[发明专利]一种无级调速单活塞式液压自由活塞发动机

摘要

本发明公开一种无级调速单活塞式液压自由活塞发动机，属于混合动力技术领域。该液压自由活塞发动机包括高压蓄能器、低压蓄能器、恒功率变压器、控制阀、气缸体、喷油器和活塞组件。气缸体提供活塞组件的安装腔，并由此形成活塞油腔、启动油腔和扫气室。恒功率变压器的端口A与高压蓄能器相连，端口C与低压蓄能器相连，端口B与活塞油腔连通。设置控制阀使该液压自由活塞发动机在启动工况时，高压蓄能器与启动油腔连通；在第一行程和第二行程时，低压蓄能器与启动油腔连通。该发动机通过恒功率变压装置产生的压力变化使得液压能与燃料燃烧热能直接转化，同时通过改变恒功率变压器的端口压力可以实现自由活塞发动机的无极调速。

主权项

一种无级调速单活塞式液压自由活塞发动机，其特征在于，包括：高压蓄能器(1)、低压蓄能器(16)、恒功率变压器(2)、气缸体(6)、喷油器(9)和活塞组件；所述活塞组件包括依次相连的气缸活塞(10)、活塞连杆(12)和泵活塞(14)；所述恒功率变压器(2)具有三个端口，分别为端口A、端口B和端口C；其连接关系为：所述活塞组件位于气缸体(6)腔体内；所述气缸体(6)依据内腔直径的不同，沿轴向分为三段，分别柱形段A、柱形段B和柱形段C；其中柱形段B的直径大于柱形段A的直径；所述泵活塞(14)为与所述柱形段C的内径匹配的圆盘形结构；所述气缸活塞(10)为与所述柱形段A的内径匹配的圆盘形结构；所述柱形段C的内腔通过仅供活塞连杆(12)穿过的隔板分为腔室A和腔室B，所述泵活塞(14)位于腔室B内，将腔室B分隔为活塞油腔(15)和启动油腔(4)，其中所述启动油腔(4)为所述隔板与泵活塞(14)之间的腔室；所述柱形段A的内腔为扫气室(7)，在扫气室(7)所对应的内底面上设置有喷油器(9)和气门(8)；在所述腔室A的圆周面设置有进气单向阀(5)；所述恒功率变压器(2)的端口A通过油路与高压蓄能器(1)相连，端口C通过油路与低压蓄能器(16)相连，端口B通过油路与所述活塞油腔(15)连通；此外，通过设置控制阀使该液压自由活塞发动机在启动工况时，所述高压蓄能器(1)与启动油腔(4)连通；在第一行程和第二行程时，所述低压蓄能器(16)与启动油腔(4)连通；所述启动工况指气缸活塞(10)由初始位置移动至其下止点位置的过程；所述第一行程指气缸活塞(10)由下止点位置移动至其上止点位置的过程，所述第二行程指气缸活塞(10)由上止点位置移动至其下止点位置的过程；所述下止点位置指活塞组件向右运动至其最大行程时的位置，所述上止点位置指活塞组件向左运动至其最大行程时的位置。