專利名稱：無死態(tài)自由活塞發(fā)動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱能與動力領(lǐng)域，尤其是一種自由活塞發(fā)動機。
背景技術(shù)：
自由活塞發(fā)動機具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢，但是由于當(dāng)活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時，整個自由活塞發(fā)動機均處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以需要通過電力系統(tǒng)或液壓系統(tǒng)對自由活塞發(fā)動機進行拖動，以維持自由活塞發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)。而傳統(tǒng)電力拖動系統(tǒng)中必須有蓄電池，傳統(tǒng)液壓拖動系統(tǒng)中必須有壓力蓄能罐，不僅如此還需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。正是這一原因，使自由活塞發(fā)動機的應(yīng)用受到了限制，因此，需要發(fā)明一種不需要控制系統(tǒng)，也不需要蓄電池或壓力蓄能罐就能正常工作的自由活塞發(fā)動機。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提出的技術(shù)方案如下:一種無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，包括自由活塞發(fā)動機、自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)，所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)的輸出接口 A和輸出接口 B經(jīng)接口連通通道連通，在所述接口連通通道上設(shè)正反功能機構(gòu)，所述正反功能機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與飛輪連接。所述正反功能機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與動力輸出軸連接。在所述接口連通通道上設(shè)動力裝置，所述動力裝置與動力輸出軸連接。所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)設(shè)為自由活塞發(fā)動機液壓負(fù)荷機構(gòu)，所述正反功能機構(gòu)設(shè)為液壓式正反功能機構(gòu)。所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)設(shè)為自由活塞發(fā)動機氣壓負(fù)荷機構(gòu)，所述正反功能機構(gòu)設(shè)為氣壓式正反功能機構(gòu)。所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)設(shè)為自由活塞發(fā)動機電負(fù)荷機構(gòu)，所述正反功能機構(gòu)設(shè)為電磁式正反功能機構(gòu)。所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)的輸出接口 A和輸出接口 B分別與目標(biāo)負(fù)荷機構(gòu)連通。本實用新型中，所謂的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機是指當(dāng)自由活塞發(fā)動機的活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時，自由活塞發(fā)動機系統(tǒng)內(nèi)仍然作旋轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，從而使自由活塞發(fā)動機在活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)時仍然可以使活塞由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為運動狀態(tài)。本實用新型中，所謂的自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)是指在自由活塞發(fā)動機的活塞往復(fù)運動作用下產(chǎn)生電或產(chǎn)生壓縮氣體或產(chǎn)生壓力液體，而在電力、壓縮氣體或壓力液體的作用下能夠使自由活塞發(fā)動機的活塞產(chǎn)生往復(fù)運動的機構(gòu)，例如發(fā)電和電動功能可以相互轉(zhuǎn)換的發(fā)電機、泵功能和馬達功能可以相互轉(zhuǎn)換的液壓馬達或氣體馬達等。本實用新型中，所謂的輸出接口是指將自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)的能量輸出的接口，可以是電力輸出端子，也可以是流體輸出回路接口。本實用新型中，所謂正反功能機構(gòu)是指在電力的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，在旋轉(zhuǎn)運動的作用下產(chǎn)生電的機構(gòu)，或者是指在流體流動的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，在旋轉(zhuǎn)運動的作用下產(chǎn)生流體流動的機構(gòu)，例如:發(fā)電和電動功能可以相互轉(zhuǎn)換的發(fā)電機、泵功能和馬達功能可以相互轉(zhuǎn)換的液壓馬達或氣體馬達等。本實用新型中，所謂的動力輸出軸是指對外輸出動力的輸出軸。本實用新型中，所謂的動力裝置是指從所述自由活塞負(fù)載機構(gòu)的輸出接口獲取能量(電力或流體能量)產(chǎn)生動力的機構(gòu)。本實用新型中，所謂的目標(biāo)負(fù)荷機構(gòu)是指所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機的最終負(fù)載；例如，以所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機為車輛動力源時，所述目標(biāo)負(fù)荷機構(gòu)為車輛。本實用新型的原理是當(dāng)所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機的活塞處于往復(fù)運動時，使其能量的一部分轉(zhuǎn)換成所述飛輪的旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機的活塞處于減速運動或處于靜止?fàn)顟B(tài)時，儲存在所述飛輪中的一部分能量通過本實用新型中所公開的系統(tǒng)作用于所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機的活塞使所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機能夠正常工作；這實質(zhì)上相當(dāng)于通過電力系統(tǒng)，或通過液壓系統(tǒng)，或通過氣壓系統(tǒng)，將所述自由活塞發(fā)動機的活塞與飛輪連動，這一系統(tǒng)與通過曲柄連桿機構(gòu)將飛輪和活塞連動的曲柄連桿機構(gòu)發(fā)動機類同。本實用新型中所公開的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機利用飛輪的加速過程和減速過程實現(xiàn)能量在活塞和飛輪之間的相互傳遞，從而實現(xiàn)維持所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機的正常工作的目的。本實用新型中所公開的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機利用飛輪的加速過程和減速過程實現(xiàn)能量在活塞和飛輪之間的相互傳遞，省略了復(fù)雜的位置傳感器、速度傳感器及控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了以簡潔的方式維持自由活塞發(fā)動機正常工作的目的。本實用新型中，應(yīng)根據(jù)熱能與動力領(lǐng)域的公知技術(shù)，在必要的地方設(shè)置必要的部件、單元或系統(tǒng)。本實用新型的有益效果如下:本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，克服了自由活塞發(fā)動機實用化過程中的諸多問題。
圖1為本實用新型實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:I自由活塞發(fā)動機、2自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)、21輸出接口 A、22輸出接口 B、23接口連通通道、3正反功能機構(gòu)、31旋轉(zhuǎn)軸、4飛輪、5動力輸出軸、6動力裝置、201自由活塞發(fā)動機液壓負(fù)荷機構(gòu)、301液壓式正反功能機構(gòu)、202自由活塞發(fā)動機氣壓負(fù)荷機構(gòu)、302氣壓式正反功能機構(gòu)、203自由活塞發(fā)動機電負(fù)荷機構(gòu)、303電磁式正反功能機構(gòu)、7目標(biāo)負(fù)荷機構(gòu)。
具體實施方式
實施例1如圖1所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，包括自由活塞發(fā)動機1、自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2，所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2的輸出接口 A 21和輸出接口 B 22經(jīng)接口連通通道23連通，在所述接口連通通道23上設(shè)正反功能機構(gòu)3，所述正反功能機構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)軸31與飛輪4連接。當(dāng)所述自由活塞發(fā)動機I的活塞處于往復(fù)運動時，通過所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2以及所述正反功能機構(gòu)3將所述自由活塞發(fā)動機I的活塞的一部分能量轉(zhuǎn)換成所述飛輪4的旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)所述自由活塞發(fā)動機I的活塞處于減速運動或處于靜止?fàn)顟B(tài)時，儲存在所述飛輪4中的一部分能量再通過所述正反功能機構(gòu)3以及所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2作用于所述自由活塞發(fā)動機I的活塞，從而使得所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機能夠正常工作。實施例2如圖2所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述正反功能機構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)軸31與動力輸出軸5連接，即所述正反功能機構(gòu)3除了將一部分能量儲存在所述飛輪4中外,還可以對外輸出動力。實施例3如圖3所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:在所述接口連通通道23上設(shè)動力裝置6，所述動力裝置6與動力輸出軸5連接，即由所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2輸出的能量一部分通過所述正反功能機構(gòu)3儲存在所述飛輪4中，另一部分則通過所述動力裝置6以及與其連接的所述動力輸出軸5轉(zhuǎn)化為對外輸出的動力。實施例4如圖4所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2設(shè)為自由活塞發(fā)動機液壓負(fù)荷機構(gòu)201，所述正反功能機構(gòu)3設(shè)為液壓式正反功能機構(gòu)301。具體地,所述自由活塞發(fā)動機液壓負(fù)荷機構(gòu)201或所述液壓式正反功能機構(gòu)301可以是泵功能和馬達功能可以相互轉(zhuǎn)換的液壓馬達。實施例5如圖5所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2設(shè)為自由活塞發(fā)動機氣壓負(fù)荷機構(gòu)202，所述正反功能機構(gòu)3設(shè)為氣壓式正反功能機構(gòu)302。具體地,所述自由活塞發(fā)動機氣壓負(fù)荷機構(gòu)202或所述氣壓式正反功能機構(gòu)302可以是泵功能和馬達功能可以相互轉(zhuǎn)換的氣體馬達。實施例6如圖6所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2設(shè)為自由活塞發(fā)動機電負(fù)荷機構(gòu)203，所述正反功能機構(gòu)3設(shè)為電磁式正反功能機構(gòu)303。[0048]具體地，所述自由活塞發(fā)動機電負(fù)荷機構(gòu)203或所述電磁式正反功能機構(gòu)303可以是發(fā)電和電動功能可以相互轉(zhuǎn)換的發(fā)電機。實施例7如圖7所示的無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其與實施例1的區(qū)別在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)2的所述輸出接口 A 21和所述輸出接口 B 22分別與目標(biāo)負(fù)荷機構(gòu)7連通。顯然，本實用新型不限于以上實施例，根據(jù)本領(lǐng)域的公知技術(shù)和本實用新型所公開的技術(shù)方案，可以推導(dǎo)出或聯(lián)想出許多變型方案，所有這些變型方案，也應(yīng)認(rèn)為是本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，包括自由活塞發(fā)動機(I)、自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)(2)，其特征在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)(2)的輸出接口 A (21)和輸出接口 B (22)經(jīng)接口連通通道(23)連通，在所述接口連通通道(23)上設(shè)正反功能機構(gòu)(3)，所述正反功能機構(gòu)(3)的旋轉(zhuǎn)軸(31)與飛輪(4)連接。
2.如權(quán)利要求1所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其特征在于:所述正反功能機構(gòu)(3)的旋轉(zhuǎn)軸(31)與動力輸出軸(5)連接。
3.如權(quán)利要求1所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其特征在于:在所述接口連通通道(23)上設(shè)動力裝置(6)，所述動力裝置(6)與動力輸出軸(5)連接。
4.如權(quán)利要求1所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其特征在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)(2)設(shè)為自由活塞發(fā)動機液壓負(fù)荷機構(gòu)(201)，所述正反功能機構(gòu)(3)設(shè)為液壓式正反功能機構(gòu)(301)。
5.如權(quán)利要求1所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其特征在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)(2)設(shè)為自由活塞發(fā)動機氣壓負(fù)荷機構(gòu)(202)，所述正反功能機構(gòu)(3)設(shè)為氣壓式正反功能機構(gòu)(302)。
6.如權(quán)利要求1所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其特征在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)(2)設(shè)為自由活塞發(fā)動機電負(fù)荷機構(gòu)(203)，所述正反功能機構(gòu)(3)設(shè)為電磁式正反功能機構(gòu)(303)。
7.如權(quán)利要求1所述無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，其特征在于:所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)(2)的所述輸出接口 A (21)和所述輸出接口 B (22)分別與目標(biāo)負(fù)荷機構(gòu)(7)連通。
專利摘要本實用新型公開了一種無死態(tài)自由活塞發(fā)動機，包括自由活塞發(fā)動機、自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)，所述自由活塞發(fā)動機負(fù)荷機構(gòu)的輸出接口A和輸出接口B經(jīng)接口連通通道連通，在所述接口連通通道上設(shè)正反功能機構(gòu)，所述正反功能機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸與飛輪連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，克服了自由活塞發(fā)動機實用化過程中的諸多問題。
文檔編號F02B71/04GK203067088SQ20122025868
公開日2013年7月17日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者靳北彪 申請人:摩爾動力(北京)技術(shù)股份有限公司