转。如图 4和图5所示，扇形齿轮共两个，一个左行扇形齿轮18，一个右行扇形齿轮18-1 分别与左行齿框15-1和右行齿框17啮合，一个用于向左拔动左行齿条15，一个用于向右拔动右行齿条17-1。也就是说齿架从左止点到右止点完成一个行程，带动扇形正时齿轮旋转90度。时规轴12也相应旋转90度，活塞3完成进气，压缩，做功，排气四个冲程后正时轴12正好旋转一周。例如：左行扇形齿轮18 和左行齿条15开始啮合时，右行扇形齿轮18-1和右行齿条17-1脱开。齿架从右止点向左止点移动，进气凸轮13-1打开右边汽缸缸体4的气门8，右边汽缸开始进气冲程。当时规轴12旋转90度后，左行扇形齿轮18和左行齿条15脱开，右行扇形齿轮18-1和右行齿条17-1啮合，齿架从左向右移动。进气凸轮 13-1关闭右侧气门8，右侧汽缸缸体4开始压缩行程。同时，打开左侧气门8。左侧汽缸开始进气冲程。齿架、活塞3在这些往复行程中，安装在时规轴12上的助推分配阀20根据时规轴12的位置精准配流，起到辅助推力的作用。

时规轴12继续旋转90度右行扇形齿轮18-1和右行齿条17-1脱开，左行扇形齿轮18和左行齿条15啮合。齿架从右止点向左止点移动。所有气门8关闭。左侧汽缸缸体4开始压缩行程。右侧喷咀1开始开始喷射，右侧汽缸开始做功行程，根据时规轴12的位置传感器22信号右侧电液阀24打开，活塞3压油腔的高压油被泵出，压到行走储能器中。时规轴12继续旋转90度左行扇形齿轮18和左行齿条15脱开，右行扇形齿轮18-1和右行齿条17-1啮合。齿架从左止点向右止点移动。排气凸轮13打开右侧气门8，右侧汽缸缸体4开始排气冲程。左侧喷咀1开始喷射，左侧汽缸缸体4开始做功冲程。根据时规轴12 的位置传感器22的信号左侧的电液阀24打开，活塞压油腔的高压油泵压出到行走储能器中。

为了避免一侧扇形齿轮拔动齿条最后一齿时，另一侧扇形齿轮和齿条也开始啮合。造成两边齿条同时啮合的故障，在时规轴12上加装过渡摆轮系统21。例如当左行齿条15还剩最后一齿时，左行扇形齿轮18-1和左行齿条17-1还未脱开，这时候时规轴12上的过渡摆轮21-1也已经顶到了装在齿架上的惰轮架21-3上的惰轮21-2，受到过渡摆轮驱动力的作用，齿架继续向左运动，随着时规轴12的转动左行扇形齿轮18-1和左行齿条17-1逐渐完全脱开。摆轮21-1 高度开始下降。齿条停止了向左的移动，受到复位弹簧26的拉力作用，齿条开始向右运动，这时右行齿条17-1开始与右行扇形齿轮18-1开始啮合，这就避免产生两根齿条同时齿合故障。

本实用新型工作时，当系统压力低于额定压力时本实用新型开始工作，把压力油送入行走储能器中。当系统压力高于额定压力时本实用新型停止工作。频繁的起停是由活塞液压助推系统完成的。轴端电控液压马达的无杆活塞腔在转动过程中为助推储能器提供压力，助推储能器为助推系统提共压力。

Claims (1)

1.清洁能源转换器，包括汽缸系统、助推机构、过渡摆轮系统(21)、正时系统及进排气系统，其特征是：所述汽缸系统包括若干汽缸组，所述汽缸组包括两个对称布置的汽缸，所述汽缸包括缸体(4)、活塞(3)、活塞推杆(14)，所述缸体(4)设置有主油压口(5)、燃料喷嘴(1)及气门(8)；所述活塞(3)通过活塞推杆(14)与对称布置的另一个缸体(4)内的活塞(3)连成一体；所述助推机构包括助推油缸(7)及助推活塞(11)，所述助推油缸(7)设置有助推油压口(6)，所述助推活塞(11)固接在活塞推杆(14)上，且位于所述助推油缸(7)内；所述过渡摆轮系统(21)包括过渡摆轮(21-1)、惰轮(21-2)及惰轮架(21-3)，所述过渡摆轮(21-1)固接在时规轴(12)上，所述惰轮(21-2)通过惰轮架(21-3)固定在齿架(10)上；

所述正时系统包括齿轮传动机构和时规轴(12)，所述齿轮传动机构包括齿架(10)、齿框、齿条及扇形齿轮，齿架(10)位于助推油缸(7)的两端且固接在活塞推杆(14)上，所述齿框包括左行齿框(15-1)及右行齿框(17)，所述齿条包括左行齿条(15)和右行齿条(17-1)，其中：左行齿框(15-1)和左行齿条(15)分别位于活塞推杆(14)两侧，其两端分别与固接在活塞推杆(14)上的两个齿架(10)的上部固接，右行齿框(17)和右行齿条(17-1)分别位于活塞推杆(14)两侧，其两端分别与固接在活塞推杆(14)上的两个齿架(10)的下部固接；所述右行齿框(17)和右行齿条(17-1)下部均设置有弹簧固定凸台，该凸台与转换器本体(16)之间固定有复位弹簧(26)；

所述扇形齿轮包括左行扇形齿轮(18)和右行扇形齿轮(18-1)，所述扇形齿轮的齿段弧长90度相隔180度；

所述进排气系统包括气门推杆(9)、排气凸轮(13)和进气凸轮(13-1)，所述排气凸轮(13)和进气凸轮(13-1)固接在时规轴(12)上，所述排气凸轮(13)和进气凸轮(13-1)通过所述气门推杆(9)与所述气门(8)相连；

助推机构的助推油压口(6)通过管路与分配阀(20)相连；

所述主油压口(5)通过管路与电液阀(24)相连，所述电液阀(24)固定于转换器本体(16)上部的阀板(23)上；在转换器本体(16)的一侧，飞轮(19)的上方设置有位置传感器(22)；

所述活塞推杆(14)的内部设置有与其轴线方向一致的排废气管路(25)。