采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種程控開關(guān)式溫差發(fā)動機(參見專利申請?zhí)?201410058639.5)。
【背景技術(shù)】
[0002]程控開關(guān)式溫差發(fā)動機利用溫差產(chǎn)生動力，在節(jié)能和新能源領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用前景。但專利申請?zhí)?01410058639.5所提出的程控開關(guān)式溫差發(fā)動機采用電磁閥對發(fā)動機進行控制，電磁閥在高溫下會發(fā)生磁力減弱甚至失去磁力的情況，這影響了程控開關(guān)式溫差發(fā)動機的應(yīng)用范圍。另外如果以溫差發(fā)動機和內(nèi)燃機組成聯(lián)合循環(huán)的動力系統(tǒng)，就要配備兩套控制系統(tǒng)，這既增加了開發(fā)的難度，也增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機，正時系統(tǒng)是內(nèi)燃發(fā)動機的標準配置，經(jīng)過長久的實際使用，證明了其工作安全可靠，經(jīng)久耐用，適用范圍廣。本發(fā)明提出的采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機所采用的正時系統(tǒng)與現(xiàn)有內(nèi)燃機的正時系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)完全一致，只需要對凸輪軸進行專門設(shè)計，即可應(yīng)用。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機，包括ECU、開關(guān)式熱交換裝置組合、專用氣動馬達、發(fā)動機正時系統(tǒng)，所述的開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門，由發(fā)動機正時系統(tǒng)進行控制。
[0005]所述的專用氣動馬達是活塞式氣動馬達，所述的開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門安置在氣缸的缸蓋部位，換氣門安置在遠離缸蓋一定距離的另一個方向上。
[0006]所述的發(fā)動機正時系統(tǒng)采用雙路雙頂置凸輪軸，一路雙頂置凸輪軸安置在氣缸缸蓋上，另一路安置在與氣缸缸蓋相反的位置上。
[0007]采用雙路雙頂置凸輪軸時，每個氣缸配備兩個開關(guān)式熱交換裝置組合。
[0008]所述開關(guān)式熱交換裝置組合的加熱器、冷卻器，其位置處在氣缸缸蓋和另一路雙頂置凸輪軸之間。
[0009]溫差發(fā)動機以活塞下行做功、活塞上行回氣為一個循環(huán)周期。凸輪軸設(shè)計成可以控制在同一個循環(huán)周期內(nèi)只有一組開關(guān)式熱交換裝置組合處于工作狀態(tài)。兩組開關(guān)式熱交換裝置組合間隔一個周期交替工作，例如在周期1、3、5...中，第一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門處于活躍狀態(tài)，而另一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門則總是處于關(guān)閉中。而在周期2、4、6...中，另一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門處于活躍狀態(tài)，而第一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門則總是處于關(guān)閉中。
[0010]凸輪軸設(shè)計成:當活塞處于上止點時，凸輪將打開進入工作狀態(tài)的開關(guān)式熱交換裝置組合的出氣門，讓加熱器中的高溫高壓氣體進入氣缸推動活塞下行；當活塞行進到下止點，凸輪將關(guān)閉開關(guān)式熱交換裝置組合的出氣門，同時打開進氣門、換氣門，此時活塞由下止點向上止點運動，把氣缸內(nèi)的空氣經(jīng)由開關(guān)式熱交換裝置組合的進氣門推入冷卻器，而冷卻器中的空氣經(jīng)過換氣門推入加熱器。當活塞再次到達上止點，將進氣門關(guān)閉，換氣門關(guān)閉，完成一次做功流程。
[0011]本發(fā)明的有益效果
[0012]本發(fā)明提出的這種采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機，采用了市場上通行的內(nèi)燃發(fā)動機氣門正時系統(tǒng)對發(fā)動機進行控制。發(fā)動機正時系統(tǒng)技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，零部件生產(chǎn)廠家眾多，相關(guān)人才濟濟，因此可以大幅降低設(shè)計、采購和生產(chǎn)的成本。同時，經(jīng)過時間驗證的安全可靠性，也更容易讓用戶接受，有助于溫差發(fā)動機的推廣。尤其是，如果把溫差發(fā)動機和內(nèi)燃機組合成聯(lián)合循環(huán)的動力系統(tǒng)(以期在燃料消耗不變的情況下提高動力輸出)，那么采用發(fā)動機正時系統(tǒng)會使設(shè)計更簡單，價格更低廉，可以縮短開發(fā)周期，更快地進入應(yīng)用階段。本發(fā)明可拓寬溫差發(fā)動機的應(yīng)用范圍，對于發(fā)展可再生能源以替代傳統(tǒng)能源、廢熱利用、提高現(xiàn)有發(fā)動機的能效等領(lǐng)域都將產(chǎn)生巨大的作用，對節(jié)能減排、保護環(huán)境以及工業(yè)轉(zhuǎn)型升級都將作出巨大貢獻，將促使一個綠色工業(yè)文明時代的到來。
【附圖說明】
[0013]圖1為采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中1.正時凸輪、2.開關(guān)式熱交換裝置組合中的出氣門、3.開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、4.活塞式氣功馬達的氣缸缸體、5.活塞、6.連桿、7.開關(guān)式熱交換裝置組合中的冷卻器、8.開關(guān)式熱交換裝置組合中的換氣門、9.開關(guān)式熱交換裝置組合中的加熱器。
[0015]實施方式
[0016]實施例一:參見圖1，一種采用正時系統(tǒng)控制的溫差發(fā)動機，包括E⑶、開關(guān)式熱交換裝置組合、專用氣動馬達、發(fā)動機正時系統(tǒng)，所述的開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門，由發(fā)動機正時系統(tǒng)進行控制。
[0017]所述的專用氣動馬達是活塞式氣動馬達，所述的開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門安置在氣缸的缸蓋部位，換氣門安置在遠離缸蓋一定距離的另一個方向上。
[0018]所述的發(fā)動機正時系統(tǒng)采用雙路雙頂置凸輪軸，一路雙頂置凸輪軸安置在氣缸缸蓋上，另一路安置在與氣缸缸蓋相反的位置上。
[0019]采用雙路雙頂置凸輪軸時，每個氣缸配備兩個開關(guān)式熱交換裝置組合。
[0020]所述開關(guān)式熱交換裝置組合的加熱器、冷卻器，其位置處在氣缸缸蓋和另一路雙頂置凸輪軸之間。
[0021]溫差發(fā)動機以活塞下行做功、活塞上行回氣為一個循環(huán)周期。凸輪軸設(shè)計成可以控制在同一個循環(huán)周期內(nèi)只有一組開關(guān)式熱交換裝置組合處于工作狀態(tài)。兩組開關(guān)式熱交換裝置組合間隔一個周期交替工作，例如在周期1、3、5...中，第一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門處于活躍狀態(tài)，而另一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門則總是處于關(guān)閉中。而在周期2、4、6...中，另一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門處于活躍狀態(tài)，而第一組開關(guān)式熱交換裝置組合中的進氣門、出氣門、換氣門則總是處于關(guān)閉中。
[0022]凸輪軸設(shè)計成:當活塞處于上止點時，凸輪將打開進入工作狀態(tài)的開關(guān)式熱交換裝置組合的出氣門，讓加熱器中的高溫高壓氣體進入氣缸推動活塞下行；當活塞行進到下止點，凸輪將關(guān)閉開關(guān)式熱交換裝置組合的出氣門，同時打開進氣門、換氣門，此時活塞由下止點向上止點運動，把氣缸內(nèi)的空氣經(jīng)由開關(guān)式熱交換裝置組合的進氣門推入冷卻器，而冷卻器中的空氣經(jīng)過換氣門推入加熱器。當活塞再次到達上止點，將進氣門關(guān)閉，換氣門關(guān)閉，完成一次做功流程。
[0023]本發(fā)明與程控開關(guān)式溫差發(fā)動機的差異點在于，程控開關(guān)式溫差發(fā)動機采用電磁閥對發(fā)動機進行控制，而本發(fā)明則采用了內(nèi)燃發(fā)動機常用的發(fā)動機正時系統(tǒng)。電磁閥在高溫下會發(fā)生磁力減弱甚