[发明专利]一种自由活塞内燃发电机的压力润滑系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自由活塞内燃发电机的压力润滑系统，属于能源动力领域。

背景技术

自由活塞内燃发电机是自由活塞内燃发动机和直线发电机耦合之后形成的一种新型能量转换装置，通过两侧燃烧室依次做功推动活塞连杆往复直线运动切割中间电机的磁感线进行发电，在结构上不具有曲柄连杆机构，具有结构简单、功率密度高和排放低等优点。

在自由活塞内燃发电机中，活塞环与缸套之间的摩擦表面进行高速相对运动，形成整个动力系统中唯一的摩擦损耗源，这不仅增加了自由活塞发动机内部的功率消耗，还会使零件工作表面迅速磨损，同时摩擦产生的热量还可能造成工作零件表面的烧蚀，导致发动机无法正常运转。因此为保证发动机的正常工作，必须对发动机的活塞-气缸套摩擦副进行润滑，以减小摩擦阻力，同时带走摩擦产生的部分热量。在传统曲轴式内燃机上，活塞与气缸套的摩擦表面之间通常采用飞溅润滑的方式。然而，自由活塞内燃发电机不具有曲轴箱，不能用油底壳存储机油，同时也没有旋转的曲轴，故不能采用飞溅润滑型式。为了实现对缸套与活塞之间摩擦表面的压力润滑，需要在活塞连杆组件中开设油道，而组件的高速往复运动，使油道的布置和保证摩擦表面的连续供油成为难点。

文献CN1163343A中介绍了一种采用“柱塞式”润滑系统的内燃机。内燃机的活塞内设与活塞周面相连的油道，活塞杆内设下端有进油单向阀的润滑油进油道，以及与进油道中心线平行的回油道，活塞杆下端设弹簧承板，并置于套在弹簧室内的滑油增压室内。此系统通过活塞的往复运动将滑油增压室内的润滑油泵到活塞周面进行润滑，并通过活塞周面设置的回油孔进行回油。然而，此润滑系统所应用的内燃机中活塞的往复运动需受到弹簧的机械约束，这导致此内燃机与自由活塞内燃发电机的运行原理产生差异，也造成两者结构上的不同，故文献中所设计的润滑系统并不完全适用于自由活塞内燃发电机。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有自由活塞内燃发电机润滑的问题，提供一种自由活塞内燃发电机的压力润滑系统。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种自由活塞内燃发电机的压力润滑系统，主要包括自由活塞发电机模块、机油箱、电动机油泵、机油滤清器、油管和密封环。

自由活塞发电机模块主要包括：气缸、活塞、连杆、气缸套、扫气箱、直线电机定子线圈以及电机动子。

扫气箱内部中心位置放置有润滑油腔；润滑油腔为中空的圆柱体，连杆和电机动子在润滑油腔内往复运动；润滑油腔与扫气箱靠近直线电机定子线圈的一侧固定连接，连接处设置密封环，密封环将附着在连杆和电机动子表面的润滑油刮掉，以防油腔中的润滑油进入电机定子线圈内；扫气箱与气缸连接的端面底部设置有凸台，凸台上开有第一回油孔；扫气箱靠近直线电机定子线圈的一侧底部开有第一进油孔；扫气箱箱体内开设油路，油路将进油孔与润滑油腔连通；润滑油腔长度略大于一个活塞行程长度；

气缸套靠近扫气箱一端的端部设置有环形集油槽，集油槽最低端开有第二回油孔，第二回油孔与扫气箱对应位置的第一回油孔相对；

连杆与活塞固连形成活塞运动组件，组件内铸有油道，连杆与电机动子连接一侧的周向开有第二进油孔，润滑油腔的长度设置可保证进油孔一直处于润滑油腔内；

在活塞上安装油环的环槽处周向开有出油孔，出油孔将润滑油准确输送到活塞-气缸套摩擦副上；

电机动子与连杆固连，两者等截面，以减小润滑油对运动组件的阻尼作用；