并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電驅(qū)動(dòng)汽車動(dòng)力源的并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車近年來全世界都在開發(fā)研究，中國(guó)也不例外。但取得的效果并不理想，仍然不能得到廣泛推廣，其主要瓶頸就是動(dòng)力源蓄電池未能得到解決。使用混合動(dòng)力，但節(jié)能也只能在25%左右，而且造價(jià)高，推廣難。
[0003]目前，在串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的輔助動(dòng)力單元當(dāng)中，由自由活塞式發(fā)電機(jī)與直線發(fā)電機(jī)的組合代替了普通的發(fā)動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機(jī)，省略了曲柄連桿機(jī)構(gòu)，使得系統(tǒng)質(zhì)量減輕、結(jié)構(gòu)緊湊，而且能量損失少，穩(wěn)定性提高，提高了系統(tǒng)的效率?，F(xiàn)有自由活塞式內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)組由兩大部分組成:一是由左、右兩端氣缸及活塞、進(jìn)氣道、排氣閥、排氣口等組成的內(nèi)燃機(jī)，負(fù)責(zé)將燃燒的能量轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；二是由永磁體、線圈和鐵心等組成的永磁直線發(fā)電機(jī)。左、右氣缸輪流點(diǎn)火從而推動(dòng)動(dòng)子往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于動(dòng)子上有永磁體，永磁體在繞著線圈的鐵心中來運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電能以供電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。
[0004]由于現(xiàn)有自由活塞式內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)組的兩個(gè)氣缸分設(shè)于永磁直線發(fā)電機(jī)的兩端，受空間限制，動(dòng)子的行程不夠長(zhǎng)，因而不能極大地提高系統(tǒng)的效率。另外，現(xiàn)有自由活塞式內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)組還不能廣泛使用多種燃料，包括氫氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種電驅(qū)動(dòng)汽車動(dòng)力源的發(fā)電機(jī)。全稱為“并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)”。能極大地提高系統(tǒng)的效率和使用多種燃料，包括氫*氣。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)，包括含有動(dòng)子、定子的永磁直線發(fā)電機(jī)，含有氣缸、活塞、點(diǎn)火及噴油系、進(jìn)排氣門的內(nèi)燃機(jī)，動(dòng)子與活塞通過活塞推桿連接器聯(lián)接，其特征在于:所述的永磁直線發(fā)電機(jī)是成對(duì)設(shè)置的，且成對(duì)的兩個(gè)相鄰永磁直線發(fā)電機(jī)并排對(duì)稱設(shè)置；所述成對(duì)設(shè)置的永磁直線發(fā)電機(jī)的一端分別設(shè)有內(nèi)燃機(jī)，端口均設(shè)有上定位導(dǎo)板；所述成對(duì)設(shè)置的永磁直線發(fā)電機(jī)的另一端設(shè)有彈跳杠桿，該彈跳杠桿包括直桿、直桿中端設(shè)置的支座、直桿兩端設(shè)置的推桿，支座固定在發(fā)電機(jī)固定底板，兩端的推桿分別與兩個(gè)動(dòng)子相配合，動(dòng)子與推桿相鄰的端部設(shè)有推桿隔磁棒。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的永磁直線發(fā)電機(jī)是成1對(duì)設(shè)置的。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的永磁直線發(fā)電機(jī)是成2對(duì)設(shè)置的。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的動(dòng)子的主軸灌注有耐高溫防震橡膠。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的氣缸內(nèi)置有增壓器，利用增壓器和缸內(nèi)的壓力差被動(dòng)進(jìn)氣；所述的活塞上布置有進(jìn)氣門，可以減小活塞行程長(zhǎng)度。
[0010]本發(fā)明由于采用成對(duì)的單缸自由活塞內(nèi)燃機(jī)和成對(duì)的直線永磁發(fā)電機(jī)各自并排進(jìn)行對(duì)接，通過底部自由彈跳杠桿傳動(dòng)組成一個(gè)整體發(fā)電機(jī)，因而該成對(duì)的兩個(gè)單缸燃燒氣體交替爆發(fā)，使兩個(gè)活塞在彈跳杠桿的配合下作上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)直線發(fā)電機(jī)的磁力線切割，產(chǎn)生電能，并由直線電機(jī)系統(tǒng)輸出。本發(fā)明由于成對(duì)采用直線永磁發(fā)電機(jī)，因而較現(xiàn)有單直線永磁發(fā)電機(jī)行程大大加長(zhǎng)，能極大地提高系統(tǒng)的效率。本發(fā)明由于去掉了氣缸上的進(jìn)、排氣口，減小了活塞環(huán)和缸套間的摩擦，在氣缸內(nèi)置有增壓器，利用增壓器和缸內(nèi)的壓力差被動(dòng)進(jìn)氣，在活塞上布置有進(jìn)氣門，可以減小活塞行程長(zhǎng)度，采用電控氣閥控制排氣門的開閉，可以燃燒多種燃料，如柴油、酒精和氫氣。本發(fā)明熱效率比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)提高20%，發(fā)電機(jī)效率大于97%。
[0011]本發(fā)明具有能極大地提高系統(tǒng)的效率和使用多種燃料的特點(diǎn)。本發(fā)明主要用于電驅(qū)動(dòng)汽車動(dòng)力源的自由活塞式內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)組。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:點(diǎn)火及噴油系1、進(jìn)、排氣門2、缸體3、活塞4、活塞推桿連接器5、動(dòng)子6、定子7、發(fā)動(dòng)機(jī)推桿定位板8、上定位導(dǎo)板9、推桿隔磁棒10、下定位導(dǎo)板11、彈跳杠桿12、發(fā)電機(jī)固定底板13。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1如圖1所示。實(shí)施例1包括含有動(dòng)子6、定子7的兩臺(tái)永磁直線發(fā)電機(jī)，含有兩個(gè)單氣缸3、活塞4、點(diǎn)火及噴油系1、進(jìn)排氣門2的內(nèi)燃機(jī)，包括由直桿、直桿中端設(shè)置的支座、直桿兩端設(shè)置的推桿構(gòu)成的彈跳杠桿12。點(diǎn)火及噴油系1安裝在氣缸3的頂部中間，進(jìn)、排氣門2安裝在氣缸的頂點(diǎn)部點(diǎn)火及噴油系1兩側(cè)，氣缸3與定子7相連接，活塞推桿連接器5與動(dòng)子6的主軸對(duì)接，動(dòng)子6通過上定位導(dǎo)板9與下定位導(dǎo)板11固定在直線電機(jī)定子7內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)推桿定位板8固定到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸3缸體上，上定位導(dǎo)板9安裝在定子7的上端，推桿隔磁棒10安裝在動(dòng)子6上的下軸上，下定位導(dǎo)板11安裝在定子7下端，定子7固定在發(fā)電機(jī)固定底板13上，活塞4在氣缸3內(nèi)上、下運(yùn)動(dòng)。兩臺(tái)永磁直線發(fā)電機(jī)是相鄰、并排對(duì)稱設(shè)置，支座固定在發(fā)電機(jī)固定底板13上，兩端的推桿分別與兩個(gè)動(dòng)子6相配合。兩臺(tái)單缸自由活塞內(nèi)燃機(jī)和兩臺(tái)直線永磁發(fā)電機(jī)各自并排進(jìn)行對(duì)接，通過底部自由彈跳杠桿傳動(dòng)組成一個(gè)整體發(fā)電機(jī)。左右燃燒氣體交替爆發(fā)，使活塞組件(包括左右活塞和剛性連接兩者的連桿，連桿兼做直線發(fā)電機(jī)的次級(jí))上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)直線發(fā)電機(jī)的磁力線切割，產(chǎn)生電能，并由直線電機(jī)系統(tǒng)輸出。
[0017]本發(fā)明的特點(diǎn):1、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，不存在曲柄連桿機(jī)構(gòu)和配氣機(jī)構(gòu)，活塞為唯一的運(yùn)動(dòng)件，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)可有更緊湊的結(jié)構(gòu)和有更高的功率密度。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)件的減少也提高了系統(tǒng)的可靠性和能量的損耗；2、由于采用自由彈跳杠桿，使發(fā)動(dòng)機(jī)活塞能夠上下垂直運(yùn)動(dòng)，克服對(duì)置運(yùn)動(dòng)的弱點(diǎn)，同時(shí)增大了一次沖程做功的時(shí)間，并延長(zhǎng)了直線電機(jī)切割磁力線長(zhǎng)度，對(duì)永磁體的防破碎起到直接作用；3、摩擦損失小節(jié)能減排效率高，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的取消從根本上消除了該機(jī)構(gòu)帶來的大量摩擦能量損耗；發(fā)動(dòng)機(jī)只是受到由上下運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、氣體壓力、
活塞環(huán)壓力產(chǎn)生上下力和摩擦力，因此該發(fā)電機(jī)具有潛在的更高熱效率；由于沒有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸承的存在，引擎的摩擦損失很小，將來可以實(shí)現(xiàn)無潤(rùn)滑運(yùn)轉(zhuǎn)，節(jié)能減排效率高；4、良好的可平衡性，采用雙缸并排上下運(yùn)動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)，該發(fā)電機(jī)系統(tǒng)自然平衡。由于自由彈跳解決了能量的繼續(xù)延伸，能量得到守恒，使整個(gè)系統(tǒng)全過程上下運(yùn)動(dòng)自如，穩(wěn)定平衡；5、可變壓縮比、可燃燒多種燃料，活塞不受機(jī)械聯(lián)接的約束，因此可調(diào)該發(fā)電機(jī)上下行程，實(shí)現(xiàn)壓縮比可變，從而可適用于多種燃料的燃燒要求?？勺儔嚎s比更突出的優(yōu)點(diǎn)是使該發(fā)電機(jī)適于采用多種燃料。但是對(duì)于常規(guī)曲軸發(fā)動(dòng)機(jī)而言，改變壓縮比意味著加大發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，需慎重權(quán)衡利弊:而對(duì)于該發(fā)電機(jī)而言，則無需任何結(jié)構(gòu)變動(dòng)，因此多種燃料燃燒在該發(fā)電機(jī)中應(yīng)用具有先天優(yōu)勢(shì)；6、可多臺(tái)該發(fā)電機(jī)并行，功率的選擇和機(jī)組的安裝靈活性大?？梢杂枚嗯_(tái)進(jìn)行組合，增大發(fā)電機(jī)總功率。單臺(tái)該機(jī)發(fā)電機(jī)故障時(shí)，不影響整個(gè)機(jī)組的連續(xù)運(yùn)行。除了以上提到的特點(diǎn)，本發(fā)明還有以下潛在的優(yōu)勢(shì):直線電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)作為引擎的起動(dòng)機(jī)，在引擎停車時(shí)作為制動(dòng)器，在引擎穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作為發(fā)電機(jī)，還作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分；在某定工況下運(yùn)行，可通過策略實(shí)現(xiàn)高效率和低排放；基于該發(fā)明的以上性能特點(diǎn)，它具有良好經(jīng)濟(jì)性、排放性、多燃料適應(yīng)性，一并使得在能源問題、環(huán)境問題日益成為焦點(diǎn)的今天，該發(fā)明有用武之地；結(jié)構(gòu)極其緊湊、高效、低排放，可以通過調(diào)整尺寸來增加輸出功率，十分適應(yīng)應(yīng)用為電動(dòng)汽車的動(dòng)力裝置。具備的高功率密度、適應(yīng)多燃料特性，也將有利于提高軍用車輛(電裝甲車、無人飛機(jī)彈射車、全電坦克)的生存能力和降低后勤保障的難度。
[0018]實(shí)施例2如圖2所示。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的是永磁直線發(fā)電機(jī)是成2對(duì)設(shè)置的，即有四臺(tái)永磁直線發(fā)電機(jī)，每?jī)膳_(tái)構(gòu)成1對(duì)。每對(duì)永磁直線發(fā)電機(jī)與實(shí)施例1相同，構(gòu)成兩組，動(dòng)力更大。本發(fā)明還可采用3對(duì)及3對(duì)以上的組合形式。
[0019]本發(fā)明熱效率比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)提高20%，與永磁直線發(fā)電機(jī)結(jié)合，發(fā)電機(jī)功率因大大提高，發(fā)電機(jī)效率大于97%。最大亮點(diǎn)它可以使用多種燃料，包括氫氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)，包括含有動(dòng)子(6)、定子(7)的永磁直線發(fā)電機(jī)，含有氣缸(3)、活塞(4)、點(diǎn)火及噴油系(1)、進(jìn)排氣門(2)的內(nèi)燃機(jī)，動(dòng)子(6)與活塞(4)通過活塞推桿連接器(5)聯(lián)接，其特征在于:所述的永磁直線發(fā)電機(jī)是成對(duì)設(shè)置的，且成對(duì)的兩個(gè)相鄰永磁直線發(fā)電機(jī)并排對(duì)稱設(shè)置；所述成對(duì)設(shè)置的永磁直線發(fā)電機(jī)的一端分別設(shè)有內(nèi)燃機(jī)，端口均設(shè)有上定位導(dǎo)板(9);所述成對(duì)設(shè)置的永磁直線發(fā)電機(jī)的另一端設(shè)有彈跳杠桿(12)，該彈跳杠桿(12)包括直桿、直桿中端設(shè)置的支座、直桿兩端設(shè)置的推桿，支座固定在發(fā)電機(jī)固定底板(13)，兩端的推桿分別與兩個(gè)動(dòng)子(6)相配合，動(dòng)子(6)與推桿相鄰的端部設(shè)有推桿隔磁棒(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的永磁直線發(fā)電機(jī)是成1對(duì)設(shè)置的。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的永磁直線發(fā)電機(jī)是成2對(duì)設(shè)置的。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的動(dòng)子的主軸灌注有耐高溫防震橡膠。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的氣缸內(nèi)置有增壓器；所述的活塞上布置有進(jìn)氣門。
【專利摘要】本發(fā)明的名稱為并排對(duì)稱自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)。屬于電動(dòng)汽車發(fā)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。它主要是解決現(xiàn)有自由活塞永磁直線發(fā)電機(jī)不能極大地提高系統(tǒng)效率的問題。它的主要特征是：包括永磁直線發(fā)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)；永磁直線發(fā)電機(jī)是成對(duì)設(shè)置的，且并排對(duì)稱設(shè)置；永磁直線發(fā)電機(jī)的一端分別設(shè)有內(nèi)燃機(jī)，端口均設(shè)有上定位導(dǎo)板；永磁直線發(fā)電機(jī)的另一端設(shè)有彈跳杠桿，該彈跳杠桿包括直桿、直桿中端設(shè)置的支座、直桿兩端設(shè)置的推桿，支座固定在發(fā)電機(jī)固定底板，兩端的推桿分別與兩個(gè)動(dòng)子相配合，動(dòng)子與推桿相鄰的端部設(shè)有推桿隔磁棒。本發(fā)明具有能極大地提高系統(tǒng)的效率和使用多種燃料的特點(diǎn)，主要用于電驅(qū)動(dòng)汽車動(dòng)力源的自由活塞式內(nèi)燃直線發(fā)電機(jī)組。
【IPC分類】F02B71/04
【公開號(hào)】CN105317542
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410366841
【發(fā)明人】牛留輝
【申請(qǐng)人】河南超微電動(dòng)汽車有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2014年7月30日