CN101114804A - 磁力增能式发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力增能式发动机，在机架(3)上设有主轴(10)、单向超越自动联轴器(11)、贮能飞轮(13)和输出轴(15)，主轴(10)上设有工作飞轮(9)，工作飞轮(9)上至少设有一个棘轮齿圈(8)；棘轮齿圈(8)有对应的磁力发动器(5)，磁力发动器(5)内设有一个定磁力座和动磁力座，动磁力座设有与所述的棘轮齿圈(8)对应传动的棘爪(7)，磁力开关旋柄对应传动的拔块通过连杆(6)与往复驱动装置传动连接。本发明是一种促使磁力能能量在某一单位时间内能得到充分地发挥和稳定地增长，从而变成一种具备一定的工作效能和实际应用价值的为动力能量输出的磁力增能式发动机。

Description

磁力增能式发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，特别是涉及一种利用磁力来增加能量的磁力增能式发动机。

背景技术

高能永磁体(如钕铁硼稀土钴等)是一种既不同于那些一次性天然化石能源燃料，也有别于核能燃料(如铀、钚)的新型能源体材料。其不同之处，一是这些化石类燃料在其本质上是一种以吸收和储存外界输注能量(例如接受沉积、太阳的核辐射能)为主的蓄能载体，而非像永磁体或者核能物质这样系一种特殊能量(即化学结合能或称原子能-它主要由该物质内部的主体构成元素之特殊的分子、原子或原子核结构所天然形成、产生)的能量体本体。因此，这些化石燃料体很显然将远远没有这种通过采用冶金生产工艺于先进制造方法所生产、制造(提炼、浓缩、加工、强化)出来的新型能源材料体-永磁体的内部所蕴含的总能量值大(相同体积或质量的)。这一点，人们可以从同是原子能能量体的核能物质铀或钚的能量效应上得到印证；二是该化石燃料(也包括核能燃料)它们在进行能量释放(即其化学能转换为热能)时，是通过化学燃烧这样一种比较激烈地分子(热)运动的形式来予以实现的，故二由于这种剧烈化学反应式的作用，导致其在单位时间内所产生(释放)的能量值(热能值)非常巨大；而该永磁体在释放能时，则由于没有经历上述“燃料燃烧-产生瞬时爆发性高热能”这一段中间过程，而是以另一种非“剧烈地化学反应式”的特殊能量转换方式来予以直接而迅速地将磁力能转换成磁体作自身运动的动能，因而使得其单位(时间)能效值要大大低于那些化石类能源燃料，当然也更远远低于那种核能燃料单位能效值。

正是由于永磁体存在着这种(磁力)能量总含量值虽很大，但其单位能量值却比较弱小的弊端缺陷之处(由磁力能这种“冷释放反应式”的天生工作特性所决定)，因而直接给它(及其所产生的磁力能量)在具体的工程应用方面，造成了一种很大的技术上的障碍与操作实施上的难度，致使其应用范围严重受限，难以作为一种有效的工程动力能源获得广泛的重视和积极的开发利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种促使磁力能能量在某一单位时间内能得到充分地发挥和稳定地增长，从而变成一种具备一定的工作效能和实际应用价值的为动力能量输出的磁力增能式发动机。

为了解决上述技术问题，本发明提供的磁力增能式发动机，在机架上设有主轴，所述的主轴通过单向超越自动联轴器与贮能飞轮传动连接，所述的贮能飞轮通过单向自动离合器与输出轴传动连接，所述的主轴上至少设有一个工作飞轮，所述的工作飞轮上至少设有一个棘轮齿圈；在所述的机架上设有与所述的棘轮齿圈对应的磁力发动器，所述的磁力发动器内设有一个定磁力座和一个与之对应的动磁力座，所述的动磁力座设有与所述的棘轮齿圈对应传动的棘爪，所述的磁力发动器内设有一个与所述的动磁力座和定磁力座的磁力开关旋柄对应传动的拔块，所述的拔块通过连杆与往复驱动装置传动连接，拉绳弹簧复位机构一端与所述的拔块连接，另一端与所述的动磁力座连接，在所述的磁力发动器内设有与所述的动磁力座对应的杠杆锁止机构，在所述的拔块上设有与所述的杠杆锁止机构对应的杠杆锁止开启滑槽。

所述的往复驱动装置为与所述的磁力发动器的连杆对应传动连接的曲轴，所述的曲轴通过大速比减速机与电机传动连接。

采用上述技术方案的磁力增能式发动机，电机通过大速比减速机驱动曲轴运动，曲轴通过连杆驱动拔块往复运动，当拔块向前运动时将定磁力座和动磁力座的磁力开关旋柄开启，定磁力座和动磁力座产生相吸的磁力，拔块上设有的杠杆锁止开启滑槽使杠杆锁止机构开启动磁力座，定磁力座和动磁力座相吸使动磁力座向定磁力座移动靠近，动磁力座上的棘爪向前移动带动棘轮齿圈向前旋转一段距离，从而带动工作飞轮旋转；当拔块向后运动时将定磁力座和动磁力座的磁力开关旋柄关闭，定磁力座和动磁力座相吸的磁力消失，拔块通过拉绳弹簧复位机构使动磁力座回位，拔块上设有的杠杆锁止开启滑槽使杠杆锁止机构锁止动磁力座。随着曲轴通过连杆驱动拔块往复运动，定磁力座和动磁力座相吸和分离，从而动磁力座上的棘爪往复向前移动带动棘轮齿圈向前旋转，棘轮齿圈在多组磁力发动器的棘爪作用下不停向前旋转，从而带动工作飞轮不停旋转，工作飞轮带动主轴，主轴通过单向超越自动联轴器带动贮能飞轮旋转，贮能飞轮通过输出轴输出动能。

本发明装置将有如下三个技术瓶颈上的重大突破与创新：一是通过本装置中的技术方法与操控手段，可顺利地完成该永磁体之磁力释放，产生及转换的全部工作过程，并非常有效地全程把握；二是采用棘轮-飞轮这种独特地工作机构来完成将那些数量分布零散众多的其单位(时间)磁力能较弱小的永磁体之磁力能量予以充分地采撷、掘取，继之全部转化为飞轮自身作惯性旋转的机械能。此工作方法方式称为“集群式工作模式”；三是系统机构总体结构布局为一种“梯度级机构组群”这种特殊地结构设计形式与“滚动发展式”的增(扩)能工作机制，将保障系统机构逐步达成其设定的最终工作任务目标--输出额定的动力转矩(转速)值。

上述这一能够整合全部有效资源、充分发挥其各自工作、作用效应，且可不断进行复制的机构工作过程模式，其总称为“机构整体发展工作机制”

本发明的这种工作装置是一种利用高能永磁体所释放、产生的磁力能之能量获取代价很低(与其巨大的磁力能总蕴含量相比，此种属第三代高能永磁体之磁力能构成成本是十分低廉的)、能量释放持续时间长久、工作性质、性能稳定可靠、安全清洁且能循环再利用(可持续发展)的众多突出的优势特点，通过采用相对应的方法手段及工作机制，来实现该磁力能量值跟随机构的升级发展(工作效能的强化与工作规模的拓展)而得到逐步地提升与增长、最终达至一种高位值运行阶段所满足所设定的动力输出值的工况技术要求的这样一种系统工作机构。

综上所述，本发明是一种促使磁力能能量在某一单位时间内能得到充分地发挥和稳定地增长，从而变成一种具备一定的工作效能和实际应用价值的为动力能量输出的磁力增能式发动机。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明的磁力发动器结构示意图；

图3是本发明的棘爪、棘轮齿圈工作原理示意图；

图4是沿图1中A-A线剖视图。

具体实施方式

参见图1、图2、图3和图4，在机架3上设有主轴10，主轴10通过单向超越自动联轴器11(液力变矩变速器)与贮能飞轮13传动连接，贮能飞轮13通过单向自动离合器14与输出轴15传动连接，主轴10上设有两个工作飞轮9，工作飞轮9两边各设有一个棘轮齿圈8；每个工作飞轮9的棘轮齿圈8有八个对应的设在机架3上的磁力发动器5，磁力发动器5内设有一个定磁力座22和一个与之对应的动磁力座21，动磁力座21设有与棘轮齿圈8对应传动的棘爪7，磁力发动器5内设有一个与动磁力座21和定磁力座22的磁力开关旋柄20对应传动的拔块18，拔块18通过连杆6与曲轴16传动连接，曲轴16通过从动小齿轮4与主动大齿轮17啮合传动，主动大齿轮17通过大速比减速机2与电机1传动连接，在曲轴16上设有驱动惯性轮12，拉绳弹簧复位机构23一端与拔块18连接，另一端与动磁力座21连接，在磁力发动器5内设有与动磁力座21对应的杠杆锁止机构24，在拔块18上设有与杠杆锁止机构24对应的杠杆锁止开启滑槽19。

参见图1、图2、图3和图4，在本机构系统内，所采用的是一种利用高能永磁体释放产生的某种具有相对恒定与持久的磁性力(磁吸力)作为机构的原驱动力，且其机体结构型式呈一种卧塔式(阶梯状多组段式)之空间布局设置的特殊机构系统结构形式。采用此种独特的机构结构形式主要特点优势是，它能直接将机构中前一梯度级的工作机组(如I级)动力输出末端所输出的驱动力，转变为(或作为)后一梯度工作级(如II级机组)进行工作运行所必须的一种原驱动力，继而通过本级机组的工作运行，使该从动力输入首端所输入的原动力值获得增长与扩大，再继之又以此为基础作更进一步的往下一阶梯度工作级(如III级机组)延伸发展，直至最终所扩增的动力输出值达到(满足)系统负载端的动力要求为止。

除此之外，随着本设计中的这种可使系统的总动力能量值获得逐渐增大的梯级步进式的机构结构形式设置运用(主要由外部依序补充、递进的永磁体的磁力能的效用产生)，它另外还可与系统机构中其它技术构成部分相结合，通过各自的伏势互补来共同一道为进一步提高整个系统机构的工作效率，而发挥机制的作用效能。

在每一阶发动工作机构内的众多磁力发动器5，均围绕着工作飞轮9左右端面的棘轮齿圈8处，呈一种星形分布，设置可自由联合成组(发动工作组)，从而构成一种在某一单位时间内其既可单独轮流交替发力推进，也能多(工作)点集群联动(同一或者不同工作面上)共同作功的复合工作机制，以实现将各磁力发动器5产生的磁力动能转化为工作飞轮9的转动动能(机械能)-即通过棘轮棘爪齿合机构，来完成将动定两磁力座相对位移时的一种往复直线运动，转变成推动工作飞轮作单向、间歇的旋转运动。

对发明项目的理解：

本发明创造将依据如下几点“制胜”的基础条件优势，来进行设计创新：依据该高能永磁体磁力能在本质上是一种完全不同于普通能源体(如煤炭、石油等)释放的那种常规形式的分子热(运动)能量，而是属于另一种非常独特的化学结合能--也即原子能这一特殊物质的功能特性。关于这一点，该永磁体与那种核能物质铀或钚等非常类似，即它们都是一种原子能能量的本体而非像煤炭、石油等这些一次性化石能源体，那样主要是依靠采集和吸收外界能量(如太阳的核聚变辐射能)来作为其主体内容物的这种能量贮存的载体。因而，该永磁体的能量总值也很自然地将与核能物质一样，要远远大于这类化石能源体的内部所蕴含的能量总值(相同体积或质量情况下)。这样，人们可以从该永磁体所具备的那种相当长久、持续地(磁力)能量释放(输出)时间--这一独特地功能特性上，得到直接地印证(据国外有关研究机构的测试报告，该高能永磁体的磁力能半衰期大约为一百年左右)。故而，从这一点上来说，该永磁体完全同核能物质一样，是属于一种真正意义上能源体(或曰能量的本源主体)。

在此，有必要加以补充说明一下的是，该永磁体释放的磁力能之所以以其单位(时间)能量值甚小(即它不仅要大大低于与之相同体积、质量的煤炭、石油等这些化石能源体，同时也更远远小于核能物质)，其中一个最主要的原因是因为它们之间在各自的能量释放的形式上，存在着一种根本性的重大区别。这种区别就是前者不像后者那样是一种专门用来燃烧的化学燃料体--即该永磁体不须经历“燃料燃烧-产生高温热能”这一传统能量转换方式过程阶段，而是直接以磁力能转化为动能或机械能这种特殊的释能方式予以取代，因此导致其不具备后者这种因剧烈地化学(分子)反应所形成的大量能量在短暂时间内集中爆发、充分释放的瞬时强大工作作用效应，而是以另一种较“温和”的渐变式的“冷反应”释能形式逐步将其内部蕴藏的巨大潜能予以缓解释放(转换)；另一种是依据该永磁体所具的独立灵活性特点，通过优化的设计布局，来使之达到以(永磁体)数量取胜-即形成一种集群，规模工作效应的目的；再次是利用该永磁体的体积、质量可根据相关技术应用要求作自由灵活地设计确定这一特性，来轻松方便地提升其单位(时间)磁力能量值逐级扩大、增强，最终满足系统负载机构(发电机工作)的额定动力(转矩)要求为止。

总机构系统的结构构成

机架3----采用无磁性(非导磁)的高强度钛铝合金材料制造，其基本轮廓外形为一种多节段的(呈梯度级分布)正八面形柱体状的卧置式框架结构体。在该框架体腹内，间隔平行排列有多具立框式支撑架25(即隔框架)，它主要用以支撑该安装磁力发动器5及其它曲轴16传动(驱动)等机构装置，而框架体底部，则有一基座与地面固连。

磁力发动器5-----主要由外形呈柱型体(两半圆柱体组合而成)的高能永久磁性材料和轭铁组成的动磁力座21和定磁力座22、磁力开关旋柄20及棘爪7等零部件共同构成。

初始启动机构---分别由一台小功率电机1(首先采用如蓄电池等外部电源作为启动电源，继再以系统自身的回馈电源米作为进行发动工作维持电源)及减速器2与传动齿轮4、17等组成。

梯度级发动工作机构----分别由主轴10(各结梯级机构设置一具，且每一级主轴的体积大小与长度均随之同步呈梯级增长)，从动齿轮(安装子曲轴前端、兼具进一步减速的作用)单向超越式自动联轴器11、单向自动离合器14(即液力变矩变速器)两端面带棘轮齿圈8的工作飞轮9(I级机构装设数量为两具、II级机构为三具、III级机构为四具)和安装于各梯级主轴末端的贮能飞轮13(其体积同样随梯级增长而增大)以及曲轴连杆机构16(每一阶机构级设置8具，而该曲轴的曲拐数再各级中是不同的。它们在I级、II级、III级机构中的数量分别为4个、6个和8个)与驱动惯性轮12(其数量分布为：I级-1具、II级-2具、III级-3具，它们均衡地布置于各自的曲轴上，且其体积质量大小液随同级数增长)等工作、运动的器部件所共同构成。

终端负荷(工作)机构----主要由发电机和(分)配电装置及自控系统组成。

总体构造组成

在总体机构每一梯度级发动工作机构中，处于靠近前端部位的与磁力发动器5的棘爪7相接触的转动轮称为工作飞轮9。该轮左右两端面上各固连有一只直径尽寸较之略小一点的棘齿轮圈8。此工作飞轮9的主要作用，一方面是传递磁力发动器5所产生的磁力动能；另一方面则是将这些众多的分散的磁力动能，以及该磁力发动器5相对于工作飞轮9(轮轴)所形成的一种位置势能，通过自身轮体作惯性旋转(绕主轴10)运动而予以充分地收集、积累并储存起来。至于设置在靠近机组后端部位的另一具体积直径比惯性轮更大一些的工作轮，则称之为工作飞轮或简称飞轮。这两种轮之间，它们将通过传动主轴10和单向离合器14(或液力耦合器)予以连接。当飞轮最后从本扩能工作机组中获得了某一设定的转速参数值以后，该飞轮将利用自身很大的转动惯量，通过末端相连的变速传动装置来带动下一梯级工作机组的原驱动力装置(即包括一大小传动齿轮和曲柄滑块机构在内的“励动装置”)进行工作。(注：最后一级机组将采用液力变速变矩器来实现与发电机的连接)。

机构构成

本工作机构的总体结构布局，为一种多组段、阶梯卧轴式串联链式结构的系统机构构成形式，具体表述为：它以前一级工作机构所产生、输出的动能或机械能作为后一级机构驱动工作的基础(即令接合部的液力联轴器完成自动接合和驱动“种子式”励磁机构装置进行工作运转)，而后一梯级机构的工作能效(前一级“种子式”机构作持续励磁工作运动，以令后一级机构不断被感应、激发和产生出另一种更大、更强的磁力动能-其值由该机构中共同参与工作运作的用磁体之体积大小、质量高低及数量多少直接决定)的一种依次递增推进、逐渐深入的能量呈滚动式增长、发展的梯级增能工作机构的体系构建模式。

下一梯度级工作机构将全部承接上一梯度级机构中所产生输出动力能量，并将此作为一种“种子”式基本动能__励(磁)动原驱动能而予以激励和诱导本级机构发挥工作能力产生并释放出远超越上一梯级机构工作量的另一种更大更强的动力能量值，从而最终构建和营造一种将致整个机构系统动力能量不断递进升级与扩强(理论上为无限)的能量(机械能)滚动式发展的持续运行机制与工作态势格局。

关于磁力发动器的结构与工作方式

该磁力发动器5(简称磁力发动器)分别由动磁力座21、定磁力座22、拨块18与拉绳弹簧复位机构23、杠杆锁止机构24等组成。在定磁力座22和动磁力座21内各装设由一具相同体积质量大小的柱形永磁体极芯(其分别由体积质量均相等的俩半圆柱形高能永磁体材料粘结合并构成)。该柱形磁芯的所产生的磁力线将主要透过柱体上两条相对称的母线式细小磁隙(一条为N极、另一条为S极)向外集中释放。当该磁芯处于中位置时，其磁力线绝大部分被约束、限制在座体(导磁体)内形成闭环磁路而基本不对外显示磁性或者准确的说基本不对外释放具有应用价值的磁力能；而当磁芯处于中的位置时，其磁力线(绝大部分)则通过磁导体(座体)上的一对吸合工作面向外予以集中释放、散发，与(另一磁力座)形成一个异极相吸的具强大作用的封闭式工作磁场。更详细工作过程方式为：拨块18在曲轴连杆机构的驱动下作往复直线移动，继而一同拨动定磁力座22和动磁力座21上的磁力开关旋柄20同时转过一个90的角度(从OFF到ON)，以令座体内的俩柱形磁体极芯也与之同时绕自体中轴线一同旋转一个90的角度，从而使两者原本成同(磁)极相对立状态(即保持一种互相斥离、静止状态)的俩柱形磁芯，转瞬间迅即变化为另一种呈异极相互吸合的工作运动状态  即通过各自座体吸合工作面所构成的两对磁极、互以对方为异极吸引对象而施予(释放)磁吸作用力，最终完成该磁力发动器从磁力关闭到磁力释放的这一工作段的循环运动过程。

梯级发动工作机构的工作方式

原动力经由电动机、轻型减速器及主传动齿轮传输至各具(八具)传动(驱动)曲轴上，继之又由该区曲轴通过连杆将转动运动动能，转换成滑块(拨块)沿滑道作往复直线运动的动能，从而令滑块完成拨动磁力发动器的磁力开关，以致其产生(释放)出一种大大超过原驱动动能的磁力动能，最终通过棘爪棘轮机构将此磁力动能(动磁力座与定磁力座吸合时位移运动的动能)直接转换为工作飞轮绕自身中心轴作惯性旋转运动的转动动能(机械能)。

接着，自I级机构开始，往后各梯级发动工作机构均可按照此种工作模式与工作机制(电动机将弃除)一直不断地复制下去，直至发展延续道最后能达至设定能量增长目标的N级为止。

工作原理之能量转换

本新型磁力增能式发电发动机是主要采用全文铁硼这种高能永久磁性材料体所释放的磁力能来作为其工作的主要动力源，同时通过其它组成机构部分(如磁力发动器装置、棘轮、棘爪传动装置及工作飞轮等)的功能作用，来共同完成转换、增扩该磁力动能最终满足负载工作机-发电机的额定动力输入(转矩与转速)技术要求的这样一种机构工作系统。

由于在磁力发动器5---这一机构的主要核心工作器部件的结构中采用了该种磁性材料体，且磁路设计合理，故它可产生一种较为强大的磁吸力。当磁力发动器进行工作时，借助器体一侧的磁力开关旋柄，往复转动该开关(即同时使器体内动定两磁力座种的柱型磁体极芯一同绕自体柱心轴各自沿正反向旋转一个90°的角度)，即可令它们内部的磁路得以立即接通或者被迅速有效切断，从而致使(相对的)工作面之间时而形成一种两者互动的工作磁场(即：它们互以对方为吸附对象，一道同时释放各自的磁吸作用力)，时而该工作磁场转瞬间又同时消失(同步中止各自的磁吸力释放，而致两者呈自由分脱状)的这种状态局面。由于器体中定磁力座被固定，故动磁力座在与之吸合时，是以一种直线加速度运动形式进行位移运动的，而在这两者的这种吸合、分脱的、不断循环、轮回的直线往复运动过程中，安装与动磁力座上的棘爪将间歇性的拨(推)动工作飞轮上的棘轮齿圈(与飞轮端面并联、直径略小于飞轮)，以使该工作飞轮绕自身中心轴作单向惯性旋转，从而完成其磁力能向机械能(刚体定轴转动动能)的能量转换工作过程。

至于该磁力能量的扩增(即磁力能量在系统机构中逐步增大至终端负载的功力输入值技术要求)这一点，一是依赖系统内各阶大小不等的梯级机构中所分别设置、配备的永磁体这种数量与体积(质量)呈梯度级增长和扩大(意味着各机构中单位磁力能量值获得同步扩增)的能量直接递增升级的方式；二是利用各级发动工作机构所作的功(盈功之和)在时间上的积累工作效应(全部转化为工作飞轮或储能飞轮的惯性转动动能)这一作用机制上的优势，两者结合共同发“力”作“功”，以将该总的动力能量不断推向一个新的增长高度。

工作原理

在本机构系统内I II III级增能工作机构中，各级机构所设置配备的磁力发动器装置其数量与体积各不相同，它们是一种由少到多、由小到大的梯度级阵形分布排列，故所产生形成的磁力能量值也将自I级机构始沿梯级一路持续攀升、走强。由于在理论上，该梯度级工作机构系统的梯级数可作无限地增长---即自I级始直至N级，相应的所配备于各个工作机构级内的磁力发动器装置的数量于体积也同样可作无限地增加于增大，故而由此所产生形成的磁力能量值最终将趋于无穷大。这种无穷大的动力能量值(或者说转矩值)，相对于具有额定(有限)输入转矩值的动力需求的负载---发电机来说，本技术方案的实施在理论上应是完全可以成立的。

关于磁力发动器作功(产生盈功)的计算问题

现以I级发动工作机构中所配置的、最小级规格型号的单具磁力发动器为例。同时，为便于对其作分析、计算，另假设该磁力发动器为一种理想运动的机器装置(即：将它简化为一种水平工作设置状态，且予以乎略其各个轴承处的磨擦阻力)。

一、磁力发动器在一个工作循环内所产生的总功：

已知：

①动(或定)磁力座的质量m_(动磁)＝m_(定磁)＝1.2kg

②动(或定)磁力座产生的磁吸力F_(动磁)＝F_(定磁)＝588N

③动磁力座相对定磁力座的位移S_(磁)＝0.016m

分析：根据题意，只有当拨动磁力开关的滑块在作往程运动时，该定磁力座、动磁力座才形成一种异极相对状态而各自释放其磁吸力相互吸引对方进行吸合做功。由于定磁力座被固定，因此致使动磁力座将以一种直线加速度的运动形式快速于之吸合，而完成其“碰撞”式的位移作功过程。故根据牛顿第二定律公式F＝ma，可先行求得该动磁力座运动的加速度a。

解：将已知条件代入公式

a＝F/m＝(F_(动磁)+F_(定磁))/m_(动磁)＝(588N+588N)/1.2kg＝980m/s²

再运用匀变速直线运动的位移公式S＝V₀t+1/2(at²)求出动磁力座位移过程耗用的时间t_(磁)。

由题意可知，动磁力座运动的初速度V₀＝0，故该位移公式经简化变形后为：t＝(2s/a)^1/2，代入数据

t_(磁)＝{(2×0.016m/980m)×s²}^1/2＝0.0057(s)

继而运用初速度为零的匀加速直线运动公式V_t＝at，求出动磁力座运动的速度V^(动磁)

V_(动磁)＝at＝980m/s²×0.0057s＝5.6m/s

最后，再根据功的计算公式W＝F×S(或功率的计算公式P＝F×V)，计算出该动磁力座在一个工作循环内产生的总功(或其瞬时功率)

(1)、总功为：

W_(磁总)＝(F_(动磁)+F_(定磁))×S_(磁)

       ＝(588N+588N)×0.016m

       ＝18.8N·m

(2)、其功率为

P_(磁总)＝(F_(动磁)+F_(定磁))×V_(动磁)

       ＝(588N+588N)×5.6m/s

       ＝6580(W)

二、拔块拔动磁力开关旋柄(作水平往复运动)时所损耗的功或功率(分为往程耗功与返程耗功)

经对磁力发动器实物模型作运动试验，现测得其运动参数如下：

①拔块质量m_(拔)＝0.5kg，②拔块启动磁力开关(作往程运动)时所需最大拉力约为：F_(拔往)＝15N，③拔块关闭磁力开关并牵引动磁力座复位(作返程运动)时，所需的最大拉力约为：F_(拔返)＝30N，④拔块移动的距离：S_(拔往)＝S_(拔返)＝0.09m，⑤拔块完成单程运动(往程或返程)耗用的时间：t_(拔往)＝t_(拔返)＝0.5s，

解：根据本题题意，因拔块所作的往复驱动运动系一种匀速直线运动，故可运用匀速直线运动的速度公式：V＝S/T，先求出其运动的速度，有：

V＝S_(拔往)/T_(拔件)＝0.09m/0.5s＝0.18m/s＝V_(拔返)

继而再将以上数据代入功的计算公式，分别得

(1)、拔块往程时的功耗

W_(拔往)＝F_(拔往)×S_(拔往)＝15N×0.09m＝1.35N·m

(2)、拔块返程时的功耗

W_(拔返)＝F_(拔返)×S_(拔返)＝30N×0.09m＝2.7N·m

(3)、拔块完成一个工作循环的总功耗为

W_(拔总耗)＝W_(拔往)+W_(拔返)＝(1.35+2.7)N·m＝4.05N·m

而其损耗的功率，则为

(1)拔块往程时的功率损耗：

P_(拔往)＝F_(拔往)×V_(拔往)＝15N×0.18m/S＝2.7(w)

(2)、拔块返程时的功耗

P_(拔返)＝F_(拔返)×V_(拔返)＝30N×0.18m/S＝5.4(W)

(3)、拔块往、返运动(一个工作循环)的总功损耗为

P_(拔总耗)＝P_(拔往)+P_(拔返)＝2.7W+5.4W＝8.1(W)

从而可分别得：

(A)、该磁力发动器(单具)在一个工作循环内所产生的盈功(输出有用功)为：

W_(有用)＝W_(磁总)-W_(拔总耗)＝(18.8-4.05)N·m＝14.75N·m

(B)、该磁力发动器(单具)在一个工作循环内获得的盈功功率为：

P_(有用)＝P_(磁总)-P_(拔总耗)＝6580W-8.1W≈6572(W)

最终，可求出该磁力发动器作功工作的平均效率：

η＝W_(有用)/W_(磁总)＝14.75N·m/18.8N·m＝0.78＝78％

而其瞬时效率则为：

η＝P_(有用)/P_(磁总)＝6572W/6580W＝0.99＝99％

上述计算的结果，不仅证明了该磁力发动器可产生盈功，而且也显示了它的作功工作(转换其磁力能量)效率也很高，功率输出值也比较大，大大超过了驱动其工作的拔块(磁力开关拔块)所消耗、损失的功率输入值。这样，就为其随后进行盈余能量(动能)在时间上的逐步积累之工作(与飞轮相结合)奠定了良好的条件基础。

同样的，接下来还可继续更进一步地来予以逐一、分别证明该I级总体机构(系由众多具此类磁力发动器集合构成)以及其它各阶梯度级机构(例如第II级、第III级……第N级)它们最终的功率输出，将同样要大于其功率输入------即可同样产生盈余功率值这一推论问题，并能获得相应地充分地理论支持(证明从略)。

在系统中，各阶发动工作机构级(工作段)之间的连接、组合，为一种梯度形(卧轴)首尾串联的循环复进式总体结构形式。其具体结构构成形式为：启动(初励动)--→初发动--→续励动--→续发动--→再励动--→再发动--→负载工作机(发电机)产生电能--→电力分配系统--→绝大部分电能并网外输--→很小部分电能。回馈至系统内初始启动级机构。其中，初始启动(励动)级机构包括电机、减速机、传动齿轮、曲柄滑块机构及惯性轮等；而发动工作机构则包括磁力发动器，工作飞轮、液力变矩器、自动离合联轴器及储能大飞轮等；系统终端的负载工作机构则有发电机、配电系统、自控一伺服系统等。

上述这种呈“滚动式”逐步递进、发展及可完成自我循环工作运行的形式结构与工作模式，将有助于总系统机构在能量扩充方面，能够朝着纵深领域的工作任务目标方向，作持续不断地推进、发展。

解释资料分析

以下为经由磁力发动器(补充能量)驱动与直接采用曲柄滑块机构装置来驱动(工作飞轮)这两者最终情况结果所产生的差别：转换的机械装置，根据“能量既不会创生，也不会消失”的能量守恒定律可知，它本身并不能创造或者说增扩由外界输入的原有能量，而仅仅只在某种特定地条件下(例如与其它部分组合构成一个可产生相互作用的质点系统的情形时)，它才具有“放大”作用力---实际为吸收质点系内另一质点与所构成的某种形式的能量(如本例中这种依据“轮轴结构”---即变形杠杆作用原理所产生的空间位置上的势能等)因此，在分别由曲柄滑块机构与工作飞轮两者所组成的质点系中，由于曲柄滑块机构装置本身是一种纯意义的机械传动装置(即它本身不具备产生盈功的能力，而是一具耗能机械装置)，故根据质点系机械能守恒定律可知，由这两者所构成的这一保守系统(滑块做负功、使飞轮的势能增加)将不具备使该机械能产生增量效应的能力特性，也即该质点系是无法产生输出盈功的而随着磁力发动器这一可产生盈功(通过前面的计算已证明)的外部作用力(能量的补充加入)很显然它将改变本质点系的总机械能(也即改变系统的动量矩)而使之产生机械能增量值并输出盈功。故综合上述分析可以发现，在分别由曲柄滑块驱动机构、磁力发动器装置与工作飞轮这三者所构成的本发动工作机构系统当中，作为能量转换装置的工作飞轮的轮体绕自身质心轴的惯性加速转动动能(或称机械能)，实际上它是一种合外力矩所做的功(等于刚体转动动能的增量-依据“刚体定轴转动时的动能定理”)在时间上的累积工作效应所产生的作用结果。

Claims (2)

1.一种磁力增能式发动机，其特征是：在机架(3)上设有主轴(10)，所述的主轴(10)通过单向超越自动联轴器(11)与贮能飞轮(13)传动连接，所述的贮能飞轮(13)通过单向自动离合器(14)与输出轴(15)传动连接，所述的主轴(10)上至少设有一个工作飞轮(9)，所述的工作飞轮(9)上至少设有一个棘轮齿圈(8)；在所述的机架(3)上设有与所述的棘轮齿圈(8)对应的磁力发动器(5)，所述的磁力发动器(5)内设有一个定磁力座(22)和一个与之对应的动磁力座(21)，所述的动磁力座(21)设有与所述的棘轮齿圈(8)对应传动的棘爪(7)，所述的磁力发动器(5)内设有一个与所述的动磁力座(21)和定磁力座(22)的磁力开关旋柄(20)对应传动的拔块(18)，所述的拔块(18)通过连杆(6)与往复驱动装置传动连接，拉绳弹簧复位机构(23)一端与所述的拔块(18)连接，另一端与所述的动磁力座(21)连接，在所述的磁力发动器(5)内设有与所述的动磁力座(21)对应的杠杆锁止机构(24)，在所述的拔块(18)上设有与所述的杠杆锁止机构(24)对应的杠杆锁止开启滑槽(19)。

2.根据权利要求1所述的磁力增能式发动机，其特征是：所述的往复驱动装置为与所述的磁力发动器(5)的连杆(6)对应传动连接的曲轴(16)，所述的曲轴(16)通过齿轮、大速比减速机(2)与电机(1)传动连接。

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