專利名稱：內燃發(fā)動機的輔助動力裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種內燃發(fā)動機，尤其涉及一種可為內燃發(fā)動機提供輔助動力的 裝置。
背景技術：
發(fā)動機作為汽車的心臟為汽車提供動力，面對當前日益嚴重的大氣污染和嚴重的 石油短缺,專業(yè)技術人員一直在重點研究對發(fā)動機這一汽車的關鍵設備進行改進，以 進一步降低油耗，提高發(fā)動機的效率。在使發(fā)動機降低油耗的各種實施方案中，目前 較為典型的是油電混合動力。采用油電混合動力的汽車，具有燃油經濟性能高，行駛 性能優(yōu)越的特點。但汽車的安裝混合動力系統(tǒng)后，必須需要電動機等為輔助動力，造 成結構復雜，不宜維修，汽車造價也相應地高昂。

實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種內燃發(fā)動機的動力輔助裝置，借助該輔助裝置可 以達到降低油耗的目的。同時，該裝置還能使發(fā)動機在低速起動時更加有力。
為實現上述目的，本內燃發(fā)動機輔助動力裝置包括有永久磁鐵、直流電磁線圈和 電流換向器，所述永久磁鐵放置于發(fā)動機的氣缸的頂部和底部，所述直流電磁線圈放 置于發(fā)動機的活塞內部，所述電流換向器安裝在連桿末端并與直流電磁線圈連接形成 電回路。
采用上述技術方案，利用同名磁極互相排斥、異名磁極互相吸收的工作原理，內 燃機在作功時除燃燒室中燃料燃燒對活塞產生一個推力外，還產生磁場力，該磁場力 對活塞產生一個輔助推力推動活塞的運動。這樣，在減少供油量的情況下，發(fā)動機可 輸出不變功率，或者在供油量不變的情況下，發(fā)動機可提供更高的輸出功率。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一歩詳細的說明。 圖l為內燃發(fā)動機動力輔助裝置的結構示意圖。 圖2為電流換向器工作過程分解圖。
附圖標記l永久磁鐵，2電磁線圈，3活塞，4進氣口， 5排氣口， 6連桿， 7電流換向器，8電刷，9曲軸。
具體實施方式
如


圖1所示，本實用新型所采用的內燃發(fā)動機動力輔助裝置由永久磁鐵l、電磁 線圈2、活塞3和電流換向器7組成。其中永久磁鐵l可以安裝在內燃發(fā)動機的氣缸 的頂部，或著安裝在氣缸的底部，也可如
圖1所示在氣缸的頂部和底部同時安裝。磁 鐵的的形狀應與設置處的氣缸的空間及形狀相適配，安裝在底部的永久磁鐵中間要開 有可保證連桿沿水平方向運動的槽口。當氣缸頂部和底部同時設置永久磁鐵時，應當 以同名磁極相對的方式進行安置，如圖一所示，安裝在頂部和底部的兩個永久磁鐵是 以"N"極相對的方式設置的。
電磁線圈2安裝在活塞3的內部，形狀可以設計成圓柱體、長方體或其它形狀， 其二個接線端通過連桿6分別與電流換向器7的兩個電刷8連接。為增強電磁線圈2 的電磁效應，可在電磁線圈7內部加裝一軟鐵制成的鐵芯。
電流換向器7是引入外接電流流入電磁線圈2并可改變其流向的裝置，它安裝在 連桿6與曲軸9的連接處。如圖二所示，電流換向器7包括外圓環(huán)和內圓兩部分，外 圓環(huán)由兩個半圓環(huán)構成，半圓環(huán)之間安裝有以相位180°相對設置的一對電刷8，電 刷周圍填充有絕緣材料。所述內圓由絕緣材料將內圓一分為二，成為兩個半圓，外接 直流電源與這兩個半圓相連接，使其分別接有正、負電源。
所述外圓環(huán)安裝在連桿6的末端，或與連桿末端制成一整體；所述內圓安裝在曲 軸的凸柱上，或著直接將凸柱改裝為前述內圓的結構形式。外圓環(huán)與連桿6—起隨著 活塞3的上下移動而繞內圓轉動，而電刷8的端頭要保證與內圓有良好的電接觸。
本實用新型的工作原理為給電磁線圈2通一直流電流后，根據電磁感應原理， 電磁線圈2便在活塞3的上、下端產生一對等效異性磁極，由于同性磁極相互排斥異 性磁極相互吸引，該等效磁極與安裝在活塞的上頂部和下底部的永久磁鐵1相互作 用，產生磁場力，從而協(xié)助活塞的運動，即給活塞提供輔助動力。而電流換向器7 則通過改變電磁線圈2中電流的流向，使磁場力與活塞3的運動方向始終一致。
如圖二所示，以四沖程內燃機的一個完整的工作過程為例，本內燃發(fā)動機的動力 輔助裝置的工作過程如下
1)進氣沖程發(fā)動機開始工作時，首先進入"進氣沖程"，氣缸頭上的進氣門
打開，排氣門關閉，活塞從上死點向下滑動到下死點為止，氣缸內的容積逐漸增大， 氣壓降低——低于外面的大氣壓。于是新鮮的汽油和空氣的混合氣體，通過打開的進
氣門被吸入氣缸內。圖二中(a)圖為當活塞處于氣缸的上止部時電流換向器所處的 位置。此時，電刷8與內圓的絕緣材料接觸，因而電磁線圈2中沒有電流流入，由 (a) —(b) — (c)的運動過程中，電流換向器7的上端電刷與內圓的一個半圓接觸，而 下端電刷則與內圓的另一個半圓接觸，'這樣，兩電刷分別引入正、負電壓，使得電磁 線圈2中通入直流電流，從而在活塞上、下端產生一對等效磁極，通過事先設置線圈 繞向或著調整換向器外接電源的電極，使得產生上端為"N"極下端為"S"極的磁 場。如圖一所示，如果設置在氣缸上項部和下底部的永久磁鐵相對面都為"N"極，則電磁線圈2所產生的磁場與永久磁鐵1分別產生一個排斥力和吸引力，但兩個力方 向都是向下，即與活塞3的運動方向一致。
2) 壓縮沖程由(C) —(d) —(a)圖所示過程，這時曲軸靠慣性作用繼續(xù)旋轉， 把活塞由下止點向上推動。這時進氣門也同排氣門一樣嚴密關閉。氣缸內容積逐漸減 少，混合氣體受到活塞的強烈壓縮。如(d)圖所示，由于曲軸的轉動，上、下電刷 所接觸的內圓的電極與進氣沖程過程正好交換過來，此時流入電磁線圈2的電流方向
也與進氣沖程時的相反，因而其所產生的磁場的等效磁極方向也與進氣沖程的相反，
即活塞3的上端為"S"極下端為"N"極的磁場。電磁線圏2所產生的磁場與永久磁 鐵l分別產生一個排斥力和吸引力，但兩個力方向都是向上，與活塞3的運動方向仍 然一致。
3) 做功沖程由(a) —(b) —(c)的運動過程中，在壓縮沖程快結束，活塞接近 上止點時，氣缸頭上的火花塞通過高壓電產生了電火花，將混合氣體點燃，燃燒時間 很短，大約0.015秒；但是速度很快，大約達到每秒30米。氣體猛烈膨脹，壓強急 劇增高?；钊谌細獾膹姶髩毫ψ饔孟?，向下止點迅速運動。此時電流換向器7的位 置、流入電磁線圈2的方向及其產生的等效磁極、磁場力方向等與進氣沖程完全相同。
4) 排氣沖程由(c) —(d) —(a)圖所示過程，工作沖程結束后，由于慣性，曲 軸繼續(xù)旋轉，使活塞由下死點向上運動。這時進氣門仍舊關閉，而排氣門大開，燃燒 后的廢氣便通過排氣門向外排出。當活塞到達上死點時，絕大部分的廢氣已被排出。 然后排氣門關閉，進氣門打開，活塞又由上死點下行，開始了新的一次循環(huán)。此時電 流換向器7的位置、流入電磁線圈2的方向及其產生的等效磁極、磁場力方向等與壓 縮沖程完全相同。
權利要求1. 一種內燃發(fā)動機的輔助動力裝置，包括有直流電源、永久磁鐵、直流電磁線圈和電流換向器，其特征在于所述直流電源通過電流換向器與直流電磁鐵組成電回路；所述永久磁鐵設置于發(fā)動機的氣缸頂部；所述直流電磁線圈設置于發(fā)動機活塞內部；所述電流換向器由外圓環(huán)、電刷和內圓組成，整體設置在連桿與曲軸的連接處。
2. 根據權利要求1所述的輔助動力裝置，其特征在于發(fā)動機的氣缸的底部 另設置有永久磁鐵，該永久磁鐵與氣缸頂部的永久磁鐵以同名磁極相對的方式設置。
3. 根據權利要求1所述的輔助動力裝置，其特征在于所述電磁線圈內部設 置有軟鐵制成的鐵芯。
專利摘要本實用新型公開了一種內燃發(fā)動機的輔助動力裝置，包括有直流電源、永久磁鐵、直流電磁線圈和電流換向器。所述直流電源通過電流換向器與直流電磁鐵組成電回路；所述永久磁鐵設置于發(fā)動機的氣缸頂部；所述直流電磁線圈設置于發(fā)動機活塞內部；所述電流換向器由外圓環(huán)、電刷和內圓組成，整體設置在連桿與曲軸的連接處。作為優(yōu)選方案，發(fā)動機的氣缸的底部還可以另設置一永久磁鐵，該永久磁鐵與氣缸頂部的永久磁鐵以同名磁極相對的方式設置。采用本計術方案，內燃機在作功時該磁場力對活塞產生一個輔助推力推動活塞的運動，在減少發(fā)動機供油量的情況下，可保證輸出功率不變，從而降低了發(fā)動機油耗。
文檔編號F02B65/00GK201306216SQ20082014355
公開日2009年9月9日 申請日期2008年11月27日 優(yōu)先權日2008年11月27日
發(fā)明者馬維鋒 申請人:馬維鋒