[发明专利]外燃发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种外燃发动机或外燃机，例如斯特林发动机(Stirling engine)，其利用热动力流体(诸如空气、氮气、氦气或其他流体)的等温膨胀和压缩循环，来确定移气器(displacer)和气缸(cylinder)的交替和循环移动，以使得引起确定的传动轴的转动。特别地，本发明涉及一种额定功率(nominal power)能够调制的外燃发动机。

背景技术

外燃发动机是已知的，例如斯特林发动机，其利用在热动力流体中所引起的温度差，并且致动移气器和气缸进行循环且交替移动。

所述移气器和气缸在动力方面彼此连接或者运动地彼此连接，并且运动地连接到传动轴，所述传动轴将所传送的功率传递到用户装置。

因此，在这种类型的公知发动机中，足以在热动力流体中引起温度差，以使得发动机开始运行或发挥作用。

虽然它们运转安静，对环境影响较小，并具有维护保养少以及其他特征，这些发动机不允许改变和调制它们的额定功率，并且大致以相同的功率或负载(capacity)运行。

这种限制已导致这种发动机几乎是专用于需要连续且稳定传送能量的应用场合中。

因此，这种已知的发动机在需要功率连续变化的牵引或推进场合中的应用已经逐渐被放弃了。

本发明的目的在于提供一种外燃发动机，其即使在需要功率发生变化的情况下也能够有效地用来牵引或推进。

本发明的申请人已经设计、测试和实施了本发明，以克服现有技术的缺点，并且得到这些和其他目的及优点。

发明内容

本发明体现在独立权利要求中，并且以独立权利要求为特征，而从属权利要求描述了本发明的其他特征或者主要发明构思的变型。

根据上述目的，根据本发明的外燃发动机包括：用于传递所传送转矩的传动轴，与所述传动轴运动连接的第一气缸，与所述传动轴运动连接的第二气缸，以及可流动地连接到所述两个气缸上的热动力回路，所述热动力回路至少具有用于载热流体的膨胀室和压缩室，以使得确定两个气缸的循环移动。

根据本发明的区别性技术特征，所述第一气缸安装在第一支承框架上，所述第二气缸安装在第二支承框架上，所述第二支承框架是明显不同于所述第一支承框架地、且相对于所述第一支承框架可移动地进行约束，以使得能够改变两个气缸相对于所述传动轴的交替往复连接的运动相位。

所述相位变化产生了所述两个气缸的不同运行状态，因而改变两个气缸中的每一个的做功能力。

因此，在不同相位状态下所限定的不同做功能力确定了由所述传动轴所传送的转矩的协调变化。

根据本发明的发动机还包括移动装置，其以机械方式连接到所述第一支承框架和/或所述第二支承框架上，以确定所述第一支承框架和所述第二支承框架的所需相对移动，并且因此确定了第二气缸相对于第一气缸的相位。

根据本发明，申请人提出了这样一种外燃发动机：在所述外燃发动机中，有可能利用移动装置的动作来调制和调节在传动轴上所传送的功率，改变气缸的位置，以及改变它们的交替往复运动相位。

这样，根据本发明的外燃发动机能够有利地用于机动车的牵引或推进(在这种场合下，需要所传送的转矩进行多样且连续地改变)。

根据一个变型，所述第一支承框架和所述第二支承框架以与所述传动轴的旋转轴线相对应的方式、交替往复地铰接到彼此上。

这样，有可能实现至少第一气缸相对于第二气缸的旋转，以使得改变交替往复相位状态。

根据另一个变型，所述移动装置包括至少一个传动构件(例如电动类型的传动构件)，其受到位置传感器(例如解码器)的控制，并且能够使所述第一支承框架和第二支承框架相对于彼此地旋转一确定的角度。

根据另一个变型，所述膨胀室和所述压缩室是至少与所述第二气缸相关联，因而所述第二气缸用作移气器，而第一气缸用作移动致动器。

根据另一个变型，所述膨胀室是利用加热器构件进行加热，所述加热器构件例如是燃烧器、电阻器、或由太阳能、燃烧、热传送或其他方式致动的其他装置。

根据另一个变型，所述膨胀室是利用外部载热流体(其例如在围绕膨胀室布置的管线中循环)进行加热。

根据另一个变型，所述压缩室是利用外部载热流体进行冷却。

根据另一个变型，所述压缩室在第一部分中与所述第一气缸相关联，并且在第二部分中与所述第二气缸相关联。

根据另一个变型，每个气缸的运动连接装置至少包括键合到所述传动轴上的连杆或曲柄，其中所述曲柄共用于所述两个气缸。