CN104779837A - 电磁动力发动机 - Google Patents
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Abstract
电磁动力发动机，涉及多组U形电磁铁和滚动永磁活塞同极相斥，铁芯和永磁活塞相吸，带动不锈钢曲轴转动的发动机；可以解决内燃机车机械摩擦阻力大、效率低、尾气污染问题；本发明包括：不锈钢缸体、U形电磁铁、滚动运行的永磁活塞、有轴承槽的不锈钢缸筒、不锈钢曲轴、铝制连杆、启动马达、电能供应调节系统；轮流给第1组、第2组U型电磁铁供电，第1组U形电磁铁S极、N极分别和永磁活塞S极、N极排斥做工，通过不锈钢曲轴，没有供电的2组电磁铁的铁芯和永磁活塞吸合做工，调整U形电磁铁电流强度和转换频率，可以改变发动机转速，电磁动力发动机通过一组、二组、多组、双动力、多级动力带动汽车、坦克、飞机、轮船、潜水艇等装备运动，无油料，无热量，无噪声，可以长时间运行。
Description
技术领域：本发明涉及磁动力发动机，尤其涉及电磁铁与永磁铁活塞相斥、相吸的磁动力发动机。
背景技术：现有汽车、轮船的内燃机车依靠点燃或压燃油料，油料燃烧膨胀推动密封活塞运动，带动车辆、轮船前进。活塞密封用的活塞环与发动机缸体通过润滑摩擦进行运动，效能较低，消耗能量较多。电磁动力发动机采用U型电磁铁的S极、N极分别与永磁铁的S极、N极活塞进行同极相斥和永磁活塞与电磁铁铁心进行吸引同时做功，推动可滚动运行的永磁活塞做功，带动电磁动力发动机转动，带动车辆、轮船运行。电磁动力发动机可以和内燃发动机一样带动小型发电机来满足自身的电力供给，还设置太阳能电池板，放置在车辆顶部，用来给自身电瓶充电。
发明内容：本发明的目的在于克服现有技术中使用油料燃烧，产生污染，机械摩擦阻力大、效率低，排气噪音大等缺点，利用电磁原理，使电磁铁和永磁活塞相斥、相吸，推动滚动永磁活塞运动，带动车辆前行，节约能源，保护环境。
本发明是通过以下技术方案实现的：电磁铁有S极和N极，永磁铁也有S极和N极，而且电磁铁和永磁铁同极相互排斥，异极相互吸引。电磁铁通过导电线圈使中心部位的软铁带有磁性，而且电流增大磁性变强，电流减小磁性变弱，断电后磁性马上消失。将没有通电的U型电磁铁的S极与永磁活塞的S极接近，由于电磁铁铁心为软铁或者其他电磁材料，永磁活塞与电磁铁的铁心相吸。当U型电磁铁通入相应电极的短时高压直流电后，电磁铁S极产生较大磁力与永磁活塞S极产生较大斥力，永磁活塞向下运动，迅速与电磁铁分离，同样U型电磁铁的N极与永磁活塞的N极也会产生相斥、相吸现象。如图1.
我们可以做两组或者多组这样的U型电磁铁与永磁活塞相斥、相吸的机体，为第一组和第二组，如图2、把永磁活塞分别通过连杆与机箱底部的不锈钢曲轴连接。当第一组通入短时直流电时，电磁铁的S极与永磁活塞S极，N极与永磁活塞N极同时相斥，永磁活塞在四个滚动小轴承支撑下与有轴承槽的不锈钢缸筒滚动向下做功，通过不锈钢曲轴力的传递，第二组的两个永磁活塞向上运动，第二组电磁铁没有通入电流，两个永磁活塞的N极、S极和两个电磁铁的铁心产生自然磁力吸引，进行吸合做功。然后给第二组电磁铁通入短时直流电，产生同级相斥，永磁活塞向下运动做功，同时断开电流的第一组电磁铁铁心与向上运动的永磁活塞吸合。这样轮流给第一组和第二组U型电磁铁通入短时直流电，就会产生和汽车发动机一样的活塞往复运动做功的同样效果，同样和汽车一样可以带动一台直流发电机，发出的电供应电磁铁做功所需要的电能。电磁铁功率50-100瓦，电压12--110伏，可以根据需要调整电磁功率和电压范围，因为U型电磁铁通电时间非常短，在0.5-1秒左右，尽管电压较大，但用电量并不是很大，永磁活塞重量较大，但它运动方式采用滚动运行，减小了与缸筒的摩擦，减小了动力消耗，同时通过曲轴传力，永磁活塞第一组向下运动，第二组向上运动，使两组活塞重量达到平衡，抵消了大部分活塞重量的影响，而且在没有通电的电磁铁铁心与活塞吸合没有消耗任何能量。为了确保发动机有足够的电能供应，设置外部充电装置为蓄电池充电，同时可以设置太阳能电池板，安装在车辆顶部为车内蓄电池充电。
图2.1为电磁动力发动机外壳缸体，2为U形电磁铁，2a为U形电磁铁第一组，2as为第一组电磁铁S极，2an第一组为电磁铁N极，2b为U型电磁铁第二组，2bs第二组电磁铁S极，2bn第二组电磁铁N极，3永磁滚动活塞，3s永磁活塞S极，3n永磁活塞N极，3f永磁活塞周围四个不锈钢小型轴承，4带有四个轴承槽的不锈钢缸筒，5铝制连杆，6不锈钢曲轴，7小型发电机，8启动马达，9多块蓄电池，10直流电储能输出装置，11电流输入调节器，12转换开关，13太阳能电池板。
电磁动力发动机的安装和运行方式：如图2.不锈钢或者铝合金外壳缸体(1)上安装两组U形电磁铁(2)，通过启动马达(8)进行启动，U形电磁铁(2a)通入短时直流电，电磁铁产生N极和S极磁力，推动滚动运行的永磁活塞(3a)的N极和S极在有四个轴承槽的不锈钢缸筒(4)内向下运动做工，通过活塞连杆(5)把力量传递给不锈钢曲轴(6)，通过不锈钢曲轴(6)使滚动运行的永磁活塞3b向上运动和没有通入电流的U形电磁铁2b的铁芯进行自然磁力吸合做工，轮流给U形电磁铁(2a)(2b)通入短时直流电，带动活塞(3a)(3b)进行往复运动，带动不锈钢曲轴(6)进行运动做工，同时带动小型发电机(7)进行发电，电能供应直流电储能输出装置(10)和多块蓄电池(9)，直流电储能输出装置(10)的高压电能通过电流输入调节器(11)进行电压的大小调节，电流输入调节器(11)相当于内燃机的油门，能够控制发动机的转速，转换开关(12)可以轮流给U形电磁铁(2a)(2b)进行供电运行，当电流输入调节器(11)增大电流或者减小电流，转换开关(12)的转换频率响应加快或者减慢，可以为多块蓄电池(9)进行充电的途径有：小型发电机(7)、安装在车辆顶部的太阳能电池板(13)、外部电源，保证多块蓄电池(9)电能供应。
电磁动力发动机可以通过多种形式来为人们提供服务：
1.一组U形电磁铁的小型电磁动力发动机：图1.有两个缸体，可作为摩托车、小型发电机的动力源。
2.两组U形电磁铁的中型电磁动力发动机：图2.有四个缸体，可作为中、小型轿车，中型发电机，中型空调机的动力源。
3.三、四组U形电磁铁的中型电磁动力发动机：如图4.有六---八个缸体，可作为中、大型轿车，中型载重车的动力源。
4.双动力电磁动力发动机：如图5、一台中、小型电磁动力发电机和一台大型电磁动力发动机。中、小型电磁动力发动机带动发电机发出直流电，供应八-十六缸体的大型电磁动力发动机的多组U形电磁铁的电能，带动大型电磁动力发动机转动，可作为大型载重运输车、大型公交车、大型中央空调、发电机组、直升机、螺旋桨飞机、无人机、小型轮船等的动力源。
5.多级动力电磁动力发动机：如图6、多台大型电磁动力发动机可直接带动电力机车、大型轮船、大型发电机转动运行，也可以多台大型电磁发动机进行发电，发出的电带动一台或多台大、中型电动机来驱动电力机车、大型轮船等重型装备运行。
6.可用作军事目的电磁动力发动机：利用双动力电磁动力发动机，可驱动坦克、战车、直升机、无人机、螺旋桨飞机，多级动力发动机或发电机，可驱动潜水艇、驱逐舰、航空母舰等大型船舶，无需加注燃料，减轻自重和后勤保障，可以长时间运行，外出作战无燃料、时间限制，不产生热量，噪音很小，不容易被敌人发现。
附图说明：图1.小型电磁动力发动机示意图
图2.电磁动力发动机原理结构和运行图
图3.电磁动力发动机永磁活塞构造图
图4.中型电磁发动机示意图
图5.双动力电磁动力发动机示意图
图6.多级动力大型电磁动力发动机带动发电机示意图
具体实施方式：电磁动力发动机的制作，1、制作U型直流电磁铁，所述U形电磁铁(2)为一组或者多组电磁铁，电磁铁的铁芯为U形圆柱形铁芯，和永磁活塞(3)的圆柱形磁钢底面积面积相同，一个U形电磁铁通电时有两个磁极：N极、S极，分别和两个永磁活塞的N极、S极相对应，通入电流时相排斥，当没有通入电流时，U形电磁铁的铁芯和两个永磁活塞相吸引。铁心底部留有边沿和励磁线圈外径相同可与发动机不锈钢钢体连接，励磁线圈缠绕在铁芯上，外罩隔磁保护罩并留有边沿和发动机钢体螺丝连接。
2、电磁动力发动机钢体：由发动机不锈钢缸体(1)和有四个轴承槽的不锈钢缸筒(4)组成，发动机不锈钢缸体为不锈钢精铸而成，也可以用铝合金铸造缸体和带有轴承槽不锈钢缸筒联合制作，如图3.不锈钢缸筒(4)四周有四个凹槽，可以运行滚动活塞的小型不锈钢轴承，活塞槽可衬入可以更换的不锈钢耐磨片，活塞槽有润滑油流出，可对不锈钢轴承和耐磨片进行润滑，但要防止润滑油和永磁铁进行接触。
3、制作永磁滚动活塞，如图3、所述永磁滚动活塞(3)，由圆柱形永磁磁钢(3c)、活塞包架(3d)、四个小型不锈钢轴承(3f)组成，活塞包架可以固定永磁磁钢，同时在包架周围固定四个滚动小型不锈钢轴承(3f)和不锈钢缸筒的活塞槽相对应，可以让永磁活塞进行上下滚动运行，可以减少摩擦，包架底部设有连杆孔，可以和连杆进行连接。永磁磁钢应选择，磁性强、不易失磁、坚固的圆柱型磁钢，最好能和电磁铁磁力相等或相近。活塞包架可固定永磁磁钢，可用多条紧固螺丝在包架上对圆柱型磁钢进行固定，同时在包架周围固定四个滚动小型不锈钢轴承和不锈钢钢筒的活塞槽相对应，能够让永磁活塞能够顺畅、轻快地上下运动。包架的底部中心位置，设有连杆孔，可与连杆进行连接，连杆下端与不锈钢曲轴连接，并对连接孔部分和不锈钢曲轴进行机油润滑。
4、所述不锈钢曲轴(6)，应该符合一组通电的U形电磁铁相邻两个滚动活塞同时相斥下降做功，另一组没有通电的U形电磁铁相邻两个滚动活塞同时向上吸合做功的要求。不锈钢曲轴等不锈钢材料和电磁铁和永磁活塞没有磁力影响，能够更好的运转。
5、电磁发动机电力供应、控制系统：多块蓄电池9，可根据需要设置电瓶数量，一般2-8块12-24伏铅酸电瓶，电瓶充电途径有：(1)电磁发动机自带发电机(2)车顶部的太阳能电池板(3)外部电源。多块蓄电池9供应启动马达8后，供应直流电储能输出装置10，直流电储能输出装置内可存储较多电量，而且始终保持饱和状态，它可迅速多次放出高压电流。可根据U型电磁铁的多少来设置直流电储能输出装置的数量，一般一组U型电磁铁设置一个直流电储能输出装置，这样可以快速存储小型发电机7发出的直流电，保障U型电磁铁的用电量。储能输出装置中的电能通过电流输入调节器11，它可根据需要控制从储能器内所输入U形电磁铁的电流强度，可随意调节输入电流的大小，可以控制发动机的转速，而且能够控制车辆行驶速度，起到内燃机车油门的作用。经过调节的电流通过转换开关12轮流给多组U型电磁铁供电，如果电磁发动机是2组4缸，先给1组供电，再给2组供电；如果电磁发动机是4组8缸，先给1、3组同时供电，再给2、4组同时供电。电流增大，转换开关12的转换频率相应提高。
电磁动力发动机的运行：启动马达转动，带动永磁活塞滚动运行，同时驾驶人推动电流输入调节器，调节输入U形电磁铁的电流大小，直流电储能输出装置按照电流输入调节器指令放出相应电流，电流通过转换开关，给第一组U型电磁铁和第二组U型电磁铁轮流供电，第一组U型电磁铁同时推动两个钢筒中的永磁活塞滚动向下做功，第二组U型电磁铁的铁心同时吸引两个钢筒中的永磁活塞滚动向上做功。发动机开始低速运转，直流发电机开始发电，发出的电大部分输入直流电储能输出装置，直流电储能输出装置始终保持饱和状态，无充电时，放电次数应在500-1000次，而且电能可快速补充。另一部分电能输往电瓶进行存储，同时太阳能电池板可以为电瓶充电，多组电瓶应能保证直流电储能输出装置的饱和状态和其它用电器的电能供应。推动电流输入调节器，调大电流，电流进入转换开关，转换频率加快，电磁发动机转速加快，挂入一档松开离合器起步，其它和驾驶内燃机车相同的方法驱动车辆行进。
双动力电磁动力发电机：如图5、一台中、小型电磁发电机发出直流电，电流直接供应一台多组多缸大型电磁动力发动机的多组U型电磁铁所需电能，而大型发动机本身可以选择不配置发电机，例如：一台2-4缸小型电磁动力发动机带动3-6kw直流发电机，发出电能供应6组12缸大型电磁动力发动机，先给1、3、5组U型电磁铁供电，再给2、4、6、组供电。由于U型电磁铁组数较多，如果靠自身发电机和电瓶无法充足供应，就需要一台单独电磁发电机(也可以是汽油发电机)来供应另一台大型电磁动力发动机的电能。大型双动力电磁动力发动机可作为坦克装甲车、小型轮船、螺旋桨飞机、直升机、无人机、发电机、大型运输车、大型中央空调的动力，噪音很小，不产生热量，无需加油料，重量减轻，安全性增强。
多级动力大型电磁动力发动机：如图6、多台大型电磁动力发动机，带动发电机进行发电，发电量每小时6000---12000kw，供应一台或两台大型电动机转动，带动螺旋桨转动，带动潜水艇和驱逐舰前进。航空母舰一般需要十五到二十台大型电磁动力发电机或者两台超大型电磁动力发电机发出电来，供应航母的电动推进系统工作，还可以供应其它武器系统的电能，例如：电磁弹射起飞系统、电磁炮、激光炮等。
多级动力大型电磁发动机：可用来替代现役水面军舰、潜水艇的柴油动力系统，节省燃油和负载，较少产生热量和噪声，可以使常规潜水艇没有排气噪声和消声设备，减少氧气消耗的同时可以大幅度降低潜水艇的噪声，提高潜水艇的潜伏时间。可以把现役航空母舰的柴油发电机，改造为使用电磁动力发电机，使它成为比核动力更安全、技术难度更低的动力源。
可用大型电磁动力发动机来带动螺旋桨飞机，1、可用大型电磁发动机直接安装在两侧机翼，一侧一台或两台电磁发动机，带动螺旋桨转动，带动飞机飞翔。2、飞机内部设置四台大型电磁发电机，供应电能带动机翼左侧两台轻体电动机和右侧两台轻体电动机带动螺旋桨转动飞行，还可用于直升机、无人机等。特点是：无噪音，不产生热量，隐身效果好，不用油料自重轻，飞行成本低，可不间断飞行。
可用电磁发动机建设发电站，一台多组、多缸电磁动力发动机，可带动发电机进行发电。多台电磁发电机可以组成一座大型发电厂为用电户提供电能。
Claims (5)
1.电磁动力发动机，包括：不锈钢外壳缸体(1)，U形电磁铁(2)，永磁滚动活塞(3)，有四个轴承槽的不锈钢缸筒(4)，铝制连杆(5)，不锈钢曲轴(6)，小型发电机(7)，启动马达(8)，多块蓄电池(9)，直流电储能输出装置(10)，电流输入调节器(11)，转换开关(12)，太阳能电池板(13)，电磁动力发动机可以多种形式为人们进行服务的：一组小型U形电磁动力发动机，二组中型U形电磁动力发动机，三组、四组中型U形电磁动力发动机，双动力电磁动力发动机，多级动力大型电磁动力发动机，可用作军事目的电磁动力发动机，其特征是：不锈钢或者铝合金外壳缸体(1)上安装一组或者多组U形电磁铁(2)，通过启动马达(8)进行启动，U形电磁铁(2a)通入短时直流电，电磁铁产生N极和S极磁力，推动滚动运行的永磁活塞(3a)的N极和S极在有四个轴承槽的不锈钢缸筒(4)内向下运动做工，通过活塞连杆(5)把力量传递给不锈钢曲轴(6)，通过不锈钢曲轴(6)使滚动运行的永磁活塞3b向上运动和没有通入电流的U形电磁铁2b的铁芯进行自然磁力吸合做工，轮流给U形电磁铁(2a)(2b)通入短时直流电，带动活塞(3a)(3b)进行往复运动，带动不锈钢曲轴(6)进行运动做工，同时带动小型发电机(7)进行发电，电能供应直流电储能输出装置(10)和多块蓄电池(9)，直流电储能输出装置(10)的高压电能通过电流输入调节器(11)进行电压的大小调节，电流输入调节器(11)相当于内燃机的油门，能够控制发动机的转速，转换开关(12)可以轮流给U形电磁铁(2a)(2b)进行供电运行，当电流输入调节器(11)增大电流或者减小电流，转换开关(12)的转换频率响应加快或者减慢，可以为多块蓄电池(9)进行充电的途径有：小型发电机(7)、安装在车辆顶部的太阳能电池板(13)、外部电源，保证多组蓄电池(9)电能供应，一组U形电磁铁的小型电磁动力发动机：有两个缸体，可以作为摩托车、小型发电机的动力源，二组U形电磁铁的中型电磁动力发动机：有四个缸体，可以作为中、小型轿车，小、中型发电机，中型空调机的动力源，三、四组U形电磁铁的中型电磁动力发动机：有六----八个缸体，可作为中、大型轿车，中型载重货车、小型船舶、中型发电机的动力源，双动力电磁动力发动机：一台中、小型电磁动力发动机和一台大型电磁动力发动机，中、小型电磁动力发动机带动发电机发出直流电，供应八-----十六缸大型电磁动力发动机多组U形电磁铁的电能，带动大型电磁动力发动机转动，可作为大型载重货车、大型公交车、大型中央空调、中大型发电机、螺旋桨飞机、直升机、无人机、小型轮船等动力源，多级大型电磁动力发动机：多台大型电磁动力发动机可以直接带动电力机车、大型轮船、大型发电机转动运行，也可以多台大型电磁发电机进行发电，发出的电能带动一台或者多台大、中型电动机来驱动电力机车、大型轮船等重型装备运行，可用作军事目的的电磁动力发动机：利用双动力电磁动力发动机，可以带动坦克、战车、直升机、无人机、螺旋桨飞机等，多级电磁动力发动机或发电机可以带动潜水艇、驱逐舰、航空母舰等，无需加注燃料，减轻自身重量和后勤保障，可以长时间运行，外出作战无燃料、时间限制，不产生热量，噪音很小，不容易被敌人发现。
2.根据权利要求1所述电磁动力发动机，其特征在于：发动机不锈钢缸体(1)、有四个轴承槽的不锈钢缸筒(4)，其特征在于：发动机不锈钢缸体为不锈钢精铸而成，也可以用铝合金铸造缸体和带有轴承槽不锈钢缸筒联合制作，缸筒四周有四个凹槽，可以运行滚动活塞的小型不锈钢轴承，活塞槽可衬入可以更换的不锈钢耐磨片，活塞槽有润滑油流出，可对不锈钢轴承和耐磨片进行润滑。
3.根据权利要求1所述电磁动力发动机，其特征在于：所述U形电磁铁(2)为一组或者多组电磁铁，电磁铁的铁芯为U形圆柱形铁芯，和永磁活塞(3)的圆柱形磁钢底面积面积相同，一个U形电磁铁通电时有两个磁极：N极、S极，分别和两个永磁活塞的N极、S极相对应，通入电流时相排斥，当没有通入电流时，U形电磁铁的铁芯和两个永磁活塞相吸引。
4.根据权利要求1所述电磁动力发动机，其特征在于：所述永磁滚动活塞(3)，由圆柱形永磁磁钢(3c)、活塞包架(3d)、四个小型不锈钢轴承(3f)组成，活塞包架可以固定永磁磁钢，同时在包架周围固定四个滚动小型不锈钢轴承(3f)和不锈钢缸筒的活塞槽相对应，可以让永磁活塞进行上下滚动运行，可以减少摩擦，包架底部中心位置，设有连杆孔，可以和连杆进行连接。
5.根据权利要求1所述电磁动力发动机，其特征在于：所述不锈钢曲轴(6)，应该符合一组通电的U形电磁铁相邻两个滚动活塞同时相斥下降做功，另一组没有通电的U形电磁铁相邻两个滚动活塞同时向上吸合做功的要求。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20150715 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |