[发明专利]一种水平对置自由活塞式内燃机

说明书

本发明涉及一种水平对置自由活塞式内燃机，包括左发动机模块、右发动机模块、连杆及中间负载模块；左发动机模块与右发动机模块呈水平对置状态设置并且在同一轴线上；左发动机模块与右发动机模块通过连杆刚性连接，并且沿连杆的轴线方向运动。提供一种新型水平对置自由活塞式内燃机结构，结构紧凑布置简单，提供了一种新型动力模块具有便携式和柔性布置特性的动力装置，可以应用到新能源混合动力汽车等。由于两个活塞水平轴线对置，不受曲柄机构影响，其压缩比可以连续可调，内燃机可以根据外部负载，自行调整合适压缩比，使内燃机处于最佳燃油消耗率区域。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，特别是指一种水平对置自由活塞式内燃机。

背景技术

随着社会经济的快速发展，对能源的消耗越来越加剧，环境污染问题也日益严重，能源与环保成为当今发展所需关注的两大课题。同时随着社会发展，人们对便携式柔性布置的动力需求也在增加，例如便携式动力源需求气体压缩机，新能源汽车方向，需要柔性布置的动力模块，航空航天领域对新型动力模块研究需求。目前传统内燃机都是带有曲柄连杆机构，自身结构较为复杂体积较大不利于新型动力模块布置需求，同时传统内燃机的热效率也遇到瓶颈阶段。

现有技术方案传统内燃机带有曲柄连杆机构，如图1所示，通过燃烧室内喷入燃料进行燃烧推动活塞作用在曲柄上，将活塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动，对外输出机械功，由于活塞运动受到曲柄和连杆的限制，无法连续可调压缩比，同时曲柄连杆机构增加了缸体布置空间，整个内燃机相对体积较大，不利于模块化布置和携带，同时对于小功率需求的便携式动力设备，这些传统内燃机携带不方便，热效率较低，不够经济环保。

传统内燃机活塞运动上下止点受曲柄连杆约束，无法实现连续可变压缩比需求，不适应针对不同工况对压缩比进行调整，达到最佳燃油经济性需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种水平对置自由活塞式内燃机，以解决现有技术的内燃机带有曲柄连杆机构，结构布置不够紧凑，体积较大不利于模块化柔性布置的问题。

本发明的另一目的是解决传统内燃机无法调节压缩比，并且活塞上下止点受曲柄连杆约束，不适应针对不同工况对压缩比进行调整，以达到最佳燃油经济性需求的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水平对置自由活塞式内燃机，包括左发动机模块、右发动机模块、连杆及中间负载模块；

所述左发动机模块与所述右发动机模块呈水平对置状态设置并且在同一轴线上；

所述左发动机模块与所述右发动机模块通过连杆刚性连接，并且沿所述连杆的轴线方向运动。

所述左发动机模块包括左缸体及左活塞；所述左活塞活动设置于所述左缸体内；在所述左缸体上设置有左排气口及左进气口；所述连杆的左端与所述左活塞连接。

所述右发动机模块包括右缸体及右活塞；所述右活塞活动设置于所述右缸体内；在所述右缸体上设置有右排气口及右进气口；所述连杆的右端与所述右活塞连接。

所述中间负载模块包括负载低压储能腔、负载高压储能腔、负载腔、负载腔活塞、第一单向流通阀、第二单向流通阀、第三单向流通阀及第四单向流通阀；

所述负载腔活塞设置于所述负载腔内，所述连杆穿过所述负载腔及所述负载活塞；

所述负载低压储能腔通过管路分别与所述第一单向流通阀的入口及所述第二单向流通阀的入口连接；

所述第一单向流通阀的出口与所述负载腔的左侧连接，所述第二单向流通阀的出口与所述负载腔的右侧连接；

所述负载高压储能腔通过管路分别与所述第三单向流通阀的出口及所述第四单向流通阀的出口连接，所述第三单向流通阀的入口与所述负载腔的左侧连接，所述第四单向流通阀的入口与所述负载腔的右侧连接。