CN103580539B - 一种电磁力发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁力发动机，主要由磁组合体、同步换向器、曲轴、曲轴连杆、缸体及置于缸体内部的缸套组成，所述磁组合体包括上永磁体、下永磁体、电磁线圈及置于电磁线圈内部的隔磁体，所述隔磁体一端与上永磁体连接，另一端与下永磁体连接，所述下永磁体下端与活塞相连，电磁线圈下端安装在发动机缸体上。本发明通过同步换向器及电磁线圈的作用变换电磁体磁极，当加电后电磁线圈的N极或S极均和永磁体相互作用，提高了加电后的功率，进一步提高了发动机工作效率，从而达到节能减排的目的。

Description

一种电磁力发动机

技术领域

本发明属于发动机技术领域，涉及一种电磁力发动机。

背景技术

发动机是将其它能量转化为机械能的一种动力机器，用以带动其他机械工作。目前，发动机主要以内燃机为主，无论是汽油机还是柴油机，均以碳质燃料为主要能源，在消耗大量能源的同时在内燃机使用过程中因燃料的不完全燃烧导致污染，而且内燃机使用效率较低，严重浪费有限的燃油能源。随着内燃机产量销售的快速增长，汽油、柴油等能源的使用大量上升，随着汽油、柴油等不可再生资源的日益紧张，利用汽油、柴油等作为能源的发动机必将在市场上淘汰。为解决能源短缺问题，市场上出现了各式各样利用磁力作为动力源的发动机，但这些发动机多数为结构较复杂，成本高，且通常只能用到一个磁极，使得发动机工作效率较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电磁力发动机，该发动机结构简单、使用寿命较长，无需燃烧任何燃料，大大减少能源消耗，从而达到节能减排的目的。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种电磁力发动机，主要由磁组合体、同步换向器、曲轴、曲轴连杆、缸体及置于缸体内部的缸套组成，所述磁组合体包括上永磁体、下永磁体、电磁线圈及置于电磁线圈内部的隔磁体，所述隔磁体一端与上永磁体连接，另一端与下永磁体连接，所述下永磁体下端与活塞相连，电磁线圈下端安装在发动机缸体上，所述同步换向器安装在曲轴上，通过同步换向器及电磁线圈的作用变换磁体磁极，从而实现上永磁体、下永磁体及隔磁体整体带动活塞上下做往复直线运动，进而将活塞的上下直线运动转化为曲轴的旋转运动。

所述电磁线圈置于上永磁体和下永磁体之间，且上永磁体和下永磁体的N极或S极相对。采用该技术方案，是因为电磁线圈在中间起到变换磁极的作用，使永磁体的N极或S极受到电磁线圈变换磁极的作用下来回运动，当加电后电磁线圈的N极或S极均和永磁体相互作用，从而节省加电后的功率，进一步提高了发动机工作效率。

所述上永磁体下端圆周设有环形凸缘，环形凸缘内侧设有内圆柱凸台，在环形凸缘和内圆柱凸台之间形成环形凹槽，且环形凸缘的高度大于内圆柱凸台的高度，所述下永磁体上端设有外圆柱凸台。采用该技术方案，是因为在磁组合体工作时，会使得电磁线圈与上、下永磁体距离接近，从而增加磁吸面积而达到最佳磁吸效果。

所述电磁线圈采用若干铜线绕在铁芯上制成，在铁芯上端内侧设有垫圈，下端外侧设有安装座。采用该技术方案，是因为垫圈可以上、下永磁体起定位作用，避免上、下永磁体工作时与铁芯发生碰撞，从而保证发动机正常工作，提高发动机安全性能。

所述铁芯上端内侧设有垫圈安装槽和安装孔。

所述下永磁体下端设有连接活塞的凹槽，在凹槽内壁设有螺纹。

所述同步换向器的圆盘两边接入直流电源的正负极，当曲轴旋转180度时正负电源交换，达到同步换向器的目的。

本发明的有益效果是：

本发明通过对磁组合体的结构优化设计，增加了永磁体磁吸效率；由于永磁体的N极或S极相对，当加电后电磁线圈的N极或S极均和永磁体相互作用，从而不浪费加电后的功率，达到节能减排的目的；与现有内燃机相比，减去了复杂的配气系统和冷却系统，并具有结构简单、制造及维修方便。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明线圈剖面图；

图3为图2俯视图；

图4为图2仰视图；

图5为本发明上永磁体剖面结构示意图；

图6为本发明下永磁体剖面结构示意图；

图7为本发明上永磁体立体结构示意图；

图8为本发明下永磁体立体结构示意图；

图9为一缸活塞处于上止点位置示意图；

图10为二缸活塞处于中上止点位置示意图；

图11为三缸活塞处于下止点位置示意图；

图12为四缸活塞处于中下止点位置示意图。

图中：1-上永磁体，2-下永磁体体，3-隔磁体，4-铜线，5-铁芯，6-垫圈，7-活塞，8-螺杆，9-缸体，10-缸套，11-垫圈安装槽，12-安装孔，13-安装座，14-内圆柱凸台，15-环形凹槽，16-环形凸缘，17-外圆柱凸台，18-凹槽，19-螺纹。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1-图4所示，一种电磁力发动机，主要由磁组合体、同步换向器、曲轴、曲轴连杆、缸体9及置于缸体9内部的缸套10组成，所述磁组合体包括上永磁体1、下永磁体2、电磁线圈及置于电磁线圈内部的隔磁体3，所述隔磁体3一端与上永磁体1连接，另一端与下永磁体2连接，所述下永磁体2下端与活塞7相连，电磁线圈下端安装在发动机缸体9上，所述同步换向器安装在曲轴上，通过同步换向器及电磁线圈的作用变换磁体磁极，从而实现上永磁体1、下永磁体2及隔磁体3整体带动活塞7上下做往复直线运动，进而将活塞7的上下直线运动转化为曲轴的旋转运动。

所述电磁线圈置于上永磁体1和下永磁体2之间，且上永磁体1和下永磁体2的N极或S极相对。

所述上永磁体1下端圆周设有环形凸缘16，环形凸缘16内侧设有内圆柱凸台14，在环形凸缘16和内圆柱凸台14之间形成环形凹槽15，且环形凸缘16的高度大于内圆柱凸台14的高度，所述下永磁体2上端设有外圆柱凸台17。

所述电磁线圈采用若干铜线4绕在铁芯5上制成，在铁芯5顶部内侧设有垫圈6，铁芯5底部外侧设有安装座13。

所述铁芯5顶部内侧设有垫圈安装槽11和安装孔12。

所述下永磁体2下端设有连接活塞7的凹槽18，在凹槽18内壁设有螺纹19。

所述同步换向器采用普通材料制成，圆盘两边接入直流电源的正负极，当曲轴旋转180度时正负电源交换，达到同步换向器的目的。

下面结合四缸发动机进一步说明磁组合体的动作原理。

四缸发动机设计缸体设计为90°后和180°角的曲轴配合，在同步换向器的作用下，磁组合体带动活塞7不断做上下往复运动，从而带动曲轴连杆做往复旋转运动，如图9至图12所示，当一缸和三缸转到上下止点时，二缸和四缸处于中止点位置，使得磁组合体高效工作。

本发明的技术分析如下：

根据汽油发动机资料显示，汽油发动燃烧室的热膨胀力为3～5MPa，约175公斤，减去排气0.115MPa和进气压缩1.2MPa，约损耗26.3％功率，实际压力约130公斤。而本发明所述电磁力发动机的下永磁体设计直径为14cm时，面积为153.86平方厘米，按每平方厘米3.6公斤计算得永磁体磁吸为553公斤，实际有效磁吸力按20％计算得每个缸磁吸力为110公斤，从而得两个缸工作吸力220公斤，因为四个缸同时相互配合工作，不存在阻力，1-3缸和2-4缸各为一组，当1缸在上止点做功时第3缸同时在下止点做功，保持曲轴对角的平稳性，2-4缸与1-3缸交替做功，按汽缸行程为8cm计算，最大吸距为4cm，符合磁组合体的工作距离。

本发明经济分析如下：

根据相同汽缸行程的汽油发动机耗油量计算，每小时需要7升汽油约5元钱，而本发明所述电磁力发动机的电磁线圈在36V～60V时消耗的功率是180～400瓦，平均300瓦×4个电磁线圈功耗是1200瓦，计算得每小时需要1.2度电，约1元钱，符合节能减排的要求，可在发动机制造技术领域广泛推广应用。

Claims (5)

1.一种电磁力发动机，主要由磁组合体、同步换向器、曲轴、曲轴连杆、缸体(9)及置于缸体(9)内部的缸套(10)组成，其特征在于：所述磁组合体包括上永磁体(1)、下永磁体(2)、电磁线圈及置于电磁线圈内部的隔磁体(3)，所述隔磁体(3)一端与上永磁体(1)连接，另一端与下永磁体(2)连接，所述下永磁体(2)下端与活塞(7)相连，电磁线圈下端安装在发动机缸体(9)上，所述同步换向器安装在曲轴上，通过同步换向器及电磁线圈的作用变换磁体磁极，从而实现上永磁体(1)、下永磁体(2)及隔磁体(3)整体带动活塞(7)上下做往复直线运动，进而将活塞(7)的上下直线运动转化为曲轴的旋转运动；所述电磁线圈置于上永磁体(1)和下永磁体(2)之间，且上永磁体(1)和下永磁体(2)的N极或S极相对；所述上永磁体(1)下端圆周设有环形凸缘(16)，环形凸缘(16)内侧设有内圆柱凸台(14)，在环形凸缘(16)和内圆柱凸台(14)之间形成环形凹槽(15)，且环形凸缘(16)的高度大于内圆柱凸台(14)的高度，所述下永磁体(2)上端设有外圆柱凸台(17)。

2.根据权利要求1所述的一种电磁力发动机，其特征在于：所述电磁线圈采用若干铜线(4)绕在铁芯(5)上制成，在铁芯(5)顶部内侧设有垫圈(6)，铁芯(5)底部外侧设有安装座(13)。

3.根据权利要求2所述的一种电磁力发动机，其特征在于：所述铁芯(5)顶部内侧设有垫圈安装槽(11)和安装孔(12)。

4.根据权利要求1所述的一种电磁力发动机，其特征在于：所述下永磁体(2)下端设有连接活塞(7)的凹槽(18)，在凹槽(18)内壁设有螺纹(19)。

5.根据权利要求1所述的一种电磁力发动机，其特征在于：所述同步换向器的圆盘两边接入直流电源的正负极，当曲轴旋转180度时正负电源交换，达到同步换向器的目的。