專利名稱：振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，尤其是一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)。
背景技術(shù)：
自由活塞發(fā)動機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡單、效率高，近年來倍受重視。但是自由活塞發(fā)動機(jī)的“失火”問題(即自由活塞發(fā)動機(jī)的燃燒室內(nèi)應(yīng)該發(fā)生燃燒時(shí)卻沒有發(fā)生燃燒的問題)是 影響自由活塞發(fā)動機(jī)得以實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。所以急需發(fā)明一種能夠使自由活塞發(fā) 動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定工作的新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞、彈性體和振子，所述自由活塞與所 述彈性體連接，所述彈性體與所述振子連接。在所述自由活塞和所述彈性體之間設(shè)擺桿，所述自由活塞經(jīng)轉(zhuǎn)動軸與所述擺桿的 一端轉(zhuǎn)動連接，所述擺桿的另一端經(jīng)所述彈性體與所述振子連接，在所述擺桿上設(shè)銷軸滑 孔，所述擺桿經(jīng)所述銷軸滑孔與銷軸滑動轉(zhuǎn)動連接，所述銷軸與機(jī)體連接。所述銷軸設(shè)為與機(jī)體固連式，或經(jīng)距離調(diào)整裝置與機(jī)體連接，所述距離調(diào)整裝置 按控制要求調(diào)整所述銷軸與所述自由活塞的中心線之間的距離。在所述自由活塞和所述彈性體之間設(shè)齒條、齒輪和擺桿，所述自由活塞與所述齒 條連接，所述齒條與齒輪嚙合，所述齒輪與所述擺桿連接，所述擺桿與所述彈性體連接，在 所述擺桿上于所述齒輪的圓心處設(shè)銷軸，所述擺桿與所述銷軸轉(zhuǎn)動連接，所述銷軸與機(jī)體 連接。在所述擺桿與所述彈性體之間設(shè)伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)為機(jī)械式、 電動式或液壓式，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整所述振子與所述銷軸之間的距離。一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞、擺桿和振子，所述自由活塞經(jīng)轉(zhuǎn)動 軸與擺桿的一端轉(zhuǎn)動連接，所述擺桿的另一端與所述振子連接，在所述擺桿上設(shè)銷軸滑孔， 所述擺桿經(jīng)所述銷軸滑孔與所述銷軸滑動轉(zhuǎn)動連接，所述銷軸與機(jī)體連接；或所述自由活塞與齒條連接，所述齒條與齒輪嚙合，所述齒輪與所述擺桿連接，所 述擺桿與所述振子連接，在所述擺桿上于所述齒輪的圓心處設(shè)銷軸，所述擺桿與所述銷軸 轉(zhuǎn)動連接。在所述擺桿與所述振子之間設(shè)伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)為機(jī)械式、電 動式或液壓式，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整所述振子與所述銷軸之間的距離。傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)之所以能夠穩(wěn)定工作，是由于飛輪的設(shè)置和/或多缸的設(shè)置，使得活 塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，發(fā)動機(jī)的整體運(yùn)動系統(tǒng)仍不停止，即發(fā)動機(jī)的整體運(yùn)動系統(tǒng)在發(fā)動機(jī) 的整個(gè)工作過程中的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)都具有足夠的能量克服任何一個(gè)活塞或多個(gè)活塞在任一 沖程特別是壓縮沖程時(shí)的阻力，從而保證發(fā)動機(jī)的正常工作。而自由活塞發(fā)動機(jī)就不同，當(dāng)活塞處于極低運(yùn)動速度或靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)(即多數(shù)情況是活塞處于上止點(diǎn)或下止點(diǎn)附近時(shí))， 自由活塞發(fā)動機(jī)的整個(gè)運(yùn)動系統(tǒng)也處于極低運(yùn)動速度或靜止?fàn)顟B(tài)。也就是說此時(shí)自由活塞 發(fā)動機(jī)所儲存的能量極小甚至為零，所以沒有足夠的能量來克服維持活塞運(yùn)動規(guī)律所需要 克服的阻力，因此，造成“失火”狀態(tài)，影響自由活塞發(fā)動機(jī)的正常工作。然而，單純增加自 由活塞的質(zhì)量，會使自由活塞發(fā)動機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)的振動。本發(fā)明通過振子和彈性體的設(shè)置，使 得發(fā)動機(jī)在運(yùn)行過程中，一部分能量仍儲存在彈性體中，無論自由活塞發(fā)動機(jī)的速度處于 多么低的狀態(tài)，甚至靜止?fàn)顟B(tài)，儲存在彈性體中的能量都能克服運(yùn)行中的阻力，幫助自由活 塞發(fā)動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。在本發(fā)明中，在不設(shè)彈性 體的結(jié)構(gòu)中，由于擺桿和銷軸的設(shè)置，使得活塞的運(yùn)動方向和振子的運(yùn)動方向相反，所以可 以增加儲存的能量，同時(shí)又能減輕自由活塞發(fā)動機(jī)的劇烈振動。本發(fā)明中所謂的距離調(diào)整裝置可以是機(jī)械式，電動式或液壓式。它的作用是調(diào)整 銷軸與自由活塞中心線之間的距離，以實(shí)現(xiàn)在活塞行程一定的情況下，調(diào)整擺桿的擺動速 度和角度，進(jìn)而改變儲存在彈性體內(nèi)的能量的多少，使自由活塞可以在不同的速度下工作， 即自由活塞發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷響應(yīng)(也就是相當(dāng)于傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下工作)。本發(fā)明所謂的伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)也可以是機(jī)械式，電動式或液壓式。它用來調(diào)整振子 與銷軸之間的距離，達(dá)到調(diào)整振子擺動速度和擺動角度的目的，進(jìn)而調(diào)整儲存在彈性體內(nèi) 及振子內(nèi)的能量的多少，同樣實(shí)現(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷響應(yīng)。本發(fā)明的有益效果如下1、由于彈性體、擺桿和振子的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。2、由于彈性體和振子的設(shè)置，能夠減輕自由活塞發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動與噪聲，實(shí) 現(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。


圖1、2、3、4、5、6、7和8所示的是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9、10、11和12所示的是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13、14和15所示的是本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16所示的是本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17、18、19和20所示的是本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21和22所示的是本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖23所示的是本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1、2、3、4、5、6、7或8所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，一種振子蓄能自由活 塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞1、彈性體2和振子3，自由活塞1與彈性體2連接，彈性體2與振 子3連接。由于彈性體和振子的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。其中圖 1是單缸單振子，振子3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向共線；圖2是單缸雙振子，振 子3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向共線；圖3是單缸單振子，振子3的運(yùn)動方向與自 由活塞1的運(yùn)動方向不共線；圖4是單缸雙振子，振子3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向不共線，自由活塞1無側(cè)向力；圖5是雙缸單振子，振子3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向共線；圖6是雙缸雙振子，振子3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向共線；圖7是 雙缸單振子，振子3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向不共線；圖8是雙缸雙振子，振子 3的運(yùn)動方向與自由活塞1的運(yùn)動方向不共線，自由活塞1無側(cè)向力。實(shí)施例2如圖9、10、11或12所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于 在自由活塞1和彈性體2之間設(shè)擺桿5，自由活塞1經(jīng)轉(zhuǎn)動軸4與擺桿5的一端轉(zhuǎn)動連接， 擺桿5的另一端經(jīng)彈性體2與振子3連接，在擺桿5上設(shè)銷軸滑孔501，擺桿5經(jīng)銷軸滑孔 501與銷軸6滑動轉(zhuǎn)動連接，銷軸6與機(jī)體連接。銷軸6設(shè)為與機(jī)體固連式，或經(jīng)距離調(diào)整 裝置7與機(jī)體連接，距離調(diào)整裝置7按控制要求調(diào)整銷軸6與自由活塞1的中心線之間的 距離。圖9是單缸單擺桿單振子；圖10是單缸雙擺桿雙振子，自由活塞1無側(cè)向力；圖11 是雙缸單擺桿單振子；圖12是雙缸雙擺桿雙振子，自由活塞1無側(cè)向力。實(shí)施例3如圖13、14或15所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于在 自由活塞1和彈性體2之間設(shè)齒條8、齒輪9和擺桿5，自由活塞1與齒條8連接，齒條8與 齒輪9嚙合，齒輪9與擺桿5連接，擺桿5與彈性體2連接，在擺桿5上于齒輪9的圓心處 設(shè)銷軸6，擺桿5與銷軸6轉(zhuǎn)動連接，銷軸6與機(jī)體連接。圖13是單缸單齒條單振子；圖14 是雙缸單齒條單振子；圖15是雙缸雙齒條雙振子，自由活塞1無側(cè)向力。實(shí)施例4如圖16所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其與實(shí)施例2和實(shí)施例3的區(qū)別在于 在擺桿5與彈性體2之間設(shè)伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)10，伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)10設(shè)為機(jī)械式、電動式或液壓 式，伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)10調(diào)整振子3與銷軸6之間的距離。實(shí)施例5如圖17、18、19或20所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞1、擺桿5和 振子3，自由活塞1經(jīng)轉(zhuǎn)動軸4與擺桿5的一端轉(zhuǎn)動連接，擺桿5的另一端與振子3連接，在 擺桿5上設(shè)銷軸滑孔501，擺桿5經(jīng)銷軸滑孔501與銷軸6滑動轉(zhuǎn)動連接，銷軸6與機(jī)體連 接；實(shí)施例6如圖21或22所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞1、擺桿5和振子3， 自由活塞1與齒條8連接，齒條8與齒輪9嚙合，齒輪9與擺桿5連接，擺桿5與振子3連 接，在擺桿5上于齒輪9的圓心處設(shè)銷軸6，擺桿5與銷軸6轉(zhuǎn)動連接。實(shí)施例7如圖23所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其與實(shí)施例6和實(shí)施例7的區(qū)別在于 在擺桿5與振子3之間設(shè)伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)10，伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)10設(shè)為機(jī)械式、電動式或液壓式， 伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)10調(diào)整振子3與銷軸6之間的距離。
權(quán)利要求
一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞(1)、彈性體(2)和振子(3)，其特征在于所述自由活塞(1)與所述彈性體(2)連接，所述彈性體(2)與所述振子(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述自由活塞(1) 和所述彈性體⑵之間設(shè)擺桿(5)，所述自由活塞⑴經(jīng)轉(zhuǎn)動軸⑷與所述擺桿(5)的一端 轉(zhuǎn)動連接，所述擺桿(5)的另一端經(jīng)所述彈性體(2)與所述振子(3)連接，在所述擺桿(5) 上設(shè)銷軸滑孔(501)，所述擺桿(5)經(jīng)所述銷軸滑孔(501)與銷軸(6)滑動轉(zhuǎn)動連接，所述 銷軸(6)與機(jī)體連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于所述銷軸(6)設(shè)為 與機(jī)體固連式，或經(jīng)距離調(diào)整裝置(7)與機(jī)體連接，所述距離調(diào)整裝置(7)按控制要求調(diào)整 所述銷軸(6)與所述自由活塞(1)的中心線之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述自由活塞(1) 和所述彈性體(2)之間設(shè)齒條(8)、齒輪(9)和擺桿(5)，所述自由活塞(1)與所述齒條(8) 連接，所述齒條(8)與齒輪(9)嚙合，所述齒輪(9)與所述擺桿(5)連接，所述擺桿(5)與所 述彈性體(2)連接，在所述擺桿(5)上于所述齒輪(9)的圓心處設(shè)銷軸(6)，所述擺桿(5) 與所述銷軸(6)轉(zhuǎn)動連接，所述銷軸(6)與機(jī)體連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述擺桿(5) 與所述彈性體(2)之間設(shè)伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)(10)，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)(10)設(shè)為機(jī)械式、電動式 或液壓式，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)(10)調(diào)整所述振子(3)與所述銷軸(6)之間的距離。
6.一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞(1)、擺桿(5)和振子(3)，其特征在 于所述自由活塞(1)經(jīng)轉(zhuǎn)動軸(4)與擺桿(5)的一端轉(zhuǎn)動連接，所述擺桿(5)的另一端 與所述振子(3)連接，在所述擺桿(5)上設(shè)銷軸滑孔(501)，所述擺桿(5)經(jīng)所述銷軸滑孔 (501)與所述銷軸(6)滑動轉(zhuǎn)動連接，所述銷軸(6)與機(jī)體連接；或所述自由活塞⑴與齒條⑶連接，所述齒條⑶與齒輪(9)嚙合，所述齒輪(9)與 所述擺桿(5)連接，所述擺桿(5)與所述振子(3)連接，在所述擺桿(5)上于所述齒輪(9) 的圓心處設(shè)銷軸(6)，所述擺桿(5)與所述銷軸(6)轉(zhuǎn)動連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，其特征在于在所述擺桿(5)與 所述振子(3)之間設(shè)伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)(10)，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)(10)設(shè)為機(jī)械式、電動式或液 壓式，所述伸縮調(diào)整機(jī)構(gòu)(10)調(diào)整所述振子(3)與所述銷軸(6)之間的距離。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機(jī)，包括自由活塞(1)、彈性體(2)和振子(3)，所述自由活塞(1)與所述彈性體(2)連接，所述彈性體(2)與所述振子(3)連接。本發(fā)明由于彈性體、擺桿和振子的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，能夠減輕自由活塞發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動與噪聲，實(shí)現(xiàn)自由活塞發(fā)動機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。
文檔編號F02B71/00GK101845992SQ20101016416
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者靳北彪 申請人:靳北彪