[发明专利]单缸自由活塞式发动机及其工作方法

说明书

本申请涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种单缸自由活塞式发动机及其工作方法，单缸自由活塞式发动机包括：缸体、电机壳体、底座、活塞运动组件以及线圈；电机壳体与缸体相连接，线圈位于电机壳体的内壁上；缸体内设置有通道，且通道与电机壳体内部相连通形成运动空腔；活塞运动组件包括导向轴、活塞、永磁体和弹簧；导向轴位于电机壳体内，永磁体与活塞相连接，活塞套设于导向轴上；活塞能够带动永磁体沿导向轴在运动空腔内往复运动，切割线圈的磁感线发电；弹簧用于反向推动活塞使其实现往复运动；底座上设置有进气阀，气体进入缸体的通道内与油气混合并燃烧，给予活塞以推动力，使活塞能够往复运动。

技术领域

本申请涉及发动机技术领域，尤其是涉及一种单缸自由活塞式发动机及其工作方法。

背景技术

目前，新能源动力是未来的发展趋势，当前市场上常见的新能源动力以纯电动和油电混合为主，纯电动车动力强劲，安静，振动小，但受限于续航里程，油电混合可实现节能和较长里程续航等优点，但动力总成体积大，质量重，依然存在传统内燃机热效率低等问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种单缸自由活塞式发动机及其工作方法，以解决现有技术中存在的以油电混合为新能源动力的动力混合总成体积大、质量重、热效率低的技术问题。

本申请提供了一种单缸自由活塞式发动机，包括：缸体、电机壳体、底座、活塞运动组件以及线圈；

其中，所述电机壳体的一端设置有底座，所述电机壳体的另一端与所述缸体相连接，所述线圈位于所述电机壳体的内壁上；所述缸体内设置有通道，且所述通道与所述电机壳体内部相连通形成运动空腔；

所述活塞运动组件包括导向轴、活塞、永磁体和弹簧；所述导向轴位于所述电机壳体内，且所述导向轴的一端与所述底座相连接；所述永磁体与所述活塞相连接，所述活塞套设于所述导向轴上；所述活塞能够带动所述永磁体沿所述导向轴的轴线方向在所述运动空腔内往复运动，用于切割所述线圈的磁感线；所述弹簧也套设于所述导向轴上，且所述弹簧的一端与所述底座相连接，所述弹簧的另一端通过弹簧座与所述活塞相连接；

所述底座上设置有进气阀，所述缸体上设置有进气道，所述进气阀通过所述运动空腔与所述进气道相连通。

进一步地，所述缸体远离所述电机壳体的一端设置有缸盖，所述缸盖上嵌设有喷油器和火花塞；

所述喷油器用于向所述通道内喷油，所述火花塞用于引燃置于所述通道内的油和空气的混合物。

进一步地，所述缸体上还设置有排气道，所述排气道的一端与所述缸体的通道相连通，所述排气道的另一端与外界相连通。

进一步地，所述进气阀为单向阀。

进一步地，所述活塞为阶梯轴状结构，其一端为头部，另一端为尾部；所述头部能够伸入发动机缸体内；

所述活塞的头部设置有楔形结构，用于使所述发动机缸体内的气体产生涡流。

进一步地，所述活塞内沿其轴向设置有内孔，所述内孔贯穿所述活塞的尾部，所述活塞通过所述内孔套设于所述导向轴上；

所述活塞所述导向轴的截面桃形凸轮状结构，所述活塞与所述导向轴相适配。

进一步地，所述导向轴靠近所述活塞尾部的位置设置有传感器，所述活塞上设置有信号齿。

进一步地，所述信号齿包括上止点信号齿和下止点信号齿，所述上止点信号齿设置于所述活塞的所述头部处，所述下止点信号齿设置于所述活塞的头部与尾部之间；

所述上止点信号齿的数量为一个，所述下止点信号齿的数量为两个，所述上止点信号齿和两个所述下止点信号齿位置的连线平行于所述活塞的轴线。