CN1088797C - 线性发电机 - Google Patents

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Abstract

在一种偶生发电机(1)内，电能是通过固定绕组(2)和永久磁铁(3)之间的偶合取得的，磁铁与一或几个双冲程内燃机活塞作连成一体的往复运动，与活塞(4)配接的汽缸(5)具有一通向汽缸(5)的锥形预燃室(10)，内燃机作压缩行程可变的运转，磁铁(3)和固定绕组(2)被设计成使磁铁(3)的两个不同的行程中用以产生电能的两个机械能量之比等于相对于与所述磁铁(3)连成一体的活塞(4)的两个不同行程在汽缸(5)内取得的两个压缩比之比乘以相对于所述压缩比的两个内燃机总效率值之比。

Description

线性发电机
本发明涉及偶生发电机组(autogenous electrical energy generatorsector)，尤其涉及一种发电机，在这种发电机中，活塞在无曲轴的内燃机内作往复运动所给出的机械能通过永久磁铁和固定绕组的相互作用转变成电流，这里，永久磁铁在移动时与上述活塞成一体，在运动中固定绕组周期性地进入所述磁铁的磁场。
显然，这种发电机可用以产生可供直接使用的电流如用于照明或加热的电流，或间接地向电动机供电以便用于陆上、水上、空中或其他方面的各种运动。
但在使用中要求发电机具有输出和调整方面的良好性能和最低程度的环境污染和噪音。
但现有的这类发电机在以上所述要求方面存在着很大的缺点。明显的例子是英国专利申请GB2219671A提出的发电机。这种发电机所产生的电能也是通过磁铁相对于固定绕组的往复运动取得的，这里，磁铁移动时与无曲轴的内燃机活塞成一体，但其部件的布置和结构与本发明显然不同：在那里，该磁铁移动时相对于基本处于包括绕组的该装置的中间横断面上的一个固定点摆动，此外，固定绕组还可交替地用以产生发电机以外所用电能或消耗排斥磁铁以使活塞能作回程压缩所需的电能。因此，这种发电机的尺寸与其所提供的电能相对应而远较本发明的发电机的大，在本发明中，如下所述，在磁铁进入绕组和反向退出时都可产生电能，对发电机的起动和调整只须简单地改变每循环的油量。
在上述英国专利中，对发电机的内燃机部分和电磁部分的全面调整是极复杂而昂贵的，因为必须在每个循环中对压力、进气量、燃油量和与绕组内电流有关的特性值(阻抗、电阻、方向等)作电子控制。
举例来说，进气量的调整在采用汽油时对二冲程和四冲程来说都必须大体上按理想配比来校正，这种调整必须脱开上述电气值通过进油和进气关闭阀单独地进行。然后再在每循环中按所述初步调整效果调整电气值。这意味着必须采用合适的计算机来储存和插入大量的数据，这使发电机既贵又敏感。
在不同循环中产生的电能量和电压在很大程度上取决于磁铁摆动频率，在压缩行程改变时并不直接或自动地与内燃机产生的机械能成正比。这一般地意味着须在内燃机和电动机之间采用相当大的蓄电池组，内燃机对蓄电池组充电，再由蓄电池组向电动机供电。
内燃机在性能上除无曲轴外基本上与普通内燃机相同，因此，主要在于尽量加大每循环的能量，取得所需高温和高压以取得良好的总效率。
严格地说，从能量的角度上看是可以理解的，但从环境保护的角度上看实际上难免在发电机运行中产生氧化亚氮和一氧化碳等有毒成分，这对于在汽缸内在高温下用理想配比的混合物进行操作的发电机来说实际上是难免的。
线性发电机的另一例子是Jarrett发电机，就采用电流控制活塞的压缩回程来说并不存在什么问题，但存在着以上所述所有其他方面的问题，而且，为不再提高已经很高的损耗，通过声响共振使新气进入汽缸，这只适用于有限的循环频率范围，从而使这种内燃机实际上只能作电气起动，而在很大程度上须在极高的约为26∶1的压缩比下使用，这意味着只能使用粗汽油作燃料，只能在很高的固定速度下运行，此外，还需冷却散热，而且还存在着微粒等问题。
为同时解决废气污染、结构复杂、要求中间蓄电池组、调整性差和效率低这些问题，就必须在发电机内使电磁部分和内燃机部分共同构成一个完全连成一体的功能性机组，使活塞行程不同的运动在任何行程下按热力、气体燃烧和电磁的定则导致在内燃机部分产生的机械能量准确地对应于电磁部分所吸收的能量下产生电流。
基于这种考虑，采用除实际汽缸外的一个或几个预燃烧室就可得出一种极简单的发电机，对这种发电机主要只需对每循环的进油量和活塞压缩终端位置进行电子控制。如以后还要说明，所有这些都是在采用极低的最高、中等和最低温度(约为内燃机通常值的一半)的热力循环下完成的，因而实际上是在所有工作速度下无环境污染、内燃机部分总效率很高的情况下完成的。
本发明的目的就是针对上述情况，提供一种结构简单、紧凑，低消耗，无污染的用于为任何用途产生电能的线性发电机。
在本发明提出中一种偶生发电机中，电能是通过电磁装置内的磁链取得的，电磁装置具有与一或几个永久磁铁磁链的固定绕组，磁铁与一或几个二冲程内燃机活塞作连成一体的往复运动，活塞可作压缩行程可变的运动，活塞通过汽缸内的燃烧和膨胀完成膨胀冲程，通过一部件恢复机械能的作用完成压缩冲程，这种偶生发电机的特征为：预燃室内混合物的燃烧产生全部所需输出能量，并使混合物膨胀而进入汽缸内的空气中，在汽缸内不再喷射燃油而完成燃烧，所述电磁装置设计成使对应于所述活塞的任意两个不同的膨胀和压缩全行程、在发电机不同的稳态运转工况下实际上用以产生电能的两个总能量之比在一定汽油比和所述的部分空气量保持恒定不变的情况下大体上等于在预燃室和相应汽缸内通过所述活塞的所述两个不同的行程所取得的两个压缩比之比乘以对应于所述压缩比的两个内燃机总效率值之比。
以上所述优点通过按附图所作具体说明会更加明显，附图中：
图1为本发明单汽缸二冲程发电机结构示例的纵剖面简图；
图2为具有两对置活塞和一共用燃烧室的另一结构形式的纵剖面图；
图3为具有和两燃烧室成对组成一体的四个活塞的本发明发电机平面简图；
图4为磁铁和固定绕组导向结构分布的纵剖面图；
图5为作为混合物中气/油重量比函数的汽油燃烧率；
图6为装有辅助扫气活塞的单缸示例性结构的纵剖面图；
图7为本发明发电机的内燃机总效率曲线图；
图8为本发明发电机耗油率曲线；
图9示出一种具有两个喷嘴的截锥形预燃烧室。
图1表示一种发电机，其中磁铁3和固定绕组2被设置成随着活塞4的膨胀冲程的进行偶合减少，而随着活塞4的压缩冲程进行偶合增加。但，其他的结构也是可能的，其中所述部件组合成出现相反状况，也就是，磁铁3和绕组2之间的偶合随膨胀冲程的进行增加，随压缩冲程的进行减少。
发电机包括一汽缸5，活塞4在汽缸内运动(图1)，相对于汽缸轴线对称设置的两个相同的磁铁3通过叉件4′与活塞连成一体。磁铁3在活塞4的压缩冲程和膨胀冲程中周期性地进入两个相同和对称的固定绕组2，进入的程度随行程的长度而变。
在压缩冲程中，磁铁3和绕组2的耦合增加，在膨胀冲程中则相应减少。
活塞4的运动在一个方向上是由压缩气体膨胀和燃油燃烧的作用产生的，在另一方向上是在用来恢复机械能的装置作用下产生的，如采用一或几个扭转簧或其他机构，包括利用电能恢复活塞的机械能的这种已知电磁装置，这类发电机的例子是已知的，且在上面已提到的，纵然这种机构比较复杂和昂贵。
燃油通过喷嘴14喷入并雾化而至少使预燃室10内部分空气量作大体上理想配比的饱和混合，预燃烧室大体上呈锥形，以其底部10′通向汽缸5。
活塞-磁铁组件由两个滚动(或滑动)摩擦装置15、16支承，此装置可固定在汽缸缸体5上而使组件以最小的机械损失来完成上述冲程。
如图1所示，发电机1具有二冲程内燃机而处于静止状态，其操作是：起动，这只需将定量充分雾化的燃油喷入预燃烧室10，只是在起动循环中同时喷入汽缸5；电极13之间的点火，电极13靠近锥形预燃烧室10的底部10′设置。
气/油混合物的“爆炸”将活塞-磁铁组件推向弹簧7，将它们压缩，这些弹簧再膨胀，以恢复等量“吸收”的动能，使活塞4完成给定的返回的压缩冲程。
压缩冲程的行程取决于活塞4在开始“爆炸”后取得的动能，其中扣除在冲程的双向路程中在绕组2内转化成电能的能量和各种损耗。
活塞4最后剩下的动能转化成特定长度的压缩冲程。
在压缩过程的终端，在预燃室10内的空气密度及空气质量加大到对应于所得压缩值的程度，然后通过喷嘴14喷射相当于或稍高于相应理想配比量的油量，再通过电极13点燃燃油。本发明电磁装置被设计和制造成这样，相对于压缩冲程和由于明显的物理原因随压缩提高的活塞速度曲线，由电磁装置在活塞4进退冲程中所吸收以产生电能的机械能会准确地等于燃烧循环产生的能量(净输出能量)，活塞4就会完成一膨胀冲程和一回行压缩冲程，准确地停在与前相同的位置上而并不改变压缩比。
因此，在连续的循环中喷射等量燃油，就可使发电机在稳态工况下运行。
为增加一个循环内产生的电能，只需加大一定量的喷入预燃室10的燃油。
由燃烧产生的能量增量与稳态工况下前一循环相比可分成所产生的就会在新的工况下保持稳定，换言之，在新的压缩行程和活塞4的相应速度曲线下由电磁装置吸收的能量(也就是在循环内产生的电能量除以电磁效率)准确地等于在新的工况下由燃烧提供的新的能量。显然，这也适用于减速和减小活塞行程，当然，在这种情况下应减少而不是增加每循环的油量。
本发明人推荐，在稳态工况下，预燃室10内的空气饱和度和准确的理想配比值相比，提高大约20％，也就是汽油重量比≈12.2。
在这种条件下，通过加大或减小油量可即时使活塞4与前一循环相比加速和减速最高达14％而在预燃室10内始终保持混合条件不变，使燃烧速度尽量接近最佳状态(图5)而取得循环的有利图形和热力效率。如在改变速度时在预燃室10内采用富混合物，对本发明发电机来说，在污染方面其影响明显缩小：燃烧实际上会造成即时快速的膨胀，混合物的温度在所有工作条件下在与汽缸5内温度较低的大量空气混合后也能得到相应的保持。有指导意义的是，在一最大压缩比为ρ＝8.5的试验性原型机中，在此压缩比的稳态工况下，取得约为756℃(1029°K)的循环最高温度和约为164°(437°K)的排气温度，此时(λ)v＝10。
本专业的工程人员不难看出，在这种情况下由燃烧产生的有毒物质(NOx，CO)实际上为零。
如果发电机用户并不选定限于上述操作调整电阻型固定负荷，而是选定按电动机或磁饱和现象一类特定特性定则改变的负荷，则这种采用预燃室10能取得的上述燃烧过程还可使每循环的能量在保持压缩行程不变的情况下予以改变，反之也然，不用其他的调节，也没有所述的负面效应。在这种情况下，仍可遵循相同的程序，或改变压缩循环油量而保持行程不变，或相反，以适应负荷不时的变化，例如，当瞬态的失速转矩迅速地偏离原转矩时负荷就会随之改变，影响发电机在一个循环内所产生的能量。
对本专业的工程人员来说可以限定各种不同的特性操作曲线、发动机和发电机部件的几何尺寸和与负荷类型有关的调整方式以及在不同的运转状况下增加或减少每循环油量的百分比，使本发明发电机在压缩行程加大、绕组两端有效电压沿类似曲线升至较前更高的水平时仍保持在其使用范围内。这也适用于负荷为纯电阻这一最简单的情况。由发电机产生的上述单相电流显然可用二极管整流或用整流器调制，这取决于用户的要求，因此，可以直接向机动车上的电动机供电而不需中间蓄电池组。
为调整内燃机的运转，对本发明发电机1来说只需记录活塞4的压缩行程终端位置而将此数据输入中心电子装备(未示出)，由中心电子装备准确地根据前一循环中活塞4所到达的位置和/或根据负荷来调整由喷嘴14在一个循环内喷入的油量，通过增加或减少油量的指令增加或减少所需油量，例如，可通过改变加速踏板或其他具有类似功能的构件的角度位置或直线位置给出这种指令。
可以看到，对于按上述参数选定的功率为35马力左右，每循环油量变化相当于14％的内燃机，从最低到最高输出功率的过渡可在2秒以内完成。
但，如果完全切断进油，活塞就在很短的残剩“惯性”行程后停在一个位置上，在此位置上，汽缸5由气体的压缩阻力反向等于在运动的磁铁3和其他与固定绕组2连接的磁化部件或甚至仅铁磁体之间产生的吸引力。
这些构件在图中未示出，因其形状和布置取决于设计者的需要，对本专业的工程人员来说不难确定这些构件的尺寸或位置。
有必要强调的是，为保证发电机的正确运转，在内燃机以两个不同的压缩行程运转时，由发电机吸收的两个机械能量(相当于产生的电能量除以相应电磁效率)之比应大体上等于两个相应压缩比之比乘以内燃机本身相对于此两压缩比的两个总输出之比。
现举例从数字上来说明。
假定就两个不同的活塞行程来说(包括相关的磁铁)所得两个压缩比相当于8.5(∶1)和3.6(∶1)，内燃机的总效率值对此两压缩比来说分别为0.46和0.3。
为达到预期目的，磁铁和绕组的尺寸应与负荷类型相对应，对磁铁和绕组的电气值加以控制，使发电机电磁部分在两个不同的相应循环中所耗用的能量之比，也就是在活塞对应于这两个压缩比的一个压缩冲程和一个膨胀冲程中所耗用的能量之比，相当于8.5/3.6·0.46/0.30＝3.6。换言之，由磁铁在对应于压缩比为8.5的一个循环运动中所耗用的机械能应3.6倍于在对应于压缩比为3.6的一个循环中所耗用的机械能。
这意味着，相对于这两压缩比的两个不同的油量在其能与两个在预燃室内不同量的空气大体上作理想配比混合的情况下在产生电能时就会准确地给出推动磁铁所需正确的净输出能量。
如绕组之间的负荷是纯电阻负荷，只要定出磁铁和绕组的物理尺寸和形状就能满足要求，这在以下还要说明，从而在任意压缩行程中都能满足要求。否则，每循环的油量和/或与负荷有关的电气值就会改变，如上所述。
发电机实际功能部件的内部效率决定着内燃机不同压缩行程实际产生的电能量。
为如上所述定出磁铁和绕组的物理尺寸和形状，举例来说，可增加绕组2的匝数，这可以作线性增加或在磁铁3进入绕组的方向上(如图4箭头所示)按其他合适曲线增加，相应定出磁铁3的形状和/或改变与负荷有关的电气值。
但对于熟悉本专业的人员来说还可采用其他方法，包括采用几个平行六面形的磁铁和某些固定绕组(图4)，在其布置和尺寸上使其在不同行程的运动中一个循环所产生的电能(为在循环时间内的积分∫vidt)与一曲线相符，此曲线可使其与内燃机一个循环产生的能量曲线(净输出)对比而进行校正，例如，可沿行程方向改变磁铁厚度、宽度和(或)气隙(图4中T)来校正。也可不作这种尺寸上的改变：设计者可采用平行六面形的磁铁而改变在预燃室内进行混合的空气量和/或用以使其饱和的油量，从而使内燃机在任意速度下产生的能量与发电机用以产生电能的能量相同。
这在负荷为纯电阻和恒定值时特别容易(图4)。
用一个作如上操作的预燃室10或最好用沿直径方向对置的两个预燃室110(图9)所取得的燃烧类型与内燃机的普通燃烧相比更类似于用燃烧器取得的燃烧，因而可在气缸内取得更低的温度，再结合采用富氧充分燃烧就可充分保证不产生CO、HC和NOx一类有毒产物。
图1、2和6示出预燃室只带一个顶部喷嘴14的锥形室，但有时最好采用带一垂直于预燃室轴线的喷嘴111的近圆柱形或截锥形预燃室(图9)。如使气缸9通过适当的通道112通向与面向气缸9一侧相对的封闭底部113，这就可在所需程度上仅使预燃室内空气总量中的部分空气达到饱和状态。
装在封闭底部113上的第二喷嘴14仅可用于起动循环。采用这种布置和对置的预燃室就可通过膨胀和燃烧中两部分混合物的碰撞完全消除残剩HC。还可采用其他一或几个喷嘴的布置。
至此所述都涉及内燃机采用低着火温度的燃油如汽油、酒精或气体燃料的情况，但柴油或类似燃油也可采用；为此，可在一单个预燃室内设两个喷嘴(如图9)，使第一次喷射的汽油，举例来说作适当定时，仅用于暂短的内燃机起动期间，在到达柴油自动点火所需足够的压缩比时再使第二喷嘴喷射柴油。
这一方案可用于高功率稳态发电机，在这种发电机中就散发微粒问题来说最突出的是在输出最大的情况下(实际上可通过部分废气的再循环加以限制，这在下面还要说明)。
采用这种操作，与类似普通内燃机相比可保持很低温度。
上面已提到，活塞-磁铁组件可通过两或多个沿导杆16(图1)或类似机构滑动的滚动摩擦衬套15作滑动支承以充分减少摩擦，这样就不必对任何运动部件采用润滑，因其达到的温度并不高。也不用冷却装置，实际上最好对内燃机进行隔热，使其作绝热运转。
由于内燃机是二冲程的，必须使空气充入和排出气缸。最好采用图6排气活塞19以与内燃机活塞4作连成一体的运动，在活塞的压缩冲程中将空气吸进汽缸20并用单向阀21将其保存，在活塞4的膨胀冲程中排气活塞压缩空气直至在内燃机汽缸5内产生压降时第二单向阀22才使空气进入预燃室10和相应汽缸5。
采用这一装置，扫气效率可达0.90，更重要的是，此效率在任意压缩行程和每循环油量下大体上保持恒定不变。
采用图9辅助活塞19′可取得相同效果，此活塞与活塞6连成一体而将部分内燃机气缸9用作辅助汽缸20′，这里采用的是已知的有关带内部排气的二冲程内燃机方面的方法。
这一方法在图9中用于对置活塞的情况下予以说明如下。
由于内燃机活塞4，6的有效膨胀行程相当于汽缸5、9长度，而辅助活塞19、19′的压缩行程等于此长度和弹簧压缩行程之和，在设计中可选用辅助活塞19、19′的直径使其大于、等于或小于内燃机活塞的直径，这取决于在一定速度范围内要求排除全部还是部分燃烧气体。例如，在上述图6原型机中，所采用的直径等于内燃机活塞4的直径的辅助活塞19在压缩行程相当于压缩比3.5∶1以上时作全部扫气，在较小行程下进入的空气量降低时则作部分扫气，直至压缩比达到使用的最低值而相当于1.6∶1时，扫气量仅相当于汽缸容量的50％。在较低压缩比下可采用燃烧气体的部分再循环，压缩比降低就提高再循环的程度以便保持较高的温度和较长的燃烧时间而足以在发电机1起动时低压缩比的过渡期内避免在废气中形成HC。
为取得最佳操作，最好采用汽缸温度传感器和测压计，温度传感器用以在内燃机处于冷态(起动器)时少量改变给油量，测压计还是用以根据活塞在压缩终端的位置改变喷油泵的支配情况以便在所有操作状态下对喷油作有效的校正。
这些部件在图中未示出，因其对熟悉本专业的人来说都是已知的而且也易于实施。
为进一步简化本发明发电机的结构，同时消除约束反作用和/或震动，最好采用一对或几对对置活塞6、6′，最好具有单个共同的引爆室9(图2)。这样，可以只用一个预燃室10(或用两个对置的预燃室111如图9所示)，预燃室位于中部而具有垂直于活塞6、6′轴线K的纵轴线。为取得几对活塞工作时良好的同步，必要时可用连接机构8、8′(图3)将活塞6、6′连成一体，这些活塞在循环中在一定时刻作同方向的运转(实际上为半数活塞)。
如果装入用以恢复机械能的部件，这里为弹簧7，并使其位置在与其配合的活塞运动轴线K的方向上是可调的，这就可产生每循环不同量的电能而不用改变所需频率，也可采用相同的对应于最佳效率的循环而在改变活塞行程长度和活塞冲程所需时间下改变频率。对活塞的速度和同步进行连续的监控还意味着活塞行程可以作微量改变而可保持恒速和完全同步。很明显，为取得这一最后的结果，只须调整与半数活塞配合的弹簧的位置，这些活塞是用图3连接装置8连成一体的。
作上述调整的装置可以是步进电动机或直流电动机17，电动机通过螺栓和阴螺纹机构传动与弹簧7连成一体的部件18。
本发明设有用以防止由于一时在两个对置活塞之间失去同步所引起的震动。实际上，在将发电机上用作弹簧7支承和定位器的机械构件(图2中为构成汽缸5、5′的壳体11)通过在活塞6、6′方向上具有一定弹性的连接件12固定在地上或发电机的支承构件上时，在连接件12中如果活塞完全同步就不会产生弹性变形，因为反向作用在两个与两个对置活塞配合的弹簧7上的力始终是相同的。但，如果两个中的一个活塞相对于另一个超前运动，就会先在相应弹簧上作用一力，再在由弹簧的压缩引起的弹性滞后作用下作用在弹簧连接件12上，连接件就会提取部分动能，这部分动能原来应是由弹簧存储而后再返还给相应活塞的。
这使活塞在回程中产生减速，并使此活塞逐渐地与对置的另一(滞后)活塞同步。这一同步上的校正显然在总能量的平衡中造成一定耗损，因此最好采用如上所述的电子装备来修正弹簧返回位置而充分保证原来的同步。
图7示出一内燃机、本发明发电机的总效率图，图8示出其单位耗油量。这里没有必要作具体说明，因为熟悉本专业的人对此很易了解。总效率在任意速度下都约为普通内燃机的两倍。
所有组件、其结构和布置以及调整装置都可根据本专业中人员的技能予以修正和改进。
例如，图1、2磁铁2可不用叉件4′支承而固定在与活塞作同轴线设置而与活塞连成一体的圆筒形支承上，对一些部件也可与Jarrett内燃机作相同的布置。这一情况未在附图中示出。
凡包括在本发明所附权利要求书的精神实质范围内的不同结构都属于本发明的保护范围。
以上所述和所示只是几个优选示例，本发明不变其限制和约束。

Claims (16)

1、一种偶生发电机(1)，其中，电能是通过电磁装置取得的，电磁装置具有与一或几个永久磁铁(3)偶合的固定绕组(2)，磁铁(3)与一或几个二冲程内燃机活塞(4)作连成一体的往复运动，活塞可作压缩行程可变的运动，活塞(4)通过汽缸(5)内的燃烧和膨胀完成膨胀冲程，通过一机构(7)恢复机械能的作用完成压缩冲程，因此，与活塞(4)配接的内燃机汽缸(5)至少具有一个底部(10′)，通向汽缸的预燃室(10)，在其内部，在任意内燃机运行工况下，至少部分预燃室内的空气量至少与理想配比的油量混合，其特征是：预燃室(10)内混合物的燃烧产生全部所需输出能量，并使混合物膨胀而进入汽缸内的空气中，在汽缸内不再喷射燃油而完成燃烧，所述电磁装置设计成使对应于所述活塞(4)的任意两个不同的膨胀和压缩全行程、在发电机不同的稳态运转工况下实际上用以产生电能的两个总能量之比在一定汽油比和所述的部分空气量保持恒定不变的情况下大体上等于在预燃室(10)和相应汽缸(5)内通过所述活塞(4)的所述两个不同的行程所取得的两个压缩比之比乘以对应于所述压缩比的两个内燃机总效率值之比。
2、按权利要求1所述的偶生发电机，其特征在于：在预燃室(10)内需与燃油混合的部分空气量通过管道(112)从汽缸(5)通向预燃室封闭底部(113)。
3、按权利要求1所述的偶生发电机，其特征在于：磁铁(3)和固定绕组(2)在布置上使其偶合在随活塞(4)的膨胀冲程的进行而减少，而随所述活塞(4)的的压缩冲程的进行而增加。
4、按权利要求1-3之一所述偶生发电机，其特征在于：在绕组(2)的两端加上恒值电阻负荷，用以产生电能的、相对于所述活塞(5)两个不同的膨胀和压缩全行程的合适机械能量是通过所述磁铁(3)和固定绕组(2)的合适形状、布置和尺寸自动取得的。
5、按权利要求4所述偶生发电机，其特征在于：所述磁铁(3)大体上为平行六面体，磁铁和固定绕组(2)的布置和尺寸使用以在其相应运动中产生电能的机械能按所述活塞(4)压缩行程的变化遵循一曲线，此曲线可通过改变磁铁(3)在运行方向上的厚度、宽度和(或)空气间隙(T)使其大体上与内燃机一个循环按此同一压缩行程产生的能量曲线相重。
6、按权利要求5所述偶生发电机，其特征在于：至少一个预燃室(10)大体上是锥形，在其顶端具有一喷嘴(14)。
7、按权利要求6所述偶生发电机，其特征在于：至少一个预燃室(110)大体上呈截锥形，其与朝向汽缸(9)的底部对置的封闭底部(113)通过一或几个通道(112)与所述汽缸(9)连通，一喷嘴(114)轴向位于所述封闭底部，一第二喷嘴(111)垂直于预燃室的轴线位于预定位置上。
8、按权利要求7所述偶生发电机，其特征在于：为消除震动和约束反作用，设置一或几对对置的活塞(6、6′)。
9、按权利要求8所述偶生发电机，其特征在于：活塞(6、6′)整个地并联成两组，而通过连接机构(8、8′)彼此连成一体，这些活塞(6、6′)在循环中始终在同一方向上运转。
10、按权利要求9所述偶生发电机，其特征在于：两个对置汽缸(6、6′)具有一共用燃烧室(9)，至少一个预燃室(10)通向该燃烧室，预燃烧室以其纵轴线(h)垂直于两汽缸(6、6′)的轴线(K)。
11、按权利要求10所述偶生发电机，其特征在于：每对对置汽缸(6、6′)有两个预燃烧室(110)彼此沿直径方向对置。
12、按权利要求11中之一所述偶生发电机，其特征在于：至少部分用来恢复机械能的部件(7)的位置在与这些部件配合的活塞的运动轴线方向上是可调的。
13、按权利要求12所述偶生发电机，其特征在于：只是与半数活塞配合的恢复能量所用部件的位置是可调的，活塞在循环中在一定时刻沿给定方向运动。
14、按权利要求13所述偶生发电机，其特征在于：用作所述恢复机构(7)支承和定位器的部件(11)通过沿活塞(图2中6、6′)运动方向具有预定弹性的连接件(12)与地面或支承发电机(1)的构件连接。
15、按权利要求14所述偶生发电机，其特征在于：通过一或几个与内燃机活塞(4)连成一体的辅助排气活塞(19)经预燃室(10)引入用以使汽缸(5)扫气和再充气的空气，这些辅助活塞(19)在活塞(4)的压缩阶段通过固定在相关辅助汽缸上的主单向阀(21)吸进空气，在这些活塞(4)的膨胀阶段通过位于所述预燃室(10)近处的辅助单向阀(22)将空气压进所述预燃室(10)。
16、按权利要求15所述偶生发电机，其特征在于：在任意稳态运转工况下，内燃机预燃室(10)内的至少部分空气与相当于理想配比量120％的油量混合。
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