一種外開充氣閥及其發動機的製作方法

2023-05-29 19:07:46

本發明涉及熱能與動力領域，尤其涉及外開充氣閥，本發明還涉及應用該外開充氣閥的發動機。

背景技術：

有壓工質源包括經過燃燒室的有壓工質充入氣缸，在氣缸內膨脹做功，可以將工質的壓力能轉化成動力，這種模式在連續燃燒室容積型動力系統中是一種必不可少的過程，然而，向氣缸內充氣的控制問題是十分難以解決的。因此需要發明一種新型充氣閥。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下：

本發明的外開充氣閥，包括外開配氣座口、配氣門氣缸、外開配氣門和配氣門活塞，所述外開配氣門與所述外開配氣座口配合設置，所述配氣門氣缸與所述外開配氣座口固連設置，所述配氣門活塞設置在所述配氣門氣缸內，所述配氣門活塞與所述外開配氣門固連設置，在所述配氣門氣缸上設有壓氣體入口，所述有壓氣體入口與單向閥的流體出口連通，所述外開配氣座口與工質入口連通。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，在所述配氣門氣缸上設潤滑劑入口。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，在所述配氣門氣缸上設潤滑劑入口，所述潤滑劑入口在所述配氣門活塞往復運動過程中始終處於關閉狀態。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，使所述配氣門活塞一端直徑與另一端直徑不等。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，使所述配氣門活塞包括一個以上配氣門子活塞。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，使所述工質入口與所述單向閥的流體出口連通，或進一步可選擇地，所述工質入口與所述單向閥的流體入口連通。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，在所述配氣門活塞上設活塞環。

本發明還提供另一種外開充氣閥，包括外開配氣座口、配氣門氣缸、外開配氣門和配氣門活塞，所述外開配氣門與所述外開配氣座口配合設置，所述配氣門氣缸與所述外開配氣座口固連設置，所述配氣門活塞與所述配氣門氣缸配合設置，所述外開配氣門與所述配氣門活塞固連設置；所述外開配氣門關閉時所述配氣門活塞將所述配氣門氣缸打開，所述配氣門氣缸與所述外開配氣座口連通；所述外開配氣門開啟到設定程度時所述配氣門活塞進入所述配氣門氣缸並對所述配氣門氣缸內的氣體產生壓縮作用。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，使所述配氣門氣缸與腔體連通。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，使所述外開配氣門和所述活塞一體化設置。

本發明的外開充氣閥進一步可選擇地，使所述配氣門活塞受凸輪機構控制或受工作氣缸內的活塞經缸內結構控制。

本發明還提供應用所述外開充氣閥的發動機，包括工質源、高壓氣缸活塞機構和低壓氣缸活塞機構，所述工質源經控制閥與所述高壓氣缸活塞機構連通，所述高壓氣缸活塞機構經控制閥與至少一個所述低壓氣缸活塞機構連通，所述高壓氣缸活塞機構和所有所述低壓氣缸活塞機構受控制機構控制均按照充氣膨脹做功-排氣的二衝程工作模式工作，所有所述控制閥中的至少一個設為所述外開充氣閥。

本發明的所述發動機進一步可選擇地，使連通所述工質源與所述高壓氣缸活塞機構的所述控制閥設為所述外開充氣閥。

本發明的所述發動機進一步可選擇地，使連通所述高壓氣缸活塞機構與至少一個所述低壓氣缸活塞機構的所述控制閥設為所述外開充氣閥。

本發明的所述發動機進一步可選擇地，使連通所述工質源與所述高壓氣缸活塞機構的所述控制閥以及連通所述高壓氣缸活塞機構與至少一個所述低壓氣缸活塞機構的所述控制閥均設為所述外開充氣閥。

本發明的所述發動機進一步可選擇地，使所述工質源設為壓縮氣體源、設為氣體液化物源、設為液氮源、設為液氧源、設為液壓空氣源、設為含氧氣體液化物源或設為壓縮空氣源。

本發明的所述發動機進一步可選擇地，使所述工質源設為壓縮氣體源和燃燒室、設為氣體液化物源和燃燒室、設為液氮源和燃燒室、設為液氧源和燃燒室、設為液壓空氣源和燃燒室、設為含氧氣體液化物源和燃燒室或設為壓縮空氣源和燃燒室。

本發明的所述發動機進一步可選擇地，使所述工質源設為壓縮氣體源和加熱器、設為氣體液化物源和加熱器、設為液氮源和加熱器、設為液氧源和加熱器、設為液壓空氣源和加熱器、設為含氧氣體液化物源和加熱器或設為壓縮空氣源和加熱器。更進一步可選擇地，所述加熱器的熱源設為內燃機的冷卻系統和內燃機的排氣系統。更進一步可選擇地，所述低壓氣缸活塞機構的排氣口與所述內燃機的進氣口連通。再進一步可選擇地，所述低壓氣缸活塞機構的排氣口處的工質壓力小於2個大氣壓。

本發明中，所謂的「高壓氣缸活塞機構」即為與所述工質源直接連通的氣缸活塞機構。

本發明中，所謂的「低壓氣缸活塞機構」即為與所述高壓氣缸活塞機構的排氣口連通的氣缸活塞機構。

本發明中，可選擇性地，所述低壓氣缸活塞機構的排氣口處的工質壓力小於2個大氣壓、小於1.9個大氣壓、小於1.8個大氣壓、小於1.7個大氣壓、小於1.6個大氣壓、小於1.5個大氣壓、小於1.4個大氣壓、小於1.3個大氣壓、小於1.2個大氣壓、小於1.1個大氣壓、小於1.0個大氣壓、小於0.9個大氣壓、小於0.8個大氣壓、小於0.7個大氣壓、小於0.6個大氣壓或小於0.5個大氣壓。

本發明中，所謂的「氣體液化物」是指被液化的標準狀態下為氣態的氣體，這裡的氣體是指標準狀態下其蒸氣分氣壓大於或等於一個大氣壓的物質，例如，液氮、液氧、液體二氧化碳或液化空氣等。氣體液化物中蓄有大量能量，也不需高溫汽化器，結構簡單效率高。

本發明中，所謂的「含氧氣體液化物」是指含液氧的氣體液化物。

本發明中，可以通過控制所述腔體對所述配氣門氣缸內部的壓比進行控制，使所述外開充氣閥調節更加方便，滿足不同工況的需要。

本發明中，應根據熱能和動力領域的公知技術，在必要的地方設置必要的部件、單元或系統等。

本發明的有益效果如下:

本發明所公開的外開充氣閥結構簡單、所需控制動力小、便於調節、可靠，其應用其的發動機能夠被更好、更精確地控制。

附圖說明

圖1：本發明實施例1的結構示意圖；

圖2：本發明實施例2的結構示意圖；

圖3：本發明實施例3的結構示意圖；

圖4：本發明實施例4的結構示意圖；

圖5：本發明實施例5的結構示意圖；

圖6：本發明實施例6的結構示意圖；

圖7：本發明實施例7的結構示意圖；

圖8.1和8.2：本發明實施例8的結構示意圖；

圖9：本發明實施例9的結構示意圖；

圖10：本發明實施例10的結構示意圖；

圖11：本發明實施例11的結構示意圖；

圖12：本發明實施例12的結構示意圖；

圖13：本發明實施例13的結構示意圖；

圖14：本發明實施例14的結構示意圖；

圖15：本發明實施例15的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

一種外開充氣閥，如圖1所示，包括外開配氣座口1、配氣門氣缸2、外開配氣門3和配氣門活塞4，所述外開配氣門3與所述外開配氣座口1配合設置，所述配氣門氣缸2與所述外開配氣座口1固連設置，所述配氣門活塞4設置在所述配氣門氣缸2內，所述配氣門活塞4與所述外開配氣門3固連設置，在所述配氣門氣缸2上設有壓氣體入口5，所述有壓氣體入口5與單向閥6的流體出口連通，所述外開配氣座口1與工質入口16連通。

作為可變換的實施方式，本發明實施例1所述單向閥6可不設。

實施例2

一種外開充氣閥，如圖2所示，在實施例1的基礎上，進一步在所述配氣門氣缸2上設潤滑劑入口7，所述潤滑劑入口7在所述配氣門活塞4往復運動過程中始終處於關閉狀態。

作為可變換的實施方式，本發明實施例1的可變換實施方式也可進一步在所述配氣門氣缸2上設潤滑劑入口7，並可進一步使所述潤滑劑入口7在所述配氣門活塞4往復運動過程中始終處於關閉狀態。

實施例3

一種外開充氣閥，如圖3所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述配氣門活塞4一端直徑與另一端直徑不等。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換實施方式均可進一步使所述配氣門活塞4一端直徑與另一端直徑不等。

實施例4

一種外開充氣閥，如圖4所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述配氣門活塞4包括兩個以上配氣門子活塞8。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2和實施例3及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步使所述配氣門活塞4包括一個以上配氣門子活塞8。

作為可變換的實施方式，本發明實施例4及其可變換的實施方式均可進一步使所述配氣門子活塞8設為三個、四個、五個、六個或七個等兩個以上。

實施例5

一種外開充氣閥，如圖5所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述工質入口16與所述單向閥6的流體出口連通。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例4及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步使所述工質入口16與所述單向閥6的流體出口連通。

實施例6

一種外開充氣閥，如圖6所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述工質入口16與所述單向閥6的流體入口連通。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例4及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步使所述工質入口16與所述單向閥6的流體入口連通。

實施例7

一種外開充氣閥，如圖7所示，在實施例1的基礎上，進一步在所述配氣門活塞4上設活塞環41。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例6及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步在所述配氣門活塞4上設活塞環41。

實施例8

一種外開充氣閥，如圖8.1和8.2所示，包括外開配氣座口1、配氣門氣缸2、外開配氣門3和配氣門活塞4，所述外開配氣門3與所述外開配氣座口1配合設置，所述配氣門氣缸2與所述外開配氣座口1固連設置，所述配氣門活塞4與所述配氣門氣缸2配合設置，所述外開配氣門3與所述配氣門活塞4固連設置；所述外開配氣門3關閉時所述配氣門活塞4將所述配氣門氣缸2打開，所述配氣門氣缸2與所述外開配氣座口1連通；所述外開配氣門3開啟到設定程度時所述配氣門活塞4進入所述配氣門氣缸2並對所述配氣門氣缸2內的氣體產生壓縮作用。

實施例9

一種外開充氣閥，如圖9所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述配氣門氣缸2與腔體9連通。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例8及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步選擇性地使所述配氣門氣缸2與腔體9連通。

實施例10

一種外開充氣閥，如圖10所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述外開配氣門3和所述配氣門活塞4一體化設置。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例9及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步使所述外開配氣門3和所述配氣門活塞4一體化設置。

實施例11

一種外開充氣閥，如圖11所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述配氣門活塞4受凸輪機構10控制。

圖11中的凸輪機構10僅為一種示意結構，本領域技術人員可根據實際情況選擇其他形式的凸輪機構。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例10及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步選擇性地使所述配氣門活塞4受凸輪機構10控制。

實施例12

一種外開充氣閥，如圖12所示，在實施例1的基礎上，進一步使所述配氣門活塞4受工作氣缸內的活塞經缸內結構20控制。

圖12中的缸內結構20僅為一種示意結構，具體實施時，可參照「直動閥發動機」的相關專利的設置方式進行設置。

作為可變換的實施方式，本發明實施例2至實施例10及其可變換的實施方式以及實施例1的可變換的實施方式均可進一步選擇性地選擇使所述配氣門活塞4受工作氣缸內的活塞經缸內結構20控制。

實施例13

應用所述外開充氣閥的發動機，如圖13所示，包括工質源12、高壓氣缸活塞機構13和低壓氣缸活塞機構14，所述工質源12經控制閥15與所述高壓氣缸活塞機構13連通，所述高壓氣缸活塞機構13經控制閥15與至少一個所述低壓氣缸活塞機構14連通，所述高壓氣缸活塞機構13和所有所述低壓氣缸活塞機構14受控制機構控制均按照充氣膨脹做功-排氣的二衝程工作模式工作，所有所述控制閥15中的至少一個設為所述外開充氣閥。

作為可變換的實施方式，本發明實施例13中所述控制閥15可選擇性地選擇本發明實施例1至實施例12及其可變換的實施方式所述外開充氣閥。

實施例14

一種發動機，如圖14所示，在實施例13的基礎上，進一步使連通所述工質源12與所述高壓氣缸活塞機構13的所述控制閥15設為所述外開充氣閥。

作為可變換的實施方式，本發明實施例14中所述外開充氣閥可選擇性地選擇設為本發明實施例1至實施例12及其可變換實施方式中任一種所述外開充氣閥。

實施例15

一種發動機，如圖15所示，在實施例13的基礎上，進一步使連通所述高壓氣缸活塞機構13與至少一個所述低壓氣缸活塞機構14的所述控制閥15設為所述外開充氣閥。

作為可變換的實施方式，本發明實施例15中所述外開充氣閥可選擇性地選擇設為本發明實施例1至實施例12及其可變換實施方式中任一種所述外開充氣閥。

實施例16

一種發動機，在實施例13的基礎上，進一步使連通所述工質源12與所述高壓氣缸活塞機構13的所述控制閥15以及連通所述高壓氣缸活塞機構13與至少一個所述低壓氣缸活塞機構14的所述控制閥15均設為所述外開充氣閥。

作為可變換的實施方式，本發明實施例16中所述外開充氣閥可選擇性地選擇設為本發明實施例1至實施例12及其可變換實施方式中任一種所述外開充氣閥。

作為可變換的實施方式，本發明實施例13至實施例16及其可變換的實施方式均可進一步使所述工質源12設為壓縮氣體源、設為氣體液化物源、設為液氮源、設為液氧源、設為液壓空氣源、設為含氧氣體液化物源或設為壓縮空氣源。

作為可變換的實施方式，本發明實施例13至實施例16及其可變換的實施方式還均可進一步使所述工質源12設為壓縮氣體源和燃燒室、設為氣體液化物源和燃燒室、設為液氮源和燃燒室、設為液氧源和燃燒室、設為液壓空氣源和燃燒室、設為含氧氣體液化物源和燃燒室或設為壓縮空氣源和燃燒室。

作為可變換的實施方式，本發明實施例13至實施例16及其可變換的實施方式還均可進一步使所述工質源12設為壓縮氣體源和加熱器、設為氣體液化物源和加熱器、設為液氮源和加熱器、設為液氧源和加熱器、設為液壓空氣源和加熱器、設為含氧氣體液化物源和加熱器或設為壓縮空氣源和加熱器。

作為可變換的實施方式，本發明所有含有所述加熱器的實施方式均可進一步使所述加熱器的熱源設為內燃機的冷卻系統和內燃機的排氣系統；還可再進一步使所述低壓氣缸活塞機構14的排氣口與所述內燃機的進氣口連通；還可更進一步使所述低壓氣缸活塞機構14的排氣口處的工質壓力小於2個大氣壓。

顯然，本發明不限於以上實施例，根據本領域的公知技術和本發明所公開的技術方案，可以推導出或聯想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應認為是本發明的保護範圍。