[發明專利]一種單作用液壓式內燃機直線發電裝置

有效

• 申請號: 202110038688.2
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112879154B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 周雄;吳瀛坤;徐良;季炫宇;吳偉民;冷再寒;紀成香;劉志強
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04;F02B75/32;F02B63/04;H02K7/18
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明屬于能源動力技術領域，公開了一種單作用液壓式內燃機直線發電裝置，包括進氣管、氣體增壓機構、火花塞、排氣管、內燃機、配重機構、直線發電機、液壓柱塞缸、單向閥、電磁閥、蓄能器、手動泵、先導式溢流閥和油缸，內燃機包括內燃機氣缸和自由活塞，配重機構同時連接自由活塞和液壓柱塞缸，直線發電機設有定子，定子沿著直線發電機的軌道滑移切割直線發電機產生的磁感線，單向閥的輸出端與電磁閥的P端、蓄能器和先導式溢流閥同時管接，先導式溢流閥的下側與油缸管接，手動泵并聯在先導式溢流閥的兩端；本發明解決了現有技術曲軸內燃機發電裝置轉換效率低和適用工況范圍狹窄的問題，適用于燃料氣體輸出電能。

技術領域

本發明涉及能源動力技術領域，具體為一種單作用液壓式內燃機直線發電裝置。

背景技術

內燃機是一種結合各種機械構件將燃料的化學能轉化為機械能的動力機械，內燃機相比于其他的熱機具有熱效率高、功率范圍較廣等優勢，目前實驗室熱機效率目前已經達到了48％，額定功率范圍也從零點幾千瓦時到上萬千瓦時，其廣泛運用與汽車、船舶、起重機等各種機械；但由于內燃機結合的機械構件一般為曲軸，轉盤，凸輪等，導致裝置布局復雜、零件眾多、震動較大、對于燃料要求較高、排放污染大等問題，且其受制于自身機械動力特性的影響導致轉化效率低；近年來，人們對于如何提高發電效率及如何設計更高效的內燃機進行了大量的探索與實驗，對于內燃機的主要研究方向是將其輕量化，要求結構簡單化和減少排放，改善對于燃料質量的高依賴性等問題。

液壓系統相比于傳統的曲軸式機械構件，其具有效率更高、抗污染能力更強、體積流量小、能量密度大等特點，液壓式內燃機直線發電裝置相比于現普遍使用的曲軸內燃機發電裝置相對比，具有結構簡單、可變止點位置、無曲軸、無側向力、對潤滑要求低、零部件少、造價低、重量較小、能量損耗較低和適應工況范圍廣等優點，且液壓式內燃機-直線發電機裝置的主要運動均為直線運動，極大的減少了零件的數量并消除轉動過程帶來的摩擦損耗，降低了裝置本身的能量損耗；現有實驗證明，通過液壓系統將內燃機傳遞出的機械能進行儲能并傳遞給直線發電機，經幾者耦合的效率最高可達到60％，遠高于通過機械構件傳遞能量進行發電的效率，且目前的能源轉換機械的研究主要是針對于高功率這一方向，導致現有的能源轉換機械普遍結構笨重、機械損失大、效率低、能源利用不足、適用工況范圍狹窄等，而忽略了高效率方向能源轉換機械的發展，不利于對有限資源的合理使用。

發明內容

本發明意在提供一種單作用液壓式內燃機直線發電裝置，以解決現有技術曲軸內燃機發電裝置轉換效率低和適用工況范圍狹窄的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明提供的基礎技術方案是：一種單作用液壓式內燃機直線發電裝置，包括進氣管、氣體增壓機構、排氣管、內燃機、配重機構、直線發電機、液壓柱塞缸、單向閥、電磁閥、蓄能器、手動泵、先導式溢流閥和油缸，所述內燃機包括內燃機氣缸和自由活塞，所述進氣管與所述氣體增壓機構和所述內燃機氣缸同時管接，所述進氣管在所述氣體增壓機構與所述內燃機氣缸之間管接有進氣閥，所述內燃機氣缸連接有火花塞，所述內燃機氣缸還管接有排氣管，所述排氣管管接有排氣閥，所述自由活塞沿著所述內燃機氣缸的軸向運動，所述自由活塞的自由端與所述配重機構的一端連接，所述配重機構的另一端與所述液壓柱塞缸連接，所述直線發電機設有定子，所述定子沿著所述直線發電機的軌道滑移，所述液壓柱塞缸與所述定子連接，所述直線發電機設于所述配重機構與所述液壓柱塞缸之間，所述電磁閥的A端與所述單向閥的輸出端連接，所述電磁閥的P端與所述單向閥的輸入端連接，所述單向閥的輸入端還與所述蓄能器和所述先導式溢流閥同時管接，所述先導式溢流閥的自由端與所述油缸管接，所述手動泵并聯在所述先導式溢流閥的兩端。