具有相对运动占据结构的缸系统技术方案

文中公开了涉及一种缸占据结构的实施方式。示例提供一种缸系统，缸系统包含机械缸和缸占据结构，机械缸包括内部空间和活塞，流体引入内部空间中，活塞配置成用于在内部空间中的往复运动，缸占据结构包括插杆，插杆作用为第二活塞，其中，与活塞的往复运动对应地，插杆可变地插入缸的内部空间中以及从缸的内部空间中回退，并且其中插杆和活塞的部分可以围绕燃烧空间。燃烧空间。燃烧空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有相对运动占据结构的缸系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该美国非临时专利申请是于2017年12月19日提交的共同未决的美国非临时专利申请号15/847,711的部分继续申请，其整体通过引用的方式并入文中。


[0003]本专利技术大体涉及用以执行做功的机械装置，更特别地，涉及液压和燃烧缸。

技术介绍

[0004]各种各样的装置运用缸来执行机械功能并且产生有用功。例如，一般的内燃发动机(ICE)采用诸多缸，其中燃料
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空气混合物被压缩并燃烧，以产生赋予相应往复活塞的功。每个活塞可以联接到曲轴，利用曲轴，赋予活塞的力可以通过各种中间装置传递到车辆的轮子，从而推进车辆。
[0005]非ICE发动机及其它装置可以在产生功时运用缸。例如，液压系统可以采用具有活塞的缸，活塞可操作成推动缸中的液压流体，其中根据帕斯卡原理，通过活塞施加到液压流体的压力可以传递到液压系统中的其它部件。作为具体示例，液压升降机可以采用流体连通的两个液压缸来获取输出力的倍增：用以提升物体诸如车辆的输出缸可以配置有分布输出力的较大面积，以便倍增施加到输入缸的输入力，输入缸具有施加输入力的相对较小面积。
[0006]当配置成用于在ICE、液压系统中或在其它背景下使用时，一般的缸产生与其行程容积(如，活塞表面行进通过的容积)成比例的输出(如，功率、力)，行程容积是活塞表面和行程距离的乘积(如，活塞表面行进通过的轴向距离)。由此，先前的系统(如，汽油和柴油ICE)已变成行程容积和/或距离增加，以增加缸输出。然而，增加行程容积和/或距离可以规定缸尺寸的增加，因而规定缸质量的增加，减少了使用这种增大的缸的发动机和车辆的总体经济性。
[0007]增加发动机/车辆经济性的其它办法可以包括使用回收系统。例如，液压缸可以联接到液压或涡轮增压器或电气回收系统，尽管这种回收系统经常表现出有限的效率(如，20
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30％)，尤其是当它们抵抗1000psi左右的高初始压力做功时。在液压回收系统的情况下，其中未使用的机械力可以重新导向成将流体泵送到压力累积存储室中，用于后面的缸进吸，操作流体进吸可以基于抵抗高头累积器来泵送而原始时在低效率再循环方法下累积。最小化压缩比的上限的要求是一种在车辆中提供更好的能量回收结果的方式。虽然可以减少加压流体输入或缸输入压力来增加总体液压系统效率，但是，缸输出可以对应地减小，因为在一些配置中，液压缸的输出功率与有效头压和流体流量的乘积成比例。另外，当考虑在产生提供为到缸的输入的压缩流体时所消耗的能量时，诸如累积用于液压缸的加压流体所要求的能量，以及精炼和运输用于燃烧缸的可燃燃料所要求的能量，基于缸的系统的有限效率进一步复杂化。
[0008]直接喷射发动机方法已实施来用于满足清洁环境要求的目的，但是满足这种要求
变得更有挑战性。例如，由于它们倾向于释放过量的未完全起燃的排放物，并且由于在它们进入下一燃烧阶段中之前失去压缩流体而也没有能量效率，所以，对于具有较少移动零件所需的两行程发动机在某些区域是完全禁止的。Wankel旋转发动机是有利的，因为其具有较少的零件，但其能量输出受限。
[0009]用于使车辆减慢的现有节流方法常常通过在膨胀缸行程期间释放未完全起燃的流体以释放作用在其活塞上的压力来完成。直接喷射发动机中的流体进吸路线遭受可能在发动机内向后泄漏的未起燃的排放物的积累。进一步，释放未起燃的流体造成污染，并且浪费燃料。进一步，已知超级增压式发动机中较高的初始压力造成高温，由于高温造成随后的损坏。
[0010]鉴于以上内容，需要一种机构，通过优化缸压力同时最小化未起燃流体的释放或失去压缩流体来符合燃烧发动机的环境要求，同时仍实现优异的功率输出。

技术实现思路

[0011]提供本
技术实现思路
来以简化形式介绍选择的构思，下面这些构思以详细描述进一步描述。本
技术实现思路
不意在标识要求保护的主题的基本特征的关键特征，也不意在用以限制要求保护的主题的范围。而且，要求保护的主题不限于解决本公开内容的任何部分中提到的任何或所有劣势的实施方式。
[0012]根据本公开内容的实施例，公开了一种缸系统，缸系统包含：机械缸，包括内部空间和曲轴活塞，流体引入内部空间中，曲轴活塞配置成用于在内部空间中的往复运动；以及缸占据结构，包括插杆，其中，与曲轴活塞的往复运动对应地，插杆可变地前进到缸的内部空间中以及从缸的内部空间中回退，并且其中，插杆部分地或完全地容含或围绕燃烧空间。
[0013]在另一方面，插杆使内部空间的一部分移位，使得流体所占据的内部空间的容积小于内部空间的固有容积。
[0014]在另一方面，插杆减少与曲轴活塞的给定行程对应的流体进吸。
[0015]在另一方面，插杆可以是固定结构，或者它可以执行为第二活塞，在膨胀或压缩行程期间，相应地，第二活塞可以通过机械连杆、磁力控制或液压连通而添加二次力，以选择性地、动态地和可控地增加和/或减小缸内部压力，如系统的特定应用所要求的。
[0016]在另一方面，在每个机械循环触发电磁致动器大致通过监测和响应节流踏板位置的机械或磁性传感器引发。
[0017]在另一方面，缸系统进一步包含控制器机构，控制器机构配置成经由电磁致动器来控制缸占据结构。
[0018]在另一方面，在一个实施例中，电磁致动器包括电气系统，电气系统配置成向线圈供应DC电流，从而产生磁场，并且包含非交替磁极定向，非交替磁极定向配置成在膨胀行程期间将其力施加为排斥或是吸引动作，以变动或强制插杆的移动。
[0019]在另一方面，磁场与插杆中的永磁体相互作用，以在膨胀行程期间从缸的内部空间可变地移除插杆。
[0020]在另一方面，插杆经由机械致动器或经由液压增压器可变地前进到缸的内部空间中。
[0021]在另一方面，在缸的膨胀行程期间，插杆前进到缸的内部空间中，膨胀行程主要通
过燃烧的力引发，在缸的压缩行程期间，随着回退的曲轴活塞一起，插杆从缸的内部空间回退。
[0022]在另一方面，缸是液压缸，并且流体是主要在曲轴活塞和插杆(占据结构)所围绕的空间内喷射的液压流体。
[0023]在另一方面，缸是燃烧缸，并且流体是可燃流体。
[0024]在另一方面，以与曲轴活塞实质上相同的速率，并且在膨胀行程期间在与曲轴活塞的位置相同或相反的方向上，并且在压缩行程期间在与曲轴活塞的位置相同的方向上，插杆进行运动。
[0025]在另一示例中，公开的是缸系统，包含：机械发动机缸，包括内部空间和曲轴活塞，流体引入内部空间中，曲轴活塞配置成用于在内部空间中的往复运动；以及缸占据结构，包括插杆，插杆是第二活塞，其中，与曲轴活塞的往复运动对应地，插杆可变地前进到缸的内部空间中以及从缸的内部空间中回退。
[0026]在另一方面，插杆使内部空间的一部分移位，使得流体所占据的内部空间的容积小于内部空间的固有容积。
[0027]在另一方面，插杆减少与曲轴活塞的给定行程对应的流体进吸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种机械发动机缸系统，其特征在于，包含：缸，包括内部空间；占据结构；以及曲轴活塞；其中，所述缸的所述内部空间通过所述占据结构修改，使得施加到所述曲轴活塞的燃烧压力在膨胀行程的早期部分期间施加到所述曲轴活塞的较小表面区域，并且在所述膨胀行程的后期部分期间施加到所述曲轴活塞的较大表面区域。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述系统配置成使得燃烧发生在所述占据结构的腔内，以将燃烧压力施加到所述占据结构和所述曲轴活塞两者。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述占据结构是相对于所述缸的可移动结构，并且其中，所述占据结构的移动通过施力机构所施加的一个以上力来控制。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述施力机构借助于节流位置传感器来响应节流位置，使得施加到所述占据结构的一个以上力取决于节流位置。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述施力机构配置成在所述膨胀行程期间向所述占据结构施加回退力。6.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述施力机构配置成在所述膨胀行程期间向所述占据结构施加前进力。7.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述系统配置成通过经由所述施力机构向所述占据结构施加力来在所述膨胀行程期间部分地执行压缩行程。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述系统配置成在每一燃烧的两个行程内执行进吸、压缩、膨胀和排放功能。9.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述施力机构包括电磁致动器。10.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述施力机构包括液压系统。11.如权利要求3所述的系统，其特征在于，其中，所述施力机构包括被迫感应系统。12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述系统配置成将流体输送到所述占据结构的进吸侧，以增加缸压力和发动机加速度。13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述系统配置成通过向所述占据结构施加回退力来造成发动机减速。14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述系统配置成通过向所述占据结构施加前进力来造成发动机加速。15.一种在缸系统内引入占据结构的方法，其特征在于，所述系统包括缸，所述缸包括内部空间，并且所述系统包括曲轴活塞，所述方法包含：使用所述占据结构来修改缸的内部空间，使得施加到所述曲轴活塞的压力在膨胀行程的早期部分期间施加到所述曲轴活塞的较小表面区域，并且在所述膨胀行程...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆尼尔，
申请(专利权)人：穆尼尔，
类型：发明
国别省市：