CN102748131B - 无死态自由活塞发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无死态自由活塞发动机，包括自由活塞发动机、自由活塞发动机负荷机构，所述自由活塞发动机负荷机构的输出接口A和输出接口B经接口连通通道连通，在所述接口连通通道上设正反功能机构，所述正反功能机构的旋转轴与飞轮连接。本发明结构简单、成本低，克服了自由活塞发动机实用化过程中的诸多问题。
Description
技术领域
本发明涉及热能与动力领域，尤其是一种自由活塞发动机。
背景技术
自由活塞发动机具有效率高、结构简单等优势，但是由于当活塞处于静止状态时，整个自由活塞发动机均处于静止状态，所以需要通过电力***或液压***对自由活塞发动机进行拖动，以维持自由活塞发动机的正常运转。而传统电力拖动***中必须有蓄电池，传统液压拖动***中必须有压力蓄能罐，不仅如此还需要复杂的控制***。正是这一原因，使自由活塞发动机的应用受到了限制，因此，需要发明一种不需要控制***，也不需要蓄电池或压力蓄能罐就能正常工作的自由活塞发动机。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：
一种无死态自由活塞发动机，包括自由活塞发动机、自由活塞发动机负荷机构，所述自由活塞发动机负荷机构的输出接口A和输出接口B经接口连通通道连通，在所述接口连通通道上设正反功能机构，所述正反功能机构的旋转轴与飞轮连接。
所述正反功能机构的旋转轴与动力输出轴连接。
在所述接口连通通道上设动力装置，所述动力装置与动力输出轴连接。
所述自由活塞发动机负荷机构设为自由活塞发动机液压负荷机构，所述正反功能机构设为液压式正反功能机构。
所述自由活塞发动机负荷机构设为自由活塞发动机气压负荷机构，所述正反功能机构设为气压式正反功能机构。
所述自由活塞发动机负荷机构设为自由活塞发动机电负荷机构，所述正反功能机构设为电磁式正反功能机构。
所述自由活塞发动机负荷机构的输出接口A和输出接口B分别与目标负荷机构连通。
本发明中，所谓的无死态自由活塞发动机是指当自由活塞发动机的活塞处于静止状态时，自由活塞发动机***内仍然作旋转运动的机构，从而使自由活塞发动机在活塞处于静止状态时仍然可以使活塞由静止状态转为运动状态。
本发明中，所谓的自由活塞发动机负荷机构是指在自由活塞发动机的活塞往复运动作用下产生电或产生压缩气体或产生压力液体，而在电力、压缩气体或压力液体的作用下能够使自由活塞发动机的活塞产生往复运动的机构，例如发电和电动功能可以相互转换的发电机、泵功能和马达功能可以相互转换的液压马达或气体马达等。
本发明中，所谓的输出接口是指将自由活塞发动机负荷机构的能量输出的接口，可以是电力输出端子，也可以是流体输出回路接口。
本发明中，所谓正反功能机构是指在电力的作用下产生旋转运动，在旋转运动的作用下产生电的机构，或者是指在流体流动的作用下产生旋转运动，在旋转运动的作用下产生流体流动的机构，例如：发电和电动功能可以相互转换的发电机、泵功能和马达功能可以相互转换的液压马达或气体马达等。
本发明中，所谓的动力输出轴是指对外输出动力的输出轴。
本发明中，所谓的动力装置是指从所述自由活塞负载机构的输出接口获取能量（电力或流体能量）产生动力的机构。
本发明中，所谓的目标负荷机构是指所述无死态自由活塞发动机的最终负载；例如，以所述无死态自由活塞发动机为车辆动力源时，所述目标负荷机构为车辆。
本发明的原理是当所述无死态自由活塞发动机的活塞处于往复运动时，使其能量的一部分转换成所述飞轮的旋转运动，当所述无死态自由活塞发动机的活塞处于减速运动或处于静止状态时，储存在所述飞轮中的一部分能量通过本发明中所公开的***作用于所述无死态自由活塞发动机的活塞使所述无死态自由活塞发动机能够正常工作；这实质上相当于通过电力***，或通过液压***，或通过气压***，将所述自由活塞发动机的活塞与飞轮连动，这一***与通过曲柄连杆机构将飞轮和活塞连动的曲柄连杆机构发动机类同。
本发明中所公开的无死态自由活塞发动机利用飞轮的加速过程和减速过程实现能量在活塞和飞轮之间的相互传递，从而实现维持所述无死态自由活塞发动机的正常工作的目的。
本发明中所公开的无死态自由活塞发动机利用飞轮的加速过程和减速过程实现能量在活塞和飞轮之间的相互传递，省略了复杂的位置传感器、速度传感器及控制***，实现了以简洁的方式维持自由活塞发动机正常工作的目的。
本发明中，应根据热能与动力领域的公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或***。
本发明的有益效果如下：
本发明结构简单、成本低，克服了自由活塞发动机实用化过程中的诸多问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图；
图3为本发明实施例3的结构示意图；
图4为本发明实施例4的结构示意图；
图5为本发明实施例5的结构示意图；
图6为本发明实施例6的结构示意图；
图7为本发明实施例7的结构示意图。
图中：
1自由活塞发动机、2自由活塞发动机负荷机构、21输出接口A、22输出接口B、23接口连通通道、3正反功能机构、31旋转轴、4飞轮、5动力输出轴、6动力装置、201自由活塞发动机液压负荷机构、301液压式正反功能机构、202自由活塞发动机气压负荷机构、302气压式正反功能机构、203自由活塞发动机电负荷机构、303电磁式正反功能机构、7目标负荷机构。
具体实施方式
实施例1
如图1所示的无死态自由活塞发动机，包括自由活塞发动机1、自由活塞发动机负荷机构2，所述自由活塞发动机负荷机构2的输出接口A 21和输出接口B 22经接口连通通道23连通，在所述接口连通通道23上设正反功能机构3，所述正反功能机构3的旋转轴31与飞轮4连接。
当所述自由活塞发动机1的活塞处于往复运动时，通过所述自由活塞发动机负荷机构2以及所述正反功能机构3将所述自由活塞发动机1的活塞的一部分能量转换成所述飞轮4的旋转运动，当所述自由活塞发动机1的活塞处于减速运动或处于静止状态时，储存在所述飞轮4中的一部分能量再通过所述正反功能机构3以及所述自由活塞发动机负荷机构2作用于所述自由活塞发动机1的活塞，从而使得所述无死态自由活塞发动机能够正常工作。
实施例2
如图2所示的无死态自由活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述正反功能机构3的旋转轴31与动力输出轴5连接，即所述正反功能机构3除了将一部分能量储存在所述飞轮4中外，还可以对外输出动力。
实施例3
如图3所示的无死态自由活塞发动机，其与实施例1的区别在于：在所述接口连通通道23上设动力装置6，所述动力装置6与动力输出轴5连接，即由所述自由活塞发动机负荷机构2输出的能量一部分通过所述正反功能机构3储存在所述飞轮4中，另一部分则通过所述动力装置6以及与其连接的所述动力输出轴5转化为对外输出的动力。
实施例4
如图4所示的无死态自由活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述自由活塞发动机负荷机构2设为自由活塞发动机液压负荷机构201，所述正反功能机构3设为液压式正反功能机构301。
具体地，所述自由活塞发动机液压负荷机构201或所述液压式正反功能机构301可以是泵功能和马达功能可以相互转换的液压马达。
实施例5
如图5所示的无死态自由活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述自由活塞发动机负荷机构2设为自由活塞发动机气压负荷机构202，所述正反功能机构3设为气压式正反功能机构302。
具体地，所述自由活塞发动机气压负荷机构202或所述气压式正反功能机构302可以是泵功能和马达功能可以相互转换的气体马达。
实施例6
如图6所示的无死态自由活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述自由活塞发动机负荷机构2设为自由活塞发动机电负荷机构203，所述正反功能机构3设为电磁式正反功能机构303。
具体地，所述自由活塞发动机电负荷机构203或所述电磁式正反功能机构303可以是发电和电动功能可以相互转换的发电机。
实施例7
如图7所示的无死态自由活塞发动机，其与实施例1的区别在于：所述自由活塞发动机负荷机构2的所述输出接口A 21和所述输出接口B 22分别与目标负荷机构7连通。
显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种无死态自由活塞发动机，包括自由活塞发动机（1）、自由活塞发动机负荷机构（2），其特征在于：所述自由活塞发动机负荷机构（2）的输出接口A（21）和输出接口B（22）经接口连通通道（23）连通，在所述接口连通通道（23）上设正反功能机构（3），所述正反功能机构（3）的旋转轴（31）与飞轮（4）连接。
2.如权利要求1所述无死态自由活塞发动机，其特征在于：所述正反功能机构（3）的旋转轴（31）与动力输出轴（5）连接。
3.如权利要求1所述无死态自由活塞发动机，其特征在于：在所述接口连通通道（23）上设动力装置（6），所述动力装置（6）与动力输出轴（5）连接。
4.如权利要求1所述无死态自由活塞发动机，其特征在于：所述自由活塞发动机负荷机构（2）设为自由活塞发动机液压负荷机构（201），所述正反功能机构（3）设为液压式正反功能机构（301）。
5.如权利要求1所述无死态自由活塞发动机，其特征在于：所述自由活塞发动机负荷机构（2）设为自由活塞发动机气压负荷机构（202），所述正反功能机构（3）设为气压式正反功能机构（302）。
6.如权利要求1所述无死态自由活塞发动机，其特征在于：所述自由活塞发动机负荷机构（2）设为自由活塞发动机电负荷机构（203），所述正反功能机构（3）设为电磁式正反功能机构（303）。
7.如权利要求1所述无死态自由活塞发动机，其特征在于：所述自由活塞发动机负荷机构（2）的所述输出接口A（21）和所述输出接口B（22）分别与目标负荷机构（7）连通。
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