[发明专利]振子蓄能自由活塞发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，尤其是一种振子蓄能自由活塞发动机。

技术背景

自由活塞发动机由于其结构简单、效率高，近年来倍受重视。但是自由活塞发动机的“失火”问题(即自由活塞发动机的燃烧室内应该发生燃烧时却没有发生燃烧的问题)是影响自由活塞发动机得以实际应用的关键问题之一。所以急需发明一种能够使自由活塞发动机连续稳定工作的新技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种振子蓄能自由活塞发动机，包括自由活塞、弹性体和振子，所述自由活塞与所述弹性体连接，所述弹性体与所述振子连接。

在所述自由活塞和所述弹性体之间设摆杆，所述自由活塞经转动轴与所述摆杆的一端转动连接，所述摆杆的另一端经所述弹性体与所述振子连接，在所述摆杆上设销轴滑孔，所述摆杆经所述销轴滑孔与销轴滑动转动连接，所述销轴与机体连接。

所述销轴设为与机体固连式，或经距离调整装置与机体连接，所述距离调整装置按控制要求调整所述销轴与所述自由活塞的中心线之间的距离。

在所述自由活塞和所述弹性体之间设齿条、齿轮和摆杆，所述自由活塞与所述齿条连接，所述齿条与齿轮啮合，所述齿轮与所述摆杆连接，所述摆杆与所述弹性体连接，在所述摆杆上于所述齿轮的圆心处设销轴，所述摆杆与所述销轴转动连接，所述销轴与机体连接。

在所述摆杆与所述弹性体之间设伸缩调整机构，所述伸缩调整机构设为机械式、电动式或液压式，所述伸缩调整机构调整所述振子与所述销轴之间的距离。

一种振子蓄能自由活塞发动机，包括自由活塞、摆杆和振子，所述自由活塞经转动轴与摆杆的一端转动连接，所述摆杆的另一端与所述振子连接，在所述摆杆上设销轴滑孔，所述摆杆经所述销轴滑孔与所述销轴滑动转动连接，所述销轴与机体连接；

或所述自由活塞与齿条连接，所述齿条与齿轮啮合，所述齿轮与所述摆杆连接，所述摆杆与所述振子连接，在所述摆杆上于所述齿轮的圆心处设销轴，所述摆杆与所述销轴转动连接。

在所述摆杆与所述振子之间设伸缩调整机构，所述伸缩调整机构设为机械式、电动式或液压式，所述伸缩调整机构调整所述振子与所述销轴之间的距离。

传统发动机之所以能够稳定工作，是由于飞轮的设置和/或多缸的设置，使得活塞处于静止状态时，发动机的整体运动系统仍不停止，即发动机的整体运动系统在发动机的整个工作过程中的每个时间点都具有足够的能量克服任何一个活塞或多个活塞在任一冲程特别是压缩冲程时的阻力，从而保证发动机的正常工作。而自由活塞发动机就不同，当活塞处于极低运动速度或静止状态时(即多数情况是活塞处于上止点或下止点附近时)，自由活塞发动机的整个运动系统也处于极低运动速度或静止状态。也就是说此时自由活塞发动机所储存的能量极小甚至为零，所以没有足够的能量来克服维持活塞运动规律所需要克服的阻力，因此，造成“失火”状态，影响自由活塞发动机的正常工作。然而，单纯增加自由活塞的质量，会使自由活塞发动机产生强烈的振动。本发明通过振子和弹性体的设置，使得发动机在运行过程中，一部分能量仍储存在弹性体中，无论自由活塞发动机的速度处于多么低的状态，甚至静止状态，储存在弹性体中的能量都能克服运行中的阻力，帮助自由活塞发动机连续稳定的运动，进而实现自由活塞发动机的平稳运行。在本发明中，在不设弹性体的结构中，由于摆杆和销轴的设置，使得活塞的运动方向和振子的运动方向相反，所以可以增加储存的能量，同时又能减轻自由活塞发动机的剧烈振动。

本发明中所谓的距离调整装置可以是机械式，电动式或液压式。它的作用是调整销轴与自由活塞中心线之间的距离，以实现在活塞行程一定的情况下，调整摆杆的摆动速度和角度，进而改变储存在弹性体内的能量的多少，使自由活塞可以在不同的速度下工作，即自由活塞发动机实现负荷响应(也就是相当于传统发动机在不同的转速下工作)。

本发明所谓的伸缩调整机构也可以是机械式，电动式或液压式。它用来调整振子与销轴之间的距离，达到调整振子摆动速度和摆动角度的目的，进而调整储存在弹性体内及振子内的能量的多少，同样实现自由活塞发动机实现负荷响应。

本发明的有益效果如下：

1、由于弹性体、摆杆和振子的设置，能够实现自由活塞发动机连续稳定的运行。

2、由于弹性体和振子的设置，能够减轻自由活塞发动机运行时的振动与噪声，实现自由活塞发动机的平稳运行。

附图说明

图1、2、3、4、5、6、7和8所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图9、10、11和12所示的是本发明实施例2的结构示意图；