内燃发电一体机制造技术

内燃发电一体机,涉及一种利用电磁感应原理的发电装置，特别是以燃油为动力直接转换为电能的内燃发电一体机。在圆环形封闭的气缸内，内置四块磁铁，其中两块磁铁为辅助磁铁，另两块磁铁为磁铁活塞。内燃区域设置有进气门、火花塞和出气门，气缸外绕有线圈，气缸外壁上设有控制点传感器，与控制点传感器连接执行器。积极效果在于，两个磁铁活塞因燃料爆燃而产生的运动直接作用于线圈产生电流，没有中间的机械传动，故能源转化效率较高。

【技术实现步骤摘要】
内燃发电一体机
本专利技术涉及一种利用电磁感应原理的发电装置，特别是以燃油为动力直接转换为电能的内燃发电一体机。
技术介绍
现有技术中的燃油发电机，由内燃机部分和发电机部分组成，内燃机部分把燃油能量转换成机械转动，发电机部分把机械转动转换成电能。由于存在转换机械转动这个中间环节，造成传统的燃油发电机结构复杂，体积很难做小，重量大，限制了发电机在一些小型化、轻量化场合的应用和发展，特别是，内燃机的活塞-曲轴-轴承-联轴器-轴承-发电机转子，其间存在若干的机械传动环节，每个环节都存在一定的转换效率损耗，传动环节越多转换效率越低，无疑会在一定程度上造成能源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种内燃发电一体机，以达到减少机械传动环节，提高能源转化效率的目的。本专利技术所提供的内燃发电一体机，其特征在于，在圆环形封闭的气缸内，内置四块磁铁，其中两块磁铁为辅助磁铁，分别位于气缸内一块实心铁芯的两侧，并吸附于铁芯上，铁芯固定在气缸内；所述四块磁铁中的另两块磁铁为磁铁活塞，在气缸空腔中处于自由运动状态，二者相对端磁极相同，二者另一端分别与相近辅助磁铁的相对端磁极相同；与实心铁芯相对的气缸另一侧为内燃区域，设置有进气门、火花塞和出气门，在进气门和相近的辅助磁铁之间以及排气门和相近的辅助磁铁和之间分别绕有线圈，每一个线圈从首端到尾端之间有三次抽头；气缸外壁上针对排气位、压缩位、做功位、吸气位分别设有控制点传感器，以检测磁铁活塞到达的实时位置；与上述控制点传感器连接的执行器包括：进气门、出气门的开闭执行器，火花塞点火执行器，以及线圈首端依次与第一、第二、第三抽头、线圈尾端之间线圈与外部电源或发电线路连接通断的执行器。本专利技术所提供的内燃发电一体机的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，启动；两个磁铁活塞自由地处于初始位置，排气门打开，进气门关闭，由外部电源供电给线圈，线圈上得到与磁铁活塞同方向的磁场，推动磁铁活塞向内燃区域运动；推动过程是：首先，线圈首端与第一抽头之间线圈得电，磁铁活塞开始运动，然后线圈首端依次与第二、第三抽头、线圈尾端之间线圈得电，直到磁铁活塞运动到排气位控制点传感器，控制排气门关闭，进气门打开，断开线圈与外部电源连接，同时接入到发电线路；步骤二，吸气；两个磁铁活塞互相受到对方的排斥力作用分别向相近的辅助磁铁方向运动，燃料和空气的混合物由进气门进入到气缸内；磁铁活塞的磁场进出线圈产生电力；步骤三，压缩；当磁铁活塞运行到吸气位控制点传感器位置，控制进气门和排气门都关闭，两块磁铁活塞分别受到两块辅助磁铁的排斥力，反方向折返向内燃区域运动，燃料和空气的混合物被压缩；磁铁活塞的磁场进出线圈产生电力；步骤四，做功；当磁铁活塞运行到压缩位控制点传感器，火花塞点火，燃料和空气的混合物爆燃做功，推动两个磁铁活塞分别向辅助磁铁方向运动，克服辅助磁铁的排斥力而穿过线圈发电；步骤五，排气；当磁铁活塞运行到做功位控制点传感器，控制进气门关闭，排气门打开，两个辅助磁铁产生的排斥力分别推动两个磁铁活塞反方向往内燃区域运动，废气由排气门排出，准备进入下一个工作周期；磁铁活塞的磁场进出线圈产生电力。本专利技术的内燃发电一体机，两块磁铁作为磁铁活塞在气缸内往返运动产生出变化的磁场，并利用线圈同时作为压缩线圈和发电线圈，产生的磁力相互作用构成一个完整的工作周期，所有部件都安置在一个封闭的气缸内，使得内燃发电一体机体积小、重量轻，适合很多微型化和轻量化的应用场合。特别是，两个磁铁活塞因燃料爆燃而产生的运动直接作用于线圈产生电流，没有中间的机械传动，故能源转化效率较高。附图说明附图部分公开了本专利技术的具体实施例，其中，图1是本专利技术的启动状态示意图；图2是本专利技术的吸气状态示意图；图3是本专利技术的压缩状态示意图；图4是本专利技术的做功状态示意图；图5是本专利技术的排气状态示意图；图6是本专利技术的工作流程示意图；图7是本专利技术的控制逻辑框图；图8是磁铁活塞的剖面结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术所述的内燃发电一体机，在圆环形的密闭气缸1内，内置左侧磁铁活塞2、右侧磁铁活塞3、左置辅助磁铁4、右置辅助磁铁5，左置辅助磁铁4和右置辅助磁铁5位于铁芯6两侧，并吸附在铁芯6上，铁芯6固定在气缸1上。对应于铁芯6的气缸1的另一侧内燃区域，装置有火花塞9，在火花塞9的两边分别装置有进气门7和排气门8，在进气门7和左置辅助磁铁4之间绕有左线圈11，在排气门8和右置辅助磁铁5之间绕有右线圈12，每一个线圈从首端到尾端之间有三次抽头，分别连接于外部电源或发电线路。本专利技术所采用的控制点传感器包括：在进气门7旁边的气缸外壁上按照设计规格埋设有排气位霍尔传感器10，在排气位霍尔感应器10旁边的压缩位霍尔传感器13，在左置辅助磁铁4旁边的做功位霍尔传感器15，在做功位霍尔传感器15旁边的吸气位霍尔传感器14。本专利技术所采用的执行器包括：进气门7、火花塞9和出气门8的执行器，线圈首端依次与第一、第二、第三抽头、线圈尾端之间线圈与外部电源或发电线路连接通断的执行器。为提高自动控制效果，可以采用微处理器控制单元与其输入端连接的上述控制点传感器（sensor），及其输出端连接的上述执行器（actuator）的结合，如图7所示，启动与发电线路控制是这样实现的：点按启动按钮K1，作为执行器的继电器K2、K6接通，并锁存住外部电源供电，继电器K7、K8断开，发电电路被切断，继电器K3、K4、K5都接通，发电线圈的首端和第一抽头之间部分得电，依次断开继电器K3、K4、K5，发电线圈的首端和第二抽头之间部分得电、发电线圈的首端和第三抽头之间部分得电、发电线圈的首端和尾端之间部分先后依次得电，当检测到排气位霍尔感应器的信号，微处理器控制单元断开继电器K2、K6，控制电路失去外部电源供应，继电器K3、K4、K5因失去控制而全部断开，继电器K7、K8因失去控制而全部接通，整条线圈切断外部电源供电而接入到发电线路。为保证控制效率和可靠性，节约成本，也可以是上述控制点传感器与执行器如继电器的直接联动。上述的控制方式，或者采用微处理器控制单元与其连接的控制点传感器、执行器的结合，或者是控制点传感器与执行器直接联动，均是根据磁铁活塞运动到达的位置，实时控制进气门、火花塞和出气门的动作，以及线圈和分段线圈与外部电源或发电线路的连接通断，是本领域技术人员根据本专利技术技术方案的设计容易想到和能够实现的，故不作过多说明。显然，上述左线圈11、右线圈12的首端，应将磁铁活塞的初始位置包括于线圈范围之内，以确定上述线圈在作为压缩线圈时对磁铁活塞的有效作用。同理，上述左线圈11、右线圈12的尾端位置，应确保两个磁铁活塞运动到顶端时对燃料和空气的混合物压缩有效，以满足爆燃的条件。如图6所示，本专利技术的工作原理是这样的：启动时，左侧磁铁活塞2和右侧磁铁活塞3自由地处于初始位置，进气门关闭，排气门打开，左线圈11和右线圈12的首端和第一抽头、第二抽头、第三抽头、末端之间相继由外部电源供电，左线圈11和右线圈12产生的磁场产生的排斥力分别推动左侧磁铁活塞2和右侧磁铁活塞3向火花塞9所处位置运动，检测到排气位霍尔感应器10产生信号，切断左线圈11和右线圈12的外部电源供应，并把左线圈11和右线圈12接入到发电线路中，此过程为内燃发电一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃发电一体机，其特征在于，在圆环形封闭的气缸（1）内，内置四块磁铁，其中两块磁铁为辅助磁铁，分别位于气缸内一块实心铁芯（6）的两侧，并吸附于铁芯上，铁芯固定在气缸内；所述四块磁铁中的另两块磁铁为磁铁活塞，在气缸空腔中处于自由运动状态，二者相对端磁极相同，二者另一端分别与相近辅助磁铁的相对端磁极相同；与实心铁芯相对的气缸另一侧为内燃区域，设置有进气门（7）、火花塞（9）和出气门（8），在进气门和相近的辅助磁铁之间以及排气门和相近的辅助磁铁和之间分别绕有线圈，每一个线圈从首端到尾端之间有三次抽头；气缸外壁上针对排气位、压缩位、做功位、吸气位分别设有控制点传感器，以检测磁铁活塞到达的实时位置；与上述控制点传感器连接的执行器包括：进气门、出气门的开闭执行器，火花塞点火执行器，以及线圈首端依次与第一、第二、第三抽头、线圈尾端之间线圈与外部电源或发电线路连接通断的执行器。

【技术特征摘要】
1.一种内燃发电一体机，其特征在于，在圆环形封闭的气缸（1）内，内置四块磁铁，其中两块磁铁为辅助磁铁，分别位于气缸内一块实心铁芯（6）的两侧，并吸附于铁芯上，铁芯固定在气缸内；所述四块磁铁中的另两块磁铁为磁铁活塞，在气缸空腔中处于自由运动状态，二者相对端磁极相同，二者另一端分别与相近辅助磁铁的相对端磁极相同；与实心铁芯相对的气缸另一侧为内燃区域，设置有进气门（7）、火花塞（9）和出气门（8），在进气门和相近的辅助磁铁之间以及排气门和相近的辅助磁铁和之间分别绕有线圈，每一个线圈从首端到尾端之间有三次抽头；气缸外壁上针对排气位、压缩位、做功位、吸气位分别设有控制点传感器，以检测磁铁活塞到达的实时位置；与上述控制点传感器连接的执行器包括：进气门、出气门的开闭执行器，火花塞点火执行器，以及线圈首端依次与第一、第二、第三抽头、线圈尾端之间线圈与外部电源或发电线路连接通断的执行器。2.根据权利要求1所述的内燃发电一体机的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，启动；两个磁铁活塞自由地处于初始位置，排气门打开，进气门关闭，由外部电源供电给线圈，线圈上得到与磁铁活塞同方向的磁场，推动磁铁活塞向内燃区域运动；推动过程是：首先，线圈首端与第一抽头之间线圈得电，磁铁活塞开始运动，然后线圈首端依次与第二、第三抽头、线圈尾端之间线圈得电，直到磁铁活塞运动到排气位控制点传感器，控制排气门关闭，进气门打开，断开线圈与外部电源连接，同时接入到发电线路；步骤二，吸气；两个磁铁活塞互相受到对方的排斥力作用分别向相近的辅助磁铁方向运动，燃料和空气的混合物由进气门进入到气缸内；磁铁活塞的磁场进出线圈产生电力；步骤三，压缩；当磁铁活塞运行到吸气位控制点传感器位置，控制进气门和排气门都关闭，两块磁铁活塞分别受到两块辅助磁铁的排斥力，反方向折返向内燃区域运动，燃料和空气的混合物被压缩；磁铁活塞的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建旭，王玉刚，
申请(专利权)人：王玉刚，
类型：发明
国别省市：山东,37