CN103452664A

CN103452664A - 内燃电磁液压发动机

Info

Publication number: CN103452664A
Application number: CN 201310341448
Authority: CN
Inventors: 徐建宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-07
Filing date: 2013-08-07
Publication date: 2013-12-18

Abstract

本发明涉及一种内燃电磁液压发动机，具体涉及车辆动力、液压机械拖动。它是由单缸内燃机A的活塞与往复直线磁电机B的永磁体动子、往复柱塞油泵C的柱塞同轴连接成一体；磁电机通电使活塞上行完成空气压缩、柱塞泵吸油、燃料喷入燃烧室点火膨胀使活塞下行完成磁电机发电、柱塞泵压油、废气排放；如此循环往复将将内燃机的热能转换为液压能；液压能可以由油马达或者油缸输出。

Description

内燃电磁液压发动机

技术领域

本发明涉及一种内燃电磁液压发动机，具体涉及车辆动力、液压机械拖动。

背景技术

目前常规内燃发动机大多为多缸联动曲柄连杆机构，其动能由曲轴输出通过离合器转换驱动车辆或者机械设备；其能量需要即时释放，不能够预存，且燃料点火时间能够设置的范围小。

发明内容

本发明提供一种内燃电磁液压发动机，它是将内燃机的热能转换为电磁能、液压能；液压能的释放不受时间限制，有利于节能。它是由单缸内燃机A的活塞与往复直线磁电机的永磁体动子、往复柱塞油泵C的柱塞同轴连接成一体；发动机启动由往复直线磁电机B完成，待发动机启动后往复直线磁电机通过电路切换只为活塞上行提供动力，而活塞下行时直线磁电机转为发电机工作状态其所产生的电能储存在蓄电池中；即燃料在燃烧室膨胀使活塞下行完成磁电机发电、柱塞泵压油、废气排放；由磁电机使活塞上行完成空气压缩、柱塞泵吸油、燃料喷入燃烧室点火膨胀进行下一个循环。

本发明是以如下技术方案实现的：一种内燃电磁液压发动机，包括：单缸内燃机A、直线磁电机B、柱塞泵C、为柱塞泵C供油的液压油箱、为柱塞泵储存液压能的储油罐、为整机供电的PLC电路及蓄电池；其特征在于：所述的单缸内燃机A只取消了曲柄连杆机构与曲轴箱；所述的直线磁电机B由若干冲制有四个内凸极的环形矽钢片叠装组成铁芯、嵌装铁芯内凸极的励磁线圈，套装铁芯的壳体组成定子；由管状永磁体、固定在管状永磁体中心孔内的输出轴组成动子，管状永磁体的长度较铁芯长度长；所述的柱塞泵C为单缸往复柱塞泵，由柱塞、柱塞缸组成，柱塞泵C的进出油孔内分别安装有单向阀，且进出油孔的位置略高于柱塞缸根部以便形成油垫防止柱塞下行时出现撞缸现象；将进油孔连通油管伸入液压油箱，出油孔连接油管经第一只三通、单向止回阀、第二只三通与储油罐连通，第一只三通余下的一通接减压阀；第二只三通余下的一通连通一只四通分别接压力表、溢流阀，并预留一通接油马达或者接气缸；所述的储油罐为耐高压的压力容器罐，罐内有油压活塞，油压活塞将储油罐内部分隔成两部分：一部分为油室，另外一部分为弹簧室，油室为可变容积式；当高压油进入储油罐后将活塞向后推使弹簧压缩储存液压能；所述的PLC电路由霍尔传感器检测活塞上下止点位置，为直线磁电机、燃料注入、点火电路、减压阀供电。

根据以上所述的内燃电磁液压发动机，其特征在于：所述的永磁体动子与定子套装并将活塞、液压柱塞泵的柱塞分别铰接在永磁体动子两头的输出轴上，再将气缸与活塞、柱塞缸与柱塞对应配合套装，并由螺栓将气缸、壳体、柱塞缸三者连接为整体结构；由活塞、永磁体动子、柱塞组成的三位一体的结构在常态时（发动机没有启动前）处于上止点，启动时通过手动开关为PLC电路提供信号先将减压阀打开、励磁线圈间断通电使永磁体动子产生轴向力驱动活塞、柱塞同步下上行完成气缸进气、压缩、燃料注入、点火膨胀、排气，同时柱塞泵也随之完成吸油，压油过程；由于减压阀是打开的此时的油压很小无法打开与储油罐连接单向止回阀，油顺管道流回液压油箱，起到降低发动机启动负荷的作用；发动机启动后直线磁电机在PLC电路的控制下转为上行的电动机状态和下行的发电机状态，并将减压阀关闭，这时液压油通过单向止回阀进入储油罐中；所述的霍尔传感器固定在铁芯两侧壳体上检测永磁体动子上下止点的位置即是活塞的上下止点的位置。

本发明的积极效果

1.利用电磁能和热能交替作用使活塞上下行将热能转化为液压能没有曲柄连杆机构飞轮储能的时间不可控性，提高能源的利用率；

2.利用PLC控制优化发动机工况使空气压缩与燃料能够分时进行克服了两冲程曲柄连杆机构的燃料与空气预混压缩所造成的燃料浪费节能环保；

3.可以延长活塞的行程，增加进气量来提高压缩比；

4.克服了曲柄连杆机构活塞对缸套的侧摩擦，延长了使用寿命；

5.可以使用天然气、液化石油气等清洁能源；

6.连接油马达或者油缸能够将液压能转化为机械能；

7.车辆上使用可以省去转向液压***甚至不需要刹车***并且能够对制动能量进行回收和再利用；

8.如果作为车辆动力与同等排量的曲柄连杆机构相比热效率高，在拥堵的城市道路节约燃料不低于30%；

9.运动部件少、结构简单，常规加工即可实现。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

图1、2中：1、气缸，1-a、燃料喷嘴，1-b、点火电路，2、活塞，3、壳体，4、铁芯，5、励磁线圈，6、管状永磁体，7、输出轴，,8、柱塞，9、柱塞缸，10、进油单向阀，11、出油单向阀，12、液压油箱，13、三通，14、减压阀，15、单向止回阀，16、三通，17、四通，18、压力表，19、溢流阀，20、储油罐，21、油压活塞，22、弹簧，23、霍尔传感器，24、手动开关，25、PLC电路，26、蓄电池。

具体的实施方式

一种内燃电磁液压发动机，包括：单缸内燃机A、直线磁电机B、柱塞泵C、为柱塞泵供油的液压油箱12、为柱塞泵C储存液压能的储油罐20、为整机供电的PLC电路25及蓄电池26；其特征在于：所述的单缸内燃机A只取消了曲柄连杆机构与曲轴箱；所述的直线磁电机B由若干冲制有四个内凸极的环形矽钢片叠装组成铁芯4、嵌装铁芯4内凸极的励磁线圈5，套装铁芯4的壳体3组成定子3-4-5；由管状永磁体6、固定在管状永磁体6中心孔内的输出轴7组成动子6-7，管状永磁体（6）的长度较铁芯（4）长度长；所述的柱塞泵C为单缸往复柱塞泵，由柱塞8、柱塞缸9组成，柱塞泵C进出油孔内分别安装有进油单向阀10，出油单向阀单向阀11，且进出油孔的位置略高于柱塞缸9的根部以便形成油垫防止柱塞8下行时出现撞缸现象；将进油孔连通油管伸入液压油箱12，出油孔连接油管经三通13、单向止回阀15、三通16与储油罐20连通，三通13余下的一通接减压阀14；三通16余下的一通连通一只四通17接压力表18、溢流阀19，并预留一通可以油马达或者接油缸；所述的储油罐20为耐高压的压力容器罐，储油罐20内有油压活塞21，油压活塞21将储油罐20内部分隔成两部分：一部分为油室，另外一部分为弹簧室，油室为可变容积式；当高压油进入储油罐20后将活塞21向后推使弹簧22压缩储存液压能；所述的PLC电路25由霍尔传感器23检测活塞上下止点位置，为励磁线圈5、燃料喷嘴1-a、点火电路1-b、减压阀14供电。

根据以上所述的内燃电磁液压发动机，其特征在于：所述的永磁体动子6-7与定子3-4-5套装并将活塞2、液压柱塞泵C的柱塞8分别铰接在永磁体动子6-7两头的输出轴7上，再将气缸1与活塞2、柱塞缸9与柱塞8对应配合套装，并由螺栓将气缸1、壳体3、柱塞缸9三者连接为整体结构；由活塞2、永磁体动子6-7、柱塞8组成的三位一体的结构在常态时（发动机没有启动前）处于上止点，启动时通过手动开关24为PLC电路25提供信号先将减压阀14打开为励磁线圈5间断通电使永磁体动子6-7产生轴向力驱动活塞2、柱塞8同步下上行完成气缸1进气、压缩、燃料注入、点火膨胀、排气，同时柱塞泵C也随之完成吸油，压油过程；由于减压阀14是打开的，此时的油压很小无法打开与储油罐20连接单向止回阀15，油顺管道流回液压油箱12，起到降低发动机启动负荷的作用；发动机启动后直线磁电机B在PLC电路25的控制下转为上行的电动机状态和下行的发电机状态，并将减压阀14关闭，这时液压油通过单向止回阀15进入储油罐20中；所述的霍尔传感器23固定在铁芯4两侧壳体3上检测永磁体动子6-7上下止点的位置即是活塞2的上下止点的位置。

Claims

1.一种内燃电磁液压发动机，包括：由气缸（1）、燃料喷嘴（1-a）、点火电路（1-b）、活塞（2）组成的单缸内燃机A；由壳体（3）、铁芯（4）、励磁线圈（5）组成的直线磁电机B的定子（3-4-5）；由管状永磁体（6）、输出轴（7）组成的直线磁电机B的动子（6-7）；由柱塞（8）、柱塞缸（9）组成的往复柱塞泵C；与柱塞泵C连接的进油单向阀（10）、出油单向阀（11），与单向阀（11）连通的液压油箱（12），与单向阀（11）连通的三通（13）、减压阀（14）、单向止回阀（15）、三通（16）、四通（17）、压力表（18）、溢流阀（19）、储油罐（20）；套装在储油罐（20）内的油压活塞（21）、弹簧（22）；检测活塞上下止点的霍尔传感器（23），启动发动机的手动开关（24）、PLC电路（25）、为整机供电的蓄电池（26）。

2.根据权利要求1所述的内燃电磁用于发动机，其特征在于：所述的单缸内燃机A只取消了曲柄连杆机构与曲轴箱；所述的直线磁电机B由若干冲制有四个内凸极的环形矽钢片叠装组成铁芯（4）、嵌装铁芯（4）内凸极的励磁线圈（5），套装铁芯（4）的壳体（3）组成定子（3-4-5）；由管状永磁体（6）、固定在管状永磁体（6）中心孔内的输出轴（7）组成动子（6-7），管状永磁体（6）的长度较铁芯（4）长度长；所述的柱塞泵C为单缸往复柱塞泵，由柱塞（8）、柱塞缸（9）组成，柱塞泵C进出油孔内分别安装有进油单向阀（10），出油单向阀单向阀（11），且进出油孔的位置略高于柱塞缸（9）的根部以便形成油垫防止柱塞（8）下行时出现撞缸现象；将进油孔连通油管伸入液压油箱（12），出油孔连接油管经三通（13）、单向止回阀（15）、三通（16）与储油罐（20）连通，三通（13）余下的一通接减压阀（14）；三通（16）余下的一通连通一只四通（17）接压力表（18）、溢流阀（19），并预留一通可以油马达或者接油缸；所述的储油罐（20）为耐高压的压力容器罐，储油罐（20）内有油压活塞（21），油压活塞（21）将储油罐（20）内部分隔成两部分：一部分为油室，另外一部分为弹簧室，油室为可变容积式；当高压油进入储油罐（20）后将活塞（21）向后推使弹簧（22）压缩储存液压能；所述的PLC电路（24）由霍尔传感器（23）检测活塞上下止点位置，为直线磁电机B、燃料喷(1-a)、点火电路(1-b)、减压阀(14)供电。

3.根据权利要求1所述的内燃电磁液压发动机，其特征在于：所述的永磁体动子（6-7）与定子（3-4-5）套装并将活塞（2）、液压柱塞泵C的柱塞（8）分别铰接在永磁体动子（6-7）两头的输出轴（7）上，再将气缸（1）与活塞（2）、柱塞缸（9）与柱塞（8）对应配合套装，并由螺栓将气缸（1）、壳体（3）、柱塞缸（9）三者连接为整体结构；由活塞（2）、永磁体动子（6-7）、柱塞（8）组成的三位一体的结构在常态时（发动机没有启动前）处于上止点，启动时通过手动开关（24）为PLC电路（25）提供信号先将减压阀（14）打开为励磁线圈（5）间断通电使永磁体动子（6-7）产生轴向力驱动活塞（2）、柱塞（8）同步下上行完成气缸（1）进气、压缩、燃料注入、点火膨胀、排气，同时柱塞泵C也随之完成吸油，压油过程；由于减压阀（14）是打开的，此时的油压很小无法打开与储油罐（20）连接单向止回阀（15），油顺管道流回液压油箱（12），起到降低发动机启动负荷的作用；发动机启动后直线磁电机B在PLC电路（25）的控制下转为上行的电动机状态和下行的发电机状态，并将减压阀（14）关闭，这时液压油通过单向止回阀（15）进入储油罐（20）中；所述的霍尔传感器（23）固定在铁芯（4）两侧壳体（3）上检测永磁体动子（6-7）上下止点的位置即是活塞（2）的上下止点的位置。