专利名称：零排放高效磁切换发动机的制作方法
技术领域：
本发明提供了一种全新的利用磁场作能源的新型发动机，磁切换发动机。
众所周知，内燃机作为一种能源利用率较高的发动机，早已被广泛地应用在国家的国防建设与经济建设的各个领域，已成为国家经济持续发展的重要支柱。这种发动机包括由曲轴箱与气缸、气缸盖组成一个整体的机壳，和安装在机壳里的曲轴连杆，和与连杆相连的活塞。曲轴连杆带动活塞每运转二周完成以下四个冲程，即发动机的进气、压缩、作功和排气，如此循环。这是四冲程发动机。还有一种是二冲程发动机，把进气与作功，排气与压缩压缩到活塞的上行与下退两个冲程中，即进气与作功，排气与压缩两个冲程。由于两冲程发动机油耗偏高，排放污染大，本人将不再在以下篇幅予以陈述。在四冲程发动机中，发动机的动力输出是决定于导入气缸并在每个作功冲程中完成燃烧的汽油的量。在发动机工作中，通过一套点火装置使安装在气缸盖上的火花塞点火，而点燃通过燃油供给系统导入到气缸内的混合气体，使之燃烧爆发而推动活塞下行，从而带动曲轴连杆运动而产生动力输出。各种各样的附加设备被用来提高内燃机的动力输出，包抱并联进、排气阀，涡轮增压器，电子燃油控制系统等等。尽管这种发动机的动力输出从能源利用率的角度上看是成功的。但是，由于它是使用燃油作为能源的发动机，因此在燃烧中不可避免地会产生各种燃烧的残余废气，如一氧化碳，二氧化碳，碳氢化合物，氮氧化合物。特别是氮氧化合物，碳氢化合物和一氧化碳，如在空气中积累到一定程度后，在太阳光线的作用下，氮氧化合物和碳氢化合物起化学反应，生成含有二氧化氮和臭氧的光化学烟雾，是导致城镇居民死亡率上升的一个重要原因。而二氧化碳则是导致全球气温上升的罪魁祸首。这些有害废气对环境污染之大，已严重地威胁到了人类的生态环境。为此各国科学家早已致力于研究在如何减少内燃机的废气污染和增加内燃机的动力输出之间找到一个恰当的平衡。如在内燃机的排气管消声器内安装催化转化装置，通过吸收、过滤或转化掉废气中的有害物，或使用各种复杂的控制系统使内燃机在工作中改变其压缩比，以改善其燃烧值，从而达到增加其动力输出，减少废气中的有害物的目的。但是，这种努力都无法改变内燃机必须使用燃油与排放有害废气这一特性。还有一种方法就是一劳永逸地放弃使用燃油，而用电能或氢作为一种清洁的能源。尽管这种发动机的前景是广阔诱人的，但是到目前为止，这种成本高昂，技术复杂，维修成本高的发动机还不可能在近几年内大规模地投入到使用中。
本发明目的就是提供一种全新的利用磁场作能源的新型高效、零排放磁切换发动机。
需要说明的是，内燃机必须使用燃油才能为发动机提供持续的动力输出。和内燃机不同的是，本发明在类似活塞的位置上设计了一强磁铁，在类似气缸盖的位置上设计了一和活塞上的强磁铁同极性相对的强磁铁。在两块强磁铁中间有一特殊的物质，它的作用是隔开或象磁屏蔽一样引开磁力线。这种特殊的物质被设计成片状被安装在一个类似照相机快门机构的装置上。可以理解这个快门机构可以通过机械方式传动，也可以通过电磁方式传动。当曲轴连杆带动活塞从下止点向上运动的时候，由于这种特殊物质的作用，使两块同性相对的强磁铁能紧靠在一起。在活塞经过上止点后，快门机构带动切片突然闪开。根据同性相斥的的原理，设计在活塞上的强磁铁就会突然获得向下的排斥力，就象内燃机气缸内的混合气体燃烧爆发一样，推动活塞向下运动。在活塞到达下止点时，快门机构带动切片复又合上。曲轴连杆在惯性的作用下又推动活塞向上运动，如此循环。该发动机就会在磁场的作用下获得持续的动力输出。
本发明由于用磁场代替了燃油作为发动机的动力能源，有效地改变了内燃机在工作中必须使用燃油并必定排放有害废气的缺点。由于结构简单，因此屏弃了内燃上许多为改善内燃机的动力输出与废气排放，以及降低油耗而设计的复杂的附加装置。如电子燃油控制系统，涡轮增压系统，进、排气系统等。并且在实现零排放，高动力输出与节约能源之间没有任何牺牲与妥协。本发明不但为国家提供了一种新型的、环保高效的能源，而且将在国家的国防与经济建设以及能源危机上发挥积极的作用，将产生巨大的社会与经济效益。
附图
是本发明的整体剖视分析图。
现就上述附图所示，详细说明本发明的具体实施细节。大家都知道，内燃机在工作时是利用燃油作为能源并产生燃烧而为发动机提供持续的动力输出。而本发明的独特之处在于它是利用磁场作为为发动机提供持续动力输出的能源，因此它在工作中不燃烧任何物质，当然也谈不上什么废气。它屏弃了内燃机上许多极为复杂的附加装置，如电子燃油控制系统，点火系统，涡轮增压系统，进、排气系统等。而本发明的特别之处就是在类似内燃机的活塞(3)上安装一块强磁铁(5)，在类似于气缸盖的位置上安装一块极性与活塞(3)上的强磁铁(5)同极性相对的强磁铁(6)。在两块同极性相对的强磁铁(5)、(6)中间有一特殊的物质，它能隔开或象磁屏蔽一样引开磁力线。而这种特殊物质是被设计成切片(13)状安装在一个类似于照相机快门机构的装置上。可以理解这个快门机构可以通过机械方式传动，也可以通过电磁系统通过一套逻辑设备来控制这个快门机构来回应发动机事先设计好的各种工作状态。这种工作状态包括发动机的转速，快门机构的开度，曲轴(1)的回转角度等。在发动机工作时，曲轴(1)连杆(2)带动活塞(3)从下止点向上运动。由于切片(13)这种特殊物质的作用，两块同极性相对的强磁铁(5)(6)能紧合在一起。在到达上止点时，设计在机壳(4)上的传感器(10)向电子控制单元(9)发出电信号。电子控制单元(9)根据传感器(10)发到的曲轴(1)角度信号在经过处理后向电磁线圈(8)发出电信号。电磁线圈(8)得到电信号产生磁性吸引切片(13)向外运动。根据磁性的同性相斥原理，活塞(3)上的强磁铁(5)就会突然获得向下的排斥力，就象内燃机气缸内的混合气体爆发燃烧一样，推动活塞(3)向下运动。在到达下止点时，传感器(10)又给电子控制单元(9)发出信号，电子控制单元(9)根据收到的曲轴(1)角度关闭了电磁线圈(8)的电信号，同时接通电磁线圈(7)的电信号。电磁线圈(7)产生磁性，切片(13)在磁性的吸引下复又合上。曲轴(1)连杆(2)在惯性的作用下，又带动活塞(3)向上运动，如此循环。该发动机就会在切变的磁场的作用下获得持续的动力输出。在本发动机工作中传感器(10)和蓄电池(11)的电源相连接，而蓄电池(11)又和发动机的发电机(12)部分相连接。从以上描述本发明的实施过程中可以看到，这种发动机可以象单缸或多缸二冲程发动机一样为我们工作，并且没有通常内燃机在工作中由于进气、压缩、排气的功率损耗，在全程中没有任何功率牺牲，可为我们提供高效的动力输出。在提升发动机的动力输出与零排放的实现以及在节约能源之间没有任何牺牲与妥协。尽管本发明已通过特殊的模型已阐述清楚，但如任何不同的在本发明精神范围外的改变和修正都将不再另行通知。
权利要求
1.磁切换发动机，该发动机包括由曲轴箱、气缸与气缸盖组成一个整体的机壳4，和安装在机壳4内的曲轴1连杆2与活塞3，其特征在于在类似于活塞3的位置上安装有一磁性物质5，而在类似于气缸盖的位置上安装有一与活塞3上的磁性物质5同极性相对的磁性物质6，两块磁性物质5、6中间有可活动的切片13。
2.根据权利要求1所述的磁切换发动机，其特征在于切片13安装在类似于照相机快门机构的装置上。
3.根据权利要求1或2所述的磁切换发动机，其特征在于切片13能隔开或象磁屏蔽一样引开磁力线。
全文摘要
磁切换发动机,该发动机包括由曲轴箱、气缸与气缸盖组成一个整体的机壳,和安装在机壳里的曲轴、连杆与活塞,其特征在于:在活塞上安装有一强磁铁,在气缸盖的位置上安有另一强磁铁,在两块同极性相对的强磁铁中间有可活动的切片。本发明由于用磁场代替了燃油作为发动机的动力能源,并且结构简单,因而在实现零排放、高动力输出与节约能源之间没有任何牺牲与妥协。解决了现有内燃机在工作中必须使用燃油并必定排放有害废气的缺点。
文档编号H02N11/00GK1369959SQ0114300
公开日2002年9月18日 申请日期2001年11月22日 优先权日2001年11月22日
发明者干方飞 申请人:干方飞