专利名称：电磁驱动的液压发动机装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机装置以及使该装置的输出端输出功率的方法。具体地说，本发明涉及一种电驱动的发动机装置以及使该装置输出功率的方法。更具体地说，本发明涉及一种电磁驱动的装置，该装置利用一个与其连在一起的电磁装置及液压装置输出功率以推动机动车以及其它需要功率输入的装置。
功的概念是相当为人熟知的。这个概念与一个物体的直线运动或转动相关，即它涉及的是由于施力给一个物体使物体运动而出现的能量转换，而且功是由这个所施加的力与该物体的位移的乘积来度量的。内燃机是一种现有设备，该设备利用曲轴的转动而作功，其给人们带来的效益毫无疑问地比人们用于处理日常生活中的任务的其它工具包含有转子相当于曲轴的电动机要多得多。内燃机已经由科学研究部门进行了充分的研究与完善，其在工作功率，扭矩及转速方面是令人满意的。尽管上述优点都是事实，但对其污染环境这一缺陷的忽略，给社会＝造成了损害。电动机已经作为替代进入了许多以前依赖内燃机的场合，尽管它有许多技术上的优越之处，但还没有被完善到能取代最大的污染源-汽车发动机的程度(参见1990年4月19日的华尔街日报第81页上的名为“GM说它设计了一台电动汽车但细节上还有问题”的文章)。
内燃机需要适时地在刚完成一个压气冲程的气缸的腔体内点燃一个火花，以产生一个作功冲程以使活塞/杆以往复运动的方式驱动一个带有功率输出装置的曲轴。使用其功率输出端输出的功率的装置可以是包括汽车在内的各种各样的装置。汽车可以是具有各种发动机及汽缸的结构，利用发动机曲轴作功推动汽车前进。传统上的电动机需要较大的电池组以确保其连续输出转动驱动动力，但是如上述华尔街日报的那篇文章所提到的那样，电动机仍然已经作为一种替代发动机而显示出了其商业上的吸引力。
因此，现在很明显需要这样一种发动机装置，该装置应该既具有内燃机体积小，性能参数例如额定功率、转速及扭矩高的优点，又具有电动机不污染环境的优点，同时又不需要大的电池组。
因此，本发明的主要目的是提出一种具有高的性能参数例如额定功率、转速及扭矩，又没有内燃机因使用石油产品而产生污染这一缺点的发动机装置。
本发明的另一目的在于提供一种运行时象电动机那样无污染，以非燃烧方式使用石油产品，而且能高效地将电能转化成机械能的装置。
本发明的相关目的在于提供一种使用能实现上述目的发动机装置的机动车装置。
在本发明的基础实施例中，为实现上述目的，本发明提出一种发动机装置，该发动机装置利用电能使相对设置的电磁体受控产生电磁场，该电磁场作用于一具有永磁体的活塞上，使之重复产生压力行程，以使该活塞在一个筒形件内作用在液体上以驱动一个液压动力机。电磁体上具有一个双绕线圈，双绕线圈中的两个线圈分别交替脉冲式通/断电使电磁体的极性交替改变以在筒形件中使带有永磁体的活塞受到重复推斥，以将受压液体输送到液压动力机中去。作用在活塞一端的推斥力因作用在活塞另一端的吸引力而得到协助，而且每次电磁体的极性改变，永磁体每端受到的吸引力和推斥力都反向。
在电控、闭环预设液压条件下，在任何给出的包含有活塞的压力行程和返回行程的工作循环中，对应于位于返回行程中的活塞，液流由一侧的输入口被输入，同时，对应于位于压力行程中的活塞，液流由输出口被送出。被送出的液流由压力稳定器保持着一个较高的压力以驱动液压动力机或对应于活塞的非作功行程被送入旁通阀中。液压动力机与旁通阀在其另一侧通过容液池与输入口相连接。在将本发明的装置用于机动车时，液压动力机的驱动轴与机动车的传动系统相连接以产生驱动。
电磁驱动的液压发动机的基本原理对于其它类型发动机的设置是有帮助的，这些发动机在其相应的筒形件中具有至少一套双永磁活塞装置，而且每套双永磁活塞装置之间由一个公共轴连接并且对相对设置的电磁体的极性交替改变作出反应，以同步运动将受压液体送入液压动力机中去。另外，通过用一个位于给定筒形件中部的第三电磁体来代替公共连接轴，以辅助端部电磁体控制的返回行程和压力行程，就可使公共连接轴区得到改善，而使发动机装置的工作压力得到提高。
本发明这样提出一种液压发动机装置，该装置包含一个给所述装置供电的电源装置;
一个液压动力机，该液压动力机具有一个动力输出轴，用于把所述电源装置中来的电能转化成功;
至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体中包含一个线圈件和一个磁性芯件，该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;
至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体，所述输出口与所述液压动力机之间液体可通过地连接着;
而且，所述的电源装置中包含一个控制电源通/断的电路;当所述电源处于接通状态时，所产生的电磁场使所述磁性芯件的第一端被极化出的极性与所述至少一个永磁活塞装置中的永磁体的一个极性相同以产生推斥力;
当所述受控电源处于断开状态时，所述磁性芯件的第一端为磁中性，以有助于所述永磁活塞装置被吸向所述磁性芯件的所述第一端;
所述受控电源被控制成交替通/断状态，以使所述的永磁活塞装置往复运动，以有助于液体的输入和排出;
而且，所述至少一个电磁体中包含有第一电磁体和第二电磁体，而且所述电磁体位于一条直线上地设置在所述筒形件的两相对端;
所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件构成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述永磁活塞装置的往复运动;
而且，所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;
所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;
所述至少一个电磁体为第一电磁体和第二电磁体，而且电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端;
所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动;
而且，所述装置还包含有一个压力稳定装置，用于维持液体的压力，以实现液压动力机的平稳工作;
所述的输入口和输出口内装有用于控制液流的单向阀;
而且，所述装置还包含有一个与所述压力稳定装置相配合的液压阀，该液压阀用于控制所述液流流向液压动力机;
一个也与所述压力稳定装置相配合的旁通液压阀，以实现所述液压发动机装置的非作功运转状态;
一个容液池，该池与每个所述输入口及所述旁通阀、所述液压动力机之间液流能通过地连接着;
而且，所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;
所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;
所述至少一个电磁体为第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体，而且所述第一及第二电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端，所述第三电磁体设置在所述物理连接件中;
所述第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
本发明还提出一种具有用于实现驱动的传动系统、车轴及车轮的机动车装置，所述装置包含一个给所述装置供电的电源装置;
一个液压动力机，该液压动力机具有一个动力输出轴，该动力输出轴与所述传动系统配合以产生驱动;
至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体包含一个线圈件和一个磁性芯件;该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;
至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输或者排出液体，所述输出口与所述液压动力机之间液体可通过地连接着;
而且，所述装置还包含有一个压力稳定装置，用于维持液体的压力，以实现液压动力机的平稳工作;
所述的输入口和输出口内装有用于控制液流的单向阀;
而且，所述装置还包含有
一个与所述压力稳定装置相配合的液压阀，该液压阀用于控制所述液流流向液压动力机;
一个也与所述压力稳定装置相配合的旁通液压阀，以实现所述液压发动机装置的非作功运转状态;
一个容液池，该池与每个所述输入口及所述旁通阀、所述液压动力机之间液流能通过地连接着;
而且，所述至少一个电磁体中包含有第一电磁体和第二电磁体，而且所述电磁体位于一条直线上地设置在所述筒形体的两相对端;
所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述永磁活塞装置的往复运动;
而且，所述装置还包含有一个压力稳定装置，用于维持液体的压力，以实现液压动力机的平稳工作;
一个与所述压力稳定装置相配合的液压阀，该液压阀用于控制所述液流流向液压动力机;
一个也与所述压力稳定装置相配合的旁通液压阀，以实现所述液压发动机装置的非作功运转状态;
一个容液池，该池与每个所述输入口及所述旁通液压阀，所述液压动力机之间液流能通过池连接着;
所述的输入口和输出口内装有用于控制液流的单向阀;
而且，所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;
所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;
所述至少一个电磁体为第一电磁体和第二电磁体，而且电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端;
所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈;所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动;
而且，所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;
所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;
所述至少一个电磁体为第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体，而且所述第一及第二电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端，所述第三电磁体设置在所述物理连接件中;
所述第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
本发明还提出一种液压泵装置，所述装置包含有一个给所述装置供电的电源装置;
至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体包含一个线圈件和一个磁性芯件，该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;
至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体;
而且，所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;
所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;
所述至少一个电磁体为第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体，而且所述第一及第二电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置的相对端，所述第三电磁体设置在所述物理连接件中;
所述第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动;
而且，所述轴连接永磁活塞装置还包含有端接轴，该端接轴与所述第一及第二电磁体中的对应芯件共同产生磁作用;所述对应芯件中具有中心腔室。
本发明还提出一种利用液压装置产生推动的方法，所述方法包含有下列步骤(a)提供一个发动机装置，所述发动机装置包含一个给所述装置供电的电源装置;
一个具有动力输出轴的液压动力机;
至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体包含一个线圈件和一个磁性芯件，该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;
至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体，所述输出口与所述液压动力机之间液体可通过地连接着;
(b)提供一个液体源，所述液体源与所述筒形件的液体输入口能流通地连接着;
(c)将所述动力输出轴与一个机动车的传动系统相连接;
(d)由电源给所述线圈件进行同步通电或断电，并通过其通电状态产生一个极性交替变化的磁场;
(e)在一个第一极性状态下推斥所述的永磁活塞装置;
(f)在所述的推斥步骤阶段，通过其中一个所述输入口将液体从所述液体源输入到所述筒形件的空内腔中，同时，通过其中一个所述输出口将以前充满在内腔中的液体泵出;
(g)在第二极性状态下，吸引所述的永磁活塞装置到所述的芯件;
(h)在所述的吸引步骤阶段，通过所述输入口中的另个将液体从所述的液体源输入到在步骤(f)中被排空的内腔中，而且通过所述输出口中的另一个将液体从在步骤(f)中被充满的内腔中泵出;
(i)重复所述步骤(e)、(f)、(g)及(h)，使所述永磁活塞装置往复运动，同时相对应地重复泵出、泵入所述液体;
(j)液压驱动所述液压动力机，使所述与所述传动系统相连接的动力输出轴转动，以产生对所述机动车装置的推动;
而且，所述提供发动机装置的步骤(a)中还包含有提供一个旁通液压阀，以实现所述发动机装置的非作功工作状态;
所述步骤(j)可由替代步骤(k)替代，步骤(k)为通过所述的旁通阀连续抽送液体以实现所述装置的非作功工作状态。
本发明还提出一种液压发动机装置，所述装置包含有一个给所述装置供电的电源装置;
第一、第二及第三电磁体，这些电磁体与所述电源相连接并且通电后作出反应以产生受控电磁场;
至少一个轴连接永磁活塞装置与所述第一、第二及第三电磁体配合作用以产生同步往复运动并抽送液体，所述至少一个轴连接永磁活塞装置位于一个带腔的封箱中;
一个液压动力机与所述封箱相连通，所述液压动力机具有一个动力输出轴以将来自电源的电能转化成功。
为实现上述目的的本发明的上述特征均在以后的权利要求书中得到详细描述及特别指出。下面附图及用附图示出的情况仅为本发明进行实施的三种实施例。
图1是本发明的一个立体示意图，示出了本发明的一个基础实施例。该实施例中包含一个块形组件，第一电磁体和第二电磁体位于块形组件的相对端上，在该块形组件上还具有装有液流输入控制单向阀及输出控制单向阀的输入口及输出口。
图2是沿图1中2-2线的剖视示意图。在该图中，一个单永磁活塞位于一个筒形件的内腔中，其永磁南极靠近第一电磁体的铁芯，该铁芯可以被交替极化出不同极性以吸引或推斥活塞，第二电磁体用于辅助第一电磁体对活塞的吸引或推斥作用。图中还示出了依据活塞所处的是压力行程状态还是返回行程状态而输入或输出的液流。
图3是本发明应用于机动车装置的方框图，图中示出电磁泵作为一个液压发动机的一部分而用机械方式连接于机动车的传动系统上。
图4是本发明的第二个实施例的立体示意图。图中示出一个块形组件，该组件包含有位于两个相对端的电磁体及用于与图3中示出的发动机的其它组成部分相连通的阀控输入/输出口。
图5A是沿图4中5-5线的剖视示意图。图中示了一个双永磁活塞，该双永磁活塞分别位于相应的筒形件中并由一根非磁性公共轴连接以确保活塞能同步工作以增加液体的吸入量。
图5B示出一与极性控制盒相连通的电源装置，其中，极性控制盒用于改变电磁体的极性。
图6是本发明的第三实施例的立体示意图。示出了一个筒形件，该筒形件的两相对端上具有电磁体，中部还具有一个用于辅助由端部电磁体产生的压力冲程及返回冲程的第三电磁体。
图7是沿图6中7-7线的剖视示意图，示出了一个双永磁活塞，该活塞分别位于各自的内腔中并由一个非磁性公共轴连接，而且双活塞的两相对端上还分别连接有磁性轴，第三电磁体与双活塞磁配合以加强在压力和返回行程中双活塞的同步往复运动以吸入或排出的液体。
图1和图2示出了本发明的基础实施例10，该实施例10包含一个块状组件11，位于块状组件11的两相对端的第一电磁体EM1和第二电磁体EM2，用于控制输入液流F1、F3的液流输入控制单向阀CV1、CV3，和用于控制输出液流F2、F4的液流输出控制单向阀CV2、CV4。电磁体EM1、EM2分别包含有中心固定铁芯CR1和CR2，双绕线圈W1和W2、及物理连接端B1和B2。如图2所示，基础实施例10中还包含有一个单永磁活塞50。该活塞50位于组件11的筒形件内腔51中。组件11上还具有开口52、53、54和55用于固定单向阀CV1-CV4。这些单向阀如上所述是用于控制液流Fn的。液流首先在返回行程中以液流F1、F3的方向被吸入到内腔51中，而在压力行程中以液流F2、F4的流出方向而被排出。永磁活塞50上有用以维持压力的环R1、R2及一个植入的永磁体56。永磁体56如图所示具有一个南(S)极和北(N)极，永磁体的极性设置可以是随意的。只要满足在一端的电磁体与永磁体构成相斥状态，而同时在另一端的电磁体与永磁体构成相吸状态这一条件，永磁体的设置就是合适的。
如图2所示，假设永磁活塞50以箭头A1的方向运动，则电磁体EM1被通电后对应于以A1方向进行运动的时间使铁芯CR1上极化出一个北(N)化，同时电磁体EM2被通电使其铁芯CR2上极化出一个北(N)极。另外，假设活塞50抵达A1运动方向的行程终点后，开始一个返回行程，方向如箭头A2所示，则对应于以A2方向进行运动的时间电磁体EM1被通电后在铁芯CR1上极化出南(S)极，同时电磁体EM2被通电使其铁芯CR2产生一个南(S)极。图2中示出永磁体56具有一个伸出端56a及56b，该伸出端56a及56b可分别被容纳在凹腔CRa及CRb中，以加强电磁体给出的磁吸力，从而能产生较高的液体压力。通过这种设计，通过输入口/单向阀52/CV1或54/CV3使内腔51中在返回行程中充满液体。这是依靠内腔中的返回行程中产生真空将液体从容液池620(见图3)中抽出实现的，而且液体从哪一端的输入口进入取决于从哪一端开始处于返回行程的状态。同样的，内腔51通过输出口/单向阀53/CV2或55/CV4可被排空，通过哪一个输出口/单向阀排空液体一样是取决于从内腔的哪一端开始压力行程。液体Fn可以是任意的石油液态产品，例如用于自动传输中的那些通用液态产品。
图4和图5A示出了本发明的第二个实施例100，该实施例100中包含一个块形组件111，位于组件111相对端的第一和第二电磁体200、300，用于控制流入液体F1、F3、F5及F7的单向控制阀CV1、CV3、CV5及CV7，及用于控制流出液体F2、F4、F6及F8的单向控制阀CV2、CV4、CV6及CV8。电磁体200、300分别包含有中心固定铁芯CR11、CR12、双绕线圈W11、W12、及物理连接端B1、B2。电磁体200、300与EM1、EM2的区别在于与其使如图5A所示的双向活塞来回运动的吸引/排斥能力相应的磁特性。如图5A所示，实施例100中还包含有一个分别位于筒形件内腔101a、101b中的双永磁活塞103、104。活塞103、104由一个非磁性公共轴102连接，该轴102用于使双永磁活塞同时工作以增加液体的流量。组件111上带有开口111a-111h用于固定控制液流的单向阀CV1-CV8。液流Fn在返回行程中以F1、F3、F5及F7的方向被送入内腔101a及101b中，而在压力行程中以液流F2、F4、F6或F8的方向排出。永磁活塞103、104及其非磁性公共轴102上分别具有用于保持压力的环103a、104a及102a。每一个活塞103、104中都有一个植入的永磁体PM1、PM2，如图所示，永磁体PM1、PM2分别在靠铁芯CR11、CR12一侧为南(S)极和北(N)极，可以认为这种极性设置是随意的。只要满足电磁体200、300的内部端的极性在排斥一个永磁体的同时吸引另一个永磁体这一条件，永磁体PM1、PM2的设置就算是合适的。非磁性轴102起机械连接的作用使活塞103、104同时往复运动。
如图5A所示，假设活塞103、104以A22的方向移动，那么相应于A22方向运动的运动时间给电磁体200通电以使铁芯CR11在其内部端产生一个N极，同时给电磁体300通电以使铁芯CR12的内部端产生一个北(N)极。另外，还假设活塞103、104如A22所示方向已运动到压力行程的终点，则电磁体200反向通电使其铁芯CR11对应于A11运动方向的运动时间而产生一个南(S)极，同时，电磁体300在铁芯CR2上也产生出一个南(S)极。图5A示出了具有突出端103b、104b的永磁体PM1、PM2，该永磁体PM1、PM2可被容纳在凹腔CR11a及CR22a中，从增大电磁体的磁吸力，从而产生较高的液压。通过这种设计，通过输入口/单向阀111(a，e)/CV(1，5)或111(c，g)/CV(3，7)使内腔101a、101b在返回行程中产生真空将液体从容液池620(图3)中抽出，而且液体从哪一个入口/单向阀进入取决于从内腔101a、101b中的哪一端开始返回行程。同样的，内腔101a、101b通过输出口/单向阀111(b，f)/CV(2，6)，或111(d，h)/CV(4，8)可被排空，通过哪一个输出口/单向阀排空液体也是取决于从内腔101a、101b的哪一端开始压力冲程。液体Fn可以是任意的石油液态产品，例如用于自动传输中的那些通用液态产品。
图6和图7示出了本发明的第三个实施例3000，该实施例3000中包含一个筒形组件301、302及303，筒形组件中包含位于组件相对端的电磁体700，800及一个第三电磁体900，电磁体900位于筒形组件的302部以辅助由端部电磁体700、800产生的压力行程和返回行程。实施例3000中还包含有用于控制流入液体F1、F3的单向控制阀CV1、CV3、及用于控制流出液体的单向控制阀CV2、CV4。如图7所示，实施例3000中还具有一个位于相应筒形组件内腔301c、303c内的双永磁活塞304、305，以及用于内部机械连接的非磁性公共轴901和两相对设置的磁性轴702、802。永磁活塞304在一端与电磁体700磁配合而在其另一端与第三电磁体900配合。同样的，永磁活塞305在其一端与电磁体800配合而在其另一端与第三电磁体900配合。中部的非磁性轴901及相对设置的磁性轴702、802分别在腔701、902、801中往复运动以确保实施例3000中的同步往复运动，并进一步帮助增强电磁体的磁感应，从而产生较高的液体压力。电磁体700、800中分别包含有中心固定铁芯CRx、CRy(包括腔701，801)、双绕线圈Wa、Wb，并且通过螺纹Ta、Tb用机械方法固定在筒形件端部301e，303e上。第三电磁体900包含一个中心固定铁芯CRc(包括腔901)及双绕线圈Wc。第三电磁体900和筒形件中部302利用螺纹Tc与筒端部301d、303d配合。电磁体700、800与(EM1、EM2)及(200、300)的区别在于其具有的、与其使如图7所示的双活塞来回运动的吸引/排斥能力相应的磁特性。筒形件部301、303上具有开口301(a，b)、303(a，b)，用于固定控制液流Fn的单向阀CV(1-4)。液液Fn在返回行程中以F1、F3的方向被送入内腔301c、303c中，而在压力行程中以液流F2、F4的方向被排出。永磁活塞304、305及其连接轴702、901、802上分别具有用于保持压力的环Rb、Re、Ra、Rc及Rd。每一个活塞304、305中都有一个植入的永磁体PMa、PMb，如图所示，永磁体PM1、PM2分别在靠近铁芯CRx、CRy的内部端一侧为北(N)极，可以认为这种极性设置是随意的。永磁体PMa、PMb的内部靠近铁芯CRc的两相对端的极性为南(S)极。只要满足电磁体700，800，900的内部端的极性在排斥一个永磁体的同时吸引另一个永磁体这一条件，永磁体PMa、PMb的设置就算是合适的。
如图7所示，假设活塞304、305以Aa的方向移动，那么，相应于Aa方向运动的运动时间给电磁体700通电以使铁芯CR11产生一个南(S)极;同时电磁体900通电使铁芯CRc的一端产生南(S)极，另一端产生北(N)极，而且给电磁体800通电以使铁芯CRy产生一个北(N)极。另外，还假设活塞304、305如Aa所示方向已运动到一个行程的终点，则电磁体700、800和900反向通电以使活塞304、305产生如箭头Ar所示方向的运动，其中电磁体700反向通电使其铁芯CRy对应于Ar运动方向的运动时间而产生一个北(N)极;同时，电磁体900反向通电使铁芯CRc的一端为北(N)极，另一端为南(S)极，而且电磁体800在铁芯CRy上产生出一个南(S)极。重复控制改变电磁体700、800、900的极性，可以使活塞往复运动，使液体Fn内腔301c，303c中连续泵出。通过这种设计，通过输入口/单向阀301a/CV1或303a/CV3使内腔301c、303c在返回行程中产生真空将液体从容液池620(图3)中抽出，而且液体从哪一个输入口/单向阀进入取决于从内腔301c、303c中的哪一端开始返回行程。同样的，内腔301c、303c通过输出口/单向阀301b/CV2或303b/CV4可被压空，通过哪一个输出口/单向阀排空液体也是取决于从内腔301c、303c的哪一端开始压力冲程。液体Fn可以是任意的石油液态产品，例如用于自动传输中的那些通用液态产品。
图5B中示出了一个与一个用于改变电磁体的极性的极性控制盒401相连接的直流电源400。极性改变是利用开关402、403控制预定数量的电磁体来实现的。在该图中，电磁体一般用EMx和EMn表示。极性控制盒401可以作成能应用于实施例10、100及3000中，这样，合适的直流电源通入相应的电磁体EM1、EM2、200、300、700、800及900的双绕线圈中的相应线圈中以使其产生所需要的极性，从而与植入的永磁体的极性相对应以吸引或排斥永磁体。
图3中示出了一个应用于普通机动车上的装置500，该装置包含有受控电源400、401(见图5B)及与该电源相连通的电磁泵(或称为电磁驱动的液压发动机装置)10、(100)或(3000)，而且电磁泵为闭环液体驱动系统的中心部件。整个闭环系统包含有一个电磁泵10或100或3000，一个压力稳定器600，一个控制阀630、一个旁通阀610、一个容液池620及一个液压动力机640。液压动力机640包含有返回线路642以将液体返回到容液池620中。液压动力机640上有一个与机动车的传动系统700相连接的动力输出轴641，该传动系统700中包含有推动部件，例如变速器或车轮(未示)。工作时，电源400、401交替供电以改变电磁体EM1、EM2或200、300或700、800、900的极性以产生往复运动A1、A2或A11、A22或Aa、Ar。假设闭环液压系统已设置完毕，则这些运动将使液体受压而在整个系统中流动。整个系统通过压力稳定器600而能保持住一个较高的压力，并且利用一个旁通阀610而可工作于一种非作功状态，此时，利用旁通阀610，液体被送回到容液池620中去，再重新通过线路621进入电磁泵10或100或3000中。整个系统可通过与控制阀630的配合而处于机械能输出状态，使与机动车的传动系统700相配合的轴641产生转动运动。用于在轴641上产生转动运动的液体返回到溶液池620中，此后再重新通过输入口进入电磁泵中去。
因此，尽管上面已详细叙述并描述了本发明的几个最实用的实施例，但在本发明范围内作出改进是可能的，例如仅使用一个电磁体，利用通电和断电与永磁体配合而产生压力行程。因此本发明并不局限于在此的具体描述，而力图用权利要求去包括本发明的所有情况。
权利要求
1.一种液压发动机装置，其特征在于该装置包含一个给所述装置供电的电源装置；一个液压动力机，该液压动力机具有一个动力输出轴，用于把所述电源装置中来的电能转化成功；至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场；所述电磁体中包含一个线圈件和一个磁性芯件，该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央；至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系；所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体，所述输出口与所述液压动力机之间液体可通过地连接着。
2.如权利要求1所述的液压发动机装置，其特征在于所述的电源装置中包含一个控制电源通/断的电路;当所述电源处于接通状态时，所产生的电磁场使所述磁性芯件的第一端被极化出的极性与所述至少一个永磁活塞装置中的永磁体的一个极性相同以产生推斥力;当所述受控电源处于断开状态时，所述磁性芯件的第一端为磁中性，以有助于所述永磁活塞装置被吸向所述磁性芯件的所述第一端;所述受控电源被控制成交替通/断状态，以使所述的永磁活塞装置往复运动，以有助于液体的输入和排出。
3.如权利要求1所述的液压发动机装置，其特征在于所述至少一个电磁体中包含有第一电磁体和第二电磁体，而且所述电磁体位于一条直线上地设置在所述筒形件的两相对端;所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件构成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述永磁活塞装置的往复运动。
4.如权利要求1所述的液压发动机装置，其特征在于所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;所述至少一个电磁体为第一电磁体和第二电磁体，而且电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端;所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
5.如权利要求1所述的液压发动机装置，其特征在于所述装置还包含有一个压力稳定装置，用于维持液体的压力，以实现液压动力机的平稳工作;所述的输入口和输出口内装有用于控制液流的单向阀。
6.如权利要求5所述的液压发动机装置，其特征在于所述装置还包含有一个与所述压力稳定装置相配合的液压阀，该液压阀用于控制所述液流流向液压动力机;一个也与所述压力稳定装置相配合的旁通液压阀，以实现所述液压发动机装置的非作功运转状态;一个容液池，该池与每个所述输入口及所述旁通阀、所述液压动力机之间液流能通过地连接着。
7.如权利要求1所述的液压发动机装置，其特征在于所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;所述至少一个电磁体为第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体，而且所述第一及第二电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端，所述第三电磁体设置在所述物理连接件中;所述第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
8.一种具有用于实现驱动的传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述装置包含一个给所述装置供电的电源装置;一个液压动力机，该液压动力机具有一个动力输出轴，该动力输出轴与所述传动系统配合以产生驱动;至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体包含一个线圈件和一个磁性芯件;该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体，所述输出口与所述液压动力机之间液体可通过地连接着。
9.如权利要求8所述的一种具有传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述装置还包含有一个压力稳定装置，用于维持液体的压力，以实现液压动力机的平稳工作;所述的输入口和输出口内装有用于控制液流的单向阀。
10.如权利要求9所述的一种具有传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述装置还包含有一个与所述压力稳定装置相配合的液压阀，该液压阀用于控制所述液流流向液压动力机;一个也与所述压力稳定装置相配合的旁通液压阀，以实现所述液压发动机装置的非作功运转状态;一个容液池，该池与每个所述输入口及所述旁通阀、所述液压动力机之间液流能通过地连接着。
11.如权利要求8所述的一种具有传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述至少一个电磁体中包含有第一电磁体和第二电磁体，而且所述电磁体位于一条直线上地设置在所述筒形体的两相对端;所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述永磁活塞装置的往复运动。
12.如权利要求11所述的一种具有传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述装置还包含有一个压力稳定装置，用于维持液体的压力，以实现液压动力机的平稳工作;一个与所述压力稳定装置相配合的液压阀，该液压阀用于控制所述液流流向液压动力机;一个也与所述压力稳定装置相配合的旁通液压阀，以实现所述液压发动机装置的非作功运转状态;一个容液池，该池与每个所述输入口及所述旁通液压阀，所述液压动力机之间液流能通过池连接着;所述的输入口和输出口内装有用于控制液流的单向阀。
13.如权利要求8所述的一种具有传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;所述至少一个电磁体为第一电磁体和第二电磁体，而且电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端;所述第一电磁体和第二电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈;所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
14.如权利要求8所述的一种具有传动系统、车轴及车轮的机动车装置，其特征在于所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;所述至少一个电磁体为第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体，而且所述第一及第二电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置组的相对端，所述第三电磁体设置在所述物理连接件中;所述第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
15.一种液压泵装置，其特征在于所述装置包含有一个给所述装置供电的电源装置;至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体包含一个线圈件和一个磁性芯件，该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体。
16.如权利要求15所述的液压泵装置，其特征在于所述筒形件及永磁活塞装置为包含至少两个相同的所述筒形件及永磁活塞装置的组合的装置组;所述至少两组相同筒形件及永磁活塞装置由一个物理连接件隔开，该物理连接件使一组筒形件及永磁活塞装置与另一组筒形件及永磁活塞装置相连接;所述物理连接件包含一个可动非磁性公共轴，该轴使一个永磁活塞装置与另一个永磁活塞装置相接以使它们构成一个轴连接永磁活塞装置，以实现两个永磁活塞装置的同步往复运动;所述至少一个电磁体为第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体，而且所述第一及第二电磁体均位于一条直线上地设置在所述装置的相对端，所述第三电磁体设置在所述物理连接件中;所述第一电磁体、第二电磁体及第三电磁体中的每一个上都带有一个双绕线圈，所述双绕线圈包含一第一绕组和一第二绕组，所述二绕组由电源交替通电以分别使每一个芯件极化成预定的第一磁极和第二磁极，以有助于所述轴连接永磁活塞装置的往复运动。
17.如权利要求16所述的液压泵装置，其特征在于所述轴连接永磁活塞装置还包含有端接轴，该端接轴与所述第一及第二电磁体中的对应芯件共同产生磁作用;所述对应芯件中具有中心腔室。
18.一种利用液压装置产生推动的方法，其特征在于所述方法包含有下列步骤(a)提供一个发动机装置，所述发动机装置包含一个给所述装置供电的电源装置;一个具有动力输出轴的液压动力机;至少一个电磁体，该电磁体与所述电源相连并且通电后作出反应以产生受控电磁场;所述电磁体包含一个线圈件和一个磁性芯件，该磁性芯件固定地设置在线圈件的中央;至少一个永磁活塞装置，该活塞装置位于一个筒形件中，与所述的磁性芯件成磁性配合的关系;所述筒形件的每一侧都设置有输入口和输出口以在一定压力下交替输入或者排出液体，所述输出口与所述液压动力机之间液体可通过地连接着;(b)提供一个液体源，所述液体源与所述筒形件的液体输入口能流通地连接着;(c)将所述动力输出轴与一个机动车的传动系统相连接;(d)由电源给所述线圈件进行同步通电或断电，并通过其通电状态产生一个极性交替变化的磁场;(e)在一个第一极性状态下推斥所述的永磁活塞装置;(f)在所述的推斥步骤阶段，通过其中一个所述输入口将液体从所述液体源输入到所述筒形件的空内腔中，同时，通过其中一个所述输出口将以前充满在内腔中的液体泵出;(g)在第二极性状态下，吸引所述的永磁活塞装置到所述的芯件;(h)在所述的吸引步骤阶段，通过所述输入口中的另外一个将液体从所述的液体源输入到在步骤(f)中被排空的内腔中，而且通过所述输出口中的另一个将液体从在步骤(f)中被充满的内腔中泵出;(i)重复所述步骤(e)、(f)、(g)及(h)，使所述永磁活塞装置往复运动，同时相对应地重复泵出、泵入所述液体;(j)液压驱动所述液压动力机，使所述与所述传动系统相连接的动力输出轴转动，以产生对所述机动车装置的推动。
19.如权利要求18中所述的一种产生驱动的方法，其特征在于所述提供发动机装置的步骤(a)中还包含有提供一个旁通液压阀，以实现所述发动机装置的非作功工作状态;所述步骤(j)可由替代步骤(k)替代，步骤(k)为通过所述的旁通阀连续抽送液体以实现所述装置的非作功工作状态。
20.一种液压发动机装置，其特征在于所述装置包含有一个给所述装置供电的电源装置;第一、第二及第三电磁体，这些电磁体与所述电源相连接并且通电后作出反应以产生受控电磁场;至少一个轴连接永磁活塞装置与所述第一、第二及第三电磁体配合作用以产生同步往复运动并抽送液体，所述至少一个轴连接永磁活塞装置位于一个带腔的封箱中;一个液压动力机与所述封箱相连通，所述液压动力机具有一个动力输出轴以将来自电源的电能转化成功。
全文摘要
一种将脉冲式电磁能转化成机械能的液压发动机装置及其方法，所述装置包含有电源装置、液压动力机、电磁体及永磁活塞装置，电源给电磁体通电使之交替产生不同的极性，推动永磁活塞装置重复往复运动，从而不断泵送液体到液压动力机中去，使液压动力机输出动力；所述方法即为一利用电磁能抽送液体使之能带动液压动力机输出机械能的方法。本发明的装置不需要大的电池组而且不污染环境。
文档编号F15B11/042GK1075534SQ9310160
公开日1993年8月25日 申请日期1993年2月17日 优先权日1992年2月18日
发明者阿尔文·B·辛普森, 查利·W·比舍尔 申请人:阿尔文·B·辛普森, 查利·W·比舍尔