[发明专利]一种电磁活塞式电动机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机的技术领域，具体涉及一种电磁活塞式电动机。

背景技术

中国专利文献CN101860168A公开了一种电力发动机，其把传统发动机供气、供油、排气、点火系统去掉，用电磁铁组件替代，活塞内部嵌入永久磁铁，然后通过控制电磁铁线圈的电流方向来控制活塞在缸内上下位移，活塞经连杆曲轴机构对外输出动力。该电力发动机适用于汽车、摩托车等交通工具。类似上述技术方案的专利文献，还有CN1996724A、CN1255767A、CN200990555Y等。

上述现有技术中的电磁活塞式电动机的不足之处在于：通过频繁切换流经电磁铁线圈的电流方向来改变电磁铁的磁极性，从而控制电磁铁与活塞的作用力的方向，进而控制活塞的往复位移；但在实际实施过程中，由于电磁铁线圈的电流方向不能瞬时改变，导致无法确保电动机的输出功率或扭矩的连续性和稳定性。因此，采用切换流经电磁铁线圈的电流方向来改变电磁铁的磁极性，从而控制活塞的位移方向的技术方案，不具有实用性。

为解决上述技术问题，中国专利文献CN102075059A公开了一种电动机：采用了一种电磁铁设于由CPU单元控制的翻转机构上，通过电磁铁快速旋转180°的方式快速切换电磁铁上下端的磁极性，实现电动机的输出功率或扭矩具有较好的连续性和稳定性。

但是该方案由于电磁铁本身惯性和机械旋转结构的约束，电动机的输出功率和扭矩的稳定性不太理想。

另外由于电磁铁本身磁场衰减特性，传统活塞行程大，当两块磁铁距离加大时，磁力急剧减小，也是导致电动机的输出功率和扭矩波动的根本原因之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种输出功率或扭矩的连续性和稳定性较好的电磁

活塞式电动机。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁活塞式电动机，包括：整个电机由多个并联的缸体组组成，每个缸体组由至少3个沿缸体组中心圆周等距阵列的缸体组成，设于各缸体内的装有磁性体的活塞，设于缸体组中心的曲轴，曲轴外面是滑动轴承再外面是轴盘，活塞通过连杆连接在轴盘上；所述每个缸体的外端安装缸体盖，缸体盖内固定于缸体同轴心线的电磁铁，电磁铁与控制单元相连；邻近缸体的外、内止点处分别设有与控制单元相连的外、内行程开关；所述缸体的底部中央设有一与所述控制单元相连的传感器，该所述传感器与所述活塞的底面中央相对。

所述装有磁性体的活塞，磁性体可以采用永磁铁或者电磁铁。

所述活塞上的磁性体面积大于活塞面积。

所述活塞上设有油槽。

所述滑动轴承与轴盘连接采用花键连接。

电动机启动时，采用启动系统驱动所述曲轴转动，所述控制单元通过各缸体底部的传感器检测各活塞的位移方向；若测得某一缸体内的活塞正向远离电磁铁方向位移，则所述控制单元通过所述线圈驱动电路向该缸体的电磁铁的线圈提供相应方向的电流，以使该电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相同，活塞因来自电磁铁的下斥力而在该缸体内加速下移；若测得某一缸体内的活塞正向靠近电磁铁方向位移，则所述控制单元停止给线圈供电；待各电磁铁的线圈得电后，断开所述启动系统并保持各线圈中的电流方向不变；当所述控制单元通过所述内行程开关测得某一缸体内的活塞即将到达该缸体的内止点时，控制单元将电磁铁断电，且此时的活塞已到达内止点，此时与该缸体沿轴心对称的另一个缸体推动曲轴朝相反方向移动，带动该活塞向外移动；当所述控制单元通过所述上行程开关测得该活塞即将到达该缸体的外止点时，控制单元向电磁铁通电，且此时的活塞已到达外止点，由于此时的电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相同，且活塞因来自电磁铁的斥力而开始向内位移；每个活塞如此反复运作。

同一缸体组的各个活塞运转相位间隔均匀，依次轮流推动相应的连杆驱动轴盘，轴盘带动曲轴运转，并使所述曲轴对外输出正扭矩。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本发明的电磁活塞式电动机在工作过程中，电磁铁的线圈电流方向始终保持不变；在活塞即将到达内、外止点时，控制单元通断电流，从而使电磁铁反复对活塞产生作用力，进而驱动曲轴。本发明采用的上述方案，避免了现有技术的因线圈电流无法实现瞬时换向和电磁铁翻转机械带来的延迟，进而使本发明的电动机的输出功率或扭矩具有较好的连续性和稳定性。(2)本发明的活塞行程非常小，从而减少了电磁铁的磁力因间隙而产生的衰减带来的扭矩衰减。(3)本发明中曲柄同时受缸体组中多个缸体的作用力，受力更均匀扭矩更平稳。

附图说明