[发明专利]自由活塞式内燃机点火保护模块、系统及方法

权利要求书

1.一种自由活塞式内燃机点火保护模块，其特征在于，包括：速度传感器、保护点火执行器、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。

2.一种自由活塞式内燃机点火系统，其特征在于，包括：输入信号传感器、点火执行器、电子控制单元，所述电子控制单元电连接于所述输入信号传感器及所述点火执行器，用于从所述输入信号传感器接受信号，并控制所述点火执行器点火；

所述输入信号传感器，包括霍尔传感器及直线位移传感器，所述直线位移传感器电连接于所述霍尔传感器，并由该霍尔传感器触发；

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；

其中，所述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，所述霍尔传感器触发所述直线位移传感器开始感应该连杆的一位移量，当该位移量到达一预设值时，所述电子控制单元控制所述点火执行器点火，利用热力学原理使该连杆制动并反向运动，如是反复。

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

4.一种自由活塞式内燃机点火方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，在自由活塞式内燃机的连杆通过一预设位置时产生一点火参考信号；

第二步，收到该点火参考信号后，计算该连杆超过该预设位置的偏移量；

第三步，将该偏移量与内存中的预设值进行比较；

第四步，该偏移量与该预设值相等时，在该连杆运动方向前方的燃烧室内点火，其中，所述预设值可调节。

5.如权利要求4所述的自由活塞式内燃机点火方法，其特征是，采用强制点火的方法来避免自由活塞运动碰到缸盖，所述强制点火步骤为：

第一步，在自由活塞式内燃机的对置气缸内距离运动极限位置某一距离处设置一速度传感器，检测自由活塞达到该点时的瞬时速度；

第二步，当该瞬时速度大于内存中存储的临界速度值时，连杆运动前方的燃烧室内强制点火，对活塞做功，避免其碰到缸盖，其中，该临界速度值为连杆自由压缩时恰好能到达该运动极限位置的速度。