一种自由活塞式发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种自由活塞式发动机，包括液压泵体组件，第一气缸和第二气缸设置在其两侧；推杆孔、第一拉杆孔和第一交叉连接通道，第一交叉连接通道位于二者之间；第一内活塞在第一气缸内；第二内活塞在第二气缸内；推杆两端固定在第一内活塞上和第二内活塞上；内柱塞安装于推杆与推杆孔之间，在推杆孔两端形成内泵室和内耦合泵室，内耦合泵室与第一交叉连接通道连通；包括第一外活塞，顶端靠近第一内活塞；第二外活塞，顶端朝向第二内活塞；第一拉杆两端在第一外活塞上和第二外活塞上；第一外柱塞，第一外柱塞在第一拉杆与第一拉杆孔之间，其与第一拉杆孔的两端形成第一外泵室和第一外耦合泵室，第一外耦合泵室与第一交叉通道连通。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机制造领域，尤其是一种自由活塞式发动机。
技术介绍
一般来说，内燃机靠活塞固定的机械运动来运转。例如，一个传统的汽车内燃机包括一个曲轴和多个连杆部件，这就决定了各活塞在各缸体内的机械运动，在给定时刻，每个活塞在工作循环中的位置是确定的，并简化了发动机的正时和运作。现有的内燃机由于发动机的本质，在效率提高上仍然有很大的限制，特别是比功率是有限的，因为活塞的机械运动是固定的，就决定了压缩比是固定的。此外，所有的驱动活塞运动的运动件(也包括凸轮轴和气门等)产生了大量的摩擦力，这些摩擦力需要发动机自身去克服。由此产生的低比功率意味着发动机将比期望的更大、更重。此外，因为必须考虑所有零件的机械式连接，发动机的设计和空间布置的灵活性也受到了限制。因此，为了环境和其他原因，需要有一款比传统发动机有更高的比功率的发动机。在汽车和固定式发电机应用中，相对更轻的重量，更小的外形尺寸，更好的燃油效率能体现出其更大的优势。另一个类型的内燃机是自由活塞式发动机。这类发动机的活塞在缸体内的运动不是机械式固定的。该运动取决于任何给定时刻作用在活塞上的平衡力。由于活塞的运动是不固定的，发动机的压缩比是可变的，这使得在设计发动机运行参数时有更大的灵活性。另夕卜，由于没有传统的曲柄连杆机构，就减小了活塞的侧向力，发动机运转期间产生的摩擦力也很小。而且，对于配置对置活塞、对置气缸(OPOC)的自由活塞发动机来说，由于它本身固有的运转平衡特性及紧凑的布局，使它具有更大的优势。专利CN102374021A (公开日2012年3月14日，专利技术名称自由活塞式发动机)公开了一种自由活塞发动机，其包括自由活塞发动机A和自由活塞发动机B，该自由活塞发动机A的活塞和自由活塞发动机B的活塞经弹性结构体连接，还可以通过弹性结构体和惯量体连接，通过该自由活塞发动机控制机构简单、成本低等特点。但是，在本专利技术中，自由活塞发动机A和自由活塞发动机B的运动是通过弹性结构体和惯量体本身的性质确定的，其运动不能够得到精确控制。CN102011644A(公开日2011年4月13日，专利技术名称内燃机)公开了一种对置活塞、对置气缸的内燃机，该内燃机包括两个以180度对置的气缸，还包括连接件连接两个外活塞使其一前一后移动，还包括一中心活塞位于两个外活塞之间并相对于外活塞移动。但是，活塞组件需要精确的相对运动，如果有不对称的摩擦力，或其他形式持续的不对称力，这些力会使活塞组件偏离应有的位置，过一定时间后，会使发动机停止运转。不对称力越大，发动机越容易停止运转。在曲轴驱动的发动机上，活塞被机械式地驱动来维持对置运动。但在自由活塞式发动机上，只有一个平衡力来决定活塞组件的运动。因此，为了获得OPOC式自由活塞发动机的高效率优点，需要有一个可靠的、精确的、相对简单的方法来使一个活塞组件相对于另一个活塞组件处于精确的位置。而且，为了使发动机正确运转，活塞组件不能向它行程的一端偏移，否则，该偏移会影响发动机的正常运转。
技术实现思路
针对现有发动机存在的上述问题，现提供一种自由活塞式发动机，该自由活塞式发动机能够保证平衡，能够解决现有技术中活塞组件之间不能精确定位，保证活塞组件不发生偏移问题。具体技术方案如下一种自由活塞式发动机，其中，包括液压泵体组件、第一气缸组件、第二气缸组件，所述第一气缸组件和所述第二气缸组件分别设置在所述液压泵体组件相对的两侧，所述第一气缸组件包括第一气缸，所述第二气缸组件包括第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸的运动方向位于相同或相互平行的运动轴线上；还包括推杆孔，所述推杆孔位于所述液压泵体组件上，所述推杆孔沿着所述运动轴线的方向设置；第一拉杆孔，所述第一拉杆孔沿着所述运动轴线的方向设置于所述液压泵体组件上；第一交叉连接通道，所述第一交叉连接通道设置于所述推杆孔和所述第一拉杆孔之间，所述第一交叉连接通道分别与所述推杆孔和所述第一拉杆孔连通。还包括内活塞组件，所述内活塞组件包括第一内活塞，所述第一内活塞设置在所述第一气缸内，所述第一内活塞的顶端远离所述液压泵体组件，所述第一内活塞沿着所述运动轴线的方向在所述第一气缸内伸缩滑动；还包括第二内活塞，所述第二内活塞的顶端远离所述液压泵体组件，所述第二内活塞沿着所述运动轴线方向在所述第二气缸内伸缩滑动；还包括推杆，所述推杆的一端固定在所述第一内活塞上，所述推杆的另一端固定在所述第二内活塞上；还包括内柱塞，所述内柱塞滑动安装于所述推杆中间部分与所述推杆孔之间，所述内柱塞、所述推杆、所述推杆孔之间均形成密封接触，所述内柱塞在所述推杆孔的一端形成内泵室，所述内柱塞在所述推杆孔的另一端形成内耦合泵室，所述内耦合泵室与所述第一交叉连接通道连通；还包括外活塞组件，所述外活塞组件包括第一外活塞，所述第一外活塞的顶端靠近所述第一内活塞，所述第一外活塞沿着所述运动轴线方向在所述第一气缸内伸缩滑动；还包括第二外活塞，所述第二外活塞的顶端朝向所述第二内活塞，所述第二外活塞沿着所述运动轴线方向在所述第二气缸内伸缩滑动；还包括第一拉杆，所述第一拉杆的一端固定在所述第一外活塞上，所述第一拉杆的另一端固定在所述第二外活塞上；还包括第一外柱塞，所述第一外柱塞滑动安装于所述第一拉杆中间部分与所述第一拉杆孔之间，所述第一外柱塞、所述第一拉杆、所述第一拉杆孔之间均形成密封接触，在所述第一外柱塞与所述第一拉杆孔的一端形成第一外泵室，所述第一外柱塞与所述第一拉杆孔的另一端形成第一外耦合泵室，所述第一外耦合泵室与所述第一交叉通道连通；上述的自由活塞式发动机，其中，还包括第二拉杆孔，所述第二拉杆孔沿着所述运动轴线的方向设置于所述液压泵体组件上；还包括第二交叉连接通道，所述第二交叉连接通道设置于所述推杆孔和所述第二拉杆孔之间，分别与所述推杆孔和所述第二拉杆孔连通；所述外活塞组件还包括第二拉杆，所述第二拉杆的一端固定在所述第一外活塞上，所述第二拉杆的另一端固定在所述第二外活塞上；还包括第二外柱塞，所述第二外柱塞滑动安装于所述第二拉杆中间部分与所述第二拉杆孔之间，所述第二外柱塞、所述第二拉杆、所述第二拉杆孔之间均形成密封接触，在所述第二外柱塞与所述第二拉杆孔的一端形成第二外泵室，所述第二外柱塞与所述第二拉杆孔的另一端形成第二外耦合泵室，所述第二外耦合泵室与所述第二交叉通道连通。上述的自由活塞式发动机，其中，所述内柱塞的液压面积与所述第一外柱塞的液压面积相等。上述的自由活塞式发动机，其中，所述液压泵体组件还包括亥姆霍兹共振器，所述亥姆霍兹共振器安装在所述液压泵体组件上，还包括共振器通道，所述共振器通道的一端与所述亥姆霍兹共振器连接，所述共振器通道的另一端与所述内耦合泵室、所述外耦合泵室和所述第二交叉通道中任意一个连接。上述的自由活塞式发动机，其中，还包括液压系统，所述液压系统的一侧设置有低压储油池，还包括低压通道，所述低压通道的一侧与低压储油池连通，所述低压通道的另一侧与所述内耦合泵室、所述外耦合泵室和所述交叉连接通道中任意一个连通，在所述低压通道和所述低压储油池之间设置有一第一耦合调节阀，所述第一耦合调节阀与控制器连接，打开或关闭所述低压通道和所述低压储油池的连通。上述的自由活塞式发动机，其中，在所述低压通道中设置第一节流器，所述第一节流器限制所述低压通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自由活塞式发动机，其特征在于，包括液压泵体组件、第一气缸组件、第二气缸组件，所述第一气缸组件和所述第二气缸组件分别设置在所述液压泵体组件相对的两侧，所述第一气缸组件包括第一气缸，所述第二气缸组件包括第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸的运动方向位于相同或相互平行的运动轴线上；还包括推杆孔，所述推杆孔位于所述液压泵体组件上，所述推杆孔沿着所述运动轴线的方向设置；第一拉杆孔，所述第一拉杆孔沿着所述运动轴线的方向设置于所述液压泵体组件上；第一交叉连接通道，所述第一交叉连接通道设置于所述推杆孔和所述第一拉杆孔之间，所述第一交叉连接通道分别与所述推杆孔和所述第一拉杆孔连通；还包括内活塞组件，所述内活塞组件包括第一内活塞，所述第一内活塞设置在所述第一气缸内，所述第一内活塞的顶端远离所述液压泵体组件，所述第一内活塞沿着所述运动轴线的方向在所述第一气缸内伸缩滑动；还包括第二内活塞，所述第二内活塞的顶端远离所述液压泵体组件，所述第二内活塞沿着所述运动轴线方向在所述第二气缸内伸缩滑动；还包括推杆，所述推杆的一端固定在所述第一内活塞上，所述推杆的另一端固定在所述第二内活塞上；还包括内柱塞，所述内柱塞滑动安装于所述推杆中间部分与所述推杆孔之间，所述内柱塞、所述推杆、所述推杆孔之间均形成密封接触，所述内柱塞在所述推杆孔的一端形成内泵室，所述内柱塞在所述推杆孔的另一端形成内耦合泵室，所述内耦合泵室与所述第一交叉连接通道连通；还包括外活塞组件，所述外活塞组件包括第一外活塞，所述第一外活塞的顶端靠近所述第一内活塞，所述第一外活塞沿着所述运动轴线方向在所述第一气缸内伸缩滑动；还包括第二外活塞，所述第二外活塞的顶端朝向所述第二内活塞，所述第二外活塞沿着所述运动轴线方向在所述第二气缸内伸缩滑动；还包括第一拉杆，所述第一拉杆的一端固定在所述第一外活塞上，所述第一拉杆的另一端固定在所述第二外活塞上；还包括第一外柱塞，所述第一外柱塞滑动安装于所述第一拉杆中间部分与所述第一拉杆孔之间，所述第一外柱塞、所述第一拉杆、所述第一拉杆孔之间均形成密封接触，在所述第一外柱塞与所述第一拉杆孔的一端形成第一外泵室，所述第一外柱塞与所述第一拉杆孔的另一端形成第一外耦合泵室，所述第一外耦合泵室与所述第一交叉通道连通。...

【技术特征摘要】
1.一种自由活塞式发动机，其特征在于，包括液压泵体组件、第一气缸组件、第二气缸组件，所述第一气缸组件和所述第二气缸组件分别设置在所述液压泵体组件相对的两侧，所述第一气缸组件包括第一气缸，所述第二气缸组件包括第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸的运动方向位于相同或相互平行的运动轴线上； 还包括推杆孔，所述推杆孔位于所述液压泵体组件上，所述推杆孔沿着所述运动轴线的方向设置；第一拉杆孔，所述第一拉杆孔沿着所述运动轴线的方向设置于所述液压泵体组件上；第一交叉连接通道，所述第一交叉连接通道设置于所述推杆孔和所述第一拉杆孔之间，所述第一交叉连接通道分别与所述推杆孔和所述第一拉杆孔连通； 还包括内活塞组件，所述内活塞组件包括第一内活塞，所述第一内活塞设置在所述第一气缸内，所述第一内活塞的顶端远离所述液压泵体组件，所述第一内活塞沿着所述运动轴线的方向在所述第一气缸内伸缩滑动；还包括第二内活塞，所述第二内活塞的顶端远离所述液压泵体组件，所述第二内活塞沿着所述运动轴线方向在所述第二气缸内伸缩滑动；还包括推杆，所述推杆的一端固定在所述第一内活塞上，所述推杆的另一端固定在所述第二内活塞上；还包括内柱塞，所述内柱塞滑动安装于所述推杆中间部分与所述推杆孔之间，所述内柱塞、所述推杆、所述推杆孔之间均形成密封接触，所述内柱塞在所述推杆孔的一端形成内泵室，所述内柱塞在所述推杆孔的另一端形成内耦合泵室，所述内耦合泵室与所述第一交叉连接通道连通； 还包括外活塞组件，所述外活塞组件包括第一外活塞，所述第一外活塞的顶端靠近所述第一内活塞，所述第一外活塞沿着所述运动轴线方向在所述第一气缸内伸缩滑动；还包括第二外活塞，所述第二外活塞的顶端朝向所述第二内活塞，所述第二外活塞沿着所述运动轴线方向在所述第二气缸内伸缩滑动；还包括第一拉杆，所述第一拉杆的一端固定在所述第一外活塞上，所述第一拉杆的另一端固定在所述第二外活塞上；还包括第一外柱塞，所述第一外柱塞滑动安装于所述第一拉杆中间部分与所述第一拉杆孔之间，所述第一外柱塞、所述第一拉杆、所述第一拉杆孔之间均形成密封接触，在所述第一外柱塞与所述第一拉杆孔的一端形成第一外泵室，所述第一外柱塞与所述第一拉杆孔的另一端形成第一外耦合泵室，所述第一外耦合泵室与所述第一交叉通道连通。2.根据权利要求1所述的自由活塞式发动机，其特征在于，还包括第二拉杆孔，所述第二拉杆孔沿着所述运动轴线的方向设置于所述液压泵体组件上；还包括第二交叉连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏迎松，陈新，左朝凤，李传友，黎光福，
申请(专利权)人：安徽中鼎动力有限公司，
类型：发明
国别省市：