CN105569838A - 电启动自由活塞发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电启动自由活塞直线发动机，它是将发动机的气缸内对置两个动力活塞，两个动力活塞又各自连接一个压气活塞和一个直线电机的动子。直线电机作为发动机的启动电机，在发动机启动后由控制器切换为发电机的工作状态为蓄电池充电。发动机启动时左右两个直线电机拉动左右两个动力活塞在内外止点的范围内往返运动进行吸气、压缩、喷油嘴喷入燃料，产生燃烧和膨胀；发动机启动后，左右气垫室内的空气被压缩存储活塞向内止点移动的能量，右动力活塞在膨胀终了时打开排气孔使大量的燃气流入燃气轮机继续膨胀并输出功率。利用直线电机作为启动电机，既便于发动机启动又能够作为发电机使用，而且发动机不易熄火，并能够对两个动力活塞进行同步校正。
Description
技术领域
本发明涉及一种电启动自由活塞发动机，具体涉及特种发动机领域。
背景技术
自由活塞发动机出现半个多世纪以来，尽管有许多的优点，但是一直没有出现常规的产品。主要是启动不便，运行过程中容易熄火，以及左右活塞不同步。
发明内容
本发明提供一种电启动自由活塞发动机，它是将发动机的气缸内对置两个动力活塞，两个动力活塞又各自连接一个压气活塞和一个直线电机的动子。直线电机作为发动机的启动电机，在发动机启动后由控制器切换为发电机的工作状态为蓄电池充电。发动机启动时左右两个直线电机拉动左右两个动力活塞向内止点移动，同时左右两个压气机的气缸内的空气被压缩，并经过单向阀进入气室以供动力缸扫气之用。同时动力缸内的空气被压缩使其压力、温度升高；当左右两个动力活塞接近内止点时喷油嘴喷入燃料，产生燃烧和膨胀，左右两个动力活塞向外运动，左右压气机气缸吸入新鲜空气，而左右气垫室内的空气被压缩存储活塞向内止点移动的能量，右动力活塞在膨胀终了时打开排气孔使大量的燃气流入燃气轮机继续膨胀并输出功率，随后左动力活塞打开进气孔，新鲜空气自气室进入动力缸并将残留的废气扫尽，从而完成排气、扫气、吸气过程。当动力活塞到达外止点后，在气垫室内的压缩空气的作用下开始回复压缩冲程，使动力缸和两个压气机气缸内的空气压缩继而又是燃料喷入、燃烧、膨胀、整个循环重复进行。利用直线电机作为启动电机，既便于发动机启动又能够作为发电机使用，而且不易熄火，并能够对两个动力活塞进行同步校正。
本发明是以如下技术方案实现的：一种电启动自由活塞发动机，包括：外套、动力缸、对称分布在动力缸两头的两个气缸、对置套装在动力缸和两个气缸内的两个动力活塞和两个压气活塞、对称连接在两个气缸两端的两只直线电机、设置在两只直线电机内的检测两个动力活塞内外止点的传感器、设置在发动机外部的为直线电机供电的控制器和蓄电池、与动力缸的排气室连接的燃气轮机；所述的气缸由压气活塞分隔成压气室和气垫室；两个压气缸分别连接一只电磁阀，用于发动机启动时卸载，以便于发动机启动；其特征在于：所述的动力缸外设置有外套，外套与动力缸之间构成气室，气室的两个侧板上设置有进气单向阀与左右两个压气缸相通，动力缸的中部连接喷油嘴，动力缸左边设置在进气孔与气室相通；右边设置有排气孔，排气孔的外围设置排气室与气室隔开，排气室连接管道与燃气轮机连接；所述的动力活塞和压气活塞同轴连接形成整体结构，将两个动力活塞和两个压气活塞对置套装在动力缸和两个气缸内，两个动力活塞和动力缸构成内燃机，两个压气活塞和两个气缸构成左右两个压气机；位于两个压气机内侧的两个压气室连接进气管，进气管和两个压气室之间设置进气阀；所述的两只直线电机分别连接在两个气缸的两端，两只直线电机的动子轴分别与两个压气活塞同轴连接；两只直线电机的输出线与控制器连接；所述的控制器与蓄电池之间连接启动开关。
所述的两只直线电机内部均设置有检测两个动力活塞的内外止点的传感器，传感器与控制器连接为喷油嘴供电，并能够保证活塞同步往返；即当两个动力活塞不同步时由直线电机进行校正。
所述的两个直线电机为可逆的永磁式直线电机。
本发明的积极效果
1.利用直线电机作为启动电机，既便于发动机启动又能够作为发电机使用，而且不怕熄火，并能够对两个动力活塞进行同步校正。
2.由于没有曲柄连杆机构的活塞对气缸壁产生的周期性侧摩擦，运行寿命长。
3.运动部件少、结构简单、制造成本低。
4.可以根据输出功率要求，多台合用为一台燃气轮机供气。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、外套，2、动力缸，3、进气孔，4、排气孔，5、排气室，6、喷油嘴，7、气室，8、进气单向阀，9、气缸，9-1、压气室，9-2、气垫室，10、进气阀，11、进气管，12、动力活塞，13、压气活塞，14、直线电机，15、传感器，16、电磁阀，17、控制器，18、启动开关，19、蓄电池，20、燃气轮机。
具体实施方式
如图1所示：一种电启动自由活塞发动机，包括：外套1、动力缸2、对称分布在动力缸2两头的两个气缸10、对置套装在动力缸2和两个气缸10内的两个动力活塞13和两个压气活塞14、对称连接在两个气缸9两端的两只直线电机14、设置在两只直线电机14内的检测两个动力活塞12内外止点的传感器15、设置在发动机外部的为两只直线电机14供电的控制器17和蓄电池19、与动力缸2的排气室5连接的燃气轮机20；所述的气缸9由压气活塞13分隔成压气室9-1和气垫室9-2；两个压气室9-1分别连接一只电磁阀16，用于发动机启动时卸载，以便于发动机启动；其特征在于：所述的动力缸2外设置有外套1，外套1与动力缸2之间构成气室7，气室7的两个侧板上设置有进气单向阀8与两个压气室9-1相通，动力缸2的中部连接喷油嘴6，动力缸2左边设置在进气孔4与气室7相通；右边设置有排气孔4，排气孔4的外围设置排气室5与气室7隔开，排气室5连接管道与燃气轮机20连接；所述的动力活塞12和压气活塞13同轴连接，两个动力活塞12和两个压气活塞13对置套装在动力缸2和两个气缸9内，两个动力活塞12和动力缸2构成内燃机，两个压气活塞13和两个气缸9构成左右两个压气机；两个压气机内侧的两个压气室9-1连接进气管11，进气管11和两个压气室9-1之间设置进气阀10；所述的两只直线电机14分别连接在两个气缸9的两端，两只直线电机14的动子轴分别与两个压气活塞13同轴连接；两只直线电机14的输出线与控制器17连接；所述的控制器17与蓄电池19之间连接启动开关18。
如图1所示：所述的两只直线电机14为可逆的永磁式直线电机，两只直线电机14内部均设置有检测两个动力活塞12内外止点的传感器15，传感器15与控制器17连接为喷油嘴6供电，并能够保证活塞同步往返；即当两个动力活塞12不同步时由两只直线电机14进行校正。
如图1所示：所述的两只直线电机14既作为发动机的启动电机又作为发电机为蓄电池19充电，由于直线电机14的便于控制，能够对两个动力活塞12进行同步校正。
Claims (2)
1.一种电启动自由活塞发动机，包括：外套(1)、动力缸(2)、对称分布在动力缸(2)两头的两个气缸(9)、对置套装在动力缸(2)和两个气缸(9)内的两个动力活塞(12)和两个压气活塞(13)、对称连接在两个气缸(9)两端的两只直线电机(14)、设置在两只直线电机(14)内的检测两个动力活塞(12)内外止点的传感器(15)、设置在发动机外部的为两只直线电机(14)供电的控制器(17)和蓄电池(19)、与动力缸(2))的排气室(5)连接的燃气轮机(20)；所述的气缸(9)由压气活塞(13)分隔成压气室(9-1)和气垫室(9-2)；两个压气室分别连接一只电磁阀(16)，用于发动机启动时卸载，以便于发动机启动；其特征在于：所述的动力缸(2)外设置有外套(1)，外套(1)与动力缸(2)之间构成气室(7)，气室(7)的两个侧板上设置有进气单向阀(8)与两个压气室(9-1)相通，动力缸(2)的中部连接喷油嘴(6)，动力缸(2)左边设置在进气孔(4)与气室(7)相通；右边设置有排气孔(4)，排气孔(4)的外围设置排气室(5)与气室(7)隔开，排气室(5)连接管道与燃气轮机(20)连接；所述的动力活塞(12)和压气活塞(13)同轴连接，两个动力活塞(12)和两个压气活塞(13)对置套装在动力缸(2)和两个气缸(9)内，两个动力活塞(12)和动力缸(2)构成内燃机，两个压气活塞(13)和两个气缸(9)构成左右两个压气机；两个压气机内侧的两个压气室(9-1)连接进气管(11)，进气管(11)和两个压气室(9-1)之间设置进气阀(10)；所述的两只直线电机(14)分别连接在两个气缸(9)的两端，两只直线电机(14)的动子轴分别与两个压气活塞(13)同轴连接；两只直线电机(14)的输出线与控制器(17)连接；所述的控制器(17)与蓄电池(19)之间连接启动开关(18)。
2.根据权利要求所述的电启动自由活塞发动机，其特征在于：所述的两只直线电机(14)为可逆的永磁式直线电机，两只直线电机(14)内部均设置有检测两个动力活塞(12)内外止点的传感器(15)，传感器(15)与控制器(17)连接为喷油嘴(6)供电，并能够保证活塞同步往返；即当两个动力活塞(12)不同步时由两只直线电机(14)进行校正。
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106121812A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-16 | 江苏大学 | 一种多点进气微自由活塞复合式动力装置 |
| CN113047949A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于pid闭环控制的分缸式自由活塞发电机 |
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2014
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| CN106121812A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-16 | 江苏大学 | 一种多点进气微自由活塞复合式动力装置 |
| CN106121812B (zh) * | 2016-07-25 | 2018-08-10 | 江苏大学 | 一种多点进气微自由活塞复合式动力装置 |
| CN113047949A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于pid闭环控制的分缸式自由活塞发电机 |
| CN113047949B (zh) * | 2021-03-12 | 2021-09-21 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于pid闭环控制的分缸式自由活塞发电机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160511 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |