本发明专利技术为一种两冲程液压自由活塞发动机压缩冲程实现装置。包括燃烧动力部件、由压缩冲程实现装置和电液控制装置组成的压缩冲程控制部件和微机控制部件组成。压缩冲程实现装置包括开关阀、压缩蓄能器、单向阀、３位４通伺服阀、液压补给泵站、低压蓄能器，液压补给泵站；电液控制装置包括开关阀、３位４通伺服阀。该装置使得发动机活塞在压缩冲程中顺利得到使燃料正常燃烧的动能，对传感器的要求低，工作过程稳定可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及一种液压自由活塞发动机压縮冲程实现装置。
技术介绍
石油是人类重要的初始能源。石油中储存的能量是以化学能的形式存在的。 以燃油为初始能源的液压机械，其能量最终来源于石油。石油中的化学能转化 为热能，然后转化为机械能，最后转化为液压能。在每一次能量转化中都会耗 散一部分能量。人类在经历两次石油危机后，意识到节约能源和能源结构多元 化是实现能源安全的有效途径。对于液压机械，也必须适应这种挑战。液压自 由活塞发动机正是在这种背景下应运而生的。液压自由活塞发动机较传统的发 动机、泵装置的优点有结构简单、能量利用率高和可以使用多种燃料等。在液压自由活塞发动机发展过程中，提高效率一直是大家追求的目标。液压 自由活塞发动机是一种将燃料燃烧装置和液压泵有机集成为一体实现将燃料的 化学能转化为液压能的装置。当发动机活塞与液压泵的方向阀的换向完全同步 时，发动机能量转换的效率最高。液压自由活塞发动机采用储存的液压能完成 压縮冲程从而液压自由活塞发动机。由于压縮冲程对活塞速度有一定的要求， 因此目前如何实现快速压縮是液压自由活塞发动机的一个难点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种两冲程液压自由活塞发动机压縮冲程实现装置。 该装置通过伺服阀的开关将蓄能器中的液压油快速流出推动活塞运动，使得发动机活塞在一个冲程中达到使燃料正常燃烧的动能，整个压縮冲程稳定可靠。本专利技术的技术方案如下包括燃烧动力部件、压縮冲程控制部件和微机控 制部件；压縮冲程控制部件包括压縮冲程实现装置和电液控制装置，压縮冲程实现装置包括开关阀、压縮蓄能器、单向阀、3位4通伺服阀、液压补给泵站、 低压蓄能器，液压补给泵站；电液控制装置包括开关阀、3位4通伺服阀，开关 阀。有益效果采用本专利技术将蓄能器中储存的液压油，通过伺服阀和油道后，作为液压自由 活塞发动机的原始动力，使得发动机活塞在一个冲程中达到使燃油燃烧的初始 动能。蓄能器中液压油压力可以调整。附图说明图l是本专利技术的结构原理图。图中l-开关阀，2-压縮蓄能器，3-单向阀，4-3位4通伺服阀，5-液压补 给泵站，6-开关阀，7-单向阀，8-液压补给泵站，9-单向阀，10-液压泵，11-溢流阀，12-液压泵，13-低压蓄能器，14-开关阀，15-活塞，16-排气气门，17-喷油器，18-进气口， 19-ECU， 20-高压油路，21-压縮油路，22-低压油路，I-燃烧腔，n-液压腔，m-液压腔，iv-液压腔，①-油口，②-油口，③-油口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述 本专利技术包括燃烧动力部件、压縮冲程控制部件和微机控制部件；压縮冲程 控制部件包括压縮冲程实现装置和电液控制装置1) 压縮冲程实现装置包括两个开关阀(1、 6)、压縮蓄能器(2)、三个单向阀(3、 7、 9)、 3位4通伺服阀(4)、两个液压补给泵站(5、 8)、低压蓄 能器(13)，液压补给泵站(5)上装有高压溢流阀和单向阀，单向阀出口同时 与压縮蓄能器(2)、 3位4通伺服阀(4) P口和油口①相连，3位4通伺服阀(4) A口与液压腔(IV)相连，3位4通伺服阀(4)的B口和T口封闭，液压补给泵站 (8)出油口与低压蓄能器(13)相连；2) 电液控制装置包括两个开关阀(1、 6)、 3位4通伺服阔(4)，开关 阀(1)分别与高压油路(20)和压縮油路(21)连接，开关阀(6)分别与压 縮油路(21)和低压油路(22)连接，3位4通伺服阀(4)的P口和A口分别与压 縮蓄能器(2)出口和液压腔(IV)连接，3位4通伺服阀(4)的T口和B口封闭， 以上三个阀各自与微机控制单元电连接。本专利技术两冲程液压自由活塞发动机及其压縮冲程实现装置的工作原理如下 液压自由活塞发动机压縮冲程开始前的初始化准备工作微机控制单元接到 启动指令后，依次完成以下初始化工作 >关闭开关阀(1、 6);> 3位4通伺服阔(4)得电处在P口通B口和A口通T口状态； >然后检査压縮蓄能器(2)中的液压油压力是否达到设计要求压力，若压 力偏低有两种方法可以调整液压油压力a)开启开关阀(1)利用高压 油路(20)压力油对压縮蓄能器中的液压油压力进行调整，此方法的前提是高压油路中必须有大于压縮蓄能器(2)所需的压力的液压油；b)若高压油路中没有足够压力油，开启开关阀(1)，启动液压补给泵站(5) 并调整高压溢流阀(11)开阀压力通过单向阀(9)向压縮蓄能器中充油到设计要求压力，同时也对高压油路(20)充油；>将检测活塞(15)的位置，若活塞(15)不位于下止点时，微机控制单 元将通过打开开关阀组(14)以利用高压油路的压力油通过液压腔(II) 将活塞(15)压回到下止点；>在压縮蓄能器(2)的压力达到要求压力并且活塞(15)位于下止点时， 关闭开关阀(1、 6、 14)和液压补给泵站(5)，关闭排气气门(16);>启动低压补给泵站(8)。液压自由活塞发动机完成初始化工作后，微机控制单元将开始压縮冲程 3位4通伺服阀(4)得到电信号并在10ms内将状态调整到P口通A口和B口通T 口的状态，压缩蓄能器(2)中的压力油将通过3位4通伺服阀(4)的P口和A口， 经过油道到达油口②和③并通过②和③进入液压腔(IV),由于油口(D属于阻尼 孔，因此液压油主要是通过油口②进入液压腔(IV)的。在压力油进入液压腔 (IV)以后，由于液压腔(11、 III、 IV)的压力油有效作用面积是从(II)到 (IV)由小到大设计的，因此在压力油的作用下活塞(15)将向上止点运动。 在活塞(15)运动初始阶段，压縮蓄能器(2)与液压腔(IV)直接连通的油口 ①处于关闭状态，只有当活塞(15)向左运动到一定位置时油口①才会开启， 也即压縮蓄能器(2)里的液压油在活塞(15)运动初始阶段是将不会通过油口 ①进入液压腔(IV)。压縮蓄能器(2)里的液压油通过3位4通伺服阀(4)的P 口和A口到油口②和③继续进入液压腔(IV)并继续推动活塞(15)向上止点运 动，当活塞(15)运动到开启油口①的位置后，由于油口①开口面积较大，因 此此后压縮蓄能器(2)中压力油将更迅速的经过油口①进入液压腔(IV)，活 塞(15)继续加速。当活塞(15)运动到一定位置后将关闭进气口 (18)，此后 活塞(15)再向上止点运动时，将压縮燃烧腔(I )内的气体。在活塞(15) 即将加速运动到上止点时，喷油器(17)将燃油喷入燃烧腔(I )。当活塞(15)压縮的燃烧腔(I )的气体温度达到燃油的燃点时燃油将开始燃烧并释放热量，燃烧腔(I )内的气体体积受热膨胀后作用到活塞(15)上，使之减速并开始向下止点运动。当燃烧腔内的气体开始燃烧时，压縮冲程成功完成，压縮冲程过程中，液压腔(II)将向高压油路(20)输出高压油，而液压腔(III)将从 低压油路(22)吸入低压油，低压油是通过液压腔(III)与低压油路(22)之 间的单向阀进行沟通的。燃烧腔内的气体受热膨胀后推动活塞(15)向下止点 运动开始做功冲程，活塞(15)向下止点运动的过程中将在液压腔(III)中压 縮液压油形成压力油，当液压油的压力大于高压油路(20)压力时，液压油将 从液压腔(III)与高压油路(20)之间的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种两冲程液压自由活塞发动机压缩冲程实现装置，包括燃烧动力部件、压缩冲程控制部件和微机控制部件；其特征在于压缩冲程控制部件由压缩冲程实现装置和电液控制装置组成，压缩冲程实现装置包括开关阀（１、６、１４）、压缩蓄能器（２）、单向阀（３、７、９）、３位４通伺服阀（４）、液压补给泵站（５、８）、低压蓄能器（１３），液压补给泵站（５）；电液控制装置包括开关阀（１、６、１４）、３位４通伺服阀（４）。
【技术特征摘要】
1.一种两冲程液压自由活塞发动机压缩冲程实现装置，包括燃烧动力部件、压缩冲程控制部件和微机控制部件；其特征在于压缩冲程控制部件由压缩冲程实现装置和电液控制装置组成，压缩冲程实现装置包括开关阀(1、6、14)、压缩蓄能器(2)、单向阀(3、7、9)、3位4通伺服阀(4)、液压补给泵站(5、8)、低压蓄能器(13)，液压补给泵站(5)；电液控制装置包括开关阀(1、6、14)、3位4通伺服阀(4)。2、 如权利要求1所述的一种两冲程液压自由活塞发动机压縮冲程实现装置， 其特征在于压缩冲程实现装置开关阀(1、 6、 14)为四个、单向阀(3、 7、 9)三个、液压补给泵站(5、 8)两个、液压补给泵站(5)上装有高压溢流 阀和单向阀，单向阀出口同时与压縮蓄...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡纪滨，苑士华，荆崇波，吴维，魏超，李雪原，彭增雄，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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