一种磁能转子发动机的制作方法

文档序号:16058891发布日期:2018-11-24 11:58阅读:520来源:国知局

本发明涉及电机技术领域,具体是一种磁能转子发动机。

背景技术

目前,市场上的所有使用的汽车发动机,归纳起来主要包括以下几类:

1、直列发动机:直列布局是如今使用最为广泛的气缸排列形式,这种布局的发动机的所有气缸均是按同一角度并排成一个平面,并且只使用了一个气缸盖,同时其缸体和曲轴的结构也要相对简单,好比气缸们站成了一列纵队。

2、v型发动机:与直列布局形式相比,v型发动机缩短了机体的长度和高度,而更低的安装位置可以便于设计出风阻系数更低的车身,同时得益于汽缸对向布置,还可抵消一部分振动,使发动机运转更为平顺。

3、w型发动机:w型与v型发动机相比可将发动机做得更短一些,曲轴也可短些,这样就能节省发动机所占的空间,同时重量也可轻些,但它的宽度更大,使得发动机舱更满。

4、水平对置发动机:水平对置发动机的气缸夹角为180度。但是水平对置发动机的制造成本和工艺难度相当高,所以目前世界上只有保时捷和斯巴鲁两个厂商在使用。

5、转子发动机:它直接将可燃气的燃烧膨胀力转化为驱动扭矩,与往复式发动机相比,转子发动机取消了无用的直线运动,因而同样功率的转子发动机尺寸较小,重量较轻,而且振动和噪声较低,具有较大优势。

6、星型发动机:是一种气缸环绕曲轴排列的一种往复式内燃机,其活塞通过一根主连杆连接到曲轴上,最上方的活塞连接的连杆即为主连杆,其它活塞的连杆则被称为活节式连杆,它们通过梢孔连接在主连杆中央位置的环上。

发动机在汽车工业技术神速发展中,应用最为广泛。全世界石油制品的25%被汽车发动机吃掉,中国的石油制品35%被汽车发动机所消耗,并且每年还在不断增长。石油资源是地球上不可再生的能源,随着使用和依赖的加剧,石油资源枯萎现象日趋严重。众所周知,汽车内燃发动机在燃烧过程中,排出的废气中co、hc及nox、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾,会造成严重的环境污染。

为此,中国自2009年1月开始启动新能源汽车工程,新能源电动汽车它使用存储在电池中的电来发动,电动汽车以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶。电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”,成为我国汽车工业的一项重要发展方向。但是,目前的电动汽车使用又非常有限,主要原因是充电时间长、续航能力差、价格昂贵等原因,成了制约电动汽车发展的瓶颈。



技术实现要素:

本发明的目的就是为了解决现有技术中的上述问题,提供一种结构新颖、安全可靠、节能减排、环保无污染、耗电低、续行能力强、使用经济、维护更简便的磁能转子发动机,包括定子、转子、电磁盘、永磁体、传感器、磁钢、转子轴端盖、轴承、传动轴、坚固螺栓、控制器、电源,所述转子安装在传动轴上,所述传动轴与定子连接,所述的定子由多片圆环组成,每片圆环内嵌多组电磁盘和多组传感器,所述多组传感器与所述多组电磁盘数量相等且一一对应,多组电磁盘沿圆环的圆周均布,每组电磁盘与其对应的该组传感器之间成15°夹角;所述的转子由多片飞轮组成,每片飞轮沿外周内嵌多组永磁体和多组磁钢,所述多组永磁体与所述多组磁钢的数量相等且一一对应,多组永磁体沿飞轮的圆周均布,每组永磁体与其对应的该组磁钢之间成15°夹角。

优选地,所述的定子由多片圆环组成,每片圆环内嵌8组电磁盘和与所述8组电磁盘一一对应的8组传感器,每组电磁盘与其对应的该组传感器之间成15°夹角,相邻组的电磁盘之间成45°夹角均等排列,所述的转子由多片飞轮组成,每片飞轮沿外周内嵌3组永磁体和与所述3组永磁体一一对应的3组磁钢,每组永磁体与其对应的该组磁钢之间成15°夹角,相邻组的永磁体之间成120°夹角均等排列。

优选地,所述的定子由多片非导磁的铝合金圆环组成。

优选地,所述的圆环数量为四至十片。

优选地,所述的转子由多片铜飞轮组成。

优选地,所述的铜飞轮数量为四至十片。

优选地,所述的转子轴端盖是将转子装配在传动轴上后与定子进行连接的高硬铝合金固定部件。

优选地,所述的轴承安装在所述转子轴端盖与传动轴之间。

优选地,所述的转子轴端盖与定子之间通过坚固螺栓固定。

优选地,所述的电源连接控制器,所述控制器连接电磁盘。

本发明同现有技术相比,其优点在于:

1、本发明的体积小、部件少,省却曲轴活塞节省机械能,比现有燃油发动机结构简单,降低制造成本,增强使用寿命长;

2、每片转子转一圈经24次作功,而燃油发动机曲轴转一圈只作一次功。多转子作功,使机械能输出成倍递升,比现有燃油发动机功率大,噪声低,振动小。

3、电磁盘磁场力强,力矩大,能耗低,续行能力长,克服了现有电动汽车电机能耗高,续行能力差的致命缺陷。

4、无废气,无污染,节约能源消耗,降低使用经济成本低。

综上所述,本发明为现有各类型汽车燃油发动机,简化了结构,提升了输出机械能功率,终止了废气排放,节约了能源消耗,降低了汽车制造成本和使用成本。本发明为现有各类型电动汽车,降低了电动机的能耗,增加了续行能力,降低使用成本。

附图说明

图1是本发明实施例中的定子和转子配合结构示意图;

图2是本发明实施例中的发动机主要结构示意图;

图3是本发明实施例中的电路控制部分结构示意图;

图4(a)是是本发明实施例中的永磁体做功过程状态一示意图;

图4(b)是是本发明实施例中的永磁体做功过程状态二示意图;

图4(c)是是本发明实施例中的永磁体做功过程状态三示意图;

如图所示,图中包括:定子1,转子2,电磁盘d,永磁体a,永磁体b,永磁体c,传感器h,磁钢e,磁钢m,磁钢w,转子轴端盖7,轴承8,传动轴9,端盖坚固螺栓10,控制器11,电源12,驱动电路13,命令信号14,逻辑电路15。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明,这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

如图1~图2所示,本发明包括定子1、转子2、电磁盘d、永磁体、传感器h、磁钢、转子轴端盖7、轴承、传动轴、坚固螺栓、控制器、电源。其中,定子1即外壳部分,定子1由多片非导磁的铝合金圆环组成,优选为四至十片,非导磁的铝合金圆环优选为高硬铝合金圆环。转子2,由多片铜飞轮组成,优选为四至十片。电磁盘d,是由磁钢和线圈组成。永磁体,是由稀土材料制成的超级永磁材料。传感器h,是一种霍尔磁敏有源磁电转换元器件。磁钢,是一种导磁性能极高的磁钢材料。转子轴端盖7,是将转子装配在传动轴上后与定子1进行连接的高硬铝合金固定部件。轴承,是保证传动轴在端盖中心孔内保持高速平稳旋转的一种重要零部件。传动轴,是将转子2在磁能作用下产生的动能通过传动轴向外进行输出机械能。坚固螺栓,是将转子轴端盖7与定子1进行固定的坚固螺栓。控制器,是将指令信号、传感器信号进行逻辑编辑后进行驱动控制的集成部件,如图3所示。电源,是一种充电式的直流高能超级蓄电池,为电磁盘d磁能作功提供电源。转子2安装在传动轴上,传动轴与定子1连接,定子1的每片圆环内嵌多组电磁盘和多组传感器,多组传感器与多组电磁盘数量相等且一一对应,多组电磁盘沿圆环的圆周均布,每组电磁盘与其对应的该组传感器h之间成15°夹角。转子2的每片飞轮沿外周内嵌多组永磁体和多组磁钢,多组永磁体与所述多组磁钢的数量相等且一一对应,多组永磁体沿飞轮的圆周均布,每组永磁体与其对应的该组磁钢之间成15°夹角。传动轴输出的机械能,是通过转子飞轮外周边上的永磁体与定子1内嵌电磁盘d产生的强磁场斥力作功获得的动能。

在一个优选的实施方案中,如图4(a)~图4(c)所示,每片圆环内嵌8组电磁盘和8组传感器,电磁盘d与其对应的传感器h之间成15°夹角,相邻的电磁盘与电磁盘之间成45°夹角均等排列。转子每片铜飞轮沿外周内嵌3组永磁体和3组磁钢,永磁体与其对应的磁钢之间成15°夹角,相邻的永磁体与永磁体之间成120°夹角均等排列。3组永磁体分别用abc标注,当永磁体a边上的磁钢与定子1上的传感器h对应时,定子1上的电磁盘d与永磁体a瞬间产生斥力作功,将转子2推动旋转;旋转15°角度时,永磁体b边上的磁钢与定子1上的传感器h对应时,定子1上的电磁盘d与永磁体b瞬间产生斥力作功,将转子2推动旋转;再旋转15°角度时,永磁体c边上的磁钢与定子1上的传感器h对应时,定子1上的电磁盘d与永磁体c瞬间产生斥力作功,将转子2推动旋转;转子2旋转45°作功三次,转子2旋转一圈,abc三组永磁体分别与定子1上8组电磁盘相遇,即进行24次作功,在24次作功过程中,每次只有一组电磁盘接通电源,电池能耗大幅度得到了降低。且转子2与定子1之间无磨察旋转,减少了动能损耗,提高了作功效率。控制器在操作指令下,调整电磁盘d的电流大小来改变磁场强弱,实现了转子2转速的调节。随着定子1圆环数与转子飞轮等量增加,总功率随之得到递升。

在一个优选的实施方案中,定子可反转为转子,转子可反转为定子,直接将外壳作为转子进行旋转输出机械能。

本发明应用范围不限于汽车领域。

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