[實用新型]電機式自由活塞內燃發電裝置啟動系統

有效

• 申請號: 201220524265.8
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN202851144U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 左正興;賈博儒;馮慧華;許大濤;宋豫
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: F02B71/02
• 分類號: F02B71/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.電機式自由活塞內燃發電裝置啟動系統，其特征在于：包括第一自由活塞內燃機、第二自由活塞內燃機、連桿和直線電機；第一自由活塞內燃機，直線電機，第二自由活塞內燃機順次連接，整個機構左右對稱；

第一自由活塞、電機動子和第二自由活塞依次通過連桿連接，形成一個活塞組件；

第一自由活塞內燃機包括第一內燃機氣缸、第一自由活塞、第一進氣門、第一排氣門、第一噴油器、第一進排氣控制器；第一自由活塞置于第一內燃機氣缸內部，第一噴油器位于第一內燃機氣缸頂部中央，第一進氣門及第一排氣門位于第一內燃機氣缸頂部，并對稱位于第一噴油器兩側，第一進排氣控制器位于第一內燃機氣缸外部、與第一進氣門及第一排氣門連接，用于控制第一進氣門與第一排氣門的打開及關閉；

第二自由活塞內燃機的結構與第一自由活塞內燃機相同，包括第二內燃機氣缸、第二自由活塞、第二進氣門、第二排氣門、第二噴油器、第二進排氣控制器；第二自由活塞置于第二內燃機氣缸內部,第二噴油器位于第二內燃機氣缸頂部中央,第二進氣門及第二排氣門位于第二內燃機氣缸頂部，并對稱位于第二噴油器兩側，第二進排氣控制器位于第二內燃機氣缸外部、與第二進氣門及第二排氣門連接，用于控制第二進氣門與第二排氣門的打開及關閉；

直線電機為動磁式電機，直線電機動子上安裝永磁體，位于直線電機定子內部。

2.根據權利要求1所述的電機式自由活塞內燃發電裝置啟動系統，其特征在于：所述直線電機具有直線電動機和直線發電機兩個工作模式。

3.根據權利要求1所述的電機式自由活塞內燃發電裝置啟動系統，其特征在于：第一種啟動方案為活塞組件在直線電機推力作用下先加速后減速到零，并在第一個啟動循環內達到自由活塞內燃機著火所需條件，具體過程為：自由活塞內燃發電裝置不工作時，活塞組件位于直線電機中點，第一進氣門、第一排氣門、第二進氣門和第二排氣門均處于關閉狀態，啟動前根據預期獲得的壓縮比，在控制程序中預先設置活塞組件運動的距離、加速度、減速度、加速及減速過程所需要的時間；啟動時，直線電機工作在電動機模式拖動活塞組件按照預先設定方向，向第一內燃機氣缸或第二內燃機氣缸一側運動，當活塞組件速度為零時，該側內燃機的噴油器將燃料噴入氣缸，氣缸內的混合氣著火燃燒，自由活塞內燃發電裝置啟動過程完成，同時直線電機從電動機模式切換為發電機模式，開始作為負載輸出電能；本方案適用于直線電機在電動機模式下作用在活塞組件上的推力足夠大，能夠使活塞組件在一個啟動循環內達到內燃機著火所需壓縮比。

4.根據權利要求1所述的電機式自由活塞內燃發電裝置啟動系統，其特征在于：第二種啟動方案為使直線電機以恒定推力作用在活塞組件上，完成若干個先加速后減速為零，再反向加速后減速為零的過程，最終達到內燃機著火所需壓縮比，具體過程為：自由活塞內燃發電裝置不工作時，活塞組件位于直線電機中點，第一進氣門、第一排氣門、第二進氣門和第二排氣門均處于關閉狀態；需要啟動自由活塞內燃發電裝置時，直線電機工作在電動機模式下，并以恒定力作用在活塞組件上，拖動活塞組件向第一內燃機氣缸或第二內燃機氣缸一側運動，此時電機力大于氣缸內氣體壓力與摩擦力之和，因此活塞組件加速運動；隨著氣缸內氣體壓力逐漸增大，當電機力小于氣缸內氣體壓力與摩擦力之和時，活塞組件開始做減速運動，直至速度為零；隨后電機力反向，拖動活塞組件向相反方向運動，活塞組件在電機力、摩擦力與氣缸內氣體壓力的作用下，又經歷先加速后減速為零的過程，隨后電機力再次反向；重復上述過程，拖動活塞組件運動，并保持直線電機的推力與活塞速度一直同向，活塞組件上止點所達到的位移逐漸增大，當達到自由活塞內燃機著火所需壓縮比時，完成啟動過程；同時，直線電機切換為直線發電機模式，對外輸出電能；本方案適用于直線電機最大推力較小，不能夠使活塞組件在一個啟動循環內達到內燃機著火所需壓縮比的情況。