自由活塞位置检测机构、发动机及其控制方法技术

本发明专利技术属于热能与动力技术领域，具体涉及一种自由活塞位置检测机构、发动机及其控制方法。本发明专利技术中的自由活塞位置检测机构包括活塞、活塞杆、旋转盘和检测单元，活塞杆的一端与活塞相连，旋转盘上设有多个凸起，传动单元用于连接活塞杆和旋转盘，检测单元用于检测多个凸起的位置，当活塞运动时，活塞杆和传动单元能够带动旋转盘进行转动，检测单元能够检测多个凸起的位置，从而判断活塞的位置。通过使用本技术方案中的自由活塞位置检测机构，增加了旋转盘，放大了移动信号，将传统内燃机点火控制应用于自由活塞点火控制，提高了点火和喷射时间的准确性。

【技术实现步骤摘要】
自由活塞位置检测机构、发动机及其控制方法
本专利技术属于热能与动力
，具体涉及一种自由活塞位置检测机构、发动机及其控制方法。
技术介绍
自由活塞式发动机是一种没有曲轴连杆的发动机，一般和直线发电机机结合使用，由于没有曲轴和凸轮轴，也就没有曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器。但是自由活塞式发动机需要精确控制喷射和点火时间，而且活塞的上止点和下止点都会因为外界或控制的原因而变化(可变压缩比)，这也造成了喷油和点火控制的难度。目前缺乏可靠的活塞运动控制导致无法持续稳定的运行，从而制约其工程化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决自由活塞发动机获取活塞位置信号较难的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的第一方面提出了一种自由活塞位置检测机构，包括：活塞；活塞杆，所述活塞杆的一端与所述活塞相连；旋转盘，所述旋转盘上设有多个凸起；传动单元，所述传动单元用于连接所述活塞杆和所述旋转盘；检测单元，所述检测单元用于检测所述多个凸起的位置；其中，当所述活塞运动时，所述活塞杆和所述传动单元能够带动所述旋转盘进行转动，所述检测单元能够检测所述多个凸起的位置，从而判断所述活塞的位置。通过使用本技术方案中的自由活塞位置检测机构，增加了旋转盘，当活塞运动时，传动单元能够带动旋转盘进行圆周运动，检测单元能够监控多个凸块的位置，进而判断自由活塞位置检测机构的位置，本专利技术放大了活塞的移动信号，将传统内燃机点火控制应用于自由活塞点火控制，提高了点火和喷射时间的准确性。另外，根据本专利技术的自由活塞位置检测机构，还可具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施方式中，所述传动单元为第一直杆，所述第一直杆的第一端与所述活塞杆的另一端相连，所述第一直杆的第二端与所述旋转盘的边缘相连。在本专利技术的一些实施方式中，所述活塞杆的所述一端套设有第一弹性件。在本专利技术的一些实施方式中，所述传动单元为第二直杆，所述第二直杆的第一端与所述活塞杆的另一端固定连接，且所述第二直杆与所述活塞杆始终处于同一直线方向上，所述第二直杆上设有第一齿形，所述旋转盘上设有与所述第一齿形相匹配的第二齿形。在本专利技术的一些实施方式中，所述第二直杆与所述活塞杆为一体式结构。在本专利技术的一些实施方式中，所述第二直杆的第二端设有第二弹性件。在本专利技术的一些实施方式中，所述多个凸起包括第一凸起组和第二凸起组，所述第一凸起组中任意相邻设置的两个凸起间的周向距离均相等，所述第二凸起组中任意相邻设置的两个凸起间的周向距离均相等，且所述第一凸起组中任意相邻设置的两个凸起间的周向距离等于所述第二凸起组中任意相邻设置的两个凸起间的周向距离，所述第一凸起组与所述第二凸起组间的周向距离大于所述第一凸起组中任意相邻设置的两个凸起间的周向距离。在本专利技术的一些实施方式中，所述检测单元包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器沿所述旋转盘的周向方向间隔设置。在本专利技术还提出了一种发动机，该发动机包括以上实施方式中的自由活塞位置检测机构。在本专利技术还提出了一种自由活塞位置检测机构的控制方法，包括：根据检测单元采集所述多个凸起的位置；根据所述多个凸起的位置确定所述活塞的位置。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1示意性地示出了根据本专利技术实施方式的自由活塞位置检测机构的一种整体结构示意图；图2示意性地示出了根据本专利技术实施方式的自由活塞位置检测机构的另一种整体结构示意图；图3为图1中旋转盘和检测单元的整体结构示意图。11：活塞、12：活塞杆、121：第一齿形；20：旋转盘、21：第一凸起组、22：第二凸起组、23：第二齿形；31：第一直杆；41：第一传感器、42：第二传感器；51：第一弹性件、52：第二弹性件；61：第一腔体、62：第二腔体；70：绕组线圈。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。图1示意性地示出了根据本专利技术实施方式的自由活塞位置检测机构的一种整体结构示意图。图2示意性地示出了根据本专利技术实施方式的自由活塞位置检测机构的另一种整体结构示意图。如图1和2所示，本专利技术提出了一种自由活塞位置检测机构、发动机及其控制方法。本专利技术中的自由活塞位置检测机构包括活塞11、活塞杆12、旋转盘20和检测单元，活塞杆12的一端与活塞11相连，旋转盘20上设有多个凸起和，传动单元用于连接活塞杆12和旋转盘20，检测单元用于检测多个凸起的位置，当活塞11运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自由活塞位置检测机构，其特征在于，包括：/n活塞；/n活塞杆，所述活塞杆的一端与所述活塞相连；/n旋转盘，所述旋转盘上设有多个凸起；/n传动单元，所述传动单元用于连接所述活塞杆和所述旋转盘；/n检测单元，所述检测单元用于检测所述多个凸起的位置；/n其中，当所述活塞运动时，所述活塞杆和所述传动单元能够带动所述旋转盘进行转动，所述检测单元能够检测所述多个凸起的位置，从而判断所述活塞的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种自由活塞位置检测机构，其特征在于，包括：
活塞；
活塞杆，所述活塞杆的一端与所述活塞相连；
旋转盘，所述旋转盘上设有多个凸起；
传动单元，所述传动单元用于连接所述活塞杆和所述旋转盘；
检测单元，所述检测单元用于检测所述多个凸起的位置；
其中，当所述活塞运动时，所述活塞杆和所述传动单元能够带动所述旋转盘进行转动，所述检测单元能够检测所述多个凸起的位置，从而判断所述活塞的位置。


2.根据权利要求1所述的自由活塞位置检测机构，其特征在于，所述传动单元为第一直杆，所述第一直杆的第一端与所述活塞杆的另一端相连，所述第一直杆的第二端与所述旋转盘的边缘相连。


3.根据权利要求2所述的自由活塞位置检测机构，其特征在于，所述活塞杆的所述一端套设有第一弹性件。


4.根据权利要求1所述的自由活塞位置检测机构，其特征在于，所述传动单元为第二直杆，所述第二直杆的第一端与所述活塞杆的另一端固定连接，且所述第二直杆与所述活塞杆始终处于同一直线方向上，所述第二直杆上设有第一齿形，所述旋转盘上设有与所述第一齿形相匹配的第二齿形。


5.根据权利要求4所述的自由活塞位置检测机构，其特征在于，所述第二直杆与所述活塞杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晓鹏，解同鹏，曾频，武玉臣，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37