本發(fā)明涉及發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二沖程直線驅(qū)動(dòng)式渦輪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

出于環(huán)?？紤]，減少汽車(chē)尾氣排放，電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)運(yùn)而生，然而電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)電池供電，電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程數(shù)受到電池的限制，為了增強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力，現(xiàn)在出現(xiàn)了增程式電動(dòng)車(chē)（Extended Range Electric Vehicle），是一種為了滿足較長(zhǎng)行駛里程需求而增加輔助性汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的純電動(dòng)車(chē)。增程式電動(dòng)車(chē)內(nèi)的核心部件為增程器，增程器包括內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)，通過(guò)內(nèi)燃機(jī)對(duì)氣缸做功，氣缸通過(guò)曲柄將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，發(fā)電機(jī)的發(fā)出的電一部用于驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛，另一部分電則存儲(chǔ)到電池內(nèi)。然而目前的氣缸、曲柄這種結(jié)構(gòu)的發(fā)電系統(tǒng)中，曲軸在活塞移動(dòng)、換向過(guò)程中承受很大的沖擊力，該沖擊力導(dǎo)致能量損耗，從而導(dǎo)致總效率降低。

中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布號(hào)：CN103715828A，公開(kāi)公告日2014年1月19日，公開(kāi)了一種車(chē)用發(fā)電式增程器發(fā)電機(jī)組，由汽油機(jī)和發(fā)電機(jī)構(gòu)成，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子固定于動(dòng)力主軸上，并隨動(dòng)力主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；定子通過(guò)支架固定于發(fā)電機(jī)罩殼和底座上，轉(zhuǎn)子的徑向截面呈U型，其U型的轉(zhuǎn)子背對(duì)著發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋、開(kāi)口朝外設(shè)置；發(fā)電機(jī)罩殼設(shè)于轉(zhuǎn)子的外側(cè)，發(fā)電機(jī)的動(dòng)力主軸即為發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄連桿輸出軸。該種增程器的發(fā)電機(jī)組采用曲柄連接輸出機(jī)構(gòu)，能耗大，能量損失大，發(fā)電機(jī)發(fā)電效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，提供了一種性能穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化率高、發(fā)電效率高的二沖程直線驅(qū)動(dòng)式渦輪發(fā)電裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種二沖程直線驅(qū)動(dòng)式渦輪發(fā)電裝置，包括主缸體、缸蓋，所述主缸體的下端兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)氣缸，主缸體內(nèi)填充有液體介質(zhì)，所述的主缸體內(nèi)設(shè)有活塞缸、介質(zhì)缸，所述介質(zhì)缸的兩端側(cè)面分別通過(guò)連接管與活塞缸的兩端側(cè)面連通，所述的活塞缸內(nèi)設(shè)有活塞，所述活塞的兩端分別設(shè)有與氣缸同軸連接的活塞桿，所述介質(zhì)缸的兩端分別設(shè)有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y，所述介質(zhì)缸的中間部位設(shè)有出液通道，所述出液通道的兩側(cè)分別設(shè)有出液?jiǎn)蜗蜷y，所述出液通道的外端連接有集液缸，所述集液缸的側(cè)面設(shè)有出液管，所述出液管的外端設(shè)有導(dǎo)流罩，所述的導(dǎo)流罩內(nèi)設(shè)有渦輪，所述主缸體的內(nèi)壁設(shè)有與渦輪連接的發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)上的導(dǎo)電端子伸出主缸體外；所述的主缸體的內(nèi)底面上固定有若干永磁塊。

當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)的電池電量用完時(shí)，內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)氣缸動(dòng)作，兩個(gè)氣缸的相位相差180度，氣缸帶動(dòng)活塞缸內(nèi)的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而把主缸體中的液體介質(zhì)源源不斷的吸入介質(zhì)缸內(nèi)并從出液通道處進(jìn)入集液缸內(nèi)，集液缸內(nèi)的介質(zhì)從出液管處噴入渦輪上帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪通過(guò)渦輪軸帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電一部分供汽車(chē)行駛，另一部為電池充電；該發(fā)電系統(tǒng)中采用流體帶動(dòng)渦輪的方式發(fā)電，整體不受限于貝茲極限，渦輪發(fā)電部分不受限于卡諾極限，整體能量利用率高、發(fā)電效率高；介質(zhì)與主缸體、介質(zhì)缸、活塞缸直接的摩擦?xí)a(chǎn)生鐵屑，永磁快能吸附液體介質(zhì)中的鐵屑，從而保護(hù)活塞以及進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y、出液?jiǎn)蜗蜷y的密封性。

作為優(yōu)選，所述主缸體的內(nèi)底部設(shè)有若干平行的導(dǎo)熱管，所述導(dǎo)熱管的兩端伸出主缸體底面外，所述導(dǎo)熱管的表面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)熱翅片。導(dǎo)熱管將吸收流體介質(zhì)中的熱量，導(dǎo)熱管的兩端均與外界連通，外界氣流進(jìn)入導(dǎo)熱管內(nèi)，從而使得導(dǎo)熱管內(nèi)的熱量排出。

作為優(yōu)選，所述的導(dǎo)熱管的側(cè)面設(shè)有若干導(dǎo)熱缸，所述的導(dǎo)熱缸與導(dǎo)熱管的內(nèi)孔連通，所述的導(dǎo)熱管內(nèi)設(shè)有橫向配重滑塊，所述導(dǎo)熱缸內(nèi)設(shè)有縱向配重滑塊，所述橫向配重滑塊的兩側(cè)設(shè)有彈簧，所述縱向配重滑塊與導(dǎo)熱缸的底面之間設(shè)有彈簧。整個(gè)發(fā)電裝置安裝在電動(dòng)汽車(chē)上，汽車(chē)在行駛過(guò)程中會(huì)發(fā)生顛簸，汽車(chē)顛簸會(huì)帶動(dòng)縱向配重滑塊上下運(yùn)動(dòng)，從而把導(dǎo)熱缸內(nèi)的熱氣排到導(dǎo)熱管內(nèi)；汽車(chē)在加速、減速時(shí)會(huì)產(chǎn)生慣性，慣性使得橫向配重滑塊在導(dǎo)熱管內(nèi)移動(dòng)，從而把導(dǎo)熱管內(nèi)的熱氣排出，相當(dāng)于電動(dòng)汽車(chē)在行駛過(guò)程中，導(dǎo)熱管的兩端不斷的呼吸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱管內(nèi)部熱氣與外界氣體的熱交換。

作為優(yōu)選，所述主缸體的外側(cè)設(shè)有補(bǔ)液缸，所述補(bǔ)液缸的頭部設(shè)有與主缸體內(nèi)部連通的補(bǔ)液?jiǎn)蜗蜷y，所述的補(bǔ)液缸內(nèi)設(shè)有滑塞，所述補(bǔ)液缸的外端設(shè)有連接套，所述滑塞外端與連接套的底面之間設(shè)有壓簧。主缸體中的介質(zhì)隨著使用會(huì)緩慢減少，當(dāng)介質(zhì)減少時(shí)，主缸體內(nèi)部會(huì)形成真空部，從而導(dǎo)致介質(zhì)壓力減小、影響穩(wěn)定性；本結(jié)構(gòu)中隨著介質(zhì)的緩慢減少，滑塞在壓簧的作用下自動(dòng)將補(bǔ)液缸內(nèi)的介質(zhì)通過(guò)補(bǔ)液?jiǎn)蜗蜷y擠入主缸體中補(bǔ)充介質(zhì)，從而確保主缸體內(nèi)部的介質(zhì)壓力。

作為優(yōu)選，所述連接套的底部設(shè)有壓力傳感器，所述的壓簧壓在壓力傳感器上。隨著補(bǔ)液缸內(nèi)的介質(zhì)補(bǔ)充道主缸體中，壓力傳感器的壓力值不斷減小，當(dāng)補(bǔ)液缸內(nèi)的介質(zhì)消耗完之后，此時(shí)壓力傳感器的壓力值達(dá)到最小，從而能夠根據(jù)壓力傳感器的壓力值判斷補(bǔ)液缸內(nèi)的介質(zhì)殘留情況。

作為優(yōu)選，所述集液缸的側(cè)壁設(shè)有調(diào)壓套，調(diào)壓套的內(nèi)端與集液缸內(nèi)部連通，調(diào)壓套的外端與主缸體連通，所述調(diào)壓套內(nèi)設(shè)有調(diào)壓活塞，所述調(diào)壓活塞與調(diào)壓套的外端之間設(shè)有蓄能彈簧。集液缸內(nèi)的壓力大小不斷的變化，當(dāng)集液缸內(nèi)壓力過(guò)大時(shí)，調(diào)壓活塞擠壓蓄能彈簧儲(chǔ)存能量，當(dāng)集液缸內(nèi)壓力減小時(shí)蓄能彈簧釋放能量，從而能保持集液缸的出液管處流體穩(wěn)定流出，確保渦輪轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。

作為優(yōu)選，所述的調(diào)壓活塞的中心設(shè)有中心通孔，所述的中心通孔內(nèi)設(shè)有限壓閥。當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，如果集液缸內(nèi)的壓力超過(guò)額定壓力值，則流體介質(zhì)從限壓閥處排出。

作為優(yōu)選，所述連接管的進(jìn)液端設(shè)有錐形濾網(wǎng)，所述的連接管內(nèi)設(shè)有支架，所述支架的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸的下端設(shè)有齒輪，所述轉(zhuǎn)軸的上端設(shè)有與錐形濾網(wǎng)內(nèi)壁接觸的條形刷，所述活塞桿的側(cè)面設(shè)有與齒輪嚙合的齒條?；钊苿?dòng)時(shí)，介質(zhì)缸內(nèi)的液體介質(zhì)會(huì)通過(guò)連接管處進(jìn)入活塞缸內(nèi)，介質(zhì)中雜質(zhì)被錐形濾網(wǎng)隔離；防止雜質(zhì)進(jìn)入活塞缸內(nèi)后殘留在內(nèi)壁而影響活塞的密封性，活塞桿來(lái)回移動(dòng)時(shí)，通過(guò)齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)條形刷 在錐形濾網(wǎng)內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)，從而清理錐形濾網(wǎng)的濾孔，防止濾孔堵塞，減小液體介質(zhì)經(jīng)過(guò)連接孔時(shí)的阻力。

作為優(yōu)選，所述主缸體的內(nèi)底部設(shè)有第一隔板，所述導(dǎo)流罩的下側(cè)設(shè)有第二隔板，第一隔板與主缸體底面之間圍成散熱腔，所述第二隔板、導(dǎo)流罩與主缸體之間圍成回流腔，主缸體內(nèi)其余的空腔為主腔，所述的活塞缸、介質(zhì)缸均位于主腔內(nèi)；所述氣缸的外側(cè)設(shè)有密封套，所述密封套與氣缸之間形成環(huán)形介質(zhì)腔，其中一個(gè)環(huán)形介質(zhì)腔通過(guò)兩根介質(zhì)管分別與回流腔、散熱腔一一對(duì)應(yīng)連通，另一個(gè)環(huán)形介質(zhì)腔通過(guò)兩根介質(zhì)管分別與散熱腔、主腔一一對(duì)應(yīng)連通。從導(dǎo)流罩流出的液體介質(zhì)進(jìn)入回流腔，回流腔內(nèi)的介質(zhì)經(jīng)過(guò)一個(gè)氣缸外側(cè)的環(huán)形介質(zhì)腔后進(jìn)入散熱腔，散熱腔內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)入另一個(gè)氣缸外側(cè)的介質(zhì)腔內(nèi)后流入主腔內(nèi)，主腔內(nèi)的介質(zhì)又被活塞缸、介質(zhì)缸吸入后從導(dǎo)流罩處排除，整個(gè)循環(huán)過(guò)程中能有效的吸收發(fā)電機(jī)和兩個(gè)氣缸的熱量，確保整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。

作為優(yōu)選，所示發(fā)電機(jī)的外側(cè)設(shè)有金屬隔離罩，所示金屬隔離罩與發(fā)電機(jī)之間填充有耐高溫導(dǎo)熱膠，所示金屬隔離罩的外側(cè)設(shè)有絲網(wǎng)導(dǎo)熱罩。發(fā)電機(jī)內(nèi)部電磁感應(yīng)產(chǎn)生的熱量傳遞給絲網(wǎng)導(dǎo)熱罩，最后進(jìn)入液體介質(zhì)中并散發(fā)出去，保持發(fā)電機(jī)良好的散熱，防止發(fā)電機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)高而導(dǎo)致?lián)p壞。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：（1）整套發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性好，能量利用率高、發(fā)電效率高；（2）發(fā)電機(jī)、氣缸散熱良好，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)；（3）主缸體中介質(zhì)減小時(shí)能自動(dòng)補(bǔ)充，保持內(nèi)部介質(zhì)壓力穩(wěn)定。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A處局部放大示意圖。

圖3為本發(fā)明中補(bǔ)液缸的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為導(dǎo)熱管與導(dǎo)熱缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖1中B處局部放大示意圖。

圖中：主缸體1、氣缸2、活塞缸3、介質(zhì)缸4、活塞5、活塞桿6、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y7、出液通道8、出液?jiǎn)蜗蜷y9、集液缸10、出液管11、導(dǎo)流罩12、渦輪13、發(fā)電機(jī)14、導(dǎo)電端子15、缸蓋16、第一隔板17、第二隔板18、散熱腔19、回流腔20、主腔21、密封套22、環(huán)形介質(zhì)腔23、連接管24、錐形濾網(wǎng)25、導(dǎo)熱管26、環(huán)形導(dǎo)熱翅片27、導(dǎo)熱缸28、橫向配重滑塊29、縱向配重滑塊30、彈簧300、補(bǔ)液缸31、補(bǔ)液?jiǎn)蜗蜷y32、滑塞33、連接套34、壓簧35、壓力傳感器36、限位環(huán)37、注液孔38、注液?jiǎn)蜗蜷y39、螺栓40、調(diào)壓套100、調(diào)壓活塞101、蓄能彈簧102、限壓閥103、支撐腳104、永磁塊105、金屬隔離罩140、絲網(wǎng)導(dǎo)熱罩141、支架241、轉(zhuǎn)軸242、齒輪243、條形刷244、齒條245。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

如圖1所示的一種二沖程直線驅(qū)動(dòng)式渦輪發(fā)電裝置，包括主缸體1、缸蓋41，主缸體的下端兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)氣缸2，主缸體內(nèi)填充有流體介質(zhì)，主缸體的底部?jī)啥嗽O(shè)有支撐腳104，主缸體的內(nèi)底面上固定有若干永磁塊105；本實(shí)施例中的流體介質(zhì)為耐高溫導(dǎo)熱油，主缸體內(nèi)部設(shè)有活塞缸3、介質(zhì)缸4，介質(zhì)缸的兩端側(cè)面分別通過(guò)連接管24與活塞缸的兩端側(cè)面連通，活塞缸內(nèi)設(shè)有活塞5，活塞的兩端分別設(shè)有與氣缸同軸連接的活塞桿6，介質(zhì)缸4的兩端分別設(shè)有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y7，介質(zhì)缸的中間部位設(shè)有出液通道8，出液通道的兩側(cè)分別設(shè)有出液?jiǎn)蜗蜷y9，出液通道的外端連接有集液缸10，集液缸的側(cè)面設(shè)有出液管11;

如圖2所示，集液缸10的側(cè)壁設(shè)有調(diào)壓套100，調(diào)壓套的內(nèi)端與集液缸內(nèi)部連通，調(diào)壓套的外端與主缸體連通，調(diào)壓套內(nèi)設(shè)有調(diào)壓活塞101，調(diào)壓活塞與調(diào)壓套的外端之間設(shè)有蓄能彈簧102；調(diào)壓活塞的中心設(shè)有中心通孔，中心通孔內(nèi)設(shè)有限壓閥103；

出液管的外端設(shè)有導(dǎo)流罩12，導(dǎo)流罩內(nèi)設(shè)有渦輪13，主缸體的內(nèi)壁設(shè)有與渦輪連接的發(fā)電機(jī)14，發(fā)電機(jī)上的導(dǎo)電端子15伸出主缸體外，發(fā)電機(jī)的外側(cè)設(shè)有金屬隔離罩140，金屬隔離罩與發(fā)電機(jī)之間填充有耐高溫導(dǎo)熱膠，金屬隔離罩的外側(cè)設(shè)有絲網(wǎng)導(dǎo)熱罩141。

主缸體1的內(nèi)底部設(shè)有第一隔板17，導(dǎo)流罩12的下側(cè)設(shè)有第二隔板18，第一隔板與主缸體底面之間圍成散熱腔19，第二隔板、導(dǎo)流罩與主缸體之間圍成回流腔20，主缸體內(nèi)其余的空腔為主腔21，活塞缸、介質(zhì)缸均位于主腔內(nèi)；氣缸2的外側(cè)設(shè)有密封套22，密封套與氣缸之間形成環(huán)形介質(zhì)腔23，其中一個(gè)環(huán)形介質(zhì)腔通過(guò)兩根介質(zhì)管分別與回流腔、散熱腔一一對(duì)應(yīng)連通，另一個(gè)環(huán)形介質(zhì)腔通過(guò)兩根介質(zhì)管分別與散熱腔、主腔一一對(duì)應(yīng)連通。

如圖3所述，主缸體1的外側(cè)設(shè)有補(bǔ)液缸31，補(bǔ)液缸的頭部設(shè)有與主缸體內(nèi)部連通的補(bǔ)液?jiǎn)蜗蜷y32，補(bǔ)液缸內(nèi)設(shè)有滑塞33，補(bǔ)液缸的外端設(shè)有連接套34，滑塞外端與連接套的底面之間設(shè)有壓簧35，連接套的底部設(shè)有壓力傳感器36，壓簧壓在壓力傳感器上；補(bǔ)液缸的前端內(nèi)壁設(shè)有限位環(huán)37，限位環(huán)的內(nèi)壁設(shè)有注液孔38，注液孔內(nèi)設(shè)有注液?jiǎn)蜗蜷y39，注液孔的外端設(shè)有螺栓40。

如圖4所示，主缸體的內(nèi)底部設(shè)有若干平行的導(dǎo)熱管26，導(dǎo)熱管的兩端伸出主缸體底面外，導(dǎo)熱管的表面設(shè)有環(huán)形導(dǎo)熱翅片27；導(dǎo)熱管的側(cè)面設(shè)有若干導(dǎo)熱缸28，導(dǎo)熱缸與導(dǎo)熱管的內(nèi)孔連通，導(dǎo)熱管內(nèi)設(shè)有橫向配重滑塊29，導(dǎo)熱缸內(nèi)設(shè)有縱向配重滑塊30，橫向配重滑塊的兩側(cè)設(shè)有彈簧300，縱向配重滑塊與導(dǎo)熱缸的底面之間設(shè)有彈簧。

如圖5所示,連接管24的進(jìn)液端設(shè)有錐形濾網(wǎng)25，連接管內(nèi)設(shè)有支架241，支架的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸242，轉(zhuǎn)軸的下端設(shè)有齒輪243，轉(zhuǎn)軸的上端設(shè)有與錐形濾網(wǎng)內(nèi)壁接觸的條形刷244，活塞桿的側(cè)面設(shè)有與齒輪嚙合的齒條245?；钊麠U移動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)錐形濾網(wǎng)進(jìn)行清理，防止雜質(zhì)堵塞濾孔。

結(jié)合附圖，本發(fā)明的原理如下：兩個(gè)氣缸2的相位相差180度，內(nèi)燃機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)氣缸動(dòng)作，氣缸帶動(dòng)活塞5在活塞缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而把主腔21內(nèi)的耐高溫油交替的吸入介質(zhì)缸內(nèi)，同時(shí)介質(zhì)缸內(nèi)的介質(zhì)連續(xù)的進(jìn)入集液缸10內(nèi)，集液缸內(nèi)的介質(zhì)從出液管?chē)娫跍u輪上帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電；經(jīng)過(guò)渦輪的介質(zhì)進(jìn)入回流腔20內(nèi)，介質(zhì)吸收發(fā)電機(jī)的熱量，回流腔內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)入圖1中主缸體右邊的氣缸的密封套內(nèi)，吸收氣缸的熱量后介質(zhì)進(jìn)入散熱腔內(nèi)，散熱腔內(nèi)的介質(zhì)流入左邊氣缸的密封套內(nèi)，最后介質(zhì)流入主腔內(nèi)，主腔內(nèi)的介質(zhì)再進(jìn)入介質(zhì)缸內(nèi)形成循環(huán)；整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)安裝在車(chē)內(nèi)，汽車(chē)在行駛過(guò)程中隨著車(chē)體顛簸、車(chē)體加速減速，橫向配重塊、縱向配重塊在慣性的作用下運(yùn)動(dòng)，從而使得導(dǎo)熱管的兩端氣流呼吸運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熱交換；長(zhǎng)期使用，主缸體中的介質(zhì)會(huì)緩慢減少，當(dāng)介質(zhì)減少時(shí)，補(bǔ)液缸能自動(dòng)補(bǔ)液。整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電效率高，發(fā)電機(jī)、氣缸散熱良好，性能穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)。