專利名稱：一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，屬于能源動(dòng)力領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)是近年來(lái)興起的一種新型動(dòng)力裝置，其整個(gè)系統(tǒng)包含內(nèi)燃機(jī)與直線電機(jī)兩大模塊。內(nèi)燃機(jī)模塊與直線電機(jī)模塊之間一般通過(guò)連桿直接相連，前者通過(guò)熱能轉(zhuǎn)化而來(lái)的機(jī)械能能夠在直線電機(jī)中直接轉(zhuǎn)化為電能并向外輸出。得益于其較短的動(dòng)力傳送鏈，其機(jī)械損失比傳統(tǒng)機(jī)型更低。因而在總體效率上，自由活塞式內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)有更高的提升空間。應(yīng)對(duì)能源問(wèn)題，它也有更大的潛力。自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)模塊與傳統(tǒng)機(jī)型在工作原理上沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，均屬于活塞往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)，同樣需要先壓縮缸內(nèi)空氣，爾后燃燒燃料推動(dòng)活塞作功。壓縮缸內(nèi)氣體便需要某種裝置對(duì)其賦予初始能量，此即起動(dòng)裝置的作用。在傳統(tǒng)機(jī)型上，通過(guò)啟動(dòng)電機(jī)與飛輪的組合裝置可以很好地解決這一問(wèn)題。然而在自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)并不存在飛輪裝置，所以需要專門開發(fā)一種裝置用于它的起動(dòng)過(guò)程。根據(jù)活塞式內(nèi)燃機(jī)一般原理，要促使內(nèi)燃機(jī)正常工作，活塞除需要足夠的動(dòng)能將空氣壓縮到足夠壓力與溫度條件外，還需要足夠的速度保證足夠短的起動(dòng)時(shí)間。這些條件均需要通過(guò)合適的起動(dòng)裝置賦予。在動(dòng)力裝置完成起動(dòng)之后，繼續(xù)將起動(dòng)裝置與動(dòng)力裝置連接，會(huì)導(dǎo)致一部分輸出功率被起動(dòng)裝置吸收耗散，造成無(wú)謂的功率損失。這種耗散可能產(chǎn)生于摩擦損失、泵氣損失、發(fā)電損失等等諸多方面，依不同起動(dòng)裝置形式而異。因此起動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)具備在起動(dòng)工作完成后與動(dòng)力裝置斷開連接的能力。在傳統(tǒng)機(jī)型上，此問(wèn)題通過(guò)啟動(dòng)電機(jī)的單向離合器與齒輪撥動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。在自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)上，這一問(wèn)題還需要解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即為了解決以往技術(shù)中自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)的起動(dòng)以及起動(dòng)后起動(dòng)裝置脫離的問(wèn)題，提出一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置。本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，主要包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)能裝置、控制裝置。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)組和第二傳動(dòng)組，其中第一傳動(dòng)組包括第一齒條連桿、第一齒輪、第一傳動(dòng)軸，第二傳動(dòng)組包括第二齒條連桿、第二齒輪、第二傳動(dòng)軸。離合機(jī)構(gòu)采用盤式離合器。儲(chǔ)能裝置采用沖擊氣缸?？刂蒲b置包括位移傳感器和控制系統(tǒng)。其連接關(guān)系為:第一齒條連桿與第一齒輪連接組成齒輪齒條組，第一齒輪與第一傳動(dòng)軸一端保持剛性連接，第一傳動(dòng)軸的另一端與盤式離合器的一側(cè)保持剛性聯(lián)接。第二齒條連桿與第二齒輪、第二齒輪與第二傳動(dòng)軸以同樣形式連接。第二傳動(dòng)軸與盤式離合器的另一側(cè)保持剛性聯(lián)接。位移傳感器放置于第二齒條連桿旁，使其能夠探測(cè)第二齒條連桿的位移變化?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)電纜分別與盤式離合器和位移傳感器連接。儲(chǔ)能裝置與第一齒條連桿一端剛性連接。第二齒條連桿兩端分別連接自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)的直線電機(jī)模塊和活塞其中一側(cè)的內(nèi)燃機(jī)模塊。本發(fā)明的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，工作狀態(tài)分起動(dòng)工作狀態(tài)與脫離工作狀態(tài)。在起動(dòng)工作狀態(tài)下，盤式離合器兩側(cè)在控制系統(tǒng)控制下保持相互貼合，此時(shí)儲(chǔ)能裝置推動(dòng)第一齒輪連桿運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)第一齒輪、第一傳動(dòng)軸、盤式離合器、第二傳動(dòng)軸、第二齒輪一起旋轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)第二齒條連桿運(yùn)動(dòng)。以此推動(dòng)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)開始工作。當(dāng)?shù)诙X條連桿到達(dá)指定位置后，位移傳感器返回信號(hào)，控制系統(tǒng)依據(jù)信號(hào)控制盤式離合器兩側(cè)分離，此時(shí)起動(dòng)裝置進(jìn)入脫離工作狀態(tài)。在脫離工作狀態(tài)下儲(chǔ)能裝置、第一傳動(dòng)組與自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械連接關(guān)系。有益效果本發(fā)明良好的解決了自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)的起動(dòng)問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)正常的冷起動(dòng)過(guò)程。同時(shí)，本發(fā)明完整解決了自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置脫離問(wèn)題，使得自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的功率不會(huì)被起動(dòng)裝置消耗。


圖1是實(shí)施例的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1 一儲(chǔ)能裝置；2—第一齒條連桿；3—第一齒輪；4一第一傳動(dòng)軸；5—盤式尚合器；6—第二傳動(dòng)軸；7—第二齒輪；8—第二齒條連桿；9一位移傳感器；10—控制系統(tǒng)；11一直線電機(jī)；12—左側(cè)內(nèi)燃機(jī)模塊；13—右側(cè)內(nèi)燃機(jī)模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明的一種自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，它主要包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)能裝置、控制裝置。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一齒條連桿2、第一齒輪3、第一傳動(dòng)軸4、第二齒條連桿8、第二齒輪7、第二傳動(dòng)軸6，分別構(gòu)成第一傳動(dòng)組、第二傳動(dòng)組。離合機(jī)構(gòu)為盤式離合器5。儲(chǔ)能裝置I采用沖擊氣缸?？刂蒲b置包括位移傳感器9與控制系統(tǒng)10。第一齒條連桿2與第一齒輪3連接組成第一齒輪齒條組,第一齒輪與3第一傳動(dòng)軸4 一端保持剛性連接，第一傳動(dòng)軸4的另一端與盤式離合器5的一側(cè)保持剛性聯(lián)接。以此類推，第二齒條連桿8與第二齒輪7、第二齒輪7與第二傳動(dòng)軸6以同樣形式連接。第二傳動(dòng)軸6與盤式離合器5的另一側(cè)保持剛性聯(lián)接。位移傳感器9安裝于第二齒條連桿8附近?？刂葡到y(tǒng)10通過(guò)電纜分別與盤式離合器5和位移傳感器9連接。儲(chǔ)能裝置I與第一齒條連桿2剛性連接。第二齒條連桿8兩端分別連接自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)的直線電機(jī)模塊11和右側(cè)的內(nèi)燃機(jī)模塊13。
I)起動(dòng)工作狀態(tài)。盤式離合器5兩側(cè)在控制系統(tǒng)10控制下保持相互貼合，此時(shí)儲(chǔ)能兀件I推動(dòng)第一齒輪連桿2運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)第一齒輪3、第一傳動(dòng)軸4、盤式離合器5、第二傳動(dòng)軸6、第二齒輪7 —起旋轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)第二齒條連桿8運(yùn)動(dòng)。第二齒條連桿8推動(dòng)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)開始工作。2)脫離工作狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙X條連桿8運(yùn)動(dòng)IOOmm后，位移傳感器9返回信號(hào)，控制系統(tǒng)依據(jù)信號(hào)控制盤式離合器5兩側(cè)分離，此時(shí)起動(dòng)裝置進(jìn)入脫離工作狀態(tài)。在脫離工作狀態(tài)下儲(chǔ)能元件1、第一傳動(dòng)組與自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械連接關(guān)系，不存在功率損耗。僅第二傳動(dòng)組與自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)保持機(jī)械連接關(guān)系。
權(quán)利要求
1.一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，其特征在于:包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)能裝置、控制裝置； 其中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)組和第二傳動(dòng)組，第一傳動(dòng)組包括第一齒條連桿、第一齒輪、第一傳動(dòng)軸，第二傳動(dòng)組包括第二齒條連桿、第二齒輪、第二傳動(dòng)軸； 離合機(jī)構(gòu)采用盤式離合器； 儲(chǔ)能裝置采用沖擊氣缸； 控制裝置包括位移傳感器和控制系統(tǒng)； 其連接關(guān)系為:第一齒條連桿與第一齒輪連接組成齒輪齒條組，第一齒輪與第一傳動(dòng)軸一端保持剛性連接，第一傳動(dòng)軸的另一端與盤式離合器的一側(cè)保持剛性聯(lián)接；第二齒條連桿與第二齒輪、第二齒輪與第二傳動(dòng)軸以同樣形式連接；第二傳動(dòng)軸與盤式離合器的另一側(cè)保持剛性聯(lián)接；位移傳感器放置于第二齒條連桿旁，能夠探測(cè)第二齒條連桿的位移變化；控制系統(tǒng)通過(guò)電纜分別與盤式離合器和位移傳感器連接；儲(chǔ)能裝置與第一齒條連桿一端剛性連接；第二齒條連桿兩端分別連接自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)的直線電機(jī)模塊和活塞其中一側(cè)的內(nèi)燃機(jī)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，其特征在于:工作狀態(tài)分起動(dòng)工作狀態(tài)與脫離工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，其特征在于:在起動(dòng)工作狀態(tài)下，盤式離合器兩側(cè)在控制系統(tǒng)控制下保持相互貼合，此時(shí)儲(chǔ)能裝置推動(dòng)第一齒輪連桿運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)第一齒輪、第一傳動(dòng)軸、盤式離合器、第二傳動(dòng)軸、第二齒輪一起旋轉(zhuǎn)，最終帶動(dòng)第二齒條連桿運(yùn)動(dòng)；推動(dòng)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)開始工作；當(dāng)?shù)诙X條連桿到達(dá)指定位置后，位移傳感器返回信號(hào)，控制系統(tǒng)依據(jù)信號(hào)控制盤式離合器兩側(cè)分離，此時(shí)起動(dòng)裝置進(jìn)入脫離工作狀態(tài)；在脫離工作狀態(tài)下儲(chǔ)能裝置、第一傳動(dòng)組與自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)沒(méi)有機(jī)械連接關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶脫離機(jī)構(gòu)的自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置，屬于能源動(dòng)力領(lǐng)域。具體包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、離合機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)能裝置、控制裝置。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一傳動(dòng)組和第二傳動(dòng)組，離合機(jī)構(gòu)采用盤式離合器，儲(chǔ)能裝置采用沖擊氣缸，控制裝置包括位移傳感器和控制系統(tǒng)。本發(fā)明良好的解決了自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)的起動(dòng)問(wèn)題，可實(shí)現(xiàn)自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)正常的冷起動(dòng)過(guò)程。同時(shí)，本發(fā)明完整解決了自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)起動(dòng)裝置脫離問(wèn)題，使得自由活塞內(nèi)燃發(fā)電動(dòng)力系統(tǒng)在工作狀態(tài)下產(chǎn)生的功率不會(huì)被起動(dòng)裝置消耗。
文檔編號(hào)F02B71/02GK103174511SQ20131012525
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月11日
發(fā)明者馮慧華, 賈博儒, 左正興, 李林可, 宋豫 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)