圖1所示為某一裝載機采用的活塞式內(nèi)燃機-柱塞泵組合系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一臺多缸活塞式內(nèi)燃機和油泵通過功率分流和中間連接組合而成，首先通過活塞式內(nèi)燃機的活塞-氣缸部分將燃料熱能轉(zhuǎn)換為活塞的往復直線機械動力，再由曲柄-連桿機構(gòu)部分將活塞的往復直線機械動力轉(zhuǎn)換為曲軸的旋轉(zhuǎn)機械動力，而后該旋轉(zhuǎn)機械動力經(jīng)過功率分流裝置分為兩路，一路直接為需要機械動力的應用系統(tǒng)(變速箱、驅(qū)動橋)提供機械動力，另一路通過中間環(huán)節(jié)如齒輪傳動、聯(lián)軸器等，進行機械運動及動力參數(shù)的變換，繼而經(jīng)過柱塞式油泵的曲柄-連桿機構(gòu)或斜盤-滑靴機構(gòu)等將旋轉(zhuǎn)機械動力轉(zhuǎn)換還原為壓油柱塞的往復直線機械動力，{zh1}通過柱塞式油泵的柱塞-缸體部分和配流機構(gòu)將該往復直線機械動力轉(zhuǎn)換為油壓動力，提供給應用系統(tǒng)(如工作裝置)。

活塞式內(nèi)燃機-柱塞泵組合系統(tǒng)雖然可以將熱能轉(zhuǎn)換輸出為機械-液壓雙元動力，或機械、液壓兩種動力之一，但http://.總結(jié)發(fā)動機驅(qū)動柱塞式水泵系統(tǒng)存在以下問題:

(1)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換、傳遞路線長，機械效率低，能源浪費嚴重。

(2)系統(tǒng)的燃油消耗率、有效熱效率、有效功率、運轉(zhuǎn)不均勻度、輸出的流量和壓力等性能指標不盡如人意，有著非常大的改進潛力。

(3)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、零件多、笨重，生產(chǎn)及使用成本高，污染嚴重；

(4)最為嚴重的是多個獨立單元的組合存在一定程度的匹配不合理、工作不協(xié)調(diào)等問題。

HFPE將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)化為流體壓力能，集成了現(xiàn)代液壓技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)及內(nèi)燃機技術(shù)等，被認為是21世紀有希望的動力之星，是液壓技術(shù)發(fā)展的主要方向，在國內(nèi)外受到了廣泛的關(guān)注。HFPE的基本思想是：在傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動變量液壓泵的靜液復合驅(qū)動系統(tǒng)中，省去內(nèi)燃機中將活塞的往復運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動的曲軸組件及變量液壓泵(柱塞泵)中將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為液壓泵活塞往復運動的旋轉(zhuǎn)斜盤組件，而直接將內(nèi)燃機的活塞與液壓泵的活塞剛性連接，直接將熱能轉(zhuǎn)換為流體壓力能，并即時輸出。這樣既縮短了傳動鏈，又省去了不同運動形式之間的反復轉(zhuǎn)換，同時又不喪失液壓復合驅(qū)動系統(tǒng)的主要特性。此思路具有創(chuàng)造性意義，在實踐中也取得了許多切實有效的成果。

HFPE按活塞方式分為單活塞式、對置活塞式和雙活塞式三種類型，如圖2所示。單活塞式只有一個動力活塞且只有一個燃燒室或動力產(chǎn)生室；對置活塞式有一個燃燒室或動力產(chǎn)牛室且有兩個動力活塞；雙活塞式有兩個燃燒室或動力產(chǎn)生室且每個燃燒室中有一個動力活塞。能量轉(zhuǎn)換工作在含有活塞-柱塞桿的三個工作室中完成。二個工作室空間排列順序不固定。{dy}工作室為燃燒室或動力腔，實現(xiàn)燃料熱能向活塞-柱塞桿機械能（力-直線速度）的轉(zhuǎn)化工作，能量轉(zhuǎn)化機理基本與傳統(tǒng)二沖程內(nèi)燃機相同；第二工作室為回復腔，實現(xiàn)活塞-柱塞桿回程工作。第三工作室為有效動力輸出室，即http://.的泵腔，實現(xiàn)活塞-柱塞桿機械能（力-直線速度）向流體壓力能的能量轉(zhuǎn)換工作，第三工作室基本與柱塞泵工作機理相同。

HFPE主要優(yōu)點有：

(1)無曲柄連桿機構(gòu)約束，相對自由，一般兩個沖程完成一個工作循環(huán)；沒有飛輪，零件數(shù)量少，體積小，重量輕；

(2)活塞與缸體間無側(cè)向力作用，摩擦、磨損小，機械效率高；

(3)動力裝置內(nèi)部及其應用系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與傳遞環(huán)節(jié)簡短，能量轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)換、傳遞效率高。

但是這種裝置存在以下問題：

(1)回程困難，難以控制；

(2)無固定止點、無固定行程；

(3)附屬系統(tǒng)驅(qū)動困難，難以實現(xiàn)定時、協(xié)調(diào)工作，多缸工作更是如此；

(4)一個工作循環(huán)只能在兩個沖程內(nèi)完成；

(5)輸出動力僅為流體動力；

(6)啟動系統(tǒng)難以解決；

(7)技術(shù)實現(xiàn)難度大。

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