專利名稱：噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
涉及一種高效能的壓縮空氣噴氣式汽車的組合動(dòng)力裝置。
背景技術(shù)：
2012年4月11日本申請(qǐng)人向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局提出壓縮空氣噴氣式汽車的專利申請(qǐng)，提出壓縮空氣噴氣式汽車比壓縮空氣馬達(dá)節(jié)能。申請(qǐng)?zhí)?012201510991，名稱一種空氣壓縮式非潤(rùn)輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)或汽車。2012年6月25日本申請(qǐng)人向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局提出“壓縮空氣噴氣式汽車的壓力緩釋器”專利申請(qǐng)，申請(qǐng)?zhí)?2012102111777，主要涉及解決新能源汽車的發(fā)展方向，并提出“噴氣式汽車的壓力緩釋器”以改變噴射面的大小使壓力緩慢釋放的問題。在此申請(qǐng)文件中，提到了如下問題1)空氣中PM2. 5來源于燃料汽車。2)環(huán)境污染包括化學(xué)污染和物理污染，化學(xué)污染包括酸性有毒氣體污染、PM2. 5顆粒污染，物理污染主要是指人類消 耗太陽能以外的能源對(duì)地球環(huán)境產(chǎn)生的“熱污染”，“熱污染”是指地球因消耗太陽能以外的能源額外產(chǎn)生的熱量且數(shù)量巨大，造成環(huán)境溫度升高，造成大氣中水分含量增加，額外造成大雨、大風(fēng)、泥石流及地震頻率增加。3)解決上述污染的途徑是改變能源利用方式和節(jié)能。4)我國(guó)現(xiàn)行新能源汽車的政策是電動(dòng)汽車，但電動(dòng)汽車的電池存在缺陷且目前解決不了將來也永遠(yuǎn)解決不了，理由是電力具有即時(shí)性的特點(diǎn)，適合遠(yuǎn)距離傳輸，不適合儲(chǔ)存，這是由于電力“強(qiáng)流動(dòng)性”決定的，電力作為能源的一種同樣具有“動(dòng)能”和“勢(shì)能”，電流實(shí)現(xiàn)動(dòng)能的快速傳遞，勢(shì)能適合儲(chǔ)存，就是說電力的儲(chǔ)存必須在電池的正負(fù)極之間，而正負(fù)極之間沒有絕對(duì)的絕緣體因此正負(fù)極之間必有電流通過產(chǎn)生熱量即必然產(chǎn)生電力消耗，因此電池的能量具有自我消耗特性，因此電池在充電、存放過程中都存在大量的能量自發(fā)消耗，并且針對(duì)某一電池，電池存量越多就會(huì)產(chǎn)生越大的自我消耗，因此，從能源利用角度講，電池性的新能源汽車在理論上無以支持未來動(dòng)力汽車的發(fā)展，僅僅可以作為一種動(dòng)力能源來源的補(bǔ)充。5)壓縮空氣動(dòng)力蓄能較好且具有較高的比能量，申請(qǐng)人測(cè)算當(dāng)壓縮空氣的壓力達(dá)到60MP以上時(shí)，其體積比能量接近液體化石能源(柴油、煤油、汽油)等，20MP時(shí)其體積比能量不及石油能量的十分之一。6)壓縮空氣動(dòng)力汽車分為氣動(dòng)馬達(dá)汽車和噴氣式汽車，噴氣式汽車除了和飛機(jī)噴氣動(dòng)力一樣具有部分相同的技術(shù)指標(biāo)外(比如推力)，還具有更節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。但是，經(jīng)過一段時(shí)間之后，今天申請(qǐng)人認(rèn)為噴氣式汽車的節(jié)能不是絕對(duì)的，而是有條件的，簡(jiǎn)單的噴氣并不是在任何條件下都實(shí)現(xiàn)節(jié)能，利用不好不但不節(jié)能，還會(huì)造成無謂的消耗，浪費(fèi)能源。這是因?yàn)閲姎馐狡嚺c噴氣式火箭、飛機(jī)、導(dǎo)彈比較經(jīng)常處在低速和不斷減速和經(jīng)常起動(dòng)的狀態(tài)，在低速狀態(tài)下，噴氣式汽車?yán)脟姎猱a(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)氣體就不節(jié)能。那么噴氣式汽車節(jié)能的條件是什么呢？這個(gè)條件就是汽車的速度與噴射氣體速度之差較小或等于零，其中汽車的速度是指汽車相對(duì)大地的運(yùn)動(dòng)速度，噴射氣體的速度是指噴射氣體相對(duì)于運(yùn)行汽車的速度，速度之差較小是指相對(duì)于噴射氣體的速度較小。在汽車低速運(yùn)行時(shí)其高速噴射氣體的速度無論相對(duì)大地還是相對(duì)運(yùn)行汽車，其速度接近相等，當(dāng)汽車低速而噴射氣體高速時(shí)，壓縮氣體的能量消耗在了噴射氣體的動(dòng)能上，噴射氣體速度越高，壓強(qiáng)越大，其運(yùn)行距離越遠(yuǎn)，根據(jù)能量守恒定律，壓縮空氣的儲(chǔ)存能量消耗在噴射氣體上的能量越高，汽車得到的能量就會(huì)相對(duì)減少。當(dāng)噴射氣體的速度和汽車的運(yùn)行速度大小相等方向相反時(shí)，噴射氣體相對(duì)大地沒有速度，因此認(rèn)為噴射氣體沒有動(dòng)能消耗。此時(shí)可以認(rèn)為噴氣式汽車的能量轉(zhuǎn)化率在理論上達(dá)到100%。但是在通常情況下，汽車通常需要起動(dòng)、減速、低速運(yùn)行，相對(duì)于氣體的噴射速度差值巨大，通常情況下在不做對(duì)噴射氣體速度處理的情況下，汽車在低速運(yùn)行、起動(dòng)等狀況下單純利用噴射氣體作為動(dòng)力并不會(huì)節(jié)能，因此也會(huì)有人得出結(jié)論噴射氣體作為動(dòng)力不適合低速運(yùn)行的汽車而只適合高速運(yùn)行的飛機(jī)或者火箭。事實(shí)上目前噴射氣體也多用在高速運(yùn)行的飛機(jī)、火箭和導(dǎo)彈上。因此，單純根據(jù)能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律考慮，噴氣式汽車在低速運(yùn)行時(shí)并不節(jié)能。但是，申請(qǐng)人認(rèn)為物體運(yùn)行速度是指相對(duì)速度，運(yùn)行速度高低也是相對(duì)的，當(dāng)噴射氣體速度降到100米/秒(360公里/小時(shí))以下，汽車(或其他動(dòng)力車船)的運(yùn)行速度在360公里/小時(shí)(100米/秒)內(nèi)可以與噴射氣體的速度值(速率)差值不太大。設(shè)汽車瞬時(shí)速度值為VI、汽車質(zhì)量M1，噴氣速度值為V2，單位時(shí)間內(nèi)噴射氣體的質(zhì)量為M2，則壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化成汽車動(dòng)能的效率與(V2-V1) 2的值成反比，與M1/M2成正比，因此，可以設(shè)計(jì)改變運(yùn)行噴射氣體的速度值，使接近于運(yùn)行汽車或其他運(yùn)行飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、輪船、火車的運(yùn)行速度值，只要其噴射氣體的作用力大于運(yùn)行阻力(包括摩擦力、空氣阻力、流體阻力)，汽車或其他運(yùn)行的飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、輪船、火車就可以加速，就可以逐漸起動(dòng)、加速、運(yùn)行，因此，作為運(yùn)行工具的噴射氣體的速度和噴射氣體的反作用力大小就是設(shè)計(jì)中的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)因素。噴射氣體的速度和反作用力可以隨著汽車的運(yùn)行速度的變化而變化，這就需要噴射氣體的設(shè)備符合這種變化要求。為此，總結(jié)以上內(nèi)容和根據(jù)能量守恒定律及運(yùn)動(dòng)相對(duì)論，本申請(qǐng)人提出“能量的相對(duì)性理論”，并在此理論下設(shè)計(jì)技術(shù)方案，使得噴射氣體的能量轉(zhuǎn)化最大化。說到底就是解決噴氣式動(dòng)力機(jī)械裝置能量轉(zhuǎn)化的最大化問題，最終實(shí)現(xiàn)在陸地行駛的汽車、火車、在水中運(yùn)行的輪船、潛艇、空中飛行的火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)器械實(shí)現(xiàn)節(jié)能和能源利用方式的轉(zhuǎn)
變。 能量的基本理論能量區(qū)別于動(dòng)量是個(gè)標(biāo)量，沒有方向性，有一個(gè)絕對(duì)數(shù)值。能量區(qū)別于力，沒有作用點(diǎn)，但有載體，有量值多少比較沒有大小比較。能量是描述一定質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)物體在作用力的作用下運(yùn)動(dòng)空間的過程總量(動(dòng)能變化做功的多少)，是對(duì)一定質(zhì)量的物體運(yùn)行空間的描述或者是對(duì)一定質(zhì)量的物體運(yùn)行能力和運(yùn)行趨勢(shì)的描述(勢(shì)能變化做功量的多少)，能量在傳遞過程中遵守能量守恒定律。即能量在由一個(gè)物體載體傳遞到另一個(gè)或多個(gè)物體載體時(shí)，輸出值等于輸入值，但是由于一個(gè)單一物體在運(yùn)動(dòng)過程始末無法僅僅接觸另一個(gè)單一物體，而是接觸并傳遞到了一個(gè)物體之外的其他物體，(比如自由落體運(yùn)動(dòng)物體最終接觸大地，過程中接觸空氣，開始時(shí)也受其它物體作用力，且現(xiàn)實(shí)中沒有絕對(duì)真空)故我們把動(dòng)能由一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體時(shí)，轉(zhuǎn)化率無法達(dá)到100%，而是部分能量傳遞到了其他物體載體，分析并減少其他物體的能量消耗數(shù)值，是提高運(yùn)動(dòng)機(jī)械高效運(yùn)行的依據(jù)。能量的相對(duì)性理論運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的(有參照系)，能量是對(duì)運(yùn)動(dòng)空間總量的描述，所以能量也是相對(duì)的(有參照系)，這是文字邏輯推理，且這個(gè)“相對(duì)性”難以理解。那么怎樣才能理解能量具有相對(duì)性呢？先看這樣一個(gè)例子。一只蘋果從樹上脫落落地，首先果蒂不堪蘋果重量折斷后蘋果下落，在下落前具有重力勢(shì)能，那么重力勢(shì)能能否全部轉(zhuǎn)變?yōu)槁涞厍暗膭?dòng)能？在中學(xué)物理中通常不考慮空氣阻力，故不會(huì)考慮蘋果落地過程中的能量損失，事實(shí)上蘋果離地不太遠(yuǎn)，落地時(shí)空氣阻力相對(duì)重力太小故忽略不計(jì)，可以簡(jiǎn)單認(rèn)為蘋果的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱颂O果落地時(shí)的動(dòng)能。但是現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)物體的形狀不同，比如面積較大較薄的鋁板在大面積接觸空氣下落時(shí)，此時(shí) 的空氣阻力就不能忽略(比如降落傘，以下分析降落傘的重力勢(shì)能)，那么下降中的降落傘的重力勢(shì)能哪去了？降落傘的重力勢(shì)能并沒有全部轉(zhuǎn)變?yōu)榻德鋫愕南侣鋭?dòng)能，而是轉(zhuǎn)到了降落傘下邊與降落傘接觸或間接接觸的運(yùn)動(dòng)空氣的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能上，因此，像研究降落傘一樣當(dāng)研究空氣動(dòng)力學(xué)對(duì)空氣中運(yùn)行物體的影響時(shí)就必須考慮運(yùn)行物體的形狀，用以改變與空氣的接觸面積，通過接觸面積進(jìn)而計(jì)算空氣阻力大小，且需要考慮運(yùn)行物體的密度與空氣密度的比值，當(dāng)運(yùn)行物體的密度與空氣密度的比值為I時(shí)，運(yùn)行物體可以懸浮在空氣中，比如氫氣球熱氣球等(這個(gè)在低空時(shí)小于I就上行)，但實(shí)心的物體遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣密度的600倍至上萬倍，比如水的密度是I，空氣是I. 29公斤/m3，則水的密度約是空氣密度的775倍，鋼鐵是空氣密度的6000倍，不同密度的物體與空氣的接觸面積不同時(shí)表現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)特性不同。接觸面積越小，自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化率會(huì)越高。這是因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)中不斷與空氣分子碰撞，自由落地運(yùn)動(dòng)物體速度越快，與空氣分子的碰撞速度越快，空氣分子運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)越快(加速度越大)；自由落體運(yùn)行物體得到的空氣分子的反作用力即阻力就會(huì)越大，其降落或運(yùn)行過程中消耗的動(dòng)能就越大，因此空氣的阻力與兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)有關(guān)，I是運(yùn)行物體與空氣的接觸面積2是運(yùn)行速度，空氣阻力與運(yùn)行物體的接觸面積成正比，與運(yùn)行物體速度(的平方)成正比。就是說，在空氣中運(yùn)行的物體存在動(dòng)力消耗，其動(dòng)力消耗轉(zhuǎn)變到了直接接觸或間接接觸空氣的“動(dòng)能”上，而這個(gè)“動(dòng)能”出現(xiàn)了問題，問題就是動(dòng)能等于其質(zhì)量與其速度平方的乘積的一半(MV2/2)，速度是個(gè)相對(duì)速度，而這個(gè)速度在我們傳統(tǒng)能源的解釋必須是以大地平面作為參照系，要遵守能量守恒定律，必須選擇統(tǒng)一參照系，我們目前所有對(duì)能量的解釋都是指相對(duì)地球而言。這里就牽扯一個(gè)必然因素，通常我們說的噴氣式汽車(或其他飛行器)的噴氣速度，一定是相對(duì)汽車(或其他飛行器)而言，而能量守恒計(jì)算需要相對(duì)地球而言，兩個(gè)速度不是同一個(gè)參考系，因此作為能量計(jì)算時(shí)必須換算到同一個(gè)參考系，于是就有了，雖然汽車的噴氣速度很高，但與汽車的運(yùn)行速度大小相等方向相反時(shí)，相對(duì)大地的速度就為零，其動(dòng)能就為零。但是相對(duì)于汽車而言，噴射氣體的動(dòng)能是多少呢？相對(duì)于汽車而言其噴射速度在此刻具有全速的動(dòng)能。就是說，能量雖然是個(gè)標(biāo)量，但能量的多少一定是相對(duì)于某個(gè)參照系而言，就是能量的多少和數(shù)值具有一定的相對(duì)性，當(dāng)參照系確定了，其能量數(shù)值才會(huì)確定，在同一個(gè)參照系下才會(huì)符合能量守恒定律。根據(jù)以上的能量相對(duì)理論和能量守恒定律，本申請(qǐng)人提出噴氣式汽車的能量無謂消耗與(V2-V1)2大小成正比(其中V2是相對(duì)于噴氣式作用物體的噴氣速度值，Vl是噴氣式作用物體如汽車的即時(shí)速度值)。即噴氣式動(dòng)力的無用功與(V2-V1)2成正比。此定律適合火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)及噴氣式汽車、火車、輪船、潛艇等所有噴氣式動(dòng)力器械。導(dǎo)致噴氣式運(yùn)行工具的起動(dòng)、加速運(yùn)行的是噴氣式氣體對(duì)作用物體的反沖作用力，來源于牛頓第三定律，作用力的大小在大于阻力的情況下才能導(dǎo)致運(yùn)行工具起動(dòng)和加速。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，作用力推算其重要性大于對(duì)噴氣速度的推算，但對(duì)于節(jié)能與否就必須考慮噴氣速度。在通常不加控制的情況下噴氣速度會(huì)較高，在專利申請(qǐng)“壓縮空氣噴氣式汽車的壓力緩釋器”申請(qǐng)?zhí)?012102111777中的壓力緩釋器在加大作用力面積減小壓強(qiáng)的安全性方面起到作用外，客觀上對(duì)噴氣速度具有很大的減弱作用。但是減弱多少及噴氣速度與運(yùn)行物體之間的速度值比例大小及速度值如何變化沒有描述，對(duì)于節(jié)能的幅度沒有涉及，與本申請(qǐng)解決的技術(shù)問題實(shí)際上是不同的。如上所述，本申請(qǐng)解決的是實(shí)現(xiàn)噴氣式汽車的能量轉(zhuǎn)化最大化，提高噴氣式汽車能效的方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上存在的具體問題，提出以下技術(shù)解決方案
技術(shù)方案壓力罐噴氣時(shí)除直接作用于外界給行駛的汽車反作用力提供動(dòng)力外，還要通過一次或幾次氣體阻力變動(dòng)力裝置減輕噴射氣體的噴氣壓力，所述阻力變動(dòng)力裝置為輪機(jī)或者類似活塞、連桿、曲軸依次連接的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，所述輪機(jī)為渦輪或葉片狀或螺旋槳狀的動(dòng)力裝置即一種氣動(dòng)馬達(dá)，輪機(jī)輸出扭矩，輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同或呈一定角度，輪機(jī)前或后的噴氣裝置帶有力座，所述力座是指噴氣出口周邊的接受噴氣反 作用力的力學(xué)支撐裝置，所述力學(xué)支撐裝置與汽車?yán)喂踢B接，所述牢固連接是指其在受力方向上的承受力遠(yuǎn)大于噴氣反作用力，所述力學(xué)支撐裝置的受力方向與汽車前進(jìn)方向相同，所述力學(xué)支撐裝置位于左右對(duì)稱型汽車的中心線或位于汽車重心與力學(xué)支撐裝置作用點(diǎn)的連接線上，所述連接線與大地平行或成一定角度，所述一定角度是指0-90°內(nèi)的任意角度，此方式不僅改變了最后噴氣開口的噴氣速度，增加了安全性，更重要的是利用能量的相對(duì)原理，將噴氣出口的帶有噴氣動(dòng)能的噴射氣體通過阻力變動(dòng)力裝置即類似氣動(dòng)馬達(dá)裝置將噴射氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚽靶袆?dòng)能，使最末級(jí)噴氣速度接近汽車的常規(guī)運(yùn)行速度，極大提高能源利用效率。壓力罐噴氣開口(11)與輪機(jī)氣體進(jìn)口(5)具有不間斷管道或間斷管道或無管道。輪機(jī)具有氣體進(jìn)口(5)和氣體出口(9)，所述氣體出口(9)位于汽車左右對(duì)稱中心線上。噴氣裝置與阻力變動(dòng)力裝置裝置交替放置，具有一個(gè)以上的噴氣開口和一個(gè)以上的阻力變動(dòng)力裝置。噴氣裝置與阻力變動(dòng)力裝置位于汽車前邊或后邊或前后都有。所述輪機(jī)噴氣開口(9)具有阻力面(13)，阻力面(13)改變氣體噴射方向，使噴氣向后或使噴氣具有更大的噴射面積。所述壓力罐噴氣開口( 11)具有阻力面(14)，阻力面(14)改變氣體噴射方向，使噴氣向后或使噴氣具有更大的噴射面積。所述第一噴氣閥門(10)無限接近但不接觸葉片(6)。壓縮空氣噴氣適用于壓力罐(2)內(nèi)液體變氣體裝置。以上技術(shù)方案適用于低速和中速行駛的汽車或輪船，所述低速是指10-80公里/小時(shí)，中速是指80-680公里/小時(shí)，中速情況下可以逐漸停止阻力變動(dòng)力裝置運(yùn)行。通過固定齒輪輸出扭矩或通過變速齒輪改變扭矩帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，即設(shè)備具有檔位或無檔位。


圖I為噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)側(cè)視圖，顯示第一噴氣開口與第一輪機(jī)進(jìn)口斷開。圖2噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)側(cè)視圖，顯示第一噴氣開口與第一輪機(jī)進(jìn)口連接。圖3為噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)側(cè)視圖，顯示第一噴氣開口具有阻力面。其中I為汽車力座，2為壓力罐或儲(chǔ)能罐，3為第一噴氣口力座，4為總力座，5為輪機(jī)氣體進(jìn)口，6為輪機(jī)葉片，7為輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，8為輪機(jī)力座，9為輪機(jī)噴氣出口，10為開關(guān)閥門，11為壓力罐噴氣開口，12為氣體遮擋調(diào)節(jié)片，13為輪機(jī)開口阻力面，14為壓力罐噴氣開口阻力面。
具體實(shí)施例方式簡(jiǎn)單說，本申請(qǐng)就是將噴氣式動(dòng)力和氣動(dòng)馬達(dá)動(dòng)力結(jié)合在一起，但這種組合不是簡(jiǎn)單的組合，而是在動(dòng)力方面如何讓效率最大化并在理論上如何實(shí)現(xiàn)能效轉(zhuǎn)化的100%。以下結(jié)合說明書附圖1-3分別加以說明。 噴氣式噴氣如何具有動(dòng)力或具有動(dòng)力最大化？這要考慮兩方面內(nèi)容,I是受力分析即綜合力學(xué)分析，2是能效分析，將二者完美結(jié)合達(dá)到最終目的。力學(xué)分析的結(jié)果是噴氣式汽車所受力接近100%為前進(jìn)方向動(dòng)力，這就避免了在垂直方向或與前進(jìn)方向呈一定角度的狀況下產(chǎn)生的震動(dòng)、噪音和摩擦。受力均勻、方向明確，作用點(diǎn)恰到中心位置不僅避免機(jī)械震動(dòng)、噪音和摩擦等直覺上的不適，更重要的是震動(dòng)也要消耗能量，產(chǎn)生熱量，對(duì)提高能效和機(jī)械使用壽命及汽車穩(wěn)定性不利。因此，讓汽車產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)已經(jīng)不是現(xiàn)階段追求的目標(biāo)，而大幅度提高能效是未來必然要解決的課題。因?yàn)楣?jié)能最終的目標(biāo)并不是絕對(duì)省錢，而是針對(duì)氣候變化。人類對(duì)于能源的利用已經(jīng)到了瘋狂且?guī)缀跬Ｖ共幌聛淼牡夭?，而人類資源是有限而不是無限的，隨著科技的發(fā)展雖然有理由對(duì)未來能源持有樂觀態(tài)度，但任何事物都是兩方面的，有一利必有一弊，面對(duì)眾多的自然災(zāi)害面前，日益顯現(xiàn)人們對(duì)科技的尊重不足，自然災(zāi)害雖然“自然”發(fā)生，但有深刻的自然原因，這個(gè)原因就是在發(fā)展或者科學(xué)發(fā)展的前提條件下必須合理有效的利用能源，節(jié)約能源這種資源，能源絕對(duì)不是無限的，自然災(zāi)害和氣候變化實(shí)際上是大自然的“動(dòng)力”變化的結(jié)果，而原因由人類主導(dǎo)其理由更加充分，因此節(jié)能及提高能效絕不可以掉以輕心，絕不可以認(rèn)為節(jié)能和提高能效的意義不是很大。在此重申，因?yàn)榻^大多數(shù)人不明白什么叫能源，不懂能源的前世今生及未來，因此往往把節(jié)能和提高能效當(dāng)做口頭禪，且很多人的神經(jīng)被麻痹。因此，噴氣式動(dòng)力與氣動(dòng)馬達(dá)結(jié)合不能認(rèn)為“容易想到”，二者結(jié)合的目的克服雙方的不足，避免能耗。那么究竟提高多少能效呢？在非理想或理想狀態(tài)下可以提高30%-80%，因此此種結(jié)合方式彌足珍貴，適合低速運(yùn)行這種模式，是未來汽車的替代品，是能源利用方式的一種改變。圖I和圖2的區(qū)別在于圖I的噴氣開口裸露在外，指氣體暴露在空氣中，有一段氣體運(yùn)行無管道。究竟裸露在外能夠提高能效還是像圖2那樣不暴露在空氣中位于管道內(nèi)能提高能效呢？為此本申請(qǐng)給出了這兩種情況的對(duì)比，實(shí)際上無論圖I還是圖2顯示的哪種方式，對(duì)提高能效的直接意義不是很大。相反，圖3的狀況是在噴氣開口加了阻力面(14)，能夠加大開口面積并相對(duì)減小噴射氣體速度，圖3這種方式根據(jù)有提高能效的功能。同時(shí)，當(dāng)開關(guān)閥門(10)接近葉片(6)時(shí)，閥門開啟后作用力很大但噴氣速度很小，當(dāng)輪機(jī)扭矩較大轉(zhuǎn)速很慢時(shí)利于降低噴氣速度和提高輪機(jī)效率。
力學(xué)原件主要是“力座”，包括汽車力座(1)，第一噴氣口力座(3)，總力座(4)，輪機(jī)力座(8)。其作用在于接受反作用力時(shí)能夠?qū)⑺芰鶆蚍€(wěn)定地傳輸?shù)狡嚨闹沃行?，其結(jié)構(gòu)為框架或板式結(jié)構(gòu)，只要將所受力均勻傳輸?shù)狡嚕沂蛊嚥黄灰?，所受力在左右?duì)稱汽車的中心線上。至于不對(duì)稱的汽車，就要選擇重心，穿過重心平行于大地且向前的直線可以取代“中心線”。特別是汽車力座(I)和總力座(4)必須位于這個(gè)中心線上。第一噴氣口力座(3)和輪機(jī)力座(8)和噴氣裝置連接良好，使所受反作用力落在所述力座上，同時(shí)與總力座(4)連接良好。圖I和圖2中具有氣體遮擋調(diào)節(jié)片(12)，目的是讓輪機(jī)內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)方向向后并阻擋輪機(jī)內(nèi)氣體回流。避免產(chǎn)生噪音和震動(dòng)。圖1-3中輪機(jī)氣體進(jìn)口(5)和出口(9)都是在一條直線上，實(shí)際上根據(jù)輪機(jī)動(dòng)力需要可以與這條直線成一定角度，根據(jù)需要設(shè)置，當(dāng)然拐彎越多越不利，但有時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)的需 要。有一個(gè)關(guān)鍵部件就是輪機(jī)。實(shí)際上就是氣動(dòng)馬達(dá)。氣動(dòng)馬達(dá)還包括活塞式氣動(dòng)馬達(dá)。但是在這里不敘述活塞式氣動(dòng)馬達(dá)而只解釋輪機(jī)。輪機(jī)種類很多，無論采用產(chǎn)生動(dòng)力的渦輪(例如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī))，還是利用螺旋槳式風(fēng)扇，或者稱葉輪，都是通過氣動(dòng)阻力產(chǎn)生動(dòng)力的裝置，由于轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車車輪方向不一定相同，因此需要配合進(jìn)氣開口和出氣開口做出符合條件的設(shè)置，如何設(shè)置？只要結(jié)果滿足權(quán)利要求內(nèi)容的同時(shí)盡量簡(jiǎn)化復(fù)雜程度，比如雖然齒輪箱可以設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)方向垂直運(yùn)行，但并不利于節(jié)能；雖然噴氣出口可以拐彎，但要盡量少拐彎，但可以拐彎。而本申請(qǐng)文件采用的是如圖1-3所示的形狀，因?yàn)槭莻?cè)視圖，葉輪(6)不是螺旋狀葉片，故呈線狀。這種方式的好處是在進(jìn)氣口和出氣口在一條直線上且與汽車前進(jìn)方向相同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸(7 )轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車車輪前進(jìn)后退方向相同。其中箭頭方向?yàn)闅怏w運(yùn)動(dòng)方向。
輪機(jī)聯(lián)動(dòng)裝置可以設(shè)置固定齒輪連接，即無檔位控制。也可以設(shè)置齒輪變速箱，實(shí)行有檔位控制。汽車前進(jìn)時(shí)噴氣裝置和輪機(jī)位于汽車后邊。根據(jù)需要也可以在汽車前邊設(shè)置噴氣裝置和輪機(jī)。
權(quán)利要求
1.噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)涉及一種高效能的壓縮空氣噴氣式汽車的組合動(dòng)力裝置，其特征是壓力罐噴氣時(shí)除直接作用于外界給行駛的汽車反作用力提供動(dòng)力夕卜，還要通過一次或幾次氣體阻力變動(dòng)力裝置減輕噴射氣體的噴氣壓力，所述阻力變動(dòng)力裝置為輪機(jī)或者類似活塞、連桿、曲軸依次連接的發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，所述輪機(jī)為渦輪或葉片狀或螺旋槳狀的動(dòng)力裝置即一種氣動(dòng)馬達(dá)，輪機(jī)輸出扭矩，輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與汽車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同或呈一定角度，輪機(jī)前或后的噴氣裝置帶有力座，所述力座是指噴氣出口周邊的接受噴氣反作用力的力學(xué)支撐裝置，所述力學(xué)支撐裝置與汽車?yán)喂踢B接，所述牢固連接是指其在受力方向上的承受力遠(yuǎn)大于噴氣反作用力，所述力學(xué)支撐裝置的受力方向與汽車前進(jìn)方向相同，所述力學(xué)支撐裝置位于左右對(duì)稱型汽車的中心線或位于汽車重心與力學(xué)支撐裝置作用點(diǎn)的連接線上，所述連接線與大地平行或成一定角度，所述一定角度是指0-90°內(nèi)的任意角度，此方式不僅改變了最后噴氣開口的噴氣速度，增加了安全性，更重要的是利用能量的相對(duì)原理，將噴氣出口的帶有噴氣動(dòng)能的噴射氣體通過阻力變動(dòng)力裝置即類似氣動(dòng)馬達(dá)裝置將噴射氣體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚽靶袆?dòng)能，使最末級(jí)噴氣速度接近汽車的常規(guī)運(yùn)行速度，極大提高能源利用效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是壓力罐噴氣開口(11)與輪機(jī)氣體進(jìn)口(5)具有不間斷管道或間斷管道或無管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是輪機(jī)具有氣體進(jìn)口(5)和氣體出口(9)，所述氣體出口(9)位于汽車左右對(duì)稱中心線上，且氣體出口(9)噴氣方向與汽車前進(jìn)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是噴氣裝置與阻力變動(dòng)力裝置裝置交替放置，具有一個(gè)以上的噴氣開口和一個(gè)以上的阻力變動(dòng)力 裝直。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是噴氣裝置與阻力變動(dòng)力裝置位于汽車前邊或后邊或前后都有。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是所述輪機(jī)噴氣開口(9)具有阻力面(13)，阻力面(13)改變氣體噴射方向，使噴氣向后或使噴氣具有更大的噴射面積。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是所述壓力罐噴氣開口(11)具有阻力面(14)，阻力面(14)改變氣體噴射方向，使噴氣向后或使噴氣具有更大的噴射面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是所述第一噴氣閥門(10)無限接近但不接觸葉片(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是壓縮空氣噴氣適用于壓力罐(2)內(nèi)液體變氣體裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述的一種噴氣式動(dòng)力與阻力變動(dòng)力混合動(dòng)力機(jī)，其特征是以上技術(shù)方案適用于低速和中速行駛的汽車或輪船，所述低速是指10-80公里/小時(shí)，中速是指80-680公里/小時(shí)，中速情況下逐漸停止阻力變動(dòng)力裝置運(yùn)行。
全文摘要
噴氣式動(dòng)力與阻力式動(dòng)力混合式動(dòng)力機(jī)涉及一種高效能的壓縮空氣噴氣式汽車的組合動(dòng)力裝置，也叫低速運(yùn)動(dòng)汽車噴氣式組合發(fā)動(dòng)機(jī)，主要解決低速汽車速度值相對(duì)高速噴氣氣體速度值差值較大存在動(dòng)能消耗較大的狀況，主要技術(shù)手段是采用噴氣動(dòng)力附加氣動(dòng)馬達(dá)動(dòng)力結(jié)合的方式，把第一次噴氣動(dòng)力產(chǎn)生的高速運(yùn)動(dòng)氣體進(jìn)入氣動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生動(dòng)力并使氣動(dòng)馬達(dá)排出的氣體速度接近汽車的運(yùn)行速度，達(dá)到提高能效、安全運(yùn)行的目的。
文檔編號(hào)F01D15/04GK102797514SQ201210306759
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月25日
發(fā)明者馮益安 申請(qǐng)人:馮益安