可为世界节约一半能源的发动机

庄园主 · 发表于 2012-2-26 13:12:55

本帖最后由庄园主于 2012-2-26 13:22 编辑

刚申报了一项“螺纹转子发动机”的专利，其理论上的热效率可以达到60%以上，大家看看这个发动机的设计能不能应用到现实之中，如能应用，将彻底改变能源的利用方式。欢迎大家提出意见。
   发动机原理动画

   设计原理：通过逐渐增大燃气的作用面积以及作用面距轴线的距离来逐渐增大燃气的扭矩，从而降低燃气的排气压强，提高燃料利用率。
   为了便于理解，请先看一下原理动画。传统发动机随着燃气压强逐渐减小，燃气产生的扭矩也逐渐减小，当扭矩减小到不足以驱动输出轴做功时就会被排出，而此时燃气的压强还很高，大部分的能量没有被有效利用。我将转子设计为锥形螺杆的作用在于，在燃气膨胀的过程中，膨胀气体在转子上的作用面积逐渐增大，而且膨胀气体作用于转子上的受力点离转子轴线的距离也逐渐增大，这样较小压强的膨胀气体也会产生较大的扭矩做功，从而降低了排气的压强。用数学公式来表示： N=FL=kPSL 式中N为扭矩，F为膨胀气体作用于转子上产生的使转子旋转的切线力，L为切线力到转子轴线的距离，k为常数，P为膨胀气体的压强，S为转子受膨胀气体的有效受力面积。从上述公式可以看出，因为SL的积不断增大，所以N不会随着P的减小而线性减小，当驱动输出轴转动的最小扭矩N的值恒定时，P的最小值可以很小，也就是排气压强可以很小，这样就达到了降低排气压强的目的，实现了对燃气能量的梯级利用。
   我们知道，活塞运动时是正反向往复运动，在止点的机械负荷很大，由一个方向转换为另一方向运动时需要消耗大量的能量。但是我的设计克服了转换方向运动需消耗能量的问题，这是另一个发明点所在。在我的设计中，左右两组转子通过联动机构相互联动，彼此转动方向相反，当进行膨胀行程的一组转子驱动输出轴转动时，另一组转子在联动机构的作用下反向旋转进行压气行程，正向旋转的转子会将冲量转移到压气行程中而使自身到达止点，也就是说使转子停止所消耗的能量被利用到了压缩气体的过程中，所以这一过程不损耗能量。活塞是往复直线运动而这一设计的转子是往复旋转运动，活塞的速度也很大，也是由正向很高的速度瞬间转变为逆向很高的速度，活塞可以承受的机械负荷转子也应该能够承受。
   另外，转子上部的缸体的形状可以自由设计，也就是说燃烧室的形状是有设计空间的。（单向轴承的作用在于转子正转时驱动输出轴，而反转时不与输出轴发生传动是在空转，如自行车的飞轮一般。）
   滑动装置的作用在于阻挡膨胀气体，将其设计为对角相通的十字形结构是为了使膨胀气体能同时作用于滑块的两侧，使其受力平衡，不与其他装置产生额外的摩擦力（详见附件）。

wayyhlp · 发表于 2012-2-26 13:26:51

像阿基米德螺杆泵{:soso_e113:}

itwotwo · 发表于 2012-2-26 14:48:47

感觉上不能同方向连续运动的话，转向时候耗费很多能量，会造成冲击，而且噪音...纯粹路过观望。

gunking07 · 发表于 2012-2-26 14:59:14

样机做过实验么？转速高的话如何解决反向传输？

庄园主 · 发表于 2012-2-26 15:03:19

本帖最后由庄园主于 2012-2-26 18:22 编辑

gunking07 发表于 2012-2-26 14:59 - Z& b, L" x$ k4 N8 C9 w3 N
样机做过实验么？转速高的话如何解决反向传输？

活塞是往复直线运动而这一设计的转子是往复旋转运动，活塞的速度也很大，也是由正向很高的速度瞬间转变为逆向很高的速度，活塞可以承受的机械负荷转子也应该能够承受。反向不传输，因为是单向轴承，只向一个方向传动。

感谢你的回复，但是你没有看完我贴上去的话，如能提出中肯意见将不甚感激

成形极限 · 发表于 2012-2-26 16:25:23

转动惯量会很大，很快轴就被扭断了

庄园主 · 发表于 2012-2-26 16:59:12

fastarrow 发表于 2012-2-26 16:25 # y; s. v! [' o8 w/ r3 U. D7 \
转动惯量会很大，很快轴就被扭断了

注意是单向轴承，仅向一个方向传动，转子反向旋转时是空转。

lb04151013 · 发表于 2012-2-27 16:23:16

庄园主发表于 2012-2-26 15:03
$ \4 U- e; ?$ j$ M活塞是往复直线运动而这一设计的转子是往复旋转运动，活塞的速度也很大，也是由正向很高的速度瞬间转变 ...

活塞是曲柄连杆，来回动但出力轴不反转，不能跟你这个类比，感觉你理解的不对

庄园主 · 发表于 2012-2-27 18:13:08

lb04151013 发表于 2012-2-27 16:23
, @5 @) }$ X1 y- w活塞是曲柄连杆，来回动但出力轴不反转，不能跟你这个类比，感觉你理解的不对

这个设计只是转子反转，出力轴不反转，只向一个方向旋转

alphazhan · 发表于 2012-2-27 18:36:54

赶紧出个样机不就知道了

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