專利名稱：振子蓄能自由活塞發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機領(lǐng)域，尤其是一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機。 技術(shù)背景自由活塞發(fā)動機由于其結(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 的“失火”問題(即自由活塞發(fā)動機的燃燒室內(nèi)應(yīng)該發(fā)生燃燒時卻沒有發(fā)生燃燒的問題)是 影響自由活塞發(fā)動機得以實際應(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，本實用新型提出的技術(shù)方案如下一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機，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，所述銷軸與機體連接。所述銷軸設(shè)為與機體固連式，或經(jīng)距離調(diào)整裝置與機體連接，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，所述銷軸與機體 連接。在所述擺桿與所述彈性體之間設(shè)伸縮調(diào)整機構(gòu)，所述伸縮調(diào)整機構(gòu)設(shè)為機械式、 電動式或液壓式，所述伸縮調(diào)整機構(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，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)整機構(gòu)，所述伸縮調(diào)整機構(gòu)設(shè)為機械式、電 動式或液壓式，所述伸縮調(diào)整機構(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，發(fā)動機的整體運動系統(tǒng)仍不停止，即發(fā)動機的整體運動系統(tǒng)在發(fā)動機 的整個工作過程中的每個時間點都具有足夠的能量克服任何一個活塞或多個活塞在任一 沖程特別是壓縮沖程時的阻力，從而保證發(fā)動機的正常工作。而自由活塞發(fā)動機就不同，當(dāng)
3活塞處于極低運動速度或靜止?fàn)顟B(tài)時(即多數(shù)情況是活塞處于上止點或下止點附近時)， 自由活塞發(fā)動機的整個運動系統(tǒng)也處于極低運動速度或靜止?fàn)顟B(tài)。也就是說此時自由活塞 發(fā)動機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)動機產(chǎn)生強烈的振動。本實用新型通過振子和彈性體的設(shè) 置，使得發(fā)動機在運行過程中，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行中的阻力，幫助自 由活塞發(fā)動機連續(xù)穩(wěn)定的運動，進而實現(xiàn)自由活塞發(fā)動機的平穩(wěn)運行。在本實用新型中，在 不設(shè)彈性體的結(jié)構(gòu)中，由于擺桿和銷軸的設(shè)置，使得活塞的運動方向和振子的運動方向相 反，所以可以增加儲存的能量，同時又能減輕自由活塞發(fā)動機的劇烈振動。本實用新型中所謂的距離調(diào)整裝置可以是機械式，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)動機實現(xiàn)負(fù)荷響應(yīng)(也就是相當(dāng)于傳統(tǒng)發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速下工作)。本實用新型所謂的伸縮調(diào)整機構(gòu)也可以是機械式，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，同樣實現(xiàn)自由活塞發(fā)動機實現(xiàn)負(fù)荷響應(yīng)。本實用新型的有益效果如下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)動機連續(xù)穩(wěn)定的運行。2、由于彈性體和振子的設(shè)置，能夠減輕自由活塞發(fā)動機運行時的振動與噪聲，實 現(xiàn)自由活塞發(fā)動機的平穩(wěn)運行。

圖1、2、3、4、5、6、7和8所示的是本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9、10、11和12所示的是本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13、14和15所示的是本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16所示的是本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖17、18、19和20所示的是本實用新型實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖21和22所示的是本實用新型實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖23所示的是本實用新型實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
實施例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，一種振子蓄能自由活 塞發(fā)動機，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)動機連續(xù)穩(wěn)定的運行。其中圖 1是單缸單振子，振子3的運動方向與自由活塞1的運動方向共線；圖2是單缸雙振子，振 子3的運動方向與自由活塞1的運動方向共線；圖3是單缸單振子，振子3的運動方向與自 由活塞1的運動方向不共線；圖4是單缸雙振子，振子3的運動方向與自由活塞1的運動方向不共線，自由活塞1無側(cè)向力；圖5是雙缸單振子，振子3的運動方向與自由活塞1的運 動方向共線；圖6是雙缸雙振子，振子3的運動方向與自由活塞1的運動方向共線；圖7是 雙缸單振子，振子3的運動方向與自由活塞1的運動方向不共線；圖8是雙缸雙振子，振子 3的運動方向與自由活塞1的運動方向不共線，自由活塞1無側(cè)向力。實施例2如圖9、10、11或12所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機，其與實施例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與機體連接。銷軸6設(shè)為與機體固連式，或經(jīng)距離調(diào)整 裝置7與機體連接，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。實施例3如圖13、14或15所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機，其與實施例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。實施例4如圖16所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機，其與實施例2和實施例3的區(qū)別在于 在擺桿5與彈性體2之間設(shè)伸縮調(diào)整機構(gòu)10，伸縮調(diào)整機構(gòu)10設(shè)為機械式、電動式或液壓 式，伸縮調(diào)整機構(gòu)10調(diào)整振子3與銷軸6之間的距離。實施例5如圖17、18、19或20所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機，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與機體連 接；實施例6如圖21或22所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機，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。實施例7如圖23所示的振子蓄能自由活塞發(fā)動機，其與實施例6和實施例7的區(qū)別在于 在擺桿5與振子3之間設(shè)伸縮調(diào)整機構(gòu)10，伸縮調(diào)整機構(gòu)10設(shè)為機械式、電動式或液壓式， 伸縮調(diào)整機構(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，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，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，其特征在于所述銷軸(6)設(shè)為 與機體固連式，或經(jīng)距離調(diào)整裝置(7)與機體連接，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，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，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)整機構(gòu)(10)，所述伸縮調(diào)整機構(gòu)(10)設(shè)為機械式、電動式 或液壓式，所述伸縮調(diào)整機構(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，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，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)整機構(gòu)(10)，所述伸縮調(diào)整機構(gòu)(10)設(shè)為機械式、電動式或液 壓式，所述伸縮調(diào)整機構(gòu)(10)調(diào)整所述振子(3)與所述銷軸(6)之間的距離。
專利摘要本實用新型公開了一種振子蓄能自由活塞發(fā)動機，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。本實用新型由于彈性體、擺桿和振子的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)自由活塞發(fā)動機連續(xù)穩(wěn)定的運行，能夠減輕自由活塞發(fā)動機運行時的振動與噪聲，實現(xiàn)自由活塞發(fā)動機的平穩(wěn)運行。
文檔編號F02B77/00GK201671707SQ20102018067
公開日2010年12月15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