CN103628948B - 一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于自由活塞式内燃发电机的喷射润滑装置，属于能源动力领域。包括液压喷头，液压单向阀，传动连杆，润滑油箱；液压喷头固联在扫气箱壁上；液压喷头内部的柱塞通过传动连杆与活塞连杆固连；液压喷头内部的进油腔通过液压管路连接至润滑油箱；液压管路上布置有液压单向阀；从润滑油箱引出的两路液压管路、液压单向阀、液压喷头、传动连杆对称布置。使用发动机输出的原动力为润滑油液的喷射提供动力，油液被喷射至活塞腔内，通过活塞上所开小孔进入活塞与气缸壁之间的缝隙形成润滑油膜，从而为自由活塞式内燃发电机的活塞环与气缸壁之间的摩擦提供持续的润滑油膜，防止这种新型动力装置因摩擦而引起的拉缸等后果。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于自由活塞式内燃发电机的喷射润滑装置，可以以润滑油喷射的方式实现气缸壁与活塞环间的油膜润滑，保证整机稳定连续运转，属于能源动力领域。
背景技术
自由活塞式内燃发电动力系统是20世纪30年代在能源和环境压力背景下发展起来的一种新型动力装置，因内燃机取消了曲柄连杆机构，活塞仅做往复直线运动且行程不受机械约束而得名，具有结构紧凑、重量轻、起停容易、功率密度高等优点。早起的样机直接与燃气轮机或者压气机直接相连，对外输出能量或者提供压缩气体，在上世纪中叶一度成为热点，但受控制技术限制而发展缓慢。在20世纪末作为混合动力车用发电系统所使用的新型动力技术重又得到了国内外科研机构的重视。
在自由活塞式内燃发电机中，气缸盖、气缸套与活塞共同围成密闭的燃烧室容积，通过油气混合燃烧按照热力学第一定律燃烧气体膨胀推动活塞运动，两侧燃烧室依次循环燃烧推动活塞保证发电机正常发电。（SaifulA.Zulkifli,MohdN.Karsiti,A.RashidA.AzizStartingofaFree-PistonLinearEngine-GeneratorbyMechanicalResonanceandRectangularCurrentCommutation[C],IEEEVehiclePowerandPropulsionConference,September3-5,2008,Harbin,China）
润滑系统对于内燃机非常重要，因为活塞环的重要作用就是与气缸壁之间紧密配合行程可变容易的密闭燃烧空间，而这种挤压配合就导致了强烈的摩擦作用，润滑系统就是将润滑油送至气缸壁上形成与活塞环之间的油膜润滑。传统内燃机的润滑主要采用在曲轴箱内注入润滑油，曲轴的旋转运动会甩动箱体底部的润滑油至活塞腔内以及气缸壁上，从而达对气缸壁与活塞环之间的摩擦起到润滑作用。然而自由活塞式内燃发电动力系统由于具有与传统内燃机所不同的结构，这也就给辅助润滑系统的结构设计带来了挑战。在这种新型动力系统中，运动部件仅有包括活塞组在内的动子总成，其一直做往复直线运动，这种简单的结构导致润滑油无法按照传统润滑方式送至气缸壁上。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有自由活塞式内燃发电机尚无润滑系统的问题，提供一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置。该装置依靠往复运动的动力将润滑油在每个往复运动的行程内都能送至气缸壁上，使活塞环与气缸壁之间形成持续的润滑油流。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置，包括液压喷头，液压单向阀，传动连杆，润滑油箱；
连接关系：液压喷头固联在扫气箱壁上，液压喷头的喷嘴透过扫气箱壁将油液喷到活塞内腔；液压喷头内部的柱塞通过传动连杆与活塞连杆固连；液压喷头内部的进油腔通过液压管路连接至润滑油箱；液压管路上布置有液压单向阀；从润滑油箱引出的两路液压管路、液压单向阀、液压喷头、传动连杆对称布置；
所述液压喷头内部有柱塞；
所述液压单向阀只允许从润滑油箱流向液压喷头的油路，阻断反方向的油路。
工作过程：
在系统稳定运行过程中，左右两侧气缸依次燃烧发火，高温气体推动活塞向另外一侧运动，当动子运动到系统另外一侧时会把另外一侧气缸中所喷出的气体压缩燃烧，产生高温气体作用于另一侧活塞又会将动子推回。
动子往复运动的过程中，当活塞杆带动传动连杆移动使液压喷头内腔容积增大时，由于大气压的作用，润滑油从润滑油箱流入液压喷头内腔中，完成吸油过程。当活塞杆带动传动连杆使液压喷头内腔容积减小时，由于液压单向阀的作用，从液压喷头流向润滑油箱的油路被阻断，润滑油在压力作用下经过喷头喷入气缸中，从而实现喷油过程。
有益效果
本发明的一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置，使用发动机输出的原动力为润滑油液的喷射提供动力，油液被喷射至活塞腔内，通过活塞上所开小孔进入活塞与气缸壁之间的缝隙形成润滑油膜，从而为自由活塞式内燃发电机的活塞环与气缸壁之间的摩擦提供持续的润滑油膜，防止这种新型动力装置因摩擦而引起的拉缸等后果。
附图说明
图1为系统总体示意图。
附图标号：1—液压喷头，2—液压单向阀，3—传动连杆，4—润滑油箱
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置，包括液压喷头1，液压单向阀2，传动连杆3，润滑油箱4，如图1所示；
连接关系：液压喷头1固联在扫气箱壁上，液压喷头1的喷嘴透过扫气箱壁将油液喷到活塞内腔；液压喷头1内部的柱塞通过传动连杆3与活塞连杆固连；液压喷头1内部的进油腔通过液压管路连接至润滑油箱4；液压管路上布置有液压单向阀2；从润滑油箱4引出的两路液压管路、液压单向阀2、液压喷头1、传动连杆3对称布置；
所述液压喷头1内部有柱塞；
所述液压单向阀2只允许从润滑油箱4流向液压喷头1的油路，阻断反方向的油路。
工作过程：
过程一：吸油阶段。位于左侧的气缸内气体经压缩后燃烧，左侧活塞从上止点运动到下止点，这一过程中活塞连杆向右侧移动，经过3传动连杆带动，液压喷头内腔会形成短暂的真空状态，在大气压的作用下，润滑油从润滑油箱经过2液压单向阀流到1液压喷头中。位于右侧的气缸在此过程中活塞经下止点运动到上止点，其固联的1液压喷头完成过程二。
过程二：喷油阶段。右侧气缸中的可燃气体经压缩后燃烧，推动活塞与活塞连杆向左运动，左侧活塞从下止点运动到上止点。在此过程中，活塞连杆带动3传动连杆压缩1液压喷头内的润滑油。由于2液压单向阀阻断了润滑油从1液压喷头流向4润滑油箱的油路，润滑油得以从1液压喷头中喷入气缸内。右侧气缸在此过程中完成吸油阶段。
下面对装置的可行性与维护保养作进一步分析。
装置在吸油阶段，从4润滑油箱到1液压喷头的油压较低，不会对油管的寿命产生影响，仅仅要求整个油路的密封性要好。而在喷油阶段，喷油压力必须大到使润滑油以雾化状态喷出，使得活塞环与气缸内壁之间形成均匀的润滑油膜。如此大的喷油压力就使得1液压喷头和2液压单向阀以及两者之间的油管成为易老化易失效的部件，必须定期维护保养。
Claims (2)
1.一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置，其特征在于：包括液压喷头(1)，液压单向阀(2)，传动连杆(3)，润滑油箱(4)；液压喷头(1)固联在扫气箱壁上，液压喷头(1)的喷嘴透过扫气箱壁将油液喷到活塞内腔；液压喷头(1)内部的柱塞通过传动连杆(3)与活塞连杆固连；液压喷头(1)内部的进油腔通过液压管路连接至润滑油箱(4)；液压管路上布置有液压单向阀(2)；从润滑油箱(4)引出的两路液压管路、液压单向阀(2)、液压喷头(1)、传动连杆(3)对称布置。
2.如权利要求1所述的一种自由活塞式内燃发电机用喷射润滑装置，其特征在于：所述液压单向阀(2)只允许从润滑油箱(4)流向液压喷头(1)的油路，阻断反方向的油路。
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