一种二冲程自由活塞直线励磁发电系统及其工作方法
本发明公开了一种二冲程自由活塞直线励磁发电系统及其工作方法，该系统包括直线电机、分置在直线电机左右两侧对称的两个自由活塞内燃机和两组柔性弹簧；直线发电机设置有相应的定子线圈绕组和电机动子，电机动子表面固定有永磁体，动子的两端分别和左右两活塞固连；燃烧室顶部设置有电磁进排气门、火花塞、喷油器，燃烧室中部附着相应的散热片，燃烧室侧面设置有润滑油箱。本发明采用双缸结构、二冲程循环工作，基于电磁进排气阀扫气，功重比大、扫气效率较传统回流扫气更高；在缸体上设计新的润滑装置，减少摩擦，进一步提高效率；在活塞与直线电机之间增加柔性弹簧组，提高了系统的稳定性，减少循环变异性。
发明专利
CN202310998839.8
2023-08-09
CN117167136A
2023-12-05
F02B63/04(2006.01)
南京理工大学
曹兵;李世金;谭宇航;陆俊
210094 江苏省南京市孝陵卫200号
南京理工大学专利中心
汪清
江苏;32
1.一种二冲程自由活塞直线励磁发电系统，其特征在于，包括： 直线电机，对称设置在直线电机左右两侧的自由活塞内燃机和柔性弹簧； 所述直线电机包括：电机外壳，设置在电机外壳两端的端盖，设置在电机外壳内的定子槽，置在定子槽上的线圈绕组，电机动子；所述线电机动子表面固定有永磁体； 所述自由活塞内燃机包括缸体，与缸体固定的缸盖，设置在缸盖上的电磁排气阀、火花塞、喷油器和电磁进气阀，设置在缸体内的火花塞，设置在火花塞两端的活塞环组，设置在缸体上的润滑油油箱； 所述活塞通过连杆与电机动子相连，连杆支撑在端盖上；柔性弹簧内圈与连杆固定，外圈与缸体固定，能够随连杆往复运动； 还包括位移检测模块，用于通过检测连杆的位置从而检测电磁排气阀、电磁进气阀的启闭位置，喷油嘴的喷油位置和火花塞的点火位置。 2.根据权利要求1所述的二冲程自由活塞直线励磁发电系统，其特征在于，所述活塞外圈中间设有一圈梯形环槽，梯形环槽和缸体通过活塞环配合形成润滑油油腔；所述润滑油油箱通过润滑油环形油道连接多个润滑油油孔，多个润滑油油孔沿缸体周向均布，润滑油经过润滑油环形油道从润滑油油孔进入润滑油油腔。 3.根据权利要求1所述的二冲程自由活塞直线励磁发电系统，其特征在于，所述柔性弹簧上设有多个螺旋臂，通过螺旋臂的形变来工作。 4.根据权利要求1所述的二冲程自由活塞直线励磁发电系统，其特征在于，所述缸体外部设置有散热片。 5.根据权利要求1-4所述的二冲程自由活塞直线励磁发电系统，其特征在于，其工作方法包括： 第一冲程：左止点→右止点，设左侧燃烧室内为已被压缩完成的可燃混合气，在接近左止点前，由火花塞进行点火，左侧燃烧室内的可燃混合气被点燃，燃气作用在左侧活塞表面，推动电机动子由左止点向右止点进行运动，进入做功冲程，当位移检测模块检测反馈的电机动子的位置信息达到左侧电磁排气阀预设开启位置，左侧电磁排气阀开启，左侧燃烧室内的废气在内外压力差的作用下优先排出一部分，同时动子继续向右止点进行运动，并逐步到达左侧电磁进气阀预设开启位置，进入扫气过程，在接近右止点位置，右侧火花塞点火，进入下一个冲程； 第二冲程：右止点→左止点，当活塞到达右止点处，由右侧燃烧室进入第一冲程，重复上述左侧燃烧室的工作过程，推动活塞动子组件向左止点进行运动；对于左侧燃烧室，当位移检测模块检测反馈的位置信息达到预设的左侧电磁排气阀关闭位置，左侧电磁排气阀关闭，然后到达左侧电磁进气阀关闭位置，左侧电磁进气阀关闭，采用电磁排气阀早于电磁进气阀关闭的方式，以获得补充进气的效果；同时动子活塞继续向左止点进行运动，当检测反馈的位置信息到达左侧喷油嘴预设的喷油位置，左侧喷油嘴向左侧燃烧室内进行喷油，使燃料与进入的新鲜空气混合形成可燃混合气，然后进入压缩过程。