1.磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機,其特征在于,包括:帶有進氣口、排氣口和噴水嘴(E)的缸體(P),設(shè)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(shè)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(shè)置有第一勵磁線圈(F),另一端設(shè)置有工作活塞(H),所述方形鐵芯(G)的上表面和左表面設(shè)置有第一勵磁線圈組(U),下表面和右表面設(shè)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(shè)置的第二勵磁線圈(S),所述缸體(P)內(nèi)上部和左側(cè)固定有與所述第一勵磁線圈組(U)相對設(shè)置的第三勵磁線圈組(A),所述缸體(P)內(nèi)下部和右側(cè)固定有與所述第二勵磁線圈組(Q)相對設(shè)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(jié)構(gòu)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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機,其特征在于,所述行程活塞工作段包括設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)置有電磁排氣門(M);
所述缸體(P)內(nèi)上部和左側(cè)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(shè)置的第五勵磁線圈組(V),所述缸體(P)內(nèi)下部和右側(cè)固定有與所述第五勵磁線圈組(V)相對設(shè)置的第六勵磁線圈組(W);所述缸體(P)上設(shè)有限位電磁閥通孔,所述限位電磁閥通孔內(nèi)設(shè)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(jié)構(gòu)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機,其特征在于,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。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機,其特征在于,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(shè)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(shè)置在所述工作活塞(H)或行程活塞(T)的周向。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機,其特征在于,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(shè)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。
6.磁懸浮自由活塞式六沖程發(fā)電機,其特征在于,包括權(quán)利要求1~5任一項所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機。
7.磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機控制方法,應(yīng)用于權(quán)利要求2~5任一項所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機中,其特征在于,
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(guān)閉電磁排氣門(M),打開限位電磁閥(D),啟動進氣沖程;
步驟S2、當進氣沖程結(jié)束后,關(guān)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(jié)束后,啟動做功沖程;
步驟S4、當做功沖程結(jié)束后,啟動二次壓縮沖程;
步驟S5、當二次壓縮沖程結(jié)束后,啟動二次做功沖程;
步驟S6、當二次做功沖程結(jié)束后,打開限位電磁閥(D),啟動排氣沖程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機控制方法,其特征在于,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。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁懸浮自由活塞式六沖程內(nèi)燃機控制方法,其特征在于,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(yù)設(shè)段的偶數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組(W)中預(yù)設(shè)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(yù)設(shè)段的奇數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組(W)中預(yù)設(shè)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(cè)極限位置時,進氣管道(N)正對缸體(P)上的進氣口,驅(qū)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(yù)設(shè)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(cè)極限位置時減速為零。
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(cè)極限位置移動到中間預(yù)設(shè)位置,驅(qū)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(yù)設(shè)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(cè)極限位置時減速為零。
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(yù)設(shè)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(cè)極限位置時減速為零。
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(yù)設(shè)位置移動到第一右側(cè)極限位置,驅(qū)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(yù)設(shè)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(cè)極限位置時減速為零。
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(yù)設(shè)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(cè)極限位置時減速為零。
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(yù)設(shè)段的偶數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組(W)中預(yù)設(shè)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(yù)設(shè)段的奇數(shù)號勵磁線圈和第六勵磁線圈組(W)中預(yù)設(shè)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(cè)極限位置移動到中間預(yù)設(shè)位置,此時排氣管道正對缸體(P)上的排氣口;
驅(qū)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(cè)極限位置時減速為零。