[发明专利]一种自由活塞式发动机

说明书

技术领域

本发明涉及发动机制造领域，尤其是一种自由活塞式发动机。

背景技术

一般来说，内燃机靠活塞固定的机械运动来运转。例如，一个传统的汽车内燃机包括一个曲轴和多个连杆部件，这就决定了各活塞在各缸体内的机械运动，在给定时刻，每个活塞在工作循环中的位置是确定的，并简化了发动机的正时和运作。

现有的内燃机由于发动机的本质，在效率提高上仍然有很大的限制，特别是比功率是有限的，因为活塞的机械运动是固定的，就决定了压缩比是固定的。此外，所有的驱动活塞运动的运动件（也包括凸轮轴和气门等）产生了大量的摩擦力，这些摩擦力需要发动机自身去克服。由此产生的低比功率意味着发动机将比期望的更大、更重。此外，因为必须考虑所有零件的机械式连接，发动机的设计和空间布置的灵活性也受到了限制。

因此，为了环境和其他原因，需要有一款比传统发动机有更高的比功率的发动机。在汽车和固定式发电机应用中，相对更轻的重量，更小的外形尺寸，更好的燃油效率能体现出其更大的优势。

另一个类型的内燃机是自由活塞式发动机。这类发动机的活塞在缸体内的运动不是机械式固定的。该运动取决于任何给定时刻作用在活塞上的平衡力。由于活塞的运动是不固定的，发动机的压缩比是可变的，这使得在设计发动机运行参数时有更大的灵活性。另外，由于没有传统的曲柄连杆机构，就减小了活塞的侧向力，发动机运转期间产生的摩擦力也很小。而且，对于配置对置活塞、对置气缸（OPOC）的自由活塞发动机来说，由于它本身固有的运转平衡特性及紧凑的布局，使它具有更大的优势。

专利CN102374021A（公开日：2012年3月14日，发明名称：自由活塞式发动机）公开了一种自由活塞发动机，其包括自由活塞发动机A和自由活塞发动机B，该自由活塞发动机A的活塞和自由活塞发动机B的活塞经弹性结构体连接，还可以通过弹性结构体和惯量体连接，通过该自由活塞发动机控制机构简单、成本低等特点。但是，在本发明中，自由活塞发动机A和自由活塞发动机B的运动是通过弹性结构体和惯量体本身的性质确定的，其运动不能够得到精确控制。

CN102011644A(公开日：2011年4月13日，发明名称：内燃机)公开了一种对置活塞、对置气缸的内燃机，该内燃机包括两个以180度对置的气缸，还包括连接件连接两个外活塞使其一前一后移动，还包括一中心活塞位于两个外活塞之间并相对于外活塞移动。

但是，活塞组件需要精确的相对运动，如果有不对称的摩擦力，或其他形式持续的不对称力，这些力会使活塞组件偏离应有的位置，过一定时间后，会使发动机停止运转。不对称力越大，发动机越容易停止运转。在曲轴驱动的发动机上，活塞被机械式地驱动来维持对置运动。但在自由活塞式发动机上，只有一个平衡力来决定活塞组件的运动。因此，为了获得OPOC式自由活塞发动机的高效率优点，需要有一个可靠的、精确的、相对简单的方法来使一个活塞组件相对于另一个活塞组件处于精确的位置。而且，为了使发动机正确运转，活塞组件不能向它行程的一端偏移，否则，该偏移会影响发动机的正常运转。

发明内容

针对现有发动机存在的上述问题，现提供一种自由活塞式发动机，该自由活塞式发动机能够保证平衡，能够解决现有技术中活塞组件之间不能精确定位，保证活塞组件不发生偏移问题。

具体技术方案如下：

一种自由活塞式发动机，其中，包括液压泵体组件、第一气缸组件、第二气缸组件，所述第一气缸组件和所述第二气缸组件分别设置在所述液压泵体组件相对的两侧，所述第一气缸组件包括第一气缸，所述第二气缸组件包括第二气缸，所述第一气缸和所述第二气缸的运动方向位于相同或相互平行的运动轴线上；

还包括推杆孔，所述推杆孔位于所述液压泵体组件上，所述推杆孔沿着所述运动轴线的方向设置；第一拉杆孔，所述第一拉杆孔沿着所述运动轴线的方向设置于所述液压泵体组件上；第一交叉连接通道，所述第一交叉连接通道设置于所述推杆孔和所述第一拉杆孔之间，所述第一交叉连接通道分别与所述推杆孔和所述第一拉杆孔连通。