以及液壓回路，所述壓縮腔I設(shè)置于發(fā)動機(jī)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(jī)負(fù)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(fù)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)。
[0053]發(fā)動機(jī)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(fù)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(shí)，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(shí)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(shí)液壓球囊27會對發(fā)動機(jī)的液壓系統(tǒng)起到一定的補(bǔ)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(shí)，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(diǎn)區(qū)域A以開始下一個(gè)行程。
[0054]高壓蓄能器8的作用在于:一是保證了在發(fā)動機(jī)停機(jī)時(shí)，活塞組件能夠停留在下止點(diǎn)位置，減少蠕動;二是在發(fā)動機(jī)起動工況下以及失火情況發(fā)生時(shí)，推動活塞組件回復(fù)到下止點(diǎn)位置，使發(fā)動機(jī)能夠繼續(xù)開始下一個(gè)循環(huán)。
[0055]該發(fā)動機(jī)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(dá)上止點(diǎn)位置、下止點(diǎn)位置和前饋位置時(shí)的信號，前饋位置位于上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置之間靠近上止點(diǎn)位置的一側(cè)，用于啟動工況活塞壓縮行程時(shí)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。
[0056]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(jī)工作時(shí)，在輸油栗29的作用下，燃油經(jīng)過濾清器30進(jìn)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。
[0057]該發(fā)動機(jī)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(jī)和液壓變量馬達(dá)，通過馬達(dá)驅(qū)動力矩與負(fù)載阻力矩，保持了輸出油液壓力的恒定。液壓變量馬達(dá)由輸出高壓油液驅(qū)動，并通過減速裝置與負(fù)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(dá)與負(fù)載機(jī)械連接，兩者轉(zhuǎn)速相等;在穩(wěn)定工作情況下，馬達(dá)驅(qū)動力矩與負(fù)載阻力矩大小相等，方向相反，當(dāng)阻力變大時(shí)，馬達(dá)驅(qū)動力矩小于負(fù)載阻力矩，使馬達(dá)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(shí)，液壓馬達(dá)的變量機(jī)構(gòu)接收到該壓力升高信號的反饋并進(jìn)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(dá)的流量，從而降低油液流動阻力，保持了發(fā)動機(jī)輸出油液壓力的恒定。同時(shí)，由于排量增大，馬達(dá)驅(qū)動力矩也隨之增大，并逐漸與負(fù)載阻力矩相平衡，系統(tǒng)再次實(shí)現(xiàn)達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)。同樣，當(dāng)負(fù)載阻力減小，液壓馬達(dá)驅(qū)動力矩大于負(fù)載阻力矩時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)速升高，引起液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力的降低。此時(shí)，液壓變量馬達(dá)排量向減小的方向調(diào)節(jié)，使驅(qū)動力矩與負(fù)載阻力矩相平衡，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的同時(shí)保持系統(tǒng)內(nèi)壓力的恒定。
[0058]所述發(fā)動機(jī)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):
[0059]起動控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機(jī)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(jī)的壓縮比得到提高;發(fā)動機(jī)控制單元對位移傳感器的信號進(jìn)行檢測，如果檢測結(jié)果顯示活塞組件處于下止點(diǎn)，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(diǎn)，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(diǎn)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(shí)，認(rèn)為其到達(dá)前饋位置，此時(shí)將第二控制閥2關(guān)閉，當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)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(diǎn)后，關(guān)閉回位控制閥17，活塞組件完成一個(gè)工作循環(huán)，該過程中記錄活塞組件到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)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(jìn)入正常工作的控制過程。
[0060]正常工作控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機(jī)正常工況的控制:進(jìn)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(jìn)入壓縮腔I，推動活塞組件向上止點(diǎn)運(yùn)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(dá)噴油位置時(shí)，觸發(fā)傳感器，產(chǎn)生噴油信號，并控制噴油量使得壓縮時(shí)間和膨脹時(shí)間之比等于液壓栗兩個(gè)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(jī)輸出流量脈動，由噴油系統(tǒng)完成燃料噴射過程，在上止點(diǎn)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(diǎn)，并在第二控制閥2再次開啟前穩(wěn)定在下止點(diǎn)。
[0061 ]失火控制系統(tǒng)，用于發(fā)動機(jī)失火工況的控制:在發(fā)動機(jī)工作過程中，當(dāng)起動信號發(fā)出后，都對活塞組件位置進(jìn)行一次檢測，如果發(fā)動機(jī)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(diǎn)位置，且缸溫缸壓小于失火值，則認(rèn)為發(fā)動機(jī)在上一循環(huán)中發(fā)生失火，此時(shí)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(diǎn)位置，然后第一控制閥3開啟，等待下一個(gè)起動脈沖信號，發(fā)動機(jī)再按照正常工作循環(huán)運(yùn)動。
[0062]所述第二控制閥2采用最大流量為270L/min、開啟脈寬為25ms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270L/min、開啟脈寬為25ms的電液伺服閥時(shí)，活塞組件的加速度段長度會增加到原來的7.5倍左右，壓縮行程所用時(shí)間明顯減小，從而使運(yùn)動周期比原來減小了將近12ms，顯著的提高了發(fā)動機(jī)的最大工作頻率，取得了意想不到的效果。
[0063]實(shí)施例5: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(jī)，發(fā)動機(jī)用于驅(qū)動物流車，發(fā)動機(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)負(fù)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(fù)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)。
[0064]發(fā)動機(jī)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(fù)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(shí)，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(shí)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(shí)液壓球囊27會對發(fā)動機(jī)的液壓系統(tǒng)起到一定的補(bǔ)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(shí)，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(diǎn)區(qū)域A以開始下一個(gè)行程。
[0065]高壓蓄能器8的作用在于:一是保證了在發(fā)動機(jī)停機(jī)時(shí)，活塞組件能夠停留在下止點(diǎn)位置，減少蠕動;二是在發(fā)動機(jī)起動工況下以及失火情況發(fā)生時(shí)，推動活塞組件回復(fù)到下止點(diǎn)位置，使發(fā)動機(jī)能夠繼續(xù)開始下一個(gè)循環(huán)。
[0066]該發(fā)動機(jī)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(dá)上止點(diǎn)位置、下止點(diǎn)位置和前饋位置時(shí)的信號，前饋位置位于上止點(diǎn)位置和下止點(diǎn)位置之間靠近上止點(diǎn)位置的一側(cè)，用于啟動工況活塞壓縮行程時(shí)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。
[0067]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(jī)工作時(shí)，在輸油栗29的作用下，燃油經(jīng)過濾清器30進(jìn)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。
[0068]該發(fā)動機(jī)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(jī)和液壓變量馬達(dá)，通過馬達(dá)驅(qū)動力矩