[发明专利]一种燃气式自由活塞线性发动机

说明书

本发明涉及一种燃气式自由活塞线性发电机，包括工字型活塞和缸体；所述缸体分别对称设有左进气腔和右进气腔以及左废气腔和右废气腔；所述工字型包括压缩活塞、左进气活塞、右进气活塞、左排气活塞和右排气活塞；所述工字型活塞安装在缸体中；利用压差进气保证进气的充盈性，利用压差排气保证排气的充分性。持续交替地实现进气、压缩、燃烧以及膨胀过程，固定在活塞上的磁体随着工字型活塞做水平往复运动，与发电线圈之间实现磁力线切割，实现发电工作。该装置设计布局结构简单，适合小型化、便携化的发展。

技术领域

本发明属于发动机技术领域，特别是一种燃气式自由活塞线性发动机。

背景技术

随着电动汽车的流行，解决电动车续航里程太短问题成为电动车发展的最具挑战的一步。在众多解决方法中，业内对采用增程式发动机来为电池充电的方案最为认可。目前应用最广的增程式发动机任为传统内燃机，但由于传统曲柄连杆发动机容积大、效率难以提高以及排放等问题难以满足电动汽车的动力需求。基于对增程式发动机的更高要求，内燃机研究者开始研发新的增程式发动机，其中，自由活塞发动机就是其中的一种。

由于没有曲柄连杆的限制，自由活塞发动机的活塞运动规律不固定，因此无法直接控制气缸的进排气时刻。其次，与四冲程发动机不同，自由活塞发动机无单独的排气冲程，其废气的排出与新鲜充量的进入是同时进行，这样的换气特点导致其换气过程不够充分且换气损失大。现有的技术方案主要针对自由活塞发动机的压缩着火过程进行优化，还未出现对自由活塞发动机进排气机构的优化设计。此外，现有的自由活塞发动机专利主要采用燃油方式为主，从排放以及经济性的角度考虑，碳氢气态燃料较燃油更具有优势。

发明内容

针对现有设计的不足，本发明提供一种燃气式自由活塞线性发动机，不仅能够解决现有自由活塞发动机无法直接控制换气时刻的问题，并且能够解决换气过程不够充分且换气损失大的问题。

本发明的技术方案是：一种燃气式自由活塞线性发动机，包括工字型活塞和缸体；

所述工字型活塞安装在缸体中；

所述缸体为对称空腔结构；所述缸体分别对称设有左进气腔和右进气腔以及左废气腔和右废气腔；

所述工字型活塞为对称结构，包括压缩活塞、左进气活塞、右进气活塞、左排气活塞和右排气活塞；所述左进气活塞和右进气活塞对称分布在压缩活塞一端的两侧；所述左排气活塞和右排气活塞对称分布在压缩活塞另一端的两侧；

所述缸体的空腔通过压缩活塞分隔为左气缸和右气缸；

所述左进气腔的一端和左废气腔的一端分别与左气缸连通；所述右进气腔的一端和右废气腔的一端分别与右气缸连通；

所述左进气活塞和右进气活塞分别滑动安装在左进气腔和右进气腔中；所述左排气活塞和右排气活塞分别滑动安装在左废气腔和右废气腔中；

所述左进气腔和右进气腔上分别开有左进气口和右进气口；所述左进气口和右进气口对称设置在缸体上；

所述左进气腔的另一端通过管路与左气缸连接，右进气腔的另一端通过管路和右气缸连接；

所述左进气腔和左气缸之间的管路上设有左进气阀；所述右进气腔和右气缸之间的管路上设有右进气阀；

所述左废气腔的出口设有左废气腔阀，右废气腔的出口设有右废气腔阀。

上述方案中，所述左进气阀和右进气阀为单向压力阀。

上述方案中，所述左废气腔阀和右废气腔阀为单向压力阀。

上述方案中，所述左进气口和右进气口之间距离大于等于左进气活塞和右进气活塞的端点距离。