專利名稱：一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，屬于熱能與動(dòng)力工程技 術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自由活塞式內(nèi)燃直線發(fā)電裝置是自由活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和直線發(fā)電機(jī)耦合之后 形成的一種新型能量轉(zhuǎn)換裝置。目前研究的內(nèi)燃直線發(fā)電裝置原動(dòng)力——內(nèi)燃機(jī)部分普遍 采用二沖程式內(nèi)燃機(jī)，進(jìn)排氣采用類似二沖程的掃氣口掃氣方式，掃氣效果差，同時(shí)伴隨著 惡劣的燃燒情況。而且，由于進(jìn)氣門和進(jìn)氣道的布置使得發(fā)電機(jī)不能布置在汽缸周圍，無(wú)形 中增大了整個(gè)裝置的軸向長(zhǎng)度，另外進(jìn)、排氣門均布置在汽缸蓋上還會(huì)促使汽缸蓋熱負(fù)荷 加大，進(jìn)氣和排氣相互干涉，出現(xiàn)進(jìn)排氣不暢等缺點(diǎn)。近年來(lái)，人們一直在致力于尋求一種良好進(jìn)排氣過(guò)程的自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電機(jī)， 以期解決上面提到的各種問(wèn)題，為此做了大量的研究工作。美國(guó)西弗吉尼亞大學(xué)的克里 斯托弗發(fā)明了 一種進(jìn)排氣口在汽缸兩側(cè)的內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)，可以利用進(jìn)氣的慣性來(lái)促進(jìn)排 氣，但其燃燒室密封難以解決，低速運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力性差，整機(jī)可靠性差。南京理工大學(xué)發(fā)明一種 四沖程式內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)，采用四沖程循環(huán)，將掃氣過(guò)程作為單獨(dú)沖程存在，雖然部分地提 高了掃氣效果，但四沖程相比較二沖程而言，相對(duì)單位周期做功次數(shù)降低為一半，單位周期 功率也隨之降低，人為地降低了自由活塞發(fā)電機(jī)功率密度。除此之外，還有一些類似的發(fā) 明，例如進(jìn)排氣口分布于汽缸的同側(cè)，會(huì)出現(xiàn)進(jìn)排氣相互耦合、換氣不暢的問(wèn)題，且工藝難 度高，特別是燃燒室空間過(guò)小的時(shí)候，熱負(fù)荷會(huì)很高，造成整機(jī)可靠性差，熱效率低，難以產(chǎn) 品實(shí)用化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決當(dāng)前內(nèi)燃直線電動(dòng)機(jī)的耗油量 大、排放差、進(jìn)排氣不匹配和工藝難的問(wèn)題，提出一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，由汽缸、活塞、進(jìn)氣門、被 動(dòng)式進(jìn)氣閥門、萬(wàn)向聯(lián)軸桿、保護(hù)彈簧、單向進(jìn)氣閥門、線圈繞組初級(jí)、永磁體式次級(jí)及支 架、高壓共軌噴油器和排氣門電子控制系統(tǒng)組成，其外圍設(shè)備為尾氣渦輪增壓器和固定用 基座，其連接關(guān)系為排氣門安裝于汽缸頂部正中的排氣道；高壓共軌噴油器安裝于排氣門側(cè)面；活塞 安裝在汽缸內(nèi)部，二者的圓周接觸端面裝有活塞環(huán)；活塞內(nèi)部設(shè)計(jì)有兩個(gè)進(jìn)氣道，每個(gè)進(jìn)氣 道均安裝有進(jìn)氣門和被動(dòng)式進(jìn)氣閥門，每個(gè)被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上裝有回復(fù)彈簧，進(jìn)氣門和被 動(dòng)式進(jìn)氣閥門之間為剛性連接，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門控制進(jìn)氣門的開(kāi)啟或關(guān)閉，被動(dòng)式進(jìn)氣閥 門的動(dòng)作是通過(guò)燃燒室和壓氣箱的壓力以及回復(fù)彈簧的彈力來(lái)控制的，當(dāng)壓氣箱的壓力減去燃燒室的壓力能夠回復(fù)彈簧的彈力時(shí)，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門動(dòng)作帶動(dòng)進(jìn)氣門處于開(kāi)啟狀態(tài)， 否則進(jìn)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)；活塞通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸桿與線圈繞組初級(jí)剛性連接，其中萬(wàn)向連軸 桿穿過(guò)汽缸底部的通孔，且萬(wàn)向連軸桿在汽缸內(nèi)部分的外部圍繞有保護(hù)彈簧，彈簧的彈力 可以控制活塞時(shí)之不能直接撞擊汽缸；壓氣箱側(cè)面帶有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口內(nèi)安裝單向進(jìn)氣閥， 并與外部尾氣渦輪增壓器的輸出相連接；線圈繞組初級(jí)外部有永磁體次級(jí)及支架，永磁體 次級(jí)固定于支架上，支架與汽缸都固定外部的基座上；上述燃燒室所指為汽缸頂部至活塞上部的空間，壓氣箱所指為汽缸底部至活塞下 部的空間。本發(fā)明的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其工作過(guò)程包括冷機(jī)啟動(dòng) 過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程；在冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作；在工 作過(guò)程中，當(dāng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作，當(dāng)活 塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作；其工作過(guò)程分別為1)冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程。本裝置的啟動(dòng)過(guò)程類似于柴油機(jī)，啟動(dòng)過(guò)程中需要借助于外力， 此時(shí)線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作，啟動(dòng)時(shí)線圈繞組初級(jí)在電動(dòng)機(jī)的外力作 用下作直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)壓縮壓氣箱和保護(hù)彈簧；壓氣箱內(nèi)的氣壓升高，當(dāng)壓氣 箱內(nèi)的氣壓高于燃燒室內(nèi)的氣壓達(dá)到被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的開(kāi)啟壓力后，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門就會(huì) 帶動(dòng)進(jìn)氣門一起打開(kāi)，壓氣箱向燃燒室內(nèi)噴射出空氣；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，線圈繞組 初級(jí)和永磁體次級(jí)的工作方式為電動(dòng)機(jī)方式，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并壓縮燃燒 室內(nèi)的空氣，當(dāng)壓氣箱與汽缸內(nèi)壓力差不足以克服被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上的回復(fù)彈簧的彈簧力 時(shí)，回復(fù)彈簧帶動(dòng)被動(dòng)式進(jìn)氣閥門動(dòng)作，進(jìn)氣門閉合；當(dāng)壓氣箱內(nèi)部氣壓低于汽缸外部氣壓 的數(shù)值超過(guò)單向進(jìn)氣閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，單向進(jìn)氣閥自動(dòng)開(kāi)啟，向壓氣箱內(nèi)輸送空氣，完成進(jìn) 氣過(guò)程；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，安裝在汽缸蓋上的噴油器向燃燒室內(nèi)噴射高壓燃油并被 壓縮燃燒，冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程完成；幻運(yùn)行過(guò)程?；钊谏现裹c(diǎn)時(shí)，高壓燃油燃燒產(chǎn)生的燃?xì)獗l(fā)壓力推動(dòng)活塞向下 止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行做功，壓縮壓氣箱里的空氣和保護(hù)彈簧，與活塞相連的線圈繞組初級(jí)與固定 的永磁體次級(jí)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈繞組初級(jí)切割永磁體次級(jí)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁力線，進(jìn)而產(chǎn) 生電能輸出給外部負(fù)載，此時(shí)由排氣門電子控制系統(tǒng)控制排氣門打開(kāi)，廢氣陸續(xù)排出至外 部尾氣渦輪增壓器的輸入口，燃燒室內(nèi)氣壓逐漸降低；活塞向下止點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中，壓氣箱氣 壓升高，當(dāng)壓氣箱內(nèi)的氣壓高于燃燒室內(nèi)的氣壓達(dá)到被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的開(kāi)啟壓力后，被動(dòng) 式進(jìn)氣閥門就會(huì)帶動(dòng)進(jìn)氣門一起打開(kāi)，壓氣箱向燃燒室內(nèi)噴射出空氣；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止 點(diǎn)時(shí)，線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)的工作方式為電動(dòng)機(jī)方式，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn) 動(dòng)，并壓縮燃燒室內(nèi)的空氣，當(dāng)壓氣箱與汽缸內(nèi)壓力差不足以克服被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上的回 復(fù)彈簧的彈簧力時(shí)，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門關(guān)閉，閉合進(jìn)氣門；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，安裝在汽 缸蓋上的噴油器向燃燒室內(nèi)噴射高壓燃油并被壓縮燃燒，完成一個(gè)工作循環(huán)；本裝置運(yùn)行 過(guò)程中按照此工作循環(huán)繼續(xù)工作。有益效果本發(fā)明的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，可適用于車輛、船舶和工 程機(jī)械等領(lǐng)域，其優(yōu)勢(shì)在于進(jìn)氣門和排氣門的布置形式使內(nèi)燃直線發(fā)電裝置氣體循環(huán)方 式為單向氣體交換，這樣布置進(jìn)氣更充分，排氣更完全，并且采用被動(dòng)進(jìn)氣的設(shè)計(jì)，使新鮮空氣由活塞背面的軸向方向進(jìn)入，不需要任何外部導(dǎo)管，這就給汽缸外部提供了很大空間， 增加了整個(gè)裝置的單位體積功率；采用先進(jìn)的熱力循環(huán)，燃燒工況好，排氣干凈，使得具有 良好的環(huán)保性能；同時(shí)，內(nèi)燃機(jī)部分的壓縮比高，有較高的熱效率；作為關(guān)鍵部件的被動(dòng)進(jìn) 氣活塞組件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造加工方便，造價(jià)低，便于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的剖視圖；其中，1-汽缸；2-活塞；3-進(jìn)氣門；4-被動(dòng)式進(jìn)氣閥門；5-被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的回復(fù) 彈簧；6-萬(wàn)向聯(lián)軸桿；7-保護(hù)彈簧；8-單向進(jìn)氣閥門；9-壓氣箱；10-線圈繞組初級(jí)；11-永 磁體式次級(jí)及支架；12-高壓共軌噴油器；13-排氣門。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，如圖1所示，由汽缸1、活塞2、進(jìn)氣 門3、被動(dòng)式進(jìn)氣閥門4、萬(wàn)向聯(lián)軸桿6、保護(hù)彈簧7、單向進(jìn)氣閥門8、線圈繞組初級(jí)10、永磁 體式次級(jí)及支架11、高壓共軌噴油器12和排氣門電子控制系統(tǒng)組成，其中，被動(dòng)式進(jìn)氣閥 門4包括被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的回復(fù)彈簧5其外圍設(shè)備為尾氣渦輪增壓器和固定用基座，其連 接關(guān)系為排氣門安裝于汽缸頂部正中的排氣道；高壓共軌噴油器安裝于排氣門側(cè)面；活塞 安裝在汽缸內(nèi)部，二者的圓周接觸端面裝有活塞環(huán)；活塞內(nèi)部設(shè)計(jì)有兩個(gè)進(jìn)氣道，每個(gè)進(jìn)氣 道均安裝有進(jìn)氣門和被動(dòng)式進(jìn)氣閥門，每個(gè)被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上裝有回復(fù)彈簧，進(jìn)氣門和被 動(dòng)式進(jìn)氣閥門之間為剛性連接，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門控制進(jìn)氣門的開(kāi)啟或關(guān)閉，被動(dòng)式進(jìn)氣閥 門的動(dòng)作是通過(guò)燃燒室和壓氣箱的壓力以及回復(fù)彈簧的彈力來(lái)控制的，當(dāng)壓氣箱的壓力減 去燃燒室的壓力能夠回復(fù)彈簧的彈力時(shí)，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門動(dòng)作帶動(dòng)進(jìn)氣門處于開(kāi)啟狀態(tài)， 否則進(jìn)氣門處于關(guān)閉狀態(tài)；活塞通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸桿與線圈繞組初級(jí)剛性連接，其中萬(wàn)向連軸 桿穿過(guò)汽缸底部的通孔，且萬(wàn)向連軸桿在汽缸內(nèi)部分的外部圍繞有保護(hù)彈簧，彈簧的彈力 可以控制活塞時(shí)之不能直接撞擊汽缸；壓氣箱側(cè)面帶有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口內(nèi)安裝單向進(jìn)氣閥， 并與外部尾氣渦輪增壓器的輸出相連接；線圈繞組初級(jí)外部有永磁體次級(jí)及支架，永磁體 次級(jí)固定于支架上，支架與汽缸都固定外部的基座上；上述燃燒室所指為汽缸頂部至活塞上部的空間，壓氣箱所指為汽缸底部至活塞下 部的空間。
本發(fā)明的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其工作過(guò)程包括冷機(jī)啟動(dòng) 過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程；在冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作；在工 作過(guò)程中，當(dāng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作，當(dāng)活 塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作；其工作過(guò)程分別為
1)冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程。本裝置的啟動(dòng)過(guò)程類似于柴油機(jī)，啟動(dòng)過(guò)程中需要借助于外力， 此時(shí)線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作，啟動(dòng)時(shí)線圈繞組初級(jí)在電動(dòng)機(jī)的外力作 用下作直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)壓縮壓氣箱和保護(hù)彈簧；壓氣箱內(nèi)的氣壓升高，當(dāng)壓氣箱內(nèi)的氣壓高于燃燒室內(nèi)的氣壓達(dá)到被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的開(kāi)啟壓力后，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門就會(huì) 帶動(dòng)進(jìn)氣門一起打開(kāi)，壓氣箱向燃燒室內(nèi)噴射出空氣；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，線圈繞組 初級(jí)和永磁體次級(jí)的工作方式為電動(dòng)機(jī)方式，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并壓縮燃燒 室內(nèi)的空氣，當(dāng)壓氣箱與汽缸內(nèi)壓力差不足以克服被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上的回復(fù)彈簧的彈簧力 時(shí)，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門關(guān)閉，閉合進(jìn)氣門；當(dāng)壓氣箱內(nèi)部氣壓低于汽缸外部氣壓的數(shù)值超過(guò)單 向進(jìn)氣閥的開(kāi)啟壓力時(shí)，單向進(jìn)氣閥自動(dòng)開(kāi)啟，向壓氣箱內(nèi)輸送空氣，完成進(jìn)氣過(guò)程；當(dāng)活 塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，安裝在汽缸蓋上的噴油器向燃燒室內(nèi)噴射高壓燃油并被壓縮燃燒，冷 機(jī)啟動(dòng)過(guò)程完成；幻運(yùn)行過(guò)程?；钊谏现裹c(diǎn)時(shí)，高壓燃油燃燒產(chǎn)生的燃?xì)獗l(fā)壓力推動(dòng)活塞向下 止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行做功，壓縮壓氣箱里的空氣和保護(hù)彈簧，與活塞相連的線圈繞組初級(jí)與固定 的永磁體次級(jí)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈繞組初級(jí)切割永磁體次級(jí)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁力線，進(jìn)而產(chǎn) 生電能輸出給外部負(fù)載，此時(shí)由排氣門電子控制系統(tǒng)控制排氣門打開(kāi)，廢氣陸續(xù)排出至外 部尾氣渦輪增壓器的輸入口，燃燒室內(nèi)氣壓逐漸降低；活塞向下止點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中，壓氣箱氣 壓升高，當(dāng)壓氣箱內(nèi)的氣壓高于燃燒室內(nèi)的氣壓達(dá)到被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的開(kāi)啟壓力后，被動(dòng) 式進(jìn)氣閥門就會(huì)帶動(dòng)進(jìn)氣門一起打開(kāi)，壓氣箱向燃燒室內(nèi)噴射出空氣；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止 點(diǎn)時(shí)，線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)的工作方式為電動(dòng)機(jī)方式，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn) 動(dòng)，并壓縮燃燒室內(nèi)的空氣，當(dāng)壓氣箱與汽缸內(nèi)壓力差不足以克服被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上的回 復(fù)彈簧的彈簧力時(shí)，回復(fù)彈簧帶動(dòng)被動(dòng)式進(jìn)氣閥門動(dòng)作，進(jìn)氣門閉合；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn) 時(shí)，安裝在汽缸蓋上的噴油器向燃燒室內(nèi)噴射高壓燃油并被壓縮燃燒，完成一個(gè)工作循環(huán)； 本裝置運(yùn)行過(guò)程中按照此工作循環(huán)繼續(xù)工作。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可 以做出各種變化和變型，因此所有等效的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，其專利保護(hù)范圍 是由本申請(qǐng)權(quán)利要求書所限定的。
權(quán)利要求
1.一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其外圍設(shè)備為尾氣渦輪增壓器和固定 用基座，其特征在于由汽缸、活塞、進(jìn)氣門、被動(dòng)式進(jìn)氣閥門、萬(wàn)向聯(lián)軸桿、保護(hù)彈簧、單向進(jìn)氣閥門、線圈 繞組初級(jí)、永磁體式次級(jí)及支架、高壓共軌噴油器和排氣門電子控制系統(tǒng)組成，其連接關(guān)系 為排氣門安裝于汽缸蓋上部正中的排氣道；高壓共軌噴油器安裝于排氣門側(cè)面；活塞安 裝在汽缸內(nèi)部，二者的圓周接觸端面裝有活塞環(huán)；活塞內(nèi)部設(shè)計(jì)有兩個(gè)進(jìn)氣道，每個(gè)進(jìn)氣道 均安裝有進(jìn)氣門和被動(dòng)式進(jìn)氣閥門，每個(gè)被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上裝有回復(fù)彈簧，進(jìn)氣門和被動(dòng) 式進(jìn)氣閥門之間為剛性連接，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的動(dòng)作可以帶動(dòng)進(jìn)氣門實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟或關(guān)閉；活 塞通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸桿與線圈繞組初級(jí)剛性連接，其中萬(wàn)向連軸桿穿過(guò)汽缸底部的通孔，且萬(wàn) 向連軸桿在汽缸內(nèi)部分的外部圍繞有保護(hù)彈簧；壓氣箱側(cè)面帶有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口內(nèi)安裝單 向進(jìn)氣閥，并與外部尾氣渦輪增壓器的輸出端相連接；線圈繞組初級(jí)外部有永磁體次級(jí)及 支架，永磁體次級(jí)固定于支架上，支架與汽缸都固定外部的基座上；上述燃燒室所指為汽缸頂部至活塞上部的空間，壓氣箱所指為汽缸底部至活塞下部的 空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 其工作過(guò)程包括冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程和運(yùn)行過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 在冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作；在工作過(guò)程中，當(dāng)活塞向 上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作，當(dāng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為發(fā)電機(jī)工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所 述冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程為線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)作為電動(dòng)機(jī)工作，啟動(dòng)時(shí)線圈繞組初級(jí)在 電動(dòng)機(jī)的外力作用下作直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)壓縮壓氣箱和保護(hù)彈簧；當(dāng)壓氣箱內(nèi) 的氣壓高于燃燒室內(nèi)的氣壓達(dá)到被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的開(kāi)啟壓力后，被動(dòng)式進(jìn)氣閥門帶動(dòng)進(jìn)氣 門一起打開(kāi)，壓氣箱向燃燒室內(nèi)噴射出空氣；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，線圈繞組初級(jí)和永磁 體次級(jí)的工作方式為電動(dòng)機(jī)方式，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并壓縮燃燒室內(nèi)的空氣， 當(dāng)壓氣箱與汽缸內(nèi)壓力差不足以克服被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上的回復(fù)彈簧的彈簧力時(shí)，被動(dòng)式進(jìn) 氣閥門關(guān)閉，閉合進(jìn)氣門；當(dāng)壓氣箱內(nèi)部氣壓低于汽缸外部氣壓的數(shù)值超過(guò)單向進(jìn)氣閥的 開(kāi)啟壓力時(shí)，單向進(jìn)氣閥自動(dòng)開(kāi)啟，向壓氣箱內(nèi)輸送空氣，完成進(jìn)氣過(guò)程；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上 止點(diǎn)時(shí)，安裝在汽缸蓋上的噴油器向燃燒室內(nèi)噴射高壓燃油并被壓縮燃燒，冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程 完成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于 所述工作過(guò)程為按照工作循環(huán)進(jìn)行工作，每個(gè)工作循環(huán)內(nèi)容為活塞在上止點(diǎn)時(shí)，安裝在汽 缸蓋上的噴油器向燃燒室內(nèi)噴射高壓燃油，燃油被壓縮燃燒，燃燒產(chǎn)生的燃?xì)獗l(fā)壓力推 動(dòng)活塞向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行做功，壓縮壓氣箱里的空氣和保護(hù)彈簧，與活塞相連的線圈繞組 初級(jí)與固定的永磁體次級(jí)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈繞組初級(jí)切割永磁體次級(jí)所產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁力 線，產(chǎn)生電能輸出給外部負(fù)載，此時(shí)排氣門電子控制系統(tǒng)控制排氣門打開(kāi)，廢氣陸續(xù)排出至 外部尾氣渦輪增壓器的輸入口，燃燒室內(nèi)氣壓逐漸降低；活塞向下止點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中，壓氣箱氣壓升高，當(dāng)壓氣箱內(nèi)的氣壓高于燃燒室內(nèi)的氣壓達(dá)到被動(dòng)式進(jìn)氣閥門的開(kāi)啟壓力后，被 動(dòng)式進(jìn)氣閥門就會(huì)帶動(dòng)進(jìn)氣門一起打開(kāi)，壓氣箱向燃燒室內(nèi)噴射出空氣；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到下 止點(diǎn)時(shí)，線圈繞組初級(jí)和永磁體次級(jí)的工作方式為電動(dòng)機(jī)方式，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)活塞向上止點(diǎn) 運(yùn)動(dòng)，并壓縮燃燒室內(nèi)的空氣，當(dāng)壓氣箱與汽缸內(nèi)壓力差不足以克服被動(dòng)式進(jìn)氣閥門上的 回復(fù)彈簧的彈簧力時(shí)，回復(fù)彈簧帶動(dòng)被動(dòng)式進(jìn)氣閥門動(dòng)作，進(jìn)氣門閉合；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到上止 點(diǎn)時(shí)完成一個(gè)工作循環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種被動(dòng)進(jìn)氣式內(nèi)燃直線電磁能量轉(zhuǎn)換裝置，屬于熱能與動(dòng)力工程技術(shù)領(lǐng)域。由汽缸、活塞、進(jìn)氣門、被動(dòng)式進(jìn)氣閥門、萬(wàn)向聯(lián)軸桿、保護(hù)彈簧、單向進(jìn)氣閥門、線圈繞組初級(jí)、永磁體式次級(jí)及支架、高壓共軌噴油器和排氣門電子控制系統(tǒng)組成，工作過(guò)程分為冷機(jī)啟動(dòng)過(guò)程和工作過(guò)程。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，控制方法簡(jiǎn)單，可靠性好，易于制造和組裝，加工成本低；進(jìn)氣門和排氣門的布置形式使內(nèi)燃直線發(fā)電裝置換氣過(guò)程方式為單向氣體交換，使進(jìn)氣更充分，排氣更完全；采用被動(dòng)進(jìn)氣的設(shè)計(jì)，使新鮮空氣由活塞背面的軸向方向進(jìn)入，不需要任何外部導(dǎo)管，這就給汽缸外部提供了很大空間，增加了整個(gè)裝置的單位體積功率。
文檔編號(hào)F02P11/00GK102052149SQ20111000458
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2011年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月11日
發(fā)明者馮慧華, 左正興, 田小飛, 田春來(lái), 袁晨恒 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)