CN101403364A - 一种液压动力发动机及发电机组装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多用途，无需燃料和燃烧过程，没有污染，完全靠自身循环产生动力能源的新型机械性液压动力发动机及发电机组装置。以解决目前及未来的能源危机，为人类提供一种取之不尽的可再生绿色环保型以及能链接放大功率的机械性能量。以及真正从根本上解决汽车尾气污染和减少温室气体排放问题，降低生产成本实现人人都希望的用电不心疼、开车不用燃料费用，高耗电企业不用支付巨额电费等问题。本发明是由四个部分组建而成，第一部分为能量转换放大功率区域；第二部分为主动力区域；第三部分为特需多帮式变速齿轮区域；第四部分为被执行件区域。其特征是把现有成熟技术中的可产生超大传动能量的液压系统，作为主要动力源来传动第二部分主动力区再传动特需多帮式变速齿轮，该特需多帮式变速齿轮是由低速变到高速传动，第四部分最终执行件为发电机(B)及其它移动作业机车，在该液压动力发动机被起动运转的同时输出轴同时传动发电机(A)供给第一部分能量转换区中所需要的电能，实现自身循环。该发动机第一部分能量转换区的供电方法有四种，可以灵活选择运用。本发明具有比现有企事业单位生产中所有动力能量使用的成本更低，且不受地域和环境的影响，节能环保，安全、消耗小、产生效率高、无污染。

Description

一种液压动力发动机及发电机组装置

技术领域：

本发明涉及一种用于发电机、火车和都市轨道交通系统、轮船、汽车、工程机械、摩托车、农业机械及所有需要动力的机器的新型无需燃油和燃烧，完全靠自身循环产生动力的机械性液压动力发动机及发电机组装置，具体地说是关于一种可以更新改换现有依靠燃油产生动力的内燃发动机及依靠燃煤燃气产生动力的火力发电机组和改变世界未来以发展原子能发电的观念，是一种可以解决人类未来的能源危机和温室气体排放等问题，是目前使用能源成本最低、最清洁高效、以及可以链接放大功率的人造机械性新型液压动力发动机及发电机组装置。

背景技术：

目前发电机、火车、都市轨道交通、轮船、汽车、工程机械、摩托车、农业机械类的发动机都是采用燃烧石油、煤炭、燃料而产生动力，一直以来人类用燃料为生活服务，所付出的代价和负面影响是非常大的，在目前能源危机和环境污染问题越来越严重，石油、煤炭、燃料的价格也越来越高，人们所付出的经济代价也是越来越多，内燃发动机的尾气污染及燃煤、燃气所排放出的温室气体不能得到根本性的治理。拿发电来说，目前的发电动力有火力、核能、水力、风力、太阳能、燃料电池发电等……，这些用于产生能源的机械和方法都存在着各种各样严重缺点，这里下面就各种发电技术及耗能和效应做一些举例说明：

举例(1)火力发电：《我国火力发电厂的Nox.So2和粉尘排入控制水平与发达国家有很大差距，Co2等温室气体的排放量居世界第一位，达到380Co2热当量/Mt碳，而且随着经济的发展，污染物和温室气体的排放量将显著增加。与国外相比，21世纪，我国电力工业面临的困难更大，迫切需要发展清洁高效的发电技术》《现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高，高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来，美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电，许多重要用户长期不能恢复供电，给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟，使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网损坏无不使人引发出一个重要的思考：如果在电网中有许多分布式电源在运转，供电的可靠性将会大大提高。目前，作为备用电源的柴油发电机，由于污染和噪声大，不宜在未来的城市中应用。低温燃料电池不仅发电效率高，而且启动快，变负荷能力强，是很好的备用电源。目前，我国的输、配电网由于存在网架结构薄弱，老旧设备多及电网自动化水平低等问题，供电的可靠性，线损大，抵御自然灾害的能力较差，而且电能的质量较差，电压合格率较低。要提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量，虽然现在主要依靠电网的改造技术革新，但在不远的将来，若以燃料电池作为分布电源的形式加入电力高层，无疑会使电力的供应可靠性大大提高。军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通信中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门，对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源的效率低、污染严重，电压波动大》“以上摘自与中国电力出版社《燃料电池发电系统》一书中第308-310页此书为2006年1月第一版”。

火力发电举例(2)：《目前我国的供电煤耗约为0.35-0.55kg，标准煤/(Kw.h)，能量转换系数是很低的。按供电煤耗0.15kg标准煤计算，能量转换系数仅约26％。火电厂的燃煤消耗量相当大，能量损失更是可观。一个容量为600MW的火电厂，每24h燃烧标准煤约为6000t左右，有效利用的仅占1500t左右，其余约4500t则由于各种原因而损失了。在火电厂的经济核算中，燃煤消耗占极大的比例，约占发电成本的70％-80％。因此，加强燃煤的管理，对降低煤耗，提高能量转化系数和发电厂经济效益有着重大意义。韩城第二发电厂是新建工程，一期建设2台600MW机组，年耗煤量设计煤种为330万t，校核煤种为366万t，全部燃用陕西韩城矿物局原煤。其中约200万t由桑树坪煤矿供应，采用电厂自备煤炭漏斗车铁路运输，约130万t由上峪口、野鸡岭及杨家岭等地方小窑煤矿供应，采用本地卡车公路运输。》以上摘自与中国电力出版社《西安电力高等专科学校，600MW火电机组培训教材，大唐韩城第二发电有限责任公司编》一书中，2006年12月28日2点20分昆山市新华书店，“看到以上火电燃煤能耗系数真是令人触目惊心“！

举例(3)原子核发电：在2006年8月9日10点20分中央电视二台经济频道转播了国家发展和改革委员会主任：马凯就我国当前能源发展和使用情况报告时谈到“一座100万KWh的核发电站需投资160亿元人民币，从设计施工到投交使用要例时6到8年，需要培养400名博士级人才，上岗一年后还要再培训，我国现在的核发电量占全国总发电量的2.1％，80％是依靠燃煤发电，现在计划建26座核电站，以后还要建到100座”。

举例(4)原子核能发电站：在2006年4月13日晚20点30分中央新闻台新闻会客厅播放了1986年4月20日凌晨苏联切尔诺贝利核泄露20年事故谈论会，对核泄露事故评估，六个月内直接死亡人数是二十八人，七千人在五年之内死亡，在过去20年里所造成的损失无法估量。由此可见人们是谈核色变，在现今人类的发展迫于对电能的需求。世界各国都想大量发展使用核能，虽然现在的科技可以达到安全使用核能的要求，也就是在核反应堆上加了一个安全照，这在和平的前题下可以起到一定安全作用。但是现在就核能问题所引起的国际争端已是越发严重，种种迹象不得不使人忧心重重，忧的是一旦发起战争一座核电站就是一个“核弹头”，对于一个国家来讲要想保证安全就要动用军队倍加保护，对于世界或人类来讲大量发展使用核能可能会成为人类自我毁灭的导火索！可想而知火力发电和核能发电是以经济、环境、生命危机作代价，而水力、风力、太阳能发电是有限的，水资源的缺乏、生态环境的恶化，受地域、天气、风向和风力大小等原因的影响，难以大规模发展用于高耗能产业，而且风和太阳能发电的建设占地面积和投资费用非常大，所产生的效益并不高，由于太阳能发电投资费用高，政府为了推广使用绿色可再生能源，要出大量资金进行对用户的鼓励补贴。在生活中电的用途是最广泛的，只要做好安全工作，它也是最方便使用和最清洁环保的，但是由于现有发电所用的能源和投资建设成本高，及电能的供给满足不了社会高速发展的需求，电费价格的偏高使得某些生产领域不得不选择使用其它能源，在家庭生活中也大大限制了家用电器的使用率，不得不依赖于煤炭、煤气和天然气。

在水陆运输交通、都市轨道交通系统、工程机械、农用机械和带步工具，可以说是发展的非常快。但是随着石油燃料能源的危机，尾气污染的越发严重，燃料能源价格偏高，及运输产生成本的日俱增加等问题也越来越多！大巴长途客车、重型运输汽车、重型工程机械，一天的油耗要高达千元以上，一年下来要几十万元油费，大大增加了生产建设费用和投资重型机械用户的成本，大大制约社会的经济发展，为了解决这些问题，世界各国都在努力依靠科技寻求到理想的解决办法，可至今为止也未真正找到一种可以彻底解决这些问题的可替代办法和可替代能源。最有科技代表性方案的也就是燃料电池混合动力技术。可燃料电池最终还是摆脱不了燃料和消耗大气层的氧气而产生出电能，它所用的燃料是高纯度液体氢，氢是一种宜燃宜爆的燃料，在使用中一旦发生意外就会增加一份危害，而且它的使用成本高得惊人，在中国电力出版社的燃料电池发电系统一书中说道“燃料电池研究开发的历史可回溯到从1839年到现在，美国和日本从1965年左右就先后投入大量资金进行研发，书中说目前的燃料电池价格为3000-5000美元/KW，电池的使用寿命为10000h-20000h左右，电池报废时间为12个月-30个月，一辆中小型轿车需要50KW-90KW左右，可想而知这种费用成本是高得惊人的，我国在十五计划期间2001-2005年也投入了24亿人民币对电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的研发，目前这种汽车有的可能已经作为科技展示性模式运行使用，只能是以公交和代步工具为前题，只能在城市中或路况好的公路上使用，要想广泛发展使用可能还要几十年努力，能不能达到理想效果还说不定，因为它的使用成本要比现有内燃发动机使用的成本高出几倍，对降低燃油效率也只有30％左右。难道说我们只有为了降低能耗，一面要发展经济，一面要节能降耗，发展经济型低排量坐着空间狭小的小排量汽车出门吗？这些问题大大制约了汽车业和社会生产经济的快速发展。目前我们迫切需要一种在使用过程中不花一分钱买燃油，不用任何燃料，没有燃烧过程和消耗燃油，没有任何污染，完全靠自身循环产生动力能源的机械性发动机，只有目前任何使用动力能耗成本的百分之三点几，目前这种技术在世界上还是一个空白。

发明内容：

本发明的目的是为了实现一种多用途，无需燃料和燃烧过程，没有污染，完全靠自身循环产生动力能源的新型机械性液压动力发动机及发电机组装置。以解决目前及未来的能源危机，为人类提供一种取之不尽的绿色环保型机械性能量，以及真正从根本上解决汽车尾气污染及从根本上解决全球所关注有望解决的减少温室气体排放问题，降低生产成本实现人人都希望的用电不心疼，开车不用燃料和电的费用，高耗电企业不用支付巨额电费的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。一种液压动力发动机及发电机组装置，是由四个部分组成，第一部分为能量转换放大功率区域，第二部分为主动力区域，第三部分为多帮式变速齿轮区域，第四部分为被执行件区域。第一部分能量转换区是由蓄电池可调速直流电机(A)，减速齿轮及齿轮箱一套，液压系统高压油泵一套，包括有油箱、加油口、油网、油尺，排量为45ml/r额定转速(500到2500)转高压油泵、单向阀、压力表开关、压力表、电磁换向阀、电路板、曲轴凸轮行程开关，调压阀、卸载阀回油滤油器、冷却器、加热器、液压油管一套，执行件(双作用活塞杆式液压缸四根)及使用线路等组成。第二部分主动力区是由(1号)拐式连杆曲轴主动力齿轮总成(2套)及主动力区齿轮连接梁及液压缸连接支撑架共四片，分为AB两组，A组为两片，分别为A组(1)片、A组(2)片；B组为两片，分别为B组(1)片、B组(2)片，可调节式接头座(8个)附加：多帮式齿轮变速箱体。第三部分为特需多帮式变速齿轮区，是由(1A)多帮式四爪橡胶垫减增齿轮总成两套、(2A)自动离合式传动齿轮总成一套、(1B)第二道、多帮式四爪橡胶垫减增齿轮总成一套、(1C)第二道多帮式四爪橡胶垫减增齿轮一套及(1C)附加输出轴、(3A)主输出轴等组成。

第四部分为被执行件区域，所述被执行件在本发明中是用现有(30-100KW)同步发电机(B)一台及移动作业机车等组成。其特征在于该液压动力发动机的第一部分能量转换区域是通过以下方案实现的，先由一组充满电的(12V)蓄电池进行串联达到(24V-110V)的直流电后，把该电源与一套可调速直流电机相连接，从而实现了和内燃发动机所用的调速风油门原理相同的调速效果，用调速开关可以把该电动机从零转到五千转每分种进行无级调速，再以(5000)转每分钟的转速与一套减速齿轮及齿轮箱相连接，该减速齿轮速比为(3./1)也就是说以可调速直流电机的最高转速(5000)转经减速后的最高转速为(1666)转，通过上述方案实现了第一步功率放大，用这种方法是为了尽可能的节约减少用电量和节省配件成本，比原有液压系统要求配用的电动机功率和用电量减少了三分之二，也是实现该发动机能在没有电源无需燃料的移动作业过程中能够靠自身循环产生动力的主要之一，经过第一次功率放大之后，用所产生的最高转速(1666)转速和动力来驱动液压系统中的高压油泵运转工作，进行吸油和压油过程与液压系统油压回路及曲轴凸轮行程控制开关，使用线路，执行件(双作用活塞杆式液压缸)的相互作用下产生出该液压发动机的主要动力源，实现了第二次功率放大，及把液压能量转换为回转运动机械能量的过程。

所述液压系统传动技术在世界上的发展使用已有上百年的历史了，随着社会科学的发展，人类的进步，液压系统技术已经非常成熟，生产厂家很多，可根据各种要求、型号、标准进行定做生产，液压传动不但在各个工业部门占有一定地位，众所周知，液压传动在机械、矿山、化工、冶金等行业也得到了广泛应用，在轻工业、电力、水利、交通、船舶、航空、汽车等行业中也是重要的组成部分，不过现有的生产液压传动技术中的液压缸只有做为往复移动的传动效果。所述液压传动系统的组成主要由以下四个部分组成：

1、动力装置：把机械能转换成液体压力能的装置，称为动力元件。常见的是液压泵，它供给液压系统液压油。2、执行装置把液体的压力能转换成机械能输出的装置，称为执行元件。它可以是作直线运动的液压缸，也可以是作为回转运动的液压马达。3、控制装置，对系统中液体的压力，流量和流动方向进行控制的装置，称为控制元件。如溢流阀、节流阀和换向阀等。4、辅助装置，保证系统正常工作所需的，上述三部分以外的其他装置，称为辅助元器件。如各种接头、油管、过滤器、蓄能器和压力计、油温计、油液加热器和油液冷却器等。它们分别起着连接、输油、过滤、储存压力能、测量液体压力及温度和调节油液温度等辅助作用。

所述液压系统的液压泵是该液压系统中的能量转换装置，在上述方案中的液压泵是把驱动电机的机械能转换成油液的压力能，是液压系统中的动力装置。所述在现有液压泵的技术和种类较多，可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵，还有螺杆泵四大类别，每一类还有多种形式。又有分为低压、中高压、高压。低压泵的压力调整范围为(8)到(70公斤)，中高压泵的压力调整范围为(10)到(210公斤)，高压泵的压力调整范围为(10)到(315公斤)有的可以调整到(500公斤)，在本发明实施样机中配用的是高压齿轮泵系列，该泵压力调整范围为(8)到(210公斤)，流量为最高转速(2500)转每分钟(112.5升)所述曲轴凸轮行程开关是与液压回路系统中控制装置的电磁换向阀，及电源线路的相互作用下实现对液压油的流动方向进行控制。该原理就像内燃发动机的凸轮整时点火原理相近，在本发明方案中是用来调节现有技术中只能做直线往复式传动的双作用活塞杆式液压缸，能把可产生出几百公斤到上千吨的液压能量及往复传动机械能量转变为回转传动和能产生出大转矩高速旋转的机械能量装置。所述双作用活塞杆式液压缸，是上述技术方案中液压能量转换后的最终执行件，是将液压能转变为机械能的重要装置，也是本发明中的主要动力来源装置部件，该部件在技术方案中一台液压发动机可选择使用的数量为一到八根，可以根据发动机的形状及动力、转矩、功率输出的大小进行设计选择使用量，本发明样机中选择使用了四根，型号为HOB-TC型中间铰链轴式油缸，缸内径为(50mm)，杆径为(30mm)，最高使用工作压力为(180公斤)，最大行程为(500mm)。液压的动力大小，往复作业行程的快慢及推拉力大小取决于液压油液的工作压力大小流量大小及液压缸活塞受压面积的大小。所述在本发明方案中在以后的发展使用中可以选择配用双作用双活塞杆式液压缸，因为由于双活塞液压缸左右两腔的有效面积相等，所以当分别向左、右腔输入相同的压力和流量时，液压缸左右两个方向上输出的推拉力和速度是相等的。配用该液压缸可以更好的和更易于调节液压发动机的转动稳定性。所述卸载阀在本方案中是起到该液压发动机起动时能让带动液压泵电动机无负载起动以降低电机起动电流。所述该液压缸中间较连轴是与第二部分主动力区中的可调式连接座挂接，另一端与第二部分主动力区(1号)拐式轴连杆挂接。所述第二部分主动力区(1号)拐式连杆曲轴主动力齿轮总成是根据脚踏自行车的拐式链轮原理进行设计的，在凸轮，凸轮行程开关，可调式连接座，及液压缸活塞杆往复作业的相互作用下，能够做到可以像人踩踏自行车一样的原理，使两个拐式连杆曲轴齿轮向同一方向旋转，带动(2号)主动力输出连接传动齿轮旋转进行传动。所述拐式连杆与齿轮轴相挂接需设有花键连接，这样设计是因为在下一方案调节发动机转速的稳定性时，需要在(180)度到(90)度之间进行定位挂接。所述第一部分能量转换区中的调节控制装置中，曲轴凸轮是安装在该拐式连杆曲轴齿轮的任意一个齿轮两边。

所述过桥齿轮在本发明方案中，是装置在主输出传动齿轮总成的小齿轮端，与拐式连杆曲轴齿轮的中间，这样设计是为了尽可能的增加拐式连杆曲轴齿轮的拐式连杆长度，

因为根据物理杠杆原理，转矩越大扭矩就越大。在本发明中由于主输出轴的装配位置是在两个拐式连杆曲轴齿轮中间，这样就限制了拐式连杆的长度，而拐式连杆曲轴齿轮的拐式连杆太短就会大大增加上述第一部分能量转换放大区的输入动力和油液压力，所以过桥齿轮的设置是必要的，有了过桥齿轮，拐式连杆就可以尽可能的放大长度。所述过桥齿轮、可调节式连接座和主动力区齿轮连接梁及液压缸连接支撑架的相互作用是，可以把液压缸直线往复运动的传动作业调节为回转运动传动作业的作用，分为两组对液压缸的装配角度及回转的平稳性进行上、下、左、右四个方向调节，从第二部分正面方向看液压缸的排列挂接角度为W字母形状，是防止和调节液压传动产生永动的主要有效方案之一。所述在连接梁上顶端连接处设有圆形角度和圆形角度腰子孔。

所述第三部分特需多帮式变速齿轮是由两个以上的齿轮围绕带动一个齿轮传动，再由一个齿轮带动两个以上围绕的齿轮进行可变速传动。这样设计是为了解决设计大型机械和在需要超大扭矩的传动下因大齿轮带动小齿轮传动变速所产生的扭力太大，而单独齿轮的齿存受不了由液压超大能量转换传动产生出的超大扭矩力，该特需多帮式变速齿轮是由低速变到高速，在液压缸传动拐式连杆曲轴齿轮(1号)主动力齿轮转动本实施样机设定为七到二十转每分钟(最高速度)，从输入七到二十转每分钟到输出轴的最高速度为四千八百转每分钟。上述方案中在该动力和特需多帮式变速齿轮及电机无节调速的相互作用下，可以达到各种所需要的转速和动力，通过齿轮大小进行设定，转速可以从(1000)到(6000)转每分种进行设定。所述多帮式四爪橡胶垫减增齿轮在本方案中能起到均衡作用，能保证每个齿轮在运转过程中都能均匀受力，同时又能防止和缓解冲击力对齿轮的损坏，从而起到帮手的效果。所述自动离合式齿轮总成是设置在第一道四爪橡胶垫式减增齿轮1A与第二道四爪橡胶垫式减增齿轮1B之间，在它们的相互作用下能起到在该液压动力发动机关机及减速时，能使以第一道四爪橡胶垫式减增齿轮之内的慢速齿轮与第二道四爪橡胶垫式减增齿轮到输出轴的高速齿轮进行自动离合的装置。因为液压系统的执行件液压活塞杆在系统停止运转及减速时不能像内燃发动机的曲轴活塞一样，能在齿轮高速运转的惯性过程中自动旋转活动。众所周知，高速运转的齿轮在停止及减速过程中都会产生一定的惯性，特别是由低速变到高速而输入端的元件不能跟随自由活动，而齿轮又不能自动分离就会造成齿轮的损坏。在高速陆路运输中，汽车的运行行驶加速、减速及滑行非常平凡，所以自动离合式齿轮总成在本发明方案中也是重要的技术方案之一。该自动离合式齿轮的原理和现有自行车小链轮原理相近，简单地说就像人们踩踏自行车行驶的过程原理相似。所述附加输出轴是连接在第二道多帮式四爪橡胶垫减增齿轮总成(1C)的轴头端上，在本发明样机和方案中是用于传动第一部分能量转换放大功率区中的发电机(A)，在以后的发展使用可以选择用与不用，因为可以附加在主输出轴上。所述第一部分能量转换区的发电机(A)在附加输出轴的传动作用下，在该液压发动机起动运转的情况下，用发出的电供给第一部分能量转换区的蓄电池和传动液压泵电机正常运转，从而达到实现自身循环的目的，在以后的发展使用中，一台液压动力发动机及发电机组上可以由使用一个和多个发电机(A)之间进行选择设置。

所述第一部分能量转换放大功率区的液压泵电机供电方案有四种方法。第一种方法是由一组充满电的(12V)蓄电池进行串联达到(24V)直流电后与一个逆变器相联接，从而得到(220V)的电能，把该电能与一套变频器及变频电机相连接，带动液压泵工作，液压动力发动机起动运转再带动发电机A运转发电供给蓄电池及传动液压泵的变频电机正常运转，实现自身循环。第二种方法是由低压直流电为基础，由一组充满电的(12V)蓄电池进行串联达到安全车用电压及电流范围之内，经过检波整流稳压二极管后供电给传动液压泵的可调速直流电动机，液压发动机起动运转的同时带动直流发电机(A)运转发电，用发出的电给蓄电池及驱动液压泵的可调速直流电动机正常工作，实现自身循环。以上两种方法是运用于所有移动作业及无固定电源的被执行区域机车上的液压动力发动机的配电运行方法。所述上述第二种方案低压直流安全车用供电系统，是一种最原始车用供电方法，早已被当今的科技发展所淘汰，特别是近年大功率电子学的进步，交直流的变换也容易了，汽车的发电机也用交流，连电气铁道用的直流串联电动机也正由使用VVVF变换器的感应电动机所取代。

第三种方法是以现有固定电源及发电厂的剩余电储存电为基础，在发展大型液压动力发电机组的同时也可以考虑用自身发出的电经过并网稳压后供给驱动液压泵的电机，实现以电发电的目的，也就是说通过上述方案就能以用少量自身发出的电通过该液压动力发动机链接放大功率发出超过十到一百倍以及上千倍的电能。

第四种方法是以子母方式实现自身循环，也是实现人造机械性可链接放大功率的方案，该方法也就是在本发明的基础上做一套小型发电机组进行发电，再以发出的电能供给大型移动式发电机组上传动液压泵的电动机所需要的电能，也可以直接连接传动液压泵实现取代电动机传动液压泵，按所需要电能大小为基准进行设计和生产，以上四种方法可以根据需要灵活选用。

所述以本发明已实施样机的实验效果来看，由于是用业余时间进行实施试验，时间及经费和加工条件都很有限，再加上为了降低实验费用，本样机所用的液压元件都是效率非常低的产品，在这种情况下也能以7.5KW-11KW的变频电动机输入7.5KW-11KW功率的现有电源发出了30KW-50KW的电能。根据本发明液压动力发动机及发电机组的样机实验结果可以表明，在未来的发展探索使用过程中把一此高科技、高效率的液压元件及高效率发电机超导超临界发电机技术进行组合，那么液压动力发动机的输入功率到输出功率的放大比例效率还会大大提高，具有很大的发展前景，对实现能源多元化更有重大意义。以本样机实验效果来计算，我们可以用(5KW)到(20KW)功率的可调速电动机来做为输入功率，产生出(150KW)到(200KW)的功率是不难做到的，这样我们可以结合上述第四种自身循环子母方式供电方案，实现机械性链接放大，把该液压动力发动机根据比例大小进行设计运用到各种移动作业机车上了，就可以实现在使用过程中不用任何燃料和燃烧。与火力发电相比，一座60万千瓦燃煤机组一年要消耗8-10亿元人民币的煤炭，而一组液压动力发电机组只需不到2000万元人民币就可以了。根据现有技术液压出力效率进行综合推算，所述上述方案原理用于发电领域单机组可以发展到(5万KW.h)-(7万KW.h)。以现有原子能发电技术相比，一座(100万KWh)核电站需要投资(160亿)元人民币，从设计施工到投产使用要例时六到八年，要培养400名博士级人才。与它相比只要液压动力发电机组方案以发展到五万千瓦时一台单机组计算，只要用(15-30亿)元人民币做三十台五万千瓦时的液压动力发电机组就可以取代原子能发电，而且能保证每台机组一天有八小时不需要运转工作，又可以把十台机组作为应急备用，该方案可以不受地域和环境影响和限制，能在发展大规模中心集中发电和分布式发电站之间灵活运用。与现今的科技高速发展数字化集成电路控制相结合，实现自动化控制已不是难题，通过上述方案有望在未来的发展中将现有的电网作为备用电源。高耗能产业可以自己发电自己用，达到真正的用电不心疼，因为不需要支付巨额电费。还有我们可以将液压动力发电机组装上现有的铁路电力动车组，就不用沿铁路一路架配电网了，以铁道300系列新干线电动车组为基础，该列车主动力电动机是以(40台)三相笼型感应电动机(300KW/台)为一编组，强制风冷式(12000KW/1编组)。与此相比只要发展(13000KW)的液压动力发电机组装上列车，就可以实现自身发电运行了，在一年的运行过程中只需(5-10万)元人民币更换一到两次液压油的成本，而且更换下来的液压油还可以回收再利用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是为人类寻找到了一种取之不尽的绿色可再生、可以循环链接放大功率的人造机械性动力能源，无需燃料和燃烧过程，消耗极小，没有排放，无需外接电源完全靠自身循环产生动力的液压动力发动机及发电机组装置。在发动机领域里拿重型运输汽车和重型工程机械来说，一台发动机一天的燃油费用要上千元，一年下来要几十万元人民币，被称为“油老虎”，大大增加了生产建设费用和增加了投资重型机械用户的成本，随着石油燃料的价格日见升高，这些问题已是越来越明显，解决能源供给问题已是迫在眉睫，与现有发电技术相比，有辅助设施少，投资少结构简单，不受地域环境限制，模块结构体积小，使用成本极低，带来经济回报效益快、高的优点。能为降低生产成本，能为国民经济快速发展，为人类可持续发展，能源多元化节能减排和世界的和谐发展作出贡献。

附图说明：

图1为本发明总立体结构示意图；

图2为第二、第三部分齿轮传动示意图；

图3为第一部分能量转换放大功率区液压系统示意图；

图4为第二部分主动力区立体剖视图；

图5为第二部分液压缸连接梁及可调式连接座示意图；

图6为液压缸可调式连接座11部件示意图包括有：

活动块19、液压缸铰连轴孔20、调节螺杆21、连接螺杆22；

图7、为拐式连杆曲轴承总成1号剖面图包括有：

齿轮23、花键轴24、拐式轴连杆25、拐式轴销26、拐式轴连杆花键孔28、拐式轴销孔27

图8为四爪橡胶减增垫式齿轮1A剖视图，包括有：橡胶减增垫30、内四爪31、外爪齿轮32、当圈板33；

图9：为自动离合齿轮2A剖视图，包括有：内坐体34、钢珠35、钢珠槽36、活动卡销37、内斜齿38、外齿轮圈39、外钢珠槽板当板固定螺丝孔40、弹簧41、外钢珠槽当板42；

图10：为液压传动示意图；

图11：电路控制示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述：

在本发明的总体方案中，从第一部分能量转换放大功率区域里，所述有四种方法给液压系统中传动液压泵4的电动机2进行供电运转工作，下面以第二种供电方法低压直流电为基础开始作进一步描述：由一组充满电的12V蓄电池1进行串连达到安全车用电压及电流范围之内，经过检波整流稳压二极管后供电给可调速的直流电动机2，直流电动机2传动启动减速齿轮箱3再连接启动液压油泵4运转工作进行吸油和压油，所产生的高压油流量通过液压回油管路9及蓄能器6输送给液压系统的最终执行件双作用活塞杆式液压缸G1-G4，在本发明样机实施例中共有四根，其缸体上的中间较链轴的两端与第二部分主动力区域的可调式连接座11中的活动块19的较链轴孔20相连接。所述液压缸G1-G4的活塞杆下端与两套拐式连杆曲轴1号主动力齿轮的拐式轴连杆25上的拐式轴销26相挂接，在凸轮行程开关18的相互作用下，进行回转运动工作，其原理就像人们踩踏自行车一样传动两个过桥齿轮1号1运转再连接传动1套主动力输出连接传动齿轮总成2号运转工作，所述主动力输出传动齿轮2号的大齿轮端又连接传动第三部分特需多帮式变速齿轮区中的2套第一道多帮式橡胶垫减增齿轮1A运转，又同时围绕传动一套自动离合式齿轮总成2A运转工作，又同时传动第二道多帮式橡胶垫减增齿轮1B和1C快速运转工作，再同时传动主输出轴3A高速运转输出该液压动力发动机的额定功率来传动第四部分被执行件发电机B17或是移动作业类机车，所述第二道多帮式橡胶垫减增齿轮1C快速运转的同时附加在轴头端的附加输出轴也就跟随运转传动一个或多个发电机A10正常运转发电，用发出的电供给第一部分能量转换放大区域中的蓄电池1和传动液压泵4的可调速直流电动机2正常运转工作，从而实现自身循环的目的。

Claims (13)

1、一种液压动力发动机及发电机组装置，其特征是由四个部分组建而成，第一部分为能量转换放大功率区域，第二部分为主动力区域，第三部分为多帮式变速齿轮区域，第四部分为被执行件区域，所述第一部分能量转换区域由一组充满电的12V蓄电池(1)进行串连达到车用安全电压为准，可调速直流电动机(2)，发电机A(10)，减速齿轮及齿轮箱(3)一套，现有成熟技术在各种工业行业得到广泛应用，可产生超大动力能量的液压配套传动系统及液压系统执行件液压缸(G1-G4)，及曲轴凸轮行程开关(18)，使用线路等组成，第二部分主动力区由(1号)拐式连杆曲轴主动力齿轮总成(2套)，(1号1)过桥齿轮(2个)，(2号)主动力输出连接传动齿轮总成(1套)，齿轮连接梁及液压缸连接支撑架共四片，分为AB两组，A组为两片，分别为A组(1片)13，A组(2片)14，B组为两片，分别为B组(1片)15，B组(2片)16，可调式接头座(11)(8个)，付加：多帮式齿轮变速箱体12组成，第三部分特需多帮式变速齿轮区由(1A)多帮式四爪式橡胶垫减增齿轮总成(2套)，(2A)自动离合式传动齿轮总成(1套)，(1B)为第二道多帮式四爪橡胶垫减增齿轮总成(1套)，(1C)为第二道多帮式四爪橡胶垫减增齿轮(1套)及附加输出轴，(3A)主输出轴等组成，第四部分被执行件区由现有成熟技术的发电机B17及移动作业机车组成。

2、根据权利要求1所述的第一部分能量转换放大功率区其特征是，所述的液压系统中传动液压泵的电机供电方案有四种方法可灵活选择配用，以达到实现自身循环作功和以少量电能发出更多电能实现以电发电，及能实现人造机械性链接放大功率能量的目的。第一种方法是由一组充满电的(12V)蓄电池(1)进行串联达到(24V)直流电后与一个逆变器相联接，从而得到(220V)的电能，把该电能与一套变频器及变频电机(2)相连接，带动液压泵(4)工作，液压动力发动机起动运转再带动发电机A(10)运转发电供给蓄电池(1)及传动液压泵(4)的变频电机(2)正常运转，实现自身循环。第二种方法是由低压直流电为基础，由一组充满电的(12V)蓄电池(1)进行串联达到安全车用电压及电流范围之内，经过检波整流稳压二极管后供电给传动液压泵(4)的可调速直流电动机(2)，液压发动机起动运转的同时带动直流发电机A(10)运转发电，用发出的电供给蓄电池(1)及驱动液压泵(4)的可调速直流电动机(2)正常工作，实现自身循环。以上两种方法是运用于所有移动作业及无固定电源的被执行区域机车上的液压动力发动机的配电运行方法。所述上述第二种方案低压直流安全车用供电系统，是一种最原始车用供电方法，早已被当今的科技发展所淘汰，特别是近年大功率电子学的进步，交直流的变换也容易了，汽车的发电机也用交流，连电气铁道用的直流串联电动机也正由使用VVVF变换器的感应电动机所取代。第三种方法是以现有固定电源及发电厂的剩余电储存电为基础，在发展大型液压动力发电机组的同时也可以考虑用自身发出的电经过并网稳压后供给驱动液压泵(4)的电机，实现以电发电的目的，也就是说通过上述方案就能以用少量自身发出的电通过该液压动力发动机链接放大功率发出超过十到一百倍以及上千倍的电能。第四种方法是以子母方式实现自身循环，也是实现人造机械性可链接放大功率的方案，该方法也就是在本发明的基础上做一套小型发电机组进行发电，再以发出的电能供给大型移动式发电机组上传动液压泵(4)的电动机所需要的电能，也可以直接连接动液压泵实现取代电动机传动液压泵，按所需要电能大小为基准进行设计和生产，以上四种方法可以根据需要灵活选用。

3、根据权利要求1所述的第一部分能量转换放大功率区其特征是所述曲轴凸轮及行程开关是与液压系统中的控制装置电磁换向阀(5)及电源线路的相互作用下实现对液压油的流动方向进行控制。该原理就像内燃发动机的凸轮整时点火原理相近，在本发明方案中是用来调节现有技术中只能做直线往复式传动的双作用活塞杆式液压缸(G1-G4)，能把可产生几吨到几千吨的液压能量及往复传动机械能量转变为回转传动和能产生大功率大转矩高速旋转的机械功率。

4、根据权利要求1所述第一部分能量转换放大功率区其特征是所述的发电机A(10)在第三部分附加输出轴(1C)及主输出轴(3A)的传动作用下，在该液压发动机起动运转的情况下，用发出的电供给第一部分能量转换放大区的蓄电池(1)和传动液压泵电机(2)正常运转工作，从而达到实现自身循环的目的，在以后的发展使用中一台液压动力发动机及发电机组上可以由使用一个和多个发电机A(10)进行选择设置。

5、根据权利要求1所述第一部分能量转抽放大功率区其特征是，所述的减速齿轮及齿轮箱(3)该减速齿轮速比为(3/1)，也就是说以可调速电机(2)的最高转速(5000)转经减速后的最高转速为(1666)转，通过上述方案实现了第一步功率放大，用这种方法是为了尽可能的节约减少用电量和节省配件成本，比原有液压系统要求配用的电动机功率和用电量减少了三分之二，也是实现该发动机能在没有电源无需燃料的移动作业过程中能够靠自身循环产生动力的主要之一，经过该减速箱放大功率之后，以输出轴所产生的最高转速(1666)转的转速和动力来驱动液压系统中的高压油泵(4)运转工作，进行吸油和压油过程与该液压系统油压回路，及曲轴凸轮行程开关(18)，使用线路，执行件双作用活塞杆式液压缸(G1-G4)的相互作用下产生出该液压发动机的主要动力源，实现了第二次功率放大，及把液压能量转换为回转运动机械能量的过程。

6、根据权利要求1所述第一部分能量转换放大功率区其特征是，所述的液压系统执行件双作用活塞杆式液压缸(G1-G4)，是上术技术方案中液压能量转换后的最终执行件，是将液压能转变为机械能的重要装置，也是本发明中的主要动力来源装置部件，该部件在技术方案中一台液压发动机可选择使用的数量为一到八根，可以根据发动机的形状及动力，转矩，功率输出的大小进行设计选择使用量，液压缸的动力大小往复作业行程的快慢，及推拉力大小取决于液压油液的工作压力大小，流量大小，及液压缸活塞受压面积的大小，在以后的发展使用中可以选择配用双作用双活塞杆式液压缸，因为由于双活塞杆液压缸左右两腔的有效面积相等，所以当分别向左，右两腔输入相同的压力和流量时，液压缸左，右两个方向上输出的推拉力和速度是相等的，配用该液压缸可以更好的和更易于调节液压发动机的转动稳定性，该液压缸中间较连轴是与第二部分主动力区中的可调式连接座(11)挂接，另一端与第二部分主动力区的拐式轴连杆(25)及拐式轴销26挂接。

7、根据权利要求1所述第二部分主动力区其特征是所述的拐式连杆曲轴(1号)主动力齿轮总成是根据脚踏自行车的拐式链轮原理进行设计的，在凸轮、凸轮行程开关(18)，可调式连接座(11)，及液压缸活塞杆往复作业的相互作用下，能做到可以像人踩踏自行车一样的原理，使两个拐式连杆曲轴齿轮向同一方向旋转，带动主动力输出连接传动齿轮(2号)旋转进行传动。

8、根据权利要求1所述第二部分主动力区其特征是，所述的过桥齿轮(1号)在本发明方案中是装置在主输出传动齿轮总成(2号)的小齿轮端，与拐式连杆曲轴齿轮(1号1)的中间，这样是为了尽可能的增加拐式连杆曲轴齿轮(1号)的拐式连杆(25)长度，因为根据物理杠杆原理，转矩越大扭矩就越大，在本发明中由于主输出轴(2号)的装配位置是在两个拐式连杆曲轴齿轮(1号)中间，这样就限制了拐式连杆(25)的长度，而拐式连杆曲轴齿轮(1号)的拐式连杆(25)太短就会大大增加上述第一部分能量转换放大区的输入动力和油液的压力，所以过桥齿轮(1号1)的设置是必要的。

9、根据权利要求1所述第二部分主动力区其特征是，所述的可调式连接座(11)和主动力区齿轮连接梁及液压缸连接支撑架的相互作用是可以把执行件液压缸(G1-G4)直线往复运动的传动作用调节为回转传动作业的作用，分为两组对液压缸(G1-G4)的装配角度及回转的平稳性进行上、下、左、右四个方向调节，从第二部分正面方向看液压缸的排例挂接角度为W字母形状，是防止和调节液压传动产生永动的主要有效方案之一，所述在连接梁上顶端连接处设有圆形角度和圆形角度腰子孔。

10、根据权利要求1所述第三部分特需多帮式变速齿轮，其特征是由两个以上的齿轮围绕带动一个齿轮传动，再由一个齿轮带动两个以上围绕的齿轮进行可变速传动，这样设计是为了解决设计大型机械和在需要超大扭矩的传动下因大齿轮带动小齿轮传动变速所产生的扭力太大，而单独齿轮的齿存受不了由液压超大能量转换传动产生出的超大扭矩力，该特需要多帮式变速齿轮是由低速变到高速，在液压缸(G1-G4)传动拐式连杆曲轴(1号)(主动力齿轮)本发明方案设为(7-20)转每分钟最高速度，从输入(7-20)转每分钟到输出的最高转速为(4800)转每分钟，上述方案中在该动力和特需多帮式变速齿轮及电机(2)无节调速的相互作用下，可以达到各种所需要的转速和动力，通过齿轮大小进行设定，转速可以从(1000)到(6000)转每分钟进行设定。

11、根据权利要求1所述第三部分多帮式四爪橡胶垫减增齿轮总成(1A)其特征是所述多帮式四爪橡胶垫减增齿轮在本方案中能起到均衡作用，能保证每个齿轮在运转过程中都能均匀受力，同时又能防止和还解冲击力对齿轮的损坏，从而起到帮手的效果。

12、根据权利要求1所述第三部分自动离合式齿轮总成(2A)其特征是设制在第一道四爪橡胶垫式减增齿轮(1A)与第二道四爪橡胶垫式减增齿轮(1B)(1C)之间，在它们的相互作用下能起到在该液压动力发动机关机及减速时，能使第一道四爪橡胶垫式减增齿轮(1A)之内的慢速齿轮与第二道四爪橡胶垫式减增齿轮(1B)(1C)到输出轴的高速齿轮进行自动离合的装置，因为液压系统的执行件液压缸(G1-G4)的活塞杆，在系统停止运转及减速时不能像内燃发动机的曲轴活塞一样，能在齿轮高速运转的惯性过程中自动旋转活动。众所周知，高速运转的齿轮在停止及减速过程中都会产生一定的惯性，特别是由低速到高速而输入端的元件不能跟随自由活动，而齿轮又不能自动分离就会造成齿轮的损坏，所以自动离合式齿轮总成(2A)在本发明方案中也是重要的技术方案之一，该自动离合式齿轮(2A)的原理和现有自行车小链轮原理相近，简单地说就像人们踩踏自行车行驶的过程原理相同。

13、根据权利要求1所述第三部分附加输出轴(1C)，其特征是所述附加输出轴(1C)是连接在第二道多帮式四爪橡胶垫减增齿轮总成(1C)的轴头端上，在本发明方案中是用于传动第一部分能量转换区中的发电机A(10)，在以后的发展使用可以选择用与不用，因为可以附加在主输出轴上

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