本發(fā)明涉及四沖程四缸輪機發(fā)電系統(tǒng)，尤其涉及一種雙側(cè)驅(qū)動式四沖程四缸輪機發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

増程器汽車設(shè)有發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電系統(tǒng)是由內(nèi)燃機活塞推動曲柄，把氣缸的直線運動轉(zhuǎn)化為曲柄的旋轉(zhuǎn)運動，曲柄旋轉(zhuǎn)去驅(qū)動發(fā)電機，從而發(fā)電。其缺點是：燃料點火時，活塞轉(zhuǎn)到頂點附件，曲軸在頂點附件承擔(dān)氣缸的最高壓力，摩擦損耗很大，總效率下降很明顯。

氣缸與永磁直線發(fā)電機直接相連，可以省掉曲軸，用氣缸的直線往復(fù)運動，推動永磁直線發(fā)電機的直線往復(fù)運動，這樣也可發(fā)電，但有幾大缺點： 1.容易造成永磁發(fā)電機的部分退磁或全部退磁，造成發(fā)電功率和發(fā)電效率的雙雙大幅下降，因為其永磁直線發(fā)電機太接近氣缸，溫度很高，很容易退磁。 2. 直線往復(fù)式運動發(fā)電機反而不是一個線性系統(tǒng)，因為其磁場位置和線圈不是線性關(guān)系，其阻滯力不是線性的，兩端的阻滯力和中段的阻滯力是不一樣的，不好控制。作為對比，旋轉(zhuǎn)發(fā)電機反而更加接近線性，其阻滯力與轉(zhuǎn)角的關(guān)系反而更加平穩(wěn)和線性。 3直線永磁發(fā)電機由于種種原因，性能難以保證，價格也居高不下，難以大規(guī)模量產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種能夠利用氣缸的熱量進行發(fā)電且限壓效果好的不需要曲軸和直線電機進行發(fā)電的雙側(cè)驅(qū)動式四沖程四缸輪機發(fā)電系統(tǒng)，解決了氣缸通過曲軸驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電和氣缸直接驅(qū)動直線電機進行發(fā)電所存在的不足。

以上技術(shù)問題是通過下列技術(shù)方案解決的：一種雙側(cè)驅(qū)動式四沖程四缸輪機發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動機氣缸和發(fā)電機，其特征在于，還包括輪機系統(tǒng)，所述發(fā)動機氣缸有四個且為四沖程氣缸，所述氣缸的缸體穿設(shè)在第一溫差發(fā)電管的高溫端內(nèi)，所述輪機系統(tǒng)包括驅(qū)動所述發(fā)電機發(fā)電的水輪機和驅(qū)動水輪機旋轉(zhuǎn)的循環(huán)液流機構(gòu)，所述循環(huán)液流機構(gòu)包括液壓活塞和穩(wěn)定流向水輪機的液流壓力的多級限壓機構(gòu)，所述液壓活塞的兩側(cè)都設(shè)有連桿，所述四個發(fā)動機氣缸中的兩個發(fā)動機氣缸的活塞同所述液壓活塞滑一側(cè)的所述連桿在一起、另外兩個發(fā)動機氣缸的活塞同所述液壓活塞滑另一側(cè)的所述連桿在一起。使用時通過四個發(fā)動機氣缸的活塞的直線往復(fù)運動驅(qū)動液壓活塞做往復(fù)運動而使得循環(huán)液流機構(gòu)內(nèi)的液體產(chǎn)生循環(huán)運動而驅(qū)動水輪機旋轉(zhuǎn)，水輪機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動發(fā)動機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)從而實現(xiàn)發(fā)電。流體輪機由于不是熱機，不受卡諾極限的限制，且管道中的流體輪機也不受貝茲極限的限制，由于避免了在曲軸頂點發(fā)力的難題，其流體動能到旋轉(zhuǎn)機械能的轉(zhuǎn)換效率極高，輕易達92%，甚至達98%?，F(xiàn)代的水電站，其流體動能-旋轉(zhuǎn)動能的轉(zhuǎn)換效率，基本上都是百分之九十幾。也即，曲軸造成的效率損耗，在流體輪機上基本不存在。從而客服了曲軸驅(qū)動的不足。由于本技術(shù)方案不需要采用直線發(fā)電機，所以能夠克服直線發(fā)電機的不足。通過設(shè)置第一溫差發(fā)電管且通過第一溫差發(fā)電管的高溫端去吸收發(fā)動機氣缸的熱量進行發(fā)電，實現(xiàn)發(fā)動機氣缸冷卻的同時實現(xiàn)了將熱能回收為電能以便進行利用。而現(xiàn)有的發(fā)動機氣缸的熱量都是額外地耗費能量去處理且熱量為浪費了的（多為水冷）。設(shè)計多級限壓機構(gòu)能夠使得流經(jīng)水輪機的水壓的穩(wěn)定性好。

作為優(yōu)先，所述循環(huán)液流機構(gòu)還包括外儲液箱、升壓箱和位于外儲液箱內(nèi)的內(nèi)儲液箱，所述內(nèi)儲液箱內(nèi)設(shè)有缸體段，所述液壓活塞同所述缸體段密封滑動連接在一起，所述液壓活塞將所述內(nèi)儲液箱分隔為兩個液壓腔，所述液壓腔通過朝向液壓腔內(nèi)開啟的第一單向閥同所述外儲液箱連通，所述液壓腔通過朝向升壓箱內(nèi)開啟的第二單向閥同所述升壓箱連通，所述多級限壓機構(gòu)設(shè)置在所述升壓箱上，所述升壓箱設(shè)有同所述外儲液箱連通的回流通道，所述水輪機設(shè)置在所述回流通道內(nèi)。

作為優(yōu)先，所述發(fā)電機連接在所述外儲液箱的外部，所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸入所述外儲液箱內(nèi)后同所述水輪機的轉(zhuǎn)軸連接在一起，所述外儲液箱內(nèi)密封連接有彈性密封套設(shè)在所述發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上的錐形密封套。進行密封裝配時方便。由于密封套為彈性結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生磨損后能夠在彈力的作用下進行補償，故不容易產(chǎn)生密封不良現(xiàn)象。

作為優(yōu)先，所述發(fā)電機、錐形密封套和外儲液箱的箱壁之間形成密封腔，所述密封腔設(shè)有同彈性氣囊連接在一起的氣道。安裝時先使氣囊壓扁，然后進行裝配，裝配好后松開氣囊，氣囊產(chǎn)生吸氣作用從而使得密封腔內(nèi)產(chǎn)生負壓，從而起到提高密封效果的作用。

作為優(yōu)先，所述多級限壓機構(gòu)包括至少兩個限壓儲能缸，所述限壓儲能缸包括設(shè)有進液口的儲能缸缸體、位于儲能缸缸體內(nèi)的儲能缸活塞和驅(qū)動活塞朝向進液口移動的儲能彈簧，所述儲能缸缸體的側(cè)壁上還設(shè)有泄流口，所述儲能缸活塞設(shè)有朝向進液口所在側(cè)開啟的第三單向閥，所有的限壓儲能缸通過一個限壓儲能缸的進液口同另一個限壓儲能缸的泄壓口連接在一起的方式串聯(lián)連接在一起，第一個限壓儲能缸的進液口同升壓箱連通。當(dāng)升壓箱內(nèi)的壓力升高時，驅(qū)動第一個限壓儲能缸內(nèi)的儲能彈簧壓縮儲能且實現(xiàn)限壓，當(dāng)壓力上升到第一個限壓儲能缸的進液口同液流口連通時，液體經(jīng)液流口流向第二個限壓儲能缸的進液口，第二個限壓儲能缸進行同上述第一個限壓儲能缸的儲能限壓過程，以此類推，直到壓力穩(wěn)定在只能夠使第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞同液流口對齊的位置。當(dāng)壓力下降時則各級限壓儲能缸中的彈簧釋放能量且使限壓儲能缸缸體內(nèi)的液體回流到升壓箱內(nèi)。本技術(shù)方案限壓效果好，且進行限壓時能夠進能量進行儲存使得在壓力降低時進行釋放而維持壓力穩(wěn)定。

作為優(yōu)先，所述泄壓口設(shè)有一個出口端、至少兩個沿儲能缸缸體深度方向分布的進口端和將所有的進口端同出口端連通沿儲能缸缸體深度方向延伸的圓柱形連通段，所述連通段內(nèi)可轉(zhuǎn)動地密封連接有同所述出口端連通的調(diào)壓管，所述調(diào)壓管同每一個所述進口端等高的部位都設(shè)有連通孔，所述連通孔沿所述調(diào)壓管的周向錯開。能夠通過使不同的液流口同連通孔對齊來調(diào)整所需要限壓的壓力大小。

作為優(yōu)先，所述缸體段設(shè)有同液壓活塞配合的內(nèi)表面層，所述內(nèi)表面層同第二溫差發(fā)電管的高溫端連接在一起。能夠?qū)Ω左w段進行降溫、避免液壓活塞連續(xù)運動導(dǎo)致溫升過高而損壞。同時該產(chǎn)生的熱量能夠轉(zhuǎn)化為電能進行利用。

作為優(yōu)先，所述發(fā)電機通過螺栓配合螺母同所述循環(huán)液流機構(gòu)連接在一起，所述螺母包括環(huán)形螺母本體和設(shè)置在螺母本體內(nèi)周面上的內(nèi)螺紋，所述螺母本體的內(nèi)周面上設(shè)有沿螺母的一端延伸至另一端的通槽，所述通槽將所述內(nèi)螺紋沿螺母本體的周向斷開，所述螺母本體設(shè)有穿過所述通槽的一側(cè)側(cè)壁后螺紋連接在通槽的另一側(cè)側(cè)壁上的通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘。在螺母鎖緊后鎖緊通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘而使得通槽寬度縮小，縮小的結(jié)果為使得內(nèi)螺紋的更緊地抱緊在螺栓上，從而使得螺母和螺栓之間不容易產(chǎn)生松動而導(dǎo)致發(fā)電機連接松動。

作為優(yōu)選，所述通槽有兩條。鎖緊效果要且度螺紋的破壞效果小。

作為優(yōu)選，所述兩條通槽沿螺母本體的周向均勻分布。能夠有效防止螺母產(chǎn)生局部脆弱現(xiàn)象。

作為優(yōu)選，螺母本體的外周面上設(shè)有助力槽。驅(qū)動螺母轉(zhuǎn)動時方便。

本發(fā)明具有下述優(yōu)點：實現(xiàn)了將氣缸的機械運動能量轉(zhuǎn)為為電能；實現(xiàn)了無曲軸對旋轉(zhuǎn)發(fā)電機的驅(qū)動而實現(xiàn)發(fā)電；發(fā)動機氣缸工作時的溫度上升能夠轉(zhuǎn)換為電能進行利用；循環(huán)液流機構(gòu)的壓力穩(wěn)定性好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為多級限壓機構(gòu)的放大的示意圖。

圖3為限壓儲能缸的放大示意圖。

圖4為圖1的C處的局部放大示意圖。

圖5為螺母的軸向示意圖。

圖中：發(fā)動機氣缸1、發(fā)動機氣缸的缸體11、發(fā)動機氣缸的活塞12、發(fā)電機2、發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸21、輪機系統(tǒng)3、循環(huán)液流機構(gòu)31、外儲液箱311、氣道3111、螺栓3112、補液腔3113、升壓箱312、回流通道3121、內(nèi)儲液箱313、缸體段3131、液壓活塞3132、內(nèi)表面層3133、液壓腔3134、第二溫差發(fā)電管314、連桿315、第一單向閥316、第二單向閥317、密封套318、密封腔319、氣囊310、水輪機32、氣缸架5、第一溫差發(fā)電管51、螺母8、多級限壓機構(gòu)9、第一個限壓儲能缸91-1、第二個限壓儲能缸91-2、進液口911、儲能缸缸體912、儲能缸活塞913、儲能彈簧914、泄流口915、出口端9151、進口端9152、連通段9153、調(diào)壓管916、連通孔9161、第三單向閥917。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

參見圖1，一種雙側(cè)驅(qū)動式四沖程四缸輪機發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動機氣缸1、發(fā)電機2和輪機系統(tǒng)3。

發(fā)動機氣缸1有四個且為四沖程氣缸。四個發(fā)動機氣缸1分布在輪機系統(tǒng)3的兩側(cè)。位于輪機系統(tǒng)同一側(cè)的兩個發(fā)動機氣缸通過氣缸架5連接在一起。發(fā)動機氣缸的缸體11穿設(shè)在第一溫差發(fā)電管51的高溫端內(nèi)，根據(jù)4個發(fā)動機氣缸的布局，可以通過一個第一溫差發(fā)電管51的高溫端同時套住4個發(fā)動機氣缸的缸體，也可以設(shè)置四個第一溫差發(fā)電管使四個第一溫差發(fā)電管的高溫端一一對應(yīng)地套在4個發(fā)動機氣缸的缸體上。第一溫差發(fā)電管51的電源輸出端通過充電器給蓄電池充電。

輪機系統(tǒng)3包括循環(huán)液流機構(gòu)31和水輪機32。循環(huán)液流機構(gòu)31包括外儲液箱311、升壓箱312和位于外儲液箱內(nèi)的內(nèi)儲液箱313和多級限壓機構(gòu)9。升壓箱312和內(nèi)儲液箱313都位于外儲液箱311內(nèi)。內(nèi)儲液箱313內(nèi)設(shè)有缸體段3131。缸體段3131設(shè)有同液壓活塞3132密封滑動連接在一起的內(nèi)表面層3133。內(nèi)表面層3133同第二溫差發(fā)電管314的高溫端連接在一起。第二溫差發(fā)電管314的電源輸出端通過充電器給蓄電池充電。液壓活塞3132的兩端各通過一根連桿315同連桿所在側(cè)的發(fā)動機架5連接在一起。四個發(fā)動機氣缸1中的位于輪機系統(tǒng)左側(cè)的兩個發(fā)動機氣缸的活塞12在做功沖程驅(qū)動液壓活塞3132向右側(cè)滑動、位于右側(cè)的兩個氣缸的活塞在做功沖程驅(qū)動液壓活塞3132向左側(cè)滑動，具體為：四個發(fā)動機氣缸在做功、排氣、進氣、壓縮四個沖程，四個發(fā)動機氣缸1之間位項相差90度，工作狀態(tài)在四缸之間循環(huán)輪轉(zhuǎn)，從而推動液壓活塞在氣缸斷內(nèi)做直線往復(fù)運動。

液壓活塞3132將內(nèi)儲液箱313分隔為兩個液壓腔3134。液壓腔3134通過朝向液壓腔內(nèi)開啟的第一單向閥316同外儲液箱311連通。液壓腔3134通過朝向升壓箱內(nèi)開啟的第二單向閥317同升壓箱312連通。多級限壓機構(gòu)9設(shè)置在升壓箱312上。升壓箱312設(shè)有同外儲液箱311連通的回流通道3121。水輪機32設(shè)置在回流通道3121內(nèi)。發(fā)電機2通過螺栓3112配合螺母8固定在外儲液箱31的外部。發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸21伸進外儲液箱311后同水輪機的轉(zhuǎn)軸321連接在一起，具體為花鍵連接。外出液箱311同補液腔3113連通。

多級限壓機構(gòu)9包括至少兩個限壓儲能缸9本實施例中為兩個限壓儲能缸，兩個限壓儲能缸為第一個限壓儲能缸91-1和第二個限壓儲能缸91-2。限壓儲能缸包括設(shè)有進液口911的儲能缸缸體912、位于儲能缸缸體內(nèi)的儲能缸活塞913和驅(qū)動活塞朝向進液口移動的儲能彈簧914。第一個限壓儲能缸91-1的進液口同升壓箱312連通。

參見圖2，儲能缸缸體912的側(cè)壁上還設(shè)有泄流口915。泄壓口泄流口915設(shè)有出口端9151、進口端9152和圓柱形連通段9153。進口端9152有6個。6個進口端9152沿儲能缸缸體912深度方向分布。連通段9153為沿儲能缸缸體912深度方向延伸的圓柱形。連通段9153將所有的進口端9152同出口端9151連通。連通段9153內(nèi)可轉(zhuǎn)動地密封連接有同出口端9151連通的調(diào)壓管916。儲能缸活塞913設(shè)有朝向進液口側(cè)開啟的第三單向閥917。第二個限壓儲能缸91-2的進液口同第一個限壓儲能缸91-1的泄壓口的出口端9151連接在一起而實現(xiàn)串聯(lián)連接在一起。

參見圖3，調(diào)壓管916設(shè)有6個同每一個所述進口端等高的部位都設(shè)有連通孔9161。6個連通孔9161同6個進口端9152一一對應(yīng)地等高。6個連通孔9161沿調(diào)壓管916的周向錯開。

參見圖1到圖3，進行限壓的過程為，首先進行壓力設(shè)定，具體設(shè)定過程為：根據(jù)需要限壓到的壓力（即壓強）要求，轉(zhuǎn)到調(diào)壓管916到同所需要的壓力對應(yīng)的進口端9152等高的連通孔9161同該進口端9152對齊，使得該進口端9152同出口端9151連通（沒有同連通孔9161對齊的進口端9152則不被調(diào)壓管916封堵?。?。壓力=彈簧同對應(yīng)進口端9152對齊時的彈力除以限壓缸活塞的面積。

限壓的過程為：當(dāng)升壓箱312內(nèi)的壓力升高時，驅(qū)動第一個限壓儲能缸內(nèi)的儲能彈簧壓縮儲能且實現(xiàn)限壓，當(dāng)壓力上升到第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞移同出口端連通的進口端同進液口連通時，液體經(jīng)液流口流向第二個限壓儲能缸的進口端，第二個限壓儲能缸進行同第一個限壓儲能缸的儲能限壓過程，以此類推，直到壓力穩(wěn)定在只能夠使第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞同可以溢流的液流口進口端對齊的位置，從而實現(xiàn)限壓。當(dāng)壓力下降時則各級限壓儲能缸中的彈簧釋放能量且使限壓儲能缸缸體內(nèi)的液體回流到升壓箱內(nèi)。

參見圖4，外儲液箱311內(nèi)密封連接有錐形密封套318。密封套318位彈性橡膠套。密封套318彈性密封套設(shè)在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸21上。發(fā)電機2、錐形密封套318和外儲液箱311的箱壁之間形成密封腔319。密封腔319設(shè)有同彈性氣囊310連接在一起的氣道3111。

通過密封套318對發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸進行密封的過程為。裝配過程中按壓住氣囊310使氣囊容積縮小，然后將發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸伸入密封套318同水輪機的轉(zhuǎn)軸321連接在一起，使得密封套318密封套設(shè)在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上，且使形成密封腔319，然后松開氣囊310，氣囊在自身彈力的作用下?lián)伍_，撐開結(jié)果為在密封腔內(nèi)產(chǎn)生負壓，從而使得密封套318更加可靠地密封在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上。

參見圖1，本發(fā)明發(fā)電的過程為，四個發(fā)動機氣缸驅(qū)動滑輪做左右方向的往復(fù)直線運動，滑輪驅(qū)動液壓活塞做左右方向的往復(fù)直線運動，活塞做直線往復(fù)運動時驅(qū)動液體以外儲液箱→內(nèi)儲液箱→升壓箱→外儲液箱之間進行單向循環(huán)，從而驅(qū)動水輪機32旋轉(zhuǎn)，水輪機驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。

參見圖5，螺母8包括環(huán)形螺母本體81和設(shè)置在螺母本體內(nèi)周面上的內(nèi)螺紋82。螺母本體81的內(nèi)周面上設(shè)有兩條通槽83。通槽83從沿螺母8的軸向一端延伸至另一端。通槽83將內(nèi)螺紋82沿螺母本體81的周向斷開。螺母本體81設(shè)有穿過通槽的一側(cè)側(cè)壁831后螺紋連接在通槽的另一側(cè)側(cè)壁832上的通槽槽寬調(diào)節(jié)螺釘84。兩條通槽83沿螺母本體81的周向均勻分布。螺母本體81的外周面上設(shè)有助力槽85。