专利汇可以提供一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 活塞 行程 可控的内燃式自由活塞直线发 电机 集成测控系统,属于 能源 动 力 机械领域。该装置将单活塞、双作用的自由活塞 气缸 与一台永磁式直线发电机耦合,通过气缸左侧可燃混合气燃烧释放的 能量 和气缸右侧输入的高压混合气体推动活塞往复运动,带动直线发电机的动子做往复切割磁感线的运动,从而将可燃混合气携带的能量转化为 电能 输出。并且在不同运行工况下,通过采集控制系统可以自由改变气缸A侧进气时间t和两端特 定位 移点A1、B1、预设压缩比位移点X,从而改变该装置的进气量、活塞行程、压缩比,以适应不同工况。,下面是一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统专利的具体信息内容。
1.一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统,其特征在于,该系统主要包括:进气系统、尾气处理系统、回复系统、采集控制系统、电能存储系统五部分,具体包括电脑(1)、信息整合模块(2)、电子控制单元(3)、高压可燃混合气储气罐(4)、稳压阀(5)、分流器(6)、压气机(7)、回气罐(8)、单向阀(9)、第一电磁阀(10)、第二电磁阀(11)、第三电磁阀(12)、三通阀(13)、第一流量计(14)、第二流量计(15)、火花塞(16)、自由活塞气缸(17)、排气门(18)、进气门(19)、活塞(20)、回复气门(21)、第一活塞环(22)、第二活塞环(23)、永磁式直线发电机(24)、永磁式直线发电机定子(25)、永磁式直线发电机动子(26)、活塞动子连杆(27)、光栅位移传感器(28)、整流器(29)、电压表(30)、电流表(31)、开关(32)、电能存储装置(33)、第一温度传感器(34)、第一压力传感器(35)、第二温度传感器(36)、第二压力传感器(37)、第三压力传感器(38)、第三温度传感器(39)、氧传感器(40)、催化转化器(41)、消音器(42);
按照可燃混合气的整体走向,高压可燃混合气储气罐(4)依次通过管路与稳压阀(5)、分流器(6)连接,分流器(6)分别与第二电磁阀(11)、第三电磁阀(12)连接,第三电磁阀(12)通过第一流量计(14)并经由第二温度传感器(36)、第二压力传感器(37)与进气门(19)相连接,进气门(19)安装在自由活塞气缸(17)的A端;三通阀(13)一端与第一电磁阀(10)连接,一端与第二电磁阀(11)连接,一端通过第二流量计(15)并经由第一温度传感器(34)、第一压力传感器(35)与回复气门(21)连接,回复气门(21)安装在自由活塞气缸(17)的B端,第一电磁阀(10)依次与单向阀(9)、回气罐(8)、压气机(7)、高压可燃混合气储气罐(4)相连接,安装在自由活塞气缸(17)A端的排气门(18)经过第三压力传感器(38)、第三温度传感器(39)、氧传感器(40)与催化转化器(41)连接,催化转化器(41)直接与消音器(42)相连接,上述所述连接均为管路连接,形成进排气管路;
自由活塞气缸(17)A端的轴端安装有火花塞(16),用于点燃可燃混合气;自由活塞气缸(17)内设有活塞(20),活塞(20)外侧周向设有凸出且平行的第一活塞环(22)和第二活塞环(23),自由活塞气缸(17)与永磁式直线发电机(24)采取水平布置方式,永磁式直线发电机(24)包括永磁式直线发电机定子(25)和永磁式直线发电机动子(26),永磁式直线发电机定子(25)在永磁式直线发电机动子(26)的外面;在自由活塞气缸(17)的B端,活塞(20)通过活塞动子连杆组(27)与永磁式直线发电机动子(26)固定连接在一起,在永磁式直线发电机定子(25)外侧设有光栅位移传感器(28),用于监测活塞(20)的位置信息;
永磁式直线发电机定子(25)依次与整流器(29)、电压表(30)、电流表(31)、开关(32)、电能存储装置(33)连接,将永磁式直线发电机定子(25)中产生的电储存到电能存储装置(33),上述所述连接均为电路连接,形成电能存储系统;
电脑(1)、第一流量计(14)、第二流量计(15)、光栅位移传感器(28)、电压表(30)、电流表(31)、第一温度传感器(34)、第一压力传感器(35)、第二温度传感器(36)、第二压力传感器(37)、第三压力传感器(38)、第三温度传感器(39)、氧传感器(40)分别与信息整合模块(2)连接,上述连接组成为采集线路;
第一电磁阀(10)、第二电磁阀(11)、第三电磁阀(12)、火花塞(16)、排气门(18)、进气门(19)分别与电子控制单元(3)连接,上述连接形成控制线路;
同时信息整合模块(2)分别与电子控制单元(3)和电脑(1)相连接。
2.按照权利要求1所述的一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统,其特征在于,信息整合模块(2)分别与电子控制单元(3)和电脑(1)相连接,能够使采集的数据信息经整合后反馈给电子控制单元(3),进一步使得电子控制单元(3)能够精确控制控制线路上的部件,能够使得采集的数据信息经整合后反馈给电脑(1),使得电脑(1)能够存储并实时显示采集的数据图形。
3.按照权利要求1所述的一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统,其特征在于,自由活塞气缸(17)的A侧进气时间t通过电子控制单元(3)调整进气门(19)、第三电磁阀(12)打开的持续时间来自由控制,从而控制可燃混合气的进气量多少,使进入缸内气体充分燃烧;同时,自由活塞气缸(28)两端特定位移点A 1、B 1、预设压缩比位移点X通过电子控制单元(3)自由设置,从而调整自由活塞气缸(17)中活塞(20)的行程和压缩比,以适应不同工况。
4.按照权利要求1所述的一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统,其特征在于,活塞(20)上设有第一活塞环(22)、第二活塞环(23),起到密封隔热的作用。
5.按照权利要求1-4任一项所述的一种活塞行程可控的内燃式自由活塞直线发电机集成测控系统的工作方法,其特征在于,将自由活塞气缸(17)与永磁式直线发电机(24)耦合,通过输入的高压可燃混合气推动活塞(20)往复运动,带动直线发电机的动子(26)做往复切割磁感线的运动,从而将可燃混合气所携带的能量转化为电能输出,该系统中内燃式自由活塞直线发电机为四冲程工作模式,包括进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;
进气冲程:当需要工作时,进行启动,控制系统发出指令,控制第三电磁阀(12)、进气门(19)、第一电磁阀(10)打开,排气门(18)、第二电磁阀(11)关闭,储气罐(4)内的高压可燃混合气通过第三电磁阀(12)所在进气管路,从自由活塞气缸(17)的进气门(19)进入气缸A侧,在气体压力的作用下,活塞(20)向右运动,活塞(20)右侧气体通过第一电磁阀(10)所在排气管路排出气缸,通入一定时间t秒后,第三电磁阀(12)和进气门(19)闭合,排气门(18)、电磁阀(10、11)状态不变,气体在缸内自由膨胀,继续推动活塞(20)运动;压缩冲程:当活塞(20)运动到气缸B侧预先设置的特定位移点B1时,控制系统发出指令,控制第一电磁阀(10)关闭,第二电磁阀(11)打开,排气门(18)、进气门(19)、第三电磁阀(12)仍处于关闭状态,高压混合气体通过第二电磁阀(11)所在进气管路从自由活塞气缸(17)B端充入气缸内活塞(20)的右侧,推动活塞(20)从B端向A端运动,活塞(20)向左运动过程中压缩活塞(20)左侧的可燃混合气;做功冲程:当活塞(20)运动到气缸左侧预设压缩比位移点X时,控制系统发出指令,控制火花塞(16)点火,第二电磁阀(11)关闭,第一电磁阀(10)打开,排气门(18)、进气门(19)、第三电磁阀(12)仍处于关闭状态,可燃混合气在气缸(17)内燃烧释放能量推动活塞向右运动,气缸右侧做功后的气体通过第一电磁阀(10)所在排气管路排出自由活塞气缸(17);排气冲程:同理,当活塞(20)运动到气缸右侧预先设置的特定位移点B1时,控制系统发出指令,控制第一电磁阀(10)关闭,第二电磁阀(11)打开,排气门(18)打开,进气门(19)和第三电磁阀(12)仍处于关闭状态,高压气体通过第二电磁阀(11)所在进气管路从自由活塞气缸(17)B端充入气缸右侧推动活塞向左运动,活塞(20)左侧燃烧废气从排气门(18)排出,经催化转化器(41)处理后,再经过消音器排到大气中,当活塞(20)运动到气缸A侧预先设置的特定位移点A1时,控制系统发出指令,第二电磁阀(11)、排气门(18)关闭,第一电磁阀(10)、进气门(19)、第三电磁阀(12)打开,可燃混合气通过进气门(19)快速进入缸内,开始下一工作循环;通过第一电磁阀(10)所在排气管路排出的气体经过单向阀(9)进入回气罐(8)暂时存储,然后再通过压气机(7)将回气罐(8)的气体重新压缩到所需压力储存到可燃混合气储气罐(4)中,再次用于燃烧、回复,达到循环利用;活塞(20)往复运动过程中,通过活塞动子连杆组(27)带动永磁式直线发电机动子(26)运动,动子连续运动时,通过线圈的磁通方向翻转变化产生电能,输出的交流电通过整流器(29)转化为直流电储存到电能存储装置(33)中。
系统
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