CN109519263A - 一种动力传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力传输装置，包括电源装置和传动装置。其中，电源装置用于驱动传动装置，包括动力设备、轴适配器和连接管，其动力设备可用于传输工作流体；传动装置包括空腔、转子对、齿轮组和传动轴，其空腔由腔体、腔盖、入口和出口组成，入口与出口位于腔体上；传动轴与转子对和齿轮组可枢轴地连接；轴适配器与腔体的入口和出口相连接；动力设备和轴适配器通过连接管连接；工作流体通过连接管从动力设备传输到腔的入口，为转子对提供动力使其反向旋转并使腔内压力增加。本发明的动力传输转置可以实现有效动力传输并具有高升力传输效果，运用于车辆中将废气转化为动力，从而避免产生废气污染和废气积聚。
Description
技术领域
本发明属于机械传动领域，具体涉及一种动力传输装置，具体地说是实现有效传输废气所产生的动力，提供高升力传输效果的系统。
背景技术
汽车是一个包含大量硬件和软件的复杂系统，其主要组成部件有能量转换装置以及动力传递机构，还有很多必需的辅助装置。汽车通过能量转换装置来获得所需的动力，该动力由传动轴传递到特定部件或设备中，其工作量可直接影响特定部件或设备的性能，常用的能量转换装置包括发动机、真空泵、内燃机和压缩机等。工作流体在其传输期间产生动力并通过传动轴传递给特定部件或设备，如轮胎或齿轮组，即提供特定部件或设备所需的动力以完成其相应的工作，例如驱动齿轮组旋转，车辆轮胎移动等等。
然而，对于从传动轴到特定部件或设备的动力传输，在能量的形成过程中，某些特定部件或设备存在一些缺陷，这些缺陷通常会降低动力传输效率，例如，某些传统设备由于废气不完全排放而产生累积废气，累积废气会造成动力传输效率下降并间接缩短运行寿命，即使在使用中进行增压操作，废气仍无法彻底排放。此外，某些设备如离心泵由于效率较低而在使用中受限于升力，在高速旋转下会造成汽蚀余量(NPSH)，即泵在工作时工作液体在叶轮的进口处因一定的真空压力会产生汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下，对叶轮等金属表面产生剥蚀，从而破坏叶轮等金属。因此设备的吸入口应设置在流体表面下的适当深度处，否则会出现空化现象并对吸入和传输的性能产生负面影响，还有可能造成实际安装的不便。
中国专利104565231A公布了一种用于车辆的动力传输装置，其通过两个离合器将动力源的扭矩选择性地传输至两个输入轴，并通过两个输出轴输出改变后的扭矩，但未解决车辆运行中废气排放以及废气积聚等问题。
中国专利205185839U公布了一种汽车动力传输装置，其通过整车控制装置控制离合器的离合及电机的运行状态实现动力的传递，优点是油耗降低、排污减少，但车辆运行时仍存在废气的不完全排放，并未彻底解决废气污染和废气积聚等问题。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明一种动力传输装置，该装置能够有效传输工作流体所产生的动力，具有1个大气压力并能得到有利于实际安装的高升力传动效果。同时将车辆的废气作为工作流体进行传输可产生动力，即将车辆的废气转换为动力，具有降低油耗并能解决废气污染和废气积聚等优点。
本发明的技术方案是：一种动力传输装置，其特征在于：包括传动装置、连接管和动力设备；所述动力设备包括流体存储器和流体压缩机，流体存储器用于工作流体的存储，流体压缩机将流体存储器中的工作流体通过连接管传输到传动装置；
所述传动装置包括空腔、转子对、齿轮组和传动轴；所述空腔包括上腔体、下腔体、上腔盖、中腔盖、下腔盖和密封圈；所述上腔体为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈与上腔盖和中腔盖的一端密封安装，所述上腔体的侧壁上设置有腔的入口和腔的出口；所述下腔体为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈与下腔盖和中腔盖的另一端密封安装；所述传动轴包括主动传动轴和从动传动轴，主动传动轴和从动传动轴并列设置，并同时依次穿过上腔盖、上腔体、中腔盖、下腔体和下腔盖；所述转子对的转子和共轭转子相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于上腔体内；所述齿轮组的第一个齿轮和第二个齿轮相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于下腔体内；
所述转子对的转子和共轭转子均采用齿轮转子，所述齿轮转子为刚性转子；所述齿轮转子的齿数为奇数；所述齿轮组的第一个齿轮和第二个齿轮的齿数相同并属于人字齿轮；
所述连接管分别通过轴适配器与腔的入口和腔的出口密封连接。
本发明的进一步技术方案是：所述腔的入口和腔的出口采用不对称设置，腔体的入口与所述转子相对设置。
本发明的进一步技术方案是：所述腔的入口和腔的出口与轴适配器的连接处安装有过滤装置，用于过滤工作流体中的杂质。
本发明的进一步技术方案是：所述齿轮转子的齿廓为流线型。
本发明的进一步技术方案是：所述密封圈采用HNBR氢化丁腈橡胶密封圈。
本发明的进一步技术方案是：所述上腔盖和下腔盖外端均设置有限位板。
本发明的进一步技术方案是：所述动力传输装置还包括第三腔体；所述第三腔体为两端开口的箱体结构，其一端通过密封圈与所述空腔一端密封安装，另一端通过密封圈与第二下腔盖密封安装；所述第三腔体的侧壁上设置有腔的第二出口；所述传动轴的主动传动轴和从动传动轴依次穿过第三腔体和第二下腔盖；第二转子对的转子和共轭转子相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于第三腔体内。
有益效果
本发明的有益效果在于：
1.本发明可用于车辆中，将车辆不完全排放的废气作为工作流体，通过本发明的动力传输装置转换成动力并传输到传动轴以驱动轮胎工作，这样不仅能解决废气排放和废气积聚的问题，在传输相同动力的条件下还可以减少汽油的使用量，并能减少对空气的污染。
2.对于某些传统设备如离心泵由于效率较低而受限于升力，本发明可以实现通过传输工作流体而得到高升力的传动效果，从而避免了汽蚀余量的问题，提高了设备的效率以及使用寿命。
3.所述转子对采用齿轮转子，其中齿轮转子为1类转子即刚性转子，可以有效的避免在传动过程中产生共振现象，使得传动过程更加平稳、传动效率高。所述齿轮转子的齿数为奇数，用于避免转子系统在传动过程中发生共振。
4.对于腔体12的入口和出口采用不对称设置，即腔体的入口靠近转子22，使得工作流体沿转子22的轮廓的a曲面经转子逆时针旋转传递到b曲面最后到出口处，这种方式可以避免产生涡流，使得工作流体能够更好驱动转子转动并获得较高的效率。
5.由于传输的介质即工作流体为废气，废气中含有灰尘、腐蚀性颗粒等杂质，对齿轮和转子的表面会造成不良影响，加快齿面磨损并影响其啮合性能，故在与腔体入口相连接的轴适配器加一过滤装置(过滤网)，使得输入到腔体内的废气中的杂质尽可能的减少；同时齿轮转子和齿轮组均可以选用中碳钢材料并进行调质精切，可提高转子对和齿轮组的耐磨性。
6.在腔体与腔盖之间设置密封圈，避免腔体内的废气产生泄露造成二次污染。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明动力传输装置的结构示意图；
图2为本发明动力传输装置的第一实施例的总装示意图；
图3为本发明动力传输装置的第一实施例的爆炸示意图；
图4为本发明动力传输装置的第一实施例的结构示意图；
图5为本发明动力传输装置的第二实施例的总装示意图；
图6为本发明动力传输装置的第二实施例的爆炸示意图；
图7为本发明第二实施例的结构示意图，其中连接管并联连接并应用于车辆的动力传递；
图8为本发明第三实施例的结构示意图，其中连接管并联连接并用于泵的动力传递；
图9为本发明动力传输装置的转子对结构示意图；
图10为本发明动力传输装置的齿轮组结构示意图；
附图标记说明：1.动力传动装置，2.传动转置，3.电源装置，4.空腔，5.转子对，6.齿轮组，7.传动轴，8.动力设备，9.轴适配器，10.连接管，11.轮胎，12.上腔体，13.上腔盖，14.中腔盖，15.腔的入口，16.腔的出口，17.第一个齿轮，18.第二个齿轮，19.流体存储器，20.流体压缩机，21.工作流体，22.转子，23.共轭转子，24.密封圈，25.过滤网，26.下腔体，27.下腔盖。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明一种动力传动装置1包括传动转置2，电源装置3，空腔4，转子对5，齿轮组6，传动轴7，动力设备8，轴适配器9，连接管10，轮胎11，上腔体12，上腔盖13，中腔盖14，腔的入口15，腔的出口16，第一个齿轮17，第二个齿轮18，流体存储器19，流体压缩机20，工作流体21，转子22，共轭转子23，密封圈24，过滤网25，下腔体26，下腔盖27。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参照图1至图10，本发明的实施实例是一种动力传输装置，由传动装置2和电源装置3组成。
实施例一：
作为本发明的动力传输装置的第一具体实施例，参考图2和图3，动力传动系统1包括传动装置2和用于驱动传动装置2的电源装置3，其中所述传动装置2包括空腔4、转子对5、齿轮组6和传动轴7；空腔4包括上腔体12、下腔体26、上腔盖13、中腔盖14、下腔盖27和密封圈24；上腔体12为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈24与上腔盖13和中腔盖14的一端密封安装，上腔体12的侧壁上设置有腔的入口15和腔的出口16；下腔体26为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈24与下腔盖27和中腔盖14的另一端密封安装；
所述电源装置3包括用于传输工作流体的动力设备8、与上腔体12的腔的入口15和腔的出口16相连接的轴适配器9，和用于连通动力设备8与轴适配器9的连接管10。工作流体车辆废气由腔的入口15流入空腔4中并从腔的出口16流出。
传动轴7包括主动传动轴和从动传动轴，主动传动轴和从动传动轴并列设置，并同时依次穿过上腔盖13、上腔体12、中腔盖14、下腔体26和下腔盖27。转子对5的转子22和共轭转子23相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于上腔体12内；转子22和共轭转子23具有相同的结构，由于扰性转子的共振转速较低且容易产生较大的变形，而刚性转子的共振转速较高，因此转子22和共轭转子23均采用齿轮转子，其中齿轮转子为1类转子即刚性转子，可以有效的避免在传动过程中产生共振现象，使得传动过程更加平稳、传动效率高。齿轮组的第一个齿轮17和第二个齿轮18相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于下腔体26内；第一个齿轮17和第二个齿轮18具有相同的齿数，由于直齿轮在高速运行时会产生振动及噪音，斜齿轮运转平稳无冲击、噪音小，但会产生较大的轴向力，需要安装推力轴承，使结构复杂化，而人字齿轮相当于两个斜齿轮合并而成，不但具备斜齿轮的优点，而且在啮合过程中齿轮所产生的轴向力能够相互抵消，因此第一个齿轮17和第二个齿轮18均属于人字齿轮。
动力设备8可采用液压动力或气动动力，其包括流体存储器19和流体压缩机20。当工作流体经由连接管10和轴适配器9进入腔的入口15时，原本静止的转子对5开始转动使得工作流体的压力升高，工作流体沿着转子对5的旋转方向流向腔的出口16。
进一步参考图4，预先存储在流体存储器19中的工作流体21(废气)通过流体压缩机20传递到传动装置2。当车辆保持静止时，轮胎11和道路之间的摩擦力保持最大，轮胎11与传动轴7的从动传动轴连接，在转子对5旋转之前含有该对转子的上腔体12的体积不变。流体压缩机20开始连续不断地将工作流体21传送到体积不变的上腔体12中，为转子对5提供动力使其反向旋转，其中转子对5包括转子22和共轭转子23。随着上腔体12内的压力升高，作用在转子对5表面上的力变大，引起转子对5反向旋转的法向力也随之变大，当法向力大于轮胎11与道路之间的最大静摩擦力时，轮胎11开始旋转，含有转子对5的腔体12体积开始变大，压力开始下降；转子对5开始旋转带动传动轴7工作并同轴驱动齿轮组6工作以传递能量，齿轮运转平稳且传动效率高，既可实现动力的有效传输；轮胎11开始旋转，即传动轴7开始工作，含有转子对5的腔体12体积开始变大，压力开始下降；即原先存储在高压下的能量被用于驱动轮胎11工作，当工作流体21由腔的入口15传输到腔的出口16时，压力下降到1个大气压，这意味着能量已完全输出到轮胎11，本发明中用于动力传输的转子对5可避免在出口16处出现残余压力，以确保能量被完全输出并实现有效传递工作流体21所产生的动力。
实施例二：
作为本发明的动力传输装置的第二具体实施例，参考图5和图6，该实施例与第一个实施例的不同之处在于，传动装置2还包括第三腔体12'，第三腔体12'为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈与下腔盖27和第二下腔盖14'密封安装；传动装置2中的转子对包括第一转子对5和第二转子对5'，两对转子对以轴向串联的形式可枢轴地连接；第二转子对5'的两个转子分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于第三腔体12'内；其中上腔体12侧壁上设置有腔的入口15和腔的出口16，第三腔体12'侧壁上设置有腔的第二出口16'；腔的入口15、腔的出口16和腔的第二出口16'分别与连接管10密封连接，其他部件与第一个实施例相同。
通过使用电源装置3中的动力设备8与传动装置2中的第一对转子5、第二对转子5'和齿轮组6，可以连续有效地传输动力并具有高升力效果，其中传动装置2作为动力传输的辅助装置。
作为本发明的动力传输装置的第二具体实施例，其中连接管并联连接并应用于车辆的动力传递，参考图7，腔的入口15、腔的出口16和腔的第二出口16'分别与连接管10密封连接。当动力设备8将工作流体21由腔的入口15传递到转子对5时，基于负载下的转子对5的压力由所进入的工作流体21决定，换句话说，当车辆保持静止时，轮胎11与地面之间的摩擦力最大，在转子对5旋转之前含有该对转子的上腔体12的体积不变。预先存储在流体存储器19中的工作流体21开始连续地输送到体积不变的上腔体12中，随着上腔体12内的压力升高，作用在第一转子对5表面上的力变大，引起第一转子对5反向旋转的法向力也相应变大。当法向力大于轮胎11与地面之间的最大静摩擦力时，轮胎11开始工作，即原先存储在高压下的能量用于驱动轮胎11旋转，同时，含有转子对5的上腔体12的体积开始变大，压力开始下降。当工作流体21由腔的入口15传输到腔的出口16时，压力下降到1个大气压，因此第一转子对5可确保能量被完全传输到轮胎11并避免在腔的出口16处出现残余压力。但仍然存在一些能量未被轮胎11所使用而保留在靠近第一转子对5的腔的出口16处的工作流体内，当动力设备8传送工作流体21由腔的入口15流入到第二转子对5'，在第一转子对5配合下，通过将工作流体21传输到腔的第二出口16'可以有效地实施动力传输；转子对5旋转带动传动轴7工作并同轴驱动齿轮组6工作以传递能量，齿轮使得运转平稳且传动效率高；进而将未被第一转子对5使用的能量用于驱动其他设备，例如汽车散热器的流体散热器风扇。从腔的出口16和腔的第二出口16'流出的废气再次通过连接管10进入到动力设备8，实现循环利用，不会造成污染。
车辆运行时，将其所产生的废气存储在流体存储器19作为工作流体21，通过流体压缩机20将其传递到传动装置2中，依据上述描述，将废气作为工作流体进行动力传输可用于驱动轮胎工作。
实施例三：
作为本发明的动力传输装置的第三具体实施例，所述动力传输装置技术方案和实施例二相同，不同的是将其用于泵装置中，作为泵装置内的动力，参考图8，由于现有技术中泵的传输效率较低且受升力限制，而本发明的动力传输装置可实现高升力传输效果，故将该装置用于泵装置中可避免出现汽蚀余量和升力限制等问题。即泵输送液体的过程中，利用第二转子对5'传输动力，当动力设备8将工作流体21由腔的入口15传递到第一转子对5时，工作流体21根据泵所输送液体需输送的高度(即第二转子对5'的负载)来决定第一转子对5的压力。当第一转子对5的腔的入口15接收工作流体21时，第一转子对5由于小负载和低升力而容易开始旋转，当第一转子对5开始旋转时，其同轴驱动第二对转子5'和齿轮组6，该齿轮组6用于动力传输和驱动转子对反向旋转。当第二转子对5'开始旋转时，动力传输使泵实现将液体按需求进行输送。随着输送液体高度的增加，第二转子对5'的负载也随之增加，使得第二转子对5'需通过其共轭旋转来增加其动力，即增加第一转子对5腔的入口15处的工作流体21作用在转子对5表面上的力使其转速不变。换句话说，需增加第一转子对5腔的入口15处的压力以使得第一转子对5腔的出口16处的压力保持为一个大气压，即第一转子对5腔的入口15处的工作流体21所产生的能量完全用于输送液体，即实现了泵的高升力传输效果。其中传动轴7上轴向依次安装第一转子对5、齿轮组6和第二转子对5'。第一转子对5、齿轮组6和第二转子对5'依次设置于上腔体、下腔体和第三腔体内。
依据上述描述，参考图7和图8，腔的入口15、腔的出口16和腔的第二出口16'分别与连接管10密封连接。其中连接管10用于连接动力设备8和轴适配器9以将动力传递给车辆轮胎和泵。换句话说，电源装置3中的动力设备8通过腔的入口15将动力传输到传动装置2中，为轮胎11或其他设备(例如泵)提供动力，其中传动装置2中的第一转子对5、第二转子对5'和齿轮组6作为动力传输的辅助装置，该种方式可以连续有效地传输动力并提供高升力传输效果。
本发明利用车辆的废气作为工作流体可以解决汽车废气所造成的废气积聚和废气污染的问题，将废气转换为动力从而降低油耗；通过工作流体的有效动力传输可以消除升力限制，提供高升力传动效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种动力传输装置，其特征在于：包括传动装置、连接管和动力设备；所述动力设备包括流体存储器和流体压缩机，流体存储器用于工作流体的存储，流体压缩机将流体存储器中的工作流体通过连接管传输到传动装置；
所述传动装置包括空腔、转子对、齿轮组和传动轴；所述空腔包括上腔体、下腔体、上腔盖、中腔盖、下腔盖和密封圈；所述上腔体为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈与上腔盖和中腔盖的一端密封安装，所述上腔体的侧壁上设置有腔的入口和腔的出口；所述下腔体为两端开口的箱体结构，其两端分别通过密封圈与下腔盖和中腔盖的另一端密封安装；所述传动轴包括主动传动轴和从动传动轴，主动传动轴和从动传动轴并列设置，并同时依次穿过上腔盖、上腔体、中腔盖、下腔体和下腔盖；所述转子对的转子和共轭转子相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于上腔体内；所述齿轮组的第一个齿轮和第二个齿轮相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于下腔体内；
所述转子对的转子和共轭转子均采用齿轮转子，所述齿轮转子为刚性转子；所述齿轮转子的齿数为奇数；所述齿轮组的第一个齿轮和第二个齿轮的齿数相同并属于人字齿轮；
所述连接管分别通过轴适配器与腔的入口和腔的出口密封连接。
2.根据权利要求1所述动力传输装置，其特征在于：所述腔的入口和腔的出口采用不对称设置，腔体的入口与所述转子相对设置。
3.根据权利要求1所述动力传输装置，其特征在于：所述腔的入口和腔的出口与轴适配器的连接处安装有过滤装置，用于过滤工作流体中的杂质。
4.根据权利要求1所述动力传输装置，其特征在于：所述齿轮转子的齿廓为流线型。
5.根据权利要求1所述动力传输装置，其特征在于：所述密封圈采用HNBR氢化丁腈橡胶密封圈。
6.根据权利要求1所述动力传输装置，其特征在于：所述上腔盖和下腔盖外端均设置有限位板。
7.根据权利要求1所述动力传输装置，其特征在于：所述动力传输装置还包括第三腔体；所述第三腔体为两端开口的箱体结构，其一端通过密封圈与所述空腔一端密封安装，另一端通过密封圈与第二下腔盖密封安装；所述第三腔体的侧壁上设置有腔的第二出口；所述传动轴的主动传动轴和从动传动轴依次穿过第三腔体和第二下腔盖；第二转子对的转子和共轭转子相互啮合，分别同轴安装于所述主动传动轴和从动传动轴上，并设置于第三腔体内。
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