CN1367307A - 超级节能发动机 - Google Patents

Abstract

本发明的主要结构是,大齿轮5与小齿轮1相啮合且其绕小齿轮1转动时产生自转,小齿轮1固定不转,连杆4的两端分别同大齿轮5和小齿轮1的轮轴相铰接,大齿轮5同与其一同运转的、可产生力矩的动力装置7相连接,且该大齿轮5设有动力输出机构3。所述动力装置7包括电动机、内燃机、蒸汽机、水能动力装置等。所述大、小齿轮5、1可用电动机替换。本发明通过专门机构使外力不变时通过增加力方向上的距离达到节能的目的,效果显著,应用范围广。本发明结构简单、造价低、维护费用少,可降低汽车尾气排放,环保价值大。它还可用在国防上。

Description

超级节能发动机

技术领域

本发明涉及发动机，特别是具有节能作用的发动机。

背景技术

已有技术中，各种动力设备(如电动机、内燃机、蒸汽机、水能动力装置)均不能有效克服反作用力，故能耗大，应当加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，设计出超级节能发动机，在输入动力大小不变情况下，通过专门装置增加力方向上的距离来克服反作用力，达到节能的目的。

本发明的技术方案之一是，所述超级节能发动机包括一个固定不转的小齿轮，其技术特点是，大齿轮与该小齿轮相啮合且所述大齿轮在绕所述小齿轮转动的同时还产生自转，连杆的两端分别同大齿轮的轮轴和小齿轮的轮轴相铰接，所述大齿轮同与其一同运转的、能产生力矩的动力装置相连接，且该大齿轮设有动力输出机构。

以下对本发明技术方案一做出进一步说明。

参见图1，本发明包括一个固定不转(如相对地面为固定)的小齿轮1，大齿轮5与该小齿轮1相啮合(亦即该二个齿轮的轮齿相啮合)且大齿轮5在绕小齿轮1转动(参见图1中箭头A指向及虚线圈之转动轨迹)的同时还产生自转(绕自轴转动)，连杆4的两端分别同大齿轮5和小齿轮1的轮轴相铰接，大齿轮5同与其一同运转的动力装置7相连接，且该大齿轮5设有动力输出机构3。所述动力装置7包括已有技术的电动机、内燃机(汽油机、柴油机等)、蒸汽机、水能动力装置、旋转刚体能等。动力输出机构7可以是图1所示的轴，也可以是变速箱或其它已有技术运转机构。

本发明的设计原理是，设图1所示动力装置7为电动机，且小齿轮1的半径为R、大齿轮5的半径为10R，则所述电动机带动大齿轮5旋转时，电动机转子相对连杆4运动的距离为2Rπ(π＝3.14)；若作用力记为F，则大齿轮5的中心运动距离为(10+1)R·π·2，而电动机通电转动所产生的反作用力效果相当于作用在大齿轮5圆心的力的(10/11)F的效果，即本发明克服(消除)了(10/11)F的阻力，从而大大提高了输出功率，节能效果显著。本发明的大齿轮5连接其它的动力装置，其工作原理也与此一致；也就是说，当输入功率等于小齿轮齿数时，输出功率就等于大、小齿轮的齿数之和。

上述大齿轮5的半径可大于或等于或小于所述小齿轮1的半径。本发明装置的输入功率/输入功率＝小齿轮1的半径/大、小齿轮5、1的半径之和。如果大齿轮5的半径略小于小齿轮1半径，则输入与输出功率之比为1比2。

本发明的技术方案之二是，所述超级节能发动机包括一个能产生力矩或力的动力装置，其技术特点是，所述产生力矩或力的动力装置自身是朝力矩或力的方向运动的。本方案中产生力矩或力的动力装置与技术方案一及其实施例的动力装置可以是一致的。

本发明的技术方案之二实际上是将前述技术方案一中的大小齿轮5和1替换为用电动机保持所述产生力矩或力的动力装置高速旋转，当产生力矩或力的动力装置能保持匀高速运动时，电动机可拆去。其工作原理与技术方案一是一致的，它同样能达到高速节能的目的。

产生力矩与产生力在效果上是等效的，在实施中只是将圆状路径展开成直线。

由以上可知，本发明为一种超级节能发动机，它在力的大小不变的情况下，利用专门装置来增加力方向上的距离来达到节能的目的，大幅提高输出功率，节约能源；本发明结构简单、造价低、维护费用少；本装置用在汽车上没有尾气排放(因为没有气缸)，使城市空气像农村一样清鲜；还可在国防上使用，如用作航空母舰的动力，其费用极少。本发明经济效益相当高，它可以使输入为1千瓦时，产生20个千瓦的输出。

附图说明

图1是本发明的一种原理结构；

图2是本发明的一种实施例结构示意图；

图3是本发明的第二种实施例结构示意图；

图4是本发明的第三种实施例结构示意图；图5是本发明的又一种实施例结构示意图；图6是本发明的再一种实施例结构示意图。在所述附图中：1-小齿轮，           6-轮轴，2-轮轴，             7-动力装置，3-动力输出机构       8-联轴器，4-连杆，             9-电动机转子，5-大齿轮             10-电动机定子，11-连接件，          25-水箱，12-周转齿轮，        26-波轮，13-内齿齿轮，        27-联轴器，14-自转齿轮，        28-刚性飞轮，15-波轮，            29-联轴器，16-水箱，            30-电动机，17-波轮，            31-波轮，18-联轴器，          32-水槽箱，19-发电机转子，      33-匀水器，20-定子，            34-连接件，21-波轮，            35-匀高速电机，23-波轮，            37、38、52-联轴器，22-水箱，            39、48、56-刚性联杆，24-波轮，            41-水嘴，62-发电机，          54、55-波轮，52、53-圆筒状水箱    50、51-水管，55-电动机。

具体实施方式

以下实施例1至3对应于技术方案一，实施例4至5对应于技术方案二。

实施例1：参见图2，本发明装置中的大齿轮5经联轴器8同电动机转子9的轴相连，该电动机定子10经连接件11同周转齿轮12相连，所述齿轮12又分别与内齿齿轮13和自转齿轮14相啮合，齿轮14与内充有水的水箱16中的波轮15相连，而该水箱16中的波轮17经联轴器18与发电机转子19的轴相连，发电机定子20同内部充有水的水箱22的波轮21相连接，水箱22中的波轮23经连接件34同内齿轮13相连接；当电动机轴9在电力作用下转动时，带动齿轮5转动，同时外壳10作相对转动，则随之转动的齿轮12分别驱动齿轮13和14作相反方向转动，齿轮13经连接件34驱动水箱22中波轮23转动，由此搅动该水箱中的水而由水力驱动波轮21转动，进而发电机定子20转动，齿轮14则带动波轮15转动，由此进行与水箱22工作原理相同的过程而使波轮17带动发电机转子19的轴转动，发出的电可供电机10用或输出作它用，水箱16、22是封闭的。该发电机转子19与定子20的自转方向相反，从而达到抵消该电动机通电时其转子9对定子10的反作用力。

该实施例1的工作原理是，由于电动机转子9相对于连杆4运动的距离等于大齿轮5作用小齿轮1所通过的距离，设电动机转子9相对于连杆4的运动距离为S、小齿轮1与大齿轮5的半径之比为1∶10，则大齿轮5的中心运动距离为11S，大齿轮5作用小齿轮的力F传到大齿轮5的中心轴上，所以输出功率为11FS，而电动机定子10相对于连杆4的运动距离很小，可以使之0.2S(采用办法为增大波轮15、17、21、23的半径和受力角度，即增大负荷)，所以输入功率为1.2SF，故输入与输出功率之比为1.2∶11。

该实施例1中，对于齿轮12为防止在图中相互位置发生变化的解决办法是：调节波轮15、23的半径和受力角度，使齿轮12作用两个齿轮(包括内齿轮和外齿轮)的力相等，从而使齿轮12中心的合力为零。

实施例2：参见图3，充水水箱25中的波轮24同大齿轮5相连接，而其中另一只波轮26经联轴器27同刚性飞轮28作可拆分连接(具体机构可参照机械离合器或现有技术相应结构)，按电动机30的转轴轴向与大齿轮5轮轴相垂直而设置电动机30的位置，该电动机30的转轴经联轴器29同刚性飞轮28作可拆分式连接(结构与联轴器27相同)；实际工作时，电动机30驱动飞轮28高速旋转，当其转速达到一定时，采用张开机构将该飞轮28与电动机30脱开而连接至联轴器27上，经水箱25，驱动大齿轮5转动，输出动力，如此反复进行，输出高效功率。

上述实施例2的工作原理是，电动机30的定子相对于连杆4是静止的，电动机带动刚体28旋转的动能为W，则刚体28通过波轮26、24达到大齿轮5的功率W，而此功又等于大齿轮5作用小齿轮1所通过的距离S乘以大齿轮5作用小齿轮1的力F；又大齿轮5作用小齿轮1的力F传到大齿轮5的中心，设大、小齿轮5、1的半径之比为10∶1，则大齿轮5的中心通过的距离为11S，故输入与输出功率之比为1∶11。

实施例3：参见图4，一定高度的水从箭头B处落下，经匀水器33冲击波轮31转动，从而带动大齿轮5转动，由其输出动力，其作功效率同样很高。匀水器33的一种结构是(参见图4)，外筒内装有若干按序排列的小管；匀水器的作用是使流入波轮31的每一部分水相对连杆4是静止的。该匀水器33也可采用现有技术的其它结构形式。图4所示装有匀水器的水槽箱32可以是封闭的或非封闭的。

本实施例3的工作原理是，设大、小齿轮5、1的半径之比为10∶1，且设某一体积水入口处的能量为W，进入匀水器33后水消耗一部分功用来与连杆4作同步运动，在此暂不作计算(因为相对输出功是极少的)，水通过波轮31达到大齿轮5作的功W＝FS，S为大齿轮5作用小齿轮1的距离，此时大齿轮5中心通过的距离为11S，力F又没有减小，故输入功率与输出功率之比为1∶11。

实施例4：参见图5，电动机62外壳与地固定，其转子轴与刚性连杆61、水管51、50、圆筒状水箱53、52成刚性连接，圆筒状水箱52、53内有波轮54、55，发电机59的转子通过轴58与波轮54相连接，发电机定子(外壳)通过轴60与波轮55相连接，水嘴56、57内有电机和水泵(此电机和水泵在图中已省略而未画出)，圆筒状水箱52、53中的水按图中箭头方向经水管51、50循环使用。当水嘴56、57内的电机通电喷水时，对水嘴56、57有反作用力；设两反作用力大小相等，且两水嘴56、57在旋转的半径上相差一定距离，故产生一个力矩；而水嘴56、57喷出来的水对圆筒状水箱52、53没有产生力矩，它对波轮54、55有冲击且波轮54、55彼此运动方向相反，从而带动发电机59发电，发的电可供水嘴56、57内的电机使用或作其它之用。匀高速电机62通过刚性连杆61带动水管51、50、圆筒状水箱52、53作高速旋转，当速度相当大时(如200米/秒，线速度)就限速，即匀高速电机62还有限速功能。如果刚性连杆61、水管51、50、圆筒状水箱52、53能保持匀高速旋转(采用的办法是调节负载力的大小)，则匀高速电机62可拆除。如考虑水重力，把两水嘴56、57换到水管51、50的另一端，且水在水管51、50的流向改变。刚性连杆61的一端为功率输出轴。

当水嘴56、57喷水产生的反作用力不变时，则产生的力矩不变；两个水嘴产生力矩不变的情况下，所述圆筒状水箱、水管、连杆的转速越大，输出功率越大；因为水嘴56、57喷水产生力矩，水冲击波轮54、55发电，整个装置自身运动是没有阻力的，所以输入功率不变，输出功率可成数倍的增加；如输入1度电可输出20度电。两个水嘴产生反作用力，从而产生力矩，冲击波轮54、55发电，整个装置是产生力矩的动力装置，而此动力装置自身是朝力矩方向运动的(绕电动机62轴转动)。

实施例5：参见图6，电动机35经联轴器52及连杆56同动力装置相连，动力装置水槽箱32，其中有波轮31和匀水器33。波轮31中心轴为功率输出轴。图6所示装有匀水器的水槽箱可以是封闭的或非封闭的。匀水器33与水槽箱32固定连接，匀水器33的作用是使进入波轮的每一部分水的相互之间为相对静止的，使水除了与箱32同步运动消耗极少一部分功以外，绝大部分能量是对波轮31做功。当用电动机35通过连杆56带动水槽箱32运转且负荷不变时，波轮31也会以相同速度加速运转；当速度相当大时，撤消用于加速的外力，装置也会保持这个速度。水冲击波轮31的力可调到相当大时(在水自身能量一定时，要所通过的距离相当小)，电机加速箱32的力不大(如果水在一个封闭的水箱内循环运动，电机带动箱32的力几乎为零)，故电机做功极小而波轮33输出功相当大，因为力没有变，距离却增大了许多。水经匀水器33冲击波轮31转动是产生力矩的动力装置，水和匀水器33、波轮31自身是朝力矩方向运动的，且是绕波轮31的中心旋转的。水经匀水器冲击波轮做功，为产生力矩或力的动力装置。水和匀水器、波轮在力矩或力的方向上是运动的。

Claims (4)

1、一种超级节能发动机，包括一个固定不转的小齿轮1，其特征是，大齿轮5与该小齿轮1相啮合且大齿轮5在绕小齿轮1转动的同时产生自转，连杆4的两端分别同大齿轮5和小齿轮1的轮轴相铰接，大齿轮5同与其一同运转的动力装置7相连接，且该大齿轮5设有动力输出机构3。

2、根据权利要求1所述的超级节能发动机，其特征在是，所述动力装置7包括电动机、内燃机、蒸汽机、水能动力装置、旋转刚体能等。

3、一种超级节能发动机，包括一个能产生力矩或力的动力装置，其特征是，所述产生力矩或力的动力装置自身是朝产生力矩或力的方向运动的。

4、根据权利要求3所述的超级节能发动机，其特征在是，所述动力装置包括电动机、内燃机、蒸汽机、水能动力装置、旋转刚体能等。

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