本實用新型涉及發(fā)電機技術領域，具體涉及磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機及發(fā)電機。

背景技術：

1842年，英國物理學家Earnshow提出了磁懸浮的概念，同時指出：單靠永久磁鐵是不能將一個鐵磁體在所有六個自由度上都保持在自由穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)。磁懸浮列車是利用“異性相吸”原理設計，是一種吸力懸浮系統(tǒng)，利用安裝在列車兩側轉向架上的懸浮電磁鐵，和鋪設在軌道上的磁鐵。磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈。通電后，地面線圈產(chǎn)生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，在磁場作用下產(chǎn)生的吸力使車輛浮起來。

磁懸浮列車頭部的電磁體N極被安裝在靠前一點的軌道上的電磁體S極所吸引，同時又被安裝在軌道上稍后一點的電磁體N極所排斥。列車前進時，線圈里流動的電流方向就反過來，即原來的S極變成N極，N極變成S極。循環(huán)交替，列車就向前奔馳。穩(wěn)定性由導向系統(tǒng)來控制。磁懸浮列車底部及兩側轉向架的頂部安裝電磁鐵，在“工”字軌的上方和上臂部分的下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流使電磁鐵和軌道間保持1厘米的間隙，讓轉向架和列車間的吸引力與列車重力相互平衡，利用磁鐵吸引力將列車浮起1厘米左右，使列車懸浮在軌道上運行。這必須精確控制電磁鐵的電流。鐵軌兩側也裝有線圈，交流電使線圈變?yōu)殡姶朋w。它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進。列車頭的電磁體(N極)被軌道上靠前一點的電磁體(S極)所吸引，同時被軌道上稍后一點的電磁體(N極)所排斥——結果是一“推”一“拉”。磁懸浮列車運行時與軌道保持一定的間隙(一般為1—10cm)，因此運行安全、平穩(wěn)舒適、無噪聲，可以實現(xiàn)全自動化運行。

目前豐田正在研發(fā)的一款自由活塞內(nèi)燃機線性發(fā)電機，該發(fā)電機的動力裝置用不著曲軸和連桿了，通過活塞的往復運動就可以直接發(fā)電。一臺自由活塞內(nèi)燃機線性發(fā)電機的輸出功率可到10KW，僅需兩臺這樣的裝置便可驅動一臺小型車或者緊湊型車達到120公里/小時。

自四沖程內(nèi)燃機誕生至今，如何提高內(nèi)燃機的效率是內(nèi)燃機工程師們一直努力研究的課題。提到內(nèi)燃機效率，“壓縮比”就自然而然地成為了討論的主角了。一直以來，“高壓縮比＝高效率、高功率”已經(jīng)成為了內(nèi)燃機學當中不變的信條。由進氣、壓縮、膨脹、排氣四個沖程循環(huán)構成的四沖程內(nèi)燃機，是奧托歷時14年于1876年研發(fā)成功的，該內(nèi)燃機原理，被稱為奧托循環(huán)。而其中能提高內(nèi)燃機效率最具關鍵性的一環(huán)——壓縮沖程，由原理變?yōu)闄C械的過程，曾困擾了奧托十數(shù)年之久。

1940年，miller研發(fā)了一種不對等膨脹/壓縮比內(nèi)燃機，采用配氣時機來制造這種效果。其解決方式為：在吸氣沖程結束時，推遲氣門的關閉，這就將吸入的混合氣又“吐”出去一部分，再關閉氣門，開始壓縮沖程。這種巧妙的設計，不僅改善了內(nèi)燃機的進氣效率，也使得內(nèi)燃機的膨脹比高于壓縮比，有效地提高了內(nèi)燃機效率，這種內(nèi)燃機的工作原理被稱為米勒循環(huán)。1821年，德國物理學家塞貝克發(fā)現(xiàn)，不同的金屬導體(或半導體)具有不同的自由電子密度(或載流子密度)，當兩種不同的金屬導體相互接觸時，在接觸面上的電子就會由高濃度向低濃度擴散。而電子的擴散速率與接觸區(qū)的溫度成正比，所以只要維持兩金屬間的溫差，就能使電子持續(xù)擴散，在兩塊金屬的另兩個端點形成穩(wěn)定的電壓。這就是“塞貝克效應”。

雖然前人在內(nèi)燃機和發(fā)電機的領域做出了一系列突出的研究，但現(xiàn)有技術中還缺少基于磁懸浮原理設計的發(fā)電機。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機及發(fā)電機，將磁懸浮技術應用到內(nèi)燃機和發(fā)電機中，以提高內(nèi)燃機和發(fā)電機的運行效率并減小機械磨損。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用如下技術方案：

磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，包括：帶有進氣口、排氣口和噴水嘴E的缸體P，設置在所述缸體P內(nèi)的磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段，及所述磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段與所述缸體P內(nèi)壁所圍成的可變氣缸Y，其中，

所述磁懸浮工作活塞工作段包括設置在所述缸體P軸線方向上的方形鐵芯G，所述方形鐵芯G的一端設置有第一勵磁線圈F，另一端設置有工作活塞H，所述方形鐵芯G的上表面和左表面設置有第一勵磁線圈組U，下表面和右表面設置有第二勵磁線圈組Q；所述缸體P內(nèi)首部固定有與所述第一勵磁線圈F相對設置的第二勵磁線圈S，所述缸體P內(nèi)上部和左側固定有與所述第一勵磁線圈組U相對設置的第三勵磁線圈組A，所述缸體P內(nèi)下部和右側固定有與所述第二勵磁線圈組Q相對設置的第四勵磁線圈組R；其中，第一勵磁線圈組U、第二勵磁線圈組Q、第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R皆包括多個結構和尺寸相同的勵磁線圈，任一所述勵磁線圈皆為帶鐵芯的導電線圈；

所述第三勵磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述第一勵磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長度；所述第四勵磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述第二勵磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長度；

所述磁懸浮行程活塞工作段用于配合所述磁懸浮工作活塞工作段在缸體P內(nèi)移動，以完成進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、二次壓縮沖程、二次做功沖程和排氣沖程。

優(yōu)選地，所述行程活塞工作段包括設置在所述缸體P軸線方向上的行程活塞連桿X，所述行程活塞連桿X的一端套設有多個交替排列的永磁鐵N極B和永磁鐵S極C，另一端設置有帶有火花塞L的行程活塞T；所述行程活塞T包括進氣管道N和排氣管道Q，所述進氣管道N的一端開口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開口朝向所述可變氣缸Y且設置有電磁進氣門K；所述排氣管道Q的一端開口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開口朝向所述可變氣缸Y且設置有電磁排氣門M；

所述缸體P內(nèi)上部和左側均固定有與所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C相對設置的第五勵磁線圈組V，所述缸體P內(nèi)下部和右側固定有與所述第五勵磁線圈組V相對設置的第六勵磁線圈組W；所述缸體P上設有限位電磁閥通孔，所述限位電磁閥通孔內(nèi)設置有限位電磁閥D，所述限位電磁閥D用于對所述行程活塞連桿的位置進行限定；

其中，所述第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W皆包括多個結構和尺寸相同的勵磁線圈，任一所述勵磁線圈皆為帶鐵芯的導電線圈；所述第五勵磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長度；所述第六勵磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長度。

優(yōu)選地，所述第三勵磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長度＝所述第四勵磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長度，所述第一勵磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長度＝所述第二勵磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長度，所述第五勵磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長度＝所述第六勵磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長度。

優(yōu)選地，還包括圓形耐熱橡膠密封圈I，所述圓形耐熱橡膠密封圈I設置在所述工作活塞H和/或行程活塞T上的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述環(huán)形凹槽設置在所述工作活塞H或行程活塞T的周向。

優(yōu)選地，所述工作活塞H和行程活塞T皆包括依次用螺栓固定在一起的底層、隔熱涂層J和外層，所述底層、隔熱涂層J和外層皆與所述缸體P的軸線垂直；所述環(huán)形凹槽設置在所述底層邊緣處，所述方形鐵芯G與所述底層的中心點相連。

磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機，包括上述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機。

本實用新型采用以上技術方案，至少具備以下有益效果：

由上述技術方案可知，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機和發(fā)電機，相比現(xiàn)有技術龐大機械結構組成的驅動裝置，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，驅動部件結構簡單，相比現(xiàn)有技術，沒有曲柄連桿機構以及進排氣凸輪軸和搖臂，零部件少，后期維修方便；另外，由于方形鐵芯G在缸體P內(nèi)移動過程中是處于懸浮狀態(tài)，減少了部件之間的摩擦阻力，能量損耗小，運行效率高。

附圖說明

圖1A為本實用新型一實施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機進氣沖程的結構示意圖；

圖1B為本實用新型一實施例提供的磁懸浮工作活塞工作段鐵芯的剖面結構示意圖；

圖1C為本實用新型一實施例提供的鐵芯懸浮的工作原理示意圖；

圖1D為本實用新型一實施例提供的鐵芯帶動工作活塞懸浮移動的工作原理示意圖；

圖2A為本實用新型一實施例提供的行程活塞連桿在缸體內(nèi)懸浮的工作原理示意圖；

圖2B為本實用新型一實施例提供的行程活塞連桿帶動行程活塞在缸體內(nèi)懸浮移動的工作原理示意圖；

圖3為本實用新型提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機控制方法的流程示意圖；

圖4為本實用新型提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機壓縮沖程的結構示意圖；

圖5為本實用新型提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機做功沖程的結構示意圖；

圖6為本實用新型提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機二次壓縮沖程的結構示意圖；

圖7為本實用新型提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機二次做功沖程的結構示意圖；

圖8為本實用新型提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機排氣沖程的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。參見圖1A，本實用新型一實施例提供的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，包括：帶有進氣口、排氣口和噴水嘴E的缸體P，設置在所述缸體P內(nèi)的磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段，及所述磁懸浮工作活塞工作段和行程活塞工作段與所述缸體P內(nèi)壁所圍成的可變氣缸Y，其中，

所述磁懸浮工作活塞工作段包括設置在所述缸體P軸線方向上的方形鐵芯G，所述方形鐵芯G的一端設置有第一勵磁線圈F，另一端設置有工作活塞H，參見圖1B，所述方形鐵芯G的上表面和左表面設置有第一勵磁線圈組U，下表面和右表面設置有第二勵磁線圈組Q；所述缸體P內(nèi)首部固定有與所述第一勵磁線圈F相對設置的第二勵磁線圈S，所述缸體P內(nèi)上部和左側固定有與所述第一勵磁線圈組U相對設置的第三勵磁線圈組A，所述缸體P內(nèi)下部和右側固定有與所述第二勵磁線圈組Q相對設置的第四勵磁線圈組R；其中，第一勵磁線圈組U、第二勵磁線圈組Q、第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R皆包括多個結構和尺寸相同的勵磁線圈，任一所述勵磁線圈皆為帶鐵芯的導電線圈；

所述第三勵磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述第一勵磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長度；所述第四勵磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述第二勵磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長度；

所述磁懸浮行程活塞工作段用于配合所述磁懸浮工作活塞工作段在缸體P內(nèi)移動，以完成進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、二次壓縮沖程、二次做功沖程和排氣沖程。

需要說明的是：1、本申請文件中的左表面和右表面皆指從缸體首部向方形鐵芯G的視角來看，方形鐵芯G的左表面和右表面；上述的左側和右側皆指從缸體首部向方形鐵芯G的視角來看，缸體的左側和右側；

方形鐵芯G的上表面和左表面及其對應的缸體位置處設置第三勵磁線圈組A，方形鐵芯G的下表面和右表面及其對應的缸體位置處設置第四勵磁線圈組R，是為了讓方形鐵芯G不僅在缸體上下位置處保持懸浮，在左右位置處也保持懸浮。

2、第一勵磁線圈組U和第二勵磁線圈組Q與第一勵磁線圈F非接觸設置，第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R與第二勵磁線圈S非接觸設置。

可以理解的是，所述第三勵磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述第一勵磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長度；所述第四勵磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述第二勵磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長度。這樣設置的好處是，可以保證方形鐵芯G帶動工作活塞H，運行到缸體P的指定位置，以完成六個工作沖程。

需要說明的是，參見圖1C，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，方形鐵芯G懸浮的工作原理為：

控制第三勵磁線圈組A中奇數(shù)號勵磁線圈和第四勵磁線圈組R中偶數(shù)號勵磁線圈通入第一方向直流電，控制第三勵磁線圈組A中偶數(shù)號勵磁線圈和第四勵磁線圈組R中奇數(shù)號勵磁線圈通入第二方向直流電。根據(jù)磁鐵(勵磁線圈中的鐵芯被磁化后相當于磁鐵)的磁性對鐵、鈷、鎳等物質有吸引作用，第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R所產(chǎn)生的磁場都對方形鐵芯G有吸引作用從而保證方形鐵芯G能懸浮在缸體內(nèi)。

可以理解的是，當缸體上部的第三勵磁線圈組A對方形鐵芯G的吸引力＝缸體下部的第四勵磁線圈組R對方形鐵芯G的吸引力+方形鐵芯G的重力+第一勵磁線圈組U的重力+第二勵磁線圈組Q的重力+第一勵磁線圈F的重力時，缸體左側第三勵磁線圈組A對方形鐵芯G的吸引力＝缸體右側第四勵磁線圈組R對方形鐵芯G的吸引力時，方形鐵芯G保持穩(wěn)定懸浮在缸體內(nèi)一個相對固定位置狀態(tài)。

參見圖1D，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，方形鐵芯G帶動工作活塞H在缸體內(nèi)懸浮移動的工作原理為：

控制第三勵磁線圈組A中奇數(shù)號勵磁線圈和第四勵磁線圈組R中偶數(shù)號勵磁線圈通入第一方向直流電，控制第三勵磁線圈組A中偶數(shù)號勵磁線圈和第四勵磁線圈組R中奇數(shù)號勵磁線圈通入第二方向直流電?？刂频谝粍畲啪€圈F和第二勵磁線圈S中通入同向或不同方向的直流電，根據(jù)“同向電流相吸引，反向電流相排斥”的原理，方形鐵芯G帶動工作活塞H向缸體首部移動或缸體尾部移動；根據(jù)磁鐵(勵磁線圈中的鐵芯被磁化后相當于磁鐵)的磁性對鐵、鈷、鎳物質有吸引作用，第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R所產(chǎn)生的磁場都對方形鐵芯G有吸引作用從而保證方形鐵芯G在缸體內(nèi)移動的同時，還能懸浮在缸體內(nèi)。

由上述技術方案可知，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，相比現(xiàn)有技術龐大機械結構組成的驅動裝置，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，驅動部件結構簡單、零部件少，后期維修方便；另外，由于方形鐵芯G在缸體P內(nèi)移動過程中是處于懸浮狀態(tài)，減少了部件之間的摩擦阻力，能量損耗小，運行效率高。

參見圖1A，優(yōu)選地，所述行程活塞工作段包括設置在所述缸體P軸線方向上的行程活塞連桿X，所述行程活塞連桿X的一端套設有多個交替排列的永磁鐵N極B和永磁鐵S極C，另一端設置有帶有火花塞L的行程活塞T；所述行程活塞T包括進氣管道N和排氣管道Q，所述進氣管道N的一端開口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開口朝向所述可變氣缸Y且設置有電磁進氣門K；所述排氣管道Q的一端開口朝向所述缸體P內(nèi)壁，另一端開口朝向所述可變氣缸Y且設置有電磁排氣門M；

所述缸體P內(nèi)上部和左側均固定有與所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C相對設置的第五勵磁線圈組V，所述缸體P內(nèi)下部和右側固定有與所述第五勵磁線圈組V相對設置的第六勵磁線圈組W；所述缸體P上設有限位電磁閥通孔，所述限位電磁閥通孔內(nèi)設置有限位電磁閥D，所述限位電磁閥D用于對所述行程活塞連桿的位置進行限定；

其中，所述第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W皆包括多個結構和尺寸相同的勵磁線圈，任一所述勵磁線圈皆為帶鐵芯的導電線圈；所述第五勵磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長度；所述第六勵磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長度。

可以理解的是，所述第五勵磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長度；所述第六勵磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長度＞所述多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C沿所述缸體P軸線方向的長度。這樣設置的好處是，可以保證行程活塞連桿X帶動行程活塞T運行到缸體P的指定位置，以完成六個工作沖程。

參見圖2A，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，行程活塞連桿X懸浮在缸體內(nèi)的工作原理為：

控制第五勵磁線圈組V中奇數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組W中偶數(shù)號勵磁線圈通入第一反向的直流電，控制第五勵磁線圈組V中偶數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組W中奇數(shù)號勵磁線圈通入第二方向的直流電；

各勵磁線圈產(chǎn)生的磁場如圖2B所示，根據(jù)“同性磁極相互排斥、異性磁極相互吸引”的原則，可知第五勵磁線圈組V和相對設置的多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C相互排斥，第六勵磁線圈組W和相對設置的多個永久磁鐵N極B和永磁鐵S極C相互排斥，使得行程活塞連桿X懸浮在缸體內(nèi)。

可以理解的是，缸體P下部的第六勵磁線圈組W對多個永久磁鐵N極B和永久磁鐵S極C排斥力＝缸體P上部的第五勵磁線圈組V對多個永久磁鐵N極B和永久磁鐵S極C的排斥力+行程活塞連桿X重力+全部永磁鐵N極B的重力+全部永磁鐵S極C重力，缸體P左側第五勵磁線圈組V對行程活塞連桿X的排斥力＝缸體P右側第六勵磁線圈組W對行程活塞連桿X的排斥力時，行程活塞連桿X保持穩(wěn)定懸浮在缸體內(nèi)一個相對固定的位置。

參見圖2B，同時給部分第五勵磁線圈V和第六勵磁線圈組W通入同向或不同方向的直流電，由于通電后的第五勵磁線圈V和第六勵磁線圈組W對多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C有吸引力，使得行程活塞連桿X能夠在缸體內(nèi)懸浮的同時左右移動(類似于懸浮式直線電機的工作原理)。

需要說明的是，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，行程活塞工作段的缸體內(nèi)設置有多個霍爾傳感器，用于檢測第五勵磁線圈組V相對于多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C的位置，檢測第六勵磁線圈組W相對于多個永磁鐵N極B和永磁鐵S極C的位置，以給各勵磁線圈組中的各勵磁線圈通入不同方向的直流電。

優(yōu)選地，所述第三勵磁線圈組A沿所述缸體P軸線方向的長度＝所述第四勵磁線圈組R沿所述缸體P軸線方向的長度，所述第一勵磁線圈組U沿所述缸體P軸線方向的長度＝所述第二勵磁線圈組Q沿所述缸體P軸線方向的長度，所述第五勵磁線圈組V沿所述缸體P軸線方向的長度＝所述第六勵磁線圈組W沿所述缸體P軸線方向的長度。

可以理解的是，這樣設置的好處是，可以保證方形鐵芯G帶動工作活塞H，行程活塞連桿X帶動行程活塞T平穩(wěn)地在缸體P內(nèi)移動。

優(yōu)選地，參見圖1A，所述磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，還包括圓形耐熱橡膠密封圈I，所述圓形耐熱橡膠密封圈I設置在所述工作活塞H和/或行程活塞T上的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述環(huán)形凹槽設置在所述工作活塞H或行程活塞T的周向。

可以理解的是，這樣設置的好處是：用耐熱橡膠密封圈I來減少可變氣缸的漏氣情況，同時由于耐熱橡膠密封圈I的存在，避免了活塞與可變氣缸接觸時產(chǎn)生摩擦而且損壞活塞或可變氣缸。

優(yōu)選地，所述工作活塞H和行程活塞T皆包括依次用螺栓固定在一起的底層、隔熱涂層J和外層，所述底層、隔熱涂層J和外層皆與所述缸體P的軸線垂直；所述環(huán)形凹槽設置在所述底層邊緣處，所述方形鐵芯G與所述底層的中心點相連。

可以理解的是，因為耐熱橡膠密封圈I的耐熱能力有限，為了降溫延長耐熱橡膠密封圈I的壽命，因此將活塞做成三明治結構，在底層和外層中間夾著一層隔熱涂層J。

另外，本實用新型還提供了一種磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機，包括上述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機。

參見圖3，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機的控制方法為：

分別給第三勵磁線圈組A、第四勵磁線圈組R、第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W的各勵磁線圈編號；

控制第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R通電，使鐵芯帶動工作活塞懸浮在缸體內(nèi)之后，執(zhí)行以下步驟：

步驟S1、關閉電磁排氣門M，打開限位電磁閥D，開始進氣沖程；

步驟S2、當進氣沖程結束后，關閉電磁進氣門K，打開限位電磁閥D，啟動壓縮沖程；

步驟S3、當壓縮沖程結束后，啟動做功沖程；

步驟S4、當做功沖程結束后，啟動二次壓縮沖程；

步驟S5、當二次壓縮沖程結束后，啟動二次做功沖程；

步驟S6、當二次做功沖程結束后，打開限位電磁閥D，啟動排氣沖程。

優(yōu)選地，所述控制第三勵磁線圈組A和第四勵磁線圈組R通電，使鐵芯帶動工作活塞懸浮在缸體內(nèi)，具體為：

控制第三勵磁線圈組A中偶數(shù)號勵磁線圈和第四勵磁線圈組R中奇數(shù)號勵磁線圈通入第一方向的直流電，控制第三勵磁線圈組A中奇數(shù)號勵磁線圈和第四勵磁線圈組R中偶數(shù)號勵磁線圈通入第二方向的直流電。

參見圖1A，優(yōu)選地，所述進氣沖程包括如下步驟：

控制第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入同向直流電，以拉動工作活塞H向缸體P首部移動；

控制第五勵磁線圈組V中預設段的偶數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組W中預設段的奇數(shù)號勵磁線圈通入第一方向的直流電，控制第五勵磁線圈組V中預設段的奇數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組W中預設段的偶數(shù)號勵磁線圈通入第二方向的直流電，以拉動行程活塞T向缸體P首部移動；

當所述行程活塞到達第一左側極限位置時，進氣管道N正對缸體P上的進氣口，驅動限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動，以卡住行程活塞連桿X保持在當前位置；

打開電磁進氣門K，以使燃料和空氣的混合氣進入可變氣缸Y；

當所述工作活塞H向缸體P首部移動并到達第一預設位置時，控制所述第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動時減速，并在到達第二左側極限位置時減速為零。

需要說明的是，若行程活塞T向缸體首部移動，本申請文件中的預設段是指第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W中與行程活塞連桿X最右端的永磁體相對的勵磁線圈到第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W中最左端的勵磁線圈這一段；若行程活塞T向缸體尾部移動，預設段是指第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W中與行程活塞連桿X最左端的永磁體相對的勵磁線圈到第五勵磁線圈組V和第六勵磁線圈組W中最右端的勵磁線圈這一段。

參見圖4，所述壓縮沖程包括如下步驟：

控制第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入的不同方向的直流電，以推動工作活塞H和行程活塞T向缸體P尾部移動去壓縮可變氣缸Y中的燃料和空氣的混合氣；

當所述行程活塞T從第一左側極限位置移動到中間預設位置，驅動限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動，以卡住行程活塞連桿X保持在當前位置；

當所述工作活塞H向缸體P尾部移動并到達第二預設位置時，控制第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入同向直流電，以迫使工作活塞H減速向缸體P尾部移動，并在到達第二右側極限位置時減速為零。

參見圖5，所述做功沖程包括如下步驟：

控制火花塞L點燃燃料和空氣的混合氣產(chǎn)生高溫高壓氣體，以推動工作活塞H向缸體首部移動到第一預設位置；

控制所述第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動時減速，并在到達第二左側極限位置時減速為零。

參見圖6，所述二次壓縮沖程包括如下步驟：

控制第一磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入不同方向的直流電，以推動工作活塞H和行程活塞T向缸體P尾部移動去壓縮燃燒后的高溫高壓氣體；

當行程活塞T從中間預設位置移動到第一右側極限位置，驅動限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動，以卡住行程活塞連桿X保持在當前位置；

當所述工作活塞H向缸體P尾部移動并到達第二預設位置時，控制第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入同向直流電，以迫使工作活塞H減速向缸體P尾部移動，并在到達第二右側極限位置時減速為零。

參見圖7，所述二次做功沖程包括如下步驟：

啟動噴水嘴E噴水，以使噴入氣缸內(nèi)的水被高溫高壓氣體迅速加熱變成高溫高壓水蒸氣，進而推動工作活塞H向缸體首部移動到第一預設位置；

控制所述第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動時減速，并在到達第二左側極限位置時減速為零。

參見圖8，所述排氣沖程包括如下步驟：

控制第一勵磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入的不同方向的直流電，以推動工作活塞H向缸體P尾部移動；

打開限位電磁閥D，控制第五勵磁線圈組V中預設段的偶數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組W中預設段的奇數(shù)號勵磁線圈通入第一方向直流電，控制第五勵磁線圈組V中預設段的奇數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組W中預設段的偶數(shù)號勵磁線圈通入第二方向的直流電，以拉動行程活塞T從第一右側極限位置移動到中間預設位置，此時排氣管道正對缸體P上的排氣口；

驅動限位電磁閥D向缸體P內(nèi)移動，以卡住行程活塞連桿X保持在當前位置；

打開電磁排氣門M，排出廢氣；

控制所述第一磁線圈F和第二勵磁線圈S中通入不同方向的直流電，以迫使工作活塞H向缸體P首部移動時減速，并在到達第一左側極限位置時減速為零。

需要說明的是，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機，可以實現(xiàn)米勒循環(huán)和奧拓循環(huán)雙循環(huán)，節(jié)約燃料。

奧拓循環(huán)又稱四沖程循環(huán)，內(nèi)燃機熱力循環(huán)的一種，為定容加熱的理想熱力循環(huán)。1862年法國一位工程師首先提出四沖程循環(huán)原理，1876年德國工程師尼古拉斯·奧托利用這個原理實用新型了內(nèi)燃機，因這種內(nèi)燃機具有轉動平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)良性能，對工業(yè)影響很大，故把這種循環(huán)命名為奧托循環(huán)。

奧托循環(huán)的一個周期是由吸氣過程、壓縮過程、膨脹做功過程和排氣過程這四個沖程構成，首先活塞向下運動使燃料與空氣的混合體通過一個或者多個氣門進入氣缸，關閉進氣門，活塞向上運動壓縮混合氣體，然后在接近壓縮沖程頂點時由火花塞點燃混合氣體，燃燒空氣爆炸所產(chǎn)生的推力迫使活塞向下運動，完成做功沖程，最后將燃燒過的氣體通過排氣門排出氣缸。由上述技術方案可知，本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機可以實現(xiàn)奧拓循環(huán)。

可以理解的是，內(nèi)燃機做功，點火后混合氣燃燒推動活塞下行，但到了下止點以后，其實混合氣的能量還遠未釋放完畢。按照奧托循環(huán)，此時就得打開排氣門排氣了，剩余能量被白白的排放出去。不僅浪費，而且不環(huán)保。如果膨脹比變大呢？活塞會再往下運行一段再到下止點，這樣可以更有效地利用混合氣的剩余能量，效率也自然更高，因此本實用新型提供的技術方案在奧拓循環(huán)的基礎上又加入了米勒循環(huán)。

汽油引擎作的功都是在爆發(fā)行程所產(chǎn)生，那如果這個爆發(fā)行程能一直持續(xù)，活塞通過下止點的時間比較慢，就能盡量利用燃燒氣膨脹的壓力來產(chǎn)生功了。有一個稱為膨脹比的值，就是用來定義燃燒氣體膨脹后容積與燃燒室容積的比值。米勒循環(huán)引擎就是一種膨脹比大的引擎，代表了燃燒氣體膨脹的比較多，做功比較大。

但是膨脹比大，也代表著壓縮比的增加，壓縮比一提高，爆震的問題很難避免，米勒循環(huán)把進氣時吸進來的氣，又給偷偷的放了出去。在壓縮沖程剛開始的時候，進氣門其實沒有關閉，所以有一部分混合氣就又回到了進氣管中(本實用新型提供的技術方案在進氣沖程中，驅動行程活塞移動到第一左側極限位置減小了可變氣缸的容積，即相當于米勒循環(huán)中將進氣時吸進來的氣又給放了出去，從而達到了米勒循環(huán)的效果)。這時，再利用原本就有的10:1的高壓縮比進行做功沖程，就產(chǎn)生了如此大的動力。因為壓縮行程時，真正被壓縮的混合氣其實沒有這么多，實際上的壓縮比沒有膨脹比這么高，藉此也有效避免掉了爆震的問題。

可以理解的是，內(nèi)燃機在運行米勒循環(huán)時動力較奧托循環(huán)時有所降低但燃料經(jīng)濟性有所提高。

本實用新型提供的這種磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機控制方法，采用六沖程設計將內(nèi)燃機可燃性混合氣第一次做功后所產(chǎn)生的尾氣中所隱藏的能量進行回收利用(第一次做功產(chǎn)生的能量用于推動工作活塞運動)，大大提高了內(nèi)燃機熱效率，降低燃料消耗。同時本實用新型所涉及內(nèi)燃機無需重大改變即可適應甲醇，乙醇等多種燃料(使用甲醇或乙醇燃料時只需對內(nèi)燃機點火時間及噴油量即混合氣濃度進行相應調整即可)，擺脫了傳統(tǒng)內(nèi)燃機對石油燃料的依賴。

本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結構上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。術語“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。