[发明专利]双组元单活塞式液压自由活塞发动机

权利要求书

1.一种双组元单活塞式液压自由活塞发动机，包括单活塞液压自由活塞发动 机，其特征在于：还包括氧化剂储存罐(1)、燃料剂储存罐(2)、氧化剂控制阀(27)、 燃料剂控制阀(3)和电控单元(28)，所述氧化剂控制阀(27)的出口端通过内含 催化剂的氧化剂催化床(26)与所述单活塞液压自由活塞发动机动力腔的进气口连 通，所述燃料剂控制阀(3)的出口端通过燃料剂喷射导管(4)与所述单活塞液压 自由活塞发动机动力腔的进气口连通，氧化剂控制阀(27)的入口端与所述氧化剂 储存罐(1)出口端连接，燃料剂控制阀(3)的入口端与所述燃料剂储存罐(2) 出口端连接，氧化剂控制阀(27)的控制端和燃料剂控制阀(3)的控制端分别接 所述电控单元(28)的相应输出端；

所述单活塞液压自由活塞发动机包括：

发动机主体部分，它包含由动力缸体(6)、回复缸体(8)及液压泵缸体(20) 依次排列组成的发动机缸体，和分别置于动力缸体(6)、回复缸体(8)及液压泵 缸体(20)内并通过活塞杆连为一体的动力活塞(25)、回复活塞(22)和液压泵 活塞(21)，所述动力活塞(25)将动力缸体(6)内腔分为动力腔和背腔，动力腔 的外端设进气口(5)，背腔侧壁设置排气口(23)，所述回复活塞(22)和回复缸 体(8)围成回复腔(9)，所述液压泵活塞(21)和液压泵缸体(20)围成液压泵 腔(14)；

变量液压马达/泵(17)，该变量液压马达/泵(17)的两个端口分别通过液压 高压回路、液压低压回路与所述发动机主体部分的液压泵腔(14)连通；以及，

液压回复子系统，它包含回复行程控制阀(11)、液压回复蓄能器(12)、第一 回复配流单向阀(13)和第二回复配流单向阀(10)，回复行程控制阀(11)的控 制端与电控单元(28)一输出端连接，所述液压回复蓄能器(12)通过回复行程控 制阀(11)与第二回复配流单向阀(10)的入口端连接，液压回复蓄能器(12)还 与第一回复配流单向阀(13)的出口端连接，第一回复配流单向阀(13)的入口端 和第二回复配流单向阀(10)的出口端均与所述发动机主体部分的回复腔(9)连 通；

该双组元单活塞式液压自由活塞发动机采用催化点火方式，当发动机处于膨胀 做功冲程时，电控单元先开启氧化剂控制阀、后开启燃料剂控制阀，氧化剂经氧化 剂催化床分解为由氧气和水蒸气组成的高温混合气，与喷入发动机动力腔的燃料剂 相遇，迅速点燃燃料剂；

通过电控单元开启/切断所述氧化剂控制阀、燃料剂控制阀控制发动机起/停和 正常工作；通过电控单元改变氧化剂控制阀和燃料剂控制阀或回复行程控制阀的工 作频率，改变本发动机的工作频率，从而改变输出流量和变量液压马达的转速。

2.根据权利要求1所述的双组元单活塞式液压自由活塞发动机，其特征在于： 所述单活塞液压自由活塞发动机的液压高压回路含高压回路配流单向阀(15)，该 高压回路配流单向阀(15)的入口端与所述发动机主体部分的液压泵腔(14)连通， 高压回路配流单向阀(15)的出口端与变量液压马达/泵(17)的入口端连通；

所述单活塞液压自由活塞发动机的液压低压回路含低压回路配流单向阀(19)， 该低压回路配流单向阀(19)的入口端与变量液压马达/泵(17)的出口端连通， 低压回路配流单向阀(19)的出口端与所述发动机主体部分的液压泵腔(14)连通。

3.根据权利要求2所述的双组元单活塞式液压自由活塞发动机，其特征在于： 所述液压高压回路还包括一个高压蓄能器(16)，该高压蓄能器(16)旁接于液压 高压回路中配流单向阀和变量液压马达/泵(17)之间；所述液压低压回路还包括 一个低压蓄能器(18)，该低压蓄能器(18)旁接于液压低压回路中配流单向阀和 变量液压马达/泵(17)之间。