[發(fā)明專利]一種磁力傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410058613.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-20
• 公開（公告）號(hào): CN103821612A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左正興;賈博儒;王夢(mèng)秋;馮慧華;劉彥蒙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);劉彥蒙
• 主分類號(hào): F02B75/32
• 分類號(hào): F02B75/32;F02F3/00;F16F15/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)，特別涉及一種基于磁力傳動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)，屬于能源動(dòng)力領(lǐng)域。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)包括二沖程和四沖程兩類熱力循環(huán)方式，由于活塞的直線運(yùn)動(dòng)無法直接實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力輸出，所以要靠曲柄連桿機(jī)構(gòu)完成能量轉(zhuǎn)換，傳遞力和改變運(yùn)動(dòng)方式。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，曲柄連桿機(jī)構(gòu)在做功行程中把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)將活塞上的作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而在其他三個(gè)行程中，即進(jìn)氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由活塞組、連桿組和曲軸飛輪組的零件組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲柄連桿機(jī)構(gòu)直接與高溫高壓氣體接觸，曲軸的旋轉(zhuǎn)速度又很高，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的線速度相當(dāng)大，同時(shí)與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，曲柄連桿機(jī)構(gòu)還受到化學(xué)腐蝕作用，并且潤(rùn)滑困難。可見，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的工作條件相當(dāng)惡劣，它要承受高溫、高壓、高速和化學(xué)腐蝕作用。傳統(tǒng)的曲軸主要由曲柄、曲拐和曲柄銷組成，其主要特點(diǎn)為階梯軸段，工作過程中活塞組因往復(fù)運(yùn)動(dòng)而引起的往復(fù)慣性力和慣性力矩不能得到完全的平衡，由此引發(fā)的振動(dòng)與噪聲問題日益突出。同時(shí)，活塞在側(cè)壓力的作用下沿氣缸壁面高速滑動(dòng)，由于潤(rùn)滑條件差，摩擦損失大，磨損嚴(yán)重。

從能源效率來看，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的能量由燃料化學(xué)能傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，再由傳動(dòng)裝置傳遞到車輪，傳遞鏈體積龐大，由于機(jī)械摩擦等能量損耗，整機(jī)系統(tǒng)能量傳遞效率較低。隨著全球能源危機(jī)問題的日益突出，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能的要求不斷提高。人們一方面致力于對(duì)傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)和完善，另一方面不斷尋求新型的動(dòng)力傳遞裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是降低發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞鏈的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度，減小發(fā)動(dòng)機(jī)體積，提高發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)系統(tǒng)能量傳遞效率，本發(fā)明公開了一種磁力傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明的一種磁力傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的活塞永磁體和飛輪永磁體磁力相互作用，在做功和排氣行程中把活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將活塞上的作用力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S對(duì)外輸出的轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動(dòng)汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；在壓縮和進(jìn)氣行程中又把曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的一種磁力傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)和曲軸飛輪組件。發(fā)動(dòng)機(jī)包括：噴油器、氣缸蓋、散熱片、掃氣口、進(jìn)氣口、排氣口和活塞；曲軸飛輪組件包括曲軸、飛輪、飛輪齒圈、飛輪永磁體組，所述的飛輪永磁體組包括N極飛輪永磁體和S極飛輪永磁體，飛輪永磁體組包含的飛輪永磁體總數(shù)須為偶數(shù)，相鄰飛輪永磁體極性相反。

所述的噴油器、氣缸蓋、散熱片、活塞、掃氣口、進(jìn)氣口和排氣口與現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器、氣缸蓋、散熱片、活塞、掃氣口、進(jìn)氣口和排氣口結(jié)構(gòu)相同。所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體由非鐵磁性材料鑄造而成，所述發(fā)動(dòng)機(jī)缸體一端密封，另一端與氣缸蓋固定連接，發(fā)動(dòng)機(jī)缸體外表面布置有散熱片，缸體側(cè)部開有進(jìn)氣口、排氣口和掃氣口；氣缸蓋頂部開有用于安裝噴油器的通孔，噴油器的末端通過氣缸蓋頂部的通孔與氣缸的內(nèi)腔連通；所述控制器與噴油器連接，用于控制噴油器向所述發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)噴射高壓燃油。

所述活塞由非鐵磁性材料鑄造而成，頭部開有用于安裝活塞環(huán)的環(huán)槽，活塞裙部嵌入活塞永磁體，活塞永磁體極性為靠近活塞頭部的一端呈S極，另一端呈N極。

所述曲軸飛輪組件位于與噴油器相反方向的氣缸缸體外側(cè)。曲軸末端與飛輪相連，飛輪的外緣靠近曲軸的一端嵌入飛輪永磁體組，所述的飛輪永磁體組包括N極飛輪永磁體和S極飛輪永磁體，飛輪永磁體組包含的飛輪永磁體總數(shù)須為偶數(shù)，相鄰飛輪永磁體極性相反。通過活塞永磁體和飛輪永磁體磁力相互作用，實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)與曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。飛輪外緣另一端壓有飛輪齒圈，飛輪齒圈用于與起動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，用于起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

本發(fā)明的一種磁力傳動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)能量傳遞系統(tǒng)既可以作為單氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以多氣缸多模塊運(yùn)行。

本發(fā)明中發(fā)動(dòng)機(jī)部分既可以設(shè)計(jì)成為自由活塞二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，也可以通過改變飛輪上的飛輪永磁體組包含的飛輪永磁體數(shù)量或改變氣缸數(shù)量將發(fā)動(dòng)機(jī)改為自由活塞四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)；同時(shí)，由于自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)具有壓縮比可變特性，因此本發(fā)明中的發(fā)動(dòng)機(jī)既可以將汽油作為燃料，也可以將柴油等多種燃油或可燃?xì)怏w作為燃料；