專利名稱：無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱能與動(dòng)力領(lǐng)域，尤其是一種自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)具有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，但是由于當(dāng)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，整個(gè)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)均處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以需要通過(guò)電力系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)對(duì)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)，以維持自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而傳統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中必須有蓄電池，傳統(tǒng)液壓拖動(dòng)系統(tǒng)中必須有壓力蓄能罐，不僅如此還需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。正是這一原因，使自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用受到了限制，因此，需要發(fā)明一種不需要控制系統(tǒng)，也不需要蓄電池或壓力蓄能罐就能正常工作的自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案如下
一種無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)，所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)的輸出接口 A和輸出接口 B經(jīng)接口連通通道連通，在所述接口連通通道上設(shè)正反功能機(jī)構(gòu)，所述正反功能機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與飛輪連接。所述正反功能機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與動(dòng)力輸出軸連接。在所述接口連通通道上設(shè)動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置與動(dòng)力輸出軸連接。所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)液壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)，所述正反功能機(jī)構(gòu)設(shè)為液壓式正反功能機(jī)構(gòu)。所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)，所述正反功能機(jī)構(gòu)設(shè)為氣壓式正反功能機(jī)構(gòu)。所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)電負(fù)荷機(jī)構(gòu)，所述正反功能機(jī)構(gòu)設(shè)為電磁式正反功能機(jī)構(gòu)。所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)的輸出接口 A和輸出接口 B分別與目標(biāo)負(fù)荷機(jī)構(gòu)連通。本發(fā)明中，所謂的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)是指當(dāng)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)內(nèi)仍然作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，從而使自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)仍然可以使活塞由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。本發(fā)明中，所謂的自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)是指在自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)作用下產(chǎn)生電或產(chǎn)生壓縮氣體或產(chǎn)生壓力液體，而在電力、壓縮氣體或壓力液體的作用下能夠使自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，例如發(fā)電和電動(dòng)功能可以相互轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)、泵功能和馬達(dá)功能可以相互轉(zhuǎn)換的液壓馬達(dá)或氣體馬達(dá)等。本發(fā)明中，所謂的輸出接口是指將自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)的能量輸出的接口，可以是電力輸出端子，也可以是流體輸出回路接口。本發(fā)明中，所謂正反功能機(jī)構(gòu)是指在電力的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用下產(chǎn)生電的機(jī)構(gòu)，或者是指在流體流動(dòng)的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用下產(chǎn)生流體流動(dòng)的機(jī)構(gòu)，例如發(fā)電和電動(dòng)功能可以相互轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)、泵功能和馬達(dá)功能可以相互轉(zhuǎn)換的液壓馬達(dá)或氣體馬達(dá)等。本發(fā)明中,所謂的動(dòng)力輸出軸是指對(duì)外輸出動(dòng)力的輸出軸。本發(fā)明中，所謂的動(dòng)力裝置是指從所述自由活塞負(fù)載機(jī)構(gòu)的輸出接口獲取能量(電力或流體能量)產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。本發(fā)明中，所謂的目標(biāo)負(fù)荷機(jī)構(gòu)是指所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的最終負(fù)載；例如，以所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)為車輛動(dòng)力源時(shí)，所述目標(biāo)負(fù)荷機(jī)構(gòu)為車輛。本發(fā)明的原理是當(dāng)所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞處于往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，使其能量的一部分轉(zhuǎn)換成所述飛輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞處于減速運(yùn)動(dòng)或處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，儲(chǔ)存在所述飛輪中的一部分能量通過(guò)本發(fā)明中所公開的系統(tǒng)作用于所 述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞使所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常工作；這實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于通過(guò)電力系統(tǒng)，或通過(guò)液壓系統(tǒng)，或通過(guò)氣壓系統(tǒng)，將所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞與飛輪連動(dòng)，這一系統(tǒng)與通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)將飛輪和活塞連動(dòng)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)類同。本發(fā)明中所公開的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)利用飛輪的加速過(guò)程和減速過(guò)程實(shí)現(xiàn)能量在活塞和飛輪之間的相互傳遞，從而實(shí)現(xiàn)維持所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作的目的。本發(fā)明中所公開的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)利用飛輪的加速過(guò)程和減速過(guò)程實(shí)現(xiàn)能量在活塞和飛輪之間的相互傳遞，省略了復(fù)雜的位置傳感器、速度傳感器及控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了以簡(jiǎn)潔的方式維持自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的目的。本發(fā)明中，應(yīng)根據(jù)熱能與動(dòng)力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果如下
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，克服了自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用化過(guò)程中的諸多問(wèn)題。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意 圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意 圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意 圖6為本發(fā)明實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意 圖7為本發(fā)明實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
I自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、2自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)、21輸出接口 A、22輸出接口 B、23接口連通通道、3正反功能機(jī)構(gòu)、31旋轉(zhuǎn)軸、4飛輪、5動(dòng)力輸出軸、6動(dòng)力裝置、201自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)液壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)、301液壓式正反功能機(jī)構(gòu)、202自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)、302氣壓式正反功能機(jī)構(gòu)、203自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)電負(fù)荷機(jī)構(gòu)、303電磁式正反功能機(jī)構(gòu)、7目標(biāo)負(fù)荷機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
如圖I所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)I、自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2，所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2的輸出接口 A 21和輸出接口 B 22經(jīng)接口連通通道23連通，在所述接口連通通道23上設(shè)正反功能機(jī)構(gòu)3，所述正反功能機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)軸31與飛輪4連接。當(dāng)所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)I的活塞處于往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2以及所述正反功能機(jī)構(gòu)3將所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)I的活塞的一部分能量轉(zhuǎn)換成所述飛輪4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)I的活塞處于減速運(yùn)動(dòng)或處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，儲(chǔ)存在所述飛輪4中的一部分能量再通過(guò)所述正反功能機(jī)構(gòu)3以及所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī) 構(gòu)2作用于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)I的活塞，從而使得所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)能夠正常工作。實(shí)施例2
如圖2所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述正反功能機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)軸31與動(dòng)力輸出軸5連接，即所述正反功能機(jī)構(gòu)3除了將一部分能量?jī)?chǔ)存在所述飛輪4中外,還可以對(duì)外輸出動(dòng)力。實(shí)施例3
如圖3所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于在所述接口連通通道23上設(shè)動(dòng)力裝置6，所述動(dòng)力裝置6與動(dòng)力輸出軸5連接，即由所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2輸出的能量一部分通過(guò)所述正反功能機(jī)構(gòu)3儲(chǔ)存在所述飛輪4中，另一部分則通過(guò)所述動(dòng)力裝置6以及與其連接的所述動(dòng)力輸出軸5轉(zhuǎn)化為對(duì)外輸出的動(dòng)力。實(shí)施例4
如圖4所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)液壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)201，所述正反功能機(jī)構(gòu)3設(shè)為液壓式正反功能機(jī)構(gòu)301。具體地,所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)液壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)201或所述液壓式正反功能機(jī)構(gòu)301可以是泵功能和馬達(dá)功能可以相互轉(zhuǎn)換的液壓馬達(dá)。實(shí)施例5
如圖5所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)202，所述正反功能機(jī)構(gòu)3設(shè)為氣壓式正反功能機(jī)構(gòu)302。具體地,所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)202或所述氣壓式正反功能機(jī)構(gòu)302可以是泵功能和馬達(dá)功能可以相互轉(zhuǎn)換的氣體馬達(dá)。實(shí)施例6
如圖6所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)電負(fù)荷機(jī)構(gòu)203，所述正反功能機(jī)構(gòu)3設(shè)為電磁式正反功能機(jī)構(gòu)303。具體地，所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)電負(fù)荷機(jī)構(gòu)203或所述電磁式正反功能機(jī)構(gòu)303可以是發(fā)電和電動(dòng)功能可以相互轉(zhuǎn)換的發(fā)電機(jī)。實(shí)施例7 如圖7所示的無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其與實(shí)施例I的區(qū)別在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)2的所述輸出接口 A 21和所述輸出接口 B 22分別與目標(biāo)負(fù)荷機(jī)構(gòu)7連通。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本發(fā)明所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)(I)、自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(2)，其特征在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(2)的輸出接口 A (21)和輸出接口 B (22)經(jīng)接口連通通道(23)連通，在所述接口連通通道(23)上設(shè)正反功能機(jī)構(gòu)(3)，所述正反功能機(jī)構(gòu)(3)的旋轉(zhuǎn)軸(31)與飛輪(4)連接。
2.如權(quán)利要求I所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述正反功能機(jī)構(gòu)(3)的旋轉(zhuǎn)軸(31)與動(dòng)力輸出軸(5)連接。
3.如權(quán)利要求I所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述接口連通通道(23)上設(shè)動(dòng)力裝置(6)，所述動(dòng)力裝置(6)與動(dòng)力輸出軸(5)連接。
4.如權(quán)利要求I所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(2)設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)液壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)(201)，所述正反功能機(jī)構(gòu)(3)設(shè)為液壓式正反功能機(jī)構(gòu)(301)。
5.如權(quán)利要求I所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(2)設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)氣壓負(fù)荷機(jī)構(gòu)(202)，所述正反功能機(jī)構(gòu)(3)設(shè)為氣壓式正反功能機(jī)構(gòu)(302)。
6.如權(quán)利要求I所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(2)設(shè)為自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)電負(fù)荷機(jī)構(gòu)(203)，所述正反功能機(jī)構(gòu)(3)設(shè)為電磁式正反功能機(jī)構(gòu)(303)。
7.如權(quán)利要求I所述無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(2)的所述輸出接口 A (21)和所述輸出接口 B (22)分別與目標(biāo)負(fù)荷機(jī)構(gòu)(7)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無(wú)死態(tài)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，包括自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)、自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)，所述自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷機(jī)構(gòu)的輸出接口A和輸出接口B經(jīng)接口連通通道連通，在所述接口連通通道上設(shè)正反功能機(jī)構(gòu)，所述正反功能機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與飛輪連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，克服了自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用化過(guò)程中的諸多問(wèn)題。
文檔編號(hào)F02B71/04GK102748131SQ20121018043
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者靳北彪 申請(qǐng)人:摩爾動(dòng)力(北京)技術(shù)股份有限公司