采用正时系统控制的温差发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机的技术领域，特别涉及一种程控开关式温差发动机(参见专利申请号 201410058639.5)。
【背景技术】
[0002]程控开关式温差发动机利用温差产生动力，在节能和新能源领域有非常广泛的应用前景。但专利申请号201410058639.5所提出的程控开关式温差发动机采用电磁阀对发动机进行控制，电磁阀在高温下会发生磁力减弱甚至失去磁力的情况，这影响了程控开关式温差发动机的应用范围。另外如果以温差发动机和内燃机组成联合循环的动力系统，就要配备两套控制系统，这既增加了开发的难度，也增加了生产成本。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种采用正时系统控制的温差发动机，正时系统是内燃发动机的标准配置，经过长久的实际使用，证明了其工作安全可靠，经久耐用，适用范围广。本发明提出的采用正时系统控制的温差发动机所采用的正时系统与现有内燃机的正时系统，其结构完全一致，只需要对凸轮轴进行专门设计，即可应用。
[0004]本发明的技术方案是:一种采用正时系统控制的温差发动机，包括ECU、开关式热交换装置组合、专用气动马达、发动机正时系统，所述的开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门，由发动机正时系统进行控制。
[0005]所述的专用气动马达是活塞式气动马达，所述的开关式热交换装置组合中的进气门、出气门安置在气缸的缸盖部位，换气门安置在远离缸盖一定距离的另一个方向上。
[0006]所述的发动机正时系统采用双路双顶置凸轮轴，一路双顶置凸轮轴安置在气缸缸盖上，另一路安置在与气缸缸盖相反的位置上。
[0007]采用双路双顶置凸轮轴时，每个气缸配备两个开关式热交换装置组合。
[0008]所述开关式热交换装置组合的加热器、冷却器，其位置处在气缸缸盖和另一路双顶置凸轮轴之间。
[0009]温差发动机以活塞下行做功、活塞上行回气为一个循环周期。凸轮轴设计成可以控制在同一个循环周期内只有一组开关式热交换装置组合处于工作状态。两组开关式热交换装置组合间隔一个周期交替工作，例如在周期1、3、5...中，第一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门处于活跃状态，而另一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门则总是处于关闭中。而在周期2、4、6...中，另一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门处于活跃状态，而第一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门则总是处于关闭中。
[0010]凸轮轴设计成:当活塞处于上止点时，凸轮将打开进入工作状态的开关式热交换装置组合的出气门，让加热器中的高温高压气体进入气缸推动活塞下行；当活塞行进到下止点，凸轮将关闭开关式热交换装置组合的出气门，同时打开进气门、换气门，此时活塞由下止点向上止点运动，把气缸内的空气经由开关式热交换装置组合的进气门推入冷却器，而冷却器中的空气经过换气门推入加热器。当活塞再次到达上止点，将进气门关闭，换气门关闭，完成一次做功流程。
[0011]本发明的有益效果
[0012]本发明提出的这种采用正时系统控制的温差发动机，采用了市场上通行的内燃发动机气门正时系统对发动机进行控制。发动机正时系统技术成熟，应用广泛，零部件生产厂家众多，相关人才济济，因此可以大幅降低设计、采购和生产的成本。同时，经过时间验证的安全可靠性，也更容易让用户接受，有助于温差发动机的推广。尤其是，如果把温差发动机和内燃机组合成联合循环的动力系统(以期在燃料消耗不变的情况下提高动力输出)，那么采用发动机正时系统会使设计更简单，价格更低廉，可以缩短开发周期，更快地进入应用阶段。本发明可拓宽温差发动机的应用范围，对于发展可再生能源以替代传统能源、废热利用、提高现有发动机的能效等领域都将产生巨大的作用，对节能减排、保护环境以及工业转型升级都将作出巨大贡献，将促使一个绿色工业文明时代的到来。
【附图说明】
[0013]图1为采用正时系统控制的温差发动机结构示意图；
[0014]图中1.正时凸轮、2.开关式热交换装置组合中的出气门、3.开关式热交换装置组合中的进气门、4.活塞式气功马达的气缸缸体、5.活塞、6.连杆、7.开关式热交换装置组合中的冷却器、8.开关式热交换装置组合中的换气门、9.开关式热交换装置组合中的加热器。
[0015]实施方式
[0016]实施例一:参见图1，一种采用正时系统控制的温差发动机，包括E⑶、开关式热交换装置组合、专用气动马达、发动机正时系统，所述的开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门，由发动机正时系统进行控制。
[0017]所述的专用气动马达是活塞式气动马达，所述的开关式热交换装置组合中的进气门、出气门安置在气缸的缸盖部位，换气门安置在远离缸盖一定距离的另一个方向上。
[0018]所述的发动机正时系统采用双路双顶置凸轮轴，一路双顶置凸轮轴安置在气缸缸盖上，另一路安置在与气缸缸盖相反的位置上。
[0019]采用双路双顶置凸轮轴时，每个气缸配备两个开关式热交换装置组合。
[0020]所述开关式热交换装置组合的加热器、冷却器，其位置处在气缸缸盖和另一路双顶置凸轮轴之间。
[0021]温差发动机以活塞下行做功、活塞上行回气为一个循环周期。凸轮轴设计成可以控制在同一个循环周期内只有一组开关式热交换装置组合处于工作状态。两组开关式热交换装置组合间隔一个周期交替工作，例如在周期1、3、5...中，第一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门处于活跃状态，而另一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门则总是处于关闭中。而在周期2、4、6...中，另一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门处于活跃状态，而第一组开关式热交换装置组合中的进气门、出气门、换气门则总是处于关闭中。
[0022]凸轮轴设计成:当活塞处于上止点时，凸轮将打开进入工作状态的开关式热交换装置组合的出气门，让加热器中的高温高压气体进入气缸推动活塞下行；当活塞行进到下止点，凸轮将关闭开关式热交换装置组合的出气门，同时打开进气门、换气门，此时活塞由下止点向上止点运动，把气缸内的空气经由开关式热交换装置组合的进气门推入冷却器，而冷却器中的空气经过换气门推入加热器。当活塞再次到达上止点，将进气门关闭，换气门关闭，完成一次做功流程。
[0023]本发明与程控开关式温差发动机的差异点在于，程控开关式温差发动机采用电磁阀对发动机进行控制，而本发明则采用了内燃发动机常用的发动机正时系统。电磁阀在高温下会发生磁力减弱甚