本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1842年，英國(guó)物理學(xué)家Earnshow提出了磁懸浮的概念，同時(shí)指出：?jiǎn)慰坑谰么盆F是不能將一個(gè)鐵磁體在所有六個(gè)自由度上都保持在自由穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。磁懸浮列車(chē)是利用“異性相吸”原理設(shè)計(jì)，是一種吸力懸浮系統(tǒng)，利用安裝在列車(chē)兩側(cè)轉(zhuǎn)向架上的懸浮電磁鐵，和鋪設(shè)在軌道上的磁鐵。磁懸浮列車(chē)上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性與列車(chē)上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生的吸力使車(chē)輛浮起來(lái)。

磁懸浮列車(chē)頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點(diǎn)的軌道上的電磁體S極所吸引，同時(shí)又被安裝在軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體N極所排斥。列車(chē)前進(jìn)時(shí)，線圈里流動(dòng)的電流方向就反過(guò)來(lái)，即原來(lái)的S極變成N極，N極變成S極。循環(huán)交替，列車(chē)就向前奔馳。穩(wěn)定性由導(dǎo)向系統(tǒng)來(lái)控制。磁懸浮列車(chē)底部及兩側(cè)轉(zhuǎn)向架的頂部安裝電磁鐵，在“工”字軌的上方和上臂部分的下方分別設(shè)反作用板和感應(yīng)鋼板，控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙，讓轉(zhuǎn)向架和列車(chē)間的吸引力與列車(chē)重力相互平衡，利用磁鐵吸引力將列車(chē)浮起1厘米左右，使列車(chē)懸浮在軌道上運(yùn)行。這必須精確控制電磁鐵的電流。鐵軌兩側(cè)也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車(chē)上的電磁體相互作用，使列車(chē)前進(jìn)。列車(chē)頭的電磁體(N極)被軌道上靠前一點(diǎn)的電磁體(S極)所吸引，同時(shí)被軌道上稍后一點(diǎn)的電磁體(N極)所排斥——結(jié)果是一“推”一“拉”。磁懸浮列車(chē)運(yùn)行時(shí)與軌道保持一定的間隙(一般為1—10cm)，因此運(yùn)行安全、平穩(wěn)舒適、無(wú)噪聲，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行。

目前豐田正在研發(fā)的一款自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)線性發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)的動(dòng)力裝置用不著曲軸和連桿了，通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就可以直接發(fā)電。一臺(tái)自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)線性發(fā)電機(jī)的輸出功率可到10KW，僅需兩臺(tái)這樣的裝置便可驅(qū)動(dòng)一臺(tái)小型車(chē)或者緊湊型車(chē)達(dá)到120公里/小時(shí)。

自四沖程內(nèi)燃機(jī)誕生至今，如何提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是發(fā)動(dòng)機(jī)工程師們一直努力研究的課題。提到發(fā)動(dòng)機(jī)效率，“壓縮比”就自然而然地成為了討論的主角了。一直以來(lái)，“高壓縮比＝高效率、高功率”已經(jīng)成為了內(nèi)燃機(jī)學(xué)當(dāng)中不變的信條。由進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣四個(gè)沖程循環(huán)構(gòu)成的四沖程內(nèi)燃機(jī)，是奧托歷時(shí)14年于1876年研發(fā)成功的，該發(fā)動(dòng)機(jī)原理，被稱(chēng)為奧托循環(huán)。而其中能提高內(nèi)燃機(jī)效率最具關(guān)鍵性的一環(huán)——壓縮沖程，由原理變?yōu)闄C(jī)械的過(guò)程，曾困擾了奧托十?dāng)?shù)年之久。

1940年，miller研發(fā)了一種不對(duì)等膨脹/壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)，采用配氣時(shí)機(jī)來(lái)制造這種效果。其解決方式為：在吸氣沖程結(jié)束時(shí)，推遲氣門(mén)的關(guān)閉，這就將吸入的混合氣又“吐”出去一部分，再關(guān)閉氣門(mén)，開(kāi)始?jí)嚎s沖程。這種巧妙的設(shè)計(jì)，不僅改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率，也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的膨脹比高于壓縮比，有效地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)效率，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理被稱(chēng)為米勒循環(huán)。1821年，德國(guó)物理學(xué)家塞貝克發(fā)現(xiàn)，不同的金屬導(dǎo)體(或半導(dǎo)體)具有不同的自由電子密度(或載流子密度)，當(dāng)兩種不同的金屬導(dǎo)體相互接觸時(shí)，在接觸面上的電子就會(huì)由高濃度向低濃度擴(kuò)散。而電子的擴(kuò)散速率與接觸區(qū)的溫度成正比，所以只要維持兩金屬間的溫差，就能使電子持續(xù)擴(kuò)散，在兩塊金屬的另兩個(gè)端點(diǎn)形成穩(wěn)定的電壓。這就是“塞貝克效應(yīng)”。

雖然前人在發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的領(lǐng)域做出了一系列突出的研究，但現(xiàn)有技術(shù)中還缺少基于磁懸浮原理設(shè)計(jì)的發(fā)電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)及其控制方法，將磁懸浮技術(shù)應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)中，以提高內(nèi)燃機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率并減小機(jī)械磨損。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，包括：帶有進(jìn)氣口、排氣口和噴水嘴E的缸體P，設(shè)置在所述缸體P內(nèi)的磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段，及所述磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段與所述缸體P內(nèi)壁所圍成的可變氣缸Y，其中，

所述磁懸浮工作活塞工作段包括設(shè)置在所述缸體P軸線方向上的方形鐵芯G，所述方形鐵芯G的一端設(shè)置有第一勵(lì)磁線圈F，另一端設(shè)置有工作活塞H，所述方形鐵芯G的上表面和左表面設(shè)置有第一勵(lì)磁線圈組U，下表面和右表面設(shè)置有第二勵(lì)磁線圈組Q；所述缸體P內(nèi)首部固定有與所述第一勵(lì)磁線圈F相對(duì)設(shè)置的第二勵(lì)磁線圈S，所述缸體P內(nèi)上部和左側(cè)固定有與所述第一勵(lì)磁線圈組U相對(duì)設(shè)置的第三勵(lì)磁線圈組A，所述缸體P內(nèi)下部和右側(cè)固定有與所述第二勵(lì)磁線圈組Q相對(duì)設(shè)置的第四勵(lì)磁線圈組R；其中，第一勵(lì)磁線圈組U、第二勵(lì)磁線圈組Q、第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R皆包括多個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸相同的勵(lì)磁線圈，任一所述勵(lì)磁線圈皆為帶鐵芯的導(dǎo)電線圈；

所述第三勵(lì)磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述第一勵(lì)磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；所述第四勵(lì)磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述第二勵(lì)磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；

所述磁懸浮行程活塞工作段用于配合所述磁懸浮工作活塞工作段在缸體P內(nèi)移動(dòng)，以完成進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、二次壓縮沖程、二次做功沖程和排氣沖程。

優(yōu)選地，所述行程活塞工作段包括設(shè)置在所述缸體P軸線方向上的行程活塞連桿X，所述行程活塞連桿X的一端套設(shè)有多個(gè)交替排列的永磁鐵N極B和永磁鐵S極C，另一端設(shè)置有帶有火花塞L的行程活塞T；所述行程活塞T包括進(jìn)氣管道N和排氣管道Q，所述進(jìn)氣管道N的一端開(kāi)口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開(kāi)口朝向所述可變氣缸Y且設(shè)置有電磁進(jìn)氣門(mén)K；所述排氣管道Q的一端開(kāi)口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開(kāi)口朝向所述可變氣缸Y且設(shè)置有電磁排氣門(mén)M；

所述缸體P內(nèi)上部和左側(cè)均固定有與所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C相對(duì)設(shè)置的第五勵(lì)磁線圈組V，所述缸體P內(nèi)下部和右側(cè)固定有與所述第五勵(lì)磁線圈組V相對(duì)設(shè)置的第六勵(lì)磁線圈組W；所述缸體P上設(shè)有限位電磁閥通孔，所述限位電磁閥通孔內(nèi)設(shè)置有限位電磁閥D，所述限位電磁閥D用于對(duì)所述行程活塞連桿的位置進(jìn)行限定；

其中，所述第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W皆包括多個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸相同的勵(lì)磁線圈，任一所述勵(lì)磁線圈皆為帶鐵芯的導(dǎo)電線圈；所述第五勵(lì)磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；所述第六勵(lì)磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述第三勵(lì)磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＝所述第四勵(lì)磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度，所述第一勵(lì)磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＝所述第二勵(lì)磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度，所述第五勵(lì)磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＝所述第六勵(lì)磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，還包括圓形耐熱橡膠密封圈I，所述圓形耐熱橡膠密封圈I設(shè)置在所述工作活塞H和/或行程活塞T上的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述工作活塞H或行程活塞T的周向。

優(yōu)選地，所述工作活塞H和行程活塞T皆包括依次用螺栓固定在一起的底層、隔熱涂層J和外層，所述底層、隔熱涂層J和外層皆與所述缸體P的軸線垂直；所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述底層邊緣處，所述方形鐵芯G與所述底層的中心點(diǎn)相連。

磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機(jī)，包括上述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)。

磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)控制方法，應(yīng)用于上述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)中，分別給第三勵(lì)磁線圈組A、第四勵(lì)磁線圈組R、第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W的各勵(lì)磁線圈編號(hào)；

控制第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R通電，使鐵芯帶動(dòng)工作活塞懸浮在缸體內(nèi)之后，執(zhí)行以下步驟：

步驟S1、關(guān)閉電磁排氣門(mén)M，打開(kāi)限位電磁閥D，啟動(dòng)進(jìn)氣沖程；

步驟S2、當(dāng)進(jìn)氣沖程結(jié)束后，關(guān)閉電磁進(jìn)氣門(mén)K，打開(kāi)限位電磁閥D，啟動(dòng)壓縮沖程；

步驟S3、當(dāng)壓縮沖程結(jié)束后，啟動(dòng)做功沖程；

步驟S4、當(dāng)做功沖程結(jié)束后，啟動(dòng)二次壓縮沖程；

步驟S5、當(dāng)二次壓縮沖程結(jié)束后，啟動(dòng)二次做功沖程；

步驟S6、當(dāng)二次做功沖程結(jié)束后，打開(kāi)限位電磁閥D，啟動(dòng)排氣沖程。

優(yōu)選地，所述控制第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R通電，使鐵芯帶動(dòng)工作活塞懸浮在缸體內(nèi)，具體為：

控制第三勵(lì)磁線圈組A中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向的直流電，控制第三勵(lì)磁線圈組A中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電。

優(yōu)選地，所述進(jìn)氣沖程包括如下步驟：

控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向直流電，以拉動(dòng)工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)；

控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向的直流電，控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電，以拉動(dòng)行程活塞T向缸體P首部移動(dòng)；

當(dāng)所述行程活塞到達(dá)第一左側(cè)極限位置時(shí)，進(jìn)氣管道N正對(duì)缸體P上的進(jìn)氣口，驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

打開(kāi)電磁進(jìn)氣門(mén)K，以使燃料和空氣的混合氣進(jìn)入可變氣缸Y；

當(dāng)所述工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)并到達(dá)第一預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制所述第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第二左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

所述壓縮沖程包括如下步驟：

控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入的不同方向的直流電，以推動(dòng)工作活塞H和行程活塞T向缸體P尾部移動(dòng)去壓縮可變氣缸Y中的燃料和空氣的混合氣；

當(dāng)所述行程活塞T從第一左側(cè)極限位置移動(dòng)到中間預(yù)設(shè)位置，驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

當(dāng)所述工作活塞H向缸體P尾部移動(dòng)并到達(dá)第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向直流電，以迫使工作活塞H減速向缸體P尾部移動(dòng)，并在到達(dá)第二右側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

所述做功沖程包括如下步驟：

控制火花塞L點(diǎn)燃燃料和空氣的混合氣產(chǎn)生高溫高壓氣體，以推動(dòng)工作活塞H向缸體首部移動(dòng)到第一預(yù)設(shè)位置；

控制所述第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第二左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

所述二次壓縮沖程包括如下步驟：

控制第一磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以推動(dòng)工作活塞H和行程活塞T向缸體P尾部移動(dòng)去壓縮燃燒后的高溫高壓氣體；

當(dāng)行程活塞T從中間預(yù)設(shè)位置移動(dòng)到第一右側(cè)極限位置，驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

當(dāng)所述工作活塞H向缸體P尾部移動(dòng)并到達(dá)第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向直流電，以迫使工作活塞H減速向缸體P尾部移動(dòng)，并在到達(dá)第二右側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

所述二次做功沖程包括如下步驟：

啟動(dòng)噴水嘴E噴水，以使噴入氣缸內(nèi)的水被高溫高壓氣體迅速加熱變成高溫高壓水蒸氣，進(jìn)而推動(dòng)工作活塞H向缸體首部移動(dòng)到第一預(yù)設(shè)位置；

控制所述第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第二左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

所述排氣沖程包括如下步驟：

控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入的不同方向的直流電，以推動(dòng)工作活塞H向缸體P尾部移動(dòng)；

打開(kāi)限位電磁閥D，控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向直流電，控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電，以拉動(dòng)行程活塞T從第一右側(cè)極限位置移動(dòng)到中間預(yù)設(shè)位置，此時(shí)排氣管道正對(duì)缸體P上的排氣口；

驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

打開(kāi)電磁排氣門(mén)M，排出廢氣；

控制所述第一磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第一左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，至少具備以下有益效果：

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)，相比現(xiàn)有技術(shù)龐大機(jī)械結(jié)構(gòu)組成的驅(qū)動(dòng)裝置，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，驅(qū)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相比現(xiàn)有技術(shù)，沒(méi)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)以及進(jìn)排氣凸輪軸和搖臂，零部件少，后期維修方便；另外，由于方形鐵芯G在缸體P內(nèi)移動(dòng)過(guò)程中是處于懸浮狀態(tài)，減少了部件之間的摩擦阻力，能量損耗小，運(yùn)行效率高。

本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)控制方法，采用六沖程設(shè)計(jì)將內(nèi)燃機(jī)可燃性混合氣第一次做功后所產(chǎn)生的尾氣中所隱藏的能量進(jìn)行回收利用(第一次做功產(chǎn)生的能量用于推動(dòng)工作活塞運(yùn)動(dòng))，大大提高了內(nèi)燃機(jī)熱效率，降低燃料消耗。同時(shí)本發(fā)明所涉及內(nèi)燃機(jī)無(wú)需重大改變即可適應(yīng)甲醇，乙醇等多種燃料(使用甲醇或乙醇燃料時(shí)只需對(duì)內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火時(shí)間及噴油量即混合氣濃度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整即可)，擺脫了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)對(duì)石油燃料的依賴(lài)。

附圖說(shuō)明

圖1A為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣沖程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1B為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮工作活塞工作段鐵芯的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1C為本發(fā)明一實(shí)施例提供的鐵芯懸浮的工作原理示意圖；

圖1D為本發(fā)明一實(shí)施例提供的鐵芯帶動(dòng)工作活塞懸浮移動(dòng)的工作原理示意圖；

圖2A為本發(fā)明一實(shí)施例提供的行程活塞連桿在缸體內(nèi)懸浮的工作原理示意圖；

圖2B為本發(fā)明一實(shí)施例提供的行程活塞連桿帶動(dòng)行程活塞在缸體內(nèi)懸浮移動(dòng)的工作原理示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)控制方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)做功沖程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)二次壓縮沖程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)二次做功沖程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)排氣沖程的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1A，本發(fā)明一實(shí)施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，包括：帶有進(jìn)氣口、排氣口和噴水嘴E的缸體P，設(shè)置在所述缸體P內(nèi)的磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段，及所述磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段與所述缸體P內(nèi)壁所圍成的可變氣缸Y，其中，

所述磁懸浮工作活塞工作段包括設(shè)置在所述缸體P軸線方向上的方形鐵芯G，所述方形鐵芯G的一端設(shè)置有第一勵(lì)磁線圈F，另一端設(shè)置有工作活塞H，參見(jiàn)圖1B，所述方形鐵芯G的上表面和左表面設(shè)置有第一勵(lì)磁線圈組U，下表面和右表面設(shè)置有第二勵(lì)磁線圈組Q；所述缸體P內(nèi)首部固定有與所述第一勵(lì)磁線圈F相對(duì)設(shè)置的第二勵(lì)磁線圈S，所述缸體P內(nèi)上部和左側(cè)固定有與所述第一勵(lì)磁線圈組U相對(duì)設(shè)置的第三勵(lì)磁線圈組A，所述缸體P內(nèi)下部和右側(cè)固定有與所述第二勵(lì)磁線圈組Q相對(duì)設(shè)置的第四勵(lì)磁線圈組R；其中，第一勵(lì)磁線圈組U、第二勵(lì)磁線圈組Q、第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R皆包括多個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸相同的勵(lì)磁線圈，任一所述勵(lì)磁線圈皆為帶鐵芯的導(dǎo)電線圈；

所述第三勵(lì)磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述第一勵(lì)磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；所述第四勵(lì)磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述第二勵(lì)磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；

所述磁懸浮行程活塞工作段用于配合所述磁懸浮工作活塞工作段在缸體P內(nèi)移動(dòng)，以完成進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、二次壓縮沖程、二次做功沖程和排氣沖程。

需要說(shuō)明的是：1、本申請(qǐng)文件中的左表面和右表面皆指從缸體首部向方形鐵芯G的視角來(lái)看，方形鐵芯G的左表面和右表面；上述的左側(cè)和右側(cè)皆指從缸體首部向方形鐵芯G的視角來(lái)看，缸體的左側(cè)和右側(cè)；

方形鐵芯G的上表面和左表面及其對(duì)應(yīng)的缸體位置處設(shè)置第三勵(lì)磁線圈組A，方形鐵芯G的下表面和右表面及其對(duì)應(yīng)的缸體位置處設(shè)置第四勵(lì)磁線圈組R，是為了讓方形鐵芯G不僅在缸體上下位置處保持懸浮，在左右位置處也保持懸浮。

2、第一勵(lì)磁線圈組U和第二勵(lì)磁線圈組Q與第一勵(lì)磁線圈F非接觸設(shè)置，第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R與第二勵(lì)磁線圈S非接觸設(shè)置。

可以理解的是，所述第三勵(lì)磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述第一勵(lì)磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；所述第四勵(lì)磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述第二勵(lì)磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度。這樣設(shè)置的好處是，可以保證方形鐵芯G帶動(dòng)工作活塞H，運(yùn)行到缸體P的指定位置，以完成六個(gè)工作沖程。

需要說(shuō)明的是，參見(jiàn)圖1C，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，方形鐵芯G懸浮的工作原理為：

控制第三勵(lì)磁線圈組A中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向直流電，控制第三勵(lì)磁線圈組A中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向直流電。根據(jù)磁鐵(勵(lì)磁線圈中的鐵芯被磁化后相當(dāng)于磁鐵)的磁性對(duì)鐵、鈷、鎳等物質(zhì)有吸引作用，第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都對(duì)方形鐵芯G有吸引作用從而保證方形鐵芯G能懸浮在缸體內(nèi)。

可以理解的是，當(dāng)缸體上部的第三勵(lì)磁線圈組A對(duì)方形鐵芯G的吸引力＝缸體下部的第四勵(lì)磁線圈組R對(duì)方形鐵芯G的吸引力+方形鐵芯G的重力+第一勵(lì)磁線圈組U的重力+第二勵(lì)磁線圈組Q的重力+第一勵(lì)磁線圈F的重力時(shí)，缸體左側(cè)第三勵(lì)磁線圈組A對(duì)方形鐵芯G的吸引力＝缸體右側(cè)第四勵(lì)磁線圈組R對(duì)方形鐵芯G的吸引力時(shí)，方形鐵芯G保持穩(wěn)定懸浮在缸體內(nèi)一個(gè)相對(duì)固定位置狀態(tài)。

參見(jiàn)圖1D，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，方形鐵芯G帶動(dòng)工作活塞H在缸體內(nèi)懸浮移動(dòng)的工作原理為：

控制第三勵(lì)磁線圈組A中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向直流電，控制第三勵(lì)磁線圈組A中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向直流電。控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向或不同方向的直流電，根據(jù)“同向電流相吸引，反向電流相排斥”的原理，方形鐵芯G帶動(dòng)工作活塞H向缸體首部移動(dòng)或缸體尾部移動(dòng)；根據(jù)磁鐵(勵(lì)磁線圈中的鐵芯被磁化后相當(dāng)于磁鐵)的磁性對(duì)鐵、鈷、鎳物質(zhì)有吸引作用，第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R所產(chǎn)生的磁場(chǎng)都對(duì)方形鐵芯G有吸引作用從而保證方形鐵芯G在缸體內(nèi)移動(dòng)的同時(shí)，還能懸浮在缸體內(nèi)。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，相比現(xiàn)有技術(shù)龐大機(jī)械結(jié)構(gòu)組成的驅(qū)動(dòng)裝置，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，驅(qū)動(dòng)部件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零部件少，后期維修方便；另外，由于方形鐵芯G在缸體P內(nèi)移動(dòng)過(guò)程中是處于懸浮狀態(tài)，減少了部件之間的摩擦阻力，能量損耗小，運(yùn)行效率高。

參見(jiàn)圖1A，優(yōu)選地，所述行程活塞工作段包括設(shè)置在所述缸體P軸線方向上的行程活塞連桿X，所述行程活塞連桿X的一端套設(shè)有多個(gè)交替排列的永磁鐵N極B和永磁鐵S極C，另一端設(shè)置有帶有火花塞L的行程活塞T；所述行程活塞T包括進(jìn)氣管道N和排氣管道Q，所述進(jìn)氣管道N的一端開(kāi)口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開(kāi)口朝向所述可變氣缸Y且設(shè)置有電磁進(jìn)氣門(mén)K；所述排氣管道Q的一端開(kāi)口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開(kāi)口朝向所述可變氣缸Y且設(shè)置有電磁排氣門(mén)M；

所述缸體P內(nèi)上部和左側(cè)均固定有與所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C相對(duì)設(shè)置的第五勵(lì)磁線圈組V，所述缸體P內(nèi)下部和右側(cè)固定有與所述第五勵(lì)磁線圈組V相對(duì)設(shè)置的第六勵(lì)磁線圈組W；所述缸體P上設(shè)有限位電磁閥通孔，所述限位電磁閥通孔內(nèi)設(shè)置有限位電磁閥D，所述限位電磁閥D用于對(duì)所述行程活塞連桿的位置進(jìn)行限定；

其中，所述第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W皆包括多個(gè)結(jié)構(gòu)和尺寸相同的勵(lì)磁線圈，任一所述勵(lì)磁線圈皆為帶鐵芯的導(dǎo)電線圈；所述第五勵(lì)磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；所述第六勵(lì)磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度。

可以理解的是，所述第五勵(lì)磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度；所述第六勵(lì)磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＞所述多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度。這樣設(shè)置的好處是，可以保證行程活塞連桿X帶動(dòng)行程活塞T運(yùn)行到缸體P的指定位置，以完成六個(gè)工作沖程。

參見(jiàn)圖2A，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，行程活塞連桿X懸浮在缸體內(nèi)的工作原理為：

控制第五勵(lì)磁線圈組V中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一反向的直流電，控制第五勵(lì)磁線圈組V中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電；

各勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)如圖2B所示，根據(jù)“同性磁極相互排斥、異性磁極相互吸引”的原則，可知第五勵(lì)磁線圈組V和相對(duì)設(shè)置的多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C相互排斥，第六勵(lì)磁線圈組W和相對(duì)設(shè)置的多個(gè)永久磁鐵N極B和永磁鐵S極C相互排斥，使得行程活塞連桿X懸浮在缸體內(nèi)。

可以理解的是，缸體P下部的第六勵(lì)磁線圈組W對(duì)多個(gè)永久磁鐵N極B和永久磁鐵S極C排斥力＝缸體P上部的第五勵(lì)磁線圈組V對(duì)多個(gè)永久磁鐵N極B和永久磁鐵S極C的排斥力+行程活塞連桿X重力+全部永磁鐵N極B的重力+全部永磁鐵S極C重力，缸體P左側(cè)第五勵(lì)磁線圈組V對(duì)行程活塞連桿X的排斥力＝缸體P右側(cè)第六勵(lì)磁線圈組W對(duì)行程活塞連桿X的排斥力時(shí)，行程活塞連桿X保持穩(wěn)定懸浮在缸體內(nèi)一個(gè)相對(duì)固定的位置。

參見(jiàn)圖2B，同時(shí)給部分第五勵(lì)磁線圈V和第六勵(lì)磁線圈組W通入同向或不同方向的直流電，由于通電后的第五勵(lì)磁線圈V和第六勵(lì)磁線圈組W對(duì)多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C有吸引力，使得行程活塞連桿X能夠在缸體內(nèi)懸浮的同時(shí)左右移動(dòng)(類(lèi)似于懸浮式直線電機(jī)的工作原理)。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，行程活塞工作段的缸體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)霍爾傳感器，用于檢測(cè)第五勵(lì)磁線圈組V相對(duì)于多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C的位置，檢測(cè)第六勵(lì)磁線圈組W相對(duì)于多個(gè)永磁鐵N極B和永磁鐵S極C的位置，以給各勵(lì)磁線圈組中的各勵(lì)磁線圈通入不同方向的直流電。

優(yōu)選地，所述第三勵(lì)磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＝所述第四勵(lì)磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度，所述第一勵(lì)磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＝所述第二勵(lì)磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度，所述第五勵(lì)磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度＝所述第六勵(lì)磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長(zhǎng)度。

可以理解的是，這樣設(shè)置的好處是，可以保證方形鐵芯G帶動(dòng)工作活塞H，行程活塞連桿X帶動(dòng)行程活塞T平穩(wěn)地在缸體P內(nèi)移動(dòng)。

優(yōu)選地，參見(jiàn)圖1A，所述磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，還包括圓形耐熱橡膠密封圈I，所述圓形耐熱橡膠密封圈I設(shè)置在所述工作活塞H和/或行程活塞T上的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述工作活塞H或行程活塞T的周向。

可以理解的是，這樣設(shè)置的好處是：用耐熱橡膠密封圈I來(lái)減少可變氣缸的漏氣情況，同時(shí)由于耐熱橡膠密封圈I的存在，避免了活塞與可變氣缸接觸時(shí)產(chǎn)生摩擦而且損壞活塞或可變氣缸。

優(yōu)選地，所述工作活塞H和行程活塞T皆包括依次用螺栓固定在一起的底層、隔熱涂層J和外層，所述底層、隔熱涂層J和外層皆與所述缸體P的軸線垂直；所述環(huán)形凹槽設(shè)置在所述底層邊緣處，所述方形鐵芯G與所述底層的中心點(diǎn)相連。

可以理解的是，因?yàn)槟蜔嵯鹉z密封圈I的耐熱能力有限，為了降溫延長(zhǎng)耐熱橡膠密封圈I的壽命，因此將活塞做成三明治結(jié)構(gòu)，在底層和外層中間夾著一層隔熱涂層J。

另外，本發(fā)明還提供了一種磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機(jī)，包括上述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)。

參見(jiàn)圖3，本發(fā)明還提供了一種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)控制方法，應(yīng)用于上述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)中，

分別給第三勵(lì)磁線圈組A、第四勵(lì)磁線圈組R、第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W的各勵(lì)磁線圈編號(hào)；

控制第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R通電，使鐵芯帶動(dòng)工作活塞懸浮在缸體內(nèi)之后，執(zhí)行以下步驟：

步驟S1、關(guān)閉電磁排氣門(mén)M，打開(kāi)限位電磁閥D，開(kāi)始進(jìn)氣沖程；

步驟S2、當(dāng)進(jìn)氣沖程結(jié)束后，關(guān)閉電磁進(jìn)氣門(mén)K，打開(kāi)限位電磁閥D，啟動(dòng)壓縮沖程；

步驟S3、當(dāng)壓縮沖程結(jié)束后，啟動(dòng)做功沖程；

步驟S4、當(dāng)做功沖程結(jié)束后，啟動(dòng)二次壓縮沖程；

步驟S5、當(dāng)二次壓縮沖程結(jié)束后，啟動(dòng)二次做功沖程；

步驟S6、當(dāng)二次做功沖程結(jié)束后，打開(kāi)限位電磁閥D，啟動(dòng)排氣沖程。

優(yōu)選地，所述控制第三勵(lì)磁線圈組A和第四勵(lì)磁線圈組R通電，使鐵芯帶動(dòng)工作活塞懸浮在缸體內(nèi)，具體為：

控制第三勵(lì)磁線圈組A中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向的直流電，控制第三勵(lì)磁線圈組A中奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第四勵(lì)磁線圈組R中偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電。

參見(jiàn)圖1A，優(yōu)選地，所述進(jìn)氣沖程包括如下步驟：

控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向直流電，以拉動(dòng)工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)；

控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向的直流電，控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電，以拉動(dòng)行程活塞T向缸體P首部移動(dòng)；

當(dāng)所述行程活塞到達(dá)第一左側(cè)極限位置時(shí)，進(jìn)氣管道N正對(duì)缸體P上的進(jìn)氣口，驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

打開(kāi)電磁進(jìn)氣門(mén)K，以使燃料和空氣的混合氣進(jìn)入可變氣缸Y；

當(dāng)所述工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)并到達(dá)第一預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制所述第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第二左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

需要說(shuō)明的是，若行程活塞T向缸體首部移動(dòng)，本申請(qǐng)文件中的預(yù)設(shè)段是指第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W中與行程活塞連桿X最右端的永磁體相對(duì)的勵(lì)磁線圈到第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W中最左端的勵(lì)磁線圈這一段；若行程活塞T向缸體尾部移動(dòng)，預(yù)設(shè)段是指第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W中與行程活塞連桿X最左端的永磁體相對(duì)的勵(lì)磁線圈到第五勵(lì)磁線圈組V和第六勵(lì)磁線圈組W中最右端的勵(lì)磁線圈這一段。

參見(jiàn)圖4，所述壓縮沖程包括如下步驟：

控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入的不同方向的直流電，以推動(dòng)工作活塞H和行程活塞T向缸體P尾部移動(dòng)去壓縮可變氣缸Y中的燃料和空氣的混合氣；

當(dāng)所述行程活塞T從第一左側(cè)極限位置移動(dòng)到中間預(yù)設(shè)位置，驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

當(dāng)所述工作活塞H向缸體P尾部移動(dòng)并到達(dá)第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向直流電，以迫使工作活塞H減速向缸體P尾部移動(dòng)，并在到達(dá)第二右側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

參見(jiàn)圖5，所述做功沖程包括如下步驟：

控制火花塞L點(diǎn)燃燃料和空氣的混合氣產(chǎn)生高溫高壓氣體，以推動(dòng)工作活塞H向缸體首部移動(dòng)到第一預(yù)設(shè)位置；

控制所述第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第二左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

參見(jiàn)圖6，所述二次壓縮沖程包括如下步驟：

控制第一磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以推動(dòng)工作活塞H和行程活塞T向缸體P尾部移動(dòng)去壓縮燃燒后的高溫高壓氣體；

當(dāng)行程活塞T從中間預(yù)設(shè)位置移動(dòng)到第一右側(cè)極限位置，驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

當(dāng)所述工作活塞H向缸體P尾部移動(dòng)并到達(dá)第二預(yù)設(shè)位置時(shí)，控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入同向直流電，以迫使工作活塞H減速向缸體P尾部移動(dòng)，并在到達(dá)第二右側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

參見(jiàn)圖7，所述二次做功沖程包括如下步驟：

啟動(dòng)噴水嘴E噴水，以使噴入氣缸內(nèi)的水被高溫高壓氣體迅速加熱變成高溫高壓水蒸氣，進(jìn)而推動(dòng)工作活塞H向缸體首部移動(dòng)到第一預(yù)設(shè)位置；

控制所述第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第二左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

參見(jiàn)圖8，所述排氣沖程包括如下步驟：

控制第一勵(lì)磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入的不同方向的直流電，以推動(dòng)工作活塞H向缸體P尾部移動(dòng)；

打開(kāi)限位電磁閥D，控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第一方向直流電，控制第五勵(lì)磁線圈組V中預(yù)設(shè)段的奇數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈和第六勵(lì)磁線圈組W中預(yù)設(shè)段的偶數(shù)號(hào)勵(lì)磁線圈通入第二方向的直流電，以拉動(dòng)行程活塞T從第一右側(cè)極限位置移動(dòng)到中間預(yù)設(shè)位置，此時(shí)排氣管道正對(duì)缸體P上的排氣口；

驅(qū)動(dòng)限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動(dòng)，以卡住行程活塞連桿X保持在當(dāng)前位置；

打開(kāi)電磁排氣門(mén)M，排出廢氣；

控制所述第一磁線圈F和第二勵(lì)磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動(dòng)時(shí)減速，并在到達(dá)第一左側(cè)極限位置時(shí)減速為零。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)米勒循環(huán)和奧拓循環(huán)雙循環(huán)，節(jié)約燃料。

奧拓循環(huán)又稱(chēng)四沖程循環(huán)，內(nèi)燃機(jī)熱力循環(huán)的一種，為定容加熱的理想熱力循環(huán)。1862年法國(guó)一位工程師首先提出四沖程循環(huán)原理，1876年德國(guó)工程師尼古拉斯·奧托利用這個(gè)原理發(fā)明了發(fā)動(dòng)機(jī)，因這種發(fā)動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)良性能，對(duì)工業(yè)影響很大，故把這種循環(huán)命名為奧托循環(huán)。

奧托循環(huán)的一個(gè)周期是由吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、膨脹做功過(guò)程和排氣過(guò)程這四個(gè)沖程構(gòu)成，首先活塞向下運(yùn)動(dòng)使燃料與空氣的混合體通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)氣門(mén)進(jìn)入氣缸，關(guān)閉進(jìn)氣門(mén)，活塞向上運(yùn)動(dòng)壓縮混合氣體，然后在接近壓縮沖程頂點(diǎn)時(shí)由火花塞點(diǎn)燃混合氣體，燃燒空氣爆炸所產(chǎn)生的推力迫使活塞向下運(yùn)動(dòng)，完成做功沖程，最后將燃燒過(guò)的氣體通過(guò)排氣門(mén)排出氣缸。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機(jī)可以實(shí)現(xiàn)奧拓循環(huán)。

可以理解的是，發(fā)動(dòng)機(jī)的做功，點(diǎn)火后混合氣燃燒推動(dòng)活塞下行，但到了下止點(diǎn)以后，其實(shí)混合氣的能量還遠(yuǎn)未釋放完畢。按照奧托循環(huán)，此時(shí)就得打開(kāi)排氣門(mén)排氣了，剩余能量被白白的排放出去。不僅浪費(fèi)，而且不環(huán)保。如果膨脹比變大呢？活塞會(huì)再往下運(yùn)行一段再到下止點(diǎn)，這樣可以更有效地利用混合氣的剩余能量，效率也自然更高，因此本發(fā)明提供的技術(shù)方案在奧拓循環(huán)的基礎(chǔ)上又加入了米勒循環(huán)。

汽油引擎作的功都是在爆發(fā)行程所產(chǎn)生，那如果這個(gè)爆發(fā)行程能一直持續(xù)，活塞通過(guò)下止點(diǎn)的時(shí)間比較慢，就能盡量利用燃燒氣膨脹的壓力來(lái)產(chǎn)生功了。有一個(gè)稱(chēng)為膨脹比的值，就是用來(lái)定義燃燒氣體膨脹后容積與燃燒室容積的比值。米勒循環(huán)引擎就是一種膨脹比大的引擎，代表了燃燒氣體膨脹的比較多，做功比較大。

但是膨脹比大，也代表著壓縮比的增加，壓縮比一提高，爆震的問(wèn)題很難避免，米勒循環(huán)把進(jìn)氣時(shí)吸進(jìn)來(lái)的氣，又給偷偷的放了出去。在壓縮沖程剛開(kāi)始的時(shí)候，進(jìn)氣門(mén)其實(shí)沒(méi)有關(guān)閉，所以有一部分混合氣就又回到了進(jìn)氣管中(本發(fā)明提供的技術(shù)方案在進(jìn)氣沖程中，驅(qū)動(dòng)行程活塞移動(dòng)到第一左側(cè)極限位置減小了可變氣缸的容積，即相當(dāng)于米勒循環(huán)中將進(jìn)氣時(shí)吸進(jìn)來(lái)的氣又給放了出去，從而達(dá)到了米勒循環(huán)的效果)。這時(shí)，再利用原本就有的10:1的高壓縮比進(jìn)行做功沖程，就產(chǎn)生了如此大的動(dòng)力。因?yàn)閴嚎s行程時(shí)，真正被壓縮的混合氣其實(shí)沒(méi)有這么多，實(shí)際上的壓縮比沒(méi)有膨脹比這么高，藉此也有效避免掉了爆震的問(wèn)題。

可以理解的是，內(nèi)燃機(jī)在運(yùn)行米勒循環(huán)時(shí)動(dòng)力較奧托循環(huán)時(shí)有所降低但燃料經(jīng)濟(jì)性有所提高。

本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”指兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確的限定。