活塞进气二冲程直线发电系统技术方案

一种活塞进气的直线发电系统，其特征是以双缸对置推挽工作直线发电的方案为基础，增加一个辅助气缸和一个与发电动子轴固定的活塞，通过调整辅助气缸压力来进一步调整工作频率；活塞和传动轴为中空筒状，在活塞上安装进气门，实现直流扫气；在活塞外周环岸带以下安装储油环；活塞运动到下止点附近时，储油环与气缸体的润滑油进、出油孔相对，润滑油喷在储油环上，并排出多余的润滑油，实现润滑油与进气完全分离。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于直线发电领域，特别是带辅助气缸，活塞进气，完全分离润滑的ニ冲程直线发电系统。
技术介绍
直线发电系统具有机械损失小，压缩比可调，理论热机效率高的特点，但直线发电系统存在如何高效实现活塞和直线发电机往复运动的难点，现有直线发电系统实现直线运动分为以下几类(I)双缸对置推挽工作(一缸压縮，ー缸做功)ニ冲程发电系统；(2)单缸机械弹簧或辅助气缸弹簧ニ冲程发电系统；(3)单纯电驱动四冲程或ニ冲程发电统，(4)双机械弹簧受迫振动式四冲程发电系统；从实现往复运动的难易程度来说，双缸对置推挽工作的ニ冲程发电系统最易实现，是在一定领域实现实际运用的方案，但存在系统频率不高的问题，尤其是，ニ冲程发动机气缸润滑油的供油路径上至少存在供气ロ、排气ロ其中之 一，润滑油混入混合气或废气中，増加污染，在注重环保的今天，排放问题是ニ冲程发动机发展的障碍。
技术实现思路
本专利技术提供ー种降低污染、提高工作频率、提高效率的ニ冲程直线发电系统，具体方案为以双缸对置推挽工作直线发电的方案为基础，增加ー个辅助气缸和ー个与发电动子轴固定的活塞，辅助气缸上安装调整工作压カ的阀门，当功率需求较高吋，增加辅助气缸的压力，提高系统的工作频率；在气缸顶部设电磁驱动排气门，活塞和传动轴为中空筒状，在活塞上安装进气门，实现直流扫气，提高扫气效率；在活塞外周环带以下安装储油环，储油环为表面粗糙，具有褶皱的钢环，储油环的下部为油环，油环的下部为进气孔，此油环将润滑油和进气孔分开，活塞运动到下止点附近吋，储油环与气缸体的润滑油进、出油孔相对，润滑油喷在储油环上，并排出多余的润滑油，活塞向上止点运动的早期，油环内的剰余油对气缸壁起润滑作用，在活塞向上止点运动到中后期时，活塞为减速运动，储油环中润滑油依靠惯性向油环中运动，提高上止点附近气缸壁的润滑效果，实现润滑油与进气完全分离。为了保证进气效果，优化的进气增压方案为电动增压与废气增压的混合增压方式，在增压涡轮的两边分别同轴安装废气涡轮和增压电机，在系统启动和低速时电机以电动状态运行，提高低速下的进气压力，系统中速运行时，以废气增压方式运行，在系统高速运行时，采用废气增压，同时电机工作在发电状态，使涡轮转速不至太高，同时充分利用排气能量。为了实现活塞上的进气门正常开闭，优选的驱动方案为惯性气门驱动，为活塞上各个气门安装ー个气门驱动摇臂，ー个重力驱动块，气门驱动摇臂通过中间的旋转轴与活塞相连，气门驱动摇臂一端顶在气门杆顶部，有一轻弹簧使重力驱动块与气门驱动摇臂的另一端接触，在平衡情况下，气门弹簧的弹カ高于重力驱动块弹簧的弾力，使气门关闭，当活塞运动到下止点附近时，由于另ー气缸混合气的压缩力、直线发电机的电磁力、以及辅助气缸的压缩力，使活塞产生IO2到103g的减速运动,重力驱动块在惯性作用下推动气门驱动摇臂打开气门，活塞由下止点向上止点运动的初期重力驱动块也在惯性作用下推动气门驱动摇臂打开气门，系统制造时，调整重力驱动块重量和气门弹簧的弹力特性，可调整气门打开提前角和关闭延迟角，系统运行过程中，重力驱动块重量和气门弹簧特性固定，当需要増加功率时，通过以下几种方式实现功率増加，(I)増加排气门排气提前角，气缸内提前排气，进气门上的压カ提前减小，重力驱动块提前驱动气门打开，増加进气门打开提前角，进气量增加，功率增加；(2)增加辅助气缸的压力，系统工作频率增加，功率增加，同时重力驱动块产生的驱动カ提前达到气门打开要求，系统打开提前角増加，(3)増加进气空气压力，提高功率，当系统功率增加时，进气门关闭延迟角会自动延长，打开气门所需的重力驱动块为柱形，优化为圆柱形，并安装在圆筒内，圆筒底部具有缓冲结构，优化的缓冲结构为圆筒上部与重力块之间间隙大，圆筒底部间隙小，缓冲重力块的运动，优化的气门材料为耐热铝合金，减轻重量，重力驱动块的材料优选铜等高密度材料。为了充分发挥该系统可变压缩比的特点，优化的工作方式为均质压燃方式，但不 限于均质压燃方式，均质压燃的工作压カ高，优化的气缸体与缸盖为一体式，气缸体中的冷却水道为环状分布的轴向水道，以圆形孔为主，在排气门相对位置为ー对长轴形孔，气缸体的水道在轴向上为直通水道，一直延伸到气缸盖的水道中，气缸盖的水道为双层式，下层水道外周与气缸体的圆形水道直通，与长轴形水道部份直通，气缸盖的下层水道放射性分布导流板，此导流板同时起加强结构的作用，气缸盖的上层水道为空腔结构，与下层水道之间有ー盖板，盖板中间与下层水道相连，上层水道与出水ロ相连，这样从气缸体的水流从周边流入下层水道，再向中间汇流入上层水道，经出水口排出，冷却系统较均匀，水道结构简单，优化的下气缸盖与气缸体为一体化结构，増加缸体抗压能力。优化的气缸体底部安装ー个配油、气压板，配油气压板沿轴向分为三部份，靠上部份为配油段，分布ニ个润滑油孔，一个为进油孔，ー个为出油孔，靠下部份为配气段，环状分布进气孔，进气孔分为径向部份和轴向部份，轴向部份向上开ロ，与配油孔相对的位置，无进气孔。气缸体上有ー个压盘，在气缸体外周(或辅助气缸外周)分布T型水槽和放射性水槽，将电机轴向的冷却水孔数量減少一倍后引入气缸体冷却水孔，在放射性水槽之间分布配气孔，气缸体压盘上的配气孔与配油气压板上的轴向孔相通，配油配气压板与气缸体底部之间用密封垫将配气孔与冷却水槽分开，配气孔穿过冷却水槽之间的间隙通到缸体外部，通过供气套，实现供气。优化的直线发电机为动磁式直线发电机，永磁动子为单极辐向永磁铁环通过导磁衬环与放射性支架固定，放射性支架固定与内筒固定，内筒与传动轴固定，磁路为内铁心、外铁心和导磁端盖，内铁心为放射状，放射性动子支架可在扇形内鉄心之间轴向运动，外鉄心有纵向冷却液孔，环状分布冷却液孔并与纵向冷却液孔相通，外铁心的外部为水道外套，水道外套上有进水口 ；直线发电系统定子线圈为导磁与导电交替式结构，导磁环内径处厚度大于外径处厚度，内径处导磁部份厚度占线圈总高比例为气隙处工作磁感应強度除以导磁材料最大工作感应强度，导磁环内径处厚度与外径处厚度比等于它们直径比值的倒数。本专利技术的有益效果为采用活塞进气、顶部排气的配气方案，可以实现完全分离的气缸润滑，解决ニ冲程直线发电系统的污染问题；增加辅助气缸可以提高ニ冲程直线发电系统的工作频率，提高系统的功率；采用的直通的冷却水道和放射状的导流板，下气缸盖与气缸体一体制造,有利于增加气缸的机械强度适应均质压燃方式工作,提高效率。附图说明图I是活塞进气ニ冲程直线发电系统立体图，图2是活塞进气ニ冲程直线发电系统剖面图，图3是组合动子图，图4是活塞组件外观图，图5是活塞外观图，图6是活塞组件内部图，图7是活塞组件剖面图，图8是直连电机气缸体俯视图，图9是直连电机气缸体仰视图，图10是与辅助气缸相连的气缸体仰视图，图11是配油气压板结构图，图12是辅助气缸的仰视图，图13是辅助气缸的俯视图，图14是气缸盖下盖仰视图，图15是气缸盖下盖俯视图，图16是气缸盖上盖仰视图，图17是气缸盖下盖俯视图，图18是电磁气门驱动机构结构图，图19是电机增压与废气增压的混合增压的结构示意图，图20是直线电机动子结构图，图21是直线电机定子结构立体图，图22是直线电机定子结构剖面图。具体实施方式图I、图2、图3说明了本专利技术的外部和内部总体结构,包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种活塞进气ニ冲程直线发电系统，其特征是以双缸对置推挽工作直线发电的方案为基础，増加ー个辅助气缸和ー个与发电动子轴固定的活塞，辅助气缸上安装调整工作压力的阀门，当功率需求较高时，増加辅助气缸的压力，提高系统的工作频率；在气缸顶部设电磁驱动排气门，活塞和传动轴为中空筒状，在活塞上安装进气门，实现直流扫气，提高扫气效率；在活塞外周环岸带以下安装储油环，储油环为表面粗糙，具有褶皱的钢环，储油环的下部为油环，油环的下部为进气孔，此油环将润滑油和进气孔分开，活塞运动到下止点附近吋，储油环与气缸体的润滑油进、出油孔相对，润滑油喷在储油环上，并排出多余的润滑油，活塞向上止点运动的早期，油环内的剰余油对气缸壁起润滑作用，在活塞向上止点运动到中后期时，活塞为减速运动，储油环中润滑油依靠惯性向油环中运动，提高上止点附近气缸壁的润滑效果，实现润滑油与进气完全分离。2.根据权利求I所述的活塞进气ニ冲程直线发电系统，其特征是活塞进气门驱动方案为惯性气门驱动，为活塞上各个气门安装ー个气门驱动摇臂，ー个重力驱动块，气门驱动摇臂通过中间的旋转轴与活塞相连，气门驱动摇臂一端顶在气门杆顶部，有一轻弹簧使重力驱动块与气门驱动摇臂的另一端接触，在平衡情况下，气门弹簧的弹カ高于重力驱动块弹簧的弹力，使气门关闭，当活塞运动到下止点附近时，由于另ー气缸混合气的压缩力、直线发电机的电磁力、以及辅助气缸的压缩力，使活塞产生IO2到103g的减速运动,重力驱动块在惯性作用下推动气门驱动摇臂打开气门，活塞由下止点向上止点运动的初期重力驱动块也在惯性作用下推动气门驱动摇臂打开气门，系统制造时，调整重力驱动块重量和气门弹簧的弹力特性，可调整气门打开提前角和关闭延迟角，系统运行过程中，重力驱动块重量和气门弹簧特性固定，当需要増加功率时，通过以下几种方式实现功率増加，(I)増加排气门排气提前角，气缸内提前排气，进气门上的压カ提前减小...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明龙，刘斌，李小年，
申请(专利权)人：天津蹊径动力技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：