專利名稱：流體閉循環(huán)力矩轉(zhuǎn)換器之容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械、液壓傳動領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)查閱1.具有多種優(yōu)點的液壓技術(shù)已廣泛應(yīng)用。2.已共知的使用曲軸、齒輪傳 動變速的發(fā)動機，制造難度大、成本高，噪聲大，效率低。3.液壓缸、活塞等制造技術(shù)要求高。 4.除本人已公告的2006100020180號發(fā)明和2007200959451號實用新型外無其他可適用于 此類使用要求的新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為由含有內(nèi)置活塞或是柔性容器的密封缸體、流體循環(huán)管路及閥門、渦輪 機或液壓馬達等構(gòu)成的，可將外部施加于活塞或柔性容器的各類壓縮力或拉力轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚?旋轉(zhuǎn)力矩，從而獲得新一代的可稱之為流體發(fā)動機及柔性流體發(fā)動機的高效低噪聲發(fā)動機 的提高效率、解決潤滑及使用可靠性等問題，提出缸體、燃燒室等容器采用陶瓷內(nèi)襯方法， 提出折扇式預成型、形變小的扁形及橢圓或卵形或橄欖球型柔性容器結(jié)構(gòu)。


圖1是雙液壓缸流體發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是折扇式預成型柔性容器的柔性流體發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是橢圓或橄欖球或卵形柔性容器結(jié)構(gòu)示意圖。2007年1月，本人的發(fā)明2006100020180 “流體閉循環(huán)力矩轉(zhuǎn)換器”公開。2008 年9月，實用新型2007200959451 “流體閉循環(huán)力矩轉(zhuǎn)換器之柔性流體發(fā)動機”獲得國家 知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)，為推進本發(fā)明的實施，本人去母校天津大學，把該發(fā)明技術(shù)介紹給多位天 津大學內(nèi)燃機研究所和燃燒學國家重點實驗室的內(nèi)燃機專家教授，請他們提意見。對他們 說，對不起各位專家，我是12樓的一電子工程學院學生，偶然研究了一回你們的發(fā)動機，有 些想法，還獲得國家專利局授權(quán)，現(xiàn)在想實施，請各位專家指教。經(jīng)與各位專家教授探討，最 后認為需要進一步論證的是其中流體發(fā)動機的密封問題以及其工作效率問題。
具體實施例方式有專家認為，在廣泛使用的液壓設(shè)備中，工作頻率如本發(fā)明的不多，這就有一個密 封器磨損問題，而且，在通常使用維護中，也有定期更換密封圈的工作，那么，在本發(fā)明中， 會是個問題嗎？當然，必要時，可以采用成本相對高些的金屬密封圈代替現(xiàn)有的橡膠或聚 四氟密封圈。所以，事實上，這也不算是問題。而且，隨著密封圈技術(shù)進步，目前的如組合式 格來圈和斯來圈，能滿足運行速度15m/s，兩年內(nèi)免維護，所以，即使不采取措施，密封看來 也不是個問題。有專家認為，2007200959451的流體發(fā)動機使用液壓件，精度要求高，如1、9倆拉 桿，活塞6等。本發(fā)明以該種流體發(fā)動機為例進行說明，是認為它是一個較為可靠而完善 的實施例。因為，如果采用如圖1的單拉桿的雙缸結(jié)構(gòu)，或省去拉桿，直接將液壓活塞與 燃燒室活塞相連，或就使用單活塞，那可能因為液壓油竄入燃燒室而引起過量積炭，即使 液壓油采用的是潤滑油，這也是個需要解決的問題，可能還需在倆活塞之間留有空隙，那
3么，液壓缸活塞密封要求怎樣，要求嚴，那一個小直徑的拉桿要比一個大直徑的活塞容易 密封，要求不嚴，同時采用現(xiàn)用的潤滑油回流技術(shù)，其效果到底如何？所以，還是實用新型 2007200959451的流體發(fā)動機看來穩(wěn)妥，當然，也有人認為，該種流體發(fā)動機的結(jié)構(gòu)也有潤 滑油回流問題，是的，但該結(jié)構(gòu)對液壓油的要求相對其他結(jié)構(gòu)要低，適用性好。此外，由于本發(fā)明在前文已說明，該結(jié)構(gòu)是直線共軸無慣性力，工作頻率相對 現(xiàn)有的發(fā)動機低很多，就可以采用在現(xiàn)有發(fā)動機上未試驗成功的陶瓷絕熱內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，即 2007200959451的流體發(fā)動機的容器-燃燒室和活塞可以是加有陶瓷內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的，而且，這 一結(jié)構(gòu)在此處運用的不當之處，目前連燃燒學方面的專家也沒有明確看法。所以，應(yīng)是可以 進入工程試驗的。本人看來，如果活塞采用陶瓷貼襯，可能可以省去拉桿與燃燒室活塞之間 的隔熱磚，而采用一體結(jié)構(gòu)。還有專家提出有關(guān)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)尺寸問題，如果以功率/升來考核，因為以目前 發(fā)動機的燃燒效率來看已是很高了，用工作頻率乘以排量，推知當本發(fā)明以低頻率工作時， 燃燒室的尺寸就相對比較大。的確如此，所以前文提出，雖說理論上工作行程越長，效率越 高，但發(fā)動機體積應(yīng)適當。當由于使用要求限定，流體發(fā)動機需要制成高頻率工作的小燃燒 室結(jié)構(gòu)時，只需改變輸油管的尺寸即可。即改變輸油管尺寸即可改變流體發(fā)動機的額定輸 出功率，也就是改變了該流體發(fā)動機的升功率-功率/升，這也是本發(fā)明的一大優(yōu)點。以下，本發(fā)明人在此要說明的是有關(guān)實用新型2007200959451的流體發(fā)動機之柔 性流體發(fā)動機的柔性容器材料和形狀問題。由于前文給出了多種柔性發(fā)動機的使用形式， 從溫度上看，有近似常溫的，有100-200°C半高溫的，有1000-2000°C的高溫的。對于常溫， 使用塑料或橡膠制成容器即可，具體形狀根據(jù)使用設(shè)計要求決定；對于半高溫工作要求，則 需選擇如尼龍、聚四氟等具有一定工作溫度的材料；對于高溫工作要求，則需使用絕熱材 料，如由陶瓷、玻璃等構(gòu)成的耐火布、耐火氈、耐火磚等，其形狀也因此有所限定。高溫工作主要是構(gòu)成可長期運行的發(fā)動機，應(yīng)選用預成型結(jié)構(gòu)，已使用的成熟結(jié) 構(gòu)有如圖2的柱形折扇式連環(huán)，這在我們常見的如呼吸機、腳踏式打氣筒中廣泛使用，為滿 足耐高溫的使用要求，應(yīng)在原來的鋼制結(jié)構(gòu)外貼耐火布、耐火磚，而由于高溫工作，容器與 燃燒室之間的摩擦又不便采用潤滑方式，所以，要使用支架，最好的支撐方式本人認為是燃 燒室采用光滑陶瓷內(nèi)壁，柱形連環(huán)容器外加陶瓷環(huán)以適用容器形變的滑動，當然，在陶瓷環(huán) 間使用如現(xiàn)有燃燒室活塞的油潤滑結(jié)構(gòu)，效果會更好。在此類結(jié)構(gòu)中，可在燃燒室與容器間 加滑桿，以實現(xiàn)2007200959451流體發(fā)動機的缸程指示，當然，使用在液壓馬達上加測速電 機或在油路使用流量計來獲得容器進排油情況也是很好的方法。此外，本發(fā)明人認為，2007200959451所述的柔性流體發(fā)動機以及圖2密封缸體采
用扁形結(jié)構(gòu)較為適用于高溫工作的柔性流體發(fā)動機，因為扁形結(jié)構(gòu)面積大，容器形變量小， 即高度變化量小，摩擦力小，抗疲勞性好，適用于長期工作方式，但此類結(jié)構(gòu)在燃燒時會因 為燃燒室內(nèi)的溫度梯度變化而導致受力不均勻，從而造成容器易損。國家重點實驗室的張 惠民教授建議在此類結(jié)構(gòu)中，宜采用傳統(tǒng)的化油器預混合壓燃工作方式。我認為這是個好 辦法。另外，在柔性流體發(fā)動機結(jié)構(gòu)中，采用由油壓同步控制燃燒室排氣門方法，即油壓高 時排氣門關(guān)，油壓低時排氣門開，可省電。其他，除以上所述的扁盒或圓柱缸體結(jié)構(gòu)外，可能如圖3的橢圓形或卵形或稱為 橄欖球形結(jié)構(gòu)很適合柔性流體發(fā)動機的工作方式，必要時，可在柔性容器內(nèi)加一個鋼制橄
4欖球形腔體，以達到容器以較小的均勻外形形變的工作方式，而鋼制橄欖球形腔體用來儲 存掃氣用的壓縮空氣。即該類柔性流體發(fā)動機結(jié)構(gòu)是一個橄欖球形缸體，內(nèi)置含有同形狀 橄欖球剛性腔體的由耐火布包裹的柔性容器構(gòu)成，即圖3中1是燃燒室，2是外裹耐火布的 液壓油袋，3是壓縮空氣儲存器，該用來掃氣的壓縮空氣可由排氣氣流加氣動馬達或在主油 路加液壓馬達壓縮泵氣獲得。至此，回想起來，我一個長期從事無線通信機設(shè)計、生產(chǎn)、銷售的電子工程師，因為 用電而研究發(fā)電，導出了發(fā)動機，而且特別想做出代替現(xiàn)有攝像機、手機、筆記本計算機等 設(shè)備用的板磚式電池的發(fā)電機，使將來我們只要灌些酒精，就可以使這些設(shè)備隨處無限制 的使用。而本發(fā)明比起現(xiàn)有的曲柄連桿式發(fā)動機，看來還是有很多優(yōu)點的。而且，我想起小 時候在老家用的石磨，那個由兩人操作的將推拉力直接轉(zhuǎn)為石磨旋轉(zhuǎn)力的祖先的發(fā)明，不 知和我們從瓦特那兒引進的現(xiàn)有的曲柄連桿式發(fā)動機相比，是誰啟發(fā)誰，…我還想到，我在 本發(fā)明中引入的用來換向的壓力控制兩位四通閥和我小時候在家用的那個風箱原理極為 相似。據(jù)說，英國人也曾說過，他們的發(fā)動機是受了中國風箱的啟發(fā)。以上，本發(fā)明人將流體發(fā)動機的容器結(jié)構(gòu)、材料結(jié)合專家們的意見作了較為詳細 的說明，特別是柔性流體發(fā)動機以彎曲形變代替原來的滑動形變，很是不同于現(xiàn)有的曲柄 連桿式發(fā)動機和本發(fā)明中的前一種仍以活塞方式工作的流體發(fā)動機，這是一種新的工作方 式，特別是運用在長期工作的高溫發(fā)動機方面，但到底怎么樣，要長期的實踐檢驗。本發(fā)明 人認為，長期運行的高溫發(fā)動機，選用滑動形變的流體發(fā)動機為好，一些特定環(huán)境使用柔性 容器的彎曲形變的柔性流體發(fā)動機。當然，可能有許多高明人士會有更好的辦法，但愿能盡 早見到。
權(quán)利要求
流體閉循環(huán)力矩轉(zhuǎn)換器之容器，其特征是由含有內(nèi)置活塞或是柔性容器的密封缸體、流體循環(huán)管路及閥門或閥門組、渦輪機或液壓馬達等構(gòu)成的，可將外部施加于活塞或柔性容器的各類壓縮力或拉力轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)力矩，從而獲得新一代的可稱之為流體發(fā)動機及柔性流體發(fā)動機的高效低噪聲發(fā)動機。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征是其缸體、連接缸體的燃燒室采用陶瓷內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征是柔性容器采用折扇式預成型結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征是其缸體、柔性容器采用扁盒型結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征是其缸體、柔性容器采用橢圓形或卵形或橄欖 球形結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其特征是其燃燒室的排氣門由柔性容器輸出的油壓聯(lián)控。
全文摘要
本發(fā)明流體閉循環(huán)力矩轉(zhuǎn)換器之容器，屬于新型發(fā)動機及發(fā)電機領(lǐng)域，為進一步改進和完善發(fā)明2006100020180和2007200959451實用新型提出的流體發(fā)動機及柔性流體發(fā)動機，即一種由含有內(nèi)置活塞或是柔性容器的密封缸體、流體循環(huán)管路及閥門、渦輪機或液壓馬達等構(gòu)成的，可將外部施加于活塞或柔性容器的各類壓縮力或拉力轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚傩D(zhuǎn)力矩的流體發(fā)動機及柔性流體發(fā)動機，為進一步提高其效率，改進潤滑，合理設(shè)計其使用可靠性，提出缸體、燃燒室等容器采用陶瓷內(nèi)襯方法，并提出折扇式預成型、形變小的扁形及橢圓或卵形或橄欖球型柔性容器結(jié)構(gòu)，具有新穎、經(jīng)濟、適用廣泛等突出特點。
文檔編號F02B23/00GK101975109SQ20081015430
公開日2011年2月16日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者喬木, 于國強, 候永宏, 劉寧, 周林, 姜玲, 宋建國, 宋長勝, 康秀玲, 張軍, 張寶柱, 張惠民, 張文, 張欣, 張立學, 張穎, 徐瑞芳, 文樂, 曹珍真, 李永波, 楊玉琴, 殷洪軍, 王先明, 王寶, 王小龍, 王棟, 程洪美, 聶新軍, 胡欣, 蘇歌群, 許明武, 趙乃勤, 趙云龍, 趙昌祿, 鄭尊清, 鄭煒, 郭京津, 雷海燕, 顧玉成, 馬嚴 申請人:張文