專利名稱：一種單活塞直線發電引擎的制作方法
技術領域：
本實用新型的一種單活塞直線發電引擎，屬于內燃發電機技術領域。
背景技術：
現有內燃發電機組通常使用傳統內燃機與發電機結合的方式。傳統內燃機由于其 固有的結構和原理限制，在效率、能源和環境問題上存在先天的不足。例如，曲柄連桿機構 帶來的慣性力和不平衡性，使得機械和能量轉換傳遞效率大大降低，不可避免地造成整機 的劇烈振動，并引起噪聲，再通過車廂內部的傳播，這一系列的噪聲污染引起駕乘人員的不 適；由于燃燒條件的限制，燃油燃燒不充分，再加上其中燃料污染物的影響，燃燒產物中存 在大量的氮氧化物和硫化物，這些物質對清潔排放和環境保護是致命的。同時，在發電機組 運行過程中，由于上述內燃機缺陷，使得發電機運行狀態很不穩定，為此，增加了體積龐大 的傳動裝置以穩定內燃機動力性，而且考慮到內燃機散熱和系統控制的要求，又需要增加 附件，例如冷卻系統，廢棄循環系統，內燃機啟動系統，發電機電流調理系統和發電機組綜 合匹配系統，這些系統龐大而復雜，成本高。從能源效率來看，從燃料化學能傳遞到內燃機 曲軸旋轉機械能，再由傳動裝置傳遞到發電機動力旋轉機械能，最終轉化為電能輸出，整個 能量鏈長，又由于傳熱、散熱、尾氣排放和機械摩擦等能量損耗，整機系統能量傳遞效率低， 代價大，浪費寶貴的石油資源。
發明內容本實用新型的目的是為了提高現有曲柄連桿內燃機組能量轉換效率，提出一種單 活塞直線發電引擎。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的。本實用新型的一種單活塞直線發電引擎，包括缸體A、缸體B、壓縮彈簧、接觸塊、 次級永磁體、支架、主軸、活塞、端蓋、活塞環、初級鐵芯、繞組、隔熱墊片、滑動軸承、氣缸套 和火花塞；其連接關系為缸體B為一套筒，其外壁為鋸齒形，用于散熱；在缸體B的內腔套 有初級鐵芯，初級鐵芯為一帶有空腔的圓柱體，在初級鐵芯的內壁均勻挖有凹槽，繞組嵌入 初級鐵芯的凹槽內并與初級鐵芯固定連接；在初級鐵芯的空腔內以及缸體B底部的中心位 置固定有壓縮彈簧，壓縮彈簧與接觸塊固定連接；次級永磁體與支架通過磁力連接，支架與 初級鐵芯的空腔之間設有一定的間隙，使支架帶動次級永磁體、接觸塊以及壓縮彈簧在初 級鐵芯的空腔內滑動；次級永磁體為1個或1個以上；主軸為階梯狀的圓柱，支架與主軸直 徑小的一端固定連接，主軸直徑大的一端與帶有活塞環的活塞固定連接；在活塞的外部安 裝有氣缸套，氣缸套為一套筒，氣缸套的頂部中心處開有一通孔，氣缸套的末端安有端蓋， 端蓋為一中空的圓盤，端蓋的內部嵌有滑動軸承，滑動軸承與主軸滑動連接；在端蓋與初級 鐵芯之間墊有隔熱墊片，在隔熱墊片的兩側開有通孔用于初級鐵芯的內腔中氣體與外界氣 體的交換；缸體A為一套筒，其外壁為鋸齒形，用于散熱，缸體A套在氣缸套的外部；缸體A 的頂部的中心位置開有通孔安裝有火花塞，火花塞的末端通過氣缸套頂部的通孔與氣缸套的內腔連通；缸體A與缸體B通過螺栓固定連接。工作過程在內燃機做功過程中，缸體A內燃料通過火花塞點火燃燒，氣體膨脹做功推動活 塞與主軸在初級鐵芯的空腔中向右作直線運動，次級永磁體切割磁感線在繞組中產生感應 電動勢和感應電流，向外輸出電能同時壓縮彈簧，彈簧儲存部分能量，活塞的活塞環通過氣 孔后內部燃氣及尾氣通過氣孔排出；當活塞到達下止點時，彈簧釋放能量，推動主軸與活塞向上止點運動，壓縮缸體A 內氣體，同時外部燃料通過氣孔進入缸體A中，等待活塞到達上止點處，缸體A內氣體被壓 縮使火花塞點火進入到做功行程。有益效果本實用新型沒有曲柄連桿機構，避免了傳統結構的慣性力，具有良好的平衡性，去 除了曲軸扭振，減弱了整機振動和噪聲，提高了機械效率；整機外側安裝風冷散熱片，表面 積較大，有效地進行冷卻散熱，提高冷卻效率，提高系統可靠性；整體結構緊湊、工作行程簡 單，具有高的體積功率密度，機械損失小，能量轉換效率高。
圖1為本實用新型的結構示意圖；其中，1-火花塞、2-缸體A、3_氣缸套、4-活塞、5-滑動軸承、6_初級鐵芯、7_繞 組、8-壓縮彈簧、9-接觸塊、10-支架、11-次級永磁體、12-隔熱墊片、13-端蓋、14-主軸、 15-活塞環、16-缸體B。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。實施例本實用新型的一種單活塞直線發電引擎，如圖1所示，包括缸體A2、缸體B16、壓縮 彈簧8、接觸塊9、次級永磁體11、支架10、主軸14、活塞4、端蓋13、活塞環15、初級鐵芯6、 繞組7、隔熱墊片12、滑動軸承5、氣缸套3和火花塞1 ；其連接關系為缸體B16為一套筒， 其外壁為鋸齒形，用于散熱；在缸體B16的內腔套有初級鐵芯6，初級鐵芯6為一帶有空腔 的圓柱體，在初級鐵芯6的內壁均勻挖有凹槽，繞組7嵌入初級鐵芯6的凹槽內并與初級鐵 芯6固定連接；在初級鐵芯6的空腔內以及缸體B16底部的中心位置固定有壓縮彈簧8，壓 縮彈簧8與接觸塊9固定連接；次級永磁體11與支架10通過磁力連接，支架10與初級鐵 芯6的空腔之間設有一定的間隙，使支架10帶動次級永磁體11、接觸塊9以及壓縮彈簧8 在初級鐵芯6的空腔內滑動；次級永磁體11為6個；主軸14為階梯狀的圓柱，支架10與主 軸14直徑小的一端固定連接，主軸14直徑大的一端與帶有活塞環15的活塞4固定連接； 在活塞4的外部安裝有氣缸套3，氣缸套3為一套筒，氣缸套3的頂部中心處開有一通孔，氣 缸套3的末端安有端蓋13，端蓋13為一中空的圓盤，端蓋13的內部嵌有滑動軸承5，滑動 軸承5與主軸14滑動連接；在端蓋13與初級鐵芯6之間墊有隔熱墊片12，在隔熱墊片12 的兩側開有通孔用于初級鐵芯6的內腔中氣體與外界氣體的交換；缸體A2為一套筒，其外 壁為鋸齒形，用于散熱，缸體A2套在氣缸套3的外部；缸體A2的頂部的中心位置開有通孔安裝有火花塞1，火花塞1的末端通過氣缸套3頂部的通孔與氣缸套3的內腔連通；缸體A2 與缸體B16通過螺栓固定連接。工作過程在內燃機做功過程中，缸體A內燃料通過火花塞點火燃燒，氣體膨脹做功推動活塞與主軸在初級鐵芯的空腔中向右作直線運動，次級永磁體切割磁感線在繞組中產生感應 電動勢和感應電流，向外輸出電能同時壓縮彈簧，彈簧儲存部分能量，活塞的活塞環通過氣 孔后內部燃氣及尾氣通過氣孔排出；當活塞到達下止點時，彈簧釋放能量，推動主軸與活塞向上止點運動，壓縮缸體A 內氣體，同時外部燃料通過氣孔進入缸體A中，等待活塞到達上止點處，缸體A內氣體被壓 縮使火花塞點火進入到做功行程。
權利要求一種單活塞直線發電引擎，包括缸體A(2)、缸體B(16)、壓縮彈簧(8)、接觸塊(9)、次級永磁體(11)、支架(10)、主軸(14)、活塞(4)、端蓋(13)、活塞環(15)、初級鐵芯(6)、繞組(7)、隔熱墊片(12)、滑動軸承(5)、氣缸套(3)和火花塞(1)；其特征在于其連接關系為缸體B(16)為一套筒，其外壁為鋸齒形；在缸體B(16)的內腔套有初級鐵芯(6)，初級鐵芯(6)為一帶有空腔的圓柱體，在初級鐵芯(6)的內壁均勻挖有凹槽，繞組(7)嵌入初級鐵芯(6)的凹槽內并與初級鐵芯(6)固定連接；在初級鐵芯(6)的空腔內以及缸體B(16)底部的中心位置固定有壓縮彈簧(8)，壓縮彈簧(8)與接觸塊(9)固定連接；次級永磁體(11)與支架(10)通過磁力連接，支架(10)與初級鐵芯(6)的空腔之間設有間隙，使支架(10)帶動次級永磁體(11)、接觸塊(9)以及壓縮彈簧(8)在初級鐵芯(6)的空腔內滑動；主軸(14)為階梯狀的圓柱，支架(10)與主軸(14)直徑小的一端固定連接，主軸(14)直徑大的一端與帶有活塞環(15)的活塞(4)固定連接；在活塞(4)的外部安裝有氣缸套(3)，氣缸套(3)為一套筒，氣缸套(3)的頂部中心處開有一通孔，氣缸套(3)的末端安有端蓋(13)，端蓋(13)為一中空的圓盤，端蓋(13)的內部嵌有滑動軸承(5)，滑動軸承(5)與主軸(14)滑動連接；在端蓋(13)與初級鐵芯(6)之間墊有隔熱墊片(12)；缸體A(2)為一套筒，其外壁為鋸齒形，缸體A(2)套在氣缸套(3)的外部；缸體A(2)的頂部的中心位置開有通孔安裝有火花塞(1)，火花塞(1)的末端通過氣缸套(3)頂部的通孔與氣缸套(3)的內腔連通；缸體A(2)與缸體B(16)通過螺栓固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種單活塞直線發電引擎，其特征在于次級永磁體(11)為 1個或1個以上。
專利摘要本實用新型的一種單活塞直線發電引擎，屬于內燃發電機技術領域。包括缸體A、缸體B、壓縮彈簧、接觸塊、次級永磁體、支架、主軸、活塞、活塞環、初級鐵芯、繞組、隔熱墊片、滑動軸承、氣缸套和火花塞；缸體A和缸體B外面包有散熱片；缸體B底部固定有壓縮彈簧，壓縮彈簧與接觸塊固定連接，接觸塊與次級永磁體固定連接，支架與主軸固定連接，主軸與活塞固定連接；活塞外部套有活塞環；缸體B底部與初級鐵芯固連，氣缸B與氣缸A固定連接，氣缸A上部安有火花塞。本實用新型避免了傳統結構的慣性力，具有良好的平衡性，去除了曲軸扭振，減弱了整機振動和噪聲；有效進行散熱；結構緊湊、工作簡單，具有高的體積功率密度，機械損失小，能量轉換效率高。
文檔編號H02K7/18GK201568138SQ200920278250
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者左正興, 毛金龍, 王東杰, 田春來 申請人:北京理工大學