[發(fā)明專利]一種機(jī)械?電力雙元動力發(fā)動機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710997802.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107620636A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鐵柱;張洪信;付磊;葛文慶;李博;霍煒;趙紅;趙清海
• 申請（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號: F02B75/40
• 分類號: F02B75/40;F02B63/04;F02B65/00;H02K35/02
• 代理公司: 青島中天匯智知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)工程領(lǐng)域，特別是一種機(jī)械-電力雙元動力發(fā)動機(jī)。

背景技術(shù)

在軍用或野外作業(yè)等領(lǐng)域，通常采用傳統(tǒng)的活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組作為移動電源，這種傳統(tǒng)的發(fā)電裝置通常是由三部分組成，包括兩個能量轉(zhuǎn)換裝置和一個機(jī)械參數(shù)變換連接裝置。就目前而言，這種能量轉(zhuǎn)換裝置需要四個環(huán)節(jié)來完成熱能向電能的轉(zhuǎn)換，首先通過缸體、活塞等來完成燃料的熱能向直線機(jī)械的轉(zhuǎn)換；然后通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)來完成直線機(jī)械能向旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換；再將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能通過聯(lián)軸器、齒輪副等中間環(huán)節(jié)，將機(jī)械動力參數(shù)進(jìn)行變換，將動力傳給發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子；最后由發(fā)電機(jī)中轉(zhuǎn)子和定子的相對運(yùn)動完成磁力線的切割產(chǎn)生電流，最終實(shí)現(xiàn)了熱能向電能的轉(zhuǎn)換。

對于目前傳統(tǒng)的活塞式內(nèi)燃發(fā)電裝置，雖然實(shí)現(xiàn)了由熱能到電能的轉(zhuǎn)變，但依然存在三方面的問題，一是這種能量轉(zhuǎn)換裝置僅有單一的對外輸出動力，即僅實(shí)現(xiàn)了電力的對外輸出，不能滿足對多樣化的作業(yè)對多種動力的需求；二是這種傳統(tǒng)裝置雖然僅實(shí)現(xiàn)了熱能到電能的轉(zhuǎn)變，但實(shí)質(zhì)上這種裝置含有兩個獨(dú)立的能量轉(zhuǎn)換部件，即活塞式內(nèi)燃機(jī)和旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)組成，并且這兩個裝置是通過外部連接而成，必然存在工作不協(xié)調(diào)，匹配不合理等缺點(diǎn)；三是種裝置在實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的過程中，由于傳遞路線較長、需要經(jīng)過多個中間環(huán)節(jié)，必然造成能量傳遞效率的降低，效率的低下必然帶來的是能源的浪費(fèi)，生產(chǎn)和運(yùn)行成本的增加，環(huán)境污染加劇等問題。

專利CN200410036181.X和CN200420097644.9，將傳統(tǒng)的活塞式內(nèi)燃機(jī)與發(fā)電機(jī)集成一體，結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞效率高，有效地解決了上述問題。但其動子為永磁體且與活塞軸向固聯(lián)，增加了裝配難度、機(jī)體高度和往復(fù)運(yùn)動慣量，應(yīng)用范圍小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種將燃料燃燒熱能可同時轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和電能的動力裝置，用永磁鐵或電磁鐵作為定子，線圈作為動子，將線圈與活塞固聯(lián)形成一體，用曲柄連桿機(jī)構(gòu)來約束活塞與線圈的運(yùn)動和行程，并驅(qū)動附屬系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)整個發(fā)明的工作定時，此外，降低活塞銷在活塞中竄動而刮傷氣缸套的概率，設(shè)計(jì)了一種機(jī)械-電力雙元動力發(fā)動機(jī)。

實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種機(jī)械-電力雙元動力發(fā)動機(jī)，包括缸套和活塞，所述活塞活動連接于缸套中，還包括活塞、電磁線圈、滑動電刷和連桿體；所述活塞的連接端設(shè)有連接腔，連接腔的側(cè)面設(shè)有銷孔，連桿體的一端固定連接活塞銷，活塞銷與活塞滑動連接，且活塞銷的兩端設(shè)有安裝在活塞的銷孔內(nèi)的嵌槽內(nèi)的彈性擋圈，連桿體的另一端與曲軸連接；所述活塞的裙部設(shè)有環(huán)槽，環(huán)槽內(nèi)設(shè)置電磁線圈，電磁線圈是一個線圈繞組，電磁線圈的兩個接線端子分別連接滑動電刷，滑動電刷與電良性導(dǎo)體極片通過壓緊彈簧緊密接觸，兩極片均與輸出端子固聯(lián)，所述缸套內(nèi)嵌裝有兩相對的磁鐵，當(dāng)活塞在缸套中做往復(fù)運(yùn)動時，活塞內(nèi)的電磁線圈做切割兩磁鐵間的磁感線的運(yùn)動，且活塞、電磁線圈和滑動電刷做同步運(yùn)動。

優(yōu)選的，所述連桿體與曲軸的連接端設(shè)有半圓孔，該半圓孔與連桿大頭蓋上的半圓孔形成一個與曲軸配合的整圓。

優(yōu)選的，所述磁鐵為永磁鐵或電磁鐵。

優(yōu)選的，所述磁鐵的內(nèi)表面為圓弧面，且與缸套同軸線。

利用本發(fā)明的技術(shù)方案制作的一種機(jī)械-電力雙元動力發(fā)動機(jī)，其有益效果是：可以將燃料燃燒熱能同時轉(zhuǎn)化輸出機(jī)械能和液壓能；將線圈作為動子、磁體作為定子，在不影響效果的同時，結(jié)構(gòu)得到極大的簡化；設(shè)計(jì)了新的活塞與傳動桿的連接結(jié)構(gòu)，能大大降低活塞銷在活塞中竄動而刮傷氣缸套；傳遞平穩(wěn)，機(jī)體高度和往復(fù)慣量增加小，工作穩(wěn)定，適應(yīng)性強(qiáng)，能量轉(zhuǎn)化效率高，技術(shù)繼承性好；具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

圖1是本申請發(fā)動機(jī)剖開后的主視圖；

圖2是本申請發(fā)動機(jī)剖開后的左視圖。

以上各圖中，1、活塞；2、缸套；3、左永磁鐵；4、電磁線圈；5、滑動電刷；6、極片；7、曲軸；8、活塞銷；9、右永磁鐵；10、連桿體；11、螺栓；13、螺母；14、連桿大頭蓋；15、彈性擋圈；16、輸出端子；17、壓緊彈簧。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如下：

本發(fā)明將線圈作為動子、永磁體作為定子，仍然用曲柄連桿機(jī)構(gòu)來約束動子的運(yùn)動和行程、驅(qū)動附屬系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。本發(fā)明工作時，即可以將燃料燃燒熱能單獨(dú)轉(zhuǎn)化輸出為出機(jī)械能或電能，也可以同時轉(zhuǎn)化輸出機(jī)械能和電能。