動力多維力矩傳動的研究

陳春祥

(天津宏能科技有限公司 天津 301700)

動力多維力矩傳動的研究

陳春祥

(天津宏能科技有限公司 天津 301700)

動力傳動科技是能量運動利用的工藝范疇。將“能量＞能源”的理念引入到動力傳動工藝創(chuàng)新中，開發(fā)出了動力多維力矩傳動技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于電動機(jī)和發(fā)電機(jī)行業(yè)中的高端節(jié)能領(lǐng)域，未來有望成為破解能源與生態(tài)雙重危機(jī)的解決方案，也為軍工與國防現(xiàn)有技術(shù)提供了新的視角。介紹了其技術(shù)原理、基本特征以及應(yīng)用前景。

動力多維力矩傳動技術(shù) 節(jié)能 發(fā)明

0 引 言

研究發(fā)現(xiàn)，誤導(dǎo)幾百年來人類能源科技發(fā)展戰(zhàn)略方向的根源在于人類忽略了能源理念中的兩個重大“細(xì)節(jié)”，即：“能源≠能量”和“動力傳動科技是能量運動利用的工藝范疇”。

人類以最原始且破壞生態(tài)的方式利用資源性燃料，將其轉(zhuǎn)換為能量。在能量的一切屬性中，運動是最基本的屬性，其他屬性都是運動的具體表現(xiàn)。能量的獨特性在于其是無形體，只是表征物理系統(tǒng)做功本領(lǐng)的量度；而能源的獨特性在于其是有形體，可量化且可長期儲備。因此，從嚴(yán)格的物理定義角度看，太陽能與風(fēng)能應(yīng)被稱為“不消耗能量”的二次新能源，因為它們降掉了能源獨特性的一個維度，而這一細(xì)節(jié)被忽略了。因此，太陽能與風(fēng)能在運動中無論做功大小，都不存在能源消耗量化的問題，也就不存在有能量因做功大小而涉及是否“守恒”問題，顯然，“能量＞能源”的理念被忽略了。

動力傳動科技是能量運動利用的工藝范疇。現(xiàn)有理論并不認(rèn)可“不消耗能量”的二次能源的存在。但無論是鏈條傳動、齒輪傳動還是皮帶傳動，都是獨立于能源之外的媒介或機(jī)構(gòu)工藝技術(shù)，如果比作載水之舟，則順?biāo)d舟可以使能量最大化做功。只要將“能量＞能源”的理念引入到動力傳動工藝創(chuàng)新之中，就會催生出高端的節(jié)能技術(shù)解決方案。

1 基本原理

如圖1所示，G點為扭矩力點并與曲軸連接，F(xiàn)點是動力點且能上下90,°運動。可以看出，重力臂做功的技術(shù)本質(zhì)與傳統(tǒng)力矩原理不同。該傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計(實用新型專利，證書號：ZL200620138684.2)看似簡單，但其二維力矩傳動架構(gòu)組件可實現(xiàn)單汽缸節(jié)能30%,，且做等速運動。

圖2中，A＝軸支點，B＝正反兩力共點，A至B間為力臂，G＝轉(zhuǎn)矩力，F(xiàn)＝動力，G至B點間為轉(zhuǎn)矩力作用線或桿，S＝力矩位移量，a＝力矩增值角，其導(dǎo)出的關(guān)系方程式為：設(shè)轉(zhuǎn)矩力為G，則G＝2(F－Fsin a)＋F。即a角大小與轉(zhuǎn)矩力成反比，明顯反2的支點反力參與了B點中的疊加做功，而之所以稱該單力臂結(jié)構(gòu)為二維力矩，是因為從支點垂直向上至作用線交點的間距具有重力臂效應(yīng)，該重力臂與單力臂的長度比值即為等效常規(guī)一維杠桿的平衡力比值。此外，第2支點的輔助桿設(shè)置是控制a角保持在某一角度不變，岀則輸轉(zhuǎn)矩力增量不變而實現(xiàn)節(jié)能量不變，如要實現(xiàn)節(jié)能達(dá)到30%，則a角保持在48,°36,′基本不變則可。

圖1 高端節(jié)能單缸發(fā)動機(jī)剖視圖Fig.1 High-end energy-saving single-cylinder engine section

圖2 二維力矩結(jié)構(gòu)受力分析圖Fig.2 Two-dimensional moment structure analysis diagram

2 發(fā)明成果

研究人員在經(jīng)過16年的基礎(chǔ)理論研究后，獲得了多項成果，如：2014-A-00141808、2014-A-00141808、2007-A-09091、2012-K-00078497、2012-A-00065613等5件理論著作權(quán)證書。發(fā)明了第1代核心技術(shù)即二維力矩技術(shù)后，在2014年12月完成了第2代核心技術(shù)和核心樣機(jī)，即三維力矩技術(shù)。第1代核心技術(shù)專利共9件已申報，第2代核心技術(shù)專利共20件將擇機(jī)批量申報，第3代核心技術(shù)研發(fā)已納入工作日程，即六維力矩或多維力矩技術(shù)。

3 技術(shù)特征

該發(fā)明的首要特征在于多維力矩傳動核心技術(shù)，其具有自己的原創(chuàng)理論體系和發(fā)明核心技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)，與常規(guī)節(jié)能理念明顯不同。狹義的節(jié)能＝節(jié)約，而廣義的節(jié)能指能量的增值，即同樣大小的力做功實現(xiàn)最大化的價值。由于結(jié)構(gòu)決定功能是科技創(chuàng)新的普遍規(guī)律，因此該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于電動機(jī)和發(fā)電機(jī)行業(yè)中的高端節(jié)能領(lǐng)域。

4 結(jié) 論

研究顯示，在動力傳動工藝中有類似龍卷風(fēng)結(jié)構(gòu)的能量聚變機(jī)制，即能量在多維力矩機(jī)械結(jié)構(gòu)中的傳動效應(yīng)：潛在能量在獨立單元結(jié)構(gòu)得到“增值”后，經(jīng)多個單元結(jié)構(gòu)“增值”并組合在一起，則具有能量聚變做功特性。由于每個單元結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的能量在等速條件下“增值”，如多個單元結(jié)構(gòu)并聯(lián)組合，效應(yīng)是加法總和；如串連組合，效應(yīng)則是函數(shù)單元值的次方，其總效應(yīng)相當(dāng)于“去外部電能供給體系”，即類似太陽能與風(fēng)能的“不消耗能量”的二次能源機(jī)制。誰能破局動力市場行業(yè)的“去外部能源供給體系”，則實質(zhì)是去掉了獲取燃料的儲、運、供體系。因此，該技術(shù)在未來有望成為破解能源與生態(tài)雙重危機(jī)的解決方案，也為軍工與國防現(xiàn)有技術(shù)提供了新的視角。■

［1］ 宋春華，于蘭英，柯堅，等. 復(fù)合動力傳動技術(shù)的發(fā)展及研究綜述[J]. 機(jī)床與液壓，2008，36(1)：150-152.

［2］ 唐中一，于今，顧慶祥. 復(fù)合傳動與控制[M]. 重慶：重大出版社，2004.

［3］ 松本廉平. 汽車環(huán)保新技術(shù)[M]. 曹秉剛，等譯. 西安：西安交通大學(xué)出版社，2005.

Research of Dynamic Multidimensional Torque Transmission

CHEN Chunxiang
(Tianjin Macro Technology Co.，LTD.，Tianjin 301700，China)

Power transmission technology belongs to the category of energy movement utilization．By introducing the idea of “energy＞power resource” to the field of power transmission technique innovation，dynamic multidimensional torque transmission was developed，which is able to be applied in high-end energy saving fields，such as electric motors and generators．It may become a solution to break the dual crises of energy and ecology and provide a perspective for military industry and national defense．In the paper，its technical principle，basic features and application prospect were introduced.

dynamic multidimensional torque transmission technology；energy saving；invention

TK4

A

1006-8945(2016)08-0041-02

2016-07-01