[实用新型]一种磁力传动发动机能量传递系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发动机能量传递系统，特别涉及一种基于磁力传动的发动机能量传递系统，属于能源动力领域。

背景技术

传统发动机包括二冲程和四冲程两类热力循环方式，由于活塞的直线运动无法直接实现旋转动力输出，所以要靠曲柄连杆机构完成能量转换，传递力和改变运动方式。四冲程发动机工作中，曲柄连杆机构在做功行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，同时将活塞上的作用力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动，而在其他三个行程中，即进气、压缩、排气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。曲柄连杆机构由活塞组、连杆组和曲轴飞轮组的零件组成。

发动机工作时，曲柄连杆机构直接与高温高压气体接触，曲轴的旋转速度又很高，活塞往复运动的线速度相当大，同时与可燃混合气和燃烧废气接触，曲柄连杆机构还受到化学腐蚀作用，并且润滑困难。可见，曲柄连杆机构的工作条件相当恶劣，它要承受高温、高压、高速和化学腐蚀作用。传统的曲轴主要由曲柄、曲拐和曲柄销组成，其主要特点为阶梯轴段，工作过程中活塞组因往复运动而引起的往复惯性力和惯性力矩不能得到完全的平衡，由此引发的振动与噪声问题日益突出。同时，活塞在侧压力的作用下沿气缸壁面高速滑动，由于润滑条件差，摩擦损失大，磨损严重。

从能源效率来看，传统发动机的能量由燃料化学能传递到发动机曲轴旋转机械能，再由传动装置传递到车轮，传递链体积庞大，由于机械摩擦等能量损耗，整机系统能量传递效率较低。随着全球能源危机问题的日益突出，对发动机节能的要求不断提高。人们一方面致力于对传统发动机的改进和完善，另一方面不断寻求新型的动力传递装置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是降低发动机能量传递链的结构复杂度，减小发动机体积，提高发动机整机系统能量传递效率，本实用新型公开了一种磁力传动发动机能量传递系统。

本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的。

本实用新型的一种磁力传动发动机能量传递系统通过发动机气缸内的活塞永磁体和飞轮永磁体磁力相互作用，在做功和排气行程中把活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动，将活塞上的作用力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动；在压缩和进气行程中又把曲轴的旋转运动转变成活塞的往复直线运动。

本实用新型的一种磁力传动发动机能量传递系统，包括发动机和曲轴飞轮组件。发动机包括：喷油器、气缸盖、散热片、扫气口、进气口、排气口和活塞；曲轴飞轮组件包括曲轴、飞轮、飞轮齿圈、飞轮永磁体组，所述的飞轮永磁体组包括N极飞轮永磁体和S极飞轮永磁体，飞轮永磁体组包含的飞轮永磁体总数须为偶数，相邻飞轮永磁体极性相反。

所述的喷油器、气缸盖、散热片、活塞、扫气口、进气口和排气口与现有技术中发动机的喷油器、气缸盖、散热片、活塞、扫气口、进气口和排气口结构相同。所述发动机缸体由非铁磁性材料铸造而成，所述发动机缸体一端密封，另一端与气缸盖固定连接，发动机缸体外表面布置有散热片，缸体侧部开有进气口、排气口和扫气口；气缸盖顶部开有用于安装喷油器的通孔，喷油器的末端通过气缸盖顶部的通孔与气缸的内腔连通；所述控制器与喷油器连接，用于控制喷油器向所述发动机气缸内喷射高压燃油。

所述活塞由非铁磁性材料铸造而成，头部开有用于安装活塞环的环槽，活塞裙部嵌入活塞永磁体，活塞永磁体极性为靠近活塞头部的一端呈S极，另一端呈N极。

所述曲轴飞轮组件位于与喷油器相反方向的气缸缸体外侧。曲轴末端与飞轮相连，飞轮的外缘靠近曲轴的一端嵌入飞轮永磁体组，所述的飞轮永磁体组包括N极飞轮永磁体和S极飞轮永磁体，飞轮永磁体组包含的飞轮永磁体总数须为偶数，相邻飞轮永磁体极性相反。通过活塞永磁体和飞轮永磁体磁力相互作用，实现活塞的往复直线运动与曲轴旋转运动之间的转换。飞轮外缘另一端压有飞轮齿圈，飞轮齿圈用于与起动机的驱动齿轮啮合，用于起动发动机。

本实用新型的一种磁力传动发动机能量传递系统既可以作为单气缸发动机，也可以多气缸多模块运行。

本实用新型中发动机部分既可以设计成为自由活塞二冲程发动机，也可以通过改变飞轮上的飞轮永磁体组包含的飞轮永磁体数量或改变气缸数量将发动机改为自由活塞四冲程发动机；同时，由于自由活塞发动机具有压缩比可变特性，因此本实用新型中的发动机既可以将汽油作为燃料，也可以将柴油等多种燃油或可燃气体作为燃料；