双组元单活塞式液压自由活塞发动机

摘要

一种双组元单活塞式液压自由活塞发动机，包括单活塞液压自由活塞发动机、氧化剂储存罐、燃料剂储存罐、氧化剂控制阀、燃料剂控制阀和电控单元，所述氧化剂控制阀的出口端和燃料剂控制阀的出口端均与单活塞液压自由活塞发动机动力腔的进气口连通，氧化剂控制阀的入口端与所述氧化剂储存罐出口端连接，燃料剂控制阀的入口端与所述燃料剂储存罐出口端连接，氧化剂控制阀的控制端和燃料剂控制阀的控制端分别接所述电控单元的相应输出端。其结构简单，工作可靠，可以在高原、水下及太空等各种缺氧或无氧的环境中工作，使用范围宽。具有能量密度高、功率密度大、运动件少等特点，而且可以实现行程调节和再生制动。

主权项

一种双组元单活塞式液压自由活塞发动机，包括单活塞液压自由活塞发动机，其特征在于：还包括氧化剂储存罐(1)、燃料剂储存罐(2)、氧化剂控制阀(27)、燃料剂控制阀(3)和电控单元(28)，所述氧化剂控制阀(27)的出口端通过内含催化剂的氧化剂催化床(26)与所述单活塞液压自由活塞发动机动力腔的进气口连通，所述燃料剂控制阀(3)的出口端通过燃料剂喷射导管(4)与所述单活塞液压自由活塞发动机动力腔的进气口连通，氧化剂控制阀(27)的入口端与所述氧化剂储存罐(1)出口端连接，燃料剂控制阀(3)的入口端与所述燃料剂储存罐(2)出口端连接，氧化剂控制阀(27)的控制端和燃料剂控制阀(3)的控制端分别接所述电控单元(28)的相应输出端；所述单活塞液压自由活塞发动机包括：发动机主体部分，它包含由动力缸体(6)、回复缸体(8)及液压泵缸体(20)依次排列组成的发动机缸体，和分别置于动力缸体(6)、回复缸体(8)及液压泵缸体(20)内并通过活塞杆连为一体的动力活塞(25)、回复活塞(22)和液压泵活塞(21)，所述动力活塞(25)将动力缸体(6)内腔分为动力腔和背腔，动力腔的外端设进气口(5)，背腔侧壁设置排气口(23)，所述回复活塞(22)和回复缸体(8)围成回复腔(9)，所述液压泵活塞(21)和液压泵缸体(20)围成液压泵腔(14)；变量液压马达/泵(17)，该变量液压马达/泵(17)的两个端口分别通过液压高压回路、液压低压回路与所述发动机主体部分的液压泵腔(14)连通；以及，液压回复子系统，它包含回复行程控制阀(11)、液压回复蓄能器(12)、第一回复配流单向阀(13)和第二回复配流单向阀(10)，回复行程控制阀(11)的控制端与电控单元(28)一输出端连接，所述液压回复蓄能器(12)通过回复行程控制阀(11)与第二回复配流单向阀(10)的入口端连接，液压回复蓄能器(12)还与第一回复配流单向阀(13)的出口端连接，第一回复配流单向阀(13)的入口端和第二回复配流单向阀(10)的出口端均与所述发动机主体部分的回复腔(9)连通；该双组元单活塞式液压自由活塞发动机采用催化点火方式，当发动机处于膨胀做功冲程时，电控单元先开启氧化剂控制阀、后开启燃料剂控制阀，氧化剂经氧化剂催化床分解为由氧气和水蒸气组成的高温混合气，与喷入发动机动力腔的燃料剂相遇，迅速点燃燃料剂；通过电控单元开启/切断所述氧化剂控制阀、燃料剂控制阀控制发动机起/停和正常工作；通过电控单元改变氧化剂控制阀和燃料剂控制阀或回复行程控制阀的工作频率，改变本发动机的工作频率，从而改变输出流量和变量液压马达的转速。