[发明专利]自由活塞式内燃机

权利要求书

1.一种自由活塞式内燃机，包括：气缸、连杆、点火系统，其特征在于：

所述气缸，包括第一燃烧室及与其连通的第二燃烧室，其中，第一燃烧室及第二燃烧室对置；

所述连杆设置在气缸内，于第一燃烧室及第二燃烧室之间作往复运动；

所述点火系统，包括：输入信号传感器、点火执行器、电子控制单元，电子控制单元电连接于输入信号传感器及点火执行器，用于从输入信号传感器接受信号，并控制点火执行器点火；

所述输入信号传感器，包括霍尔传感器及直线位移传感器，直线位移传感器电连接于霍尔传感器，并由该霍尔传感器触发，其中，霍尔传感器设置于自由活塞式内燃机的连杆的运动路线上，当该连杆通过时，霍尔传感器触发直线位移传感器开始精确感应该连杆的一位移量，当该位移量到达一预设值时，电子控制单元控制点火执行器点火，利用热力学原理使该连杆制动并反向运动，如是反复；

所述气缸中设有一点火保护模块，该点火保护模块包括：速度传感器、保护点火执行器以及电子保护控制单元，所述电子保护控制单元电连接于所述速度传感器及所述保护点火执行器，存储有一临界速度值；

其中，所述速度传感器设置于自由活塞式内燃机的一气缸内，离该自由活塞式内燃机连杆的一运动极限位置预设距离，感应该连杆到达此处的一瞬时速度，该临界速度值为该连杆自由压缩时恰好能到达该运动极限位置的速度，当该瞬时速度大于该临界速度值时，所述电子控制保护单元控制所述保护点火执行器点火。

2.如权利要求1所述的自由活塞式内燃机，其特征是，所述霍尔传感器在该连杆通过时产生该信号，直线位移传感器收到该信号后开始记录该连杆的位移量，预设值存储于电子控制单元中，与该位移量进行比较。

3.如权利要求1所述的自由活塞式内燃机，其特征是，所述点火执行器包括一点火线圈、一火花塞、一电压比较器、一mos管、一12V直流电源、一采样电阻、一逻辑控制器、一二极管、一保护电容、一保护电阻、及一开关，其中：所述火花塞与所述点火线圈次级相连并接地，所述12V直流电源通过所述开关、二极管、点火线圈初级与所述mos管漏极相连，在该mos管漏极加入所述保护电容和保护电阻并接地，以避免瞬时电流过大烧毁mos管，该mos管源极通过所述采样电阻接地；所述点火线圈初级充电电流与充电限制电流经过所述电压比较器后与一点火控制信号通过所述逻辑控制器引入所述mos管栅极，控制所述mos管工作在不同状态下。

4.如权利要求1或3所述的自由活塞式内燃机，其特征是，在预设的点火参考位置，所述点火执行器的mos管的导通由所述电子控制单元控制，该mos管对所述点火执行器的点火线圈初级充电，在点火正时，控制该mos管截止，从而在该点火线圈次级中产生高压，使所述点火执行器的火花塞点火，当一自由活塞式内燃机运行于低速时，该初级线圈充电时间过长会使该点火线圈和该mos管过热损坏，利用所述点火执行器的电压比较器实时检测充电电流大小，超过充电限制电流后，该电压比较器输出翻转，通过所述点火执行器的逻辑控制器使该mos管由可变电阻区向恒流区偏移，以减小充电电流。

5.如权利要求1所述的自由活塞式内燃机，其特征是，所述第一燃烧室及第二燃烧室分别具有一排气口及一进气口，分别对称布置于两个燃烧室的末端，该排气口和该进气口受该连杆往复运动而周期性的开关，完成第一燃烧室与第二燃烧室内气体与外界环境的交换。