專利名稱：一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力技術(shù)，具體地說涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(簡稱內(nèi)燃機(jī))是廣泛使用的動(dòng)力來源，尤其是各種機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力?，F(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)采用以燃料燃燒為動(dòng)力，通過機(jī)械傳導(dǎo)輸出動(dòng)力。這種內(nèi)燃機(jī)形式經(jīng)過多年實(shí)用，其技術(shù)已經(jīng)非常成熟。目前，采取了各種方式提高內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率，降低排放。但是，由于現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)的一些基本特性，已經(jīng)限制了其效率的進(jìn)一步提高。
例如，現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)采用機(jī)械方式進(jìn)行傳動(dòng)，其自重過大，造成自身損耗嚴(yán)重，作功效率低，該內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率也難以進(jìn)一步提高。并且使用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力時(shí)，動(dòng)能在剎車過程中白白浪費(fèi)，同時(shí)還產(chǎn)生大量污染。此外，現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)還存在油品難以兼容，變速時(shí)有頓挫感等問題。
由于以上原因，現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)無法達(dá)到更高的能量轉(zhuǎn)換效率，為此，必須另辟蹊徑，采用全新的設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)燃油作功到機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)之間的轉(zhuǎn)化，才有可能進(jìn)一步提高效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)不再采用機(jī)械方式傳輸動(dòng)力，并且能夠存儲剎車中耗費(fèi)的動(dòng)能。并且，該種燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放更少。
本發(fā)明提供的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括傳動(dòng)器，該傳動(dòng)器連接在液壓油路中間，當(dāng)液壓油從該傳動(dòng)器流過時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)部件在液壓油的作用下旋轉(zhuǎn)，向外部輸出動(dòng)力；油缸，該油缸通過兩個(gè)油管分別與所述傳動(dòng)器兩端的液壓油路連接，該油缸具有油缸活塞，該油缸活塞能夠沿著油缸壁移動(dòng)，用于擠壓油缸中的液壓油，為油路中液壓油提供液壓壓力；燃燒室，該燃燒室與為燃料燃燒提供的封閉空間，同時(shí)燃燒室氣體體積膨脹，推動(dòng)油缸活塞移動(dòng)。
優(yōu)選地，所述油缸包括第一油缸和第二油缸，第一油缸的活塞為第一活塞，第二油缸的活塞為第二活塞；所述燃燒室包括第一燃燒室和第二燃燒室；所述第一活塞與第二活塞通過連桿連接；該發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)具有第一工作狀態(tài)和第二工作狀態(tài)；第一工作狀態(tài)時(shí)，所述第一燃燒室中燃料燃燒，第二燃燒室中燃料停止燃燒，第一燃燒室產(chǎn)生高氣壓，推動(dòng)活塞擠壓位于同一腔體的第一油缸，使第一油缸的體積減小，缸內(nèi)液壓油受到擠壓壓力增高；同時(shí)，第二油缸的第二活塞在連桿的推動(dòng)下，向第二燃燒室擠壓，使所述第二油缸的體積增大，油壓降低；液壓油在上述壓力的作用下，從壓力較高的第一油缸流出，通過所述連接傳動(dòng)器的管路流向壓力較低的第二油缸；第二工作狀態(tài)時(shí)，第一燃燒室中燃料停止點(diǎn)火燃燒，第二燃燒室中燃料點(diǎn)火燃燒，第二燃燒室產(chǎn)生高氣壓，推動(dòng)第二活塞擠壓第二油缸，第二油缸的壓力增大，同時(shí)，所述第一活塞在連桿的推動(dòng)下，向第一燃燒室擠壓，使第一油缸的油壓降低；液壓油在上述壓力的作用下，從壓力較高的第二油缸流向壓力較低的第一油缸；通過管路上閥門的切換，使上述兩種情況下，流過管路的液壓油都是從所述傳動(dòng)器進(jìn)油口流向出油口，從而使傳動(dòng)器向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)；上述工作過程形成工作循環(huán)，使該發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)工作。
優(yōu)選地，所述工作狀態(tài)下的閥門切換，具體是第一工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門關(guān)閉；第二工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門關(guān)閉。
優(yōu)選地，所述第一油缸與第二油缸的出口通過油管直接相連，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，該油管上的閥門關(guān)閉；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要空檔工作時(shí)，將該油管上的閥門打開，同時(shí)將第一油缸和第二油缸通向傳動(dòng)器的管路關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)處于空擋狀態(tài)。
優(yōu)選地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有倒車狀態(tài)，此時(shí)，所述燃燒室和油缸的工作行程與發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)相同，所述倒車狀態(tài)通過閥門切換實(shí)現(xiàn)；具體是，第一倒車工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門關(guān)閉；第二工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門關(guān)閉。
優(yōu)選地，還具有蓄能器；該蓄能器是一個(gè)內(nèi)部被活塞分割為兩個(gè)子腔的腔體，并且其中第一子腔中具有連接所述活塞的彈簧，該第一子腔通過油管分別連接傳動(dòng)器的進(jìn)油口和出油口；蓄能器的第二子腔同樣通過油管連接傳動(dòng)器的進(jìn)油口和出油口；剎車時(shí)，所述第一子腔連接傳動(dòng)器進(jìn)油口的油管和所述第二子腔連接傳動(dòng)器出油口的油管導(dǎo)通，同時(shí)，傳動(dòng)器連接各個(gè)油缸的回油口的油管關(guān)閉，傳動(dòng)器連接各個(gè)油缸出油口的油管導(dǎo)通，液壓油從所述蓄能器第二子腔擠壓所述蓄能器彈簧，彈簧受壓縮蓄能；第一子腔的液壓油則流向第一油缸和第二油缸；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，所述第二子腔連接傳動(dòng)器進(jìn)油口的油管以及第一子腔連接傳動(dòng)器出油口的油管開啟，所述第二子腔連接傳動(dòng)器出油口的油管以及第一子腔連接傳動(dòng)器進(jìn)油口的油管關(guān)閉，傳動(dòng)器連接油缸的各個(gè)管路均關(guān)閉；所述彈簧彈出，第二子腔的液壓油受到擠壓流向所述傳動(dòng)器進(jìn)油口，并經(jīng)過傳動(dòng)器流回第一子腔，形成液壓油回路，釋放出彈簧蓄積的能量。
優(yōu)選地，所述傳動(dòng)器的葉片的在軸向上成錐形；所述連接傳動(dòng)器的油管分為若干根分油管，分別對應(yīng)葉片軸向上的不同位置；所述連接傳動(dòng)器的油管和分油管交界處具有分油閥，用于選擇液壓油流出的分油管，每個(gè)分油管的進(jìn)油口對應(yīng)沖擊葉片的最邊緣處。
優(yōu)選地，所述分油閥選擇的進(jìn)油分油管越接近葉片錐形頂部，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩越大，旋轉(zhuǎn)速度越小。
優(yōu)選地，所述發(fā)動(dòng)機(jī)中具有一個(gè)以上的傳動(dòng)器。
優(yōu)選地，所述第一燃燒室和第一油缸以及所述第二燃燒室和第二油缸均處于同一腔體中，并且第一油缸和第二油缸相鄰，并通過分割壁隔開。
本發(fā)明提供的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，采用液壓方式實(shí)現(xiàn)能量傳遞。由于燃燒獲得的功轉(zhuǎn)化為輸出機(jī)械能時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部無須通過中間的機(jī)械環(huán)節(jié)，因此，該燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有以下優(yōu)勢。
1、不受油品等級限制。因?yàn)闆_程是不固定的，可以調(diào)節(jié)。
2、流體的傳動(dòng)效率比機(jī)械傳動(dòng)效率好。因?yàn)榱黧w的摩擦阻力比機(jī)械摩擦阻力小。
3、較容易達(dá)到更高的排放標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)排出的廢氣量最大，這是由于機(jī)械設(shè)備由靜止開始運(yùn)動(dòng)瞬間消耗的燃油大，故尾氣污染嚴(yán)重，而本發(fā)動(dòng)機(jī)可由蓄能器提供啟動(dòng)時(shí)動(dòng)力，啟動(dòng)時(shí)燃燒室不點(diǎn)火，啟動(dòng)后再點(diǎn)火，因此可以有效降低廢氣排放。
4、該發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄能器可改變大型貨車下坡剎車失效問題。本系統(tǒng)可用蓄能器減速蓄能，可減少剎車片的使用，減少由于剎車片失靈帶來的車禍的發(fā)生，同時(shí)減少剎車時(shí)排放的大量廢氣對環(huán)境的損害。
5、該發(fā)動(dòng)機(jī)的油缸容量可調(diào)節(jié)。油缸可以生產(chǎn)成大容量，而平時(shí)可以使用小的沖程，即小的容量，必要時(shí)可以使用大的沖程，既大容量。這樣，既可以減少油耗，又可以方便的獲得動(dòng)力性能。
6、由于行車中的油耗很大部分是消耗在啟動(dòng)過程中，尤其在城市內(nèi)行駛時(shí)，由于起停頻繁，更是造成油耗增加的重要因素，該發(fā)動(dòng)機(jī)的蓄能器可以很好的解決這一問題。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)剎車時(shí)，蓄能器自動(dòng)蓄能，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起步時(shí)，能量釋放轉(zhuǎn)化，因此節(jié)省油耗。
7、本發(fā)動(dòng)機(jī)由于不使用機(jī)械傳動(dòng)裝置，因此自重較輕。
8、本發(fā)動(dòng)機(jī)的油管可兼用做散熱裝置，故可以減少相應(yīng)的設(shè)備。
9、由于傳動(dòng)器內(nèi)油嘴可做成噴射位置的可連續(xù)調(diào)整形式，因此扭距可調(diào)，可作為無級變速使用，沒有變速時(shí)的頓挫感，而且變速方便。
總之，由于本發(fā)明采用了液壓方式實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出，與現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)具有完全不同的形式，因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的第一工作狀態(tài)液壓油流向圖；圖2是本發(fā)明第一實(shí)施例的第二工作狀態(tài)液壓油流向圖；圖3是本發(fā)明第一實(shí)施例的第一倒車狀態(tài)液壓油流向圖；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的第二倒車狀態(tài)液壓油流向圖；圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的第一空擋狀態(tài)液壓油流向圖；圖6是本發(fā)明第一實(shí)施例的第二空擋狀態(tài)液壓油流向圖；圖7是本發(fā)明第一實(shí)施例的蓄能狀態(tài)的液壓油流向圖；
圖8是本發(fā)明第一實(shí)施例的蓄能釋放狀態(tài)的液壓油流向圖；圖9是本發(fā)明第一實(shí)施例中通過分油閥使傳動(dòng)器具有不同的轉(zhuǎn)速輸出以及不同的輸出扭矩的方式。
具體實(shí)施例方式
請參看圖1，為本發(fā)明第一實(shí)施例的原理圖。該圖示出該發(fā)動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。該發(fā)動(dòng)機(jī)的正常行駛時(shí)包括兩個(gè)工作狀態(tài)，圖1示出該發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常行駛狀態(tài)的第一狀態(tài)。
如圖1所示，該發(fā)動(dòng)機(jī)包括傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II，上述傳動(dòng)器連接在油管管路上。當(dāng)油管中的液壓油流過傳動(dòng)器時(shí)，傳動(dòng)器中的葉片在液壓油的沖擊力的作用下旋轉(zhuǎn)，從而向外部提供動(dòng)能。
該發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件是燃燒室/油缸一體化的腔體III。所述腔體III由分割壁III-1分割為兩個(gè)相等的部分。其中，所述腔體III的左腔體由活塞1分割為燃燒室A和油缸B。活塞1具有很好地密封性，使燃燒室A和油缸B成為兩個(gè)互相隔絕的腔室，并且所述活塞1可以沿著腔體III的側(cè)壁滑動(dòng)。同樣的，所述腔體III的右腔體由活塞2分割為油缸C和燃燒室D。所述活塞1和所述活塞2通過連桿3相互連接，其目的是使活塞1和活塞2能夠聯(lián)動(dòng)。
所述油缸B通過油管a連接油管j，所述油缸C通過油管b連接油管j；油管j連接所述傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的進(jìn)油口；所述油管a上安裝有閥門①，所述油管b上安裝有閥門②；所述油管j在傳動(dòng)器I的進(jìn)油口安裝有閥門⑥，在傳動(dòng)器II的進(jìn)油口安裝有閥門⑦。所述油管a和油管b之間，通過油管i連接，并且油管i上安裝有閥門⑤。所述油缸B通過油管c連接油管k，所述油缸C通過油管d連接油管k；油管k連接所述傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的出油口。
該動(dòng)機(jī)還具有蓄能器IV，該蓄能器IV是一個(gè)內(nèi)部被活塞分割為兩個(gè)子腔的腔體，并且其中一個(gè)子腔E中有連接所述活塞4的彈簧，該子腔E通過油管f連接所述油管j，油管f上安裝有閥門⑧，所述子腔E到閥門⑧的管路上，通過油管h連接油管k，該油管h上，安裝有閥門⑩。蓄能器IV的另一個(gè)子腔F通過油管e連接油管k，該油管k上安裝有閥門⑨，所述子腔F到閥門⑨的管路上，通過油管g連接有油管j，油管g上安裝有閥門。
該發(fā)動(dòng)機(jī)具有正常行駛狀態(tài)、倒車狀態(tài)、空擋狀態(tài)、蓄能狀態(tài)、蓄能釋放狀態(tài)等幾種工作狀態(tài)。上述工作狀態(tài)均通過各個(gè)閥門的切換實(shí)現(xiàn)，以下結(jié)合相應(yīng)工作狀態(tài)的液壓油流向圖，對各個(gè)工作狀態(tài)進(jìn)行說明。
應(yīng)當(dāng)說明，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的人和工作狀態(tài)，都建立在能夠得周期性的使所述燃燒室A和燃燒室D周期性的點(diǎn)火燃燒的基礎(chǔ)上，由于在這方面，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提供了成熟的技術(shù)方案，因此，在此不再予以詳細(xì)說明。
所述正常工作狀態(tài)又包括第一工作狀態(tài)和第二工作狀態(tài)兩個(gè)工作狀態(tài)，相當(dāng)于一般汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的沖程。
所述第一工作狀態(tài)的液壓油流向圖如圖1所示。
該第一工作狀態(tài)下，燃燒室A點(diǎn)火燃燒，使其中的氣體受熱膨脹，產(chǎn)生氣壓推動(dòng)所述活塞1。所述活塞1沿著腔體III的側(cè)壁向油缸B的腔室移動(dòng)，使油缸B的體積縮小，油缸B內(nèi)的液壓油產(chǎn)生較高壓力；同時(shí)，由于連桿3的作用，所述活塞2沿著腔體III的側(cè)壁向燃燒室D移動(dòng)，此時(shí)，燃燒室D并未點(diǎn)火燃燒，因此，燃燒室D的體積被壓縮，而油缸C的體積增大，并使油缸C的液壓油壓力降低。由于上述作用，在油缸B和油缸C之間，產(chǎn)生壓力差。此時(shí)，所述閥門①開啟，閥門②、閥門⑤關(guān)閉。油缸B中流出的液壓油通過油管a流向油管j；所述閥門⑥和所述閥門⑦開啟，閥門⑧、閥門關(guān)閉，液壓油通過傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的進(jìn)油口流入，并通過出油口流出，并流向油管k。所述閥門④開啟，閥門③、閥門⑨關(guān)閉，使油管k中的液壓油流向所述油缸C。上述形成了一個(gè)液壓油回路，該回路中液壓油從傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的進(jìn)油口流向出油口，使傳動(dòng)器的葉片正向旋轉(zhuǎn)，向外部提供動(dòng)力。
請參看圖2，該圖為本發(fā)明第二工作狀態(tài)的液壓油流向圖。
當(dāng)所述第一工作狀態(tài)下，活塞1向油缸B一側(cè)移動(dòng)到一定位置時(shí)，所述燃燒室A停止燃燒；同時(shí)，所述燃燒室D點(diǎn)火燃燒。此時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二工作狀態(tài)。
該第二工作狀態(tài)下，燃燒室D點(diǎn)火燃燒，使其中的氣體受熱膨脹，產(chǎn)生氣壓推動(dòng)所述活塞2。所述活塞2沿著腔體III的側(cè)壁向油缸C的腔室移動(dòng)，使油缸C的體積縮小，油缸C內(nèi)的液壓油產(chǎn)生較高壓力；同時(shí)，由于連桿3的作用，所述活塞1沿著腔體III的側(cè)壁向燃燒室A移動(dòng)，此時(shí)，燃燒室A并未點(diǎn)火燃燒，因此，燃燒室A的體積被壓縮，而油缸B的體積增大，并使油缸B的液壓油壓力降低。由于上述作用，在油缸B和油缸C之間，產(chǎn)生壓力差。此時(shí)，所述閥門②開啟，閥門①、閥門⑤關(guān)閉。油缸C中流出的液壓油通過油管b流向油管j；所述閥門⑥和所述閥門⑦開啟，閥門⑧、閥門關(guān)閉，液壓油通過傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的進(jìn)油口流入，并通過出油口流出，并流向油管k。所述閥門③開啟，閥門④、閥門⑨關(guān)閉，閥門使油管k中的液壓油流向所述油缸B。上述形成了一個(gè)液壓油回路，該回路中液壓油從傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的進(jìn)油口流向出油口，使傳動(dòng)器的葉片正向旋轉(zhuǎn)，向外部提供動(dòng)力。
上述兩個(gè)工作狀態(tài)交替進(jìn)行，組成一個(gè)完整的工作狀態(tài)，使所述傳動(dòng)器I和所述傳動(dòng)器II向外部提供動(dòng)力，形成一個(gè)完整的工作循環(huán)。
上述是該發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的工作狀態(tài)，當(dāng)所述液壓油逆向流動(dòng)，即從傳動(dòng)器的出油口流向傳動(dòng)器的進(jìn)油口時(shí)，所述傳動(dòng)器葉片反向旋轉(zhuǎn)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)處于倒車狀態(tài)。
所述倒車狀態(tài)又包括第一倒車狀態(tài)和第二倒車狀態(tài)兩個(gè)工作狀態(tài)。
請參看圖3，該圖示出所述第一倒車狀態(tài)的液壓油流向圖。
該第一倒車狀態(tài)下，燃燒室A點(diǎn)火燃燒，使其中的氣體受熱膨脹，產(chǎn)生氣壓推動(dòng)所述活塞1。所述活塞1沿著腔體III的側(cè)壁向油缸B的腔室移動(dòng)，使油缸B的體積縮小，油缸B內(nèi)的液壓油產(chǎn)生較高壓力；同時(shí)，由于連桿3的作用，所述活塞2沿著腔體III的側(cè)壁向燃燒室D移動(dòng)，此時(shí)，燃燒室D并未點(diǎn)火燃燒，因此，燃燒室D的體積被壓縮，而油缸C的體積增大，并使油缸C的液壓油壓力降低。由于上述作用，在油缸B和油缸C之間，產(chǎn)生壓力差。此時(shí)，所述閥門③開啟，閥門④關(guān)閉。油缸B中流出的液壓油通過油管c流向油管k；所述閥門⑨關(guān)閉，液壓油從所述傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的出油口流向進(jìn)油口；所述閥門⑥和所述閥門⑦開啟，液壓油流向油管j；閥門②開啟，閥門①、閥門⑤、閥門⑧、閥門關(guān)閉，使油管j中的液壓油流向油管b，并經(jīng)過油管b流向所述油缸C。上述形成了一個(gè)液壓油回路，該回路中液壓油從傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的出油口流向進(jìn)油口，使傳動(dòng)器的葉片反向旋轉(zhuǎn)，向外部提供反向動(dòng)力。
當(dāng)所述第一倒車狀態(tài)下，活塞1向油缸B一側(cè)移動(dòng)到一定位置時(shí)，所述燃燒室A停止燃燒；同時(shí)，所述燃燒室D點(diǎn)火燃燒。此時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二倒車狀態(tài)。
請參看圖4，該圖示出所述第二倒車狀態(tài)的液壓油流向圖。
該第二倒車狀態(tài)下，燃燒室D點(diǎn)火燃燒，使其中的氣體受熱膨脹，產(chǎn)生氣壓推動(dòng)所述活塞2。所述活塞2沿著腔體III的側(cè)壁向油缸C的腔室移動(dòng)，使油缸C的體積縮小，油缸C內(nèi)的液壓油產(chǎn)生較高壓力；同時(shí)，由于連桿3的作用，所述活塞1沿著腔體III的側(cè)壁向燃燒室A移動(dòng)，此時(shí)，燃燒室A并未點(diǎn)火燃燒，因此，燃燒室A的體積被壓縮，而油缸B的體積增大，并使油缸B的液壓油壓力降低。由于上述作用，在油缸B和油缸C之間，產(chǎn)生壓力差。此時(shí)，所述閥門④開啟，閥門③關(guān)閉。油缸C中流出的液壓油通過油管d流向油管k；所述閥門⑨關(guān)閉，液壓油從所述傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的出油口流向進(jìn)油口；所述閥門⑥和所述閥門⑦開啟，液壓油流向油管j；閥門I開啟，閥門2、閥門⑤、閥門⑧、閥門關(guān)閉，使油管j中的液壓油流向油管a，并經(jīng)過油管a流向所述油缸B。上述形成了一個(gè)液壓油回路，該回路中液壓油從傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II的出油口流向進(jìn)油口，使傳動(dòng)器的葉片反向旋轉(zhuǎn)，向外部提供反向動(dòng)力。
上述兩個(gè)工作狀態(tài)交替進(jìn)行，組成一個(gè)完整的倒車狀態(tài)，使所述傳動(dòng)器I和所述傳動(dòng)器II向外部提供反向動(dòng)力，形成一個(gè)完整的倒車工作循環(huán)。
該發(fā)動(dòng)機(jī)還具有空擋狀態(tài)，空擋狀態(tài)時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)不向外部提供動(dòng)力。所述空擋狀態(tài)可以用于需要隨時(shí)恢復(fù)向外部提供動(dòng)力，因而不希望停止發(fā)動(dòng)機(jī)的周期性點(diǎn)火的情況。
所述空擋工作狀態(tài)又包括第一空擋狀態(tài)和第二空擋狀態(tài)兩個(gè)工作狀態(tài)。
請參看圖5，該圖示出所述第一空擋狀態(tài)的液壓油流向圖。
該第一空擋狀態(tài)下，燃燒室A點(diǎn)火燃燒，使其中的氣體受熱膨脹，產(chǎn)生氣壓推動(dòng)所述活塞1。所述活塞1沿著腔體III的側(cè)壁向油缸B的腔室移動(dòng)，使油缸B的體積縮小，油缸B內(nèi)的液壓油產(chǎn)生較高壓力；同時(shí)，由于連桿3的作用，所述活塞2沿著腔體III的側(cè)壁向燃燒室D移動(dòng)，此時(shí)，燃燒室D并未點(diǎn)火燃燒，因此，燃燒室D的體積被壓縮，而油缸C的體積增大，并使油缸C的液壓油壓力降低。由于上述作用，在油缸B和油缸C之間，產(chǎn)生壓力差。此時(shí)，所述閥門⑤開啟，閥門①、閥門②、閥門③、閥門④關(guān)閉。油缸B中流出的液壓油通過油管i流向所述油缸C。上述形成了一個(gè)液壓油回路，該回路中液壓油不經(jīng)過傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II，直接從油缸B流向油缸C，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)不?；鸬那闆r下，停止向外輸出動(dòng)力。
當(dāng)所述第一空擋狀態(tài)下，活塞1向油缸B一側(cè)移動(dòng)到一定位置時(shí)，所述燃燒室A停止燃燒；同時(shí)，所述燃燒室D點(diǎn)火燃燒。此時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二空擋狀態(tài)。
請參看圖6，該圖示出所述第二空擋狀態(tài)的液壓油流向圖。
該第二空擋狀態(tài)下，燃燒室D點(diǎn)火燃燒，使其中的氣體受熱膨脹，產(chǎn)生氣壓推動(dòng)所述活塞2。所述活塞2沿著腔體III的側(cè)壁向油缸C的腔室移動(dòng)，使油缸C的體積縮小，油缸C內(nèi)的液壓油產(chǎn)生較高壓力；同時(shí)，由于連桿3的作用，所述活塞1沿著腔體III的側(cè)壁向燃燒室A移動(dòng)，此時(shí)，燃燒室A并未點(diǎn)火燃燒，因此，燃燒室A的體積被壓縮，而油缸B的體積增大，并使油缸B的液壓油壓力降低。由于上述作用，在油缸B和油缸C之間，產(chǎn)生壓力差。此時(shí)，所述閥門⑤開啟，閥門①、閥門②、閥門③、閥門④關(guān)閉。油缸C中流出的液壓油通過油管i流向油缸B。上述形成了一個(gè)液壓油回路，該回路中液壓油不經(jīng)過傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II，直接從油缸C流向油缸B，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)不?；鸬那闆r下，停止向外輸出動(dòng)力。
上述兩個(gè)工作狀態(tài)交替進(jìn)行，組成一個(gè)完整的空擋狀態(tài)，使所述傳動(dòng)器I和所述傳動(dòng)器II在停火的情況下，停止向外部提供動(dòng)力，形成一個(gè)完整的空擋工作循環(huán)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)動(dòng)機(jī)的空擋狀態(tài)的獲得不用借助外部的機(jī)械配合，無疑使該空擋工作循環(huán)的實(shí)現(xiàn)更加柔和。
該發(fā)動(dòng)機(jī)還具有蓄能狀態(tài)，該狀態(tài)用于存儲剎車產(chǎn)生的能量。相應(yīng)的，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有蓄能釋放狀態(tài)，該工作狀態(tài)將蓄能狀態(tài)存儲的能量釋放出來，供啟動(dòng)之用。上述兩個(gè)工作狀態(tài)是現(xiàn)有技術(shù)下的發(fā)動(dòng)機(jī)不具備的工作狀態(tài)，可以達(dá)到節(jié)約能源并且有助于發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)。
請參看圖7，該圖示出發(fā)動(dòng)機(jī)蓄能狀態(tài)的液壓油流向圖。
當(dāng)傳動(dòng)器正常工作時(shí)，其葉片正向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)需要?jiǎng)x車時(shí)，所述閥門③、閥門④關(guān)閉、閥門⑩、閥門關(guān)閉，所述傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II尚處于正向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使液壓油正向流動(dòng)，從傳動(dòng)器的出油口流出。所述閥門⑨開啟，使液壓油通過油管k流向所述油管e，進(jìn)入蓄能器的子腔F，進(jìn)入子腔F的液壓油產(chǎn)生的油壓推動(dòng)活塞4移動(dòng)，使子腔E的空間縮小，彈簧被壓縮，蓄積能量。同時(shí)，閥門⑧開啟，子腔E中的液壓油通過油管f進(jìn)入油管j，所述閥門①、閥門②開啟，閥門⑥、閥門⑦關(guān)閉，液壓油流向油缸B和油缸C。上述過程中，彈簧由于被擠壓產(chǎn)生反向作用力，最終吸收了剎車過程產(chǎn)生的能量。當(dāng)彈簧壓縮達(dá)到一定程度后，其反作用力足以使所述傳動(dòng)器旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的動(dòng)力完全耗盡。此時(shí)。所述彈簧就將剎車的動(dòng)力蓄積成為彈簧的勢能。
請參看圖8，該圖示出發(fā)動(dòng)機(jī)蓄能釋放狀態(tài)的液壓油流向圖。該狀態(tài)用于發(fā)動(dòng)機(jī)起步時(shí)，利用所述蓄能狀態(tài)存儲的能量使發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)。
在該蓄能釋放狀態(tài)，所述蓄能器IV中的彈簧釋放，擠壓活塞4向蓄能器的子腔F運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，閥門⑩、閥門開啟，閥門⑧、閥門⑨關(guān)閉，液壓油通過油管g流向油管j；同時(shí)，閥門⑥、閥門⑦開啟，液壓油從進(jìn)油口流入傳動(dòng)器I和傳動(dòng)器II。由于閥門③、閥門④關(guān)閉，而閥門⑩開啟，因此，從傳動(dòng)器I、傳動(dòng)器II出油口流出的液壓油將從油管h流入油管f，并返回蓄能器子腔E。上述過程將所述發(fā)動(dòng)機(jī)蓄能狀態(tài)蓄積在彈簧中的能量釋放出來。可以為所述傳動(dòng)器I、傳動(dòng)器II的啟動(dòng)提供動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)快速啟動(dòng)。該狀態(tài)利用剎車過程中釋放的能量，具有良好的節(jié)能效果，以上說明了該發(fā)動(dòng)機(jī)所處于的幾種工作狀態(tài)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)還能夠通過傳動(dòng)器向外提供不同的轉(zhuǎn)速和扭矩輸出。圖9示出通過分油閥使傳動(dòng)器具有不同的轉(zhuǎn)速輸出以及不同的輸出扭矩的方式。
如圖9所示，所述傳動(dòng)器的葉片在軸向上呈錐形，每片葉片的周向投影面積從一端到另一端逐漸增大，該錐形的中軸就是旋轉(zhuǎn)輸出軸。連接所述傳動(dòng)器進(jìn)口的油管j具有分油管j1、分油管j2、分油管j3。所述分油管j1連接的進(jìn)油口位置在葉片面積最大處，所述分油管j3連接的進(jìn)油口位置在葉片面積最小處，所述分油管j2連接的進(jìn)油口位置的葉片面積在上述兩者之間。上述分油管的進(jìn)油口均對準(zhǔn)葉片的邊緣處，這樣，出油時(shí)噴射的液壓油能夠沖擊葉片的直徑最大處，獲得更好的推動(dòng)力。所述油管j上具有分油閥V，用于控制向分油管j1、分油管j2、分油管j3供油。
所述分油管中噴射出的油速相當(dāng)于葉片旋轉(zhuǎn)的線速度。假設(shè)三個(gè)分油管中噴射出的液壓油油速相同，則從分油管j1進(jìn)油時(shí)，由于液壓油噴射在葉片直徑最大處，所獲得的輸出力矩最大，但是轉(zhuǎn)速最小。相反，從分油管j3進(jìn)油時(shí)，由于在葉片直徑最小處，所獲得的輸出力矩最小，但是轉(zhuǎn)速最大。當(dāng)從分油管j2進(jìn)油時(shí)，則輸出力矩和轉(zhuǎn)速將位于兩者之間?？梢酝ㄟ^設(shè)置若干不同的分油管，實(shí)現(xiàn)通過分油閥V控制該發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出力矩和轉(zhuǎn)速。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種控制方式具有良好的平順性。如果需要，還可以采用將傳動(dòng)器內(nèi)油嘴做成噴射位置可連續(xù)調(diào)整的形式，使扭距可調(diào)，實(shí)現(xiàn)無級變速使用。
上述實(shí)施例提供的僅僅是本發(fā)明的一個(gè)例子。應(yīng)當(dāng)說明，還可以有多種具體的油路用于實(shí)現(xiàn)采用液壓方式的發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，所述燃燒室和油腔可以不只有兩個(gè)，所述傳動(dòng)器可以有多個(gè)或者一個(gè)，所述閥門也可根據(jù)具體情況進(jìn)行變更設(shè)置?？傊?，本發(fā)明的核心思想，是采用內(nèi)燃式方式獲得的推動(dòng)力作為液壓動(dòng)力，推動(dòng)液壓傳動(dòng)器旋轉(zhuǎn)，從而獲得動(dòng)力輸出。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，包括傳動(dòng)器，該傳動(dòng)器連接在液壓油路中間，當(dāng)液壓油從該傳動(dòng)器流過時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)部件在液壓油的作用下旋轉(zhuǎn)，向外部輸出動(dòng)力；油缸，該油缸通過兩個(gè)油管分別與所述傳動(dòng)器兩端的液壓油路連接，該油缸具有油缸活塞，該油缸活塞能夠沿著油缸壁移動(dòng)，用于擠壓油缸中的液壓油，為油路中液壓油提供液壓壓力；燃燒室，該燃燒室與為燃料燃燒提供的封閉空間，同時(shí)燃燒室氣體體積膨脹，推動(dòng)油缸活塞移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述油缸包括第一油缸和第二油缸，第一油缸的活塞為第一活塞，第二油缸的活塞為第二活塞；所述燃燒室包括第一燃燒室和第二燃燒室；所述第一活塞與第二活塞通過連桿連接；該發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)具有第一工作狀態(tài)和第二工作狀態(tài)；第一工作狀態(tài)時(shí)，所述第一燃燒室中燃料燃燒，第二燃燒室中燃料停止燃燒，第一燃燒室產(chǎn)生高氣壓，推動(dòng)活塞擠壓位于同一腔體的第一油缸，使第一油缸的體積減小，缸內(nèi)液壓油受到擠壓壓力增高；同時(shí)，第二油缸的第二活塞在連桿的推動(dòng)下，向第二燃燒室擠壓，使所述第二油缸的體積增大，油壓降低；液壓油在上述壓力的作用下，從壓力較高的第一油缸流出，通過所述連接傳動(dòng)器的管路流向壓力較低的第二油缸；第二工作狀態(tài)時(shí)，第一燃燒室中燃料停止點(diǎn)火燃燒，第二燃燒室中燃料點(diǎn)火燃燒，第二燃燒室產(chǎn)生高氣壓，推動(dòng)第二活塞擠壓第二油缸，第二油缸的壓力增大，同時(shí)，所述第一活塞在連桿的推動(dòng)下，向第一燃燒室擠壓，使第一油缸的油壓降低；液壓油在上述壓力的作用下，從壓力較高的第二油缸流向壓力較低的第一油缸；通過管路上閥門的切換，使上述兩種情況下，流過管路的液壓油都是從所述傳動(dòng)器進(jìn)油口流向出油口，從而使傳動(dòng)器向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)；上述工作過程形成工作循環(huán)，使該發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述工作狀態(tài)下的閥門切換，具體是第一工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門關(guān)閉；第二工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一油缸與第二油缸的出口通過油管直接相連，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，該油管上的閥門關(guān)閉；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要空檔工作時(shí)，將該油管上的閥門打開，同時(shí)將第一油缸和第二油缸通向傳動(dòng)器的管路關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)處于空擋狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有倒車狀態(tài)，此時(shí)，所述燃燒室和油缸的工作行程與發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)相同，所述倒車狀態(tài)通過閥門切換實(shí)現(xiàn)；具體是，第一倒車工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門關(guān)閉；第二工作狀態(tài)時(shí)，第一油缸出油口、第二油缸回油口的閥門開啟，同時(shí)第一油缸回油口、第二油缸出油口的閥門關(guān)閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，還具有蓄能器；該蓄能器是一個(gè)內(nèi)部被活塞分割為兩個(gè)子腔的腔體，并且其中第一子腔中具有連接所述活塞的彈簧，該第一子腔通過油管分別連接傳動(dòng)器的進(jìn)油口和出油口；蓄能器的第二子腔同樣通過油管連接傳動(dòng)器的進(jìn)油口和出油口；剎車時(shí)，所述第一子腔連接傳動(dòng)器進(jìn)油口的油管和所述第二子腔連接傳動(dòng)器出油口的油管導(dǎo)通，同時(shí)，傳動(dòng)器連接各個(gè)油缸的回油口的油管關(guān)閉，傳動(dòng)器連接各個(gè)油缸出油口的油管導(dǎo)通，液壓油從所述蓄能器第二子腔擠壓所述蓄能器彈簧，彈簧受壓縮蓄能；第一子腔的液壓油則流向第一油缸和第二油缸；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，所述第二子腔連接傳動(dòng)器進(jìn)油口的油管以及第一子腔連接傳動(dòng)器出油口的油管開啟，所述第二子腔連接傳動(dòng)器出油口的油管以及第一子腔連接傳動(dòng)器進(jìn)油口的油管關(guān)閉，傳動(dòng)器連接油缸的各個(gè)管路均關(guān)閉；所述彈簧彈出，第二子腔的液壓油受到擠壓流向所述傳動(dòng)器進(jìn)油口，并經(jīng)過傳動(dòng)器流回第一子腔，形成液壓油回路，釋放出彈簧蓄積的能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述傳動(dòng)器的葉片的在軸向上成錐形；所述連接傳動(dòng)器的油管分為若干根分油管，分別對應(yīng)葉片軸向上的不同位置；所述連接傳動(dòng)器的油管和分油管交界處具有分油閥，用于選擇液壓油流出的分油管，每個(gè)分油管的進(jìn)油口對應(yīng)沖擊葉片的最邊緣處。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述分油閥選擇的進(jìn)油分油管越接近葉片錐形頂部，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩越大，旋轉(zhuǎn)速度越小。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)中具有一個(gè)以上的傳動(dòng)器。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述第一燃燒室和第一油缸以及所述第二燃燒室和第二油缸均處于同一腔體中，并且第一油缸和第二油缸相鄰，并通過分割壁隔開。
全文摘要
本發(fā)明公開一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包括傳動(dòng)器，該傳動(dòng)器連接在液壓油路中間，當(dāng)液壓油從該傳動(dòng)器流過時(shí)，所述運(yùn)動(dòng)部件在液壓油的作用下旋轉(zhuǎn)，向外部輸出動(dòng)力；油缸，該油缸通過兩個(gè)油管分別與所述傳動(dòng)器兩端的液壓油路連接，該油缸具有油缸活塞，該油缸活塞能夠沿著油缸壁移動(dòng)，用于擠壓油缸中的液壓油，為油路中液壓油提供液壓壓力；燃燒室，該燃燒室與為燃料燃燒提供的封閉空間，同時(shí)燃燒室氣體體積膨脹，推動(dòng)油缸活塞移動(dòng)。本發(fā)明提供的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，采用液壓方式實(shí)現(xiàn)能量傳遞。由于燃燒獲得的功轉(zhuǎn)化為輸出機(jī)械能時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部無須通過中間的機(jī)械環(huán)節(jié)，因此，該燃油發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，具有顯著優(yōu)勢。
文檔編號F02B71/04GK1948728SQ20061014527
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月24日
發(fā)明者張凡勝, 張圣卿, 張紀(jì)元 申請人:張凡勝