[发明专利]基于内燃机和直线液压泵的动力装置

说明书

技术领域

本发明涉及适用于车辆、工程机械的动力装置，特别是一种基于内燃机和直线液压泵的动力装置。

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。

近20年来国内外先后开展了液压自由活塞发动机的研究，属于一种新型动力，处于技术探索阶段。通过国内外发表的研究成果来看，液压自由活塞发动机的发动机部分结构相对简单，但是液压部分的结构比较复杂。液压自由活塞发动机输出的是液压能，活塞复位也必须依靠液压能，最大的技术困难在于起动过程。发动机起动时活塞的高频往复运动必须依靠液压系统来完成。这对于液压系统的工作和控制提出来很高的要求，要求液压系统的各个频率控制阀精密可靠，不但流量要大，而且动作频率还要足够高，这两点恰恰是液压应用技术的两个矛盾对立面，很难协调。这是液压自由活塞发动机至今还没有成功应用的主要原因。

本发明结合了传统内燃机工作可靠、技术成熟和直线液压泵工作效率高的技术特点，用1/2曲轴代替整根曲轴，同样依靠飞轮惯性完成活塞回位，改曲轴的扭矩输出为直线液压泵的液压能输出，相对液压自由活塞发动机，液压系统大大简化，能够达到起动可靠方便，提高整机机械效率的效果；同时达到直接输出液压能驱动车轮上液压马达，实现轮边驱动的目的。目前在国内外还没有相关产品应用。经检索，现在与本发明类似的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，1.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。该专利必须用液压能推动活塞复位，而且必须用液压能起动，导致液压系统结构非常复杂，控制系统也非常复杂，起动很困难，连续运转也很困难。2.因为没有外接的能够体现活塞运动位置的运动件，活塞的上止点位置和喷油或者点火时刻不容易确定。

(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活塞发动机，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。同样存在起动困难的问题。

发明内容

本发明目的为解决现有技术的不足，提供一种不需要曲轴扭矩输出等中间传递环节，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、起动容易、 连续工作可靠的基于内燃机和直线液压泵的动力装置。

本发明基于内燃机和直线液压泵的动力装置，由去掉了气门配气机构的单缸二冲程发动机和含有直线液压泵、油泵和液压马达的液压传动系统两部分组成，所述的单缸二冲程发动机，包括：机体、固连在机体上的缸盖、在机体腔内与其滑动配合的活塞、固连在活塞上的活塞杆、通过活塞销和连杆与活塞杆相铰连的曲轴、固设在曲轴主轴颈上的齿轮齿轮飞轮；