一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的噴射潤滑裝置，屬于能源動(dòng)力領(lǐng)域。包括液壓噴頭，液壓單向閥，傳動(dòng)連桿，潤滑油箱；液壓噴頭固聯(lián)在掃氣箱壁上；液壓噴頭內(nèi)部的柱塞通過傳動(dòng)連桿與活塞連桿固連；液壓噴頭內(nèi)部的進(jìn)油腔通過液壓管路連接至潤滑油箱；液壓管路上布置有液壓單向閥；從潤滑油箱引出的兩路液壓管路、液壓單向閥、液壓噴頭、傳動(dòng)連桿對(duì)稱布置。使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的原動(dòng)力為潤滑油液的噴射提供動(dòng)力，油液被噴射至活塞腔內(nèi)，通過活塞上所開小孔進(jìn)入活塞與氣缸壁之間的縫隙形成潤滑油膜，從而為自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的活塞環(huán)與氣缸壁之間的摩擦提供持續(xù)的潤滑油膜，防止這種新型動(dòng)力裝置因摩擦而引起的拉缸等后果。
【專利說明】一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的噴射潤滑裝置，可以以潤滑油噴射的方式實(shí)現(xiàn)氣缸壁與活塞環(huán)間的油膜潤滑，保證整機(jī)穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，屬于能源動(dòng)力領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)是20世紀(jì)30年代在能源和環(huán)境壓力背景下發(fā)展起來的一種新型動(dòng)力裝置，因內(nèi)燃機(jī)取消了曲柄連桿機(jī)構(gòu)，活塞僅做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)且行程不受機(jī)械約束而得名，具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、起停容易、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。早起的樣機(jī)直接與燃?xì)廨啓C(jī)或者壓氣機(jī)直接相連，對(duì)外輸出能量或者提供壓縮氣體，在上世紀(jì)中葉一度成為熱點(diǎn)，但受控制技術(shù)限制而發(fā)展緩慢。在20世紀(jì)末作為混合動(dòng)力車用發(fā)電系統(tǒng)所使用的新型動(dòng)力技術(shù)重又得到了國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)的重視。
[0003]在自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)中，氣缸蓋、氣缸套與活塞共同圍成密閉的燃燒室容積，通過油氣混合燃燒按照熱力學(xué)第一定律燃燒氣體膨脹推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，兩側(cè)燃燒室依次循環(huán)燃燒推動(dòng)活塞保證發(fā)電機(jī)正常發(fā)電。(SaifulA.Zulkifli, MohdN.Karsiti, A.RashidA.AzizStartingofaFree-PistonLinear Engine-GeneratorbyMechanicalResonanceandRectanguIarCurrent Commutation[C], IEEEVehicIePowerandPropulsionConference, September3_5,2008, Harbin, China)
[0004]潤滑系統(tǒng)對(duì)于內(nèi)燃機(jī)非常重要，因?yàn)榛钊h(huán)的重要作用就是與氣缸壁之間緊密配合行程可變?nèi)菀椎拿荛]燃燒空間，而這種擠壓配合就導(dǎo)致了強(qiáng)烈的摩擦作用，潤滑系統(tǒng)就是將潤滑油送至氣缸壁上形成與活塞環(huán)之間的油膜潤滑。傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的潤滑主要采用在曲軸箱內(nèi)注入潤滑油，曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)會(huì)甩動(dòng)箱體底部的潤滑油至活塞腔內(nèi)以及氣缸壁上，從而達(dá)對(duì)氣缸壁與活塞環(huán)之間的摩擦起到潤滑作用。然而自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)由于具有與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)所不同的結(jié)構(gòu)，這也就給輔助潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。在這種新型動(dòng)力系統(tǒng)中，運(yùn)動(dòng)部件僅有包括活塞組在內(nèi)的動(dòng)子總成，其一直做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，這種簡單的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致潤滑油無法按照傳統(tǒng)潤滑方式送至氣缸壁上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)尚無潤滑系統(tǒng)的問題，提供一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置。該裝置依靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力將潤滑油在每個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的行程內(nèi)都能送至氣缸壁上，使活塞環(huán)與氣缸壁之間形成持續(xù)的潤滑油流。
[0006]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]—種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置，包括液壓噴頭，液壓單向閥，傳動(dòng)連桿，潤滑油箱；
[0008]連接關(guān)系:液壓噴頭固聯(lián)在掃氣箱壁上，液壓噴頭的噴嘴透過掃氣箱壁將油液噴到活塞內(nèi)腔；液壓噴頭內(nèi)部的柱塞通過傳動(dòng)連桿與活塞連桿固連；液壓噴頭內(nèi)部的進(jìn)油腔通過液壓管路連接至潤滑油箱；液壓管路上布置有液壓單向閥；從潤滑油箱引出的兩路液壓管路、液壓單向閥、液壓噴頭、傳動(dòng)連桿對(duì)稱布置；
[0009]所述液壓噴頭內(nèi)部有柱塞；
[0010]所述液壓單向閥只允許從潤滑油箱流向液壓噴頭的油路，阻斷反方向的油路。
[0011]工作過程:
[0012]在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過程中，左右兩側(cè)氣缸依次燃燒發(fā)火，高溫氣體推動(dòng)活塞向另外一側(cè)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)到系統(tǒng)另外一側(cè)時(shí)會(huì)把另外一側(cè)氣缸中所噴出的氣體壓縮燃燒，產(chǎn)生高溫氣體作用于另一側(cè)活塞又會(huì)將動(dòng)子推回。
[0013]動(dòng)子往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)活塞桿帶動(dòng)傳動(dòng)連桿移動(dòng)使液壓噴頭內(nèi)腔容積增大時(shí)，由于大氣壓的作用，潤滑油從潤滑油箱流入液壓噴頭內(nèi)腔中，完成吸油過程。當(dāng)活塞桿帶動(dòng)傳動(dòng)連桿使液壓噴頭內(nèi)腔容積減小時(shí)，由于液壓單向閥的作用，從液壓噴頭流向潤滑油箱的油路被阻斷，潤滑油在壓力作用下經(jīng)過噴頭噴入氣缸中，從而實(shí)現(xiàn)噴油過程。
[0014]有益效果
[0015]本發(fā)明的一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置，使用發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的原動(dòng)力為潤滑油液的噴射提供動(dòng)力，油液被噴射至活塞腔內(nèi)，通過活塞上所開小孔進(jìn)入活塞與氣缸壁之間的縫隙形成潤滑油膜，從而為自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的活塞環(huán)與氣缸壁之間的摩擦提供持續(xù)的潤滑油膜，防止這種新型動(dòng)力裝置因摩擦而引起的拉缸等后果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為系統(tǒng)總體示意圖。
[0017]附圖標(biāo)號(hào):1 一液壓噴頭，2—液壓單向閥，3—傳動(dòng)連桿，4 一潤滑油箱【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置，包括液壓噴頭1，液壓單向閥2，傳動(dòng)連桿3，潤滑油箱4，如圖1所示；
[0021]連接關(guān)系:液壓噴頭I固聯(lián)在掃氣箱壁上，液壓噴頭I的噴嘴透過掃氣箱壁將油液噴到活塞內(nèi)腔；液壓噴頭I內(nèi)部的柱塞通過傳動(dòng)連桿3與活塞連桿固連；液壓噴頭I內(nèi)部的進(jìn)油腔通過液壓管路連接至潤滑油箱4 ;液壓管路上布置有液壓單向閥2 ;從潤滑油箱4引出的兩路液壓管路、液壓單向閥2、液壓噴頭1、傳動(dòng)連桿3對(duì)稱布置；
[0022]所述液壓噴頭I內(nèi)部有柱塞；
[0023]所述液壓單向閥2只允許從潤滑油箱4流向液壓噴頭I的油路，阻斷反方向的油路。
[0024]工作過程:
[0025]過程一:吸油階段。位于左側(cè)的氣缸內(nèi)氣體經(jīng)壓縮后燃燒，左側(cè)活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)，這一過程中活塞連桿向右側(cè)移動(dòng)，經(jīng)過3傳動(dòng)連桿帶動(dòng)，液壓噴頭內(nèi)腔會(huì)形成短暫的真空狀態(tài)，在大氣壓的作用下，潤滑油從潤滑油箱經(jīng)過2液壓單向閥流到I液壓噴頭中。位于右側(cè)的氣缸在此過程中活塞經(jīng)下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，其固聯(lián)的I液壓噴頭完成過程二。[0026]過程二:噴油階段。右側(cè)氣缸中的可燃?xì)怏w經(jīng)壓縮后燃燒，推動(dòng)活塞與活塞連桿向左運(yùn)動(dòng)，左側(cè)活塞從下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)。在此過程中，活塞連桿帶動(dòng)3傳動(dòng)連桿壓縮I液壓噴頭內(nèi)的潤滑油。由于2液壓單向閥阻斷了潤滑油從I液壓噴頭流向4潤滑油箱的油路，潤滑油得以從I液壓噴頭中噴入氣缸內(nèi)。右側(cè)氣缸在此過程中完成吸油階段。
[0027]下面對(duì)裝置的可行性與維護(hù)保養(yǎng)作進(jìn)一步分析。
[0028]裝置在吸油階段，從4潤滑油箱到I液壓噴頭的油壓較低，不會(huì)對(duì)油管的壽命產(chǎn)生影響，僅僅要求整個(gè)油路的密封性要好。而在噴油階段，噴油壓力必須大到使?jié)櫥鸵造F化狀態(tài)噴出，使得活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁之間形成均勻的潤滑油膜。如此大的噴油壓力就使得I液壓噴頭和2液壓單向閥以及兩者之間的油管成為易老化易失效的部件，必須定期維護(hù)保養(yǎng)。
【權(quán)利要求】
1.一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置，其特征在于:包括液壓噴頭(1)，液壓單向閥(2)，傳動(dòng)連桿(3)，潤滑油箱(4);液壓噴頭(I)固聯(lián)在掃氣箱壁上，液壓噴頭(I)的噴嘴透過掃氣箱壁將油液噴到活塞內(nèi)腔；液壓噴頭(I)內(nèi)部的柱塞通過傳動(dòng)連桿(3)與活塞連桿固連；液壓噴頭(I)內(nèi)部的進(jìn)油腔通過液壓管路連接至潤滑油箱(4);液壓管路上布置有液壓單向閥(2);從潤滑油箱(4)引出的兩路液壓管路、液壓單向閥(2)、液壓噴頭(I)、傳動(dòng)連桿(3 )對(duì)稱布置。
2.如權(quán)利要求(I)所述的一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置，其特征在于:所述液壓噴頭(I)內(nèi)部有柱塞。
3.如權(quán)利要求(I)所述的一種自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)用噴射潤滑裝置，其特征在于:所述液壓單向閥(2)只允許從潤滑油箱(4)流向液壓噴頭(I)的油路，阻斷反方向的油路。
【文檔編號(hào)】F01M1/08GK103628948SQ201310718025
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】馮慧華, 宋豫, 左正興, 董洪全, 許洪瑜 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)