CN102444471A - 齿轮发动机及驱动系统 - Google Patents

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Abstract

齿轮发动机及驱动系统。本发明涉及到一种发动机系统。现有的三角转子发动机不能在高速或低速，都能输出大力矩，不能满实际需求，不被广泛使用。本发明的目的是：本发明的目的是：提供一种符合现代需求的动力系统，克服了上述诸多缺点，在高或低速的运行状态下，都能输出大力矩。具有高效率，和多种能源利用的特点。包括以下四个主要部分。一、齿轮发动机。二、能量回收利用系统。三、齿轮气动机。四、齿轮发动机及驱动系统。其中包括：储气罐和齿轮泵，其特征是：在壳体的内侧，把进口与两齿轮之间设为燃烧室，进口通过单向阀连接压缩空气罐，在进口内设置燃料喷管，在燃烧室内设置点火装置。

Description

齿轮发动机及驱动系统
技术领域
本发明涉及到一种发动机系统，包括，内燃机和气动机。
背景技术
随着能源需求的增长，能源的使用成本迅速增加，为提高发动机的效率，降低能源成本，寻求一种符合现代需求的发动机，是改变现状的必由之路。泵、空气压缩机、气动马达、发动机它们的机械原理有很多相同之处，用主要技术特征来分，有活塞型和叶片型，活塞型，适于低速、高转矩。叶片型适于高转速，效率高输出力矩小。无论高速还是低速，都能输出大力矩的发动机是多年的追求。现有三角转子发动机等。没能有效地满足上述条件。不被广泛使用。除此之外，发动机体积小、重量轻、结构简单、节能、高效、多种能源利用也是新型发电机必须与有的特征。否则将没有生命力。
一种把燃烧和做功分开，用两步成完发动机工作的分体式发动机，“气体压缩机和过压控制器”CH 201010270227.X中，提供的一种，在气罐内用气泡隔离燃烧前后气体的方法。缺点是用于产生气泡的液体易蒸发，在高温的环境下难以形成气泡。如果采用耐高温的液体，有可能在高温的环境下，释放出有害气体对环境不利。用高压气体做功的有“回收压缩能发电机系统”CH200910241486.7中提到了一种回收乏能的方法，其缺点是：在回收乏能的过程中，很容易产生反压，降低发动机的功效。
发明内容
本发明的目的是：提供一种符合现代需求的动力系统，克服了上述诸多缺点，在高或低速的运行状态下，都能输出大力矩。具有高效率，和多种能源利用的特点。包括以下四个主要部分。一、齿轮发动机。二、能量回收利用系统。三、齿轮气动机。四、齿轮发动机及驱动系统。
为实现本发明的目的采取的措施是：
1、齿轮发动机，包括：与齿轮泵中相似结构的双齿轮、壳体和进口、出口，其特征是：在壳体的内侧，把进口与两齿轮之间设为燃烧室，进口通过单向阀连接压缩空气罐，在进口内设置燃料喷管，在燃烧室内设置点火装置。
2、根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：在齿轮发动机的壳体上、进口与出口之间、齿轮上齿经过的范围内，设置回收口，回收口与回收储气罐连接。
3、根据权利要求1和2所述的齿轮发动机，其特征是：回收储气罐连接气动增压泵的进口，增压泵的被加压气体进口与空气连通，被增压泵增压的气体出口，连接压缩空气储气罐。
4、根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：电动气泵的输出口，连接到压缩空气罐。
5、根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：在一个输出轴上，串联多个齿轮发动机，分时喷射燃料和点火。
6、根据权利要求1所述的，气动齿轮发动机，其特征是：在气动齿轮发动机的出口一侧，双齿轮的一部分暴露在壳体外，直接与被动轮咬合。
7、齿轮气动机，包括，与齿轮泵中相似结构的双齿轮和壳体，还有进出口，
其特征是：在进出口和储气罐与排空之间设置换向阀。
8、根据权利要求7所述的，齿轮气动机，其特征是：在齿轮气动机的壳体上、进出口之间和齿轮上的齿经过的范围内，设置回收口，回收口连接回收储气罐。
9、根据权利要求7所述的，齿轮气动机，其特征是：在一个输出轴上，串联多个齿轮气动机。
10、发动机及驱动系统，包括，齿轮发动机、齿轮气动机和乏气回收利用系统，其特征是：电动空气压缩机输出压缩空气，送入压缩空气罐，在通过齿轮发动机，加燃料后点燃，生产高压气体，存入在储气罐中，控制开关，连接齿轮气动机的进出口和储气罐、回收储气罐，气动增压泵，连接回收储气罐，转换的压缩空气送入压缩空气罐。
本发明的优点
1、气动齿轮发动机。是利用流体和压力产生动力的齿轮发动机。它利用齿轮泵的两个特征是：首先是，流体的压力直接作用在齿轮的齿上，推动齿运动，而不是靠冲击推动齿轮转动，所以，在压力的作用下，无论高速或低速都能实现大力矩输出。另一个特征是，在工作的过程中，流体带动齿轮连续运动，没有往复运动在高速运动时产生的阻力，所以运行流畅，速度高。能超越电机角速度的极限。
该发动机只是在齿轮泵结构的基础上，加装燃料和点火装置，简化了发动机的结构，降低了制造成本。
2、能量回收利用系统。回收发动机的乏能，是一个比较难做到的事，因为在活塞发动机的回收的过程中，易产生反作用力，降低发动机的功率，所以被认为乏气中的能量不能回收。可是发动机排出的乏气确实存在较大的能量，因为发动机的效率不超过40％，有60％的能量被释放掉。这一点从发动机产生的声音和排出的热量也可以证明。
齿轮发动机的乏气是可以回收的，因为在齿轮发动机工作时，从进气口到出气口的一段距离内，齿之间的压力很大，与进气口推动齿轮转动的力量相同，力的方向各项均衡，在这个范围内，无论加压还是减压，对齿轮的运行方向、运动速度都不会产生影响。同理在这个范围内把压力放掉，也不会影响齿轮的转动。依照这个原理，乏气就能成功回收了。经过几个储气罐的存储过程，加上合理的再利用，能使发动机的能源使用效率大大提高。
3、齿轮气动机。与齿轮泵相反，齿轮气动机靠流体带动齿轮转动，利用进气口和出气口，与储气罐和排空之间设置换向阀，控制齿轮转动的方向，利用流量控制阀，控制齿轮的转速。这一部分取代了变速器的功能，降低了变速器的加工成本，减轻了机器整体的重量。用流量控制速度，这一简捷的控制之方法，实现自动控制。
利用能量回收利用系统，提高能量使用率。
齿轮气动机的能量来自；(1)储气罐，可通过气动齿轮发动机燃烧多种燃料获得；(2)压缩空气，可来自电动气泵、太阳能、风能等可再生能源；(3)回收气罐，通过设在齿轮气动机上的回收口获得。
4、齿轮发动机及驱动系统。是上述三项技术在汽车发动机上的组合应用，能够实现，在高或低速的运行状态下，都能输出大力矩。具有高效率、多种能源利用的特点。
附图说明
图1是齿轮发动机的示意图。
图2是齿轮发动机，直接与被动轮咬合的示意图。
图3是齿轮气动机的示意图。
图4是齿轮发动机及驱动系统的示意图。
实施方式
下面结合附图对本发明的实时方式作详细的描述。
图1是齿轮发动机的示意图。
1、齿轮发动机，包括：与齿轮泵中相似结构的双齿轮1、壳体2和进口3、出口4，其特征是：在壳体2的内侧，把进口3与两齿轮1之间设为燃烧室5，进口3通过单向阀6连接压缩空气罐13，在进口3内设置燃料喷管7，在燃烧室5内设置点火装置8。
燃料喷射管设在进气管内，燃料虽压缩空气流，通过单向阀进入燃烧室，点燃后，燃烧室压力增加，单向阀关闭，燃烧室内气体继续膨胀，推动齿轮转动，输出动力。其中，在喷射管喷口的上下流，分别设置单向阀，或设置一个联动的单向阀，可以避免燃料进入，压缩空气罐。
2、根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：在齿轮发动机的壳体2上、进口3与出口4之间、齿轮1上齿经过的范围内，设置回收口9，回收口与回收储气罐10连接。
回收口可以设置多个，分罐储存，根据输出力矩大小需求，合理使用。比如，设计一个开关，能从低压罐到高压罐依次打开关闭，同时又能控制流量。这个，用流量控制阀、数字电路和转速传感器，就能组合而成。
3、根据权利要求1和2所述的齿轮发动机，其特征是：回收储气罐10连接气动增压泵12的进口，增压泵12的被加压气体进口与空气连通，被增压泵增压的气体出口，连接压缩空气储气罐13。
当回收储气罐10和压缩空气储气罐13，内的能量过多时，打开开关11，直接向燃烧室冲入回收的乏气，推动齿轮坐功。
4、根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：电动气泵14的输出口，连接到压缩空气罐13。
在齿轮发动机运行初期，没有乏气储备，需要利用电能，制造压缩空气，或者，直接向压缩空气储气罐加入压缩空气。
5、根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：在一个输出轴上，串联多个齿轮发动机，分时喷射燃料和点火。
单个齿轮发动机运行，它主要靠动力产生的惯性，向燃烧室冲入压缩空气，串联多个齿轮发动机，能增加发动机的动力，提高换气的质量。
图2是齿轮发动机，直接与被动轮咬合的示意图。
6、根据权利要求1所述的，气动齿轮发动机，其特征是：在气动齿轮发动机的出口一侧，双齿轮的一部分暴露在壳体外，直接与被动轮15咬合。
是一种根据需要可选的方式，便于连接。
图3是齿轮气动机的示意图。
7、齿轮气动机，包括，与齿轮泵中相似结构的双齿轮16和壳体17，还有进出口18和19，其特征是：在进出口18、19和储气罐20与排空之间设置换向阀21。
8、根据权利要求7所述的，齿轮气动机，其特征是：在齿轮气动机的壳体17上、进出口18与19之间和齿轮16上的齿经过的范围内，设置回收口22，回收口22连接回收储气罐23。
9、根据权利要求7所述的，齿轮气动机，其特征是：在一个输出轴上，串联多个齿轮气动机。
是一种增加输出动力的一种方法。也可以采用：增加齿轮的直径或改变齿的大小来实现。
图3中，进出口与两齿轮之间，有一个分流岛，能避免气流直接打在两个齿轮上，给齿轮转动造成阻力。
图4是齿轮发动机及驱动系统的示意图。
10、发动机及驱动系统，包括，齿轮发动机33、齿轮气动机36和乏气回收利用系统，其特征是：电动空气压缩机31输出压缩空气，送入压缩空气罐32，在通过齿轮发动机33，加燃料后点燃，生产高压气体，存入在储气罐34中，控制开关35，连接齿轮气动机36的进出口18、19和储气罐34、回收储气罐37、38，气动增压泵39，连接回收储气罐37、38，转换的压缩空气送入压缩空气罐32。
其中，控制开关用于选择齿轮气动机36的运转方向；选择能量来源气罐；还控制进气流量。
工业实用性
齿轮发动机系统，以齿轮泵为基础改造而成，结构简单，齿轮泵是历史悠久的常用工具，在壳体上作些形状改造便可以实现。
在使用方面，它可以在满足力矩输出的前提下，实现高速、低速和变速。可以代替现有的发动机和电机。
以电动车违例
把电动自行车的电池换为储气罐，电机换为利用流体和压力产生动力的齿轮发动机。在车轮上设置齿轮，用齿轮发电机直接驱动。储气罐可用气泵加气，另设置两个小一点的作回收气罐。用开关选择某气罐放气和气流大小。该车成本低，无污染。
用在四轮车上，使用发动机及驱动系统，它的优越性就更加明显。储气罐可以利用电充气，高压气源充气。途行驶时，使用燃料气泵。上班八小时使用太阳能供电充气，实现零排放，零污染。如果，停车场有太阳能电池充气功能，将有很好的节能效果。

Claims (10)

1.齿轮发动机，包括：与齿轮泵中相似结构的双齿轮、壳体和进口、出口，其特征是：在壳体的内侧，把进口与两齿轮之间设为燃烧室，进口通过单向阀连接压缩空气罐，在进口内设置燃料喷管，在燃烧室内设置点火装置。
2.根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：在齿轮发动机的壳体上、进口与出口之间、齿轮上齿经过的范围内，设置回收口，回收口与回收储气罐连接。
3.根据权利要求1和2所述的齿轮发动机，其特征是：回收储气罐连接气动增压泵的进口，增压泵的被加压气体进口与空气连通，被增压泵增压的气体出口，连接压缩空气储气罐。
4.根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：电动气泵的输出口，连接到压缩空气罐。
5.根据权利要求1所述的齿轮发动机，其特征是：在一个输出轴上，串联多个齿轮发动机，分时喷射燃料和点火。
6.根据权利要求1所述的，气动齿轮发动机，其特征是：在气动齿轮发动机的出口一侧，双齿轮的一部分暴露在壳体外，直接与被动轮咬合。
7.齿轮气动机，包括，与齿轮泵中相似结构的双齿轮和壳体，还有进出口，其特征是：在进出口和储气罐与排空之间设置换向阀。
8.根据权利要求7所述的，齿轮气动机，其特征是：在齿轮气动机的壳体上、进出口之间和齿轮上的齿经过的范围内，设置回收口，回收口连接回收储气罐。
9.根据权利要求7所述的，齿轮气动机，其特征是：在一个输出轴上，串联多个齿轮气动机。
10.发动机及驱动系统，包括，齿轮发动机、齿轮气动机和乏气回收利用系统，其特征是：电动空气压缩机输出压缩空气，送入压缩空气罐，在通过齿轮发动机，加燃料后点燃，生产高压气体，存入在储气罐中，控制开关，连接齿轮气动机的进出口和储气罐、回收储气罐，气动增压泵，连接回收储气罐，转换的压缩空气送入压缩空气罐。
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CN103644041A (zh) * 2012-05-22 2014-03-19 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 罗茨机构熵循环发动机
RU196106U1 (ru) * 2019-02-13 2020-02-17 Олег Вилориевич Пак Детонационный шестерёнчатый двигатель

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