[发明专利]具有多级回复装置的自由活塞发电系统

说明书

本发明公开了一种具有多级回复装置的自由活塞发电系统，其包括燃烧室（2），所述燃烧室（2）内对称设置有两个燃烧室活塞，每一燃烧室活塞与一直线发电机（3）的动子传动连接，每一直线发电机（3）内部还设置有一气体弹簧（1），所述气体弹簧（1）用于与相应的直线发电机（3）动子配合，气体弹簧（1）配备有多个腔室，并且所述气体弹簧（1）至少局部嵌入相应直线发电机（3）动子的中空结构内。本发明提供的自由活塞发电系统至少具有结构简单紧凑，高效率和高功率密度等优势。

技术领域

本发明涉及一种自由活塞内燃直线发电机系统，具体涉及一种配备了多级回复气体弹簧的高功率密度直线发电机系统，属于汽车增程器领域。

背景技术

纯电动汽车由于存在续航里程短，配备电池体积大、质量重的不足，发展高效高功率密度的增程器成为现阶段汽车动力系统的研究热点。现有增程器大多为传统内燃机外加旋转发电机组合而成的发电系统，燃料的燃烧推动活塞的往复运动需要通过曲轴连杆转化为旋转运动驱动发电机将动能转化为电能。如此的转化过程，需要复杂的机械结构，并且转化环节具有较大的机械损耗，不利于系统的高效运行。为进一步提高系统的发电效率和性能，开发燃油利用率高、结构紧凑、损耗低的发电系统迫在眉睫。

自由活塞内燃直线发电机系统是一类将内燃机与直线发电机进行线性耦合的发电系统。燃油释放热量在缸内产生的压力垂直作用于直线活塞组件，推动直线发电机动子往复切割磁力线，产生电能。此类装置具有结构紧凑、摩擦力损耗小、高效率的特点。但是现有自由活塞内燃直线发电机系统通常是将内燃机、直线发电机、回复装置进行线性布置，因此占据了较长空间，使得发电系统存在一定的冗余空间。此外，现有自由活塞内燃直线发电机系统中各部件相接处的连接件还会增加电机动子的质量，不利于提高系统的运动频率，这导致现有自由活塞内燃直线发电机系统普遍存在出动子质量重、体积功率密度较低等不足。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有多级回复装置的自由活塞发电系统，从而克服现有技术的不足。

为达成前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种具有多级回复装置的自由活塞发电系统，其包括燃烧室，所述燃烧室内设置有至少一燃烧室活塞，每一燃烧室活塞与一直线发电机的动子传动连接，每一直线发电机内部还设置有一配备有多个腔室的气体弹簧，所述气体弹簧用于与相应的直线发电机动子配合，并且所述气体弹簧至少局部嵌入相应直线发电机动子的中空结构内。

在一些实施方式中，所述燃烧室内对称设置有两个燃烧室活塞，每一燃烧室活塞分别与一直线发电机的动子传动连接，两个直线发电机相对于燃烧室横向对称轴线镜像对称。

在一些实施方式中，所述直线发电机动子与气体弹簧缸之间还设置有直线导向限位机构。

在一些实施方式中，所述气体弹簧缸外壁与直线发电机动子内壁之间设置有自润滑高分子骨架。

较之现有技术，本发明实施例提供的自由活塞发电系统至少具有结构简单紧凑、高效率和高功率密度等优势。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1为本发明一实施例中一种自由活塞内燃直线发电机系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例中一种自由活塞内燃直线发电机系统的剖视图；

图3为本发明一实施例中一种动子组件及气体弹簧的结构示意图；

图4为本发明一实施例中一种动子组件的结构示意图；

图5为本发明一实施例中一种气体弹簧腔体的结构示意图；

图6为本发明一实施例中一种燃烧室的结构示意图；