一种基于自由活塞的旋摆式动力系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，包括摆动式电机驱动机构以及对称设置的两组气缸驱动机构，所述摆动式电机驱动机构具有中心固定部以及两个对称的牵引摆动部，两组气缸驱动机构分别驱动两个牵引摆动部以中心固定部为支撑同步反向往复运动，继而实现摆动式电机驱动机构的中心固定部的往复旋转摆动。所述基于自由活塞的旋摆式动力系统整体结构简单，制作成本低，安装方便快捷，能始终保持最佳的燃烧压缩比，有效提高动力系统的动力输出效能，节约成产制作成本，提高燃烧率，更加节约能源，实用性高。

A rotary pendulum dynamic system based on free piston

The utility model discloses a rotary dynamic system based on a free piston, which includes a swing motor driving mechanism and two groups of cylinder driving mechanisms with symmetrical setting. The oscillating motor drive mechanism has a central fixed part and two symmetrical traction oscillating parts, and two groups of cylinder driving mechanisms drive two traction respectively. The oscillating part is supported by a central fixed part for synchronous reverse reciprocating motion, and then the reciprocating rotation of the central fixing part of the swing motor drive mechanism is realized. The spin pendulum dynamic system based on the free piston has the advantages of simple overall structure, low production cost, convenient and fast installation, can always maintain the best combustion compression ratio, effectively improve the power output efficiency of the power system, save production cost, improve the combustion rate, save energy and have high practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于自由活塞的旋摆式动力系统
：本技术涉及一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，涉及动力系统

技术介绍
：在现代工业领域，动力系统通常指内燃机、发电机和电机等。提高动力系统的工作效率，节省能源，清洁排放，优化性能是业内长期以来的奋斗目标。基于自由活塞原理而设计研制的内燃机是实现上述研发目标的路径之一，已有20多年的历史，美国、欧盟和日本等国的一些大学、科研机构和企业在此路径上均有积极探索并取得了一定的成果。自由活塞原理是指拥有自由行程的活塞，相比大部分固定行程活塞的内燃机、发电机的优点在于，自由行程可以达到最佳燃烧压缩比，并在此基础上使用压燃的燃烧方式，使燃烧能量转换的效能比达到最佳。而大部分固定行程内燃机、发动机为了防爆震，防制发动机反转，设置了比较高的安全余量来适应外部环境不同的温度和压力，因此不能达到最佳燃烧压缩比。而目前很多外国公司研发出的发动机，都在耐久性，换气，保持最佳燃烧状态的仍有很多问题和缺陷，而且结构复杂造价高昂。
技术实现思路
：本技术所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、制作成本低且能有效保持最佳燃烧压缩比的基于自由活塞的旋摆式动力系统。为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，包括摆动式电机驱动机构以及对称设置的两组气缸驱动机构，所述摆动式电机驱动机构具有中心固定部以及两个对称的牵引摆动部，两组气缸驱动机构分别驱动两个牵引摆动部以中心固定部为支撑同步反向往复运动，继而实现摆动式电机驱动机构的中心固定部的往复旋转摆动。作为优选，所述旋摆式动力系统还包括缸套以及缸套座，所述摆动式电机驱动机构置于缸套座中部，所述气缸驱动机构对称的设置于摆动式电机驱动机构两侧且安装于缸套内。作为优选，所述气缸驱动机构包括辅助进气结构以及燃烧缸。作为优选，所述辅助进气结构设置为进气缸或辅助进气泵或涡轮增压装置。作为优选，当所述辅助进气结构设置为进气缸时，所述进气缸与燃烧缸上下相对设置且两者之间通过进气道连通，所述进气缸与燃烧缸的缸体固定在缸套内，且两者的活塞端分别通过曲柄连杆与摆动式电机驱动机构的两个牵引摆动部活动连接，进气缸、燃烧缸的活塞同时反向往复运动并实现活塞发动机式的活塞运动过程，且驱动摆动式电机驱动机构的两个牵引摆动部往复反向摆动。作为优选，所述进气缸的外侧设有气缸盖和进气门，所述燃烧缸的缸体上设有排气孔，所述排气孔与排气门通过排气道相连，所述进气门的开闭通过气门控制机构控制运行。作为优选，所述摆动式电机驱动机构还包括定子固定座、电机定子以及外转子，所述中心固定部设置为曲柄轴，两个牵引摆动部设置为双头凸轮板结构，所述双头凸轮板结构的板体中心与曲柄轴的一端部连接固定，其上下两端设置为凸轮状，且其凸轮状端部设有固定孔，所述曲柄连杆端部与固定孔之间设有一连接两者的轴杆，所述轴杆相对曲柄轴、曲柄连杆自由转动，所述电机定子通过定子固定座固定在缸套座外侧上，所述曲柄轴的另一端部穿过电机定子并与外转子的中心连接固定，所述外转子与电机定子之间形成发电机的发电系统，上下部的曲柄连杆分别推动上下部的凸轮状端部以双头凸轮板结构的中心为支撑相对反向往复摆动，带动曲柄轴半程往复旋转式运动，继而实现发电过程。作为优选，所述摆动式电机驱动机构设置为两组且对称设置在轴杆两侧，继而形成两套发电系统。作为优选，所述气门控制机构设置为机械式控制机构或电磁式控制机构或液压式控制机构。作为优选，当所述气门控制机构设置为机械式控制机构时，所述气门控制机构包括支撑臂、摇臂、上滚轮以及下滚轮，所述外转子外部套接有一进气门凸轮圈，所述进气门凸轮圈的外侧圈体上设有凸缘结构，所述支撑臂固定支撑在缸套的外侧，所述摇臂呈杠杆结构固定在支撑臂的上端，上滚轮连接在摇臂上端且能与凸缘结构接触，所述下滚轮连接在摇臂下端且能与进气门抵靠接触，进气门凸轮圈随外转子一起自由转动，所述凸缘结构转动至与上滚轮相对应位置时，其上的凸缘结构与上滚轮接触并推动摇臂相对支撑臂转动，继而摇臂下端的下滚轮推压进气门打开，凸缘结构不与上滚轮接触抵靠时，摇臂下端的下滚轮会在进气门内的弹性件的弹力作用下回弹至关闭状态。作为优选，所述旋摆式动力系统还包括防撞机构，所述防撞机构包括防撞胶座、弹性块以及防撞圈，所述防撞胶座设置固定在缸套座的底部侧面且置于外转子的正下方，所述弹性块内嵌于防撞胶座的两侧，所述防撞圈设置为两个且对称设置固定在外转子的外侧并随外转子一起做半圆周旋转运动，当外转子转动至下摆动极限位置时，其中一个防撞圈与防撞胶座左侧的弹性块弹性接触，当外转子转动至上摆动极限位置时，另一个防撞圈与防撞胶座右侧的弹性块弹性接触。作为优选，所述外转子设置为具有低质量和高转动惯量的转子结构。作为优选，所述旋摆式动力系统还包括超级电容以及控制整体系统运行的电控系统，所述超级电容与发电系统电性连接。与现有技术相比，本技术的有益之处是：所述基于自由活塞的旋摆式动力系统整体结构简单，制作成本低，安装方便快捷，能始终保持最佳的燃烧压缩比，而旋摆式工作过程以及间歇式智能化的控制系统，有效提高动力系统的动力输出效能，另外利用压差开启进排气门的进排气系统，有效简化进排气系统结构，节约成产制作成本，提高燃烧率，更加节约能源，因而具有较高的实用性以及市场前景，适合推广应用。附图说明：下面结合附图对本技术进一步说明：图1是本技术的俯视结构示意图；图2是图1中沿A-A的剖视结构图；图3是本技术的侧面结构示意图；图4是图3中沿B-B的剖视结构示意图；图5是本技术的一较佳实施例的轴测结构示意图。具体实施方式：下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围：如图1至图4所示的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，包括摆动式电机驱动机构以及对称设置的两组气缸驱动机构，在本实施例中，所述动力系统设置为发电内燃机发电系统，摆动式电机驱动机构为发电机部分，而气缸驱动机构为发电机的动力供给部分。具体地，所述旋摆式动力系统还包括缸套1以及缸套座2，所述摆动式电机驱动机构置于缸套座2中部，所述气缸驱动机构对称的设置于摆动式电机驱动机构两侧且安装于缸套1内，而气缸机构对称式的设计结构，能实现摆动式电机驱动机构进行较为平衡的动力输出，驱动稳定性更高。在实际应用中，所述气缸驱动机构可以包括辅助进气结构以及燃烧缸，而辅助进气结构还可以进一步地的设置为进气缸或辅助进气泵或涡轮增压装置，辅助进气结构与燃烧缸3的结合，更有效提高燃烧缸的燃烧率以及进气效率。在辅助进气结构的实际应用中，以进气缸为例，当所述辅助进气结构设置为进气缸时，所述进气缸4与燃烧缸3上下相对设置且两者之间通过进气道连通，所述进气缸4与燃烧缸3的缸体固定在缸套1内，且两者的活塞端5分别连接两个曲柄连杆6，而在动力系统中，所述摆动式电机驱动机构具有中心固定部以及两个对称的牵引摆动部，因此，在本实施例中，两个曲柄连杆6的另一端分别活动连接摆动式电机驱动机构的两个牵引摆动部，而当进气缸、燃烧缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：包括摆动式电机驱动机构以及对称设置的两组气缸驱动机构，所述摆动式电机驱动机构具有中心固定部以及两个对称的牵引摆动部，两组气缸驱动机构分别驱动两个牵引摆动部以中心固定部为支撑同步反向往复运动，继而实现摆动式电机驱动机构的中心固定部的往复旋转摆动。

【技术特征摘要】
1.一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：包括摆动式电机驱动机构以及对称设置的两组气缸驱动机构，所述摆动式电机驱动机构具有中心固定部以及两个对称的牵引摆动部，两组气缸驱动机构分别驱动两个牵引摆动部以中心固定部为支撑同步反向往复运动，继而实现摆动式电机驱动机构的中心固定部的往复旋转摆动。2.根据权利要求1所述的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：所述旋摆式动力系统还包括缸套以及缸套座，所述摆动式电机驱动机构置于缸套座中部，所述气缸驱动机构对称的设置于摆动式电机驱动机构两侧且安装于缸套内。3.根据权利要求2所述的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：所述气缸驱动机构包括辅助进气结构以及燃烧缸。4.根据权利要求3所述的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：所述辅助进气结构设置为进气缸或辅助进气泵或涡轮增压装置。5.根据权利要求4所述的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：当所述辅助进气结构设置为进气缸时，所述进气缸与燃烧缸上下相对设置且两者之间通过进气道连通，所述进气缸与燃烧缸的缸体固定在缸套内，且两者的活塞端分别通过曲柄连杆与摆动式电机驱动机构的两个牵引摆动部活动连接，进气缸、燃烧缸的活塞同时反向往复运动并实现活塞发动机式的活塞运动过程，且驱动摆动式电机驱动机构的两个牵引摆动部往复反向摆动。6.根据权利要求5所述的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：所述进气缸的外侧设有气缸盖和进气门，所述燃烧缸的缸体上设有排气孔，所述排气孔与排气门通过排气道相连，所述进气门开闭通过气门控制机构控制运行。7.根据权利要求6所述的一种基于自由活塞的旋摆式动力系统，其特征在于：所述摆动式电机驱动机构还包括定子固定座、电机定子以及外转子，所述中心固定部设置为曲柄轴，两个牵引摆动部设置为双头凸轮板结构，所述双头凸轮板结构的板体中心与曲柄轴的一端部连接固定，其上下两端设置为凸轮状，且其凸轮状端部设有固定孔，所述曲柄连杆端部与固定孔之间设有一连接两者的轴杆，所述轴杆相对曲柄轴、曲柄连杆自由转动，所述电机定子通过定子固定座固定在缸套座外侧上，所述曲柄轴的另一端部穿过电机定子并与外转子的中心连接固定，所述外转子与电机定子之...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈普朗，陈湛理，
申请(专利权)人：苏州光耀智能发电机有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32