[發明專利]一種自由活塞式直線發電裝置及其發電方法

在審

• 申請號: 202010152604.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111322155A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 趙勇;李紅志;華俊;王云波;秦兵波;胡茂盛
• 申請（專利權）人: 山西成功汽車制造有限公司
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04;F02B63/04
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 崔浩;冷錦超

1.一種自由活塞式直線發電裝置，包括氣缸（1），其特征在于：所述氣缸（1）的一端設置有電磁驅動氣門（2）、火花塞（3）、噴油器（4），所述氣缸（1）的另一端與發電機腔室（5）相連；

所述氣缸（1）的缸體內部設置有活塞（6），所述活塞（6）通過推桿（7）與設置在發電機腔室（5）內的動子磁軛（8）相連，所述動子磁軛（8）的外表面設置有動子磁極（9）；

所述發電機腔室（5）的內壁上設置有定子鐵芯（10），所述定子鐵芯（10）上設置有繞組（11）；

所述推桿（7）的延伸端與電機動子（12）相連，所述電機動子（12）上還設置有位移傳感器（13），所述電機動子（12）與直線電機（14）相連；

所述電磁驅動氣門（2）、火花塞（3）、噴油器（4）、位移傳感器（13）、直線電機（14）的控制端通過導線與設置在控制室內的控制器（15）相連，所述定子鐵芯（10）的電源輸出端與電能存儲模塊（16）相連，所述電能存儲模塊（16）內部還設置有功率變換器；

所述電能存儲模塊（16）的電源輸出端分別與直線電機（14）、控制器（15）相連。

2.根據權利要求1所述的一種自由活塞式直線發電裝置，其特征在于：所述控制器（15）內部使用的控制芯片型號為STM32F405RGT6；

所述位移傳感器（13）的型號為CZ891；

所述直線電機（14）的型號為BZD-181N。

3.一種自由活塞式直線發電裝置的發電方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：將氣缸（1）與發電機腔室（5）進行安裝連接，將氣缸內各控制模塊進行安裝與接線，將發電機腔室（5）內的鐵芯繞組進行安裝，并將定子鐵芯（10）的電源輸出端與電能存儲模塊（16）進行連接；安裝完畢后，通過操作控制器（15）控制直線電機（14）動作；

步驟二：直線電機（14）通過電機動子（12）驅動活塞（6）在氣缸（1）內移動，當活塞（6）到達氣缸（1）內的上止點位置時，控制器（15）控制電磁驅動氣門（2）打開，同時控制直線電機（14）通過電機動子（12）驅動活塞（6）從上止點位置向下運動至x1處，使氣缸完成進氣沖程；當活塞（6）下行時，控制器（15）同時控制噴油器（4）進行氣道燃油噴射，此時直線電機（14）工作在電動機模式；

步驟三：完成進氣沖程后，控制器（15）控制電磁驅動氣門（2）關閉，同時活塞（6）在直線電機（14）的驅動作用下向上運動至額定位置x2處，使氣缸內的混合氣體被壓縮，使氣缸完成壓縮沖程，此時直線電機（14）工作在電動機模式；

步驟四：完成壓縮沖程后，活塞（6）持續運動，當活塞（6）運動到額定點火位置時，控制器（15）向火花塞（3）發出點火脈沖點燃缸內混合氣；

同時當活塞（6）運動到額定點火位置時，直線電機（14）的控制電路將直線電機和負載電路導通，此時直線電機（14）工作在發電機模式；

氣缸內點火后爆發壓力推動活塞（6）向下運動至x3處，此時推桿（7）連接的動子磁軛（8）通過動子磁極（9）切割繞組（11）形成的磁場磁感線并產生感應電流；

步驟五：完成做功沖程后，當活塞（6）止動后，控制器（15）重新控制電磁驅動氣門（2）打開，直線電機（14）拉動活塞（6）運動至額定位置x4處，燃燒后的廢氣被排出氣缸，排氣沖程完成，此時直線電機工作在電動機模式。