CN113431674A - 一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器 - Google Patents

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Abstract

一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，属于发动机技术领域。本发明解决了现有的中冷器不具备储气功能，造成分缸式自由活塞发电机不能实现目标换气过程的问题。气流挡板设置在气阀壳体内并将气阀壳体分为上下两个空间，气流挡板中部开设有通孔，气阀设置在气阀壳体内且与通孔上下正对布置，气阀的上下两端分别通过气阀支撑杆与电磁结构及弹簧相连，弹簧的下端固接在弹簧座上，所述ECU控制器控制电磁结构的开合，进而控制气阀的上下移动，实现通孔的打开与关闭。通过控制ECU控制器关闭气阀，使得排气道中的气体存储在中冷器中，从而控制气体的流通，有效实现中冷器的储气功能。

Description

一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器
技术领域
本发明涉及一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，属于发动机技术领域。
背景技术
分缸式自由活塞发电机是一种在普通内燃机结构基础上，通过取消曲柄等回转结构，将活塞直接与直线电机相连，实现发电的装置。由于能量直接通过化学能转化为电能，因此相较于传统发电机，自由活塞发电机具有更高的发电效率。
针对普通的自由活塞发电机，因为取消了曲柄连杆结构，活塞与缸套之间的机械摩擦减小，机械效率得以提高，但是其缸内结构相比于普通内燃机没有太大改变，缸内工作循环与普通内燃机相同，因此整体燃烧的热效率没有提高。
现有的中冷器虽然通过交换气体与冷却水的热量可以达到冷却气体的目的，但是不能满足分缸式热力循环对中冷器储气功能的需求，在气流管道上安装气压阀不能良好的实现气流流通的定时控制。为了实现气体在中冷器中的储存与定时流通，需要设计一种具有储气功能的中冷器，以满足分缸式自由活塞发电机的工作需要。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的中冷器不具备储气功能，造成分缸式自由活塞发电机不能实现目标换气过程的问题，进而提供了一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，它包括中冷器主体及安装在中冷器主体排气道一端的储气结构，其中所述储气结构包括ECU控制器、电磁结构、气阀、气阀壳体、气流挡板、气阀支撑杆、弹簧及弹簧座，所述气流挡板设置在气阀壳体内并将气阀壳体分为上下两个空间，气流挡板中部开设有通孔，气阀设置在气阀壳体内且与通孔上下正对布置，气阀的上下两端分别通过气阀支撑杆与电磁结构及弹簧相连，弹簧的下端固接在弹簧座上，所述ECU控制器控制电磁结构的开合，进而控制气阀的上下移动，实现通孔的打开与关闭。
进一步地，所述气流挡板倾斜布置在气阀壳体内。
进一步地，气流挡板的低位端与排气道的下方内壁齐平设置或低于排气道的下方内壁设置。
进一步地，气流挡板呈流线型布置。
进一步地，所述电磁结构包括衔铁、铁芯、缠绕在铁芯上的线圈，气阀通过气阀支撑杆与衔铁固接，ECU控制器通过电磁铁电路与电磁结构相连，进而控制衔铁的上下运动。
进一步地，通孔的中心轴线竖向布置。
进一步地，气阀呈圆锥形结构，其小端朝下设置。
进一步地，所述弹簧为塔簧，其小端位于上端布置，大端位于下端布置。
进一步地，所述中冷器主体包括外壳、布置在外壳侧面的进水孔与排水孔、若干冷却水流通管道以及若干横隔板，其中每个冷却水流通管道均竖向布置且均布在外壳内，若干横隔板由上到下依次布置且每相临两个横隔板之间均存在空气流通间隙，位于顶部的横隔板与外壳的顶端内壁之间以及位于底部的横隔板与外壳的底端内壁之间均为空腔结构，每个冷却水流通管道的两端分别与两个空腔结构连通设置，所述排气道布置在外壳的一端，外壳的另一端布置有进气道。
进一步地，外壳的底部安装有底座。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
通过控制ECU控制器关闭气阀，使得排气道中的气体存储在中冷器中，从而控制气体的流通，有效实现中冷器的储气功能。
通过本申请的储气结构，能够通过中冷器本身进行储气，实现分缸式自由活塞发电机对气流存储目标的需求。
通过ECU对电流信号的控制进一步控制电磁气阀，与现有技术中的气压阀结构相比，能够更好的处理控制气阀正时，从而实现更精准的气阀开闭。
附图说明
图1为本申请的主视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，它包括中冷器主体及安装在中冷器主体排气道11一端的储气结构，其中所述储气结构包括ECU控制器19、电磁结构、气阀12、气阀壳体13、气流挡板14、气阀支撑杆10、弹簧9及弹簧座8，所述气流挡板14设置在气阀壳体13内并将气阀壳体13分为上下两个空间，气流挡板14中部开设有通孔，气阀12设置在气阀壳体13内且与通孔上下正对布置，气阀12的上下两端分别通过气阀支撑杆10与电磁结构及弹簧9相连，弹簧9的下端固接在弹簧座8上，所述ECU控制器19控制电磁结构的开合，进而控制气阀12的上下移动，实现通孔的打开与关闭。
ECU控制器19根据自由活塞发电机输出的电流进行运算控制，输出信号，控制线圈17通电时间，进而控制气阀12开启和关闭时间。
本申请中所述的中冷器主体可以采用现有技术中的中冷器。
气流挡板14可以为平板结构，但优选为流线型结构；其可以为水平布置在气阀壳体13内，但优选为倾斜布置。便于气体的流动。
气流挡板14可以为整体结构，也可以为两个半板拼接而成。
气阀12的外壁与通孔的内壁配合设置，气阀12的下端横截面小于上端横截面设置，气阀12的横截面可以为任意形状，优选为圆形。如此设计，有利于在气阀12关闭时，气阀12与通孔之间的密封。
通过设置弹簧9，可以实现在电磁结构的磁力断开时，气阀12可以在弹簧9的弹力作用下实现迅速落座。
通过本申请的储气结构，能够通过中冷器本身进行储气，实现分缸式自由活塞发电机对气流存储目标的需求。
通过ECU对电流信号的控制进一步控制电磁气阀12，与现有技术中的气压阀结构相比，能够更好的处理控制气阀12正时，从而实现更精准的气阀12开闭。
当自由活塞发电机开始工作后，电机输出的电流进入ECU控制器19中，通过设置ECU控制器19的程序，使电流在恰当的时刻通过电磁铁电路18输出电信号至线圈17中，线圈17通电后磁化铁芯16，在磁力作用下带动衔铁15上行，进而带动气阀支撑杆10与气阀12克服弹簧9的阻力向上运动，使得排气道11与外界相连，实现排气。
通过控制ECU控制器19关闭气阀12，使得排气道11中的气体存储在中冷器中，从而控制气体的流通，有效实现中冷器的储气功能。
ECU控制器19根据预先设计的程序输出信号，以此决定气阀12正时。如此设计，气阀12正时准确度高，实现气体流通的时刻的精确控制。
所述气流挡板14倾斜布置在气阀壳体13内。如此设计，更有利于气体流通。
气流挡板14的低位端与排气道11的下方内壁齐平设置或低于排气道11的下方内壁设置。如此设计，防止因设置气流挡板14而使排气道11的变窄。
气流挡板14呈流线型布置。如此设计，更有利于气体流通。
所述电磁结构包括衔铁15、铁芯16、缠绕在铁芯16上的线圈17，气阀12通过气阀支撑杆10与衔铁15固接，ECU控制器19通过电磁铁电路18与电磁结构相连，进而控制衔铁15的上下运动。
通孔的中心轴线竖向布置。
气阀12呈圆锥形结构，其小端朝下设置。本申请中通过控制气阀12开度，可以实现对中冷器中气体流量的控制。ECU控制器19根据输入的电流信号控制线圈17内电流的大小，从而控制铁芯16产生的电磁力大小，进一步控制衔铁15、气阀支撑杆10与气阀12的上升距离，最终控制气阀12的开度大小，实现对气体流量大小的控制。
所述弹簧9为塔簧，其小端位于上端布置，大端位于下端布置。
所述中冷器主体包括外壳5、布置在外壳5侧面的进水孔1与排水孔4、若干冷却水流通管道2以及若干横隔板3，其中每个冷却水流通管道2均竖向布置且均布在外壳5内，若干横隔板3由上到下依次布置且每相临两个横隔板3之间均存在空气流通间隙，位于顶部的横隔板3与外壳5的顶端内壁之间以及位于底部的横隔板3与外壳5的底端内壁之间均为空腔结构，每个冷却水流通管道2的两端分别与两个空腔结构连通设置，所述排气道11布置在外壳5的一端，外壳5的另一端布置有进气道6。工作过程中，向中冷器中通入气体前先打开水泵，使冷却水从中冷器的进水孔1流入，沿冷却水流通管道2流动，随着外壳5内水量的增加，冷却水水位逐渐上升，直到从排水孔4流出，在通气的过程中利用水泵实现冷却水的循环流通，进而更好的实现换热。
外壳5的底部安装有底座7。

Claims (10)

1.一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：，它包括中冷器主体及安装在中冷器主体排气道(11)一端的储气结构，其中所述储气结构包括ECU控制器(19)、电磁结构、气阀(12)、气阀壳体(13)、气流挡板(14)、气阀支撑杆(10)、弹簧(9)及弹簧座(8)，所述气流挡板(14)设置在气阀壳体(13)内并将气阀壳体(13)分为上下两个空间，气流挡板(14)中部开设有通孔，气阀(12)设置在气阀壳体(13)内且与通孔上下正对布置，气阀(12)的上下两端分别通过气阀支撑杆(10)与电磁结构及弹簧(9)相连，弹簧(9)的下端固接在弹簧座(8)上，所述ECU控制器(19)控制电磁结构的开合，进而控制气阀(12)的上下移动，实现通孔的打开与关闭。
2.根据权利要求1所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：所述气流挡板(14)倾斜布置在气阀壳体(13)内。
3.根据权利要求2所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：气流挡板(14)的低位端与排气道(11)的下方内壁齐平设置或低于排气道(11)的下方内壁设置。
4.根据权利要求2或3所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：气流挡板(14)呈流线型布置。
5.根据权利要求1所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：所述电磁结构包括衔铁(15)、铁芯(16)、缠绕在铁芯(16)上的线圈(17)，气阀(12)通过气阀支撑杆(10)与衔铁(15)固接，ECU控制器(19)通过电磁铁电路(18)与电磁结构相连，进而控制衔铁(15)的上下运动。
6.根据权利要求1所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：通孔的中心轴线竖向布置。
7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：气阀(12)呈圆锥形结构，其小端朝下设置。
8.根据权利要求1所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：所述弹簧(9)为塔簧，其小端位于上端布置，大端位于下端布置。
9.根据权利要求1所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：所述中冷器主体包括外壳(5)、布置在外壳(5)侧面的进水孔(1)与排水孔(4)、若干冷却水流通管道(2)以及若干横隔板(3)，其中每个冷却水流通管道(2)均竖向布置且均布在外壳(5)内，若干横隔板(3)由上到下依次布置且每相临两个横隔板(3)之间均存在空气流通间隙，位于顶部的横隔板(3)与外壳(5)的顶端内壁之间以及位于底部的横隔板(3)与外壳(5)的底端内壁之间均为空腔结构，每个冷却水流通管道(2)的两端分别与两个空腔结构连通设置，所述排气道(11)布置在外壳(5)的一端，外壳(5)的另一端布置有进气道(6)。
10.根据权利要求9所述的一种分缸式自由活塞发电机的储气中冷器，其特征在于：外壳(5)的底部安装有底座(7)。
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