一种二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机
本发明公开了一种二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，包括：缸体、燃烧室、缸盖、电磁排气阀、火花塞、喷油器、电磁排气阀、散热片、扫气阀、活塞、活塞环组、进气止回阀、进气腔、端口、扫气室、连杆、线性位移传感器、端盖、直线轴承、电机外壳、定子槽、线圈绕组、电机动子、空气弹簧。所述空气弹簧布置在电机动子两侧,可有效避免失火情况发生，提高系统稳定性；所述扫气室布置在活塞侧面，无需外部设备可实现气体增压效果；所述扫气阀布置在活塞头部，可大大提升扫气效果。本发明的二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，结构简单，可显著提高自由活塞发电机扫气效果和系统稳定性。
发明专利
CN202311114279.1
2023-08-31
CN117646674A
2024-03-05
F02B75/02(2006.01)
南京理工大学
曹兵;陆俊;李世金;谭宇航
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
1.一种二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，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位移检测单元； 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，设置在定子槽上的线圈绕组，电机动子；所述电机动子表面固定有永磁体；所述电机动子两侧设有空气弹簧，用于提供存储势能并在出现失火情况时释放存储的势能； 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，设置在缸体内的活塞，活塞将缸体分隔为燃烧室和扫气室；所述缸体上对称设有两个进气腔，进气腔通过设置在缸体上的端口与扫气室连通，且进气腔设有进气止回阀； 所述活塞一端通过连杆与电机动子相连，连杆支撑在端盖上；活塞另一端设有扫气阀，扫气阀为单向阀，能够在扫气室内的气体压力达到设定值后打开，将扫气阀内气体引入燃烧室，将燃烧室内的废气加速顶向打开的电磁排气阀，从而实现直流扫气； 所述位移检测单元，用于检测活塞的实时位移，作为反馈变量以对电磁排气阀，进气止回阀的开闭、喷油器和火花塞点火进行控制。 2.根据权利要求1所述的二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，其特征在于，包括两个行程： 膨胀行程：当活塞运行到上止点前，火花塞点燃缸体内压缩的气体作用在活塞表面，推动活塞向扫气室运动，开始膨胀做功，当活塞运动到电磁排气阀预设开启位置，电磁排气阀开启；活塞继续向扫气室运动到近气止回阀预设开启位置时，进气止回阀开启；气体进入进气腔，气体顺着端口继续流入扫气室，扫气室内的气体由于活塞运动被逐渐压缩增压；当扫气室内的压力达到一定的压力，活塞上的扫气阀门被增压的空气顶开，扫气室内的增压空气顺着活塞内部的空气通道进入燃烧室，新鲜空气在进入燃烧室后以直流扫气的形式将废气推出； 压缩行程：活塞运动下止点后，开始向燃烧室运动，当活塞组件运行到电磁排气阀预设关闭位置时，电磁排气阀关闭；活塞继续向燃烧室运动到进气止回阀预设关闭位置，进气止回阀关闭；随着活塞持续向燃烧室运行，扫气室内气体压力逐渐下降，在内外压差的作用下扫气阀关闭；活塞向左运动持续压缩燃烧室内的空气，在上止点前的喷油器预设喷油位置，喷油器进行缸内直喷；在火花塞预设点火位置处，火花塞点火。 3.根据权利要求1所述的二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，其特征在于，所述缸体上设有散热片。 4.根据权利要求1所述的二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，其特征在于，所述端盖中心设置有直线轴承。 5.根据权利要求1所述的二冲程直流扫气结构的自由活塞发电机，其特征在于，所述端盖上设有线性位移传感器作为位移检测单元。