專利名稱：一種單活塞直線發(fā)電引擎的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的一種單活塞直線發(fā)電引擎，屬于內(nèi)燃發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有內(nèi)燃發(fā)電機組通常使用傳統(tǒng)內(nèi)燃機與發(fā)電機結(jié)合的方式。傳統(tǒng)內(nèi)燃機由于其 固有的結(jié)構(gòu)和原理限制，在效率、能源和環(huán)境問題上存在先天的不足。例如，曲柄連桿機構(gòu) 帶來的慣性力和不平衡性，使得機械和能量轉(zhuǎn)換傳遞效率大大降低，不可避免地造成整機 的劇烈振動，并引起噪聲，再通過車廂內(nèi)部的傳播，這一系列的噪聲污染引起駕乘人員的不 適；由于燃燒條件的限制，燃油燃燒不充分，再加上其中燃料污染物的影響，燃燒產(chǎn)物中存 在大量的氮氧化物和硫化物，這些物質(zhì)對清潔排放和環(huán)境保護是致命的。同時，在發(fā)電機組 運行過程中，由于上述內(nèi)燃機缺陷，使得發(fā)電機運行狀態(tài)很不穩(wěn)定，為此，增加了體積龐大 的傳動裝置以穩(wěn)定內(nèi)燃機動力性，而且考慮到內(nèi)燃機散熱和系統(tǒng)控制的要求，又需要增加 附件，例如冷卻系統(tǒng)，廢棄循環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)燃機啟動系統(tǒng)，發(fā)電機電流調(diào)理系統(tǒng)和發(fā)電機組綜 合匹配系統(tǒng)，這些系統(tǒng)龐大而復雜，成本高。從能源效率來看，從燃料化學能傳遞到內(nèi)燃機 曲軸旋轉(zhuǎn)機械能，再由傳動裝置傳遞到發(fā)電機動力旋轉(zhuǎn)機械能，最終轉(zhuǎn)化為電能輸出，整個 能量鏈長，又由于傳熱、散熱、尾氣排放和機械摩擦等能量損耗，整機系統(tǒng)能量傳遞效率低， 代價大，浪費寶貴的石油資源。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了提高現(xiàn)有曲柄連桿內(nèi)燃機組能量轉(zhuǎn)換效率，提出一種單 活塞直線發(fā)電引擎。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本實用新型的一種單活塞直線發(fā)電引擎，包括缸體A、缸體B、壓縮彈簧、接觸塊、 次級永磁體、支架、主軸、活塞、端蓋、活塞環(huán)、初級鐵芯、繞組、隔熱墊片、滑動軸承、氣缸套 和火花塞；其連接關(guān)系為缸體B為一套筒，其外壁為鋸齒形，用于散熱；在缸體B的內(nèi)腔套 有初級鐵芯，初級鐵芯為一帶有空腔的圓柱體，在初級鐵芯的內(nèi)壁均勻挖有凹槽，繞組嵌入 初級鐵芯的凹槽內(nèi)并與初級鐵芯固定連接；在初級鐵芯的空腔內(nèi)以及缸體B底部的中心位 置固定有壓縮彈簧，壓縮彈簧與接觸塊固定連接；次級永磁體與支架通過磁力連接，支架與 初級鐵芯的空腔之間設(shè)有一定的間隙，使支架帶動次級永磁體、接觸塊以及壓縮彈簧在初 級鐵芯的空腔內(nèi)滑動；次級永磁體為1個或1個以上；主軸為階梯狀的圓柱，支架與主軸直 徑小的一端固定連接，主軸直徑大的一端與帶有活塞環(huán)的活塞固定連接；在活塞的外部安 裝有氣缸套，氣缸套為一套筒，氣缸套的頂部中心處開有一通孔，氣缸套的末端安有端蓋， 端蓋為一中空的圓盤，端蓋的內(nèi)部嵌有滑動軸承，滑動軸承與主軸滑動連接；在端蓋與初級 鐵芯之間墊有隔熱墊片，在隔熱墊片的兩側(cè)開有通孔用于初級鐵芯的內(nèi)腔中氣體與外界氣 體的交換；缸體A為一套筒，其外壁為鋸齒形，用于散熱，缸體A套在氣缸套的外部；缸體A 的頂部的中心位置開有通孔安裝有火花塞，火花塞的末端通過氣缸套頂部的通孔與氣缸套的內(nèi)腔連通；缸體A與缸體B通過螺栓固定連接。工作過程在內(nèi)燃機做功過程中，缸體A內(nèi)燃料通過火花塞點火燃燒，氣體膨脹做功推動活 塞與主軸在初級鐵芯的空腔中向右作直線運動，次級永磁體切割磁感線在繞組中產(chǎn)生感應(yīng) 電動勢和感應(yīng)電流，向外輸出電能同時壓縮彈簧，彈簧儲存部分能量，活塞的活塞環(huán)通過氣 孔后內(nèi)部燃氣及尾氣通過氣孔排出；當活塞到達下止點時，彈簧釋放能量，推動主軸與活塞向上止點運動，壓縮缸體A 內(nèi)氣體，同時外部燃料通過氣孔進入缸體A中，等待活塞到達上止點處，缸體A內(nèi)氣體被壓 縮使火花塞點火進入到做功行程。有益效果本實用新型沒有曲柄連桿機構(gòu)，避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的慣性力，具有良好的平衡性，去 除了曲軸扭振，減弱了整機振動和噪聲，提高了機械效率；整機外側(cè)安裝風冷散熱片，表面 積較大，有效地進行冷卻散熱，提高冷卻效率，提高系統(tǒng)可靠性；整體結(jié)構(gòu)緊湊、工作行程簡 單，具有高的體積功率密度，機械損失小，能量轉(zhuǎn)換效率高。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-火花塞、2-缸體A、3_氣缸套、4-活塞、5-滑動軸承、6_初級鐵芯、7_繞 組、8-壓縮彈簧、9-接觸塊、10-支架、11-次級永磁體、12-隔熱墊片、13-端蓋、14-主軸、 15-活塞環(huán)、16-缸體B。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。實施例本實用新型的一種單活塞直線發(fā)電引擎，如圖1所示，包括缸體A2、缸體B16、壓縮 彈簧8、接觸塊9、次級永磁體11、支架10、主軸14、活塞4、端蓋13、活塞環(huán)15、初級鐵芯6、 繞組7、隔熱墊片12、滑動軸承5、氣缸套3和火花塞1 ；其連接關(guān)系為缸體B16為一套筒， 其外壁為鋸齒形，用于散熱；在缸體B16的內(nèi)腔套有初級鐵芯6，初級鐵芯6為一帶有空腔 的圓柱體，在初級鐵芯6的內(nèi)壁均勻挖有凹槽，繞組7嵌入初級鐵芯6的凹槽內(nèi)并與初級鐵 芯6固定連接；在初級鐵芯6的空腔內(nèi)以及缸體B16底部的中心位置固定有壓縮彈簧8，壓 縮彈簧8與接觸塊9固定連接；次級永磁體11與支架10通過磁力連接，支架10與初級鐵 芯6的空腔之間設(shè)有一定的間隙，使支架10帶動次級永磁體11、接觸塊9以及壓縮彈簧8 在初級鐵芯6的空腔內(nèi)滑動；次級永磁體11為6個；主軸14為階梯狀的圓柱，支架10與主 軸14直徑小的一端固定連接，主軸14直徑大的一端與帶有活塞環(huán)15的活塞4固定連接； 在活塞4的外部安裝有氣缸套3，氣缸套3為一套筒，氣缸套3的頂部中心處開有一通孔，氣 缸套3的末端安有端蓋13，端蓋13為一中空的圓盤，端蓋13的內(nèi)部嵌有滑動軸承5，滑動 軸承5與主軸14滑動連接；在端蓋13與初級鐵芯6之間墊有隔熱墊片12，在隔熱墊片12 的兩側(cè)開有通孔用于初級鐵芯6的內(nèi)腔中氣體與外界氣體的交換；缸體A2為一套筒，其外 壁為鋸齒形，用于散熱，缸體A2套在氣缸套3的外部；缸體A2的頂部的中心位置開有通孔安裝有火花塞1，火花塞1的末端通過氣缸套3頂部的通孔與氣缸套3的內(nèi)腔連通；缸體A2 與缸體B16通過螺栓固定連接。工作過程在內(nèi)燃機做功過程中，缸體A內(nèi)燃料通過火花塞點火燃燒，氣體膨脹做功推動活塞與主軸在初級鐵芯的空腔中向右作直線運動，次級永磁體切割磁感線在繞組中產(chǎn)生感應(yīng) 電動勢和感應(yīng)電流，向外輸出電能同時壓縮彈簧，彈簧儲存部分能量，活塞的活塞環(huán)通過氣 孔后內(nèi)部燃氣及尾氣通過氣孔排出；當活塞到達下止點時，彈簧釋放能量，推動主軸與活塞向上止點運動，壓縮缸體A 內(nèi)氣體，同時外部燃料通過氣孔進入缸體A中，等待活塞到達上止點處，缸體A內(nèi)氣體被壓 縮使火花塞點火進入到做功行程。
權(quán)利要求一種單活塞直線發(fā)電引擎，包括缸體A(2)、缸體B(16)、壓縮彈簧(8)、接觸塊(9)、次級永磁體(11)、支架(10)、主軸(14)、活塞(4)、端蓋(13)、活塞環(huán)(15)、初級鐵芯(6)、繞組(7)、隔熱墊片(12)、滑動軸承(5)、氣缸套(3)和火花塞(1)；其特征在于其連接關(guān)系為缸體B(16)為一套筒，其外壁為鋸齒形；在缸體B(16)的內(nèi)腔套有初級鐵芯(6)，初級鐵芯(6)為一帶有空腔的圓柱體，在初級鐵芯(6)的內(nèi)壁均勻挖有凹槽，繞組(7)嵌入初級鐵芯(6)的凹槽內(nèi)并與初級鐵芯(6)固定連接；在初級鐵芯(6)的空腔內(nèi)以及缸體B(16)底部的中心位置固定有壓縮彈簧(8)，壓縮彈簧(8)與接觸塊(9)固定連接；次級永磁體(11)與支架(10)通過磁力連接，支架(10)與初級鐵芯(6)的空腔之間設(shè)有間隙，使支架(10)帶動次級永磁體(11)、接觸塊(9)以及壓縮彈簧(8)在初級鐵芯(6)的空腔內(nèi)滑動；主軸(14)為階梯狀的圓柱，支架(10)與主軸(14)直徑小的一端固定連接，主軸(14)直徑大的一端與帶有活塞環(huán)(15)的活塞(4)固定連接；在活塞(4)的外部安裝有氣缸套(3)，氣缸套(3)為一套筒，氣缸套(3)的頂部中心處開有一通孔，氣缸套(3)的末端安有端蓋(13)，端蓋(13)為一中空的圓盤，端蓋(13)的內(nèi)部嵌有滑動軸承(5)，滑動軸承(5)與主軸(14)滑動連接；在端蓋(13)與初級鐵芯(6)之間墊有隔熱墊片(12)；缸體A(2)為一套筒，其外壁為鋸齒形，缸體A(2)套在氣缸套(3)的外部；缸體A(2)的頂部的中心位置開有通孔安裝有火花塞(1)，火花塞(1)的末端通過氣缸套(3)頂部的通孔與氣缸套(3)的內(nèi)腔連通；缸體A(2)與缸體B(16)通過螺栓固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單活塞直線發(fā)電引擎，其特征在于次級永磁體(11)為 1個或1個以上。
專利摘要本實用新型的一種單活塞直線發(fā)電引擎，屬于內(nèi)燃發(fā)電機技術(shù)領(lǐng)域。包括缸體A、缸體B、壓縮彈簧、接觸塊、次級永磁體、支架、主軸、活塞、活塞環(huán)、初級鐵芯、繞組、隔熱墊片、滑動軸承、氣缸套和火花塞；缸體A和缸體B外面包有散熱片；缸體B底部固定有壓縮彈簧，壓縮彈簧與接觸塊固定連接，接觸塊與次級永磁體固定連接，支架與主軸固定連接，主軸與活塞固定連接；活塞外部套有活塞環(huán)；缸體B底部與初級鐵芯固連，氣缸B與氣缸A固定連接，氣缸A上部安有火花塞。本實用新型避免了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的慣性力，具有良好的平衡性，去除了曲軸扭振，減弱了整機振動和噪聲；有效進行散熱；結(jié)構(gòu)緊湊、工作簡單，具有高的體積功率密度，機械損失小，能量轉(zhuǎn)換效率高。
文檔編號H02K7/18GK201568138SQ200920278250
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者左正興, 毛金龍, 王東杰, 田春來 申請人:北京理工大學