[发明专利]压力差活塞动力机及其内燃机型的燃气活塞动力机

说明书

技术领域

 本发明涉及动力变换设备及发动机设备，以及将高能流体的压力转化成动力的压力差发动机技术及内燃机技术领域。

背景技术

  现今工业科技高速发展，对发动机的需求量不断扩大，性能要求与日俱增，能源供应也日趋紧张，如今的源动力机有以下几种。

 第一种是水轮机，利用水流强大的冲力带动水轮机叶片，驱动水轮机运转输出动力，主要用于水利电站发电。高效率的水轮发电机组技术复杂，工程量庞大，限制了水轮机的使用范围，限制了许多丰富的中小型水利资源的开发。

  第二种是蒸汽轮机，利用高能蒸汽吹动气轮机叶片，驱动汽轮机转动，输出大功率的转动力，能量转化效率高于已经淘汰的蒸汽机，主要用于火力电站的发电。利用高效率的蒸汽轮机发电的系统工程量庞大，限制了其使用推广。

  第三种是燃气轮机，利用燃烧的高能气体吹动汽轮机叶片，驱动燃气轮机转动，输出大功率的转动力，主要用于带动大功率的机械设备。高效率的燃气轮机技术门槛高，机体体积大，限制了其推广使用。

  第四种是内燃机，是由，吸气，压缩，燃烧做功，排气四个冲程构成，利用燃烧的高能气体推动活塞带动曲轴旋转，以驱动机器运转。内燃机技术成熟，使用广泛，其主要使用石油燃料，有煤油，汽油，柴油和天然气等。由于使用的能源单一，不能再生，造成现在能源供给紧张，面临能源枯竭的境地。

发明内容

 本发明包括压力差活塞动力机系统，燃气活塞动力机系统，压力差活塞动力机及燃气活塞动力机的双向驱动型，动力变换轴。燃气活塞动力机是压力差活塞动力机的内燃机型，动力变换轴是两种机型必须的动力变换设备。

 发明压力差活塞动力机的目的是提供一种可以小型化，简易化的机械设备，与水轮机，汽轮机互补，更好的开发利用高能流体的能量，包括水能，地热，蒸汽等。

 为了实现压力差活塞动力机的目的，其技术解决方案为：将恒力导压阀和泄压阀装在气缸顶端，导压管内的流体由导压阀控制，泄压管的流体由泄压阀控制（原理参考附图1），装上双头活塞后将两缸对接，连杆与动力变换轴齿合相接，将同步带的一端装在阀门控制轴上，另一端装在动力变换轴上，动力变换轴带动阀门控制轴，以实现联动，组成源动力系统。

压力差活塞动力机的恒力阀门，是将两个相近的阀门面刚性连接在直线上，面与面平行，两个阀门口同时开启或关闭，作用在两个阀门面上的流体压力保持180°反向，平衡对阀门的作用力，阀门开关作用力不会随着阀门开口面积不同，流体压力不同而变化。

压力差活塞动力机的对接双缸，是将两个独立的气缸对接固定在一条直线上，两缸分别具有独立的充压阀和泄压阀，控制缸内的充压和泄压，对接两缸交替对连杆做功并导向。

 发明燃气活塞动力机的目的是与燃气轮机互补，及丰富内燃机的能源种类，更好的开发利用新能源，能源可以由可燃气体或可燃液体提供，可供燃料种类广泛，不局限于天然气和石油燃料，可使循环再生的生物能源进入内燃机燃料领域，扩大燃料的种类，大力开发新能源，缓解当前的能源危机。

 为了实现燃气活塞动力机的目的，其技术解决方案为：（原理参考附图2）由氧化剂加压系统，氧化剂储罐，氧化剂截流阀，氧化剂流量控制系统，组成氧化剂供应系统，为气缸提供一定压强的定量氧化剂。燃料加压系统，燃料储罐，燃料截流阀，燃料流量控制系统，组成燃料供应系统，为气缸提供一定压强的定量燃料。气缸内置点火装置，将两缸装上双头活塞后对接，连杆与动力变换轴齿合相接，将同步带的一端装在阀门控制轴上，另一端装在动力变换轴上，动力变换轴带动阀门控制轴，以实现联动，组成源动力系统。由于不同燃料的燃烧数值不同，同台机可以通过对氧化剂和燃料的流量比调控，以适应不同的燃料。

燃气活塞动力机的氧化剂加压系统，是由涡轮或涡扇，单级或多级增压，将氧化剂的压强稳定在系统需要或设定的数值，或根据系统需要而变动，以平衡气缸压强的自动增压系统。

燃气活塞动力机的氧化剂流量控制系统，是针对不同燃料和燃料流量，自动控制氧化剂流量，满足相应燃料做功和燃烧需求，使动力机适应多种不同燃料。

燃气活塞动力机的燃料加压系统，是由涡轮或涡扇增压，将燃料的压强稳定在系统需要或设定的数值，或根据系统需要而变动，自动平衡压强的增压系统。

燃气活塞动力机的燃料流量控制系统，是根据不同的转矩需求，控制燃料的流量，驱动动力机达到相应的状态。