CN2336098Y

CN2336098Y - 对置活塞摆动式动力机组

Info

Publication number: CN2336098Y
Application number: CN 97226192
Authority: CN
Inventors: 雷良榆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1997-09-19
Publication date: 1999-09-01
Anticipated expiration: 2007-09-19

Abstract

本实用新型属于动力机械，特征是发动机串列若干排，每排双缸平行，缸中两活塞对置。分别与活塞杆、摇臂、连杆、曲轴等组成活塞同步机构，并用以起动和带动各附件。分别可构成摇臂驱动摆动式发电机机组，或以活塞直接推动的压缩机组和液压泵组，或以燃气推动涡轮的对置活塞燃气轮机组。充分结合普通对置活塞式发动机及自由活塞装置两者的优点，而克服了这两者的缺点，体积小1/3，可达更高转速功率。用途广泛。

Description

对置活塞摆动式动力机组

本发明属于动力机械领域：

活塞发动机的动力传输方式目前有：

1、机械输出方式，一般以曲柄连杆机构输出动力，少数直接以活塞输出动力、如打桩机、夯土机等、以及尚未普遍应用的旋转活塞发动机。

2、以气体介质的输出方式，如自由活塞式气体压缩机组等。

3、以液体为介质的输出方式，如内燃水泵、自由活塞液压泵机组。

4、转换为电力输出方式，为专利ZL9122478.9中的“双作用自由活塞——发电机组”，该专利还给出“双作用自由活塞——空气压缩机组和燃气轮机组”，这一专利比普通自由活塞装置的工作频率和输出功率高1倍以上，更紧凑轻小，但诸如普通自由活塞装置的调节、起动、喷油***较复杂的缺陷仍然存在，同时，其气阀***限制了自由活塞装置进一步高速高功率化。

本发明的目的是：创造一种带涡轮增压对置活塞装置，推动摇臂往复摆动，以气体、液体或电力形式输出动力，充分结合普通对置活塞式发动机和自由活塞装置两者的优点，克服这两者的缺点，成为一类新型摆动式动力机组装置。

本发明总的特征是：对置活塞摆动式动力机组由对置活塞摆动式发动机、摆动式发电机及涡轮装置组成。图1是本发明中对置活塞摆动式发动机与涡轮装置的机构。图中：1-摇臂，2-活塞杆，3-动力活塞，4-1-下气缸组，4-2-上气缸组，5-气缸进气孔道，6-活塞销，7-进气管路，8-喷油咀，9曲轴，10-涡轮增压器，11-气缸排气道，12-涡轮，13-机体，14-摇臂肖，15-连杆，16-摇臂轴，17-连杆肖。

整个机构对称布置，其特征是发动机串列若干排，每排双缸，即4-1上气缸与4-2下气缸平行。每缸中两个对置活塞3分别与活塞肖6、活塞杆2、摇臂肖14、摇臂1连杆15、曲轴9相连。组成活塞同步机构，并带动发动机各附件及用于启动发动机。

上述对称的活塞同步机构，使每缸内两个活塞相对反向运动。缸内燃气膨胀作用于动力活塞3上的力，通过活塞肖6、活塞杆2、带动两边的摇臂1摆动。摇臂的往复摆动，一方面通过连杆肖17连杆15推动曲轴9旋转。运转时，两缸交替燃烧膨胀作功。一缸喷油咀8喷油燃烧膨胀时，另一缸进行换气。实现直流二行程换气循环，其工作过程与原理与普通对置活塞相同。

图2是本发明动力机组中的涡轮装置与对置活塞摆动式发动机气缸体的联接，即图1中的A-A剖面。图中零件与图1中的标号相同。其特征是涡轮装置紧接气缸体，废气从气缸4-1,4-2的排气孔道11直接进入涡轮增压器10的涡轮。实现(普通二行程发动机所难于实现的)纯涡轮增压，增压空气通过进气管路7、气缸进气孔道5进入气缸(图1)，从而提高其动力性和经济性。

图3是本发明动力机组中摆动式发电机的机构。图中与图1中同样标号的零件相同，其他标号的零件：18-内定子，19-转子，20-外定子，21-定子磁轭激磁绕组，22-内定子臂架，23-带绝缘的传动套，24-发电机体，25-电刷，26-集电环，27-发电机轴，28-转子盘，29-联轴器，30-转子臂架。α-摇臂和发电机转子的往复摆角。

摆动式发电机位于对置活塞摆动式发动机的一侧，特征是各摇臂1通过其摇臂轴16、联轴器29与发电机轴27相联接。摇臂通过连杆推动曲轴的同时，又通过摇臂轴、联轴器直接带动发电机作同样的摆动运动，将摆动的动能转变为电能。

本发明中摆动式发电机另一特征是：转子19为薄壁圆筒形状，位于内定子18外定子20之间。二者同心布置，转子两端有集电环16装在发电机轴27带绝缘的转动套23上。其中靠近摇臂一侧的集电环直接与转子盘28转子19成一体。另一侧集电环则连接转子的转子臂架30。内定子被22穿插其间固定内定子，内、外定子的槽内外绕有相应的定子磁轭激磁绕组21。

图4是发电机电路原理。当电压为U_B的直流激磁电流I_B通过磁轭激磁绕组21时，内、外定子间产生磁场的磁通分布如图3中的虚线(类似普通直流单级电机磁通分布)所示，当转子往复摆动切割磁场磁通时，感应产生交变电流通过两端集电环26电刷25输出。交变电流的频率等于摇臂及转子的往复摆动频率。接近正弦波形。输出电压U电流I的大小则取决于往复频率及振幅α的大小。

以下是本发明的一个实施例：

名称：双缸对置活塞摆动式发电机组。

发动机型式：双缸二行程对置活塞式发动机。

发电机型式：往复摆动式他激交流发电机。

同步机构型式：双对称布置4杆机构。

增压器型式：脉冲式纯涡轮增压。

换气型式：对置活塞气孔式直流换气。

气缸直径/活塞行程(毫米)80/100

气缸容积(升)2

气缸中心距(毫米)240

摇臂转子往复摆角：48°

额定工况参数：

摇臂及转子摆动频率(次/秒)：50

同步曲轴转速：(转/分)：3000

活塞速度(米/秒)：100

增压压力(千帕)：220

平均有效压力(千帕)：110

公升功率(千瓦/升)：50

发电机功率(千瓦)：100

比耗油量(克/千瓦小时)：220

外形尺寸(长*宽*高，毫米)：600*700*400

重量(公斤)：580

比容积(外形体积/功率升/千瓦)：1.68

比重量(重量/功率，公斤/千瓦)：5.8

本发明的优点是：

1、本机组具有普通自由活塞机组及对置活塞式发动机的全部优点。而克服了这两者缺点，具有更高转速和更高功率。排气定时相位适当地提前于进气定时相位，并实现了纯涡轮增压，简单可靠动力性及经济性更好。

2、本机组中的曲轴连杆机构，只用于保证各活塞的同步运动、起动及驱动各附件，并不输出动力。载荷比对应普通发动机曲柄连杆机构小得多。故可更轻小紧凑，可靠性高。

3、本机组可制成多种系列装置，直接以摇臂驱动摆动式发电机，不需中间传动装置，简化了机构与结构。即使单排双缸装置工作也有足够的均匀性。

4、本机组双缸装置可依次串联排成双排4缸、3排6缸、4排8缸等多排多缸装置，满足系列化、标准化、通用化要求。而且结构更紧凑，外形体积比同类普通二行程发动机小1/3以上，比普通柴油发电机组小1/2，重量轻1/2以上。

本发明可以很方便组成可移动的直接发电装簧。用于军用、民用、电力、工农业、交通等各个方向。

Claims

1、对置活塞摆动式动力机组，特征是其动力机组由对置活塞摆动式发动机、摆动式发电机、涡轮装置组成。

2、根据权利要求1所述的对置活塞摆动式动力机组，其特征是其中对置活塞摆动式发动机各气缸串列若干排，每排双缸平行，缸中两活塞对置并分别与活塞杆、摇臂、连杆、曲轴等组成活塞同步机构，同时带动各附件及起动装置。

3、根据权利要求1所述的对置活塞摆动式动力机组，其特征是对置活塞摆动式发动机的各摇臂通过摇臂轴、联轴器与摆动式发电机轴相连。

4、根据权利要求1所述的对置活塞摆动式动力机组，其特征是其中摆动式发电机中的发电机轴上装有带绝缘的传动套和转子，发电机轴的另一端与联轴器和摇臂轴联接，其中转子为薄壁圆筒形，位于内定子和外定子之间，三者同心布置，转子两端集电环装在发电机轴带绝缘的传动套上，内、外定子的槽内绕有激磁绕组线圈。

5、根据权利要求1所述的对置活塞摆动式动力机组，其特征是动力机组中的涡轮装置的位置，紧接气缸体内的排气孔道。