專利名稱：準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于內(nèi)燃式動力裝置的熱能向電能轉(zhuǎn)換的技術(shù)，尤其涉及一種準(zhǔn)自由活塞直線發(fā) 電機(jī)組。
技術(shù)背景傳^f的內(nèi)燃機(jī)一發(fā)電機(jī)組，首先通過活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的活塞一汽缸部分將燃料燃燒釋 放的熱能轉(zhuǎn)換為活塞的往復(fù)直線機(jī)械動力，再由曲柄一連桿機(jī)構(gòu)部分將活塞的往復(fù)直線機(jī)械 動力轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械動力，而后將該旋轉(zhuǎn)機(jī)械動力經(jīng)過若干中間環(huán)節(jié)如聯(lián)軸器、分動器等， 機(jī)械動力的傳遞、分流及動力參數(shù)的變換，最后通過旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電力。這種 組合系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，但存在以下明顯的弊端①由兩個(gè)獨(dú)立的能量轉(zhuǎn)換單元一一活塞式內(nèi)燃 機(jī)、旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，通過中間連接環(huán)節(jié)組合而成。熱能到電力的轉(zhuǎn)換及傳遞路線長，效率低， 能量浪費(fèi)嚴(yán)重。②由于系統(tǒng)中活塞與曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接相連，連桿的擺動引起的活塞側(cè)向力 較大，不僅造成了機(jī)械效率損失，同時(shí)造成了活塞與缸壁間的磨損及額外熱負(fù)載；③曲柄連 桿機(jī)構(gòu)參與全部動力的傳遞與轉(zhuǎn)換，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力強(qiáng)度大，各鉸接點(diǎn)處的摩擦損耗嚴(yán) 重，系^運(yùn)轉(zhuǎn)的不均勻度大。④曲軸連桿系統(tǒng)復(fù)雜、笨重，原材料浪費(fèi)嚴(yán)重，生產(chǎn)成本與運(yùn) 行成本高。電力自由活塞發(fā)動機(jī)EFPE較上述傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)一發(fā)電機(jī)組合系統(tǒng)有了很多改進(jìn)。通過直 線發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)活塞直線機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換與輸出。但是EFPE方案本身存在較多技術(shù)問題① 啟動系統(tǒng)復(fù)雜，附屬系統(tǒng)驅(qū)動困難，難以實(shí)現(xiàn)定時(shí)、協(xié)調(diào)工作；4沖程工作模式、多 缸聯(lián)動難以實(shí)現(xiàn)。- "② 無固定止點(diǎn)、無固定行程，壓縮比可變，雖然容易實(shí)現(xiàn)通過調(diào)整壓縮比來改害發(fā)動機(jī) 的燃燒過程，但工況穩(wěn)定性難以控制；同時(shí)為了追求高效低排放，要求對壓縮比的精確控制， 導(dǎo)致控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，難以解決。③ 燃料的供給正時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致壓縮比、燃燒壓力等的控制變得不確定，循環(huán)供油量 控制精度也比傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)要求高得多，從而帶來燃油供給系統(tǒng)制造的難度。④ 運(yùn)動部件的運(yùn)動特性為非正弦特性，在死點(diǎn)位置附近活塞運(yùn)動是非對稱的，且減速段 長于加速段，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，熱能一機(jī)械能及機(jī)械能一電力轉(zhuǎn)換環(huán)境發(fā)生了變化，對轉(zhuǎn)換 過程帶來影響，難以直接實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)系統(tǒng)的工作特性及性能。⑤ 在最大速度相同條件下，具有更大的加速度。由于結(jié)構(gòu)上的不平衡，導(dǎo)致往復(fù)慣性力 不能自我平衡，造成系統(tǒng)工作沖擊及不穩(wěn)定性增大，由此引起的振動問題需采取附加手段解 決；⑥ 由于活塞"自由"，故調(diào)速困難；因沒有飛輪作用發(fā)動機(jī)熄火現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的 工作可靠性變差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，發(fā)動機(jī)工作 可靠性好等優(yōu)點(diǎn)的準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組，它包括至少一個(gè)發(fā)電單元，以及相應(yīng)的燃料供給、進(jìn)排 氣系統(tǒng)，所述發(fā)電單元是由相互配合并相對直線運(yùn)動的氣缸-活塞組構(gòu)成的聯(lián)動發(fā)電單元，發(fā) 電機(jī)動子與聯(lián)動發(fā)電單元的運(yùn)動件連接，發(fā)電機(jī)定子和繞組則與聯(lián)動發(fā)電單元的固定件連接； 同時(shí)在聯(lián)動發(fā)電單元的運(yùn)動止點(diǎn)處有約束運(yùn)動件行程的固止件；發(fā)電機(jī)定子和繞組作為電力 輸出端。所述發(fā)電單元有多個(gè)，彼此并聯(lián)。所述發(fā)電單元由四個(gè)內(nèi)燃燒式氣缸-活塞及其附件組成，它的固定件包括依次安裝在支撐 固件上的第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸和第四氣缸，發(fā)電機(jī)定子和繞組安裝在第二氣缸和 第三氣缸之間的支撐固件上，相對于軸心對稱，各氣缸與發(fā)電機(jī)定子和繞組在同一軸線上； 其中第一氣缸內(nèi)為第一燃燒室，第二氣缸的第二缸頭側(cè)為第二燃燒室，第三氣缸的第三缸頭 側(cè)為第三燃燒室，第四氣缸內(nèi)為第四燃燒室；發(fā)電單元的運(yùn)動件包括一個(gè)動力輸出框架，在其中部安裝與發(fā)電機(jī)定子和繞組配合的發(fā) 電機(jī)動子，它相對于軸心對稱，在動力輸出框架的兩端分別設(shè)有動子軸，'動子軸兩端分別連 接第一活塞和第二活塞呈啞鈴型，另一動子軸連接第三活塞和第四活塞也呈啞鈴型；周定件 和運(yùn)動件的各活塞氣缸各自對應(yīng)安裝；固止件為第二氣缸和第三氣缸與各自缸頭相對側(cè)并由活塞分隔構(gòu)成的空氣墊室，空氣墊 室底部有輔助氣道，其內(nèi)部在活塞壓縮時(shí)形成空氣墊，阻止運(yùn)動件運(yùn)動。所述發(fā)電單元由四個(gè)內(nèi)燃燒式氣缸-活塞及其附件組成，它的固定件包括依次安裝在支撐 固件上的第一氣缸、第二定塞、第三定塞、第四氣缸， 一個(gè)發(fā)電機(jī)定子和繞組安裝在第一氣 缸和第二定塞間的支撐固件上，另一發(fā)電機(jī)定子和繞組安裝在第三定塞和第四氣缸間的支撐 固件上，兩電機(jī)定子和繞組相對于軸心對稱，各氣缸、活塞和發(fā)電機(jī)定子和繞組在同一軸線 上；其中第一氣缸的第一缸頭側(cè)為第一燃燒室，第四氣缸的第四缸頭側(cè)為第四燃燒室；發(fā)電單元的運(yùn)動件包括一個(gè)動力輸出框架，在其兩端分別為第二氣缸和第三氣缸，同時(shí) 第二氣缸與動子軸連接，動子軸上與第二氣缸連接端設(shè)有一個(gè)發(fā)電機(jī)動子，另一端為第一活 塞；第三氣缸與另一動子軸連接，該動子軸與第三氣缸連接端設(shè)有另一個(gè)發(fā)電機(jī)動子，另一 端為第四活塞，兩發(fā)電機(jī)動子相對于軸心對稱；固定件和運(yùn)動件中的各活塞、氣缸分別對應(yīng) 安、裝在一起: - ~ ,-固止件為第一氣缸和第四氣缸與各自缸頭相對側(cè)并由活塞分隔構(gòu)成的空氣墊室，空氣墊 室底部有輔助氣道，其內(nèi)部在活塞壓縮時(shí)形成空氣墊，阻止運(yùn)動件運(yùn)動。各燃燒室可具有相同的直徑、行程和壓縮比。同一氣缸內(nèi)的空氣墊室和燃燒室直徑為異 徑或同徑均可。所述固定件上安裝輔助正時(shí)機(jī)構(gòu)，它包括與空氣墊室相對應(yīng)的止點(diǎn)傳感器、進(jìn)排氣門驅(qū) 動機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的發(fā)電單元采用4個(gè)內(nèi)燃式活塞-汽缸結(jié)構(gòu)。當(dāng)然4個(gè)氣缸-活塞結(jié)構(gòu)也可具有相同 的直徑、行程和壓縮比，并有相同的燃料供給和進(jìn)、排氣系統(tǒng)。固定件和運(yùn)動件中的各活塞、 氣缸分別對應(yīng)安裝在一起；運(yùn)動部件沿著其軸向連接成一個(gè)整體，并保持軸向結(jié)構(gòu)對稱。4 個(gè)活塞-汽缸結(jié)構(gòu)中，有2個(gè)在運(yùn)動止點(diǎn)附近具有輔助活塞-汽缸結(jié)構(gòu)即空氣墊室，同一氣缸內(nèi) 的空氣墊室和燃燒室直徑為異徑或同徑均可?？諝鈮|室形成的密閉空間內(nèi)，在活塞作用下形 成空氣絕熱壓縮過程一一空氣墊。該空氣墊室用來約束活塞行程，同時(shí)緩沖直線運(yùn)動能量。運(yùn)動部件可以是活塞，也可以是氣缸體?？煞謩e稱為活塞結(jié)構(gòu)形式、定塞結(jié)構(gòu)形式。-在潔塞結(jié)構(gòu)形式中，首先采用兩個(gè)反向?qū)χ玫膬?nèi)燃式活塞-汽缸結(jié)構(gòu)，通過直線動子軸將 兩個(gè)活塞連接成一個(gè)整體，構(gòu)成動子軸兩端對稱的一個(gè)啞鈴型運(yùn)動部件。然后將兩組啞鈴型 運(yùn)動部件通過動力輸出框架連接固定在一起，形成聯(lián)動發(fā)電單元的4活塞運(yùn)動部件。在動力 輸出框架的中部安裝與發(fā)電機(jī)定子和繞組配合的發(fā)電機(jī)動子，它相對于軸心對稱，在動力輸 出框架的兩端分別設(shè)有動子軸，動子軸兩端分別連接第一活塞和第二活塞呈啞鈴型，另一動 子軸連接第三活塞和第四活塞也呈啞鈴型；在活塞結(jié)構(gòu)形式下，固定件包括依次安裝在支撐固件上的第一氣缸、第二氣缸、第三氣 缸和第四氣缸，發(fā)電機(jī)定子和繞組安裝在第二氣缸和第三氣缸之間的支撐固件上，相對于軸 心對稱，各氣缸與發(fā)電機(jī)定子和繞組在同一軸線上；其中第一氣缸內(nèi)為第一燃燒室，第二氣 缸的第二缸頭側(cè)為第二燃燒室，第三氣缸的第三缸頭側(cè)為第三燃燒室，第四氣缸內(nèi)為第四燃燒室；固定件和運(yùn)動件的各活塞氣缸各自對應(yīng)安裝；在活塞結(jié)構(gòu)形式下，固止件為第二氣缸和第三氣缸與各自缸頭相對側(cè)并由活塞分隔構(gòu)成 的空氣墊室，空氣墊室底部有輔助氣道，其內(nèi)部在活塞壓縮時(shí)形成空氣墊，阻止運(yùn)動件運(yùn)動。在定塞結(jié)構(gòu)形式的發(fā)電單元中，四個(gè)內(nèi)燃燒式氣缸-活塞及其附件也分為兩組，每組中的 兩個(gè)內(nèi)燃式活塞-汽缸結(jié)構(gòu)同方向順置，并通過動子軸連接在一起。出于連接的合理性，其中 的一個(gè)結(jié)構(gòu)改變?yōu)楣潭ɑ钊?活動氣缸的形式。兩組上述結(jié)構(gòu)的活動氣缸通過動力輸出框架連 接，即連接順序依次為第一活塞、動子軸、第二氣缸、動力輸出框架、第三氣缸、動子軸、 第四活塞。運(yùn)動件還包括固定在動子軸上的發(fā)電機(jī)動子，整體相對于軸心對稱。在定塞結(jié)構(gòu)形式下，它的固定件包括依次安裝在支撐固件上的第一氣缸、第二定塞、第 三定塞、-第四氣缸； 一個(gè)發(fā)電機(jī)定子和繞組安裝在第一氣缸和第二定塞間的支撐固件上r另 一發(fā)電機(jī)定子和繞組安裝在第三定塞和第四氣缸間的支撐固件上;各氣缸、活塞和發(fā)電機(jī)定 子和繞組相對于同一軸線軸心對稱；其中第一氣缸的第一缸頭側(cè)為第一燃燒室，.第四氣缸的 第四缸頭側(cè)為第四燃燒室；在定塞結(jié)構(gòu)形式下，固止件為第一氣缸和第四氣缸與各自缸頭相對側(cè)并由活塞分隔構(gòu)成 的空氣墊室，空氣墊室底部有輔助氣道，其內(nèi)部在活塞壓縮時(shí)形成空氣墊，阻止運(yùn)動件運(yùn)動。所述固定件上安裝輔助正時(shí)機(jī)構(gòu)，它包括與空氣墊室相對應(yīng)的止點(diǎn)傳感器、進(jìn)排氣門驅(qū) 動機(jī)構(gòu)。通過與運(yùn)動部分相配合，隨著直線運(yùn)動部分的行程，輔助系統(tǒng)分別動作，保證每個(gè) 氣缸-活塞結(jié)構(gòu)按照A進(jìn)氣、B壓縮(點(diǎn)火)、C做功、D排氣四個(gè)沖程組織燃燒。配氣相位使 聯(lián)動單元的4個(gè)活塞-汽缸結(jié)構(gòu)做功相位分別為0度、90度、180度和270度。在4個(gè)沖程循 環(huán)中每個(gè)活塞-汽缸結(jié)構(gòu)輪流做功一次。直線電機(jī)布置在運(yùn)動部件的合適位置，并保持整個(gè)直線運(yùn)動部分軸向?qū)ΨQ，其定子繞組 輸出感應(yīng)電流。所述發(fā)電單元可以多個(gè)彼此并聯(lián)，.其電流經(jīng)過調(diào)整后，形成直流輸出母線。.起動工況下，機(jī)組控制器檢測運(yùn)動部分的相位，控制直線發(fā)電機(jī)作為起動電機(jī)，.或者外 加起動電機(jī)，使用電池的能量來帶動直線運(yùn)動部件。并驅(qū)動正時(shí)輔助系統(tǒng)和燃料供給、-進(jìn)排 氣系統(tǒng)，形成起動過程而建立工作循環(huán)。本發(fā)明的有益效果是首先，采用輔助活塞-汽缸結(jié)構(gòu)約束活塞行程，實(shí)現(xiàn)固定止點(diǎn)、固定行程。正時(shí)和燃料供 給控制系統(tǒng)簡單。啟動系統(tǒng)、附屬系統(tǒng)驅(qū)動簡化。其次，采用單缸四沖程組織燃燒、每個(gè)沖程有1個(gè)活塞做功的四缸聯(lián)動發(fā)電單元?？朔?因?yàn)闆]有飛輪造成的熄火問題，解決熄火現(xiàn)象導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)工作可靠性差問題。第三，采用固定的壓縮比，現(xiàn)有的燃燒設(shè)計(jì)理論可以適用，解決了工況穩(wěn)定性、高效低 排放的難題。第四，聯(lián)動單元采用直流電力輸出形式，克服由于運(yùn)動部件的非正弦運(yùn)動特性，熱能一 機(jī)械能及機(jī)械能一電力轉(zhuǎn)換特性變化引起的性能困擾。第五，采用直流輸出母線，多個(gè)發(fā)電單元可以并聯(lián)，形成大功率機(jī)組。發(fā)電單元可以獨(dú) 立啟動或停車，具有部分功率輸出效率高，可以容錯(cuò)運(yùn)行的特點(diǎn)。


圖l為第一實(shí)施例的總裝圖；圖2為第一實(shí)施例的固定件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為第一實(shí)施例的運(yùn)動件結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為第二實(shí)施例的總裝圖；圖5為第二實(shí)施例的固定件結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為第二實(shí)施例的運(yùn)動件結(jié)構(gòu)示意圖。其中，l.第四缸頭，2.第一燃燒室,3.第一氣缸,4.空氣墊室，5.發(fā)電機(jī)定子和繞組，6.第二燃燒室，7.第二氣缸，8.定塞，9.第三氣缸，IO.第三燃燒室，ll.第四氣缸，12.第四燃 燒室，13.第一缸頭，14.輔助氣道，15.發(fā)電機(jī)動子，16.動子軸，17.第二缸頭，18.支撐固 件，19.第三缸頭，20.第三活塞，21.第四活塞，22.第一活塞，23.動力輸出框架，24.第二 活塞，25.第二定塞，26.第三定塞。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1:活塞結(jié)構(gòu)形式的聯(lián)動發(fā)電單元舉例如下。圖2中，第一氣缸3、第二氣缸7、第三氣缸9和第四氣缸11軸向同心安裝在支撐固件 18上。第一缸頭13和第四缸頭1朝向外側(cè)(圖2—中所示分別向左側(cè)、右側(cè))，第二缸頭17 和第三缸頭19相對，靠近發(fā)電機(jī)定子和繞組5。第二氣缸7和第三氣缸9的尾部分別空氣墊 室4以及關(guān)聯(lián)的密封和輔助氣道14。發(fā)電機(jī)定子和繞組5也安裝在支撐固件18上，它相對 于氣缸軸線對稱，并位于整個(gè)裝置的軸向中心。附圖3所示，第一活塞22和第二活塞24通過動子軸16連成一體；相似地，第三活塞 20和第四活塞21也通過動子軸16連成一體。動力輸出框架23的兩端分別連接兩動子軸16， 動力輸出框架23的軸向中心位置安裝發(fā)電機(jī)動子15,動力輸出框架23將4個(gè)活塞、發(fā)電機(jī) 動子連結(jié)成整體，構(gòu)成直線運(yùn)動部分。附圖l所示，第一氣缸3和第一活塞22配合，形成第一燃燒室2;第二氣缸7和第二活 塞24配合，形成第二燃燒室6;第三氣缸9和第三活塞20配合，形成第三燃燒室10;第四3氣缸11和第四活塞21配合，形成第四燃燒室12。動力輸出框架23圍繞第二、第三氣缸的 部分。其圓周向不是閉合的，如虛線所示，允許支撐固件18穿過它固定缸體，而不影響該框 架的直線運(yùn)動。相類似的，燃料供給和進(jìn)氣/排氣系統(tǒng)的有關(guān)部件，也穿過該框架而不影響其 直線運(yùn)動。附圖1所示發(fā)電單^;的工作過程簡述為:-運(yùn)動部分位于最左端(第一、三缸上止點(diǎn)，第二、四缸下止點(diǎn))，開始向右運(yùn)動(第一沖 程)，第一缸頭13執(zhí)行進(jìn)氣沖程A，第二缸頭17執(zhí)行壓縮沖程B，第三缸頭19執(zhí)行做功沖 程C，第四缸頭1執(zhí)行排氣沖程D;第三活塞20下行越過輔助氣道14后，在第三氣缸9的 底部形成密閉空氣墊室4，運(yùn)動部分壓縮該密閉空氣，由于氣墊作用，運(yùn)動部分立即停止運(yùn) 動(到達(dá)止點(diǎn))。運(yùn)動部分向左運(yùn)動(第二沖程)，第一缸頭13執(zhí)行壓縮沖程B，第二缸頭17執(zhí)行做功沖 程C,第三缸頭19執(zhí)行排氣沖程D，第四缸頭1執(zhí)行進(jìn)氣沖程A;第二活塞24下行越過輔助 氣道14后，在第二氣缸7的底部形成密閉空氣墊室4，運(yùn)動部分壓縮該密閉空氣，由于氣墊 作用，運(yùn)動部分立即停止運(yùn)動(到達(dá)止點(diǎn))。運(yùn)動部分向右運(yùn)動(第三沖程)，第一缸頭13執(zhí)行做功沖程C，第二缸頭17執(zhí)行排氣沖 程D，第三缸頭19執(zhí)行進(jìn)氣沖程A，第四缸頭1執(zhí)行壓縮沖程B;第三活塞20下行越過輔助 氣道14后，在第三氣缸9的底部形成密閉空氣墊室4，運(yùn)動部分壓縮該密閉空氣，由于氣墊' 作用，運(yùn)動部分立即停止運(yùn)動(到達(dá)止點(diǎn))。 ，-^運(yùn)新部分向左運(yùn)動(第四沖程)，第一缸頭13執(zhí)行排氣沖程D，第二缸頭17執(zhí)行進(jìn)氣沖 程A,第三缸頭19執(zhí)行壓縮沖程B，第四缸頭1執(zhí)行做功沖程C;第二活塞24下行越過輔助 氣道14后，在第二氣缸7的底部形成密閉空氣墊室4，運(yùn)動部分壓縮該密閉空氣，由于氣墊 作用，運(yùn)動部分立即停止運(yùn)動(到達(dá)止點(diǎn))。四缸輪流發(fā)火，順序?yàn)?-2-1-4。實(shí)施例2:定塞結(jié)構(gòu)形式的聯(lián)動發(fā)電單元的舉例如下。附圖5所示，定塞8包括第二定塞25和第三定塞26,它們安裝在兩發(fā)電機(jī)定子和繞組5 之間的支撐固件18上。定塞8上安裝有第二燃燒室6和第三燃燒室IO所需要的氣道、氣門、 點(diǎn)火等附屬部件。第一氣缸3和第四氣缸11的尾部分別有輔助氣缸室4關(guān)聯(lián)的密封結(jié)構(gòu)和輔 助氣道14。發(fā)電機(jī)定子和繞組5也安裝在支撐固件18上，它相對于氣缸軸線對稱，分成2 個(gè)部分并分別與動子軸16相對應(yīng)。附圖6所示，兩發(fā)電機(jī)動子15分別通過動子軸16安裝到動力輸出框架23的兩端上，發(fā) 電機(jī)定子和繞組5也位于整個(gè)裝置的軸向中心，并固定在支撐固件18上。第一活塞22通過 動子軸16和第二氣缸7—端連接固定，形成運(yùn)動部件的一部分。第四活塞21通過動子軸16 和第三氣缸9一端連接固定，形成運(yùn)動部件的另一部分。動力輸出框架23兩端分別連接第二 氣缸7和第三氣缸9。發(fā)電機(jī)動子15分別安裝在兩動子軸16上。附圖4所示，第一氣缸3和第一活塞22配合，形成第一燃燒室2;第二氣缸7和第二定 塞25配合，形成第二燃燒室6;第三氣缸9和第三定塞26配合，形成第三燃燒室10;第四 氣缸11和第四活塞21配合，形成第四燃燒室.12。動力輸出框架23圍繞第二、第三氣缸的 部分，其圓周向不是閉合的，如虛線所示，允許支撐固件18穿過它固定缸體，而不影響該框 架的^線運(yùn)動。相類似的，燃料供給和進(jìn)氣/排氣系統(tǒng)的有關(guān)部件，也穿過該框架而不影響其 直線運(yùn)動。明中未詳述的氣缸-活塞附件及其它相關(guān)技術(shù)均為公知技術(shù)，不再贅述。
權(quán)利要求
1、一種準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組，它包括至少一個(gè)發(fā)電單元，以及相應(yīng)的燃料供給、進(jìn)排氣系統(tǒng)，其特征是所述發(fā)電單元是由相互配合并相對直線運(yùn)動的氣缸-活塞組構(gòu)成的聯(lián)動發(fā)電單元，發(fā)電機(jī)動子(15)與聯(lián)動發(fā)電單元的運(yùn)動件連接，發(fā)電機(jī)定子和繞組(5)則與聯(lián)動發(fā)電單元的固定件連接；同時(shí)在聯(lián)動發(fā)電單元的運(yùn)動止點(diǎn)處有約束運(yùn)動件行程的固止件；發(fā)電機(jī)定子和繞組(5)作為電力輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組，其特征是所述發(fā)電單元有多個(gè)， 彼此并聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組，其特征是所述發(fā)電單元由四個(gè)內(nèi) 燃燒式氣缸-活塞及其附件組成，它的固定件包括依次安裝在支撐固件(18)上的第一氣缸(3)、 第二氣缸(7)、第三氣缸(9)和第四氣缸(11)，發(fā)電機(jī)定子和繞組(5)安裝在第二氣缸(7) 和第三氣缸(9)之間的支撐固件(18)上，相對于軸心對稱，各氣缸與發(fā)電機(jī)定子和繞組(5) 在同一軸線上；其中第一氣缸(3)內(nèi)為第一燃燒室(2),第二氣缸(7)的第二缸頭(17) 側(cè)為第二燃燒室(6)，第三氣缸(9)的第三缸頭(19)側(cè)為第三燃燒室(10),第四氣缸(11) 內(nèi)為第四燃燒室(12);發(fā)電單元的運(yùn)動件包括一個(gè)動力輸出框架(23)，在其中部安裝與發(fā)電機(jī)定子和繞組(5) 配合的發(fā)電機(jī)動子(15),它相對于軸心對稱，在動力輸出框架(23)的兩端分別設(shè)有動子軸(16)，動子軸(16)兩端分別連接第一活塞(22)和第二活塞(24)呈啞鈴型，另一動子軸.(16)連接第三活塞(20)和第四活塞(21)也呈啞鈴型；固定件和運(yùn)動件的各活塞氣缸各 自對應(yīng)安裝；固止件為第二氣缸(7)和第三氣缸(9)與各自缸頭相對側(cè)并由活塞分隔構(gòu)成的空氣墊 室(4)，空氣墊室(4)底部有輔助氣道(14)，其內(nèi)部在活塞壓縮時(shí)形成空氣墊，阻止運(yùn)動 件運(yùn)動。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組，其特征是所述發(fā)電單元由四個(gè)內(nèi) 燃燒式氣缸-活塞及其附件組成，它的固定件包括依次安裝在支撐固件(18)上的第一氣缸(3)、 第二定塞(25)、第三定塞(26)、第四氣缸(11)， 一個(gè)發(fā)電機(jī)定子和繞組(5)安裝在第一 氣缸(3)和第二定塞(25)間的支撐固件(18)上，另一發(fā)電機(jī)定子和繞組(5)安裝在第 三定塞(26)和第四氣缸(11)間的支撐固件(18)上，兩電機(jī)定子和繞組(5)相對于軸心 對稱，各氣缸、活塞和發(fā)電機(jī)定子和繞組(5)在同一軸線上；其中第一氣缸(3)的第一缸 頭(13)側(cè)為第一燃燒室(2)，第四氣缸(11)的第四缸頭(1)側(cè)為第四燃燒室(12);發(fā)電單元的運(yùn)動件包括一個(gè)動力輸出框架(23)，在其兩端分別為第二氣缸(7)和第三 氣缸(9)，同時(shí)第二氣缸(7)與動子軸(16)連接，動子軸(16)上與第二氣缸(7)連接 端設(shè)有一—個(gè)發(fā)電機(jī)動子(15)，另一端為第一活塞(22);第三氣缸(9)與另一動子軸d6) 連接，該動子軸(16)與第三氣缸(9)連接端設(shè)有另一個(gè)發(fā)電機(jī)動子(15),另一端為第四 活塞(21)，兩發(fā)電機(jī)動子(15)相對于軸心對稱；固定件和運(yùn)動件中的各活塞、氣缸分別對 應(yīng)安裝在一起；固止件為第一氣缸(3)和第四氣缸(11)與各自缸頭相對側(cè)并由活塞分隔構(gòu)成的空氣墊 室(4),空氣墊室(4)底部有輔助氣道(14),其內(nèi)部在活塞壓縮時(shí)形成空氣墊，阻止運(yùn)動 件運(yùn)動。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組，其特征是所述固定件上安裝 輔助正時(shí)機(jī)構(gòu)，它包括與空氣墊室(4)相對應(yīng)的止點(diǎn)傳感器、進(jìn)排氣門驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種準(zhǔn)自由活塞直線發(fā)電機(jī)組。它解決了目前電力自由活塞發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作不可靠等問題，具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，工作可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)為它包括至少一個(gè)發(fā)電單元，以及相應(yīng)的燃料供給、進(jìn)排氣系統(tǒng)，所述發(fā)電單元是由相互配合并相對直線運(yùn)動的氣缸-活塞組構(gòu)成的聯(lián)動發(fā)電單元，發(fā)電機(jī)動子與聯(lián)動發(fā)電單元的運(yùn)動件連接，發(fā)電機(jī)定子和繞組則與聯(lián)動發(fā)電單元的固定件連接；同時(shí)在聯(lián)動發(fā)電單元的運(yùn)動止點(diǎn)處有約束運(yùn)動件行程的固止件；發(fā)電機(jī)定子和繞組作為電力輸出端。
文檔編號F02B63/00GK101220771SQ20071011603
公開日2008年7月16日 申請日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者軍 孫, 澎 李 申請人:軍 孫