CN106499456A - 一种外开充气阀及其发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外开充气阀，包括外开配气座口、气缸、外开配气门、活塞和外开配气门杆，所述外开配气门与所述外开配气座口配合设置，所述气缸与所述外开配气座口固连设置，所述活塞与所述气缸配合设置；所述外开配气门关闭时所述活塞将所述气缸打开，所述气缸与所述外开配气座口连通；所述外开配气门开启到设定程度时所述活塞进入所述气缸并对所述气缸内的气体产生压缩作用。本发明所公开的外开充气阀结构简单、所需控制动力小、便于调节、可靠，其应用其的发动机能够被更好、更精确地控制。

Description

一种外开充气阀及其发动机

技术领域

本发明涉及热能与动力领域，尤其涉及外开充气阀，本发明还涉及应用该外开充气阀的发动机。

背景技术

有压工质源包括经过燃烧室的有压工质充入气缸，在气缸内膨胀做功，可以将工质的压力能转化成动力，这种模式在连续燃烧室容积型动力***中是一种必不可少的过程，然而，向气缸内充气的控制问题是十分难以解决的。因此需要发明一种新型充气阀。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

本发明的外开充气阀，包括外开配气座口、配气门气缸、外开配气门和配气门活塞，所述外开配气门与所述外开配气座口配合设置，所述配气门气缸与所述外开配气座口固连设置，所述配气门活塞设置在所述配气门气缸内，所述配气门活塞与所述外开配气门固连设置，在所述配气门气缸上设有压气体入口，所述有压气体入口与单向阀的流体出口连通，所述外开配气座口与工质入口连通。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，在所述配气门气缸上设润滑剂入口。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，在所述配气门气缸上设润滑剂入口，所述润滑剂入口在所述配气门活塞往复运动过程中始终处于关闭状态。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，使所述配气门活塞一端直径与另一端直径不等。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，使所述配气门活塞包括一个以上配气门子活塞。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，使所述工质入口与所述单向阀的流体出口连通，或进一步可选择地，所述工质入口与所述单向阀的流体入口连通。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，在所述配气门活塞上设活塞环。

本发明还提供另一种外开充气阀，包括外开配气座口、配气门气缸、外开配气门和配气门活塞，所述外开配气门与所述外开配气座口配合设置，所述配气门气缸与所述外开配气座口固连设置，所述配气门活塞与所述配气门气缸配合设置，所述外开配气门与所述配气门活塞固连设置；所述外开配气门关闭时所述配气门活塞将所述配气门气缸打开，所述配气门气缸与所述外开配气座口连通；所述外开配气门开启到设定程度时所述配气门活塞进入所述配气门气缸并对所述配气门气缸内的气体产生压缩作用。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，使所述配气门气缸与腔体连通。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，使所述外开配气门和所述活塞一体化设置。

本发明的外开充气阀进一步可选择地，使所述配气门活塞受凸轮机构控制或受工作气缸内的活塞经缸内结构控制。

本发明还提供应用所述外开充气阀的发动机，包括工质源、高压气缸活塞机构和低压气缸活塞机构，所述工质源经控制阀与所述高压气缸活塞机构连通，所述高压气缸活塞机构经控制阀与至少一个所述低压气缸活塞机构连通，所述高压气缸活塞机构和所有所述低压气缸活塞机构受控制机构控制均按照充气膨胀做功-排气的二冲程工作模式工作，所有所述控制阀中的至少一个设为所述外开充气阀。

本发明的所述发动机进一步可选择地，使连通所述工质源与所述高压气缸活塞机构的所述控制阀设为所述外开充气阀。

本发明的所述发动机进一步可选择地，使连通所述高压气缸活塞机构与至少一个所述低压气缸活塞机构的所述控制阀设为所述外开充气阀。

本发明的所述发动机进一步可选择地，使连通所述工质源与所述高压气缸活塞机构的所述控制阀以及连通所述高压气缸活塞机构与至少一个所述低压气缸活塞机构的所述控制阀均设为所述外开充气阀。

本发明的所述发动机进一步可选择地，使所述工质源设为压缩气体源、设为气体液化物源、设为液氮源、设为液氧源、设为液压空气源、设为含氧气体液化物源或设为压缩空气源。

本发明的所述发动机进一步可选择地，使所述工质源设为压缩气体源和燃烧室、设为气体液化物源和燃烧室、设为液氮源和燃烧室、设为液氧源和燃烧室、设为液压空气源和燃烧室、设为含氧气体液化物源和燃烧室或设为压缩空气源和燃烧室。

本发明的所述发动机进一步可选择地，使所述工质源设为压缩气体源和加热器、设为气体液化物源和加热器、设为液氮源和加热器、设为液氧源和加热器、设为液压空气源和加热器、设为含氧气体液化物源和加热器或设为压缩空气源和加热器。更进一步可选择地，所述加热器的热源设为内燃机的冷却***和内燃机的排气***。更进一步可选择地，所述低压气缸活塞机构的排气口与所述内燃机的进气口连通。再进一步可选择地，所述低压气缸活塞机构的排气口处的工质压力小于2个大气压。

本发明中，所谓的“高压气缸活塞机构”即为与所述工质源直接连通的气缸活塞机构。

本发明中，所谓的“低压气缸活塞机构”即为与所述高压气缸活塞机构的排气口连通的气缸活塞机构。

本发明中，可选择性地，所述低压气缸活塞机构的排气口处的工质压力小于2个大气压、小于1.9个大气压、小于1.8个大气压、小于1.7个大气压、小于1.6个大气压、小于1.5个大气压、小于1.4个大气压、小于1.3个大气压、小于1.2个大气压、小于1.1个大气压、小于1.0个大气压、小于0.9个大气压、小于0.8个大气压、小于0.7个大气压、小于0.6个大气压或小于0.5个大气压。

本发明中，所谓的“气体液化物”是指被液化的标准状态下为气态的气体，这里的气体是指标准状态下其蒸气分气压大于或等于一个大气压的物质，例如，液氮、液氧、液体二氧化碳或液化空气等。气体液化物中蓄有大量能量，也不需高温汽化器，结构简单效率高。

本发明中，所谓的“含氧气体液化物”是指含液氧的气体液化物。

本发明中，可以通过控制所述腔体对所述配气门气缸内部的压比进行控制，使所述外开充气阀调节更加方便，满足不同工况的需要。

本发明中，应根据热能和动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或***等。

本发明的有益效果如下:

本发明所公开的外开充气阀结构简单、所需控制动力小、便于调节、可靠，其应用其的发动机能够被更好、更精确地控制。

附图说明

图1：本发明实施例1的结构示意图；

图2：本发明实施例2的结构示意图；

图3：本发明实施例3的结构示意图；

图4：本发明实施例4的结构示意图；

图5：本发明实施例5的结构示意图；

图6：本发明实施例6的结构示意图；

图7：本发明实施例7的结构示意图；

图8.1和8.2：本发明实施例8的结构示意图；

图9：本发明实施例9的结构示意图；

图10：本发明实施例10的结构示意图；

图11：本发明实施例11的结构示意图；

图12：本发明实施例12的结构示意图；

图13：本发明实施例13的结构示意图；

图14：本发明实施例14的结构示意图；

图15：本发明实施例15的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种外开充气阀，如图1所示，包括外开配气座口1、配气门气缸2、外开配气门3和配气门活塞4，所述外开配气门3与所述外开配气座口1配合设置，所述配气门气缸2与所述外开配气座口1固连设置，所述配气门活塞4设置在所述配气门气缸2内，所述配气门活塞4与所述外开配气门3固连设置，在所述配气门气缸2上设有压气体入口5，所述有压气体入口5与单向阀6的流体出口连通，所述外开配气座口1与工质入口16连通。

作为可变换的实施方式，本发明实施例1所述单向阀6可不设。

实施例2

一种外开充气阀，如图2所示，在实施例1的基础上，进一步在所述配气门气缸2上设润滑剂入口7，所述润滑剂入口7在所述配气门活塞4往复运动过程中始终处于关闭状态。

作为可变换的实施方式，本发明实施例1的可变换实施方式也可进一步在所述配气门气缸2上设润滑剂入口7，并可进一步使所述润滑剂入口7在所述配气门活塞4往复运动过程中始终处于关闭状态。

实施例3

一种外开充气阀，如图3所示，在实施例1的基础上，进一步使所述配气门活塞4一端直径与另一端直径不等。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换实施方式均可进一步使所述配气门活塞4一端直径与另一端直径不等。

实施例4

一种外开充气阀，如图4所示，在实施例1的基础上，进一步使所述配气门活塞4包括两个以上配气门子活塞8。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2和实施例3及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步使所述配气门活塞4包括一个以上配气门子活塞8。

作为可变换的实施方式，本发明实施例4及其可变换的实施方式均可进一步使所述配气门子活塞8设为三个、四个、五个、六个或七个等两个以上。

实施例5

一种外开充气阀，如图5所示，在实施例1的基础上，进一步使所述工质入口16与所述单向阀6的流体出口连通。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例4及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步使所述工质入口16与所述单向阀6的流体出口连通。

实施例6

一种外开充气阀，如图6所示，在实施例1的基础上，进一步使所述工质入口16与所述单向阀6的流体入口连通。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例4及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步使所述工质入口16与所述单向阀6的流体入口连通。

实施例7

一种外开充气阀，如图7所示，在实施例1的基础上，进一步在所述配气门活塞4上设活塞环41。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例6及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步在所述配气门活塞4上设活塞环41。

实施例8

一种外开充气阀，如图8.1和8.2所示，包括外开配气座口1、配气门气缸2、外开配气门3和配气门活塞4，所述外开配气门3与所述外开配气座口1配合设置，所述配气门气缸2与所述外开配气座口1固连设置，所述配气门活塞4与所述配气门气缸2配合设置，所述外开配气门3与所述配气门活塞4固连设置；所述外开配气门3关闭时所述配气门活塞4将所述配气门气缸2打开，所述配气门气缸2与所述外开配气座口1连通；所述外开配气门3开启到设定程度时所述配气门活塞4进入所述配气门气缸2并对所述配气门气缸2内的气体产生压缩作用。

实施例9

一种外开充气阀，如图9所示，在实施例1的基础上，进一步使所述配气门气缸2与腔体9连通。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例8及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步选择性地使所述配气门气缸2与腔体9连通。

实施例10

一种外开充气阀，如图10所示，在实施例1的基础上，进一步使所述外开配气门3和所述配气门活塞4一体化设置。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例9及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步使所述外开配气门3和所述配气门活塞4一体化设置。

实施例11

一种外开充气阀，如图11所示，在实施例1的基础上，进一步使所述配气门活塞4受凸轮机构10控制。

图11中的凸轮机构10仅为一种示意结构，本领域技术人员可根据实际情况选择其他形式的凸轮机构。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例10及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步选择性地使所述配气门活塞4受凸轮机构10控制。

实施例12

一种外开充气阀，如图12所示，在实施例1的基础上，进一步使所述配气门活塞4受工作气缸内的活塞经缸内结构20控制。

图12中的缸内结构20仅为一种示意结构，具体实施时，可参照“直动阀发动机”的相关专利的设置方式进行设置。

作为可变换的实施方式，本发明实施例2至实施例10及其可变换的实施方式以及实施例1的可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述配气门活塞4受工作气缸内的活塞经缸内结构20控制。

实施例13

应用所述外开充气阀的发动机，如图13所示，包括工质源12、高压气缸活塞机构13和低压气缸活塞机构14，所述工质源12经控制阀15与所述高压气缸活塞机构13连通，所述高压气缸活塞机构13经控制阀15与至少一个所述低压气缸活塞机构14连通，所述高压气缸活塞机构13和所有所述低压气缸活塞机构14受控制机构控制均按照充气膨胀做功-排气的二冲程工作模式工作，所有所述控制阀15中的至少一个设为所述外开充气阀。

作为可变换的实施方式，本发明实施例13中所述控制阀15可选择性地选择本发明实施例1至实施例12及其可变换的实施方式所述外开充气阀。

实施例14

一种发动机，如图14所示，在实施例13的基础上，进一步使连通所述工质源12与所述高压气缸活塞机构13的所述控制阀15设为所述外开充气阀。

作为可变换的实施方式，本发明实施例14中所述外开充气阀可选择性地选择设为本发明实施例1至实施例12及其可变换实施方式中任一种所述外开充气阀。

实施例15

一种发动机，如图15所示，在实施例13的基础上，进一步使连通所述高压气缸活塞机构13与至少一个所述低压气缸活塞机构14的所述控制阀15设为所述外开充气阀。

作为可变换的实施方式，本发明实施例15中所述外开充气阀可选择性地选择设为本发明实施例1至实施例12及其可变换实施方式中任一种所述外开充气阀。

实施例16

一种发动机，在实施例13的基础上，进一步使连通所述工质源12与所述高压气缸活塞机构13的所述控制阀15以及连通所述高压气缸活塞机构13与至少一个所述低压气缸活塞机构14的所述控制阀15均设为所述外开充气阀。

作为可变换的实施方式，本发明实施例16中所述外开充气阀可选择性地选择设为本发明实施例1至实施例12及其可变换实施方式中任一种所述外开充气阀。

作为可变换的实施方式，本发明实施例13至实施例16及其可变换的实施方式均可进一步使所述工质源12设为压缩气体源、设为气体液化物源、设为液氮源、设为液氧源、设为液压空气源、设为含氧气体液化物源或设为压缩空气源。

作为可变换的实施方式，本发明实施例13至实施例16及其可变换的实施方式还均可进一步使所述工质源12设为压缩气体源和燃烧室、设为气体液化物源和燃烧室、设为液氮源和燃烧室、设为液氧源和燃烧室、设为液压空气源和燃烧室、设为含氧气体液化物源和燃烧室或设为压缩空气源和燃烧室。

作为可变换的实施方式，本发明实施例13至实施例16及其可变换的实施方式还均可进一步使所述工质源12设为压缩气体源和加热器、设为气体液化物源和加热器、设为液氮源和加热器、设为液氧源和加热器、设为液压空气源和加热器、设为含氧气体液化物源和加热器或设为压缩空气源和加热器。

作为可变换的实施方式，本发明所有含有所述加热器的实施方式均可进一步使所述加热器的热源设为内燃机的冷却***和内燃机的排气***；还可再进一步使所述低压气缸活塞机构14的排气口与所述内燃机的进气口连通；还可更进一步使所述低压气缸活塞机构14的排气口处的工质压力小于2个大气压。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种外开充气阀，包括外开配气座口1、配气门气缸2、外开配气门3和配气门活塞4，其特征在于：所述外开配气门3与所述外开配气座口1配合设置，所述配气门气缸2与所述外开配气座口1固连设置，所述配气门活塞4设置在所述配气门气缸2内，所述配气门活塞4与所述外开配气门3固连设置，在所述配气门气缸2上设有压气体入口5，所述有压气体入口5与单向阀6的流体出口连通，所述外开配气座口1与工质入口16连通。

2.如权利要求1所述外开充气阀，其特征在于：在所述配气门气缸2上设润滑剂入口7，所述润滑剂入口7在所述配气门活塞4往复运动过程中始终处于关闭状态。

3.如权利要求1所述外开充气阀，其特征在于：所述配气门活塞4包括一个以上配气门子活塞8。

4.如权利要求2所述外开充气阀，其特征在于：所述配气门活塞4包括一个以上配气门子活塞8。

5.如权利要求1至4中任一项所述外开充气阀，其特征在于：所述工质入口16与所述单向阀6的流体出口连通。

6.如权利要求1至4中任一项所述外开充气阀，其特征在于：所述工质入口16与所述单向阀6的流体入口连通。

7.一种外开充气阀，包括外开配气座口1、配气门气缸2、外开配气门3和配气门活塞4，其特征在于：所述外开配气门3与所述外开配气座口1配合设置，所述配气门气缸2与所述外开配气座口1固连设置，所述配气门活塞4与所述配气门气缸2配合设置，所述外开配气门3与所述配气门活塞4固连设置；所述外开配气门3关闭时所述配气门活塞4将所述配气门气缸2打开，所述配气门气缸2与所述外开配气座口1连通；所述外开配气门3开启到设定程度时所述配气门活塞4进入所述配气门气缸2并对所述配气门气缸2内的气体产生压缩作用。

8.如权利要求1至4和7中任一项所述外开充气阀，其特征在于：所述配气门气缸2与腔体9连通。

9.如权利要求1至4和7中任一项所述外开充气阀，其特征在于：所述配气门活塞4受凸轮机构10控制或受工作气缸内的活塞经缸内结构控制。

10.应用权利要求1至9中任一项所述外开充气阀的发动机，其特征在于：包括工质源12、高压气缸活塞机构13和低压气缸活塞机构14，所述工质源12经控制阀15与所述高压气缸活塞机构13连通，所述高压气缸活塞机构13经控制阀15与至少一个所述低压气缸活塞机构14连通，所述高压气缸活塞机构13和所有所述低压气缸活塞机构14受控制机构控制均按照充气膨胀做功-排气的二冲程工作模式工作，所有所述控制阀15中的至少一个设为所述外开充气阀。