专利名称：汽车智能结构智能控制内燃机的制作方法
技术领域：
汽车智能结构智能控制内燃机具有内燃机的转化能量方式，具有自动控制结构，动能传输具有液体传动结构。
背景技术：
现代环境保护和新能源的发展和电动机迫近的压力和智能化普遍发展要求淘汰在高效节能方面弱的内燃机。需要更加节能、环保，制动能耗、启动、怠速能耗回收利用并且有较高的自动控制内燃机。目前所使用的内燃机适用的燃料单一，一种结构类型适用与其结构对应的燃料，在能源利用方面不具备多种能源普遍适用性，不能多种能源兼容，不能智能处理燃料反应前后的物理性状，不能实施优化控制，不能控制燃料反应前后各阶段的时间量，该时间量是否能被控制直接影响燃料反应的质量，现行内燃机存在着以上著多不足。本发动机直接控制作功反应前后各阶段时间量，为燃料的优化、高效节能提供了控制基础和前题。当前对汽车内燃机本身实施自动控制明显不足，智能控制方面尚不具备，本发动机在智能控制所必须的动态反馈，对燃料进行定量化及管理、优化处理方面确立了智能结构，在发动机作功过程、传动过程能够充分发挥实验室取得的多种数据、参数，使该数据成为直接控制燃料的依据和数据库。现行内燃机结构无法解决以上功能，本发动机的知能结构实施自动控制和精确控制，解决了结构上的技术。目前智能汽车及智能交通系统主要针对发动机周边设备实施智能化，内燃机向着可控制性提高方向发展，本发动机达到数控智能化、充分节能，广泛适用多种能源，对多种能源具有自适应性，并进行优化处理，统一了多种内燃机结构(如代用燃料发动机、超低燃料能耗发动机、双燃料发动机等)。本发动机的智能结构方案使得制动能耗得以利用，不存在怠速、耗能形式，并且使得发动机自身能耗降低。现行汽车内燃机只有在较高转速时才能获得优良的动力，而本发动机实现发动机的低转速并且具有优良的动力性能。
发明内容
针对以上内燃机的不足，本发动机通过智能结构和动态反馈实施作功过程阶段时间量的可控制方案，以及实施传动过程可控制方案。
通过智能结构的配气缸及配气缸缸体功能结构，以及通过配气缸旋转角度、速度及时间量的控制，构成配气缸控制气缸体作功过程的功能状态；通过智能结构的控制轮结构，控制活塞工作位置及通过控制轮运动的三个阶段，控制气缸体作功过程；配气缸和控制轮共同对气缸体作功过程中的压气阶段、优化阶段、后期压力阶段以及排气阶段、进气阶段的时间量合理调整控制，使得各阶段时间量实现数字化(电子)管理、控制，实现燃料量最佳状态反应作功、提高热效率，多种能源兼容。通过控制轮的自转阶段，使得活塞一定时间内具有趋于静止的状态，为智能控制提供了条件。通过测量器(编码器)和感应传感结构产生向系统反馈电信号，反馈配气缸和控制轮的旋转角度、速度等运动状态，与控制结构构成动态反馈和闭环控制的数字控制型式。通过智能结构的传动机构实施液体传动和轴传动，使得动能传动过程可以控制，与气缸体作功过程可以控制一致。通过以上智能结构达到作功过程、传动过程的数字化管理。
本发明的有益效果本发明的有益效果发动机由智能结构实施作功过程、传动过程全过程数控，达到智能化是最重要的优点，是计算机软件时代的产物，成为以软件为基础控制作功过程的数控设备，并以各种燃料在实验室取得的最优参数，数据为控制依据，使得该发动机环保、高效节能的优势无与抗衡。
该发动机每个作功周期均是独立单元，因此无怠速、空档、启动等概念，有效节能。现代汽车在市区内使用时待速、空档、启动所消耗的能量巨大。智能结构、控制执行结构、反馈结构控制，传感控制等建立起“神经系统”达到精确自动控制，使发动机的状态、性能调整达到最优，使发动机成为“活的心脏”。本发动工作状态是变量实施数控，如时间量等。比较现行发动机的恒定不可控，是一个质变，成为智能化的基础。活塞运动至下止点附近的后期压力阶段，使燃料后期压力作功，能源利用彻底(在车体低速行驶时最能体现此动能)，而现行发动机不能利用这部分能量。实现发动机低转速下获得优良动力。通过控制动能传输速度、时间来控制功率的方式比较现行通过控制燃料量、变速箱、档位来控制功率的方式具有控制精度高、简单、节能环保、适宜数控的优点；通过控制阀来控制动能比通过齿轮、变速箱等控制动能形式具有控制部件单一、高效，活塞每向下运动均为作功行程，效率提高，活塞处于液体环境，作功行程与上升行程急缓有节律，具有仿生动力的特征；发动机的往复运动、旋转运动分别由活塞和液压马达“各司其职，分工协作”，使之无振动、惯性小、动能损失少(节能)，活塞寿命长；通过管道传动不受路径影响并可传动两个以上的马达，并分别控制。蓄能罐均恒动能，使动能均匀、连续、无振动，在制动时储存动能，解除制动后重新利用。不同于现行发动机，飞轮、曲轴在制动时增加制动惯性和不被利用损失动能，该动能在频繁制动情况下，其节能意义重大。配气缸由伺服电动机传动，控制精度高、功能优，进气、排气的口径、时间均可控制，远优于多气门、电喷形式，对称反向排气减少了振动源，并对燃烧过程有一定的控制作用，配气缸与缸体旋转摩合形式，有利于密封气体的性能，并无机械冲击，加之传动液的减振作用使之成为无振动、低噪音发动机。本发动机可同时使用两种以上的燃料，及不同压力值(比例)的燃料，在使用气体性质燃料方面多种能源方面具有不可替代的优点，燃料(气体)压力值不受局限，一种发动机适用多种能源，在环保方面更具优势。本发动机使控制操作达到最简，液压马达在制动和车轮防抱死控制方面具有明显优点。发动机的单缸型式运用在摩托车上对摩托车具有革命性意义。本发动机作功、控制是全新理念、全新结构，极具超前性，使节能效率达到内燃机所能达到的极限值。本发动机最适宜轿车使用，以及新兴轻体车。该发动机专为新能源、智能化而创造，使内燃机的环境排放指标与燃料电池发动机相类同。
图1配气缸结构。
图2配气缸柱体结构以及与缸体柱体结构关系。
图3配气缸与配气缸缸体的结构关系。
图4缸体结构，包括配气缸缸体、作功气缸体、功能缸体。
图5功能缸体的内柱体结构。
图6活塞结构，包括剖视图B-B、C-C和放大图。
图7活塞与缸体结构关系。
图8液压缸体和功能缸体结构关系，包括上行程连杆结构。
图9配气缸缸体功能结构。两种结构分别对应有辅助排气口结构和无辅助排气口结构。
图10、图11是配气缸传动结构。
图12是配气缸冷却结构。包括动毂、静毂结构关系。
图13液体传动动力输出结构的液压缸体。K1是左轴与右轴之间的上行程连杆运动区域。属I型气缸体结构。
图14、控制轮结构，及控制轮与环形导轨和推动结构的结构关系。
图15、控制轮A轮、B轮结构，A、B轮固定成一体结构。导向槽两端半圆结构之间与轴心的连线是中心线位置。
图16、轴传动动力输出结构的液压缸体。属II型气缸体结构。
图17是控制轮的制动电磁离合器结构。制动结构(C7)与轴(Y1)固定线圈(C8)电流产生结合力，使制动结构C7与C9结合制动。
图18、控制轮C轮结构。
图19、控制轮C实施A向转换和B向转换的环形导轨、推动结构。
图20、是动力轮结构。
图21是上行程连杆与动力轮、控制轮的结构关系。
图22是上行程连杆结构。
图23是液体传动动力输出结构的液压缸体的输出输入壳体结构。
图24、图25轴传动动力输出结构的液压缸体结构。
图26是动力轮结构。沿锥体吻合结构的闭合中心线(J4)展开图。
图27是动力轮与右轴在作功过程的角度关系与垂直平面的角度值为α7。
图28、是控制轮和动力轮在作功过程的角度关系。以从动轴和锥体吻合结构的运动计算。
图29是控制轮运动三个阶段与控制轮A向转换、B向转换关系说明，实心圆(93)表示从动轴在导向槽内的位置，该位置在对应导向槽内的投影以空心圆(94)表示，实心圆、空心圆表示从动轴在某一时刻(角度)所处的位置。
图30是配气缸和传动结构以及控制轮和动力轮的反馈结构说明图。
图31是控制轮C轮的结构变型。
图32是控制轮C变型结构的结构构成。
图33是液体动动力输出结构的传动机构结构构成及传动过程。密封式储液箱(J6)内设置放气控制阀和气体传感器用以排除气体成份。
图34是轴传动动力输出结构的传动机构的传动液传动结构构成。
图35是轴传动动力输出结构的传动液体动结构的储能罐结构，活塞(67)顶部腔体(79、85)放置空气传感器和放气控制阀用以排除气体成份活塞底感应元件(N)感应传感器柱体(非金属材料)内的传感M(若干组)，用以向系统反馈活塞的位置情况。
图36是由内环形导轨(23)和外环形导轨(52)结构构成的环形导轨，其结构和作用与环形导轨(58)相同。内环形导轨和外环形导轨分别与两个推动结构(60)相对应。该结构在圆周内(360°)完成一个A向转换。
图37是控制轮A、B的环形导轨。环形导轨产生的B向转换，环形导轨在圆周内(360°)完成一个B向转换。
具体实施例方式智能结构包括配气缸及传动结构，活塞结构、缸体结构、控制轮结构、动力轮结构、传动机构、润滑、冷却和燃料供给等辅助结构。为具体阐述本发明结构，从以下11个方面阐述。
(一)配气缸及配气缸缸体结构，配气缸功能状态。
(二)缸体结构。
(三)活塞结构。
(四)控制轮结构。
(五)液传动动力输出结构。
(六)动力轮结构及轴传动动力输出结构。
(七)气缸体结构作功过程。
(八)传动机构传动过程。
(九)智能结构的变型结构。
(十)反馈控制结构，传感器控制结构。
(十一)燃料供给结构、润滑结构、冷却结构，发动机的启动、制动储能。
(一)构成智能结构的配气缸及配气缸传动结构，以及配气缸缸体结构。(对照图1、2、3、9)配气缸由柱体(3)、锥面体(4)、功能腔(1)、吻合面(5)、内腔(2)、传动结构构成，传动结构(对照图2、10、11)包括传动轴(S1)、固定轴承(10)、传动齿轮(12、13)、传动支持结构(S2)。伺服电动机通过传动齿轮(13)、传动轴、支持结构(S2)、驱动配气缸旋转，配气缸通过传动齿轮(12)传动测量器(编码器)。感应元件(如发磁体N)、传感器(M)。传动齿轮与测量器和感应元件与传感器构成反馈结构。支持结构和凸结构(S3)及销键(S5)与柱体凹结构(S4)相吻合，由销键锁紧，簧片(K)与固定结构(S6)固定，并对销键施加压力，支持结构与传动轴固定。锥面体结构与配气缸缸体锥面体(15)相互吻合，构成密封结构。配气缸柱体轴承结构(7)与缸体柱体构成滑动磨擦关系，配气缸锥面体在作功过程中不构成密封功能的部位做凹结构(6)，凹结构不与缸体锥面体相接触，以减小磨擦和锥面变形。在锥面体上设置油道(8)和做微槽结构(14)，具有提供润滑油减小磨擦功能。配气缸锥面体上的功能腔、油道成对称分布。固定轴承的簧片(11)提供配气缸向上的弹力，并大于重力，使锥面体之间接触良好。配气缸需要设置冷却结构时，内腔作为被冷却部位。配气缸控制反馈结构(对照图10、11、30)。伺服电动机控制配气缸的旋转角度、速度，构成配气缸控制执行结构(s1、s2、13、84)，柱体(3)上固定若干感应元件(N，如发磁体、金属块)，由传感器(M，如磁敏传感器、电容变化传感器)拾取感应元件的感应电信号向系统反馈，该反馈结构具有配气缸定位基准(零位置)、较正位置反馈偏差的功能，测量器(M8)产生配气缸旋转角度、速度电信号向系统反馈，传感器(M)与测量器一同构成反馈结构。伺服电动机由系统控制及电动机内编码器向系统反馈电动机工作状态(81、84)，该编码是电动机(驱动配气缸)的控制反馈结构。配气缸和伺服电动机及传动结构与配气缸缸体锥面体功能结构构成智能结构中控制作功过程和配气缸功能状态的控制执行器。所有向系统产生反馈电信号的结构构成动态反馈结构。配气缸以固定方向旋转，如逆时针方向或顺时针方向。配气缸控制燃料的方式是配气缸功能腔旋转移动至进气阶段，空气由压气机提供，一定量的空气由进气口通过功能腔进入缸内。经过一定的时间量，功能腔旋转移动至压气阶段，经过一定的时间量，配气缸功能腔旋转移动至与喷射结构位置对应，功能腔接收喷射结构提供的一定量的燃料(一种或两种以上燃料，气体以及液体燃料顺序喷射)后进入优化阶段。配气缸缸体结构由柱体(16)，锥面体(15)，安装平面(22)构成。锥面体上具有功能结构(图9)，功能结构有进气口(H1)，排气口(H2)，传感器(M1，压力，温度传感器)，气体燃料喷射结构(17)，液体燃料喷射结构((18，)，点火结构(P3火花塞)，注油孔(20)，传感器位于进气口附近，在燃料作功阶段由配气缸锥面体密封功能保护，不受燃料反应的高温、高压影响。喷射结构及火花塞，注油孔设置安装座(H4)结构，注油孔与油道对应，由系统控制定量供给压力润滑油。进气口与排气口之间距离依据配气缸功能腔控制功能设定。锥面体功能结构位置、形状、尺寸依据配气缸功能腔实际控制功能设计，本实施例功能结构对称分布。配气缸功能腔旋转位移与缸体锥面体功能结构形成功能状态，功能状态包括配气缸功能腔接通进气口；功能腔切断进气口；功能腔接通气体燃料喷射结构；功能腔切断气体燃料喷射结构；功能腔接通液体燃料喷射结构、点火结构；功能腔切断液体燃料喷射结构、点火结构；功能腔接通排气口，功能腔切断排气口。各功能状态与配气缸一定的旋转角度值对应，配气缸功能腔由接通该功能结构的功能状态至切断该功能结构的功能状态是与该功能结构位置对应功能状态。配气缸功能状态具有控制作功过程的进气阶段时间量、优化阶段时间量、后期压力阶段时间量、排气阶段时间量的功能。配气缸与作功气缸、活塞顶共同构成燃料反应作功容积。配气缸缸体与作功气缸成一体结构，作功气缸与功能缸体成一体结构。
(二)构成智能结构的缸体结构。缸体结构包括配气缸缸体、作功气缸体、功能缸体、液压缸体。作功气缸体是柱体结构(21)，在活塞下止点位置设置辅助排气口和辅助排气管(H3)，作功气缸体是活塞顶运动区域。活塞顶的活塞环结构与作功气缸体相互密封结构为已有技术，作功气缸可采用已有技术的气缸套结构。功能缸体具有冷却、阻隔作功气缸体热量向液压缸体传导的功能；具有连接固定作功气缸与液压缸体的功能；具有防止活塞产生轴向位移的功能；与活塞柱构成密封结构关系。功能缸体是活塞柱体(42)、活塞轴套座(39、40)结构运动区域，并且构成冷却腔。功能缸体结构包括外柱体(24)、内柱体(33)、导向柱(34)、导向柱内充以轻质填料，连接结构(32)、冷却腔(25、30)、冷却管(26、28、29)、冷却腔口(29)、冷却管设置冷却腔口结构，冷却流体由下冷却管及冷却腔口(26、29)上冷却管及冷却腔口，经过冷却腔(25、30)由中冷却管(27)出，完成缸体、柱体(24、33)及活塞柱体的冷却，冷却方式是强制冷却。冷却腔内设置散热凸起结构(片状)以增加冷却效果。散热凸起结构可以与缸体(31或24)成一体结构。
(三)构成智能结构的活塞结构(对照图6、图7、图A、图22)。活塞由活塞顶(38)和柱体结构和活塞腔结构和活塞轴套座和上行程连杆结构五部分构成。活塞顶由吻合面(36)、活塞环槽(37)、连接结构、凸肩结构(45)活塞环构成，活塞位于上止点时，活塞吻合面与配缸吻合面相互接触吻合，活塞顶通过连接结构与活塞轴套座相联接，活塞轴套座(39)由导向槽(48)、活塞销孔(51)构成，活塞柱体(42)与活塞顶凸肩结构(45)相焊接。活塞柱体具有内密封环座(49)和内密封环槽(50)结构，内密封环槽内设置密封环(11、95)结构与功能缸体内柱体形密封结构，密封环为弹性钢质(11)内充以弹性材料(如橡胶95)柱体内有隔热材料层(43)，感应元件和传感器，构成感应传感结构，活塞顶凸肩、连接结构均有隔热材料层结构。上行程连杆通过轴瓦和活塞销结构与活塞销孔联接构成轴承关系，该结构与现有活塞销与连杆结构相同，上行程连杆主要功能是为活塞上行程运动传递动力。上行程连杆的左轴(71)和右轴(72)为一体结构，活塞环槽和活塞环。以及活塞销孔和活塞销结构为已有技术。活塞柱体感应元件槽(44)，内设置感应元件(如发磁体(N)由隔磁材料层(S7)保护)感应元件感应传感器(M)，传感器产生反馈电信号，反馈活塞的位置，活塞具有向传动液和控制轮或者动力轮传递燃料作功压力功能，阻隔燃料作功热量向传动液传导功能，接收控制轮(通过上行程连杆)提供的上行程运动动力。为说明方便，设定上行程连杆或左轴、右轴运动构成的平面是理论垂直平面，活塞位于上止点和下止点时的左轴(或右轴)所在位置的连线是理论垂直线(Q)。
(四)构成智能结构的控制轮结构(对照图13、14、15、18、19、29、36、37)。控制轮结构包括控制轮A，控制轮B，控制轮C，控制轴(Y1)，齿轮(C1)测量器座(K7)，测量器座用于固定测量器(编码器)，测量器齿与齿轮(C1)啮合，感应元件(N)、传感元件(M)，传感元件位于传感器槽(M3)与感应元件对应。用于液体传动动力输出结构的控制轮质量适当，保持控制轮在发动机中速运动时储存的惯性动能可以使活塞完成上行程。用于轴传动动力输出结构的控制轮质量，应当很小，可以使用非金属材料，并在控制轮A、B外沿(53)作轮齿结构，使控制轮在液体环境运动情况下，轮齿具备减速作用，C轮包括轴套(63)，从动轴(68)，滚动轴套结构(75)以滚珠(76)为滚动结构。推动结构(60、61)，B、A轮包括环形导轨(59)，导向槽(55)，由外环轨(56)和内环轨(57)构成导向槽结构，导向槽端部是半圆形结构，与从动轴相吻合，外环轨与内环轨间距与从动轴直径一致，内环轨半径在此基础上作微小差值，使内环轨与外环轨间距微大于从动轴直径。减少从动轴运动时的摩擦，B轮导向槽在对从动轴作功的一端作缓冲簧(11)结构，齿轮(C1)传动加速电机和测量器，A、B轮固定成一体结构并与控制轴固定联接，控制轮C的滚动轴套结构以A轮的轮轴(54)为轴，可以与A、B轮形成相对运动形式。控制轮通过旋转运动和推动结构作转换运动。控制轮C由B轮向A轮方向运动是A向转换，从动轴由B轮导向槽退出进入A轮导向槽，控制轮C由A轮向B轮方向运动是B向转换，从动轴由A轮导向槽退出进入B轮导向槽。环形导轨(58)在控制轮C旋转过程中对推动结构(60)产生作用力，使C轮产生A向转换，环形导轨(59)在控制轮A、B旋转过程中对推动结构(61)产生作用力，使C轮产生B向转换。环形导轨(58、59)与推动结构(60、61)之间形成滑动摩擦关系，两组环形导轨(58、59)是闭合的圆周结构，环形导轨分为三段结构，一段是由基础厚度增加至转换厚度(导向槽的厚度y)，是对推动结构产生驱动作用力(通过控制轮旋转驱动推动结构)。另一段结构是由转换厚度(y)减小至基础厚度，该段结构是配合另一组环形导轨所产生的驱动作用力。第三段结构是厚度不变(基础厚度)，不对推动结构产生作用力。控制轮A轮、B轮相对固定，中心线相互成R角度，R角度的大小决定控制轮自转阶段的旋转角度。R值可大可小，本实施例角度R取值与动力轮接触点的角度值R相同，控制轮自转阶段的旋转角度以360°为例。液体传动动力输出结构的控制轮C通过A向转换，传递上行程连杆(活塞)对A轮的驱动力，使A、B轮接受并储存动能。控制轮C通过B向转换传递B轮对上行程连杆(活塞)产生的作用力，A、B轮释放动能。使活塞完成上行程运动。轴传动动力输出结构的控制轮C通过A向转换使控制轮A与动力轮同步运行，控制轮C通过B向转换对上行程连杆产生作用力，使活塞完成上行程运动，并使右轴完成与动力轮锥体吻合结构的压贴结合关系。控制轮C的滚动轴套(75)与轮轴(54)构成滚动轴承关系，并构成传递作用力的结构。控制轮的运动周期分为三个段段，第一个阶段是控制轮处于作功角度后，活塞由燃料作功向下运动，从动轴对控制轮作功，至活塞运动至下止点(或接近下止点，或进入排气阶段)，第一个阶段结束，控制轮A、B进入自转阶段，第二个阶段控制轮B、A相对于控制轮C旋转，第二阶段控制轮C产生B向转换，控制轮转过角度R(本实施例R为360°轴传动动力输出结构的控制轮A、B转过角度值R以接近360°为例)后控制轮B(导向槽具有缓冲簧结构端)对从动轴产生作用力，控制轮A、B使C轮旋转进入第三阶段，控制轮C旋转通过上行程连杆使活塞完成上行程运动，该阶段控制轮运动至理论垂直线(活塞位于上止点位置)时完成(控制轮C)A向转换。控制轮运动第一个阶段是气缸体作功过程的作功阶段(t1)，控制轮旋转角度近180°，控制轮运动的自转阶段是气缸体作功过程的后期压力阶段(t2)，排气阶段(t3)，进气阶段(t4)，控制轮A、B旋转角度为360°或接近360°。控制轮运动的第三个阶段是气缸体作功过程的压气阶段(t5)、优化阶段(t6)，该阶段控制轮旋转大于180°。控制轮完成一个运动周期所旋转的角度值为720°或接近720°。其中控制轮C旋转360°，第二个阶段控制轮运动状态趋于静止。控制轮与垂直平面相平行。活塞运动的位置与控制轮和动力轮旋转角度成比例。控制轮与动力轮的运动角度值(R1致R7)均以垂直线(Q)为基准线确定。控制轮旋转角度和速度等运动状态由测量器和感应元件、传感器构成的反馈结构向系统反馈。
控制轮的工作过程(对照图28、29)控制轮经过上一个第三阶段的运动，旋转至作功角度(a1)，并且完成了A向转换，活塞通过上行程连杆、左轴、轴套、C轮以及从动轴对A轮作功(图b)。A、B轮接受动力旋转运动至角度a2(活塞位于下止点或接近下止点位置)，完成第一个阶段(图c)。A、B轮以惯性方式(具有动力轮结构的控制轮A、B，主要是由比例传动结构驱动)继续旋转，保持动能，控制轮C趋于静止状态(图d、e)，C轮完成B向转换。A、B轮旋转一定角度值后，B轮导向槽对C轮从动轴作功(具有动力轮结构的控制轮A、B由比例传动结构驱动。)继续旋转(图f)进入第三个阶段，A、B轮对左轴及上行程连杆作功，活塞向上止点运动(图g、h)控制轮B推动从动轴运动垂直线位置(活塞位于上止点)(图a)。继续旋转至作功角度(图b)，C轮完成A向转换。
(五)构成智能结构的液体传动动力输出结构。(对照图8、13、23)该结构的液压缸体结构包括控制结构壳体，和输入输出壳体，两壳体通过法兰结构(H8)相互固定，控制结构壳体具有轴套结构，按装控制轴(y1)的轴承(98)，内密封腔(K4)，外密封腔(K3)，传感器槽(M3)，环形导轨(23、52、58)，加速电机座(K2)及加速电机，测量器座(K7)，输入输出壳体具有输入口(H6、H7)，输出口(H5)，外环导轨(66)和内环导轨(65)及导向槽(64)结构。本实施例液压缸体上的轴套结构均具有内密封腔和外密封腔结构，内密封腔和外密封腔(K3、K4)构成双重密封结构。密封腔内设置密封结构及密封材料，密封结构及密封材料属已有技术。控制轮C的轴套(63)与上行程连杆的左轴相联接，右轴(72)位于导向槽内，导向槽内环导轨的半径适当减小，使导向槽的宽度微大于右轴直径，减小摩擦。内环导轨、外环导轨可作轴瓦结构(如图13所示)。输入口，输出口位置可以依据实际作变动。控制轮运动第一个阶段是接受活塞的作功动能，第二个阶段是储存动能(以自转形式)，第三个阶段是释放动能给上行程连杆，为活塞上行程运动提供动力，该阶段控制轮出现动力不足时，由加速电动机补充动能，电动机选用具有反馈结构(内装编码器)的电动机。活塞上行程运动以及下止点停留的时间由控制轮控制。活塞通过传动液输出燃料作功动能。液压缸体输出口与传动机构的动力管路联接，活塞通过传动液输出燃料作功动能。液压缸体输出口与传动机构的动力管路联接，输入口与传动机构的回路联接。液体传动动力输出结构完成本发明的液体传动型式控制。
(六)构成智能结构的动力轮结构和轴传动动力输出结构(对照图16、20、21、24、25、26、27、28)。轴传动动力输出结构的输出传动液压力较小，功能是循环冷却缸体结构(包括活塞)，传动液循环并在储能罐作用下具有一定的压力作为液压设施的液压动力源，同时具有减小振动、润滑运动器件的功能，还具有使控制轮减速(通过轮齿结构)，保证传动比例n°/360°。
动力轮由动力轴(Y2)、锥体吻合结构(J)、动力轮轮体(J5)、槽结构(J1)、推力轴承(D3)、导轨(D2)、动力齿轮(C2)、传动齿轮(C3)、感应元件(N)、内密封腔(K3)、外密封腔(K4)、平衡孔(J3)、传动齿轮驱动比例齿轮(C4)，也可以在动力轮外沿设置轮齿传动比例齿轮，如此比例齿轮位于液压缸体内。动力轮(或动力轴)与垂直平面成一定角度(角度值为a7)动力齿轮通过输出轴及输出齿轮(或其他传动型式，本附图未提供)继续传动，向受力结构(如车轮)传送动力，输出轴可同时由两个以上气缸体作功驱动。动力轮同时具有惯性飞轮作用，动力轮可以制成质量不平衡结构，本实施例以圆形及平衡孔均匀质量，平衡孔是减去一部分质量后填充轻质材料。锥体吻合结构在运动过程中与右轴保持很好的接触(吻合)关系。液压缸体结构包括控制结构壳体和动力轮结构壳体以及比例传动结构。控制结构壳体与液体传动动力输出结构的控制结构壳体相同，同时还具有传动轴轴套(K5)结构，轴套结构具有内密封腔和外密封腔(K3、K4)，动力轮结构壳体具有滚动体(滚柱76)、导轨(D1)、复位申机座(K2)及复位电机(m)、气缸体座(47)、传感器固定件(M2)，测量器(编码器)座(K7)。轴套座(G3)。
传动齿轮驱动比例齿轮和测量器齿轮，并与复位电机齿轮啮合。动力齿轮主要功能是向外输送燃料作功动能。比例传动结构包括比例齿轮(C4)、传动轴(Y3)、超越离合器(C6)超越离合器齿轮(C5)，比例传动结构的作用是动力轮传动齿轮通过比例齿轮(C4)，传动轴超越离合器齿轮，控制齿轮(C1)驱动控制轮A、B旋转；使控制轮以n°/360°比例旋转。即动力轮旋转360°，控制轮旋转n°，本实施例n取值为358°或359°。差值在1°至2°之间。超越离合器在传动控制轮与动力轮同向旋转(即左轴、右轴运动方向)时是锁紧状态。当控制轮加速旋转产生与动力轮旋转方向相反作用力时，超越离合器是分离状态。
动力轮和控制轮工作过程(对照图8、21、27、28、29)活塞位于作功角度对应位置时，动力轮和控制轮位于作功角度(a1)活塞由燃料作功推动向下运动，通过上行程连杆传递动能。上行程连杆右轴对锥体吻合结构实加燃料作功压力，驱动动力轮旋转，左轴通过轴套(63)控制轮C，从动轴驱动控制轮旋转，由于超越离合器的作用，动力轮与控制轮同速运动(角速度)，不存在n°/360°比例关系。活塞运动致下止点或接近下止点时动力轮和控制轮转过角度值a2(接近180°)，动力轮锥体吻合结构与右轴相互分离，分离区间是下止点(或下止点附近)至接触点之间的角度区间。进入上行程连杆由控制轮控制阶段(控制轮运动的第二阶段和第三阶段)，控制轮A、B外沿轮齿结构具有一定的减速作用，并且控制轮质量小、惯性动能小，确保控制轮A、B运动的第二阶段和控制轮运动第三个阶段由动力轮通过比例传动结构驱动。以n°/360°比例值旋转，自转阶段控制轮A、B由惯性作用和比例传动结构驱动，完成自转角度(接近360°)旋转，动力轮和控制轮旋转的角度，速度运动状态由测量器和感应元件、传感器构成的反馈结构向系统反馈，控制轮C自转阶段完成B向转换，动力轮在控制轮自转阶段由惯性(或来自于另一个缸体的作功通过输出结构驱动)继续旋转，并使控制轮与动力轮保持n°/360°的传动比例旋转。n°/360°比例值的作用是使动力轮锥体吻合结构在运动至接触点(K6)之前，控制轮C轴套(右轴)结构运动的位置滞后于动力轮锥体吻合结构的位置(以旋转方向计算)，即控制轮C轴套旋转角度小于动力轮锥体吻合结构的角度。制动时出现动力轮锥体吻合结构在运动至接触点之前，控制轮C轴套运动位置(角度)超过动力轮，由加速电动机制动或实加反方向驱动力，使控制轮制动。动力轮锥体吻合结构运动至接触点或运动至超过接触点时控制轮由电动机驱动，补充由于n/360°比例所形成的角度差值，加速运动至右轴贴紧锥体吻合结构，并对锥体吻合结构保持一定的压力(以运动方向计算)，右轴对锥体吻合结构的压力保持至动力轮运动至作功角度，活塞传递燃料作功压力，使上行程连杆的右轴对锥体吻合结构实加作功压力。由于超越离合器的作用，该阶段加速电动机对控制轮的驱动不会影响比例传动结构的运动。动力轮和控制轮由上一次作功角度运动至作功角度完成一个运动周期，完成了一个动力传动过程和控制轮控制过程。
(七)构成智能结构的气缸体结构的作功过程。由配气缸及传动结构和缸体结构和活塞结构以及控制轮、动力轮构成气缸体结构。由气缸体结构完成作功过程。气缸体具有两种型式(一)液体传动动力输出结构气缸体(I型)(二)轴传动动力输出结构气缸体(II)型。气缸体作功周期(过程)包括作功阶段(时间量是t1)，后期压力阶段(t2)，排气阶段(t3)，进气阶段(t4)，压气阶段(t5)，优化阶段(t6)控制轮自转阶段(t7)。
气缸体作功过程的作功阶段燃料通过喷射结构向功能腔喷射(气体燃料、液体燃料)，配气缸旋转，经过优化阶段(t6)配气缸功能腔旋转至与点火结构对应的功能状态，点火结构(火花塞)工作使燃料反应作功，此时控制轮位于作功角度(II型气缸体动力轮位于作功角度)，活塞向活塞腔内传动液传递作功压力，同时通过上行程连杆向控制轮传递压力(II型气缸体活塞通过上行程连杆向动力轮传递压力，动力轮通过动力齿轮作功)，进入作功阶段，传动液由输出口向动力传动管路输送动能。同时控制轮接收动能，活塞运动至下止点，配气缸向排气口方向旋转(具有辅助排气口的气缸体进入排气阶段，无后期压力阶段)进入后期压力阶段；活塞运动至下止点后趋于静止状态，经过时间t2配气缸功能腔旋转至接通排气口功能状态，进入排气阶段，后期压力阶段控制轮进入第二个阶段。后期压力阶段传动液充分的输送燃料作功的压力(动能)。II型气缸体动力轮锥体吻合结构与右轴相分离。排气阶段(时间量为t3)缸内的压力气体气压接近外界气压值，配气缸继续旋转至接通进气口功能状态，由压气机提供的带有一定压力(如三个大气压)的空气由进气口进入缸体内排挤缸内原有气体由排气口排出(具有辅助排气口结构的气缸体，进气阶段配气缸切断排气口，同时接通进气口，新鲜且有一定压力的空气由进气口进入缸体内排挤原有残留气体由辅助排气口排出)。活塞在后期压力阶段、排气阶段、进气阶段位于下止点附近，趋于静止状态，控制轮处于自转阶段(t7)，时间量t7与t2、t3、t4之和相等。配气缸旋转至功能腔切断进气口和排气口功能状态(具有辅助排气口结构气缸体配气缸功能腔是切断进气口功能状态)，进入压气阶段，压气阶段活塞由控制轮提供动力向上运动压缩气缸体内的空气，压气阶段后期喷射结构(气体燃料喷射结构、液体燃料喷射结构)先后顺序喷射燃料、经过时间量t6燃料与空气混合达到最佳反应状态，此时控制轮(II型缸体结构包括动力轮)旋转至作功角度。结束压气阶段和优化阶段。压气阶段时间量t5包括优化阶段时间量t6。控制轮旋转至作功角度，活塞位于相应位置，配气缸功能腔旋转至与点火结构位置对应功能状态，点火结构工作、燃料反应作功。压气阶段II型气缸体动力轮与右轴在接触点之后相吻合，接触，压气阶段活塞向上运动速度较均匀缓慢(比较作功阶段)，传动机构的传动液由液压缸体输入口进入缸体。
(八)构成智能结构的传动机构，(对照图16、33、34)传动机构包括液体传动动力输出结构型式(I型传动机构)和轴传动动力输出结构型式(II型传动机构)。
I型传动机构包括动力传动管路(由气缸体输出口至液压马达的管路)，回路管路(由液压马达至气缸体输入口)，液压马达(99)、储能罐(96)、单向阀(39)控制阀(97)，高压加液器(m1)，减压排气装置(M7)，传感器组(M6)测量器，密闭式储液箱(J6)，功能阀(44)，过滤器(M9)。传动机构控制执行器是液压马达及控制阀、蓄能罐、高压加液器和减压排气装置。各控制执行器具有反馈结构。蓄能罐、高压加液器和减压排气装置通过联接管路与动力传动管路或回路管路联接。高压加液器和减压排气装置与储液箱通过联接管路联接。液压马达是非变排量马达或变排量马达，变排量马达的控制技术为已有技术。功率控制阀采用可控制液体通过量、流速的液体控制结构。马达输入、输出管路(动力传动管路、回路管路)上设置传感器组或测量器，与马达转速测量器(编码器)构成液压马达和功率控制阀的反馈结构，该反馈结构向系统反馈马达作功量及功率数据。高压加液器和减压排气装置联接管路上设置传感器组或测量器构成反馈结构。高压加液器由高压泵(电动机驱动)和单向阀、过滤器构成。控制结构是高压泵(电动机)，高压加液器具有向传动机构(回路管路)增加传动液液体量的功能，减压排气装置具有减少传动机构(回路管路)传动液液体量的功能，减压排气装置包括缓流阀、减压阀(M7)，传感器组或测量器，减压箱，减压箱内传动液为常压，收集传动液中的溢出气体，由放气阀和气体传感器构成控制反馈结构，执行排除气体的功能，缓流阀、减压阀、放气阀构成控制结构，传感器组或测量器构成反馈结构。反馈结构产生传动液流速、流量、压力、温度电信号向系统反馈，系统通过控制执行结构控制传动液液体量、传动液工作状态等。传感器组包括压力、温度、流速、流量传感器。高压加液器和减压排气装置向传动机构增加和减少传动液液体量在单位时间内相同，具有实施循环排除气体、杂质的功能。由于活塞内密封环性能良好及传动机构微泄露，和等功率作功型式使该装置、器件使用率较低。储液箱是容积可变(已有技术)密封式，储液箱兼作冷却器结构。传动机构具有控制(与配气缸协调)压气阶段时间量、优化阶段时间量的功能；具有储存动能(如制动动能)备用和充分输出燃料作功压力(动能)的功能；同时具有液体传动所具备的功能。
II型传动机构包括动力齿轮(C2)、液压设施传动机构。动力齿轮是活塞对外作功输出动能器件，液压设施传动机构包括过滤器(M9)、传感器组(M6)、单向阀(J9)、储能罐(96)、高压加液器，控制阀(97)、液压控制设备(100)、蓄液箱(J6)、减压阀(M7)。蓄液箱兼作散热器功能，其散热结构与已有散热器结构相同。
(九)液体传动动力输出结构的控制轮(C轮)具有变型结构(对照图19、31、32)，(C轮由轴套(63)、固定架(89)从动轴(68)，推动契块(70)，滚动轮(87、88)、滚动轮轴(86)，推动结构(60)、导轨(58)。外沿齿轮防护结构(90)，轴套与左轴(71)构成滚动轴承关系，并传递作用力。滚动轮轴，固定架、轴套从动轴为一体结构。在A轮的轮轴(54)处设置曲线导轨(槽结构，图19的69)该导轨与推动契块结合，对推动契块起导向作用，使控制轮C产生B向转换，推动结构与环形导轨(58)构成A向转换结构。防护结构内可以充以轻质泡沫材料。防护结构使控制轮A、B外沿轮齿结构在旋转时不对传动液作功，并减小在传动液中的阻力。滚动轮外周有轮齿结构与A、B轮轮齿相互啮合。
(十)构成智能结构的控制反馈结构(对照图30)。控制结构由配气缸(80)及其传动结构和伺服电动机(84)和功能结构构成的一组控制结构。由控制轮和加速电动机构成的第二组控制结构。由复位电动机和传动齿轮(C3)比例传动结构构成的第三组控制结构。由控制阀和储能罐构成的第四组控制结构。
由控制轮测量器(M4)动力轮测量器(M5)配气缸测量器(M8)和感应元件、传感器构成反馈结构，向系统(81、82)反馈，感应元件、传感器具有定位、效正角度的功能。第四组控制结构由传感器组构成反馈结构。测量器可选用光电式编码器，通过齿轮接受传动。传感器组包括压力、温度、流速传感器。活塞柱体感应元件(N)可以由其它感应传感形式取代。
(十一)构成智能结构的辅助结构以及发动机的启动、制动储能辅助结构包括燃料供给结构，分别是压气机提供一定压力的空气，压力泵提供的压力喷射燃料结构。这两种结构均属已有技术。润滑结构是注油孔和油道。十分简单。冷却结构是缸体的冷却腔由气压机或液压泵提供冷却流体(气体或液体)，液体冷却流体需设置散热结构。冷却结构属已知技术。配气缸如设置冷却结构(对照图12)，冷却气体由静毂管道(L6)及腔(L5)进入动毂腔(L1)内再由管道(L4)进入配气缸内腔，进行冷却，热交换后的气体由另一组管道和腔排出。静毂的腔结构与动毂的腔结构对接，静毂与安装平面相固定，动毂与上柱体固定。以上设备均由传感器组(压力、温度传感器)作为反馈结构向系统反馈电信号。属已有技术。液本传动动力输出结构发动机的启动由加速电动机和配气缸功能状态共同完成压气阶段，使控制轮在作功角度。II型气缸体的启动由加速电动机和配气缸功能状态以及动力轮和复位电机共同完成压气阶段，使控制轮和动力轮在作功角度，进入作功阶段。气缸体在制动时，使控制阀(97)成关闭状态，液压缸体内的液体量发生变动，对活塞运动超限定作用(非作功阶段)，或在控制轴处设置电磁离合器对控制轮实施制动(对照图17)在作功阶段制动时，储能罐可以暂时储存能量，在解除制动后利用。传动轴、控制轴、动力轴与齿轮的固定方式使用常规技术，如键、销结构，轴与轴承的固定方式是已有技术。点火结构、燃料喷射结构是现有火花塞技术和电子喷射技术、结构。
本发动机的配气缸结构配气缸缸体及作功气缸最好采用陶瓷材料，缸体锥体上还可以增加其它功能结构，实现更多功能，进气口、排气口形状、尺寸、位置依据实际功能需要设计，功能腔、联通腔等的形状、体积、构成面的结构依据实际功能、作功参数设计。本发动机的功能依靠实验室取得的实验数据和设计程序来运行，发挥最佳功能。
权利要求
(1)汽车智能结构智能控制内燃机由气缸体和传动机构构成，其特征是气缸体的控制轮与加速电动机构成控制活塞运动过程的结构；气缸体轴传动动力输出结构的动力轮结构、比例传动结构、传动液输出压力传动液供给液压设施结构；液体传动动力输出结构和轴传动动力输出结构及其过程；控制轮运动的三个阶段对活塞运动的控制过程；由测量器和感应元件、传感器构成的反馈结构；气缸体的液压缸体结构。(2)如权利要求1所述，汽车智能结构智能控制内燃机，其特征是气缸体的功能缸体结构的内柱体结构和气缸体的活塞结构，包括活塞顶、活塞连接结构、活塞销座和上行程连杆结构，密封环(11、95)结构。(3)如权利要求1所述汽车智能结构智能控制内燃机，其特征是控制轮C的A向转换、B向转换结构以及环形导轨、推动结构。(4)如权利要求1所述汽车智能结构智能控制内燃机，其特征是配气缸上柱体(3)的结构，包括轴承结构(7)，轴承(10)，簧片结构(11)。(5)如权利要求1所述汽车智能结构智能控制内燃机，其特征是气缸体、配气缸以及传动结构、缸体功能结构；缸体功能结构与配气缸构成的功能状态。
全文摘要
现代环境保护的要求和新能源的发展以及电动动力汽车迫近的压力，淘汰在高效节能方面弱的内燃机，本发动机以智能结构实施智能控制结构，使内燃机具有了新的生命力，造应新能源，多种能源，对作功过程的作功阶段，后期压力阶段、排气进气阶段、伏化阶段的时间量实施控制。充分发挥实验室所取得的多种数据、参数，实施自动控制、精确控制，每个作功过程成为较独立的过程，不存在怠速状态，动制能量储荐待用。取代传统内燃机，是全新的内燃机型式。
文档编号F02B53/02GK1670352SQ20041002858
公开日2005年9月21日 申请日期2004年3月17日 优先权日2004年3月17日
发明者李晓晨 申请人:李晓晨