[发明专利]一种两缸四冲程液压自由活塞发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其是一种活塞组件无扭转力矩的两缸四冲程液压自由活塞发动机。

背景技术

随着全球经济的发展，对于能源的消耗加剧，而由此带来的环境问题也日渐突出，节能和环保成为目前全球关注的两大课题，液压自由活塞发动机具有可变压缩比同时又可实现柔性布置，从而可提高燃料经济性并降低排放污染，是行走机械有希望的动力之星。

液压自由活塞发动机经过近四十年的发展，在众多学者和科研机构进行了不懈的努力，取得了一定的效果。目前的液压自由活塞发动机一般是运用二冲程内燃机进行动力驱动，但是由于二冲程内燃机的吸气过程与排气过程的重叠度很大，废气的排出不完全，充气系数低，燃料的燃烧不完全，污染物排放超标，因此除了在一些特定的场合还有应用外，市场上已几乎难觅其踪迹。也有研究机构采用两缸四冲程柴油机作为液压自由活塞发动机的动力驱动装置，但是由于两个燃烧腔的工作过程交替进行，而它们只驱动一个液压泵腔，液压泵的轴线在两个燃烧腔的中间位置，这样当其中一个燃烧腔处于压缩、膨胀冲程时，另一腔处于排气、吸气冲程，即一个燃烧腔作用在活塞上的力相对于另一个燃烧腔要大很多，这样对于整个活塞组件来说就会受到一个扭转力矩的作用，使得活塞运动时的阻力增大，降低了发动机的运动频率和输出功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞组件不受扭转力矩作用的两缸四冲程液压自由活塞发动机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种两缸四冲程液压自由活塞发动机，包括液压缸体、内燃缸体以及活塞组件，所述液压缸体和所述内燃缸体各有两个，每个所述液压缸体分别与一个所述内燃缸体相对应，且两个所述液压缸体和两个所述内燃缸体分别并列放置，所述内燃缸体具有燃烧腔，所述液压缸体具有相互连通的第一内腔和第二内腔。所述活塞组件包括两个平行设置且端面平齐的活塞杆以及用于固定连接两个所述活塞杆的随动杆，同一个所述活塞杆的两端分别安装在所述液压缸体和与该液压缸体相对应的内燃缸体内，且每个所述活塞杆的一端设置有与所述燃烧腔配合的动力活塞，另一端设置有分别与所述第一内腔和所述第二内腔配合的液压活塞和压缩活塞，所述液压活塞将所述第一内腔分隔为平衡腔和泵腔，所述压缩活塞占据所述第二内腔部分空间并在所述第二内腔内分隔形成压缩腔。

作为本发明的一种改进，本发明的两缸四冲程液压自由活塞发动机还包括压缩蓄能器、频率控制阀以及选择换向阀，所述压缩蓄能器与所述频率控制阀的入口连接，所述频率控制阀的出口与所述选择换向阀的入口连接，所述选择换向阀的两个出口分别与两个所述液压缸体上的所述压缩腔连接。

作为本发明的一种改进，本发明的两缸四冲程液压自由活塞发动机还包括供油蓄能器、第一液控单向阀以及第二液控单向阀，每个所述液压缸体上的所述压缩腔都与一个所述第一液控单向阀的出口连接，每个所述液压缸体上的所述泵腔都与一个所述第二液控单向阀的出口连接，各个所述第一液控单向阀和所述第二液控单向阀的入口都与所述供油蓄能器连接，所述供油蓄能器同时与负载连接。

作为本发明的一种改进，本发明的两缸四冲程液压自由活塞发动机还包括负载蓄能器、泵油单向阀以及第一换向阀，每个所述液压缸体上的所述泵腔都与一个所述泵油单向阀的入口连接，每个所述液压缸体上的所述平衡腔都与一个所述第一换向阀的入口连接，各个所述泵油单向阀的出口和所述第一换向阀的出口都与所述负载蓄能器连接，所述负载蓄能器同时与负载连接。

作为本发明的一种优选，所述第一换向阀为二位三通换向阀。

作为本发明的一种改进，本发明的两缸四冲程液压自由活塞发动机还包括控制油路和两个第二换向阀，连接在同一个所述液压缸体上的所述第一液控单向阀和所述第二液控单向阀的控制端与同一个所述第二换向阀的出口连接，两个所述第二换向阀分别与所述控制油路连接。

作为本发明的一种优选，所述第二换向阀为二位二通换向阀。

作为本发明的一种优选，每个所述燃烧腔在与所述动力活塞相对的侧壁上都设置有进气门、排气门以及喷油器。

采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：