本技术提供一种配备柔性刚度减振机构的自由活塞发电机系统,涉及活塞发电机技术领域,包括:直线电机、自由活塞发动机、柔性刚度减振机构、运行工况识别模块以及控制系统;控制系统用于接收并处理运行工况识别模块的信息,评估是否需要通过柔性刚度减振机构进行干预,在需要干预时对柔性刚度减振机构进行控制;柔性刚度减振机构包括:连杆、限位块、刚度弹簧、伺服定位机构以及伺服电机;控制系统与伺服电机连接,限位块通过螺栓被紧固在连杆上;刚度弹簧与限位块、伺服定位机构相连,并限制在限位块和伺服定位机构之间;伺服定位机构布置在直线电机与自由活塞发动机之间的导轨上,由伺服电机驱动并定位,以将刚度弹簧限制在特定长度。
背景技术
随着环境污染和能源短缺问题的日益严重,常规内燃机已经不能满足人们日常的生活需求。因此,研究人员开始开发和改进新型混合动力装置及相关技术。而自由活塞发电机则具有热效率高、单位体积功率大、易于模块化、污染物排放低等潜在的理论优势,可应用于纯电动增程、混合动力和其他多种动力领域,具有极大的应用价值和应用潜力。
与传统内燃发电机不同,作为一种无需传统内燃机曲轴连杆机构和凸轮配气机构的新型动力装置,自由活塞发电机将自由活塞发动机与直线发电机相结合。活塞只做往复的直线运动,避免了曲柄连杆机构造成的活塞与气缸壁之间较大的摩擦损耗,以及较多运动部件造成的较大机械损耗。同时由于其压缩比可调整且结构简单,因此能够适配多种燃料并在大部分工况下获得最佳的性能。
而对于目前的自由活塞发电机,多采用二冲程的循环方式,同时由于其独特的活塞运行规律和配合方式,在连续运动过程中,活塞的运动特性完全取决于其所受作用力,因此自由活塞发电机较传统内燃机易出现失稳工况。而在失稳共工况下,很可能影响到自由活塞发电机的整体的效率及工作稳定性,给自由活塞发电机的运行带来较大安全隐患。如某一侧的自由活塞发电机缸内的燃烧不稳定,若无外界因素干预,这种燃烧不稳定导致的振动或循环波动将极容易导致对侧自由活塞发电机的缸内由于未达到点火所需要的缸压或活塞未运动到点火所需要的位置而出现失火甚至停机的问题。或由于某一侧自由活塞发电机的点火、喷油等系统的故障,出现未点火、未喷油或喷油量不足的现象,从而降低了自由活塞发电机工况的稳定性。
实现思路