CN208778097U - 一种内燃直线发电机和新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种内燃直线发电机和新能源汽车，包括第一内燃机和第二内燃机，第一内燃机的第一活塞与第二内燃机的第二活塞通过连杆同轴连接，在连杆上连接有动子，动子的外横截面为四方形，在动子的上下左右四个外平面上安装有四排平面永磁块，在上下左右四排平面永磁块上对应安装有四个平面定子铁芯，每个平面定子铁芯上均安装有一排定子线圈，四个平面永磁块和四个平面定子铁芯构成四个平面直线发电机。本实用新型励磁较好，感应电动势高，输出电压高，比功率和效率高，可以有效防止连杆自转，解决了内燃机活塞环磨损。

Description

一种内燃直线发电机和新能源汽车

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，特别涉及一种内燃直线发电机和新能源汽车。

背景技术

目前，自由活塞式内燃直线发电机通常由两个两冲程内燃机燃烧室和一个圆形直线发电机组成，燃料在两个燃烧室依次燃烧并对活塞做功，活塞与圆形直线发电机动子连接为一体并带动直线电机动子运动，将该动能转化为电能。其中，圆形直线发电机一般采用圆形电磁体和圆形定子结构组成。由于圆形直线发电机采用径向励磁，感应电动势取决于线圈的磁链的变化率，圆形直线发电机的有效面积小，径向励磁小，感应电动势小，输出电压低，比功率和效率低，另外会使连杆自转，造成内燃机活塞环磨损。现在自由活塞式内燃机采用两冲程内燃机，换气效率差，能量密度低，自由活塞式内燃机输出功率低，容易造成活塞环磨损。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种内燃直线发电机和新能源汽车，包括第一内燃机和第二内燃机，第一内燃机的第一活塞与第二内燃机的第二活塞通过连杆同轴连接，在连杆上连接有动子，动子的外横截面为四方形，在动子的上下左右四个外平面上安装有四排平面永磁块，在上下左右四排平面永磁块上对应安装有四个平面定子铁芯，每个平面定子铁芯上均安装有一排定子线圈，四个平面永磁块和四个平面定子铁芯构成四个平面直线发电机。

进一步地，第一内燃机包括第一缸体、第一活塞、第一进气门、第一排气门、第一火花塞，第一排气门和第一火花塞安装在第一缸体上，第一进气门安装在第一活塞上，在第一缸体上开设有第一进气口；

第二内燃机包括第二缸体、第二活塞、第二进气门、第二排气门、第二火花塞，第二排气门和第二火花塞安装在第二缸体上，第二进气门安装在第二活塞上，在第二缸体上开设有第二进气口；

在第一活塞与第二活塞之间构成压缩腔，第一进气门和第二进气门与压缩腔相通，在第一进气口与压缩腔的进气通道中安装有第一单向阀，在第二进气口与压缩腔的进气通道中安装有第二单向阀；当第一内燃机在进气行程时，压缩腔内的压缩空气推开第一进气门，压缩腔内的压缩空气进入第一缸体内；当第二内燃机在进气行程时，压缩腔内的压缩空气推开第二进气门，压缩腔内的压缩空气进入第二缸体内。

进一步地，动子的内横截面为圆形；当动子处于左端极限位置时，动子的左端内表面与第二缸体外表面密封配合；当动子由左向右移动时，空气从第二进气口和第二单向阀吸入，压缩腔内空气推开第一进气门压入第一缸体内；当动子左端内表面脱离第二缸体时，动子右端内表面与第一缸体外表面密封配合，空气从第二进气口和第二单向阀进入压缩腔内；

当动子处于右端极限位置时，动子的右端内表面与第一缸体密封配合；当动子由右向左移动时，空气从第一进气口和第一单向阀吸入，压缩腔内空气推开第二进气门压入第二缸体内；当动子右端内表面脱离第一缸体时，动子左端内表面与第二缸体密封配合，空气从第一进气口和第一单向阀进入压缩腔内。

进一步地，在第一缸体及第二缸体与动子密封配合面上设置有第一密封件，在动子与四个平面定子铁芯之间设置有第二密封件。

进一步地，在连杆上设置有连接架，在连接架上开设置有通气孔，连接架与动子连接。

另外，本实用新型还提供了一种新能源汽车，包括上述的内燃机直线发电机。

本实用新型的相对现有技术有益效果在于：

1、现有的圆形直线发电机采用径向励磁，平面直线发电机是采用纵向励磁，直线发电机的感应电动势取决于线圈的磁链的变化率，平面直线发电机相对于圆形直线发电机的有效面积大，纵向励磁大，感应电动势大，输出电压高，比功率和效率均高，还可以防止连杆自转，可以解决内燃机活塞环磨损问题。

2、本实用新型采用四个平面直线发电机结构，更进一步提高了有效面积，感应电动势大，输出电压高，比功率和效率均比单个平面直线发电机高，定子为四方形结构，可以有效防止连杆自转，解决内燃机活塞环磨损问题。

3、本实用新型的采用内置压缩机，提高了换气效率，提高了能量密度，提高了活塞式内燃机输出功率。另外，进气门设置在活塞上，相比将进气门设置在缸体上，可以解决活塞环磨损问题，内燃机窜气可以引入另一侧缸体内。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种内燃直线发电机结构示意图；

图2为图1的A—A视图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图2所示，本实用新型优选了一种内燃直线发电机和新能源汽车，

如图1所示，一种内燃直线发电机包括第一内燃机和第二内燃机，第一内燃机的第一活塞10.1与第二内燃机的第二活塞10.2通过连杆12同轴连接，在连杆12上连接有动子6。如图2所示，动子6的外横截面为四方形，在动子6的上下左右四个外平面上安装有四排平面永磁块7，每排平面永磁块7纵向排列，平面永磁块7为条形结构，不是圆形结构。在上下左右四排平面永磁块7上对应安装有四个平面定子铁芯8，每个平面定子铁芯8上均安装有一排定子线圈9，四个平面永磁块7和四个平面定子铁芯8构成四个平面直线发电机。

平面直线发电机是采用纵向励磁，直线发电机的感应电动势取决于线圈的磁链的变化率，单个平面直线发电机相对于单个圆形直线发电机的有效面积大，纵向励磁大，感应电动势大，输出电压高，比功率和效率均高。本实用新型采用四个平面直线发电机结构，更进一步提高了有效面积，感应电动势大，输出电压高，比功率和效率均比单个平面直线发电机高，定子为四方形结构，可以有效防止连杆自转，由于活塞自转造成活塞环磨损等问题。

如图1所示，为了提高第一内燃机和第二内燃机的换气效率，提高了能量密度，提高了活塞式内燃机输出功率。在进一步地技术方案中，第一内燃机包括第一缸体1.1、第一活塞10.1、第一进气门11.1、第一排气门2.1、第一火花塞3.1，第一排气门2.1和第一火花塞3.1安装在第一缸体1.1上，第一进气门11.1安装在第一活塞10.1上，在第一缸体1.1上开设有第一进气口5.1；

第二内燃机包括第二缸体1.2、第二活塞10.2、第二进气门11.2、第二排气门2.2、第二火花塞3.2，第二排气门2.2和第二火花塞3.2安装在第二缸体1.2上，第二进气门11.2安装在第二活塞10.2上，在第二缸体1.2上开设有第二进气口5.2；

在第一活塞10.1与第二活塞10.2之间构成压缩腔A，第一进气门11.1和第二进气门11.2与压缩腔A相通，在第一进气口5.1与压缩腔A的进气通道中安装有第一单向阀4.1，在第二进气口5.2与压缩腔A的进气通道中安装有第二单向阀4.2；当第一内燃机在进气行程时，压缩腔A内的压缩空气推开第一进气门11.1，压缩腔A内的压缩空气进入第一缸体1.1内；当第二内燃机在进气行程时，压缩腔A内的压缩空气推开第二进气门11.2，压缩腔A内的压缩空气进入第二缸体1.2内。

如图2所示，动子6的内横截面为圆形；当动子6处于左端极限位置时，此时，第一活塞10.1处于下止点位置，第二活塞10.2处于上止点位置，动子6的左端内表面与第二缸体1.2外表面密封配合；当动子6由左向右移动时，第一活塞10.1由下止点向上止点移动，第二活塞10.2由上止点向下止点移动，空气从第二进气口5.2和第二单向阀4.2吸入进气通道，未进入压缩腔A内。压缩腔A内空气推开第一进气门10.1压入第一缸体1.1内；当动子6左端内表面脱离第二缸体1.2时，动子6右端内表面与第一缸体1.1外表面进行密封配合，此时，第一内燃机进气结束，进气通道内的空气从第二进气口5.2和第二单向阀4.2进入压缩腔A内；

反之，当动子6处于右端极限位置时，此时，第一活塞10.1处于上止点位置，第二活塞10.2处于下止点位置，动子6的右端内表面与第一缸体1.1密封配合；当动子6由右向左移动时，空气从第一进气口5.1和第一单向阀4.1吸入进气通道，压缩腔A内空气推开第二进气门11.2压入第二缸体1.2内；当动子6右端内表面脱离第一缸体1.1时，动子6左端内表面与第二缸体1.2密封配合，此时，第二内燃机进气结束，空气从第一进气口5.1和第一单向阀4.1进入压缩腔A内。

为了提供密封性能，在进一步地技术方案中，在第一缸体1.1及第二缸体1.2与动子6密封配合面上设置有第一密封件(图中未示出)，在动子6与四个平面定子铁芯8之间设置有第二密封件(图中未示出)。在连杆12上设置有连接架13，在连接架13上开设置有通气孔14，连接架13与动子6连接。

另外，本实用新型还提供了一种新能源汽车，包括上述的内燃机直线发电机。

以上未描述的技术是本领域技术人员的公知常识。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种内燃直线发电机，其特征在于，包括第一内燃机和第二内燃机，第一内燃机的第一活塞与第二内燃机的第二活塞通过连杆同轴连接，在连杆上连接有动子，动子的外横截面为四方形，在动子的上下左右四个外平面上安装有四排平面永磁块，在上下左右四排平面永磁块上对应安装有四个平面定子铁芯，每个平面定子铁芯上均安装有一排定子线圈，四个平面永磁块和四个平面定子铁芯构成四个平面直线发电机。

2.根据权利要求1所述的内燃直线发电机，其特征在于，第一内燃机包括第一缸体、第一活塞、第一进气门、第一排气门、第一火花塞，第一排气门和第一火花塞安装在第一缸体上，第一进气门安装在第一活塞上，在第一缸体上开设有第一进气口；

第二内燃机包括第二缸体、第二活塞、第二进气门、第二排气门、第二火花塞，第二排气门和第二火花塞安装在第二缸体上，第二进气门安装在第二活塞上，在第二缸体上开设有第二进气口；

在第一活塞与第二活塞之间构成压缩腔，第一进气门和第二进气门与压缩腔相通，在第一进气口与压缩腔的进气通道中安装有第一单向阀，在第二进气口与压缩腔的进气通道中安装有第二单向阀；当第一内燃机在进气行程时，压缩腔内的压缩空气推开第一进气门，压缩腔内的压缩空气进入第一缸体内；当第二内燃机在进气行程时，压缩腔内的压缩空气推开第二进气门，压缩腔内的压缩空气进入第二缸体内。

3.根据权利要求2所述的内燃直线发电机，其特征在于，动子的内横截面为圆形；当动子处于左端极限位置时，动子的左端内表面与第二缸体外表面密封配合；当动子由左向右移动时，空气从第二进气口和第二单向阀吸入，压缩腔内空气推开第一进气门压入第一缸体内；当动子左端内表面脱离第二缸体时，动子右端内表面与第一缸体外表面密封配合，空气从第二进气口和第二单向阀进入压缩腔内；

当动子处于右端极限位置时，动子的右端内表面与第一缸体密封配合；当动子由右向左移动时，空气从第一进气口和第一单向阀吸入，压缩腔内空气推开第二进气门压入第二缸体内；当动子右端内表面脱离第一缸体时，动子左端内表面与第二缸体密封配合，空气从第一进气口和第一单向阀进入压缩腔内。

4.根据权利要求3所述的内燃直线发电机，其特征在于，在第一缸体及第二缸体与动子密封配合面上设置有第一密封件，在动子与四个平面定子铁芯之间设置有第二密封件。

5.根据权利要求4所述的内燃直线发电机，其特征在于，在连杆上设置有连接架，在连接架上开设置有通气孔，连接架与动子连接。

6.一种新能源汽车，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的内燃直线发电机。