CN101260832A

CN101260832A - 混合动力发动机

Info

Publication number: CN101260832A
Application number: CNA2008100883771A
Authority: CN
Inventors: 陈宾
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2008-09-10

Abstract

本发明涉及一种混合动力发动机，在工作缸内设有上、下磁力活塞，上磁力活塞与双向凸轮顶触配合，并通过复位弹簧复位，上磁力活塞与双向凸轮同步旋转，上磁力活塞和下磁力活塞的端面各设有两块大小相同、极性不同的磁块。下磁力活塞通过下连杆与发动机主曲轴传动连接；双向凸轮、上磁力活塞旋转驱动齿轮分别与发动机驱动齿轮传动连接。在发动机的动力输出轴上、发动机主曲轴上分别设有啮合、分离控制装置。本发明采用低排量发动机或者电动机配合磁力混合作用输出动力，既减少燃油用量，有减少废气排放。如果使用电动机作为动力，只需定期充电，即不使用燃油，又不排放废气，真正实现节能环保。

Description

混合动力发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤指一种工作缸由磁场力和发动机混合驱动的混合动力发动机。

背景技术

目前，小汽车普遍使用的四缸工作、排量在1.3-1.8升发动机，需配合使用进气、排气系统、输油、雾化系统、点火系统、滤气系统、水热交换系统等。这样的发动机存在以下缺陷：

1、由于发动机的耗油量、排气量是在理想的速度情况下的理想数据，在实际使用过程中，其耗油量总要大于这个数据，导致不节能、废气排量大等。

2、发动机各个系统之间要求配合条件比较苛刻，无论任何一个系统出现问题，都影响发动机正常工作，比如供油不畅、水温过高、不能点火、滤清器堵塞等。

3、由于发动机结构比较复杂，维修保养费用较高，增加运行成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用小功率发动机和磁力混合驱动输出大功率的、节能、环保的混合动力发动机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种混合动力发动机，包括发动机、飞轮、工作缸、发动机主曲轴、发电机，发动机的输出动力通过皮带轮与发电机传动连接，飞轮固定在发动机主曲轴上，工作缸内的活塞与发动机主曲轴传动连接。在所述的工作缸内设有磁力工作装置，磁力工作装置由双向凸轮、上连杆、上磁力活塞旋转齿轮、上磁力活塞旋转驱动齿轮、上磁力活塞、上磁块、下磁块、下磁力活塞、复位弹簧组成；上连杆的上端设有上连杆端盖，上连杆端盖上设有用于上连杆向上复位的上连杆端盖定位环，上连杆端盖定位环通过复位弹簧悬吊于缸体内侧设有的弹簧架上，双向凸轮与上连杆端盖的顶端顶触配合。在缸体内壁上设有两个齿轮定位环，上磁力活塞旋转齿轮套装在上连杆上的两个齿轮定位环之间，上磁力活塞旋转齿轮与上连杆轴向滑键活动配合，上磁力活塞旋转齿轮与上磁力活塞旋转驱动齿轮啮合，上连杆的下端通过销轴固定在上磁力活塞上，上磁块固定在上磁力活塞的下端面，上磁块与缸体内侧之间设有上磁力活塞环。下磁块固定在下磁力活塞的上端面，下磁块与缸体内侧之间设有下磁力活塞环。下磁力活塞环通过下连杆与发动机主曲轴传动连接；在对应于上磁块、下磁块活动空间的缸体的外侧设有消磁层。所述的工作缸外设有双向凸轮驱动齿轮、上磁力活塞旋转驱动齿轮、机油泵驱动齿轮，所述的双向凸轮与双向凸轮驱动齿轮传动连接，所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮与上磁力活塞旋转驱动齿轮传动连接，双向凸轮驱动齿轮与上磁力活塞旋转驱动齿轮啮合，上磁力活塞旋转驱动齿轮与机油泵驱动齿轮啮合。在所述发动机的动力输出轴上设有与发动机驱动齿轮啮合的发动机摇臂驱动齿轮，发动机摇臂驱动齿轮与机油泵驱动齿轮啮合；发动机摇臂驱动齿轮的一侧通过弹簧与发动机本体连接，发动机摇臂驱动齿轮的另一侧通过拉线与发动机驱动摇臂控制器连接。在所述的发动机主曲轴上设有与主轴驱动齿轮啮合的主轴摇臂驱动齿轮，主轴摇臂驱动齿轮与机油泵驱动齿轮啮合，主轴摇臂驱动齿轮的一侧通过弹簧与发动机本体连接，主轴摇臂驱动齿轮的另一侧通过拉线与主驱动轴摇臂控制器连接。

上述混合动力发动机，在所述的上磁块、下磁块各为两块分别均匀分布于上磁力活塞、下磁力活塞端面的不同极性的大小相同的圆弧形永磁体。

上述混合动力发动机，所述的发动机为摩托车发动机。

上述混合动力发动机，所述的发动机为电动机。

上述混合动力发动机，所述的上磁块的N、S极两磁块之间、下磁块的N、S极两磁块之间设有隔磁材料。

上述混合动力发动机，所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮与上磁力活塞旋转齿轮为蜗轮蜗杆啮合。

上述混合动力发动机，所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮与上磁力活塞旋转齿轮为锥齿轮啮合。

本发明的有益效果是：

1、发动机工作缸采用磁力驱动装置，既可以节省进气、排气系统、输油、雾化系统、点火系统、滤气系统、水热交换系统等，实现结构简单，维修方便，又可以节约汽油能源、减少废气排放，有效的实现节能环保。比如，使用排量在50cc-100cc的摩托车发动机和磁力混合作用时，油耗为1.3-2.0L/100km，实际输出功率可以达到普通4缸发动机的功率，使汽车行驶速度达到120-130km/h。如果使用电动机作为动力，只需定期充电，即不使用燃油，又不排放废气。

2、采用上下活塞端面均匀布置两块不同磁性的永磁块，而且双向凸轮和上磁力活塞同步旋转，可以在活塞上下运动过程中磁块间产生同性相斥、异性相吸的做功过程，推动或者吸引活塞上下运动，从而驱动主曲轴输出动力。

3、采用上磁块、下磁块各为两块分别均匀分布于上磁力活塞、下磁力活塞端面的不同极性的圆弧形永磁体。可以使在360度的旋转过程中产生180度旋转的斥力做功区和180度旋转的吸力做功区，最大限度地发挥磁力的作用。

4、采用上连杆端盖上设有用于上连杆向上复位的上连杆端盖定位环，上连杆端盖定位环通过复位弹簧悬吊于缸体内侧设有的弹簧架上，可以使上连杆带动上磁力活塞及时向上复位。

5、在对应于上磁块、下磁块活动空间的缸体的外侧设有消磁层，可以避免永磁体的磁性干扰。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

附图说明

图1是本发明结构主视示意图

图2是本发明工作缸在上平衡点时内部结构剖视示意图

图3是本发明工作缸在上活塞旋转90度时内部结构剖视示意图

图4是本发明工作缸在上活塞旋转180度达到下平衡点时内部结构剖视示意图

图5是本发明工作缸在上活塞旋转270度时内部结构剖视示意图

图6是本发明下磁力活塞的磁块分布状态示意图

图7是图2中上磁力活塞的磁块状态示意图

图8是图3中上磁力活塞的磁块状态示意图

图9是图4中上磁力活塞的磁块状态示意图

图10是图5中上磁力活塞的磁块状态示意图

图中标记：1-发动机 2-飞轮 3-工作缸 4-发电机 5-主驱动轴摇臂控制器 6-拉线 7-双向凸轮驱动齿轮 8-上磁力活塞旋转驱动齿轮 9-机油泵驱动齿轮 10-发动机摇臂驱动齿轮 11-发动机驱动齿轮 12-主轴摇臂驱动齿轮 13-弹簧 14-弹簧 15-拉线 16-发动机驱动摇臂控制器 17-皮带轮 18-主轴驱动齿轮 19-双向凸轮20-复位弹簧 21-上连杆 22-上连杆端盖定位环 23-齿轮定位环24-上磁力活塞旋转驱动齿轮 25-上磁力活塞 26-上磁力活塞环27-上磁块 28-下磁块 29-下磁力活塞环 30-下磁力活塞 31-消磁层 32-下连杆 33-发动机主曲轴 34-缸体 35-磁力工作装置 36-上磁力活塞旋转齿轮 37-上连杆端盖 38-弹簧架 39-启动机 40-隔磁材料

具体实施方式

如图1、图2所示，一种混合动力发动机，包括发动机1、飞轮2、工作缸3、发动机主曲轴33、发电机4，发动机1的输出动力通过皮带轮17与发电机4传动连接，飞轮2固定在发动机主曲轴33上，工作缸3内的活塞与发动机主曲轴33传动连接。在所述的工作缸3内设有磁力工作装置35，磁力工作装置35由双向凸轮19、上连杆21、上磁力活塞旋转齿轮36、上磁力活塞旋转驱动齿轮24、上磁力活塞25、上磁块27、下磁块28、下磁力活塞30、复位弹簧20组成；上连杆21的上端设有上连杆端盖37，上连杆端盖37上设有用于上连杆向上复位的上连杆端盖定位环22，上连杆端盖定位环22通过复位弹簧20悬吊于缸体34内侧设有的弹簧架38上，双向凸轮19与上连杆端盖37的顶端顶触配合。在缸体34内壁上设有两个齿轮定位环23，上磁力活塞旋转齿轮36套装在上连杆21上的两个齿轮定位环23之间，上磁力活塞旋转齿轮36与上连杆21轴向滑键活动配合，上磁力活塞旋转齿轮36与上磁力活塞旋转驱动齿轮24啮合，上连杆21的下端通过销轴固定在上磁力活塞25上，上磁块27固定在上磁力活塞25的下端面，上磁块27与缸体内侧之间设有上磁力活塞环26。下磁块28固定在下磁力活塞30的上端面，下磁块28与缸体内侧之间设有下磁力活塞环29。下磁力活塞环29通过下连杆32与发动机主曲轴33传动连接。在对应于上磁块27、下磁块28活动空间的缸体34的外侧设有消磁层31。所述的作缸3外设有双向凸轮驱动齿轮7、上磁力活塞旋转驱动齿轮8、机油泵驱动齿轮9，所述的双向凸轮19与双向凸轮驱动齿轮7传动连接，所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮24与上磁力活塞旋转驱动齿轮8传动连接，双向凸轮驱动齿轮7与上磁力活塞旋转驱动齿轮8啮合。上磁力活塞旋转驱动齿轮8与机油泵驱动齿轮9啮合。在所述发动机1的动力输出轴上设有与发动机驱动齿轮11啮合的发动机摇臂驱动齿轮10，发动机摇臂驱动齿轮10与机油泵驱动齿轮9啮合，发动机摇臂驱动齿轮10的一侧通过弹簧14与发动机本体连接，发动机摇臂驱动齿轮10的另一侧通过拉线15与发动机驱动摇臂控制器16连接。在所述的发动机主曲轴33上设有与主轴驱动齿轮18啮合的主轴摇臂驱动齿轮12，主轴摇臂驱动齿轮12与机油泵驱动齿轮9啮合，主轴摇臂驱动齿轮12的一侧通过弹簧13与发动机本体连接，主轴摇臂驱动齿轮12的另一侧通过拉线6与主驱动轴摇臂控制器5连接。

所述的上磁块27、下磁块28各为两块分别均匀分布于上磁力活塞25、下磁力活塞30端面的不同极性的大小相同的圆弧形永磁体。

所述的发动机1为摩托车发动机或者电动机。

所述的上磁块27的N、S极两磁块之间、下磁块28的N、S极两磁块之间设有隔磁材料40。

所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮24与上磁力活塞旋转齿轮36为蜗轮蜗杆啮合或者锥齿轮啮合。

如图2、图6、图7所示，作为工作缸3中其中一个缸运动的起始状态，也即上平衡点位置。双向凸轮19处于水平状态，此时，上连杆21、上磁力活塞25、下磁力活塞30处于最上位置，复位弹簧20处于最大收缩状态，上磁块27与下磁块28之间的距离最近；而且上磁块27的N、S极与下磁块28的N、S极呈“十”字型交错，上、下磁块之间的斥力和吸力平衡。

如图3、图8所示，双向凸轮19旋转90°时，复位弹簧20处于最大拉伸状态，同时，上磁力活塞旋转驱动齿轮24啮合上磁力活塞旋转齿轮36带动上连杆21使上磁力活塞25、上磁块27也旋转90°，由于上磁力活塞25在向下运动和旋转过程中，上磁块27与下磁块28之间的力逐渐转化为斥力，便推动下磁力活塞30向下运动，下磁力活塞30通过下连杆32带动发动机主曲轴33旋转90°，此时，上连杆21、上磁力活塞25处于最下位置、下，上磁块27的N、S极分别与下磁块28的N、S极相对应，上磁块27与下磁块28之间之间的斥力达到最大。

如图4、图9所示，双向凸轮19继续90°时，也即旋转180°时，达到下平衡点位置，复位弹簧20带动上磁力活塞25回到最大收缩状态，同时，上磁力活塞旋转驱动齿轮24啮合上磁力活塞旋转齿轮36带动上连杆21使上磁力活塞25、上磁块27也继续旋转90°，由于上磁力活塞25在向上运动和旋转过程中，上磁块27与下磁块28之间的斥力逐渐减小，下磁力活塞30在斥力和飞轮2旋转的惯性作用下向下运动，下磁力活塞30通过下连杆32带动发动机主曲轴33旋转90°，此时，上连杆21、上磁力活塞25处于最上位置、下磁力活塞30处于最下位置，上磁块27的N、S极与下磁块28的N、S极呈“十”字型交错，上、下磁块之间的斥力和吸力平衡。

如图5、图10所示，双向凸轮19继续90°时，也即旋转270°时，复位弹簧20处于最大拉伸状态，同时，上磁力活塞旋转驱动齿轮24啮合上磁力活塞旋转齿轮36带动上连杆21使上磁力活塞25、上磁块27也继续旋转90°，由于上磁力活塞25在向下运动和旋转过程中，上磁块27与下磁块28之间的逐渐转化为吸力，便拉动下磁力活塞30向上运动，下磁力活塞30通过下连杆32带动发动机主曲轴33旋转90°，此时，上连杆21、上磁力活塞25处于最下位置，上磁块27的N、S极与下磁块28的S、N极相对应，上磁块27与下磁块28之间之间的吸力达到最大。

双向凸轮19继续90°时，也即旋转360°时，复位弹簧20带动上磁力活塞25回到最大收缩状态，下磁力活塞30在磁块吸力和飞轮惯性的共同作用下通过下连杆32带动发动机主曲轴33旋转90°，达到上平衡点位置。

继续旋转，重复上述过程，双向凸轮19每旋转360°发动机主曲轴33转动一周。

工作时，先操作发动机驱动摇臂控制器16，使发动机摇臂驱动齿轮10脱离机油泵驱动齿轮9，再操作主驱动轴摇臂控制5，使主驱动轴摇臂控制5与机油泵驱动齿轮9啮合，启动发动机1和启动机39，待飞轮2带动工作缸3正常工作后，操作发动机驱动摇臂控制器16，使发动机摇臂驱动齿轮10与机油泵驱动齿轮9啮合，再操作主驱动轴摇臂控制5，使主驱动轴摇臂控制5与机油泵驱动齿轮9脱离。混合发动机便可输出动力。

本发明采用低排量发动机或者电动机配合磁力作用混合作用输出动力，在使用低排量发动机时，燃烧较少的燃油可以达到大排量发动机的功效，比如，使用排量在50cc-100cc的摩托车发动机和磁力混合作用时，油耗为1.3-2.0L/100km，实际输出功率可以达到普通4缸发动机的功率，使汽车行驶速度达到120-130km/h.既减少燃油用量，有减少废气排放。如果使用电动机作为动力，只需定期充电，即不使用燃油，又不排放废气，真正实现节能环保。

Claims

1、一种混合动力发动机，包括发动机(1)、飞轮(2)、工作缸(3)、发动机主曲轴(33)、发电机(4)，发动机(1)的输出动力通过皮带轮(17)与发电机(4)传动连接，飞轮(2)固定在发动机主曲轴(33)上，工作缸(3)内的活塞与发动机主曲轴(33)传动连接，其特征在于：在所述的工作缸(3)内设有磁力工作装置(35)，磁力工作装置(35)由双向凸轮(19)、上连杆(21)、上磁力活塞旋转齿轮(36)、上磁力活塞旋转驱动齿轮(24)、上磁力活塞(25)、上磁块(27)、下磁块(28)、下磁力活塞(30)、复位弹簧(20)组成，上连杆(21)的上端设有上连杆端盖(37)，上连杆端盖(37)上设有用于上连杆向上复位的上连杆端盖定位环(22)，上连杆端盖定位环(22)通过复位弹簧(20)悬吊于缸体(34)内侧设有的弹簧架(38)上，双向凸轮(19)与上连杆端盖(37)的顶端顶触配合；在缸体(34)内壁上设有两个齿轮定位环(23)，上磁力活塞旋转齿轮(36)套装在上连杆(21)上的两个齿轮定位环(23)之间，上磁力活塞旋转齿轮(36)与上连杆(21)轴向滑键活动配合，上磁力活塞旋转驱动齿轮(24)与上磁力活塞旋转齿轮(36)啮合，上连杆(21)的下端通过销轴固定在上磁力活塞(25)上，上磁块(27)固定在上磁力活塞(25)的下端面，上磁块(27)与缸体内侧之间设有上磁力活塞环(26)；下磁块(28)固定在下磁力活塞(30)的上端面，下磁块(28)与缸体内侧之间设有下磁力活塞环(29)；下磁力活塞环(29)通过下连杆(32)与发动机主曲轴(33)传动连接；在对应于上磁块(27)、下磁块(28)活动空间的缸体(34)的外侧设有消磁层(31)；所述的工作缸(3)外设有双向凸轮驱动齿轮(7)、上磁力活塞旋转驱动齿轮(8)、机油泵驱动齿轮(9)，所述的双向凸轮(19)与双向凸轮驱动齿轮(7)传动连接，所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮(24)与上磁力活塞旋转驱动齿轮(8)传动连接，双向凸轮驱动齿轮(7)与上磁力活塞旋转驱动齿轮(8)啮合；上磁力活塞旋转驱动齿轮(8)与机油泵驱动齿轮(9)啮合；在所述发动机(1)的动力输出轴上设有与发动机驱动齿轮(11)啮合的发动机摇臂驱动齿轮(10)，发动机摇臂驱动齿轮(10)与机油泵驱动齿轮(9)啮合，发动机摇臂驱动齿轮(10)的一侧通过弹簧(14)与发动机本体连接，发动机摇臂驱动齿轮(10)的另一侧通过拉线(15)与发动机驱动摇臂控制器(16)连接；在所述的发动机主曲轴(33)上设有与主轴驱动齿轮(18)啮合的主轴摇臂驱动齿轮(12)，主轴摇臂驱动齿轮(12)与机油泵驱动齿轮(9)啮合，主轴摇臂驱动齿轮(12)的一侧通过弹簧(13)与发动机本体连接，主轴摇臂驱动齿轮(12)的另一侧通过拉线(6)与主驱动轴摇臂控制器(5)连接。

2、按照权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于：所述的上磁块(27)、下磁块(28)各为两块分别均匀分布于上磁力活塞(25)、下磁力活塞(30)端面的不同极性的大小相同的圆弧形永磁体。

3、按照权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于：所述的发动机(1)为摩托车发动机。

4、按照权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于：所述的发动机(1)为电动机。

5、按照权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于：所述的上磁块(27)的N、S极两磁块之间、下磁块(28)的N、S极两磁块之间设有隔磁材料(40)。

6、按照权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于：所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮(24)与上磁力活塞旋转齿轮(36)为蜗轮蜗杆啮合。

7、按照权利要求1所述的混合动力发动机，其特征在于：所述的上磁力活塞旋转驱动齿轮(24)与上磁力活塞旋转齿轮(36)为锥齿轮啮合。