專利名稱:永磁式直流控制發(fā)動機的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種以電磁為能源的電發(fā)動機。
技術背景人們?yōu)榱松婧凸I(yè)上的各種需要,開采石油并生產各種燃料,利用燃 料在燃燒時產生的能量設計制成各種動力設備和車輛,但是地球上的石油儲 量是有限的,而且由石油制成的燃料在燃燒后排出的廢氣對環(huán)境也有著很大 的影響,所以人們已經開始尋找和開發(fā)新的能源,以取代石油在日常生活中 的重要地位。現(xiàn)有的汽車是石油的最大消耗者,大多數(shù)汽車的動力輸出都是采用石油 燃料在燃燒后產生的能量作為功率輸出的,這種汽車采用的燃油發(fā)動機在工 作時消耗了大量的氧氣,并且將二氧化碳作為尾氣排出,對人們的生存環(huán)境 產生了巨大的危害,另外燃油發(fā)動機在工作時產生的巨大噪音也是一項待解 決的重要問題。利用永久性磁鐵的磁能作為能源制造的各種動力機械具有廣泛應用前 景,磁能的動力機械具有不消耗氧氣、不排放尾氣、產生噪音較小等優(yōu)點,目前已經有將磁能應用到動力機械領域的例子,如申請?zhí)枮?00710048235.8 的發(fā)明專利公開了一種單缸電磁能發(fā)動機,其電磁能利用率不足50%,其它 已有的一些磁能發(fā)動機多數(shù)也都是理想狀態(tài)的發(fā)動機,存在磁能的利用率較 低,應用范圍較窄,不能夠滿足各種動力機械的要求的缺點。 實用新型內容本實用新型為解決現(xiàn)有磁能發(fā)動機多數(shù)都是理想狀態(tài)的發(fā)動機,磁能的 利用率較低,應用范圍較窄,不能夠滿足各種動力機械的要求的問題,提供 一種永磁式直流控制發(fā)動機。本實用新型包含缸體l、缸套2、缸蓋3、缸筒 4、連桿5、曲軸6、可編程分電器7、它還包含n個永磁體活塞組、n個U形 鐵芯9和n個缸蓋電磁線圈10, n為大于2的自然數(shù),每個永磁體活塞組由 相鄰的兩個永磁體活塞8組成,每相鄰兩個永磁體活塞8的極性相反,每個永磁體活塞組與前一個永磁體活塞組安裝在曲軸6上的相位差是360°/n,每 個U形鐵芯9都設置在缸蓋3的下端面上,每個U形鐵芯9的每一臂的中軸 線都與一個永磁體活塞8的中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈IO都分別纏繞 在一個U形鐵芯9上,每個缸蓋電磁線圈10的電源輸入端都分別與可編程分 電器7的一個電源輸出端連接,可編程分電器7的電源輸入端與供電電源14 的電源輸出端連接。本實用新型還提供了另一個技術方案,它包含缸體l、缸套2、缸蓋3、 缸筒4、連桿5、曲軸6、可編程分電器7、它還包含四個永磁體活塞8、兩個 U形鐵芯9和兩個缸蓋電磁線圈10,每相鄰兩個永磁體活塞8的極性相反, 每相鄰兩個永磁體活塞8之間的相位差是90°,每個U形鐵芯9都設置在缸蓋 3的下端面上,每個U形鐵芯9的每一臂的中軸線都與一個永磁體活塞8的 中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈10都分別纏繞在一個U形鐵芯9上,每個 缸蓋電磁線圈10的電源輸入端都分別與可編程分電器7的一個電源輸出端連 接,可編程分電器7的電源輸入端與供電電源14的電源輸出端連接。實用新型效果本實用新型的發(fā)動機的電磁能在永磁體活塞上行和下行 的兩個過程中都做功,電磁能利用率可達90%以上;本實用新型發(fā)動機的缸 數(shù)與n的數(shù)值成正比,能夠實現(xiàn)四缸高轉速以及多缸大功率輸出的發(fā)動機, 可用于汽車、輪船、火車、飛機和發(fā)電廠等多種動力機械領域。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖;圖2是本實用新型的電路結構示 意圖;圖3是具體實施方式
五的電路結構示意圖;圖4是具體實施方式
七的 結構示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一參見圖1、圖2,本實施方式由缸體l、缸套2、缸蓋3、 缸筒4、連桿5、曲軸6、可編程分電器7、 n個永磁體活塞組、n個U形鐵芯 9和n個缸蓋電磁線圈10組成,n為大于2的自然數(shù),每個永磁體活塞組由 相鄰的兩個永磁體活塞8組成,每相鄰兩個永磁體活塞8的極性相反,每個 永磁體活塞組與前一個永磁體活塞組安裝在曲軸6上的相位差是360。/n,每 個U形鐵芯9都設置在缸蓋3的下端面上,每個U形鐵芯9的每一臂的中軸5線都與一個永磁體活塞8的中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈10都分別纏繞 在一個U形鐵芯9上,每個缸蓋電磁線圈IO的電源輸入端都分別與可編程分 電器7的一個電源輸出端連接,可編程分電器7的電源輸入端與供電電源14 的電源輸出端連接。每個可編程分電器7有n個第一輸出端和n個第二輸出 端,每個缸蓋電磁線圈10的兩端都分別與一個第一輸出端和一個第二輸出端 連接。所述缸體1可采用鑄鋁或其它硬度較高、重量較輕并且不會對永磁鐵 產生磁感應的材料,以免永磁體對缸體1的各個側壁產生吸附力而影響永磁 體的性能;所述缸蓋3的材質可采用硅鋼;所述缸套2、缸筒4和連桿5的材 質為白鋼或其它對永磁鐵不產生磁感應的堅硬材料;所述可編程分電器7可 采用DSP TMS320F240型微處理器。工作原理本實用新型的缸體1可以采用現(xiàn)有燃油發(fā)動機的機體結構和 潤滑系統(tǒng),由于磁能做功時的發(fā)熱量較低,缸體1可以采用風冷散熱結構。 當永磁體活塞8處于下行狀態(tài)時,缸蓋電磁線圈IO中通有正向直流電,永磁 體活塞8受到U形鐵芯9向下的排斥力做功;當永磁體活塞8處于上行狀態(tài) 時,缸蓋電磁線圈IO中通有反向直流電,永磁體活塞8受到U形鐵芯9向上 的吸引力做功;當永磁體活塞8轉動360。時完成一個做功過程。
具體實施方式
二參見圖1,本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于 每個缸蓋電感線圈10的兩端都分別纏繞在每個U形鐵芯9的兩臂的下端上。 U形鐵芯9產生電磁感應后兩臂的磁性最大,所以將缸蓋電感線圈IO纏繞在 U形鐵芯9的兩臂上能夠最大限度的利用電磁能。
具體實施方式
三參見圖1,本實施方式在具體實施方式
一的基礎上增加 了n個缸套電磁線圈11,每個缸套電磁線圈11都分別從一個連桿5中穿過并 設置在缸筒4的下端面上,每個缸套電磁線圈11都先分別與一個對應的缸蓋 電磁線圈10并聯(lián),然后串聯(lián)在可編程分電器7的兩個電源輸出端上。在每個 缸套電磁線圈11中通過與對應缸套電磁線圈IO相同方向的電流,可以同時 對永磁體活塞8做功,提高了電磁能的利用效率。
具體實施方式
四參見圖1,本實施方式在具體實施方式
一的基礎上增加 了 ri個孔12,每個孔12分別開在缸體1下端的安裝有永磁體活塞8的位置上。 由于永磁體活塞8的磁性在做功的過程中會有損失,所以工作一定時間就需要對永磁體活塞8進行充磁,孔12可以使永磁體活塞8較容易從缸體1中拆 卸并取出。
具體實施方式
五參見圖3,本實施方式在具體實施方式
一的基礎上增加 了調速電阻13和n個三極管15,調速電阻13的第一固定端和每個三極管15 的集電極都與供電電源14的正極端連接,調速電阻13的滑動端與可編程分 電器7的正極輸入端連接,每個三極管15的基極都分別與可編程分電器7的 一個第一輸出端連接,每個三極管15的發(fā)射極都分別與一個缸蓋電磁線圈10 的第一端連接,每個缸蓋電磁線圈10的第二端都分別與可編程分電器7的一 個第二輸出端連接,可編程分電器7的負極輸入端和調速電阻的第二固定端 都與供電電源14的負極端連接。三極管15可以增強電路的驅動能力,實現(xiàn) 小電流對大電流的控制,缸蓋電磁線圈10中通入的電流大小決定U形鐵芯9 對永磁體活塞8作用力的大小,電流大則永磁體活塞8的轉速高,電流小則 永磁體活塞8的轉速低,沒有電流通入時永磁體活塞8也對U形鐵芯9產生 吸引力,但U形鐵芯9產生的磁場強度不能大于永磁體活塞8的磁場強度, 否則會導致永磁體活塞8失磁,造成發(fā)動機不能工作。本實施方式還可以增 加一個功率增大電阻、n個三極管15和n個缸蓋電磁線圈10,將功率增大電 阻并聯(lián)在調速電阻13的兩個固定端,每個三極管15的集電極都與供電電源 14的正極端連接,每個三極管15的基極都分別與可編程分電器7的一個第一 輸出端連接,每個三極管15的發(fā)射極都分別與一個缸蓋電磁線圈10的第一 端連接,每個缸蓋電磁線圈10的第二端都分別與可編程分電器7的一個第二 輸出端連接,當負荷較大發(fā)動動機轉速降低時,可調整功率增大電阻以提高 發(fā)動機的功率。
具體實施方式
六參見圖1,本實施方式與具體實施方式
一的不同點在于 所述永磁體活塞8的組數(shù)為三組,U形鐵芯9的數(shù)量為三個,第一電磁線圈9 的數(shù)量為三個,每個永磁體活塞組與前一個永磁體活塞組安裝在曲軸6上的 相位差為120°。當曲軸6從0°開始轉動時,第一個永磁體活塞組位于曲軸6的0°相位, 第一個缸蓋電磁線圈10內有正向電流通過,第一個永磁體活塞組受到第一個 U形鐵芯9的排斥力下行,第二個永磁體活塞組位于曲軸6的240。相位,第二個缸蓋電磁線圈10內有反向電流通過,第二個永磁體活塞組受到第二個u形鐵芯9的吸引力上行,第三個缸蓋電磁線圈IO內有正向電流通過,第三個 永磁體活塞組位于曲軸6的120°相位,第三個永磁體活塞組8受到第三個U 形鐵芯9的排斥力下行;當曲軸6轉動到55。相位時,第三個永磁體活塞組位于曲軸6的175°相位 并處于下行狀態(tài),此時可編程分電器7的第三電源輸出端與第三個缸蓋電磁 線圈10的電源輸入端斷開連接,第三個永磁體活塞組受到第三個U形鐵芯9 的排斥力停止;當曲軸6轉動到65。相位時,第三個永磁體活塞組位于曲軸6的185°相位 并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的電源輸出端與第三個缸蓋電磁線圈10的 電源輸入端反向連通,第三個永磁體活塞組受到第三個U形鐵芯9的吸引力;當曲軸6轉動到115。相位時,第二個永磁體活塞組位于曲軸6的355°相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第二電源輸出端與第二個缸蓋電磁線 圈10的電源輸入端斷開連接,第二個永磁體活塞組受到第二個U形鐵芯9的 吸引力停止;當曲軸6轉動到119。相位時,第二個永磁體活塞組位于曲軸6的359°相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第二電源輸出端第二個缸蓋電磁線圈 10的電源輸入端正向連通,第二個永磁體活塞組受到第二個U形鐵芯9的排 斥力;當曲軸6轉動到175。相位時,第一個永磁體活塞組位于曲軸6的175。相 位并處于下行狀態(tài),可編程分電器7的第一電源輸出端與第一個缸蓋電磁線 圈10的電源輸入端斷開連接,第一個永磁體活塞組受到第一個U形鐵芯9的 排斥力停止;當曲軸6轉動到185。相位時,第一個永磁體活塞組位于曲軸6的185。相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第一電源輸出端與第一個缸蓋電磁線 圈10的電源輸入端反向連通,第一個永磁體活塞組受到第一個U形鐵芯9的 吸引力;當曲軸6轉動到235。相位時,第三個永磁體活塞組位于曲軸6的355。相 位并處于上fe狀態(tài),可編程分電器7的第三電源輸出端與第三個缸蓋電磁線圈10的電源輸入端斷開連接,第三個永磁體活塞組受到第三個U形鐵芯9的 吸引力停止;當曲軸6轉動到239。相位時,第三個永磁體活塞組位于曲軸6的359°相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第三電源輸出端與第三個缸蓋電磁線 圈10的電源輸入端正向連通,第三個永磁體活塞組受到第三個U形鐵芯9的 排斥力;當曲軸6轉動到295。相位時,第二個永磁體活塞組位于曲軸6的175°相 位并處于下行狀態(tài),可編程分電器7的第二電源輸出端與第二個缸蓋電磁線 圈10的電源輸入端斷開連接,第二個永磁體活塞組受到第二個U形鐵芯9的 排斥力停止;當曲軸6轉動到305。相位時,第二個永磁體活塞組位于曲軸6的185°相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第二電源輸出端與第二個缸蓋電磁線 圈10的電源輸入端反向連通,第二個永磁體活塞組受到第二個U形鐵芯9的 吸引力;當曲軸6轉動到355。相位時,第一個永磁體活塞組位于曲軸6的355°相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第一電源輸出端與第一個缸蓋電磁線 圈IO的電源輸入端斷開連接,第一個永磁體活塞組受到第一個U形鐵芯9的 吸引力停止;當曲軸6轉動到359。相位時,第一個永磁體活塞組位于曲軸6的359°相 位并處于上行狀態(tài),可編程分電器7的第一電源輸出端與第一個缸蓋電磁線 圈10的電濾輸入端正向連通,第一個永磁體活塞組受到第一個U形鐵芯9的 排斥力;當曲軸6轉動到360。相位時,第一個永磁體活塞組完成一個行程的做功, 此時第二個永磁體活塞組8與第三個永磁體活塞組也都完成一個行程的做功。
具體實施方式
七參見圖4,本實施方式由缸體l、缸套2、缸蓋3、缸 筒4、連桿5、曲軸6、可編程分電器7、四個永磁體活塞8、兩個U形鐵芯9 和兩個缸蓋電磁線圈10組成,第二個永磁體活塞8與第一個永磁體活塞8的 極性相同,第二個永磁體活塞8與第一個永磁體活塞8安裝在曲軸上的相位 差為180。,第三個永磁體活塞8與第二個永磁體活塞8的極性相反,第三個永磁體活塞8與第二個永磁體活塞8安裝在曲軸上的相位差為90°,第四個永 磁體活塞8與第三個永磁體活塞8的極性相同,第四個永磁體活塞8與第三 個永磁體活塞8安裝在曲軸上的相位差為180°,每個U形鐵芯9都設置在缸 蓋3的下端面上,每個U形鐵芯9的每一臂的中軸線都與一個永磁體活塞8 的中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈10都分別纏繞在一個U形鐵芯9上,每 個缸蓋電磁線圈10的電源輸入端都分別與可編程分電器7的一個電源輸出端 連接,可編程分電器7的電源輸入端與供電電源14的電源輸出端連接。若將 四個永磁體活塞8分成兩組并分別設置在曲軸6的0°和180。相位時,即使缸 蓋電磁線圈10有電流通過也不能使永磁體活塞8轉動,此時就需要一個啟動 裝置,若將四個永磁體活塞8分別設置在曲軸6的0。、 180°、 90。和270。相位 就不需要啟動裝置,只要缸蓋電磁線圈10有電流通過即可使永磁體活塞8轉 動,四個永磁體活塞8可實現(xiàn)高轉速發(fā)動機。
權利要求1、水磁式直流控制發(fā)動機,它包含缸體(1)、缸套(2)、缸蓋(3)、缸筒(40、連桿(5)、曲軸(6)和可編程分電器(7),其特征在于它還包含n個永磁體活塞組、n個U形鐵芯(9)和n個缸蓋電磁線圈(10),n為大于2的自然數(shù),每個永磁體活塞組由相鄰的兩個永磁體活塞(8)組成,每相鄰兩個永磁體活塞(8)的極性相反,每個永磁體活塞組與前一個永磁體活塞組安裝在曲軸(6)上的相位差是360°/n,每個U形鐵芯(9)都設置在缸蓋(3)的下端面上,每個U形鐵芯(9)的每一臂的中軸線都與一個永磁體活塞(8)的中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈(10)都分別纏繞在一個U形鐵芯(9)上,每個缸蓋電磁線圈(10)的電源輸入端都分別與可編程分電器(7)的一個電源輸出端連接,可編程分電器(7)的電源輸入端與供電電源(14)的電源輸出端連接。
2、 根據權利要求1所述的永磁式直流控制發(fā)動機,其特征在于每個缸蓋 電感線圈(10)的兩端都分別纏繞在每個U形鐵芯(9)的兩臂的下端上。
3、 根據權利要求1所述的永磁式直流控制發(fā)動機,其特征在于它增加了 n個缸套電磁線圈(ll),每個缸套電磁線圈(11)都分別從一個連桿(5)中穿過并 設置在缸筒(4)的下端面上,每個缸套電磁線圈(11)都先分別與一個對應的缸蓋 電磁線斷10)并聯(lián),然后串聯(lián)在可編程分電器(7)的兩個電源輸出端上。
4、 根據權利要求1所述的永磁式直流控制發(fā)動機,其特征在于它增加了 n個孔(12),每個孔(12)分別開在缸體(1)下端的安裝有永磁體活塞(8)的位置上。
5、 根據權利要求1所述的永磁式直流控制發(fā)動機,其特征在于它增加了 調速電阻(13)和n個三極管(15),調速電阻(13)的第一固定端和每個三極管(15) 的集電極都與供電電源(14)的正極端連接,調速電阻(13)的滑動端與可編程分 電器(7)的正極輸入端連接,每個三極管(15)的基極都分別與可編程分電器(7) 的一個第一輸出端連接,每個三極管(15)的發(fā)射極都分別與一個缸蓋電磁線圈 (IO)的第一端連接,每個缸蓋電磁線斷10)的第二端都分別與可編程分電器(7) 的一個第二輸出端連接,可編程分電器(7)的負極輸入端和調速電阻的第二固 定端都與供電電源(14)的負極端連接。
6、 根據權利要求1所述的永磁式直流控制發(fā)動機,其特征在于所述永磁 體活塞(8)的數(shù)量為六個,U形鐵芯(9)的數(shù)量為三個,缸蓋電磁線圈(10)的數(shù)量為三個,每個永磁體活塞組與前一個永磁體活塞組安裝在曲軸(6)上的相位 差為120。。
7、永磁式直流控制發(fā)動機,它包含缸體(l)、缸套(2)、缸蓋(3)、缸筒(4)、 連桿(5)、曲軸(6)和可編程分電器(7),其特征在于它還包含四個永磁體活塞(8)、 兩個U形鐵芯(9)和兩個缸蓋電磁線圈(10),第二個永磁體活塞(8)與第一個永 磁體活塞(8)的極性相同,第二個永磁體活塞(8)與第一個永磁體活塞(8)安裝在 曲軸上的相位差為180°,第三個永磁體活塞(8)與第二個永磁體活塞(8)的極性 相反,第三個永磁體活塞(8)與第二個永磁體活塞(8)安裝在曲軸上的相位差為 90°,第四個永磁體活塞(8)與第三個永磁體活塞(8)的極性相同,第四個永磁體 活塞(8)與第三個永磁體活塞(8)安裝在曲軸上的相位差為180。,每個U形鐵芯 (9)都設置在缸蓋(3)的下端面上,每個U形鐵芯(9)的每一臂的中軸線都與一個 永磁體活塞(8)的中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈(10)都分別纏繞在一個U 形鐵芯(9)上,每個缸蓋電磁線圈(10)的電源輸入端都與可編程分電器(7)的電 源輸出端連接,可編程分電器(7)的電源輸入端與供電電源(14)的電源輸出端連 接。
專利摘要永磁式直流控制發(fā)動機,它涉及一種以電磁為能源的電發(fā)動機,以解決現(xiàn)有磁能發(fā)動機多數(shù)是理想狀態(tài)的發(fā)動機,磁能的利用率較低,應用范圍較窄,不能夠滿足各種動力機械要求的問題。本實用新型包含n個永磁體活塞組、n個U形鐵芯和n個缸蓋電磁線圈,n為大于2的自然數(shù),每個永磁體活塞組由相鄰的兩個永磁體活塞組成,每相鄰兩個永磁體活塞的極性相反,每個永磁體活塞組與前一個永磁體活塞組安裝在曲軸上的相位差是360°/n,每個U形鐵芯都設置在缸蓋的下端面上,每個U形鐵芯的每一臂的中軸線都與一個永磁體活塞的中軸線相重合,每個缸蓋電磁線圈都分別纏繞在一個U形鐵芯上,每個缸蓋電磁線圈的電源輸入端都分別與可編程分電器的一個電源輸出端連接。
文檔編號H02P6/00GK201118420SQ200720117498
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月26日 優(yōu)先權日2007年11月26日
發(fā)明者徐世強, 徐永峰, 房玉娟 申請人:徐永峰