一种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，包括由液压泵体组件、第一气缸、第二气缸组成的自由活塞式发动机，第一气缸连接于液压泵体组件的一侧，第二气缸连接于液压泵体组件的另一侧；第一气缸和第二气缸内分别设有内活塞组件和外活塞组件；外活塞组件包括第一外活塞和第二外活塞，第一外活塞远离液压泵体组件的尾部设有第一活塞销，第二外活塞远离液压泵体组件的尾部设有第二活塞销。本发明专利技术的有益效果是：活塞的侧面与气缸壁之间没有相互作用的侧向力，减少了在活塞和气缸壁之间的摩擦；在活塞销在发动机运行载荷下发生变形的情况下，活塞导向柱也会维持活塞在气缸中正确的方位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自由活塞式发动机，具体来说是涉及一种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机。
技术介绍
按照惯例，内燃机在工作时活塞的运动是机械固定式的运动。例如，汽车的传统发动机包括曲轴和数个连杆组件，这些就决定了每一个活塞在它各自的气缸中机械地运动。这种发动机活塞运动方式是所期望的，因为在发动机循环中活塞在任何给定点的位置是确切可知的，这就简化了发动机的定时和运动。尽管近些年来，这种常规类型的发动机在效率方面已经有了巨大的改进，但是这种传统发动机的自身特性仍然限制了其效率的发挥。尤其因为活塞机械地固定地运动固定了压缩比，因此发动机的功率密度也受到了限制。此外，所有驱动活塞运动的运动件(也包括凸轮轴和发动机气门)产生了大量的摩擦，这需要发动机本身的能量来克服。这就导致了发动机较低的功率密度，也意味着发动机会又大又重。另夕卜，因为需要采用机械连接，也限制了发动机设计和布置的灵活性。处于环境保护和其他某些原因，期望有一种比传统发动机有更高的功率密度的发动机。在汽车和固定电站应用中，其相对较轻的重量、较小的外形尺寸和较少的燃油消耗都将是很大的优势。另外一种内燃机是一种自由活塞式发动机。这样的发动机，其活塞在气缸中的运动不是机械固定式的运动。在任何给定的时刻，活塞的运动是由每个活塞受到的力的平衡来控制的。既然这种运动没有被固定，这种发动机就能实现变压缩比，因此在设计发动机的运行参数时的灵活性就更大。既然没有传统的机轴和连杆装在曲轴上，在发动机运行当中这就降低了活塞的侧向力，也就减少了摩擦力。然而，这种类型的发动机还没有得到普遍应用，因为自由活塞式发动机运行的复杂程度大大增加了。尤其值得关注的一点是，如何将润滑机油供应到发动机气缸。在传统的有曲轴的发动机当中，在曲轴箱中的机油润滑曲轴，同时也润滑了气缸壁。但是自由活塞式发动机没有曲轴箱(因为没有曲轴)，所以所需要的润滑油必须通过其他方式来供给。为了保证充足的润滑，机油可以通过一个机油口由泵抽到气缸中。虽然这种布置可以实现足够的润滑，但是机油的消耗量要比想象中的高很多。另外，曲轴式的发动机导致了活塞的侧向力，这种侧向力也会反作用于气缸壁上。当发动机运行的时候，这不但需要大量的润滑油润滑气缸壁，而且发动机必须克服由此产生的摩擦力。此外，如果要保证活塞在气缸中做往复运动时与气缸壁没有侧向接触，这就要求活塞与气缸一开始就要有一个精密的对中，并且在发动机运行的时候也必须要维持这种对中。中国专利CN1263207A公开了一种导向式活塞发动机，导向式活塞发动机的活塞不承受侧压力，则活塞无磨损，活塞环的磨损也从根本上得到减轻，从而改善了发动机的使用耐久性。这种发动机经强化后具有体积小、重量轻、耗油低、效率高、马力强劲，工作可靠等特点。机动车辆采用这种发动机做动力有最佳的经济性，但此专利使用的是传统内燃机，所要解决的是发电机动力的经济性，这与本申请采用自由活塞式发动机存在显著区别，所要达到的技术效果也都不相同。中国专利CN201559168U公开了一种发动机活塞连杆的安装导向装置，所述的安装导向装置有一通口，所述的通口是上端直径大，下端直径小，形成一喇叭形状，所述下端直径与发动机缸径大小一致，发动机有气环和油环，气环与油环在自由状态是比发动机缸径大，通过所述的活塞连杆安装导向装置，把活塞从所述通口的上端压至下端，从而进入缸套里，实现活塞快速安装。可广泛适用于各种类型的发动机安装工艺过程中，此专利与本申请的结构以及适用的发动机类型均不相同，两者存在显著的区别。
技术实现思路
针对现有的自由活塞式发动机存在的上述问题，本专利技术提供一种能保证活塞与气缸精密对中的设有活塞导向装置的自由活塞式发动机。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是:—种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，包括由液压泵体组件、第一气缸、第二气缸组成的自由活塞式发动机，所述第一气缸连接于所述液压泵体组件的一侧，所述第二气缸连接于所述液压泵体组件的另一侧；所述第一气缸和所述第二气缸内分别设有内活塞组件和外活塞组件；所述外活塞组件包括第一外活塞和第二外活塞，所述第一外活塞远离所述液压泵体组件的一端设有第一活塞销，所述第一活塞销包括第一椭圆部分、第一拉杆头部、第二拉杆头部和第一导杆凸台，所述第一拉杆头部设于所述第一椭圆部分的大径处且呈放射状向所述第一外活塞外径伸张开，所述第二拉杆头部沿所述第一气缸外径呈放射状，所述第一导杆凸台设于所述第一活塞销的中心，所述第一活塞销通过设于其上的第一孔延伸且平行于运动轴线；所述第二外活塞远离所述液压泵体组件的一端设有第二活塞销，所述第二活塞销包括第二椭圆部分、第三拉杆头部、第四拉杆头部和第二导杆凸台，所述第三拉杆头部设于所述第二椭圆部分的大径处且呈放射状向所述第二外活塞外径伸张开，所述第四拉杆头部沿所述第二气缸外径呈放射状，所述第二导杆凸台设于所述第二活塞销的中心，所述第二活塞销通过设于其上的第二孔延伸且平行于运动轴线。上述设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其中，所述内活塞组件包括第一内活塞和第二内活塞，所述第一内活塞和所述第二内活塞通过推杆与所述液压泵体组件连接。上述设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其中，所述第一椭圆部分的外直径大于所述第一气缸的直径，所述第二椭圆部分的外直径大于所述第二气缸的直径。上述设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其中，所述自由活塞式发动机包括第一扫气泵，所述第一扫气泵相对于所述第一气缸是固定的，所述第一扫气泵包括第一扫气泵室，所述第一扫气泵室设有第一进气口，所述第一进气口处设有第一堵塞，所述第一扫气泵室、所述第一进气口和所述第一堵塞组成第一主泵室，所述第一主泵室能选择性的连通所述第一进气口和第一出气口，所述第一主泵室在活塞伸缩运动中能够从所述第一活塞销处接收新鲜空气。上述设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其中，所述自由活塞式发动机包括第二扫气泵，所述第二扫气泵相对于所述第二气缸是固定的，所述第二扫气泵包括第二扫气泵室，所述第二扫气泵室设有第二进气口，所述第二进气口处设有第二堵塞，所述第二扫气泵室、所述第二进气口和所述第二堵塞组成第二主泵室，所述第二主泵室能选择性的连通所述第二进气口和第二出气口，所述第二主泵室在活塞伸缩运动中能够从所述第二活塞销处接收新鲜空气。由于采用了上述技术，上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是:自由活塞式发动机的对置活塞、对置气缸结构本身就具有很好的变化灵活性，因此其本身就固有很好的平衡性，也有利于有效的均质混合燃烧发动机的运作。与曲轴式发动机相比，这种发动机的运动件较少，因此产生的摩擦力就小；活塞的侧面与气缸壁之间没有相互作用的侧向力，因此减少了在活塞和气缸壁之间的摩擦，从而沿着气缸壁所需的润滑油也会更少；即使是活塞销在发动机运行载荷下发生变形的情况下，活塞导向柱也会维持活塞在气缸中正确的方位；导向柱相对于气缸是固定的，可以保证活塞与发动机气缸精确的对中；一个位置传感器可以被装在导向柱里面，由于不像曲轴式发动机的活塞运动规律是固定的，这项措施对于控制自由活塞式发动机活塞的非固定运动是相当有利的。附图说明图1是本专利技术一种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机的应用在对置活塞对置气缸式自由活塞式发动机上的示意图；图2是图1中本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其特征在于，包括由液压泵体组件、第一气缸、第二气缸组成的自由活塞式发动机，所述第一气缸连接于所述液压泵体组件的一侧，所述第二气缸连接于所述液压泵体组件的另一侧；所述第一气缸和所述第二气缸内分别设有内活塞组件和外活塞组件；所述外活塞组件包括第一外活塞和第二外活塞，所述第一外活塞远离所述液压泵体组件的一端设有第一活塞销，所述第一活塞销包括第一椭圆部分、第一拉杆头部、第二拉杆头部和第一导杆凸台，所述第一拉杆头部设于所述第一椭圆部分的大径处且呈放射状向所述第一外活塞外径伸张开，所述第二拉杆头部沿所述第一气缸外径呈放射状，所述第一导杆凸台设于所述第一活塞销的中心，所述第一活塞销通过设于其上的第一孔延伸且平行于运动轴线；所述第二外活塞远离所述液压泵体组件的一端设有第二活塞销，所述第二活塞销包括第二椭圆部分、第三拉杆头部、第四拉杆头部和第二导杆凸台，所述第三拉杆头部设于所述第二椭圆部分的大径处且呈放射状向所述第二外活塞外径伸张开，所述第四拉杆头部沿所述第二气缸外径呈放射状，所述第二导杆凸台设于所述第二活塞销的中心，所述第二活塞销通过设于其上的第二孔延伸且平行于运动轴线。...

【技术特征摘要】
1.一种设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其特征在于，包括由液压泵体组件、第一气缸、第二气缸组成的自由活塞式发动机，所述第一气缸连接于所述液压泵体组件的一侦牝所述第二气缸连接于所述液压泵体组件的另一侧；所述第一气缸和所述第二气缸内分别设有内活塞组件和外活塞组件；所述外活塞组件包括第一外活塞和第二外活塞，所述第一外活塞远离所述液压泵体组件的一端设有第一活塞销，所述第一活塞销包括第一椭圆部分、第一拉杆头部、第二拉杆头部和第一导杆凸台，所述第一拉杆头部设于所述第一椭圆部分的大径处且呈放射状向所述第一外活塞外径伸张开，所述第二拉杆头部沿所述第一气缸外径呈放射状，所述第一导杆凸台设于所述第一活塞销的中心，所述第一活塞销通过设于其上的第一孔延伸且平行于运动轴线；所述第二外活塞远离所述液压泵体组件的一端设有第二活塞销，所述第二活塞销包括第二椭圆部分、第三拉杆头部、第四拉杆头部和第二导杆凸台，所述第三拉杆头部设于所述第二椭圆部分的大径处且呈放射状向所述第二外活塞外径伸张开，所述第四拉杆头部沿所述第二气缸外径呈放射状，所述第二导杆凸台设于所述第二活塞销的中心，所述第二活塞销通过设于其上的第二孔延伸且平行于运动轴线。2.如权利要求1所述设有活塞导向装置的自由活塞式发动机，其特征在于，所述内活塞组件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：左朝凤，陈新，李传友，黄永刚，陈立新，
申请(专利权)人：优华劳斯汽车系统上海有限公司，
类型：发明
国别省市：