CN103790701B - 燃料和磁混合动力发动机 - Google Patents

Abstract

燃料和磁混合动力发动机，包括发动机本体，发动机本体上设有内燃驱动机构和曲轴，所述发动机本体上还设有磁力驱动机构，内燃驱动机构和磁力驱动机构分别与曲轴连接传动。本发明利用燃料和强磁同时作为动力源，是在发动机本体上同时装有以燃料为主的内燃驱动机构和磁力驱动机构，这种混合动力的发动机由内燃驱动机构带动曲轴提高转速，磁力驱动机构辅助内燃驱动机构做功。这样可以减少燃料的消耗，能够高效减排节能和环保，还便于广泛的推广应用。

Description

燃料和磁混合动力发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种以燃料为主、磁力为辅的燃料和磁混合动力发动机。

背景技术

发动机（Engine）是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、电动机等。如内燃机通常是把化学能转化为机械能。发动机既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。发动机最早诞生在英国，所以，发动机的概念也源于英语，它的本义是指那种“产生动力的机械装置”。回顾发动机产生和发展的历史，它经历了蒸汽机、外燃机和内燃机三个发展阶段。

目前，市场上的发动机一般都是内燃机，其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车的动力来自发动机。根据所用的燃料不同,常见的发动机可分为汽油发动机(简称汽油机)和柴油发动机(简称柴油机)两种。汽油机以汽油为燃料，柴油机以柴油为燃料。近年来，由于世界能源紧缺和对环保要求的不断提高，人们十分重视发动机代用燃料的研究，甲醇、乙醇、液化石油气等作为在发动机上得到应用，故又有甲醇、乙醇、液化石油气发动机。而在一些汽车发动机上，则同时以汽油和液化石油气作为燃料，称双燃料发动机。

目前，市场上的发动机一般都是以汽油、柴油、天然气等燃料为动力，汽油、柴油、天然气、乙醇等燃料为不可再生能源，将会越来越少，因此以汽油、柴油、天然气、乙醇等燃料的成本价格也会成本逐步增高，这样就加大发动机的使用成本，而且以燃料为动力的发动机的尾气排放造成空气污染，对环保和人们身心健康带来严重危害。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可减少汽油、柴油、天然气等燃料用量、降低空气污染的燃料和磁混合动力发动机。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：燃料和磁混合动力发动机，包括发动机本体，发动机本体上设有内燃驱动机构和曲轴，所述发动机本体上还设有磁力驱动机构，内燃驱动机构和磁力驱动机构分别与曲轴连接传动。

所述磁力驱动机构包括缸筒和缸头，缸筒设在发动机本体上，缸头设在缸筒上，缸筒内设有活塞，活塞外端设有动强磁体，活塞与曲轴的通过曲柄连杆机构连接传动，缸头内设有凸轮轴、摇臂、拉簧、超导隔磁板和定强磁体，定强磁体与动强磁体均由强磁材料制成且极性相同，定强磁体设在缸筒的外端口处并与动强磁体相对设置，缸头内在定强磁体和动强磁体之间的外侧设有滑道，超导隔磁板设置在滑道内滑动，凸轮轴与曲轴延伸出发动机本体外的一端通过通过正时齿轮系统连接传动，摇臂中部通过销轴铰接在缸头上，摇臂两端分别与凸轮轴上的凸轮和超导隔磁板连接，拉簧两端分别连接在缸头和超导隔磁板上；

在工作时，内燃驱动机构带动曲轴高速旋转，曲轴通过曲柄连杆机构带动活塞和动强磁体沿缸筒向外运动，同时曲轴延伸出发动机本体外的一端通过正时齿轮系统带动凸轮轴转动，动强磁体到达缸筒的外端口，摇臂与凸轮轴上的凸轮缺口瞬间脱离，超导隔磁板在拉簧的拉力作用下瞬间沿滑道运动，定强磁体和动强磁体之间产生巨大的同极排斥反推力，把活塞向内推动，通过曲柄连杆机构带动曲轴旋转；在定强磁体和动强磁体之间的磁力瞬间做功后，曲轴再通过正时齿轮系统带动凸轮轴转动，凸轮轴上的凸轮顶着摇臂，推动超导隔磁板，并克服拉簧的拉力把超导隔磁板沿滑道推回原位，超导隔磁板挡在定强磁体和动强磁体之间正好将缸筒的外端口盖住，这样在活塞再向上运动时不会受阻于定强磁体和动强磁体之间的同极排斥反推力；当曲轴以旋转惯性再度带动活塞向上运动就又开始新的一轮做功。

所述缸头和缸筒之间沿缸筒的轴向方向设有润滑油道，润滑油道与超导隔磁板之间设有油封件。

所述缸筒的外端侧部设有排气孔。

采用上述技术方案，本发明利用燃料和强磁同时作为动力源，是在发动机本体上同时装有以燃料为主的内燃驱动机构和磁力驱动机构，这种混合动力的发动机由内燃驱动机构带动曲轴提高转速，磁力驱动机构辅助内燃驱动机构做功。这样可以减少燃料的消耗，能够高效减排节能和环保，还便于广泛的推广应用（原因是能共同使用现有成熟技术的内燃驱动机构外部的发电机、空气滤清器、正时点火系统及其内部的曲轴连杆机构和润滑油道等）。

定强磁体可以采用圆柱体或正方体的强磁材料镶嵌在缸头内且对应缸筒外端口的位置，定强磁体与缸筒的外端面之间具有用于通过超导隔磁板的滑道。

凸轮轴和摇臂的设计及安装与内燃驱动机构的一样，凸轮轴上设计有一个或多个半圆凸轮，凸轮轴转动时，摇臂的一端由凸轮带动作摇摆运动；摇臂的另一端插入超导隔磁板内，带动超导隔磁板做平行往复运动，实现开、闭缸筒外端口。

排气孔为一个径向贯穿缸筒的圆管，圆管的外端露在缸体外部，用软管连接空气滤清器；圆管的内端与缸筒内壁成一圆弧平面，以便活塞在缸筒内运动时把空气顺利排到空气滤清器里减少动强磁体的运行阻力，净化空气，减少缸筒磨损。

超导隔磁板是一个长方体的平面隔磁超导材料（能隔离磁铁磁力的耐磨材料），它与摇臂接触的部位设计有插孔，以便摇臂插入插孔带动超导隔磁板在滑道里作往复运动。

拉簧的一端用螺栓固定在缸头上，另一端连接超导隔磁板，是确保超导材料在拉簧的拉力下更迅速地打开缸筒外端口并紧紧挨着摇臂减少撞击噪音。

另外，可以把内燃驱动机构和磁力驱动机构设计为多缸的方式使曲轴在360度的旋转圆周里连续做功，这样会使曲轴旋转的更平稳、连续，这样一直不停的循环做功，曲轴就会一直不停的旋转，并把旋转力传递给变速机构转化为动力输出。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的燃料和磁混合动力发动机，包括发动机本体1，发动机本体1上设有内燃驱动机构2和曲轴3，发动机本体1上还设有磁力驱动机构，内燃驱动机构2和磁力驱动机构分别通过连杆与曲轴3连接传动。

磁力驱动机构包括缸筒4和缸头5，缸筒4设在发动机本体1上，缸头5设在缸筒4上，缸筒4内设有活塞6，活塞6外端设有动强磁体7，活塞6与曲轴3的通过曲柄连杆机构连接传动，缸头5内设有凸轮轴8、摇臂9、拉簧10、超导隔磁板11和定强磁体12，定强磁体12与动强磁体7均由强磁材料制成且极性相同，定强磁体12设在缸筒4的外端口处并与动强磁体7相对设置，缸头5内在定强磁体12和动强磁体7之间的外侧设有滑道13，超导隔磁板11设置在滑道13内滑动，凸轮轴8与曲轴3延伸出发动机本体1外的一端通过通过正时齿轮系统14（可以确保凸轮轴8和曲轴3同步转动）连接传动，摇臂9中部通过销轴铰接在缸头5上，摇臂9两端分别与凸轮轴8上的凸轮和超导隔磁板11连接，拉簧10两端分别连接在缸头5和超导隔磁板11上。

缸头5和缸筒4之间沿缸筒4的轴向方向设有润滑油道15，润滑油道15与超导隔磁板11之间设有油封件（图中未示意出来）。

缸筒4的外端侧部设有排气孔16。

本发明利用燃料和强磁同时作为动力源，是在发动机本体1上同时装有以燃料为主的内燃驱动机构2和磁力驱动机构，这种混合动力的发动机由内燃驱动机构2带动曲轴3提高转速，磁力驱动机构辅助内燃驱动机构2做功。这样可以减少燃料的消耗，能够高效减排节能和环保，还便于广泛的推广应用（原因是能共同使用现有成熟技术的内燃驱动机构2外部的发电机、空气滤清器、正时点火系统及其内部的曲轴3连杆机构和润滑油道15等）。

定强磁体12可以采用圆柱体或正方体的强磁材料镶嵌在缸头5内且对应缸筒4外端口的位置，定强磁体12与缸筒4的外端面之间具有用于通过超导隔磁板11的滑道13。

凸轮轴8和摇臂9的设计及安装与内燃驱动机构2的一样，凸轮轴8上设计有一个或多个半圆凸轮，凸轮轴8转动时，摇臂9的一端由凸轮带动作摇摆运动；摇臂9的另一端插入超导隔磁板11内，带动超导隔磁板11做平行往复运动，实现开、闭缸筒4外端口。

排气孔16为一个径向贯穿缸筒4的圆管，圆管的外端露在缸体外部，用软管连接空气滤清器；圆管的内端与缸筒4内壁成一圆弧平面，以便活塞6在缸筒4内运动时把空气顺利排到空气滤清器里减少缸筒4磨损。

超导隔磁板11是一个长方体的平面隔磁超导材料（能隔离磁铁磁力的耐磨材料），它与摇臂9接触的部位设计有插孔，以便摇臂9插入插孔带动超导隔磁板11在滑道13里作往复运动。

拉簧10的一端用螺栓固定在缸头5上，另一端连接超导隔磁板11，是确保超导材料在拉簧10的拉力下更迅速地打开缸筒4外端口并紧紧挨着摇臂9减少撞击噪音。

另外，可以把内燃驱动机构2和磁力驱动机构设计为多缸的方式使曲轴3在360度的旋转圆周里连续做功，这样会使曲轴3旋转的更平稳、连续，这样一直不停的循环做功，曲轴3就会一直不停的旋转，并把旋转力传递给变速机构转化为动力输出。

本发明当中的发动机本体1、内燃驱动机构2、曲轴3、凸轮轴8、正时齿轮系统14等均为现有成熟技术，具体构造不再赘述。

现今，钕铁硼是所有磁铁中磁力最强的。根据配方中各成分的比例不同，磁力可提高，可降低，有N30—N52,N30M—N50M，N30H—N48H,N30SH—N45SH，N28UH—N35UH，N28EH—N35EH性能指标，常规的强磁磁力是N35—N52牌号中的N35性能（耐高温80度）。本发明中的动强磁铁和定强磁铁可以采用钕铁硼材料制成。

超导隔磁板11采用超导体材料制成。具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。

磁力驱动机构的工作原理与内燃驱动机构2做功原理基本一样，当启动电机高速带着曲轴3转动，等内燃驱动机构2开始做功带着曲轴3转动达到设计转速后启动电机脱离。转动着的曲轴3同时也通过曲柄连杆机构2带动磁力驱动机构的活塞6和动强磁体7向外运动，缸筒4里的空气通过排气孔16被排到空气滤清器里（这样做是减少活塞6往复运动时压缩空气而损失功率和净化空气减少缸筒4磨损）。同时曲轴3伸出发动机本体1外的一端通过正时齿轮系统14带动凸轮轴8转动，动强磁体7到达缸筒4的外端口，摇臂9与凸轮轴8上的凸轮缺口瞬间脱离，超导隔磁板11在拉簧10的拉力作用下瞬间沿滑道13运动，定强磁体12和动强磁体7之间产生巨大的同极排斥反推力，把活塞6向内推动，通过曲柄连杆机构带动曲轴3旋转；在定强磁体12和动强磁体7之间的磁力瞬间做功后，曲轴3再通过正时齿轮系统14带动凸轮轴8转动，凸轮轴8上的凸轮顶着摇臂9，推动超导隔磁板11，并克服拉簧10的拉力把超导隔磁板11沿滑道13推回原位，超导隔磁板11挡在定强磁体12和动强磁体7之间正好将缸筒4的外端口盖住，这样在活塞6再向上运动时不会受阻于定强磁体12和动强磁体7之间的同极排斥反推力；当曲轴3以旋转惯性再度带动活塞6向上运动就又开始新的一轮做功。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.燃料和磁混合动力发动机，包括发动机本体，发动机本体上设有内燃驱动机构和曲轴，其特征在于：所述发动机本体上还设有磁力驱动机构，内燃驱动机构和磁力驱动机构分别与曲轴连接传动；

所述磁力驱动机构包括缸筒和缸头，缸筒设在发动机本体上，缸头设在缸筒上，缸筒内设有活塞，活塞外端设有动强磁体，活塞与曲轴的通过曲柄连杆机构连接传动，缸头内设有凸轮轴、摇臂、拉簧、超导隔磁板和定强磁体，定强磁体与动强磁体均由强磁材料制成且极性相同，定强磁体设在缸筒的外端口处并与动强磁体相对设置，缸头内在定强磁体和动强磁体之间的外侧设有滑道，超导隔磁板设置在滑道内滑动，凸轮轴与曲轴延伸出发动机本体外的一端通过正时齿轮系统连接传动，摇臂中部通过销轴铰接在缸头上，摇臂两端分别与凸轮轴上的凸轮和超导隔磁板连接，拉簧两端分别连接在缸头和超导隔磁板上；

在工作时，内燃驱动机构带动曲轴高速旋转，曲轴通过曲柄连杆机构带动活塞和动强磁体沿缸筒向外运动，同时曲轴延伸出发动机本体外的一端通过正时齿轮系统带动凸轮轴转动，动强磁体到达缸筒的外端口，摇臂与凸轮轴上的凸轮缺口瞬间脱离，超导隔磁板在拉簧的拉力作用下瞬间沿滑道运动，定强磁体和动强磁体之间产生巨大的同极排斥反推力，把活塞向内推动，通过曲柄连杆机构带动曲轴旋转；在定强磁体和动强磁体之间的磁力瞬间做功后，曲轴再通过正时齿轮系统带动凸轮轴转动，凸轮轴上的凸轮顶着摇臂，推动超导隔磁板，并克服拉簧的拉力把超导隔磁板沿滑道推回原位，超导隔磁板挡在定强磁体和动强磁体之间正好将缸筒的外端口盖住，这样在活塞再向上运动时不会受阻于定强磁体和动强磁体之间的同极排斥反推力；当曲轴以旋转惯性再度带动活塞向上运动就又开始新的一轮做功。

2.根据权利要求1所述的燃料和磁混合动力发动机，其特征在于：所述缸头和缸筒之间沿缸筒的轴向方向设有润滑油道，润滑油道与超导隔磁板之间设有油封件。

3.根据权利要求1或2所述的燃料和磁混合动力发动机，其特征在于：所述缸筒的外端侧部设有排气孔。