[发明专利]一种机-电-液-冷却耦合的自由活塞发动机集成系统及运行方法

权利要求书

1.一种机-电-液-冷却耦合的自由活塞发动机集成系统，其特征在于，包括：左侧自由活塞发动机、右侧自由活塞发动机、直线电机和液压储能冷却系统，液压储能冷却系统包括第一液压腔、第二液压腔、换热器、低压蓄能器、中冷器和蓄能调压器；

所述直线电机设置在所述左侧自由活塞发动机与右侧自由活塞发动机之间，直线电机动子的两端均连接有液压活塞，所述液压活塞与对应侧的直线电机定子之间形成所述第一液压腔和第二液压腔，所述液压活塞通过连杆与对应侧自由活塞发动机的活塞相连；所述直线电机定子的外表面设有与所述第一液压腔相连通的第一冷却管道和第三冷却管道，以及与所述第二液压腔相连通的第二冷却管道和第四冷却管道；

所述左侧自由活塞发动机的气缸外壁布置有第一冷却腔，所述右侧自由活塞发动机的气缸外壁布置有第二冷却腔；所述第一冷却腔或第二冷却腔通过管道与第三冷却管道和第四冷却管道相连，所述第一冷却腔或第二冷却腔通过管道与所述换热器相连，所述换热器与所述低压蓄能器相连，所述低压蓄能器分别与所述第一液压腔和第二液压腔相连；

所述中冷器一端与蓄能调压器相连、另一端与所述第一冷却管道和第二冷却管道相连。

2.如权利要求1所述的自由活塞发动机集成系统，其特征在于，所述液压储能冷却系统还包括：第一液压阀、第二液压阀、第三液压阀、第四液压阀、第五液压阀和第六液压阀；

所述第一液压阀布置于所述第一液压腔与低压蓄能器之间的管路上；

所述第二液压阀布置于所述第二液压腔与低压蓄能器之间的管路上；

所述第三液压阀布置于所述第一液压腔与第一冷却管道的接口处；

所述第四液压阀布置于所述第二液压腔与第二冷却管道的接口处；

所述第五液压阀布置于所述第一液压腔与第三冷却管道的接口处；

所述第六液压阀布置于所述第二液压腔与第四冷却管道的接口处。

3.如权利要求1所述的自由活塞发动机集成系统，其特征在于，所述液压储能冷却系统还包括：第一止回阀、第二止回阀、第三止回阀和第四止回阀；

所述第一止回阀位于所述第一冷却腔与第三冷却管道和第四冷却管道之间的管路上；

所述第二止回阀位于所述第二冷却腔与第三冷却管道和第四冷却管道之间的管路上；

所述第三止回阀位于所述第一冷却腔与换热器之间的管路上；

所述第四止回阀位于所述第二冷却腔与换热器之间的管路上。

4.如权利要求1所述的自由活塞发动机集成系统，其特征在于，所述直线电机动子设置在所述直线电机定子中部，所述直线电机除所述直线电机定子、直线电机动子、第一冷却管道、第二冷却管道、第三冷却管道和第四冷却管道外，还包括：电能变换器；

所述电能变换器，用于对所述直线电机动子切割所述直线电机定子的磁感线而产生的电动势，进行电能变换后对外输出电能。

5.如权利要求1所述的自由活塞发动机集成系统，其特征在于，所述左侧自由活塞发动机还包括：第一喷油器、第一进气口、第一燃烧室、第一散热片、第一火花塞、第一活塞、第一活塞环、第一活塞销、第一排气口、第一连杆和第一扫气室；所述右侧自由活塞发动机还包括：第二喷油器、第二进气口、第二燃烧室、第二散热片、第二火花塞、第二活塞、第二活塞环、第二活塞销、第二排气口、第二连杆和第二扫气室；

所述第一火花塞或第二火花塞安装在左侧自由活塞发动机或右侧自由活塞发动机的气缸盖上，所述第一散热片或第二散热片安装在左侧自由活塞发动机或右侧自由活塞发动机的气缸盖上，所述第一喷油器或第二喷油器安装在左侧自由活塞发动机或右侧自由活塞发动机的进气管道上；

所述第一活塞环或第二活塞环安装在所述第一活塞或第二活塞的头部，所述第一活塞环或第二活塞环与对应侧的气缸盖之间形成所述第一燃烧室或第二燃烧室；所述第一活塞或第二活塞的尾部通过所述第一活塞销或第二活塞销与所述第一连杆或第二连杆的一端相连，所述第一连杆或第二连杆的另一端与所述直线电机动子两端的第一液压活塞或第二液压活塞相连，所述第一活塞或第二活塞与所述第一液压活塞或第二液压活塞之间形成所述第一扫气室或第二扫气室；

所述第一燃烧室上设有第一进气口和第一排气口，所述第二燃烧室上设有第二进气口和第二排气口。