一种五缸电磁力发动机制造技术

本发明专利技术是一种五缸电磁力发动机。包括发动机机体、支撑套筒、连杆、输出轴、飞轮机构，所述发动机机体包括有机体和机腔，机体内设有机腔，支撑套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和支撑套筒之间，支撑套筒内装设有活塞，线圈组绕在活塞的一端，且线圈组固定在活塞上，支撑套筒的外圆柱面与永磁体组过盈配合，永磁体组与气缸体过盈配合，活塞与支撑套筒的内圆柱面间隙配合，且活塞与连杆的一端连接，连杆的另一端与输出轴连接，输出轴位于机体的中心，飞轮机构的转动中心与输出轴固定连接。偏心结构的偏心围绕中心圆周阵列分布。本发明专利技术结构简单合理，造价低，控制原理简单可靠，响应速度块，力矩大，环保节能，减少了传统燃油能源的消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种五缸电磁力发动机，属于五缸电磁力发动机的创新技术。
技术介绍
工业革命时代内燃机的发展推动社会向前飞速发展，目前发动机生产量大，销量广，可应用于各类机车、电动车、汽车发动机、飞机、轮船、舰艇、航母等，动力的来源，它能将其它形式的能转化为机械能，主要包括内燃机、外燃机、电动机等。外燃机和内燃机都会因燃烧不充分，产生废气，燃烧效率低，多级传动使得转化效率低，既污染环境又造成资源的浪费，他们体积都普遍大，对制造工艺及要求高，制造成本高，同时，由于减速器装置的局限，使得整个动力装置过于复杂和庞大，控制响应慢。其主要依赖于化石燃料的能量转化，其无法弥补的污染已经对生态环境和气候造成深刻的影响，屡受大自然的迫害，人类不得不转换使用再生能源来代替化石燃料等不可再生能源，该类型发动机耗能多污染大，造成许多资源的浪费，同时给环境带来巨大的危害；再生能源是最可靠能源，但考虑到气候环境及生产技术的局限性，目前磁动机发展作为磁能的开发一项标志，利用机械式的磁性换向以产生扭矩，电动机虽然不会产生有害气体，比较环保，但对与能量的合理转化难以实现高利用，另外，直线电流电动机具有碳刷和换向片，于转动时会有火花，易发生危险且需常维修，在控制领域为提升效率采用永磁磁铁，目前电动机伺服系统多使用永磁同步电机，以取代直线电动机。热机和电机结构复杂，在气缸内，需要喷入燃油，气密性要求高，对气缸的粗糙度要求高，高耐热、耐高温、耐腐蚀等要求，对气缸制造工艺要求高，成本大大增加；不仅要控制活塞的运动时间，而且需要对点火装置、喷油装置等二级、三级传动结构进行控制，工艺要求高，造价大，响应时间长，控制精度低，效率低下；热机还需要尾气处理装置，增加了额外质量负载，消耗能量；热机燃料燃烧不充分，电动机的输出功率又比较小；单杠发动机通过单个活塞的运动来驱动曲轴，在一个周期内，不能任何时刻都提供动力，不能够保持连续动力，输出扭矩有限；热机的点火装置、喷油装置，需要复杂的点火控制系统，需要气门、火花塞、链条等辅助装置，需要多级传送来控制活塞的往复运动，结构多，整个装置的体积大，传递效率低；热机需要燃烧，消耗不可再生能源，燃烧后排放气体造成二次污染，不环保不节能，浪费资源；尾气处理装置增加额外的负载质量，成本高，见效小。电机启动力矩小，不适用一些对启动力要求特别大的装置或设备；需要变速器或减速器装置，增加负载，同时控制响应慢，其变速过程存在停顿，无法实现无级变速；传统电机发动机单组线圈串联回路式电路，电阻大，同一电压下电流小，电磁力有限，输出动力有限。目前已知的永磁式同步电动机使用永磁铁，作为转子侧的激励磁场，故转子不需要激励磁场绕组，使其铜损降低，并可以省略碳刷、铜环等直流电机设备。而对该电磁力发动机装置，可以很好地解决上述问题。所以，日后对于该类型的电磁力发动机需求将是巨大的。动圈部件由连杆、活塞和线圈组成，其控制原理为对输入的信号电压U加载到控制线圈，载流线圈连同活塞在永磁体提供的恒定磁场中，动圈部件受电磁力F作用而产生位移，从而带动输活塞及连杆一起运动，进而推动曲轴旋转输出动力，电磁力的大小和方向，取决于线圈中控制电流i的大小和方向，通过PWM控制装置改变输入电压信号的方向改变电磁力F的方向，从而实现往复直线运动，在输出端反馈电压信号返回与输入电压进行比较，进过运算放大器调节。这样，系统由闭环控制，也提高了其控制精度和响应速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于考虑上述问题而提供一种五缸电磁力发动机。本专利技术结构简单合理，造价低，控制原理简单可靠，响应速度块，力矩大，环保节能，减少了传统燃油能源的消耗。本专利技术的技术方案是:本专利技术的五缸电磁力发动机，包括有发动机机体、支撑套筒、连杆、输出轴、飞轮机构，所述发动机机体包括有机体和机腔，机体内设有机腔，支撑套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和支撑套筒之间，支撑套筒内装设有活塞，线圈组绕在活塞的一端，且将线圈组固定在活塞上，支撑套筒的外圆柱面与永磁体组过盈配合，永磁体组与气缸体过盈配合，活塞与支撑套筒的内圆柱面间隙配合，且活塞与连杆的一端连接，连杆的另一端与输出轴连接，输出轴位于机体的中心，飞轮机构的转动中心与输出轴固定连接。本专利技术具有以下优点: 1)本专利技术采用将线圈绕在活塞上，在固定的永磁体做上下循环切割感线运动，只需要控制活塞的运动时间，控制简单可靠，该装置的加速度的质量比优于同等质量的内燃机，响应时间短； 2)无需尾气处理装置，减少了质量负载； 3)在气缸内，不需要喷入燃油，气密性要求低，对气缸的粗糙度要求低，无高耐热、耐高温、耐腐蚀等要求，结构简单，对气缸制造工艺要求较低，成本也就会大大降低； 4)普通的内燃机一般采用四冲程，燃料燃烧的又不充分，电动机的输出功率又比较小，而五缸电磁力发动机通过五个活塞的电磁力来驱动，在一个周期内，任何时候都提供动力，保持连续动力，输出扭矩大； 5)删除内燃机的点火装置、喷油装置，不用像内燃机那样需要复杂的点火控制系统，简化结构，整个装置的体积相应地变小，结构简单，没有气门、火花塞、链条等辅助装置，不需要多级传送来控制活塞的往复运动，传递效率高； 6)该装置的运行过程中只需要提供电能，无需燃烧，不消耗不可再生能源，用可再生能源代替，无二次污染，环保节能，节约资源； 7)力矩大，质量减少，加速度大，适用一些对启动力要求特别大的装置或设备； 8)PWM控制装置电流加载在五个缸体的桥式电路，实现五个活塞有序的循环往复的直线运动，从而驱动曲轴实现旋转运动，控制简单可靠，控制精度高，启动反馈响应快的特占.9)五缸活塞的线圈组都采用线四分之一并联再串联回路式电路，电阻减少，同一电压下电流变大，电磁力增大，加速度大； 10)通过PWM装置设置占空比实现对电流、电压的协调控制实现无级变速，无需额外的减速器装置，简便快捷，调控可靠，连续控制无停顿，动力持续稳定，无跳动。本专利技术是一种结构简单紧凑，工艺要求低，造价低；输出力矩大，惯量小、灵活度大的五缸电磁力发动机及其控制方法。【附图说明】图1为本专利技术五缸电磁力发动机机缸的结构示意图； 图2为本专利技术线圈组中并联线单元与并联节点的示意图； 图3为本专利技术磁块与线圈组的安装结构示意图； 图4为本专利技术永磁体组的结构示意图； 图5为本专利技术线圈组的结构示意图； 图6为本专利技术曲轴的结构示意图； 图7为本专利技术曲轴转过另一角度的结构示意图； 图8为本专利技术的外部示意图； 图9为本专利技术的整体及内部示意图； 图10为本专利技术的内部轴侧示图； 图11为本专利技术的内部正不图； 图12为本专利技术活塞线圈的PWM控制电路图； 图13为本专利技术活塞线圈的通电示意图。【具体实施方式】实施例: 本专利技术的结构示意图如图1、2、3、4所示，本专利技术的五缸电磁力发动机，包括有发动机机体1、支撑套筒2、连杆7及输出轴10，所述发动机机体1包括有机体012和机腔011，机体012内设有机腔011，支撑套筒2套装在机体012内设有的机腔011内，永磁体组4安装在机体012和支撑套筒2之间，支撑套筒2内装设有活塞5，线圈组6绕在活塞5的一端，并将线圈组6固定在活塞4上，支撑套筒2的外圆柱面与永磁体组4过盈配合，永磁体组4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种五缸电磁力发动机，其特征在于包括有发动机机体、支撑套筒、连杆、输出轴、飞轮机构，所述发动机机体包括有机体和机腔，机体内设有机腔，支撑套筒套装在机体内设有的机腔内，永磁体组安装在机体和支撑套筒之间，支撑套筒内装设有活塞，线圈组绕在活塞的一端，且将线圈组固定在活塞上，支撑套筒的外圆柱面与永磁体组过盈配合，永磁体组与气缸体过盈配合，活塞与支撑套筒的内圆柱面间隙配合，且活塞与连杆的一端连接，连杆的另一端与输出轴连接，输出轴位于机体的中心，飞轮机构的转动中心与输出轴固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗良维，杨春燕，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44