一种单活塞直线发电引擎 【技术领域】
本发明的一种单活塞直线发电引擎，属于内燃发电机技术领域。
背景技术
现有内燃发电机组通常使用传统内燃机与发电机结合的方式。传统内燃机由于其固有的结构和原理限制，在效率、能源和环境问题上存在先天的不足。例如，曲柄连杆机构带来的惯性力和不平衡性，使得机械和能量转换传递效率大大降低，不可避免地造成整机的剧烈振动，并引起噪声，再通过车厢内部的传播，这一系列的噪声污染引起驾乘人员的不适；由于燃烧条件的限制，燃油燃烧不充分，再加上其中燃料污染物的影响，燃烧产物中存在大量的氮氧化物和硫化物，这些物质对清洁排放和环境保护是致命的。同时，在发电机组运行过程中，由于上述内燃机缺陷，使得发电机运行状态很不稳定，为此，增加了体积庞大的传动装置以稳定内燃机动力性，而且考虑到内燃机散热和系统控制的要求，又需要增加附件，例如冷却系统，废弃循环系统，内燃机启动系统，发电机电流调理系统和发电机组综合匹配系统，这些系统庞大而复杂，成本高。从能源效率来看，从燃料化学能传递到内燃机曲轴旋转机械能，再由传动装置传递到发电机动力旋转机械能，最终转化为电能输出，整个能量链长，又由于传热、散热、尾气排放和机械摩擦等能量损耗，整机系统能量传递效率低，代价大，浪费宝贵的石油资源。
【发明内容】
本发明的目的是为了提高现有曲柄连杆内燃机组能量转换效率，提出一种单活塞直线发电引擎。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种单活塞直线发电引擎，包括缸体A、缸体B、压缩弹簧、接触块、次级永磁体、支架、主轴、活塞、端盖、活塞环、初级铁芯、绕组、隔热垫片、滑动轴承、气缸套和火花塞；其连接关系为：缸体B为一套筒，其外壁为锯齿形，用于散热；在缸体B的内腔套有初级铁芯，初级铁芯为一带有空腔的圆柱体，在初级铁芯的内壁均匀挖有凹槽，绕组嵌入初级铁芯的凹槽内并与初级铁芯固定连接；在初级铁芯的空腔内以及缸体B底部的中心位置固定有压缩弹簧，压缩弹簧与接触块固定连接；次级永磁体与支架通过磁力连接，支架与初级铁芯的空腔之间设有一定的间隙，使支架带动次级永磁体、接触块以及压缩弹簧在初级铁芯的空腔内滑动；次级永磁体为1个或1个以上；主轴为阶梯状的圆柱，支架与主轴直径小的一端固定连接，主轴直径大的一端与带有活塞环的活塞固定连接；在活塞的外部安装有气缸套，气缸套为一套筒，气缸套的顶部中心处开有一通孔，气缸套的末端安有端盖，端盖为一中空的圆盘，端盖的内部嵌有滑动轴承，滑动轴承与主轴滑动连接；在端盖与初级铁芯之间垫有隔热垫片，在隔热垫片的两侧开有通孔用于初级铁芯的内腔中气体与外界气体的交换；缸体A为一套筒，其外壁为锯齿形，用于散热，缸体A套在气缸套的外部；缸体A的顶部的中心位置开有通孔安装有火花塞，火花塞的末端通过气缸套顶部的通孔与气缸套的内腔连通；缸体A与缸体B通过螺栓固定连接。
工作过程：
在内燃机做功过程中，缸体A内燃料通过火花塞点火燃烧，气体膨胀做功推动活塞与主轴在初级铁芯的空腔中向右作直线运动，次级永磁体切割磁感线在绕组中产生感应电动势和感应电流，向外输出电能同时压缩弹簧，弹簧储存部分能量，活塞的活塞环通过气孔后内部燃气及尾气通过气孔排出；
当活塞到达下止点时，弹簧释放能量，推动主轴与活塞向上止点运动，压缩缸体A内气体，同时外部燃料通过气孔进入缸体A中，等待活塞到达上止点处，缸体A内气体被压缩使火花塞点火进入到做功行程。
有益效果
本发明没有曲柄连杆机构，避免了传统结构的惯性力，具有良好的平衡性，去除了曲轴扭振，减弱了整机振动和噪声，提高了机械效率；整机外侧安装风冷散热片，表面积较大，有效地进行冷却散热，提高冷却效率，提高系统可靠性；整体结构紧凑、工作行程简单，具有高的体积功率密度，机械损失小，能量转换效率高。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
其中，1-火花塞、2-缸体A、3-气缸套、4-活塞、5-滑动轴承、6-初级铁芯、7-绕组、8-压缩弹簧、9-接触块、10-支架、11-次级永磁体、12-隔热垫片、13-端盖、14-主轴、15-活塞环、16-缸体B。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
本发明的一种单活塞直线发电引擎，如图1所示，包括缸体A2、缸体B16、压缩弹簧8、接触块9、次级永磁体11、支架10、主轴14、活塞4、端盖13、活塞环15、初级铁芯6、绕组7、隔热垫片12、滑动轴承5、气缸套3和火花塞1；其连接关系为：缸体B16为一套筒，其外壁为锯齿形，用于散热；在缸体B16的内腔套有初级铁芯6，初级铁芯6为一带有空腔的圆柱体，在初级铁芯6的内壁均匀挖有凹槽，绕组7嵌入初级铁芯6的凹槽内并与初级铁芯6固定连接；在初级铁芯6的空腔内以及缸体B16底部的中心位置固定有压缩弹簧8，压缩弹簧8与接触块9固定连接；次级永磁体11与支架10通过磁力连接，支架10与初级铁芯6的空腔之间设有一定的间隙，使支架10带动次级永磁体11、接触块9以及压缩弹簧8在初级铁芯6的空腔内滑动；次级永磁体11为6个；主轴14为阶梯状的圆柱，支架10与主轴14直径小的一端固定连接，主轴14直径大的一端与带有活塞环15的活塞4固定连接；在活塞4地外部安装有气缸套3，气缸套3为一套筒，气缸套3的顶部中心处开有一通孔，气缸套3的末端安有端盖13，端盖13为一中空的圆盘，端盖13的内部嵌有滑动轴承5，滑动轴承5与主轴14滑动连接；在端盖13与初级铁芯6之间垫有隔热垫片12，在隔热垫片12的两侧开有通孔用于初级铁芯6的内腔中气体与外界气体的交换；缸体A2为一套筒，其外壁为锯齿形，用于散热，缸体A2套在气缸套3的外部；缸体A2的顶部的中心位置开有通孔安装有火花塞1，火花塞1的末端通过气缸套3顶部的通孔与气缸套3的内腔连通；缸体A2与缸体B 16通过螺栓固定连接。
工作过程：
在内燃机做功过程中，缸体A内燃料通过火花塞点火燃烧，气体膨胀做功推动活塞与主轴在初级铁芯的空腔中向右作直线运动，次级永磁体切割磁感线在绕组中产生感应电动势和感应电流，向外输出电能同时压缩弹簧，弹簧储存部分能量，活塞的活塞环通过气孔后内部燃气及尾气通过气孔排出；
当活塞到达下止点时，弹簧释放能量，推动主轴与活塞向上止点运动，压缩缸体A内气体，同时外部燃料通过气孔进入缸体A中，等待活塞到达上止点处，缸体A内气体被压缩使火花塞点火进入到做功行程。