[發明專利]一種兩缸三活塞對置式柴油發電裝置

在審

• 申請號: 202110272179.6
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN113047950A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉龍;許智淳;唐元亨;安琛;韓笑;劉俊杰;梅齊昊;趙豪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02B71/04
• 分類號: F02B71/04;F02B41/06;F02B33/20;F02B75/00;H02K7/18;H02K35/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明提供了一種兩缸三活塞對置式柴油發電裝置，包括內燃機組和兩套直線發電機組，兩套直線發電機組對稱布置在內燃機組的左右兩側，每套所述的直線電機組均包括電機殼體、定子線圈、彈簧、發電機動子和動子芯軸，定子線圈固定在電機殼體內部，發電機動子固定在動子芯軸上，所述的彈簧布置在發電機動子與電機殼體之間，對動子芯軸的運動進行限位；兩套直線發動機組分別通過各自的動子芯軸與位于中間的內燃機組相連；隨著內燃機組帶動兩個動子芯軸運動，動子芯軸帶動相應的發電機動子切割定子線圈產生的磁感線，進行發電。本發明所述的一種兩缸三活塞對置式柴油發電裝置，可以突破傳統熱力學工作循環帶來的熱效率限制，從而提高總體發電效率。

技術領域

本發明屬于動力能源技術領域，尤其是涉及一種兩缸三活塞對置式柴油發電裝置。

背景技術

隨著社會的不斷發展，人們對能源的需求日益增多，能源問題已經成為制約各行各業進一步發展的主要問題。在各種形式的能源中，電能是被使用最為廣泛的能源之一，而電能在車輛、船舶等行業中又是主要由柴油機進行提供的。在傳統的柴油機發電過程中，能源的傳遞形式先是由燃料的化學能經過柴油機燃燒轉變成曲軸輸出的機械能，然后再由這部分機械能帶動電機進行發電，轉變成電能。整個能源的轉換過程經過了較多的步驟，同時伴隨著柴油機復雜的機械結構損失掉很大一部分，因此整體發電效率較低。此對置式柴油發電裝置能夠把燃料的化學能直接轉化成電能的形式，相比于傳統的內燃機發電過程具有更高的發電效率與經濟性能，因此正在受到越來越多的關注。

針對普通的自由活塞發電機，因為取消了曲柄連桿結構，活塞與缸套之間的機械摩擦減小，機械效率得以提高，但是其缸內結構相比于普通內燃機沒有太大改變，缸內工作循環與普通內燃機相同，因此整體燃燒的熱效率沒有任何提高。由于熱效率受制于發動機傳統的工作循環，自由活塞發電機的發電效率的進一步優化受到了阻礙。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種兩缸三活塞對置式柴油發電裝置，可以突破傳統熱力學工作循環帶來的熱效率限制，從而提高總體發電效率。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種兩缸三活塞對置式柴油發電裝置，包括內燃機組和兩套直線發電機組，兩套直線發電機組對稱布置在內燃機組的左右兩側，每套所述直線電機組均包括電機殼體、定子線圈、彈簧、發電機動子和動子芯軸，所述定子線圈固定在電機殼體內部，發電機動子固定在動子芯軸上，所述彈簧布置在發電機動子與電機殼體之間，對動子芯軸的運動進行限位；兩套直線發動機組分別通過各自的動子芯軸與位于中間的內燃機組相連；隨著內燃機組帶動兩個動子芯軸運動，動子芯軸帶動相應的發電機動子切割定子線圈產生的磁感線，進行發電。

進一步的，所述內燃機組包括低壓氣缸組件、高壓氣缸組件、中冷器和廢氣連通管；所述低壓氣缸組件包括低壓進氣閥、低壓排氣閥、低壓活塞、低壓氣缸、空氣出口閥和廢氣進氣口；所述低壓進氣閥、低壓排氣閥、空氣出口閥、廢氣進氣口均布置在低壓氣缸的頂部，所述低壓活塞的底部連接有低壓氣缸連桿，所述低壓氣缸連桿與低壓氣缸曲柄連接，所述低壓氣缸曲柄與低壓氣缸曲軸連接；所述中冷器連通空氣出口閥與高壓氣缸組件，所述廢氣連通管連通廢氣進氣口和高壓氣缸組件；

空氣從所述低壓進氣閥進入低壓氣缸，所述低壓氣缸曲軸帶動低壓活塞運動進行第一階段壓縮，壓縮后的空氣從所述空氣出口閥進入中冷器內冷卻后進入高壓氣缸組件。

進一步的，所述高壓氣缸組包括高壓進氣閥、高壓排氣閥、高壓氣缸、高壓活塞和噴油器，所述高壓進氣閥、高壓排氣閥和噴油器均布置在高壓氣缸的底部，且噴油器布置在高壓進氣閥和高壓排氣閥之間，所述高壓進氣閥與中冷器連通，所述高壓排氣閥與廢氣連通管連通；所述高壓活塞設置兩個，兩個高壓活塞呈左右排布布置，且每個所述高壓活塞與相應側的直線電機組中的動子芯軸的一端相連；