[00044173]机械传动机成套产品项目简介

旋转机械传动机项目简介
　　发明专利号：201110233120.2 授权公告号：GN102287508B
　　一、概述
　　旋转机械传动机是转矩提升设备。把输入机械功率中转矩的切向力和旋转半径分开。把输出旋转半径比输入旋转半径增加1.57倍，使输入、输出之间的切向力不变，输入、输出之间的相对转速不变，并通过飞轮储能和释放作用，合理、有效的开发利用了转动惯量产生的动能参与做功，使曲轴输出的转矩得以大幅提高，从而使输出的机械效率增加，
　　该产品可广泛应用于旋转机械的各个领域，作为提高机械效率之用，特别是电动汽车的驱动，可以提高驱动功率和延长电瓶的充电周期，并可以生产出独立的无源发动机组和无源发电机组，可广泛应用于无电地区及军工、国防等。
　　二、原理简介
　　物体的运动产生运动惯量，即惯性作用，称之为动能。在单缸柴油发动机中，摇动摇把使单缸燃油发动机的曲轴转动，带动活塞压缩混合气体，使之爆发做功推动曲轴旋转，完成上半周旋转，同轴的飞轮同时得到了能量，产生转动惯量，（即：动能），当活塞爆发做功完成后，飞轮的转动惯量通过曲轴释放，使曲轴继续旋转，完成下半周旋转并使活塞再次压缩混合气体使之再次爆发做功，从而使发动机连续运转。转动惯量正比于转速，旋转速度越快，转动惯量就越大。燃油发动机加装飞轮，是合理有效的利用动能参与做功的典范。如果在电机上加装飞轮，飞轮产生的转动惯量只有在电机负荷增加使转速降低时，飞轮产生的转动惯量才能释放，平时起不到任何作用。在电机匀速旋转时虽然飞轮储存了能量，却无法得到有效利用。
　　旋转机械能的本质就是切向力的作用，切向力与旋转半径的乘积就是转矩，转矩与角速度的乘积就是机械功率。其中：旋转半径是机械结构常数，它不是能量，是能量转移和转换的主要条件。因此，如果保证切向力大小不变，转速和角速度不变，增加输出旋转半径就会使输出转矩（M=Fr）增加，从而使输出功率增加。但是，这样做就会带来两个问题：一是输出半径增加后旋转一周的周长加大，输入切向力做功的线距离达不到半径增加后的线距离长度。就是小轮带大轮旋转，小轮转一周大轮转不到一周。二是由于旋转半径增加，切向力做功的线速度必须要比输入切向力的线速度加快，这是两个致命的问题，也是旋转机械传动机解决的问题。
　　旋转机械传动机解决上述问题的方案是：1、将输入和输出分成两部分，按直径与半圆弧长相差1.57倍的比例关系，把输入轮的旋转直径设为1，输出轮的旋转直径设为1.57，输入端分别通过四个半圆齿轮对应四个齿条通过连杆与输出曲轴连接，象四冲程发动机工作过程一样。把输入的旋转运动改变为由齿轮带动齿条组成的连杆做往复运动带动曲轴旋转，使输入轮旋转一周，同轴的四个连杆分别交替带动曲轴旋转一周，使输入端小轮转一圈输出端大轮也转一圈，从而解决了小轮转一周大轮转不到一周的问题。
　　2、输入齿轮拉动齿条的力就是输入的切向力，齿条通过连杆拉动曲轴，是把这个切向力作用在曲轴的外径上。曲轴上装有飞轮，当传动机达到恒定转速时，飞轮即储存了能量。由于连杆是往复运动，曲轴是旋转运动，连杆拉动曲轴旋转的做功角由130度至70度之间变化，（输入轮顺时针旋转，连杆拉动曲轴逆时针旋转）。130度时功率因数为0.6，90度时功率因数为1。70度时功率因数为0.75。传动机在恒速运转时，90度时曲轴的输出转矩最大，飞轮储存了能量，130度时虽然作用在曲轴上的切向力没有变，但其做功角变小，使曲轴的输出转矩减小，飞轮便通过曲轴释放能量，从而保持转速不变，补偿了130度时输出转矩减小的不足。从而使输出转矩保持不变，解决了切向力做功的线距离达不到半径增加后的线距离长度的问题，并合理、有效的开发利用了转动惯量产生的动能参与做功。
　　连杆带动曲轴旋转，输入转矩和曲轴的转动都是匀速的，而连杆往复运动不是匀速的，输入半圆齿轮的转动也不是匀速的，双行星系统的原理是，行星轮即可以自转又可以公转。把外齿圈固定不转，太阳轮转动时带动行星轮自转行星架公转，如果使行星架固定不转，太阳轮就可以通过行星轮自转带动外齿圈旋转。旋转机械传动机就是利用上述原理，把输入转矩经太阳轮带动行星轮使行星架围绕太阳轮公转，行星架带动输入轴旋转。把外齿圈经压力弹簧固定，由于太阳轮输入的速度恒定，行星架带动输入轴拉动曲轴旋转，曲轴旋转角度的改变导致连杆运行速度的改变，当连杆拉动曲轴的的做功角变小，连杆的运行速度降低，导致行星架转速降低，行星架公转转速下降，致使外齿圈转动并使压缩弹簧压缩，将行星架转速下降的分量储存于压力弹簧中。当连杆拉动曲轴的做功角变大，行星架公转转速等于或高于太阳轮输入速度时，压力弹簧中储存的能量泄放推动外齿圈反转，又使行星架公转转速加快，从而调节了两者之间的速度差，解决了输出半径增加导致切向力运动的线速度加快的问题。
　　三、旋转机械传动机的损耗和效率，
　　1、损耗：主要是连杆往复运动产生的损耗和机械摩擦损耗以及空气摩擦损耗。
　　齿条固定于连杆上，连杆经轴瓦与曲轴相接组成摇臂形式，使齿轮带动摇臂使曲轴转动时随转角变化而变化。即滑轨、滑道在往复运动的同时也随曲轴转动时转角变化而变化。没有分力损失。摇臂采用轻质合金铝材料重量轻，损耗小。转动部分采用轴瓦和轴承，摩擦系数小，损耗小。
　　总损耗可分为空载损耗和载荷损耗两种。当传动机转速恒定时空载损耗也就固定不变。载荷损耗主要是负荷增加以后，轴承、轴瓦产生的机械摩擦损耗，摩擦力矩为：M=uPd/2 。其中摩擦系数u=0.01-0.1；因此，总损耗为：空载损耗+载荷损耗；
　　2、效率：由于传动机输出转矩旋转半径比输入旋转半径大1.57倍，切向力相同，转速相同，因此，输出转矩在飞轮动能补偿作用下，可提高1.45-1.5倍。即输出功率提高了1.45-1.5倍。
　　比如传动机恒定转速为1000r/min，空载损耗为800瓦，输入功率为10kw时输出功率为14.5kw，载荷损耗为：500w，总损耗为：800w+500w=1300w；实际输出功率为：14.5kw-1.3kw=13.2kw。如果输入功率提高为20kw，空载损耗不变，只是载荷损耗增加，效率会进一步提高。多出来的能量就是输出旋转半径增加后，飞轮产生的转动惯量参与做功产生的，即动能；
　　目前，样机以制作完成。通过对样机的运行试验，充分验证了上述理论的可行性、可靠性，完全达到了设计要求中对力能指标的要求。
　　四、投资意向和回报
　　该项目是旋转机械能提高效能的一次创新和革命，实用面广，社会效益和经济效益巨大，国内独家生产，前期投资2000万元人民币，以股权形式参股，股权面议。欢迎有识之士考察论证投资。