[发明专利]一种基于热能向液压能直接转换的斯特林液压动力装置

说明书

本发明提供一种热能向液压能直接转换的斯特林液压动力装置。本发明包括：由冷端和热端气缸，冷端和热端活塞，冷热源，回热器组成的自由活塞斯特林发动机以及与自由活塞斯特林发动机冷热端分别连接的活塞式液压缸，其中，动力部分采用自由活塞斯特林发动机，热端气体由热源加热，冷端气体经冷却。热端活塞把上方气体的膨胀功通过活塞杆传递给液压缸,推动液压缸活塞运动，排出高压油。回程时通过控制换向阀接通压力油实现活塞回弹，从而连续输出液压油。本发明通过电磁阀输入信号周期和相位的控制可以达到改变两活塞运动相位差的效果。让两输出端输出的液压油只受该边换向阀的控制，实现活塞输出解耦，可提高系统集成度。

技术领域

本发明涉及新能源驱动液压传动技术领域，尤其涉及一种基于热能向液压能直接转换的斯特林液压动力装置。

背景技术

斯特林发动机是一种外部供热(或燃烧)的活塞式发动机，它以气体作为工质，按照闭式热循环的方式进行工作。斯特林发动机主要由外部供热(或燃烧)系统、工作循环系统、传动系统、辅助系统以及监控系统组成。

对于传统的斯特林发动机，两活塞输出动力时，一般通过传动机构进行动力输出上的联系，如曲柄连杆机构、菱形机构、斜盘传动机构、飞轮等机构与冷热缸活塞直接机械连接，无法实现两活塞的独立控制。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种基于热能向液压能直接转换的斯特林液压动力装置。本发明通过对电磁阀输入信号周期和相位的控制可以达到改变两活塞运动相位差的效果。让两输出端输出的液压油只受该边换向阀的控制，实现活塞输出解耦，可提高系统集成度。本发明采用的技术手段如下：

一种基于热能向液压能直接转换的斯特林液压动力装置，包括：热端斯特林活塞气缸、冷端斯特林活塞气缸、热端斯特林活塞、冷端斯特林活塞，所述热端斯特林活塞气缸与冷端斯特林活塞气缸之间通过气路相互连通，所述热端斯特林活塞布置在热端斯特林活塞气缸中，所述冷端斯特林活塞布置在冷端斯特林活塞气缸中，所述热端斯特林活塞和冷端斯特林活塞分别通过活塞杆与双作用热端液压缸中的液压缸活塞和双作用冷端液压缸中的冷端液压缸活塞相连，所述双作用热端液压缸和双作用冷端液压缸分别通过第一电磁阀和第二电磁阀连通，通过对第一电磁阀、第二电磁阀输入信号周期和相位的控制来改变热端斯特林活塞和冷端斯特林活塞运动相位差。

进一步地，还包括回热器以及加热器、冷却器，热端斯特林活塞气缸与冷端斯特林活塞气缸之间的联通通道上设置所述回热器，所述加热器设置于热端斯特林活塞气缸侧，所述冷却器设置于冷端斯特林活塞气缸侧。

进一步地，所述第一电磁阀为二位三通换向阀，所述第二电磁阀为二位四通电磁阀。

进一步地，第一电磁阀的一条通路连接在双作用热端液压缸的无杆腔侧，另外两条通路连接高压油源，双作用热端液压缸的有杆腔连接外部空气，第二电磁阀的其中两条通路连接在双作用冷端液压缸的无杆腔侧和有杆腔侧，还有一条通路连接在油箱上。

本发明通过液压传动装置与斯特林机的直接结合，提出了区别于传统斯特林发动机采用的机械连杆装置、直接由动力活塞进行高压油输出的新方案：由于传统斯特林发动机飞轮与冷热缸活塞直接连接，所以不能够实现两活塞的独立控制，本设计的自由活塞设计可以使两活塞运动解耦，并实现两活塞输出油的分离控制，体积紧凑，也因此效率更高。同时动力部分兼具传统斯特林发动机噪音小、机械平衡性好、可变冲程大和使用寿命长的优点。由于可以联通大气来补充介质使活塞上下移动，就减少了系统设计的复杂程度，能量损耗、避免了该端使用液压油的泄露问题。

基于上述理由本发明可在新能源驱动液压传动领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。