塞組件的末端處于第二油口 6與液壓球囊27之間的死區(qū)B時，通過打開死區(qū)回位電磁閥35使活塞組件回到第二油口 6與第一油口 5之間的理想下止點區(qū)域A以開始下一個行程。
[0021]高壓蓄能器8的作用在于:一是保證了在發(fā)動機停機時，活塞組件能夠停留在下止點位置，減少蠕動;二是在發(fā)動機起動工況下以及失火情況發(fā)生時，推動活塞組件回復(fù)到下止點位置，使發(fā)動機能夠繼續(xù)開始下一個循環(huán)。
[0022]該發(fā)動機還包括位置檢測系統(tǒng)，所述位置檢測系統(tǒng)通過線性位移傳感器和位置觸發(fā)傳感器檢測活塞組件到達上止點位置、下止點位置和前饋位置時的信號，前饋位置位于上止點位置和下止點位置之間靠近上止點位置的一側(cè)，用于啟動工況活塞壓縮行程時控制第一控制閥3的關(guān)閉，前饋位置根據(jù)活塞的速度值配合位置檢測系統(tǒng)確定。
[0023]所述噴油系統(tǒng)包括高壓油栗31、共軌管32、電控噴油器33、壓力傳感器以及電子控制單元，發(fā)動機工作時，在輸油栗29的作用下，燃油經(jīng)過濾清器30進入高壓油栗31，經(jīng)過高壓油栗31的壓縮后，低壓油變?yōu)楦邏河?，并被高壓油?1輸入共軌管32，在共軌管32中，電子控制單元接收壓力傳感器的反饋并控制限壓閥，以調(diào)節(jié)軌內(nèi)壓力值并使其保持恒定，隨后將相對穩(wěn)定并具有一定壓力的高壓油輸入電控噴油器33內(nèi)，等待電子控制單元的噴油指令。
[0024]該發(fā)動機還設(shè)置有恒壓驅(qū)動系統(tǒng)，所述恒壓驅(qū)動系統(tǒng)主要包括發(fā)動機和液壓變量馬達，通過馬達驅(qū)動力矩與負載阻力矩，保持了輸出油液壓力的恒定。液壓變量馬達由輸出高壓油液驅(qū)動，并通過減速裝置與負載聯(lián)接，其排量隨工作壓力的變化而自動調(diào)節(jié)。液壓變量馬達與負載機械連接，兩者轉(zhuǎn)速相等;在穩(wěn)定工作情況下，馬達驅(qū)動力矩與負載阻力矩大小相等，方向相反，當(dāng)阻力變大時，馬達驅(qū)動力矩小于負載阻力矩，使馬達轉(zhuǎn)速降低。由于輸出液壓油的流量不變，輸出液壓油在背壓增大的情況下流動阻力增大，從而引起系統(tǒng)內(nèi)壓力的升高。此時，液壓馬達的變量機構(gòu)接收到該壓力升高信號的反饋并進行調(diào)節(jié)，使自身排量增大，在轉(zhuǎn)速降低的情況下增大了馬達的流量，從而降低油液流動阻力，保持了發(fā)動機輸出油液壓力的恒定。同時，由于排量增大，馬達驅(qū)動力矩也隨之增大，并逐漸與負載阻力矩相平衡，系統(tǒng)再次實現(xiàn)達到穩(wěn)定工作狀態(tài)。同樣，當(dāng)負載阻力減小，液壓馬達驅(qū)動力矩大于負載阻力矩時，馬達轉(zhuǎn)速升高，引起液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力的降低。此時，液壓變量馬達排量向減小的方向調(diào)節(jié)，使驅(qū)動力矩與負載阻力矩相平衡，在實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時保持系統(tǒng)內(nèi)壓力的恒定。
[0025]所述發(fā)動機還包括起動控制系統(tǒng)、正常工作控制系統(tǒng)和失火控制系統(tǒng):
[0026]起動控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機起動工況的控制:當(dāng)起動信號發(fā)出后，打開啟動閥23和減壓閥22，壓縮蓄能器4由于與高壓蓄能器8連通而壓力升高，發(fā)動機的壓縮比得到提高;發(fā)動機控制單元對位移傳感器的信號進行檢測，如果檢測結(jié)果顯示活塞組件處于下止點，則將第一控制閥3和第二控制閥2打開，活塞組件在壓縮蓄能器4的作用下，開始壓縮行程，如果檢測到活塞組件不在下止點，首先打開回位控制閥17，將栗腔7和壓縮腔I內(nèi)的液壓油由低壓油路26放出，使活塞組件在高壓蓄能器8壓力的作用下回復(fù)到下止點位置，關(guān)閉回位控制閥17，再開始壓縮行程；當(dāng)活塞的速度減小至某一設(shè)定值時，認為其到達前饋位置，此時將第二控制閥2關(guān)閉，當(dāng)活塞到達上止點后，第一控制閥3關(guān)閉，回位控制閥17打開，這種將第一控制閥3和第二控制閥2分步關(guān)閉的控制方式，既保證了壓縮行程的速度，又減小了膨脹行程的阻力;活塞組件重新回到下止點后，關(guān)閉回位控制閥17，活塞組件完成一個工作循環(huán)，該過程中記錄活塞組件到達上止點時缸內(nèi)的壓力和溫度值，當(dāng)?shù)诙刂崎y2開啟信號再次發(fā)出，判斷上一循環(huán)記錄的缸壓和溫度是否滿足柴油的著火條件，如果缸內(nèi)壓力和溫度都較低，則重復(fù)以上所述的工作過程，直到壓力和溫度滿足著火條件后，開始進入正常工作的控制過程。
[0027]正常工作控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機正常工況的控制:進入正常工況后，關(guān)閉啟動閥23和減壓閥22，第一控制閥3保持常開狀態(tài)，當(dāng)起動信號發(fā)出后，第二控制閥2打開，壓縮蓄能器4內(nèi)的液壓油首先通過第二控制閥2進入壓縮腔I，推動活塞組件向上止點運動，當(dāng)?shù)谝挥涂?打開后，第二控制閥2關(guān)閉，壓縮腔I和壓縮蓄能器4之間由第一油口 5連通，當(dāng)活塞組件到達噴油位置時，觸發(fā)傳感器，產(chǎn)生噴油信號，并控制噴油量使得壓縮時間和膨脹時間之比等于液壓栗兩個沖程的容積變化之比，從而使得膨脹流量與壓縮流量基本相等，以減小發(fā)動機輸出流量脈動，由噴油系統(tǒng)完成燃料噴射過程，在上止點附近，燃料燃燒放熱，活塞組件在氣缸壓力的作用下回到下止點，并在第二控制閥2再次開啟前穩(wěn)定在下止點。
[0028]失火控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機失火工況的控制:在發(fā)動機工作過程中，當(dāng)起動信號發(fā)出后，都對活塞組件位置進行一次檢測，如果發(fā)動機頻率和頻率變化率均小于設(shè)定值，則檢測活塞組件的位置，如果活塞組件不在下止點位置，且缸溫缸壓小于失火值，則認為發(fā)動機在上一循環(huán)中發(fā)生失火，此時首先關(guān)閉第一控制閥3，并打開減壓閥22和回位控制閥17，使活塞組件回復(fù)到下止點位置，然后第一控制閥3開啟，等待下一個起動脈沖信號，發(fā)動機再按照正常工作循環(huán)運動。
[0029]所述第二控制閥2采用最大流量為250L/min、開啟脈寬為1ms的高頻電液伺服閥，電液伺服閥是一種接受模擬量電控制信號，輸出隨電控制信號大小及極性變化、且快速響應(yīng)的液壓控制閥，具有快速的動態(tài)響應(yīng)及良好的靜態(tài)特性，如:分辨率高、滯環(huán)小、線性度好等。第二控制閥2的最大流量，當(dāng)使用最大流量為250L/min、開啟脈寬為1ms的電液伺服閥時，活塞組件的加速度段長度會增加到原來的5倍左右，壓縮行程所用時間明顯減小，從而使運動周期比原來減小了將近7ms，顯著的提高了發(fā)動機的最大工作頻率，取得了意想不到的效果。
[0030]實施例2:如圖1-3所示的一種新型高效物流裝置，包括物流車和與物流車相連的發(fā)動機，發(fā)動機用于驅(qū)動物流車，發(fā)動機包括動力部分、噴油系統(tǒng)和液壓部分，所述的動力部分包括進氣單向閥9、動力活塞10、燃燒室11、噴油器12、掃氣口 13、回位活塞15、壓縮活塞19，液壓部分包括壓縮腔1、栗腔7、回位腔14以及液壓回路，所述壓縮腔I設(shè)置于發(fā)動機的后部，在其上設(shè)置有第一油口 5、第二油口 6，所述第一油口 5、第二油口 6分別通過第一控制閥3和第二控制閥2與壓縮蓄能器4相連，所述栗腔7通過單向閥9分別與低壓油路26和高壓油路25相連，高壓油路25用于向發(fā)動機負載供油，低壓油路26上設(shè)置有回位控制閥17和低壓蓄能器18，回位控制閥17上還旁路設(shè)置有回油單向閥21;所述回位腔14與高壓蓄能器8直接連接，在所述高壓蓄能器8到缸體的油管路上設(shè)置有減壓閥22;所述壓縮蓄能器4與所述高壓蓄能器8通過油管路相連通，所述壓縮蓄能器4與所述高壓蓄能器8之間的油管路上還設(shè)置有啟動閥23;所述高壓油路25連接有一負載蓄能器24，所述減壓閥22后引出有一路與所述壓縮蓄能器4相連;所述噴油系統(tǒng)為高壓共軌式電控噴射系統(tǒng)。
[0031]發(fā)動機的末端設(shè)置有液壓球囊27，液壓球囊27內(nèi)充滿預(yù)先注入的一定壓力的壓力油，其底部通過油管路與低壓蓄能器18相連，當(dāng)負載壓力突然降低或噴油量超調(diào)導(dǎo)致活塞以較大速度越過第二油口6時，液壓球囊27能起到很好的緩沖作用，而且基本不會產(chǎn)生反彈作用；同時為了防止液壓球囊27超壓破裂，液壓球囊27與低壓蓄能器18之間還設(shè)置有彈簧式安全閥28，一旦液壓球囊27超壓彈簧式安全閥28就會自動打開，并通過低壓蓄能器18緩沖壓力，這時液壓球囊27會對發(fā)動機的液壓系統(tǒng)起到一定的補充作用。所述液壓球囊27的左上方設(shè)置有傾斜的死區(qū)油口 34，其所在直線與液壓球囊27相切，死區(qū)油口 34和壓縮蓄能器4通過設(shè)置在兩者之間的死區(qū)回位電磁閥35相連，在失火工況，當(dāng)活塞組件的末端處于第二油口 6與液壓球囊27之間的死區(qū)B時，通過打開死區(qū)回位電磁閥35使活塞組件回到第二油口 6與第一油口 5之間的理想下止點區(qū)域A以開始下一個行程。
[0032]高壓蓄能器8的作用在于:一是保證了在發(fā)動機停機時，活塞組件能夠停留在下止點位置，減少蠕動;二是在發(fā)動機起動工況下以及失火情況發(fā)生時，推動活塞組件回復(fù)到下止點位置，使發(fā)動機能夠繼續(xù)開始下一個循環(huán)。
[0033]該發(fā)動機還包括位置檢測系統(tǒng)，所述位置檢測系統(tǒng)通過線性位移傳感器和位置觸發(fā)傳感器檢測活塞組件到達上止點位置、下止點位置和前饋位置時的信號，前饋位置位于上止點位置和下止點位置之間靠近上止點位置的一側(cè)，用于啟動工況活塞壓縮行程時控制第一控制閥3的關(guān)閉，前饋位置根據(jù)活塞的速度值配合位置檢測系統(tǒng)確定。
[0034]所述噴油系統(tǒng)包括高壓油栗31、共軌管32、電控噴油器33、壓力傳感器以及電子控制單元，發(fā)動機工作時，在輸油栗29的作用下，燃油經(jīng)過濾清器30進入高壓油栗31，經(jīng)過高壓油栗31的壓縮后，低壓油變?yōu)楦邏河?，并被高壓油?1輸入共軌管32，在共軌管32中，電子控制單元接收壓力傳感器的反饋并控制限壓閥，以調(diào)節(jié)軌內(nèi)壓力值并使其保持恒定，隨后將相對穩(wěn)定并具有一定壓力的高壓油輸入電控噴油器33內(nèi)，等待電子控制單元的噴油指令。
[0035]該發(fā)動機還設(shè)置有恒壓驅(qū)動系統(tǒng)，所述恒壓驅(qū)動系統(tǒng)主要包括發(fā)動機和液壓變量馬達，通過馬達驅(qū)動力矩與負載阻力矩，保持了輸出油液壓力的恒定。液壓變量馬達由輸出高壓油液驅(qū)動，并通過減速裝置與負載聯(lián)接，其排量隨工作壓力的變化而自動調(diào)節(jié)。液壓變量馬達與負載機械連接，兩者轉(zhuǎn)速相等;在穩(wěn)定工作情況下，馬達驅(qū)動力矩與負載阻力矩大小相等，方向相反，當(dāng)阻力變大時，馬達驅(qū)動力矩小于負載阻力矩，使馬達轉(zhuǎn)速降低。由于輸出液壓油的流量不變，輸出液壓油在背壓增大的情況下流動阻力增大，從而引起系統(tǒng)內(nèi)壓力的升高。此時，液壓馬達的變量機構(gòu)接收到該壓力升高信號的反饋并進行調(diào)節(jié)，使自身排量增大，在轉(zhuǎn)速降低的情況下增大了馬達的流量，從而降低油液流動阻力，保持了發(fā)動機輸出油液壓力的恒定。同時，由于排量增大，馬達驅(qū)動力矩也隨之增大，并逐漸與負載阻力矩相平衡，系統(tǒng)再次實現(xiàn)達到穩(wěn)定工作狀態(tài)。同樣，當(dāng)負載阻力減小，液壓馬達驅(qū)動力矩大于負載阻力矩時，馬達轉(zhuǎn)速升高，引起液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力的降低。此時，液壓變量馬達排量向減小的方向調(diào)節(jié)，使驅(qū)動力矩與負載阻力矩相平衡，在實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時保持系統(tǒng)內(nèi)壓力的恒定。
[0036]所述發(fā)動機還包括起動控制系統(tǒng)、正常工作控制系統(tǒng)和失火控制系統(tǒng):
[0037]起動控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機起動工況的控制:當(dāng)起動信號發(fā)出后，打開啟動閥23和減壓閥22，壓縮蓄能器4由于與高壓蓄能器8連通而壓力升高，發(fā)動機的壓縮比得到提高;發(fā)動機控制單元對位移傳感器的信號進行檢測，如果檢測結(jié)果顯示活塞組件處于下止點，則將第一控制閥3和第二控制閥2打開，活塞組件在壓縮蓄能器4的作用下，開始壓縮行程，如果檢測到活塞組件不在下止點，首先打開回位控制閥17，將栗腔7和壓縮腔I內(nèi)的液壓