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一种永磁 发动机

阅读：697发布：2023-01-21

专利汇可以提供一种永磁发动机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种永磁发动机，包括缸体、缸盖、油底盖、曲轴连杆机构，其特征是还包括磁通回路换向电路装置，其中磁通回路换向电路装置还包括磁通回路换向电路及磁通回路换向直流电磁铁和与磁通回路换向直流电磁铁对应相配的感应开关及感应凸轮，所述缸体内包含一个及以上的磁缸，每个磁缸内有一对固定在缸盖上的磁轭，两块磁轭之间的两端分别有一块永磁铁及一块磁通回路换向直流电磁铁与之相连接。本发明具有：磁力释放关闭无渐变过渡的过程，磁力释放关闭坚决果断，永磁能利用率高，机械结构的强度要求相对较低，机构相对简单，故障率低，成本低的优点。，下面是一种永磁发动机专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种永磁发动机，包括缸体、缸盖、油底盖、曲轴连杆机构，其特征是还包括磁通回路换向电路装置，其中磁通回路换向电路装置还包括磁通回路换向电路及磁通回路换向直流电磁铁和与磁通回路换向直流电磁铁对应相配的感应开关及感应凸轮，所述缸体内包含一个及以上的磁缸，每个磁缸内有一对固定在缸盖上的磁轭，两块磁轭之间的两端分别有一块永磁铁及一块磁通回路换向直流电磁铁与之相连接，其中缠绕在电磁铁上的线圈通过电磁铁电源接入电极与磁通回路换向电路的输出端相连接，磁缸内与磁轭端面相对的方位设置有一块被吸塞，被吸塞通过被吸塞销与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与曲轴的曲拐相铰接，每个磁缸内的磁通回路换向直流电磁铁设有一个对应的感应凸轮固定于曲轴伸出缸体外一端的主轴上，感应凸轮上设有开磁感应凸点和闭磁感应凸点，两个感应凸点之间相隔180°，每个感应凸轮设有一感应开关与之相对应。
2.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是，永磁铁外表面绕有充磁线圈，充磁线圈与固定在缸盖上的永磁充磁接入电极相连接。
3.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是，缸体外壁设置有一启动马达，启动马达的输出轴上设有链轮，由链条将其与固定在曲轴伸出缸体外一端的主轴上的链轮传动连接。
4.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是，缸体外设置有一套冷却水循环系统，包括循环水泵、散热器、输水管其中，循环水泵上的水泵带轮通过传送带与固定在曲轴伸出缸体外另一端的主轴上的带轮传动连接，磁缸壁与缸体之间为空腔结构，内壁有冷却液。
5.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是，缸体外壁设置有一直流发电机，直流发电机的输出轴上设有一带轮，其通过发电机传动带与固定在曲轴伸出缸体外另一端的主轴上的另一带轮传动连接，并给磁通回路换向电路供电和给蓄电池充电。
6.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是被吸塞顶上设计有一个及以上的吸塞卸阻气孔其侧裙也设有吸塞卸阻气道结构，每个磁缸内的一对磁轭与磁缸壁和永磁铁及磁通回路换向直流电磁铁间均设有磁轭卸阻气道，对应缸盖上也开有卸阻气孔，磁轭卸阻气道通过缸盖上的卸阻气孔与大气相通。
7.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是被吸塞采用铁铝复合被吸塞。
8.根据权利要求书1所述的一种永磁发动机，其特征是感应开关为接近开关。

说明书全文

一种永磁发动机

技术领域

[0001] 本发明属于发动机领域，特别涉及一种永磁发动机。

背景技术

[0002] 在已知的永磁发动机技术中，包括缸体、缸盖、活塞、阻磁机构、曲轴连杆机构组成，其固定在缸盖上固定有永磁铁，活塞也为一块永磁铁，两块永磁铁向对面为相同极性，在两块极性之间设有一块由阻磁机构控制的阻磁隔板，在阻磁隔板从关闭到完全开启的过程中，两块永磁铁之间的推力释放是一由小到大的渐变的过程，永磁能只利用不到一半，没有得到充分的利用；另外，活塞也为一块永磁铁，密度大，惯性大，在上下运动到上下止点往反方向运动时所消耗掉的磁能更多，同时对机械结构的强度要求也相应的高；同时，阻磁机构相对复杂。综上所述，在已知的永磁发动机技术中，其永磁能利用率低，对机械结构的强度要求高，机构复杂，成本高，相应的故障率高，可靠性差。

[0003] 另外，现有的电动汽车所用的发动机是一种专用的电动机，这种电动机需要汽车专用的蓄电池对其持续的供电才能对外提供动力，这就对汽车专用的蓄电池的容量要求特别的大。现有的电动汽车之所以普及难，就是因为对汽车专用的蓄电池的要求特别的高如：容量要大，充电要快，成本要低。但现实是汽车专用蓄电池容量小，充一次电只能行走100多公里，充电慢一般都要4-6小时，成本高。

[0004] 如何克服现有技术存在的以上问题，提供一种磁力释放关闭无渐变过渡的过程，磁力释放关闭坚决果断，永磁能利用率高，机械结构的强度要求相对较低，机构相对简单，故障率低，成本低，同时又能解决现有的电动汽车充一次电行走公里短、充电慢、成本高的永磁发动机，是本发明研究的主要目的。

发明内容

[0005] 本发明的目的：就是要克服现有技术存在的问题，提供一种磁力释放关闭无渐变过渡的过程，磁力释放关闭坚决果断，永磁能利用率高，机械结构的强度要求相对较低，机构相对简单，故障率低，成本低的永磁发动机；同时又能彻底解决现有电动汽车需要频繁充电、充电慢、需要建造大量充电桩、成本高的问题的一种永磁发动机。

[0006] 为了实现以上的目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：一种永磁发动机，包括缸体、缸盖、油底盖、曲轴连杆机构，其特征是还包括磁通回路换向电路装置（同日另案申请），其中磁通回路换向电路装置还包括磁通回路换向电路及磁通回路换向直流电磁铁和与磁通回路换向直流电磁铁对应相配的感应开关及感应凸轮，所述缸体内包含一个及以上的磁缸，每个磁缸内有一对固定在缸盖上的磁轭，两块磁轭之间的两端分别有一块永磁铁及一块磁通回路换向直流电磁铁与之相连接，其中缠绕在电磁铁上的线圈通过电磁铁电源接入电极与磁通回路换向电路的输出端相连接，磁缸内与磁轭端面相对的方位设置有一块被吸塞，被吸塞通过被吸塞销与连杆的一端相铰接，连杆的另一端与曲轴的曲拐相铰接，每个磁缸内的磁通回路换向直流电磁铁设有一个对应的感应凸轮固定于曲轴伸出缸体外一端的主轴上，感应凸轮上设有开磁感应凸点和闭磁感应凸点，两个感应凸点之间相隔180°，每个感应凸轮设有一感应开关与之相对应。当发动机启动时，由启动马达带动曲轴传动，然后当感应凸轮上的开磁感应凸点靠近感应开关时，感应开关输出一个电信号给磁通回路换向电路，从而控制缠绕在电磁铁上的线圈的电流方向，使电磁铁的N极与永磁铁的N极向同一磁轭方向，电磁铁的S极与永磁铁的S极极向另一磁轭方向。此时，磁力线从N极端紧挨的磁轭穿出，进入S极端紧挨着的磁轭，并对被吸塞显磁性，此时被吸塞处在下止点位置，被吸塞在磁场作用下向磁轭方向即上止点方向运动，同时被吸塞带动曲轴连杆机构运动，从而完成被吸塞的直线运动转换为曲轴的旋转运动。当被吸塞运动至上止点时，感应凸轮上的闭磁感应凸点靠近感应开关时，感应开关输出一个电信号给磁通回路换向电路，使电磁铁上缠绕的线圈改变其电流方向，从而改变磁通回路方向。此时电磁铁的N极与永磁铁的N极不在同一磁轭方向。此时，磁力线在永磁铁、一磁轭、电磁铁、另一磁轭铁芯内循环，不对外放磁。同时被吸塞借助曲轴的惯性，越过上止点，由曲轴带动连杆将其拉向与磁轭相反的方向即下止点方向;当被吸塞运动至下止点时，感应凸轮上的开磁感应凸点靠近感应开关，被吸塞向上运动，带动曲轴继续转动;并不断重复上述过程，使曲轴不停转动。

[0007] 进一步的，以上所述的永磁发动机，在其缸体外壁上设有一台启动马达，启动马达轴上装有一链轮，其通过传动链条与安装在曲轴伸出缸体外一端的主轴上的链轮传动连接。启动马达由蓄电池供电，以便于发动机的启动。

[0008] 进一步的，以上所述的永磁铁外表面绕有充磁线圈，充磁线圈与固定在缸盖上的永磁充磁接入电极相连接，当永磁铁失磁或磁性不足时，可由永磁充磁接入电极接到充磁机上给永磁铁充磁。

[0009] 进一步的，以上所述的缸体外设置有一套冷却水循环系统，包括循环水泵、散热器、输水管，其中，循环水泵上的水泵带轮通过水泵传动带与安装在曲轴伸出缸体外另一端的主轴上的带轮传动连接，当曲轴转动时可通过带轮给循环水泵提供动力。磁缸壁与缸体之间为空腔结构，内壁有冷却液。当被吸塞及曲轴连杆机构做机械运动时，由于摩擦生热，当电磁铁上缠绕的线圈频繁改变电流方向时，在被吸塞表面可能产生涡流，并因此生热。设置冷却水循环系统，可为发动机保持在一个正常的工作温度环境下工作。

[0010] 进一步的，以上所述的缸体外壁设置有一直流发电机，直流发电机上设有一带轮，其通过传动带与安装在曲轴伸出缸体外另一端的主轴上的另一带轮传动连接。当曲轴转动，给发电机提供动力，从而使直流发电机同时给磁通回路换向电路供电和给蓄电池充电。

[0011] 进一步的，以上所述的被吸塞顶上设计有一个及以上的吸塞卸阻气孔其侧裙也设有吸塞卸阻气道结构，每个磁缸内的一对磁轭与磁缸壁和永磁铁及磁通回路换向直流电磁铁间均设有磁轭卸阻气道，对应缸盖上也开有卸阻气孔，磁轭卸阻气道通过缸盖上的卸阻气孔与大气相通。这样有便于磁缸内的气体进出以减少被吸塞运动时的阻力。

[0012] 进一步的，以上所述的被吸塞采用铁铝复合被吸塞（同日另案申请），以减轻被吸塞的密度从而降低被吸塞的运动惯性。

[0013] 进一步的，以上所述的感应开关为接近开关。

[0014] 从上述的技术方案中可知，由于对外磁力释放或关闭是通过磁通回路换向电路装置来控制电磁铁的线圈电流方向来实现的。所以，无渐变过渡的过程，磁力释放关闭坚决果断，永磁能利用率高，机械结构的强度要求相对较低，机构相对简单，故障率低，成本低。同时，本发明的永磁发动机，对外做功主要是永磁能，所消耗的的电能主要是用来通过电磁铁线圈电流方向的改变来实现对外释放或关闭磁能，也有一部分也参与对外做功。而本发明的永磁发动机一旦启动，其磁通回路换向直流电磁铁所需的电能又能从永磁能通过直流发电机转换而来，而蓄电池仅仅是普通的蓄电池，是为发动机瞬间启动时提供电源。这样就解决了现有的电动汽车对蓄电池要求容量高、充电快的要求，从而从根本上解决了现有的电动汽车成本高的问题，也无需建造大量的充电桩。

[0015] 为了更好地说明本发明，现结合图示实施例作进一步的说明。附图说明

[0016] 图1为永磁发动机的主视图图2为图1的K-K剖面图
图3为图1的俯视图
图4为图3的B向视图
图5为图6的A-A剖面图
图6为图5的B-B剖面图
图7为图5的C-C剖面图
图8为图5的D-D剖面图
图9为图5的E-E剖面图
图10为图6的J-J剖面图
图11为图6的I-I剖面图
图12为四个磁缸各自对应的感应凸轮在同一时刻与之各自对应的接近开关的相对应位置图
图13为图7的局部放大图。

[0017] 图中：1-缸体；2-缸盖；3-油底壳；4-曲轴；5-连杆；6-曲轴的曲拐；7-永磁铁；8-磁轭；9-磁路换向直流电磁铁；10铁铝复合被吸塞；11-被吸塞销；12-吸塞卸阻气孔；13-吸塞卸阻气道；
14-磁轭卸阻气道；15-缸盖卸阻气孔；16-启动马达；17-小链轮；18-大链轮；19-链条；20-循环水泵；21-水泵带轮；22-水泵驱动轮；23-水泵传动带；24直流发电机；25-发电机带轮；26-发电机驱动轮；27-发电机传动带；28-出水口；29-冷却液入口；30-接近开关；30.1-磁缸1对应的接近开关；30.2-磁缸2对应的接近开关；30.3-磁缸3对应的接近开关；30.4-磁缸4对应的接近开关；31-感应凸轮；31.1-磁缸1对应的感应凸轮；31.2-磁缸2对应的感应凸轮；
31.3-磁缸3对应的感应凸轮；31.4-磁缸4对应的感应凸轮；32-闭磁感应凸点；33-开磁感应凸点；34-冷却液入口座；35-冷却液；36-电磁铁电源接入电极；37-永磁铁充磁接入电极；
38-磁力线；39-放油螺栓；40-磁缸；40.1-磁缸1；40.2-磁缸2；40.3-磁缸3；40.4-磁缸4；41-充磁线圈；42-曲轴的曲柄；43-接近开关支架；44-接入电极绝缘环。

具体实施方式

[0018] 参照图1、图2、图6本图例为一种永磁发动机，包括缸体1、缸盖2图、油底壳3以及由曲轴4、连杆5构成的曲轴连杆机构。参照图2、图10、图6、图7、图8、图9、图12，一个缸体1内有四个磁缸，分别为磁缸40.1、分别为磁缸40.2、分别为磁缸40.3、分别为磁缸40.4。每个磁缸分别设有一套与之对应的磁通回路换向电路装置（同日另案申请），其中磁通回路换向电路装置还包括磁通回路换向电路及磁通回路换向直流电磁铁9和与磁通回路换向直流电磁铁9对应相配的接近开关30及感应凸轮31，磁通回路换向直流电磁铁9和接近开关30均接入磁通回路换向电路，其中四个磁缸40对应的感应凸轮31均固定在曲轴4伸出缸体1一端的主轴上，分别为感应凸轮31.1、感应凸轮31.2、感应凸轮31.3、感应凸轮31.4，每个感应凸轮均设有两个凸点，分别为闭磁感应凸点32和开磁感应凸点33，两个感应凸点之间相隔180°。每个感应凸轮31都对应一个接近开关30，分别为接近开关30.1、接近开关30.2、接近开关30.3、接近开关30.4。每个磁缸40内有一对固定在缸盖2上的磁轭8，两块磁轭8之间靠近缸盖2的一端设置有一块永磁铁7与之相连，两块磁轭8之间的另一端设置有一块磁通回路换向直流电磁铁9与之相连。永磁铁7表面缠绕有充磁线圈41，充磁线圈41与固定在缸盖2上的永磁充磁接入电极37相连接，当永磁铁7失磁或磁性不足时可通过电极37接入充磁机给永磁铁7充磁。磁通回路换向直流电磁铁9上绕有线圈，其通过电磁铁电源接入电极36与磁通回路换向电路（此发明已另案申请）的输出端相连接。磁缸40内与磁轭8端面正对的方位设置有一块铁铝复合被吸塞10（此发明已另案申请），铁铝复合被吸塞10通过被吸塞销11与连杆5的小头端相铰接，连杆5的大头端与曲轴4的曲拐6相铰接。缸体1外壁设置有一启动马达16，启动马达16上设有小链轮17，由链条19将其与固定在曲轴4伸出缸体1另一端的主轴上的大链轮
18传动连接。参照图8﹑图12，永磁发动机启动时由蓄电池供电，启动马达16启动后通过链条
19和大链轮18带动曲轴4转动，之后当感应凸轮31上的开磁感应凸点33靠近接近开关30时，接近开关30向磁通回路换向电路发出控制电信号，磁通回路换向电路控制缠绕在磁通回路换向直流电磁铁9上的线圈的电流方向，使其电流方向如图8所示箭头方向，让其N极与永磁铁7的N极在同一侧磁轭8的一端，磁通回路换向直流电磁铁9的S极与永磁铁7的S极在另一侧磁轭8的一端，此时，磁力线从N极端紧挨的一块磁轭8穿出，进入S极端紧挨的另一块磁轭
8形成对外释放磁性的磁通回路，并对铁铝复合被吸塞10产生吸力，铁铝复合被吸塞10在磁场吸力作用下，向磁轭8方向运动，同时，铁铝复合被吸塞10带动连杆5及曲轴4运动，从而完成被吸塞10的直线运动转化为曲轴4的旋转运动，对外做功。参照图6﹑图12，当铁铝复合被吸塞10运动到上止点时，感应凸轮31上的闭磁感应凸点32经过接近开关30，接近开关30向磁通回路换向电路发出控制电信号，令其改变缠绕在磁通回路换向直流电磁铁9上的线圈的电流方向，从而改变磁通回路换向直流电磁铁9的磁力线方向，使其S极与永磁铁7的N极紧挨同一侧的磁轭8，磁通回路换向直流电磁铁9的N极与永磁铁7的S极紧挨另一侧的磁轭
8，此时，磁通回路在永磁铁7、一对磁轭8、磁通回路换向直流电磁铁9内形成闭合的磁通回路，不对铁铝复合被吸塞10释放磁性，同时铁铝复合被吸塞10借助曲轴4的惯性越过上止点，由曲轴4带动连杆5将其拉向与磁轭8相反的方向，当铁铝复合被吸塞10运动至下止点时，感应凸轮上31上的开磁感应凸点33经过接近开关30，此时接近开关30向磁通回路换向电路发出控制电信号，磁轭8形成对外释放磁性，铁铝复合被吸塞10被磁吸向上运动，带动连杆5，曲轴4继续运动，如此反复，使曲轴4不停地作旋转运动。

[0019] 以上为一个磁缸的工作过程，其余三个磁缸原理同上。

[0020] 进一步地，缸体1外设置有一套冷却液循环系统，包括循环水泵20﹑散热器﹑输水管，其中，循环水泵20上的水泵带轮21通过水泵传动带23与固定在曲轴4伸出缸体1外一端的主轴上的水泵驱动轮21相传动连接，磁缸40的外壁与缸体1之间成空腔结构，内置有冷却液35.当铁铝复合被吸塞10在缸体1内上下运动以及曲轴连杆机构运动时，由于摩擦可发热，当缠绕在磁通回路换向直流电磁铁9上的线圈频繁改变电流方向时，在铁铝复合被吸塞10表面可能产生涡流并因此生热，这样冷却水循环系统可为发动机保持在一个正常的工作温度环境下提供良好的保障。

[0021] 缸体1外壁设置有一发电机24，发电机24上设有一发电机带轮25，其通过发电机传动带27与固定在曲轴4伸出缸体1外一端的主轴上的发电机驱动轮26传动连接，当曲轴4转动，通过发电机传动带27带动发电机24发电，动发电机24发出的电同时给磁通回路换向电路供电和向蓄电池充电。

[0022] 参照图2、图3、图5、图10、图11，铁铝复合被吸塞10上设计有一个吸塞卸阻气孔12，铁铝复合被吸塞10的四个角设置为倒角结构，其在磁缸40的内腔的四个角形成吸塞卸阻气道13，一对磁轭8与磁缸40两侧内壁及磁通回路换向直流电磁铁9和永磁铁7之间设置有两个磁轭卸阻气道14，两个磁轭卸阻气道14与之对应的缸盖2上均设计有缸盖卸阻气孔15, 磁轭卸阻气道14和缸盖卸阻气孔15彼此相通，缸盖卸阻气孔15又与大气相通，这样以便于磁缸40内的气体排出，以减少铁铝复合被吸塞10上下运动时的阻力。

[0023] 从上述的实施例中可更好地了解到本发明具有一下显著的优点：1、磁力释放关闭坚决果断，永磁能利用率高；2机械结构的强度要求相对较低，机构相对简单，故障率低，成本低；3与现有的电动汽车相比：无需特殊的电池，无需频繁充电，无需建造大量的充电桩，成本低。

[0024] 以上仅仅是本发明的一个实施例，本发明的磁缸排列可以是“V”字形，也可以“一”字形或“十”字形等，凡依本发明申请专利的范围所做的均等的同质变化和修饰，均属于本发明的涵盖范围。

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