[发明专利]一种分缸式四冲程自由活塞发电机及工作方法

权利要求书

1.一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：一种分缸式四冲程自由活塞发电机，它包括直线发电机组及布置在直线发电机组左右两端的两套内燃机组，其中所述直线发电机组包括壳体(2)、动子芯轴(4)、定子线圈(1)以及发电机动子(3)，所述动子芯轴(4 )活动穿装在壳体(2)上，且所述动子芯轴(4)包括主轴体(41)及两两对称固装在主轴体(41)两端的连接轴(42)，所述定子线圈(1)固装在壳体(2)内且同轴套设在动子芯轴(4)外部，所述发电机动子(3)同轴固装在主轴体(41)上且位于定子线圈(1)与主轴体(41)之间；

每套内燃机组均包括高压气缸及低压气缸，其中所述高压气缸包括高压缸体(14)及高压活塞(15)，高压缸体(14)的封闭端安装有喷油器(16)、高压进气阀(13)及高压排气阀(17)，所述低压气缸包括低压缸体(8)及低压活塞(9)，低压缸体(8)的封闭端安装有低压进气阀(6)、低压排气阀(7)、废气进气口(11)及空气出口阀(10)；

在左侧的低压气缸的空气出口阀与右侧的高压气缸的高压进气阀之间连接设置有一中冷器(12)，在右侧的低压气缸的空气出口阀与左侧的高压气缸的高压进气阀之间也设有一中冷器，在左侧的高压气缸的高压排气阀与右侧的低压气缸的废气进气口之间连接设置有一废气连通管(18)，在右侧的高压气缸的高压排气阀与左侧的低压气缸的废气进气口之间也设有一废气连通管；

两个高压活塞(15)及两个低压活塞(9)一一对应与四个连接轴(42)固接，实现两套内燃机组的同步动作；

每个工作循环内活塞往复运动两个周期，每个周期内左右两边的高、低压活塞从其上止点或其下止点运动到各自的下止点或上止点，然后再返回初始的上止点或下止点；在任意时刻，两个高压活塞和两个低压活塞的空间相对位置固定；

所述工作方法具体包括如下步骤：

步骤一，第一个周期内左侧的高、低压活塞从其上止点运动到其下止点，右侧的高、低压活塞则从其下止点运动到其上止点：此时左侧的低压气缸设置为进气行程，左侧的高压气缸设置为作功行程，右侧的低压气缸设置为压缩行程，右侧的高压气缸设置为压缩行程；

步骤二，第一个周期内左侧的高、低压活塞从其下止点运动到其上止点，右侧的高、低压活塞则从其上止点运动到其下止点：此时左侧的低压气缸设置为压缩行程，左侧的高压气缸设置为排气行程，右侧低压气缸设置为膨胀行程，右侧的高压气缸设置为作功行程；

步骤三，第二个周期内左侧的高、低压活塞从其上止点运动到其下止点，右侧的高、低压活塞则从其下止点运动到其上止点：左侧的低压气缸设置为膨胀行程，左侧的高压气缸设置为进气行程，右侧的低压气缸设置为排气行程，右侧的高压气缸设置为排气行程；

步骤四，第二个周期内左侧高、低压活塞从其下止点运动到其上止点，右侧的高、低压活塞则从其上止点运动到其下止点：此时左侧的低压气缸设置为排气行程，左侧的高压气缸设置为压缩行程，右侧的低压气缸设置为进气行程，右侧的高压气缸设置为进气行程；

至此，一种分缸式四冲程自由活塞发电机一个完整的工作循环结束。

2.根据权利要求1所述的一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：发电机动子(3)的两端与壳体(2)之间分别固装有弹簧(5)。

3.根据权利要求1所述的一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：低压气缸与高压气缸的行程相同。

4.根据权利要求1所述的一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：高压缸体(14)的体积及内径均小于低压缸体(8)的体积及内径。

5.根据权利要求1所述的一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：在高压活塞(15)上及低压活塞(9)上均安装有活塞环。

6.根据权利要求1所述的一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：高压缸体(14)与低压缸体(8)上均安装有气缸盖，且每个气缸盖上均装有温度传感器、压力传感器和位移传感器，所述温度传感器和压力传感器用来测量各个气缸内的温度和压力，所述位移传感器用来测量各个气缸内活塞的位置和运动速度。

7.根据权利要求1所述的一种分缸式四冲程自由活塞发电机的工作方法，其特征在于：每个高压缸体(14)上安装的两个高压进气阀(13)。