CN108462353A - 一种单缸全磁双活塞电磁发动机 - Google Patents

一种单缸全磁双活塞电磁发动机 Download PDF

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杨春燕
冯思远
李文军
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Abstract

本发明公开了一种单缸全磁双活塞电磁发动机，包括机缸(3)，所述机缸(3)的上端设有机缸顶部永磁体(5)，所述机缸(3)的下端设有机缸底部永磁体(7)，所述机缸(3)内部设有机缸中部永磁体(6)将机缸(3)分为第一活塞空腔(33)和第二活塞空腔(34)，所述机缸(3)内部设有串联活塞组(4)，所述机缸(3)的外表面设有若干机缸壁永磁体组(2)；所述机缸(3)外围套设有套筒(11)，所述套筒外壁设有散热套(1)，所述散热套(1)由散热片(12)层叠而成；所述套筒(11)与所述散热片(12)之间间隔设有硅脂。相对于传统电磁发动机，本发明在消耗相同的电能的情况下能产生更多的动能，有更高的效率，更利于广泛推广。

Description

一种单缸全磁双活塞电磁发动机
技术领域
本发明涉及一种单缸全磁双活塞电磁发动机，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
本发明旨在提供一种单缸全磁双活塞电磁发动机装置，在消耗相同的电能的情况下能产生更多的动能；将电能转化为动能，打破了传统电动机将化学能转化为动能时有污染、效率低和不可持续的缺点；通过运用交流电使得电动机在电流改变的情况下产生不同的安培力方向，从而使得有一个稳定输出的外力。
本发明所采用的技术方案：一种单缸全磁双活塞电磁发动机，包括机缸(3)，所述机缸(3)的上端设有机缸顶部永磁体(5)，所述机缸(3)的下端设有机缸底部永磁体(7)，所述机缸(3)内部设有机缸中部永磁体(6)将机缸(3) 分为第一活塞空腔(33)和第二活塞空腔(34)，所述机缸(3)内部设有串联活塞组(4)，所述机缸(3)的内表面设有若干机缸壁永磁体组(2)。
优选的，所述机缸(3)外围套设有套筒(11)，所述套筒外壁设有散热套(1)，所述散热套(1)由散热片(12)层叠而成。
优选的，所述套筒(11)与所述散热片(12)之间间隔设有硅脂。
优选的，所述机缸中部永磁体(6)上设有永磁体块通孔(61)。
优选的，所述串联活塞组(4)包括第一活塞(44)、第二活塞(45)以及连接第一活塞(44)和第二活塞(45)的活塞轴(41)；所述活塞轴(41)穿过所述永磁体块通孔(61)，所述第一活塞(44)设置在所述第一活塞空腔(33) 内部，所述第二活塞(45)设置在所述第二活塞空腔(34)内部；所述第一活塞(44)和所述第二活塞(45)上均设有线圈组(8)，所述线圈组(8)包括正负极出线口(81)。
优选的，所述机缸(3)的内表面设有若干机腔(31)，所述机腔(31)上设有机腔凹槽(32)，所述机缸壁永磁体组(2)设置在所述机腔凹槽(32)内部。
优选的，所述机缸壁永磁体组(2)由若干永磁体(21)组成。
优选的，所述机缸底部永磁体(7)上设有永磁体块通孔(71)。
优选的，所述机缸(3)为长方形结构。
优选的，所述机缸(3)的每个面的所述永磁体(21)的数量为45。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明将电能转化为动能，打破了传统电动机将化学能转化为动能时有污染、效率低和不可持续的缺点。通过运用交流电使得电动机在电流改变的情况下产生不同的安培力方向，从而使得有一个稳定输出的外力；(2)本发明整个电动机中的各个部分利于拆装，当电动机发生损坏的时候有利于维修，所述机缸顶部永磁体(5)、机缸底部永磁体(7)和机缸中部永磁体(6)分别可拆卸地放置，便于更换，且三块永磁体磁极朝向相同，能在机缸中产生相同方向的磁感线；(3)本发明不同于其他的电磁发动机，通过缸体上中下三块大永磁体和机缸壁各个面上的45块永磁体而产生的双重动力。
附图说明
图1为本发明的结构分解示意图。
图2为散热片结构示意图。
图3为机缸壁永磁体组结构示意图。
图4为机缸结构示意图。
图5为机缸底部结构示意图
图6为串联活塞组结构示意图。
图7为机缸内部结构分布示意图。
图8为线圈组结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
如图1-8所示，一种单缸全磁双活塞电磁发动机，包括机缸(3)，所述机缸(3)的上端设有机缸顶部永磁体(5)，所述机缸(3)的下端设有机缸底部永磁体(7)，所述机缸(3)内部设有机缸中部永磁体(6)将机缸(3)分为第一活塞空腔(33)和第二活塞空腔(34)，所述机缸(3)内部设有串联活塞组 (4)，所述机缸(3)的内表面设有若干机缸壁永磁体组(2)。需要说明的是，所述机缸顶部永磁体(5)、机缸底部永磁体(7)和机缸中部永磁体(6)分别可拆卸地放置，便于更换，且三块永磁体磁极朝向相同，能在机缸中产生相同方向的磁感线。
进一步的，所述机缸(3)外围套设有套筒(11)，所述套筒外壁设有散热套(1)，所述散热套(1)由散热片(12)层叠而成，所述套筒(11)与所述散热片(12)之间间隔设有硅脂。所述散热片(12)为铝合金散热片，铝合金为是为了增加散热效果，套筒(11)为长方体，目的是为了增大散热面积。硅脂同样是为了增加散热片的吸热效果，从而更好的散热。
在本发明的具体技术方案中，所述机缸中部永磁体(6)上设有永磁体块通孔(61)，所述串联活塞组(4)包括第一活塞(44)、第二活塞(45)以及连接第一活塞(44)和第二活塞(45)的活塞轴(41)，所述活塞轴(41)穿过所述永磁体块通孔(61)使得所述第一活塞(44)设置在所述第一活塞空腔(33) 内部，所述第二活塞(45)设置在所述第二活塞空腔(34)内部；所述第一活塞(44)和所述第二活塞(45)上均设有线圈组(8)，具体为绕有同向的线圈组(8)，以此保证两个活塞在同一时间受到的力大小方向相同，且所述线圈组 (8)包括正负极出线口(81)。第一活塞(44)和第二活塞(45)的线圈组(8) 同向串联，并且在电动机的运动过程中，线圈组(8)中的电流为交流电。设定固定的变化时间情况下，改变电流的方向，从而在线圈中产生变化的磁极。在同极相斥异极相吸的情况下，和分别位于机缸顶部永磁体(5)、机缸底部永磁体(7)和机缸中部永磁体(6)的永磁体作用，从而带动同轴活塞运动。两个同轴第一活塞(44)和第二活塞(45)通过活塞轴(41)相连且内部镂空方式设置，这种结构的设置能够减轻第一活塞(44)和第二活塞(45)的重量从而提高运动效率。且在两个活塞上的线圈组的缠绕方式为同向串联，在磁场中能够产生相同大小和方向的安培力。在第一活塞(44)和第二活塞(45)之间通过活塞轴(41)连接，其意义在于便于双活塞设备的装配。在装配的时候直接采用将第一活塞(44)和第二活塞(45)从机缸(3)的两端分别插入到机缸中部，从而就能够直接完成装配。
进一步的，所述机缸(3)的内表面设有若干机腔(31)，所述机腔(31) 上设有机腔凹槽(32)，所述机缸壁永磁体组(2)设置在所述机腔凹槽(32) 内部，这样的设置使得机缸壁永磁体组(2)更整齐并更牢固镶嵌在所述机缸(3) 的外表面。
进一步的，所述机缸壁永磁体组(2)由若干永磁体(21)组成，并且保证面向内的磁极相同，所述机缸(3)的每个面的所述永磁体(21)的数量为45；具体为所述永磁体(21)以矩阵布置的45(5*9)块小型正方形永磁体，且均为 N极向内S极向外整齐布置的方式设置，使得所述第一活塞(44)和所述第二活塞(45)上的线圈组(8)能够在小型永磁体(21)外受到更多安培力。且在小型正方形永磁体(21)主要采用内嵌的方式倒扣在机缸壁内部，从而不减弱消永磁块的磁力。
所述机缸底部永磁体(7)上设有永磁体块通孔(71)，通过此永磁体块通道将动能通过导杆传递给外部，从而实现电能到机械能的最后一步工作。
需要说明的是，所述机缸(3)为长方形结构，长方形结构具有如下有益效果：第一，能够让正方体的活塞上的线圈更多更好的受到机缸壁上小型永磁铁产生的磁感线所产生的安培力，第二，在长方体的机缸中磁感线的分布效果更好，第三，使得相比于其他形状的机缸，更加节约成本，节约空间。
需要进一步说明的是，两个串联的活塞内部采取镂空，目的是减轻活塞的重量从而提高效率。在第一活塞(44)和所述第二活塞(45)上的线圈组(8) 和机缸壁保持一定的距离，从而使线圈组能够更加多的切割磁感线。线圈组(8) 上的电流采取的是交流电的形式，在一定时间内能够转换电流方向从而改变活塞的受力方向，最后促使活塞能向外提供源源不断的动力。机缸外部的散热片采取的长方体的形式和铝合金的材料，目的是为了增加散热面积和散热速度。同时在机缸外表面和套筒之间涂抹硅脂，目的是为了增加电动机的向外散热速度。
本发动机的具体运作如下：在线圈组的正负极出线口(81)中通交流电，当通入正方向的交流电时，线圈组(8)相当于是一个通电螺线管，外部产生的磁场和条形磁铁相似。当电流为正方向时，线圈组外部上端相当于条形磁铁的N 极，和机缸顶部永磁体(5)的S极异性相吸，同时在和机缸中部永磁体(6) 产生相互排斥力，两力作用下产生向上的运动。同理在第二活塞空腔(34)中，同样有第二活塞(45)受到机缸底部永磁体(7)的向上的排斥力和机缸中部永磁体块(6)的吸引力。同时在机腔四周的机缸壁永磁体组(2)附近运动的通电线圈受到安培力，因为机缸壁永磁体(21)足够小，且线圈足够靠近机缸壁永磁块(21)，所以可以在长方体的机腔中的线圈组可以受到4个方向的相同方向的力，且由于串联，各个面上的安培力大小和方向相同。在反方向的电流情况下，活塞的运动方向相反，从而在方向改变的交流电情况下，双活塞在机腔中来回运动，其产生的动能通过导杆输出给外部，从而产生动能。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：包括机缸(3)，所述机缸(3)的上端设有机缸顶部永磁体(5)，所述机缸(3)的下端设有机缸底部永磁体(7)，所述机缸(3)内部设有机缸中部永磁体(6)将机缸(3)分为第一活塞空腔(33)和第二活塞空腔(34)，所述机缸(3)内部设有串联活塞组(4)，所述机缸(3)的内表面设有若干机缸壁永磁体组(2)。
2.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸(3)外围套设有套筒(11)，所述套筒外壁设有散热套(1)，所述散热套(1)由散热片(12)层叠而成。
3.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述套筒(11)与所述散热片(12)之间间隔设有硅脂。
4.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸中部永磁体(6)上设有永磁体块通孔(61)。
5.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述串联活塞组(4)包括第一活塞(44)、第二活塞(45)以及连接第一活塞(44)和第二活塞(45)的活塞轴(41)；所述活塞轴(41)穿过所述永磁体块通孔(61)，所述第一活塞(44)设置在所述第一活塞空腔(33)内部，所述第二活塞(45)设置在所述第二活塞空腔(34)内部；所述第一活塞(44)和所述第二活塞(45)上均设有线圈组(8)，所述线圈组(8)包括正负极出线口(81)。
6.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸(3)的内表面设有若干机腔(31)，所述机腔(31)上设有机腔凹槽(32)，所述机缸壁永磁体组(2)设置在所述机腔凹槽(32)内部。
7.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸壁永磁体组(2)由若干永磁体(21)组成。
8.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸底部永磁体(7)上设有永磁体块通孔(71)。
9.根据权利要求1所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸(3)为长方形结构。
10.根据权利要求7所述的一种单缸全磁双活塞电磁发动机，其特征在于：所述机缸(3)的每个面的所述永磁体(21)的数量为45。
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