CN105375732A - 一种单缸电磁发动机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种单缸电磁发动机。包括有机缸、套筒、永磁体组、活塞、线圈组、连杆、偏心轮、输出轴、曲轴，机缸包括机体及机腔，机体内设有机腔，套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和套筒之间，套筒内装设有活塞，线圈组绕在活塞的一端，并将线圈组固定在活塞上，活塞的另一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与曲轴连接，两个同向旋转相同大小的偏心轮分别分布在连杆与曲轴连接处的两侧，输出轴与曲轴连接。本发明结构简单合理、造价低，控制简单可靠、响应时间短，且本发明采用新型能源，环保节能。

Description

一种单缸电磁发动机

技术领域

本发明是一种单缸电磁发动机，属于单缸电磁发动机的创新技术。

背景技术

寻找新的动力能源和新的动力输出技术是人类迫切需要解决和突破的重大科技难题，社会发展的速度越来越快，各种动力需求越来越多，传统能源消耗越来越大，故此，寻找新的能源替代产品和节能技术迫在眉睫。

发动机是动力的来源，它能将其它形式的能转化为机械能，主要包括内燃机、外燃机、电动机等。外燃机和内燃机都会因对燃料燃烧不充分，产生废气，既污染环境又造成资源的浪费，而且他们体积都普遍比较大，对制造工艺复杂和技术要求比较高，成本高。电动机虽然不会产生有害气体，但对于能量的合理转化及利用，现在还难以实现，而对电磁发动机来说，就可以很好地解决上述问题，所以，日后对于电磁发动机的需求将是巨大的。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种单缸电磁发动机。本发明能够有效地解决传统发动机消耗大量不可再生能源、污染环境、能耗大、成本高等技术问题，本发明设计合理，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明的单缸电磁发动机，包括有机缸、套筒、永磁体组、活塞、线圈组、连杆、偏心轮、输出轴、曲轴，机缸包括机体及机腔，机体内设有机腔，套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和套筒之间，套筒内装设有活塞，线圈组绕在活塞的一端，并将线圈组固定在活塞上，活塞的另一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与曲轴连接，两个同向旋转相同大小的偏心轮分别分布在连杆与曲轴连接处的两侧，输出轴与曲轴连接。

本发明的单缸电磁发动机采用线圈在永磁体内切割磁感线，产生电磁力推动曲轴转动的原理，对原有的内燃机、外燃机和电动机有革命性的创新，它可以很好地解决外燃机、内燃机和电动机目前所存在的问题，本发明具有如下优点：

1）响应时间短：采用将线圈绕在活塞上，在固定的永磁体做上下循环切割感线运动，只需要控制活塞的运动时间，控制简单、容易，不用像内燃机那样需要控制点火时刻，响应效果好；

2）成本低：在气缸内，不需要喷入燃油，对气缸的粗糙度要求低，无耐高热、耐高温、耐腐蚀等要求，对气缸制造工艺要求较低，成本将大大降低；

3）本发明的结构简单，主要有线圈、永磁体、机缸、曲轴、偏心轮等组成，其结构比传统的内燃机有了很大的简化，不再需要像在传统的发动机上的点火装置、进排气装置、喷油装置、尾气处理装置等必不可少的组件；

4）节能环保：采用的是线圈在永磁体内切割磁感线，产生电磁力推动曲轴转动的原理，没有燃料的燃烧，对空气零污染，保护环境，节约能源。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的高效环保的单缸电磁发动机。本发明对发动机是革命性的技术变革和创新。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明机缸的主视图；

图3为本发明机缸的俯视图；

图4为本发明活塞的结构示意图；

图5为本发明线圈的结构示意图；

图6为本发明永磁体组的主视图；

图7为本发明永磁体组的俯视图；

图8为本发明输出轴的结构示意图；

图9为本发明空气滤清罩的结构示意图；

图10为本发明连杆、活塞、曲轴的装配图；

图11为本发明机体、永磁体、套筒的装配图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的单缸电磁发动机，包括有机缸1、套筒2、永磁体组3、活塞4、线圈组5、连杆6、偏心轮7、输出轴8、曲轴10，机缸1包括机体12及机腔11，机体12内设有机腔11，套筒2套装在机体12内设有的机腔11内，永磁体组3安装在机体1和套筒2之间，套筒2内装设有活塞4，线圈组5绕在活塞4的一端，并将线圈组5固定在活塞4上，活塞4的另一端与连杆6的一端连接，连杆6的另一端与曲轴10连接，两个同向旋转相同大小的偏心轮7分别分布在连杆6与曲轴10连接处的两侧，输出轴8与曲轴10连接，当曲轴10转到180°时，偏心轮7利用自身的惯性使曲轴10继续转动，以此不断循环往复，将产生的动能通过输出轴8输出。

本实施例中，上述机体12的外侧装设有散热片13。散热片13是三菱型的散热片。

本实施例中，机体12为一长方体结构，内部空心，用以装配套筒2、活塞4。在机体12的外围四周用三菱型的散热片13来对发动机冷却。活塞4的结构也是长方体，长宽的尺寸比套筒长宽的尺寸小5mm，使得其能在套筒2上下往复运动，制造工艺不需要像内燃机的一样要求非常高，从而在成本上也降低了。

本实施例中，上述套筒2的外侧设有安装永磁体组3的凹槽21，机体12的内壁设有与套筒2上设有的凹槽21相配合的凹型，机体12上设有的凹型与套筒2上设有的凹槽21组合在一起与永磁体组3的形状相匹配，永磁体组3固定在机体12的内壁设有的凹型与套筒2的外壁设有的凹槽21之间，使得发动机在运转时，保证了永磁体组不会移动。

本实施例中，上述永磁体组3由16块永磁体块31组成，分布在机体12和套筒2之间，每一个面各有4块，每一块的间隔相等，互相形成对称结构，相结合的夹角为90°。

本实施例中，上述活塞4的一端外侧设有线圈组槽42，线圈组5绕在线圈组槽42上。

本实施例中，上述线圈组5是由若干线圈51串联组成的线圈组。即线圈组5由一组线圈通过串联的方式绕在活塞4设有的线圈组槽42上，线圈组5与活塞4一起在套筒2内上下往复运动。

本实施例中，上述活塞4绕有线圈组5的一端做成空心，减少活塞头的重量。连杆6是一个中间空心的连杆，活塞4和曲轴通过一个中间空心的连杆6来连接，连杆6中间空心主要是为了减少质量。

本实施例中，上述活塞4的另一端设有活塞轴孔43，活塞4通过穿过活塞轴孔43及连杆6的活塞轴41与连杆6相连接。

本实施例中，上述连杆6的另一端通过连杆轴61与曲轴10、输出轴8、偏心轮7连接。两个同向旋转相同大小的偏心轮7分别分布在连杆6与曲轴10连接处的两侧，其主要是当曲轴10转到180°或者360°时，利用偏心轮7自身的惯性，使曲轴10无间断地继续转动。

本实施例中，上述机体12的端部装设有空气滤清器9，空气滤清罩9上设有沙网91。空气滤清罩9是一个上小下大的结构，空气滤清罩9中打了30个长方形的孔，长方形的孔中分别安装纱网91，以对空气进行滤清。

本实施例中，上述线圈组5设有正负极出线口51；上述输出轴8上设有键槽81。本发明发动机产生的动能，通过输出轴8上设有的键槽81连接固定输出机构，使得动能通过输出轴8输出。键槽81上可装设齿轮传动机构，齿轮传动机构驱动外接部件。

本发明与现有技术相比，具有如下区别：

1）原理上：本发明采用的是线圈在永磁体内切割磁感线，产生电磁力推动曲轴转动的原理，对原有的内燃机、外燃机和电动机有革命性的创新；

2）结构上：如图1所示，本发明结构非常简单，不再需要像在传统的发动机上的点火装置、进排气装置、喷油装置、尾气处理装置等必不可少的组件，制造方便，工艺简单，成本低；如图2、图3和图4所示，对于机体12和活塞采用了长方体的结构，这种结构对相同面积圆形的机体12有了更多的永磁体分布，矩形的永磁体磁场分布的效果要比圆柱形的好，这对于单缸来说，是保证动力性的一个根本；如图2、图3所示，在机体12体外面的四周采用三菱型散热片来对发动机冷却，三菱型比普通的散热片具有更好的散热效果，因为当风吹过三菱型散热片之后，表面受到风的面积是最大的，从而提高散热效率；

3）工艺上：如图11所示，本发明在机体12和套筒上设计了与永磁体相配合的凹槽，用以对永磁体的固定，使得发动机在运转时，保证了永磁体组不会移动；如图2、图3所示，对机体12、活塞的制造工艺要求较低，而且省去了很多传统发动机必不可少的装置，成本低；

4）能源上：如图1所示，本发明采用的是线圈在永磁体内切割磁感线的原理，没有燃料的燃烧，对空气零污染，保护环境，节约能源；

5）绕线方式：如图5所示，本发明在长方体的活塞上采用串联的方式对线圈绕线，使得在线圈中每一处的电流都相同，线圈的接线头通过连杆孔出来与电源相接，将它固定在连杆上，使得其在反复运动过程中，不会被拉断。

本发明的工作原理如下：电源给线圈组5一个正、负极的电压，线圈组5在永磁体组3内做切割磁感线运动，产生电磁力，推动曲轴10的转动，由于线圈组5以串联的方式绕在活塞4上，永磁体组5装配在机体12和套筒2之间，活塞4在套筒2内上下循环做切割磁感线运动。当电源给线圈组5通电时，因线圈组5在长方体的活塞4上采用串联的方式绕线，使得在线圈组5中每一处的电流都相同，随着活塞4上下往复运动，通过切割磁感线获得动能，与此同时，偏心轮7在储存能量，当曲轴10转到180°和360°时，利用偏心轮7自身的惯性使得曲轴10继续无间断地转动，以此不断循环往复做功，产生动力，再通过输出轴8上装设的输出机构将产生的动能转化成机械能，驱动外部机构。本发明的发动机一共两个冲程，当曲轴转到0-180°为第一个冲程，180-360°为第二个冲程。第一冲程为活塞4上升过程，第二冲程为活塞4下降过程，在整个过程中线圈组5都在做切磁感线运动，保证了动能输出的不间断。

Claims (10)

1.一种单缸电磁发动机，其特征在于包括有机缸、套筒、永磁体组、活塞、线圈组、连杆、偏心轮、输出轴、曲轴，机缸包括机体及机腔，机体内设有机腔，套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和套筒之间，套筒内装设有活塞，线圈组绕在活塞的一端，并将线圈组固定在活塞上，活塞的另一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与曲轴连接，两个同向旋转相同大小的偏心轮分别分布在连杆与曲轴连接处的两侧，输出轴与曲轴连接。

2.根据权利要求1所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述机体的外侧装设有散热片，散热片是三菱型的散热片。

3.根据权利要求1所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述套筒的外侧设有安装永磁体组的凹槽，机体的内壁设有与套筒上设有的凹槽相配合的凹型，机体上设有的凹型与套筒上设有的凹槽组合在一起与永磁体组的形状相匹配，永磁体组固定在机体的内壁设有的凹型与套筒的外壁设有的凹槽之间。

4.根据权利要求1所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述永磁体组由16块永磁体块组成，分布在机体和套筒之间，每一个面各有4块，每一块的间隔相等，互相形成对称结构，相结合的夹角为90°。

5.根据权利要求1至4任一项所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述活塞的一端外侧设有线圈组槽，线圈组绕在线圈组槽上；上述线圈组是由若干线圈串联组成的线圈组。

6.根据权利要求5所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述活塞绕有线圈组的一端做成空心；连杆是一个中间空心的连杆。

7.根据权利要求5所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述活塞的另一端设有活塞轴孔，活塞通过穿过活塞轴孔及连杆的活塞轴与连杆相连接。

8.根据权利要求5所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述连杆的另一端通过连杆轴与曲轴、输出轴、偏心轮连接。

9.根据权利要求5所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述机体的端部装设有空气滤清器，空气滤清罩上设有沙网。

10.根据权利要求5所述的单缸电磁发动机，其特征在于上述线圈组设有正负极出线口；上述输出轴上设有键槽。