并排對稱自由活塞永磁直線發電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電動汽車發電機技術領域，具體涉及一種電驅動汽車動力源的并排對稱自由活塞永磁直線發電機。
【背景技術】
[0002]電動汽車近年來全世界都在開發研究，中國也不例外。但取得的效果并不理想，仍然不能得到廣泛推廣，其主要瓶頸就是動力源蓄電池未能得到解決。使用混合動力，但節能也只能在25%左右，而且造價高，推廣難。
[0003]目前，在串聯式混合動力汽車的輔助動力單元當中，由自由活塞式發電機與直線發電機的組合代替了普通的發動機與旋轉式發電機，省略了曲柄連桿機構，使得系統質量減輕、結構緊湊，而且能量損失少，穩定性提高，提高了系統的效率。現有自由活塞式內燃直線發電機組由兩大部分組成:一是由左、右兩端氣缸及活塞、進氣道、排氣閥、排氣口等組成的內燃機，負責將燃燒的能量轉換為往復運動的動能；二是由永磁體、線圈和鐵心等組成的永磁直線發電機。左、右氣缸輪流點火從而推動動子往復運動，由于動子上有永磁體，永磁體在繞著線圈的鐵心中來運動，產生電能以供電動機運行。
[0004]由于現有自由活塞式內燃直線發電機組的兩個氣缸分設于永磁直線發電機的兩端，受空間限制，動子的行程不夠長，因而不能極大地提高系統的效率。另外，現有自由活塞式內燃直線發電機組還不能廣泛使用多種燃料，包括氫氣。

【發明內容】

[0005]本發明針對上述現有技術中存在的難題，提供一種電驅動汽車動力源的發電機。全稱為“并排對稱自由活塞永磁直線發電機”。能極大地提高系統的效率和使用多種燃料，包括氫*氣。本發明的技術解決方案是:一種并排對稱自由活塞永磁直線發電機，包括含有動子、定子的永磁直線發電機，含有氣缸、活塞、點火及噴油系、進排氣門的內燃機，動子與活塞通過活塞推桿連接器聯接，其特征在于:所述的永磁直線發電機是成對設置的，且成對的兩個相鄰永磁直線發電機并排對稱設置；所述成對設置的永磁直線發電機的一端分別設有內燃機，端口均設有上定位導板；所述成對設置的永磁直線發電機的另一端設有彈跳杠桿，該彈跳杠桿包括直桿、直桿中端設置的支座、直桿兩端設置的推桿，支座固定在發電機固定底板，兩端的推桿分別與兩個動子相配合，動子與推桿相鄰的端部設有推桿隔磁棒。
[0006]本發明的技術解決方案中所述的永磁直線發電機是成1對設置的。
[0007]本發明的技術解決方案中所述的永磁直線發電機是成2對設置的。
[0008]本發明的技術解決方案中所述的動子的主軸灌注有耐高溫防震橡膠。
[0009]本發明的技術解決方案中所述的氣缸內置有增壓器，利用增壓器和缸內的壓力差被動進氣；所述的活塞上布置有進氣門，可以減小活塞行程長度。
[0010]本發明由于采用成對的單缸自由活塞內燃機和成對的直線永磁發電機各自并排進行對接，通過底部自由彈跳杠桿傳動組成一個整體發電機，因而該成對的兩個單缸燃燒氣體交替爆發，使兩個活塞在彈跳杠桿的配合下作上下運動，從而實現直線發電機的磁力線切割，產生電能，并由直線電機系統輸出。本發明由于成對采用直線永磁發電機，因而較現有單直線永磁發電機行程大大加長，能極大地提高系統的效率。本發明由于去掉了氣缸上的進、排氣口，減小了活塞環和缸套間的摩擦，在氣缸內置有增壓器，利用增壓器和缸內的壓力差被動進氣，在活塞上布置有進氣門，可以減小活塞行程長度，采用電控氣閥控制排氣門的開閉，可以燃燒多種燃料，如柴油、酒精和氫氣。本發明熱效率比傳統內燃機提高20%，發電機效率大于97%。
[0011]本發明具有能極大地提高系統的效率和使用多種燃料的特點。本發明主要用于電驅動汽車動力源的自由活塞式內燃直線發電機組。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明實施例1的結構示意圖。
[0013]圖2為本發明實施例2的結構示意圖。
[0014]圖中:點火及噴油系1、進、排氣門2、缸體3、活塞4、活塞推桿連接器5、動子6、定子7、發動機推桿定位板8、上定位導板9、推桿隔磁棒10、下定位導板11、彈跳杠桿12、發電機固定底板13。
【具體實施方式】
[0015]下面將結合附圖對本發明實施例做進一步說明。
[0016]實施例1如圖1所示。實施例1包括含有動子6、定子7的兩臺永磁直線發電機，含有兩個單氣缸3、活塞4、點火及噴油系1、進排氣門2的內燃機，包括由直桿、直桿中端設置的支座、直桿兩端設置的推桿構成的彈跳杠桿12。點火及噴油系1安裝在氣缸3的頂部中間，進、排氣門2安裝在氣缸的頂點部點火及噴油系1兩側，氣缸3與定子7相連接，活塞推桿連接器5與動子6的主軸對接，動子6通過上定位導板9與下定位導板11固定在直線電機定子7內，發動機推桿定位板8固定到發動機氣缸3缸體上，上定位導板9安裝在定子7的上端，推桿隔磁棒10安裝在動子6上的下軸上，下定位導板11安裝在定子7下端，定子7固定在發電機固定底板13上，活塞4在氣缸3內上、下運動。兩臺永磁直線發電機是相鄰、并排對稱設置，支座固定在發電機固定底板13上，兩端的推桿分別與兩個動子6相配合。兩臺單缸自由活塞內燃機和兩臺直線永磁發電機各自并排進行對接，通過底部自由彈跳杠桿傳動組成一個整體發電機。左右燃燒氣體交替爆發，使活塞組件(包括左右活塞和剛性連接兩者的連桿，連桿兼做直線發電機的次級)上下運動，從而實現直線發電機的磁力線切割，產生電能，并由直線電機系統輸出。
[0017]本發明的特點:1、機構簡單，不存在曲柄連桿機構和配氣機構，活塞為唯一的運動件，整個發動機可有更緊湊的結構和有更高的功率密度。同時，運動件的減少也提高了系統的可靠性和能量的損耗；2、由于采用自由彈跳杠桿，使發動機活塞能夠上下垂直運動，克服對置運動的弱點，同時增大了一次沖程做功的時間，并延長了直線電機切割磁力線長度，對永磁體的防破碎起到直接作用；3、摩擦損失小節能減排效率高，曲柄連桿機構的取消從根本上消除了該機構帶來的大量摩擦能量損耗；發動機只是受到由上下運動質量、氣體壓力、
活塞環壓力產生上下力和摩擦力，因此該發電機具有潛在的更高熱效率；由于沒有旋轉運動和軸承的存在，引擎的摩擦損失很小，將來可以實現無潤滑運轉，節能減排效率高；4、良好的可平衡性，采用雙缸并排上下運動活塞結構，該發電機系統自然平衡。由于自由彈跳解決了能量的繼續延伸，能量得到守恒，使整個系統全過程上下運動自如，穩定平衡；5、可變壓縮比、可燃燒多種燃料，活塞不受機械聯接的約束，因此可調該發電機上下行程，實現壓縮比可變，從而可適用于多種燃料的燃燒要求。可變壓縮比更突出的優點是使該發電機適于采用多種燃料。但是對于常規曲軸發動機而言，改變壓縮比意味著加大發動機結構復雜度，需慎重權衡利弊:而對于該發電機而言，則無需任何結構變動，因此多種燃料燃燒在該發電機中應用具有先天優勢；6、可多臺該發電機并行，功率的選擇和機組的安裝靈活性大。可以用多臺進行組合，增大發電機總功率。單臺該機發電機故障時，不影響整個機組的連續運行。除了以上提到的特點，本發明還有以下潛在的優勢:直線電機在啟動時作為引擎的起動機，在引擎停車時作為制動器，在引擎穩定運轉時作為發電機，還作為控制系統的執行部分；在某定工況下運行，可通過策略實現高效率和低排放；基于該發明的以上性能特點，它具有良好經濟性、排放性、多燃料適應性，一并使得在能源問題、環境問題日益成為焦點的今天，該發明有用武之地；結構極其緊湊、高效、低排放，可以通過調整尺寸來增加輸出功率，十分適應應用為電動汽車的動力裝置。具備的高功率密度、適應多燃料特性，也將有利于提高軍用車輛(電裝甲車、無人飛機彈射車、全電坦克)的生存能力和降低后勤保障的難度。
[0018]實施例2如圖2所示。實施例2與實施例1不同的是永磁直線發電機是成2對設置的，即有四臺永磁直線發電機，每兩臺構成1對。每對永磁直線發電機與實施例1相同，構成兩組，動力更大。本發明還可采用3對及3對以上的組合形式。
[0019]本發明熱效率比傳統內燃機提高20%，與永磁直線發電機結合，發電機功率因大大提高，發電機效率大于97%。最大亮點它可以使用多種燃料，包括氫氣。
【主權項】
1.一種并排對稱自由活塞永磁直線發電機，包括含有動子(6)、定子(7)的永磁直線發電機，含有氣缸(3)、活塞(4)、點火及噴油系(1)、進排氣門(2)的內燃機，動子(6)與活塞(4)通過活塞推桿連接器(5)聯接，其特征在于:所述的永磁直線發電機是成對設置的，且成對的兩個相鄰永磁直線發電機并排對稱設置；所述成對設置的永磁直線發電機的一端分別設有內燃機，端口均設有上定位導板(9);所述成對設置的永磁直線發電機的另一端設有彈跳杠桿(12)，該彈跳杠桿(12)包括直桿、直桿中端設置的支座、直桿兩端設置的推桿，支座固定在發電機固定底板(13)，兩端的推桿分別與兩個動子(6)相配合，動子(6)與推桿相鄰的端部設有推桿隔磁棒(10)。2.根據權利要求1所述的并排對稱自由活塞永磁直線發電機，其特征在于:所述的永磁直線發電機是成1對設置的。3.根據權利要求1所述的并排對稱自由活塞永磁直線發電機，其特征在于:所述的永磁直線發電機是成2對設置的。4.根據權利要求1、2或3所述的并排對稱自由活塞永磁直線發電機，其特征在于:所述的動子的主軸灌注有耐高溫防震橡膠。5.根據權利要求1、2或3所述的并排對稱自由活塞永磁直線發電機，其特征在于:所述的氣缸內置有增壓器；所述的活塞上布置有進氣門。
【專利摘要】本發明的名稱為并排對稱自由活塞永磁直線發電機。屬于電動汽車發電機技術領域。它主要是解決現有自由活塞永磁直線發電機不能極大地提高系統效率的問題。它的主要特征是：包括永磁直線發電機和內燃機；永磁直線發電機是成對設置的，且并排對稱設置；永磁直線發電機的一端分別設有內燃機，端口均設有上定位導板；永磁直線發電機的另一端設有彈跳杠桿，該彈跳杠桿包括直桿、直桿中端設置的支座、直桿兩端設置的推桿，支座固定在發電機固定底板，兩端的推桿分別與兩個動子相配合，動子與推桿相鄰的端部設有推桿隔磁棒。本發明具有能極大地提高系統的效率和使用多種燃料的特點，主要用于電驅動汽車動力源的自由活塞式內燃直線發電機組。
【IPC分類】F02B71/04
【公開號】CN105317542
【申請號】CN201410366841
【發明人】牛留輝
【申請人】河南超微電動汽車有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月30日