[发明专利]一种自由活塞式发动机的活塞挡圈

说明书

技术领域

本发明涉及自由活塞式发动机，具体来说是涉及一种自由活塞式发动机的活塞挡圈。

背景技术

一般来说，发动机靠活塞固定的机械运动来运转。例如，一个传统的汽车发动机包含一个曲轴和数个连杆部件，这就决定了各活塞在各自的气缸内运动。这类发动机正是我们所希望的，因为在给定时刻，每个活塞在工作循环中的位置是确定的，并简化了发动机的正时和运转。虽然近些年传统类型的内燃机在效率方面有了很大的提高，但由于发动机的本质特性，其效率仍然是受限的。特别是因为活塞的机械运动是固定的，就决定了压缩比是固定的，从而导致其比功率受限的。此外，所有的运动件包含活塞的运动（曲轴和气门等）产生了大量的摩擦力，这些摩擦力需要发动机自身产生的能量去克服。由此产生的低比功率意味着发动机将比期望的更大、更重。此外，因为必须考虑所有零件的机械连接，发动机的设计和总布置的灵活性受限制了。

因此，为了环境和其他原因，需要有一款比传统发动机有更高的功率的发动机。在汽车和固定式发电机应用中，相对更轻的重量，更小的外形尺寸，更高的燃油效率能产生更大的优势。

另一个类型的发动机是自由活塞式发动机。这类发动机的活塞在气缸内的运动是不固定的。该运动取决于任何给定时刻作用在活塞上的平衡力。由于活塞的运动是不固定的，发动机的压缩比是可变的，这使得在设计发动机运行参数时有更大的灵活性。另外，由于没有传统的曲柄连杆机构，就减小了活塞的侧向力，发动机运转期间产生的摩擦也很小。然而，由于活塞的运动是不固定的，就会出现了一个问题，即如何使活塞在其行程的末端停下来。一般来说，通过控制燃料和能量存储系统能获取所需长度的活塞行程。但如果一些不良情况发生，通常是在燃烧过程中，活塞获取了太多的动能，无法在其行程末端及时停下来，而对发动机零件造成损坏。

中国专利CN202431388U公开了一种摩托车下置凸轮轴式发动机的轻量化活塞，位于汽缸头下部的汽缸体内，主要包括活塞本体、活塞环和活塞销；活塞环套置在活塞本体上，在活塞本体的下部通过活塞销、活塞销挡圈与曲轴连接，本实用新型减小了往返做功时因自身惯性造成的动力损失，提高了功率，但未解决本发明所要解决的在燃烧过程中获得过多动能时活塞未能使及时停下，损害发动机零件的问题，两者的所述领域也不同，本发明主要用于自由活塞式发动机。

中国专利CN102011644A公开了一种内燃机，该内燃机包括两个以180度对置的气缸。在某些实施例中，连接件连接两个外活塞使其一前一后移动。一中心活塞位于两个外活塞之间并相对于外活塞移动。该连接件适合于根据驱动轴、发电机、液压泵、气动泵以及齿轮传动机械装置的具体实施例驱动耳机机械装置，此专利属于自由活塞式发动机领域，但也并没有解决本发明所要解决的技术问题。

发明内容

针对现有的自由活塞式发动机存在的上述问题，本发明提供一种能有效保护发动机零部件的发动机的活塞挡圈。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种自由活塞式发动机的活塞挡圈，包括由液压泵体组件、第一气缸总成、第二气缸总成组成的自由活塞式发动机，所述第一气缸总成连接于所述液压泵体组件的一侧，所述第二气缸总成连接与所述液压泵体组件的另一侧；所述第一气缸总成包括第一发动机气缸，所述第一发动机气缸延伸方向平行于运动轴线，所述第二气缸总成包括第二发动机气缸，所述第二发动机气缸延伸方向平行于运动轴线，所述第一发动机气缸和所述第二发动机气缸内分别设有内活塞组件和外活塞组件；所述内活塞组件包括固定于穿过所述液压泵体组件的推杆上的内活塞，所述内活塞的顶部朝远离所述液压泵体组件的方向，所述内活塞组件上设有第一活塞挡圈，所述外活塞组件包括活塞销、拉杆和外活塞，所述外活塞通过所述活塞销和所述拉杆连接，所述外活塞的顶部朝向所述内活塞，所述外活塞组件上设有第二活塞挡圈。

上述自由活塞式发动机的活塞挡圈，其中，所述第一活塞挡圈位于所述液压泵体组件上的推杆孔的末端，所述第一活塞挡圈设有第一径向台阶部分和第二径向台阶部分，所述推杆上设有与所述第一径向台阶部分相匹配的第一径向台阶和与所述第二径向台阶部分相匹配的第二径向台阶，所述推杆孔内的所述推杆周围充满了液压油。