[发明专利]回流扫气式液压自由活塞柴油机

说明书

技术领域

本发明属于一种新型动力装置，具体涉及一种可应用于车辆动力、工程机械动力等内燃机应用领域的回流扫气式液压自由活塞柴油机。

背景技术

在汽车中广泛使用的动力装置是传统的往复活塞式内燃机，其燃料产生的热能通过活塞、连杆和曲轴机构向外输出扭矩，该扭矩再通过离合器、变速箱、传动轴和减速器传递给车轮。此动力传递方式有其固有问题：第一是中间传递环节多，机构复杂，机械效率低。第二是传动轴和变速箱的布置限制了车辆的通过性和转向灵活性。

自由活塞发动机是近20年发展起来的新型动力，处于技术探索阶段，在国内外还没有相关产品应用。经检索，现在自由活塞发动机的专利主要有：

（1）公开号为CN102400783A的中国专利：具有两冲程自由活塞发动机的小型轻量线性发电机系统，该专利公开的自由活塞发动机与动磁式结构结合为一体，形成具有二冲程自由活塞发动机的小型线性发电机系统。

（2）公开号为CN102374021A的中国专利：自由活塞发动机，公开了一种整机为双活塞双燃烧室结构，每个燃烧室均配有进排气门，辅助机构的驱动比较复杂。向外输出的能量为电能。

（3）公开号为CN 101363397A的中国专利：一种单活塞式液压自由活塞发动机，公开了一种直流扫气二冲程单活塞式液压自由活塞发动机，将传统往复活塞式发动机去掉曲轴，将活塞直接与柱塞式液压泵集成一体，将燃料的化学能直接转变为液压泵的液压能并向外输出。该专利与本发明的最大不同在于，该专利是直流扫气，需要排气门和专门的气门驱动机构，导致整机结构复杂。该专利只能在活塞膨胀行程输出高压油，而本发明不但膨胀行程输出高压油，在活塞压缩行程也可以输出高压油。

（4）公开号为CN 1957179A的中国专利：对置活塞对置气缸自由活塞发动机，该专利由一对内外活塞和液压泵组成，也称对置自由活塞发动机。其特点是，由内活塞的移动完成气缸内的气体交换，外活塞与液压泵集成为直线液压泵。其结构复杂，尤其是内外活塞的同步运动控制起来比较困难。

（5）公开号为CN 1261944A的中国专利：自由活塞式内燃发动机，该专利是一种具有阀门定时系统的双对置活塞自由活塞发动机。需要有专门控制的气阀机构实现缸内气体的更换。

（6）公开号为US005473893A的美国专利：具有液压单元的自由发动机，该专利是目前世界上唯一做成样机进行示范的液压自由活塞发动机。该专利有8项权利要求，具备高低压液压单元。该专利无法防止活塞工作时的旋转，也没有给出活塞位移的测量方法，更不能实现可变压缩比。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供了一种不需要曲轴等中间传递环节，以高压油的柔性传动取代变速箱和传动轴的刚性机械传动，具有较高的机械效率、通过性和机动灵活性的回流扫气式液压自由活塞柴油机。

本发明通过以下技术方案实现：

一种回流扫气式液压自由活塞柴油机，包括有不包含曲轴连杆以及气门配气机构的单缸二冲程柴油机A和具有直线液压泵13与液压马达17的液压系统B两部分组成；

单缸二冲程柴油机A中的活塞25推动直线液压泵13输出高压油，高压油驱动液压马达17转动，液压马达17带动负载。

具体地，所述的单缸二冲程柴油机A中的活塞25通过连杆29与液压系统B中的柱塞31连接，柱塞31为左右两个，左侧为高压液压柱塞，右侧为低压液压柱塞，将液压系统B中的直线液压泵13内部空间分为高压腔32和低压腔34；

单缸二冲程柴油机A中的活塞25在膨胀行程推动直线液压泵13输出高压油，高压油由管接头C12向液压马达17输出；低压油端将活塞25由下止点推回上止点，完成活塞25的压缩行程。

可选地，所述的单缸二冲程柴油机A还包括有机体20、缸盖22、喷油器23和储气室30；

所述的机体20与缸盖22固定连接，活塞25滑动连接在机体20的内部，活塞25的顶面、缸盖22的端面以及机体20的内壁形成燃烧室24；

所述的喷油器23固定在缸盖22端部；在机体20的左端以及缸盖22的内部布置有冷却水套21；机体20的中部相对布置有至少6个扫气口19，每边至少3个，在扫气口19垂直方向各布置至少3个排气口26；

所述的储气室30位于机体20的右端，储气室30侧壁上安装有单向进气阀18。

所述的活塞25与连杆29的连接处安装有载荷过渡环，单缸二冲程柴油机A的燃油供给采用电控高压共轨系统。