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自由活塞发动机扫气箱总成

阅读:629发布:2020-05-26

专利汇可以提供自由活塞发动机扫气箱总成专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种自由 活塞 发动机 扫气箱总成,包括扫气箱,其特点是:扫气箱容积与原机 曲轴 箱的容积相等,用于保证扫气箱的压缩比与原机曲 轴箱 的压缩比相等;扫气箱与 连杆 的配合处安装有一个衬套。衬套是含油 轴承 ,并且连杆与衬套之间过渡配合连接,与扫气箱之间 过盈配合 连接,并且用 螺栓 固定;衬套内表面开有两个用于起到与 润滑油 膜一起密封作用的卸压槽;以及用于防止连杆在运动过程中转动的导向槽,且导向槽与安装在连杆上的键相配合。本发明能克服早期的 自由活塞发动机 结构复杂, 质量 、体积均较大以至于活塞组件的运动难于控制的 缺陷 ,扫气箱可起到储存预燃混合气和作为气垫的双重作用,使系统装置得到简化,同时降低了成本,提高了经济效益。,下面是自由活塞发动机扫气箱总成专利的具体信息内容。

1.一种自由活塞发动机扫气箱总成,包括扫气箱(4),其特征在于, 所述扫气箱(4)容积与原机曲轴箱的容积相等,用于保证扫气箱的 压缩比与原机曲轴箱的压缩比相等;所述扫气箱(4)与连杆(5)的 配合处安装有一个衬套(8)。
2.根据权利要求1所述的自由活塞发动机扫气箱总成,其特征在于, 所述衬套(8)是含油轴承,并且连杆(5)与衬套(8)之间过渡配 合连接,所述衬套(8)与扫气箱(4)之间过盈配合连接,并且用螺 栓(20)固定。
3.根据权利要求1或2所述的自由活塞发动机扫气箱总成,其特征 在于,所述衬套(8)内表面开有两个用于起到与润滑油膜一起密封 作用的卸压槽(22);以及用于防止连杆(5)在运动过程中转动的导 向槽(21),且导向槽(21)与安装在连杆(5)上的键相配合。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种自由活塞发动机,尤其是一种用于自由活塞发动 机的扫气箱。

背景技术

自由活塞发动机诞生于20世纪20年代,到20世纪30~60年代 发展成熟。早期的自由活塞发动机主要用来驱动压气机,供应压缩空 气,或者作为燃气发生器,驱动涡轮做功。其主要应用于船舶机车、 发电站等领域,功率较高,结构尺寸较大,当时几乎全部是采用压燃 式的发动机。由于当时的技术条件不能很好的解决自由活塞发动机自 身存在的一些缺陷,使其发展受到一定制约。但随着电控技术、内燃 机技术的综合发展以及当今能源结构的多元化趋势,尤其是随着混合 动理念的提出,自由活塞发动机得到了技术继承和发展,并迎来了 新的发展方向。世界各国重新致力于自由活塞发动机系统的研究,我 们课题组的研究内容是利用两台现有的二冲程摩托车发动机和一个 直线型发电机研发出一套自由活塞发动机—发电机系统。在该系统 中,自由活塞发动机采用对置方式布置在左右两端,在发动机中间安 装一个直线型发电机,使活塞与发电机的动子连接,活塞的每个行程 都会带动发电机发电。这样能量得到更充分利用,整个装置的效率就 会更高。
但在研发过程中遇到的技术难题是该系统中的自由活塞发动机 是在传统二冲程发动机基础上经改进设计完成的,在设计过程中去掉 了原机的曲轴箱。为使发动机能正常运转,须开发出一套既能起到原 机曲轴箱功能又要满足自由活塞发动机需要的装置。针对以上需要, 我们开发出这套自由活塞发动机扫气箱总成

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用在自由活塞发动机 —发电机系统中的自由活塞发动机扫气箱总成,该总成包括扫气箱和 经过特殊加工的滑动衬套。
为解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
一种自由活塞发动机扫气箱总成,包括扫气箱,其特点是:扫气 箱容积与原机曲轴箱的容积相等,用于保证扫气箱的压缩比与原机曲 轴箱的压缩比相等;扫气箱与连杆的配合处安装有一个衬套。
衬套是含油轴承,并且连杆与衬套之间过渡配合连接,与扫气箱 之间过盈配合连接,并且用螺栓固定;衬套内表面开有两个用于起到 与润滑油膜一起密封作用的卸压槽;以及用于防止连杆在运动过程中 转动的导向槽,且导向槽与安装在连杆上的键相配合。
本发明有益效果是:本发明能克服早期的自由活塞发动机结构复 杂,质量、体积均较大以至于活塞组件的运动难于控制的缺陷,扫气 箱可起到储存预燃混合气和作为气垫的双重作用,使系统装置得到简 化,同时降低了成本,提高了经济效益。
附图说明
图1是自由活塞发动机—发电机系统结构图;
图2是自由活塞发动机扫气箱总成装配图;
图3是衬套剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示,自由活塞发动机—发电机系统由自由活塞发动机、 直线电机两大系统组成。自由活塞发动机由两个对置活塞式二冲程发 动机组成。每个发动机与通常的二冲程发动机工作原理相同,只是在 该系统中,原机的曲轴箱已经不适用,由我们设计发明的扫气箱总成 来替代。
自由活塞发动机—发电机系统包括燃烧室1,12,排气口2,10, 进气口3,9,扫气箱总成4,连杆5,线圈6,连接法兰7,16,火花塞 11,19,扫气口13,18,活塞14,17,永磁体15。
系统中的发动机稳定运转时,活塞14,17,带动永磁体15,从 而在电枢中产生电能。发电机的永磁体15与发动机的连杆5相连, 这样,不只是发动机的做功行程使发电机发电,发动机的任何行程都 会带动发动机发电,使能量得到更充分利用,提高了系统的效率。
系统中左右两个发动机是采用扫气箱扫气的二冲程发动机,结构 完全相同,工作过程相反。发动机稳定工作过程的一个循环包含以下 两个行程:
第一行程:活塞自左缸内止点向左运动,事先已充入活塞左方缸 内的混合气被压缩,新的混合气又被吸入左活塞右方的扫气箱内;同 时,右活塞自外止点向左运动,右活塞右方的缸内进行着做功和换气 过程,右活塞左方则进行着混合气的预压缩。
第二行程:活塞自左缸外止点向右运动,活塞左方的缸内进行着 做功和换气过程,活塞右方则进行着混合气的预压缩;同时,右缸活 塞自内止点向右运动,事先已充入活塞右方缸内的混合气被压缩,新 的混合气又被吸入活塞左方的扫气箱内。
本发明的扫气箱总成如图2所示,包括扫气箱和经过特殊加工的 滑动衬套,该总成在自由活塞发动机—发电机系统中起到以下两个重 要作用:
(1)作为扫气箱,储存预燃混合气;
(2)作为气垫缸,储存压缩空气的能量以提供活塞回复冲程所需的 部分能量。
(3)总成中的滑动衬套与连杆配合,作为连杆的支撑
为使扫气箱实现以上功能,采取了如下技术方案:
(1)扫气箱4容积与原机曲轴箱的容积相等,这样保证了扫气箱4 的压缩比与原机曲轴箱的压缩比相等,使自由活塞发动机的扫气过程 可靠进行。
(2)为使扫气箱4内建立一定的预压力,要求扫气箱4必须是密封 的,同时发动机的连杆5又要穿过扫气箱4高频率的往复运动,为达 到以上目的,在扫气箱4与连杆5的配合处安装了一个滑动衬套8, 该衬套8是含油轴承,并且连杆5与衬套8之间采用恰当的过渡配合, 使连杆5与衬套8之间的配合不会太紧也不会太松,以便连杆在运动 过程中受到衬套8的摩擦力不致过大。同时为了保证扫气箱4内的密 封性,在衬套8内表面开有两个卸压槽22(图2,3所示),这样卸 压槽22和润滑油膜一起可以起到密封作用。
(3)为防止衬套8轴向窜动,在衬套8与扫气箱4之间采用过盈配 合,并且用螺栓20固定(图2)。为防止连杆5在运动过程中转动, 在滑动衬套8内开有导向槽21与安装在连杆5上的键相配合。
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