[發明專利]內燃直線往復式發電機及其操作方法

無效

• 申請號: 201110232209.7
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102434276A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 劉福水;郭良平;孫作宇
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02B63/04
• 分類號: F02B63/04;H02K1/06
• 代理公司: 北京漢昊知識產權代理事務所(普通合伙) 11370
• 代理人: 朱海波;韓劍偉

技術領域

本發明涉及內燃機發電機領域，尤其涉及一種內燃直線往復式發電機及其操作方法。

背景技術

現有技術中存在一種兩缸自由活塞式發電機，如圖1所示，這類自由活塞式發電機由兩個對置的兩沖程內燃機組成，每一內燃機缸內的點火方式是火花塞點火，這類發電機除了換氣過程外，在任意時刻都有氣體膨脹做功，并可以通過控制自由活塞的運動規律提高壓縮比，從而提高燃燒放熱率，具有較強的動力性和節能效果。

隨著研究的深入，研究者發現上述結構用于四沖程工作原理時，由于沒有曲柄連桿式內燃機中的飛輪的儲能作用，兩缸自由活塞式發電機在進排氣過程中難以保持穩定運行。研究者提出了另一種結構的直線發電機，即圖2示出的四缸四沖程自由活塞式發電機，該發電機的四個缸內的四個活塞通過特定結構保持相對固定，在一個時刻只有一個缸內的活塞被燃料燃燒膨脹推動做功，并帶動其他三個活塞完成一次循環。這種四缸四沖程自由活塞式發電機能夠保證在任一時刻均有一個氣缸燃燒做功，保證了系統的穩定運行。

但是上述四缸四沖程自由活塞式發電機依然存在一定的問題，如圖2所示，例如所述四個活塞是保持相對固定的，當某個氣缸內的活塞受膨脹推動時，其他三個活塞也相應地同向運動，以此類推，四個活塞的運動方向總是一致的。隨著該四個活塞的往復運動，會造成整個發電機的機體的振動。另外，這種結構會產生較大的側傾力矩，使各個活塞均承受一定的側壓力，進而產生一定的摩擦損失，一定程度上削弱了自由活塞摩擦損失小的優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種內燃直線往復式發電機，其設計結構能減小工作過程中造成的發電機的機體振動、減小活塞的摩擦力。

為了達到上述目的，本發明提供了一種內燃直線往復式發電機，該發電機至少包括第一氣缸、第二氣缸、第三氣缸和第四氣缸；

所述第一氣缸內的第一活塞通過第一連桿與所述第二氣缸內的第二活塞固定連接，所述第三氣缸內的第三活塞通過第二連桿與所述第四氣缸內的第四活塞固定連接；

所述第一連桿和第二連桿通過聯動結構連接，當第一活塞和/或第二活塞帶動所述第一連桿直線移動時，所述聯動結構使所述第二連桿帶動所述第三活塞和第四活塞反向直線移動；當第三活塞和/或第四活塞帶動所述第二連桿直線移動時，所述聯動結構使所述第一連桿帶動所述第一活塞和第二活塞反向直線移動；

所述第一連桿和所述第二連桿表面或內部設置有磁性部件，周圍設置感應線圈，當所述第一連桿或所述第二連桿帶動所述磁性部件直線運動時，所述感應線圈中產生感應電動勢。

本發明還提供了上述的內燃直線往復式發電機的操作方法，其中該內燃發電機包括四個四沖程氣缸，當發電機的第一氣缸處于做功行程時，第二氣缸處于壓縮或排氣行程、第三氣缸處于排氣或壓縮行程，以及第四氣缸處于進氣行程。

本發明還提供了上述的內燃直線往復式發電機的操作方法，其中該內燃發電機包括四個二沖程氣缸，當第一氣缸處于燃燒做功行程時，第二氣缸處于壓縮行程、第三氣缸處于壓縮行程，以及第四氣缸處于燃燒做功行程。

本發明提供的內燃直線往復式發電機具有兩對氣缸，每一對所述氣缸水平對置，并分別用第一連桿和第二連桿連接所述兩對氣缸內的兩對活塞，使用聯動結構連接所述第一連桿和第二連桿，使得第一連桿與第二連桿在同一時刻的運動方向相反，這樣能減小該發電機工作時造成的機體振動和活塞付摩擦損失，有利于發電機的穩定、高效工作。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1是現有技術中一種兩缸自由活塞式發電機的結構示意圖；

圖2是現有技術中一種四缸四沖程自由活塞式發電機的結構示意圖；

圖3至圖5是根據本發明的內燃直線往復式發電機的一個具體實施方式在各個工況的結構示意圖；

圖6至圖8是根據本發明的內燃直線往復式發電機的另一個具體實施方式在各個工況的結構示意圖；

附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施例作詳細描述。