基于内燃机和直线液压泵的动力装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适用于车辆、工程机械的动力装置，特别是一种基于内燃机和直线液压泵的动力装置。
【背景技术】
[0002]在汽车中广泛使用的动力装置是传统的往复活塞式内燃机，其燃料产生的热能通过活塞、连杆和曲轴机构向外输出扭矩，该扭矩再通过离合器、变速箱、传动轴和减速器传递给车轮。此动力传递方式有其固有问题:第一是中间传递环节多，机构复杂，机械效率低。第二是传动轴和变速箱的布置限制了车辆的通过性和转向灵活性。
[0003]近20年来国内外先后开展了液压自由活塞发动机的研宄，属于一种新型动力，处于技术探索阶段。通过国内外发表的研宄成果来看，液压自由活塞发动机的发动机部分结构相对简单，但是液压部分的结构比较复杂。液压自由活塞发动机输出的是液压能，活塞复位也必须依靠液压能，最大的技术困难在于起动过程。发动机起动时活塞的高频往复运动必须依靠液压系统来完成。这对于液压系统的工作和控制提出来很高的要求，要求液压系统的各个频率控制阀精密可靠，不但流量要大，而且动作频率还要足够高，这两点恰恰是液压应用技术的两个矛盾对立面，很难协调。这是液压自由活塞发动机至今还没有成功应用的主要原因。
[0004]本发明结合了传统内燃机工作可靠、技术成熟和直线液压泵工作效率高的技术特点，用1/2曲轴代替整根曲轴，同样依靠飞轮惯性完成活塞回位，改曲轴的扭矩输出为直线液压泵的液压能输出，相对液压自由活塞发动机，液压系统大大简化，能够达到起动可靠方便，提高整机机械效率的效果；同时达到直接输出液压能驱动车轮上液压马达，实现轮边驱动的目的。目前在国内外还没有相关产品应用。经检索，现在与本发明类似的自由活塞发动机的专利主要有:
[0005](I)公开号为CN102400783A的中国专利:具有两冲程自由活塞发动机的小型轻量线性发电机系统，该专利公开的自由活塞发动机与动磁式结构结合为一体，形成具有二冲程自由活塞发动机的小型线性发电机系统。
[0006](2)公开号为CN102374021A的中国专利:自由活塞发动机，公开了一种整机为双活塞双燃烧室结构，每个燃烧室均配有进排气门，辅助机构的驱动比较复杂。向外输出的能量为电能。
[0007](3)公开号为CN 101363397A的中国专利:一种单活塞式液压自由活塞发动机，公开了一种直流扫气二冲程单活塞式液压自由活塞发动机，将传统往复活塞式发动机去掉曲轴，将活塞直接与柱塞式液压泵集成一体，将燃料的化学能直接转变为液压泵的液压能并向外输出。该专利与本发明的最大不同在于，1.该专利是直流扫气，需要排气门和专门的气门驱动机构，导致整机结构复杂。该专利必须用液压能推动活塞复位，而且必须用液压能起动，导致液压系统结构非常复杂，控制系统也非常复杂，起动很困难，连续运转也很困难。
2.因为没有外接的能够体现活塞运动位置的运动件，活塞的上止点位置和喷油或者点火时刻不容易确定。
[0008](4)公开号为CN 1957179A的中国专利:对置活塞对置气缸自由活塞发动机，该专利由一对内外活塞和液压泵组成，也称对置自由活塞发动机。其特点是，由内活塞的移动完成气缸内的气体交换，外活塞与液压泵集成为直线液压泵。其结构复杂，尤其是内外活塞的同步运动控制起来比较困难。
[0009](5)公开号为CN 1261944A的中国专利:自由活塞式内燃发动机，该专利是一种具有阀门定时系统的双对置活塞自由活塞发动机。需要有专门控制的气阀机构实现缸内气体的更换。
[0010](6)公开号为US005473893A的美国专利:具有液压单元的自由活塞发动机，该专利是目前世界上唯一做成样机进行示范的液压自由活塞发动机。该专利有8项权利要求，具备高低压液压单元。该专利无法防止活塞工作时的旋转，也没有给出活塞位移的测量方法。同样存在起动困难的问题。
【发明内容】
[0011]本发明目的为解决现有技术的不足，提供一种不需要曲轴扭矩输出等中间传递环节，以高压油的柔性传动取代变速箱和传动轴的刚性机械传动，具有较高的机械效率、起动容易、连续工作可靠的基于内燃机和直线液压泵的动力装置。
[0012]本发明基于内燃机和直线液压泵的动力装置，由去掉了气门配气机构的单缸二冲程发动机和含有直线液压泵、油泵和液压马达的液压传动系统两部分组成，所述的单缸二冲程发动机，包括:机体、固连在机体上的缸盖、在机体腔内与其滑动配合的活塞、固连在活塞上的活塞杆、通过活塞销和连杆与活塞杆相铰连的曲轴、固设在曲轴主轴颈上的齿轮齿轮飞轮；
[0013]所述的直线液压泵的液压柱塞上端与所述的单缸二冲程发动机的活塞杆相连接，直线液压泵泵体的下端通过高压出油阀与所述的液压马达管路连接；直线液压泵泵体的底端通过高压油止回阀与所述的油泵的输出端管路连接，油泵的输入端通过管路连接一低压储油器；直线液压泵泵体的上端通过低压回油阀与所述低压储油箱管路连接；在连接直线液压泵与液压马达的管路上还并连一高压蓄油器。
[0014]所述的曲轴为只有一个连杆轴颈和一个主轴颈的半个曲轴。
[0015]本发明动力装置的工作机理是:
[0016]通过单缸二冲程发动机可燃混合气在燃烧室内着火膨胀推动活塞及活塞杆和直线液压泵的液压柱塞向下移动(膨胀行程)，驱动直线液压泵输出高压油，高压油通过高压出油阀向液压马达输出而驱动液压马达转动，液压马达带动负载。在齿轮飞轮的转动惯性作用下带动曲轴继续转动，并通过连杆、活塞杆带动活塞上移(压缩行程)，从而实现活塞的往复运动。
[0017]本发明的有益效果在于:
[0018]a.将二冲程柴油机与直线液压泵组合为一体，将传统内燃机由曲轴输出动力改为由液压马达输出动力，减少了动力输出的中间转换环节，使得本发明的热效率将比传统内燃机提高约5%左右。
[0019]b.本发明的结构比传统内燃机和液压自由活塞发动机更简单，主要体现在液压系统有很大简化，不需要液压频率控制阀等高精密装置。
[0020]c.本发明的启动过程完全与传统内燃机相同，可由启动电机拖动或者手摇起动，是机械启动方式，启动可靠。
[0021]d.本发明