动力多维力矩传动的研究

陈春祥

(天津宏能科技有限公司 天津 301700)

动力多维力矩传动的研究

陈春祥

(天津宏能科技有限公司 天津 301700)

动力传动科技是能量运动利用的工艺范畴。将“能量＞能源”的理念引入到动力传动工艺创新中，开发出了动力多维力矩传动技术，可广泛应用于电动机和发电机行业中的高端节能领域，未来有望成为破解能源与生态双重危机的解决方案，也为军工与国防现有技术提供了新的视角。介绍了其技术原理、基本特征以及应用前景。

动力多维力矩传动技术 节能 发明

0 引 言

研究发现，误导几百年来人类能源科技发展战略方向的根源在于人类忽略了能源理念中的两个重大“细节”，即：“能源≠能量”和“动力传动科技是能量运动利用的工艺范畴”。

人类以最原始且破坏生态的方式利用资源性燃料，将其转换为能量。在能量的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动的具体表现。能量的独特性在于其是无形体，只是表征物理系统做功本领的量度；而能源的独特性在于其是有形体，可量化且可长期储备。因此，从严格的物理定义角度看，太阳能与风能应被称为“不消耗能量”的二次新能源，因为它们降掉了能源独特性的一个维度，而这一细节被忽略了。因此，太阳能与风能在运动中无论做功大小，都不存在能源消耗量化的问题，也就不存在有能量因做功大小而涉及是否“守恒”问题，显然，“能量＞能源”的理念被忽略了。

动力传动科技是能量运动利用的工艺范畴。现有理论并不认可“不消耗能量”的二次能源的存在。但无论是链条传动、齿轮传动还是皮带传动，都是独立于能源之外的媒介或机构工艺技术，如果比作载水之舟，则顺水载舟可以使能量最大化做功。只要将“能量＞能源”的理念引入到动力传动工艺创新之中，就会催生出高端的节能技术解决方案。

1 基本原理

如图1所示，G点为扭矩力点并与曲轴连接，F点是动力点且能上下90,°运动。可以看出，重力臂做功的技术本质与传统力矩原理不同。该传动结构设计(实用新型专利，证书号：ZL200620138684.2)看似简单，但其二维力矩传动架构组件可实现单汽缸节能30%,，且做等速运动。

图2中，A＝轴支点，B＝正反两力共点，A至B间为力臂，G＝转矩力，F＝动力，G至B点间为转矩力作用线或杆，S＝力矩位移量，a＝力矩增值角，其导出的关系方程式为：设转矩力为G，则G＝2(F－Fsin a)＋F。即a角大小与转矩力成反比，明显反2的支点反力参与了B点中的叠加做功，而之所以称该单力臂结构为二维力矩，是因为从支点垂直向上至作用线交点的间距具有重力臂效应，该重力臂与单力臂的长度比值即为等效常规一维杠杆的平衡力比值。此外，第2支点的辅助杆设置是控制a角保持在某一角度不变，岀则输转矩力增量不变而实现节能量不变，如要实现节能达到30%，则a角保持在48,°36,′基本不变则可。

图1 高端节能单缸发动机剖视图Fig.1 High-end energy-saving single-cylinder engine section

图2 二维力矩结构受力分析图Fig.2 Two-dimensional moment structure analysis diagram

2 发明成果

研究人员在经过16年的基础理论研究后，获得了多项成果，如：2014-A-00141808、2014-A-00141808、2007-A-09091、2012-K-00078497、2012-A-00065613等5件理论著作权证书。发明了第1代核心技术即二维力矩技术后，在2014年12月完成了第2代核心技术和核心样机，即三维力矩技术。第1代核心技术专利共9件已申报，第2代核心技术专利共20件将择机批量申报，第3代核心技术研发已纳入工作日程，即六维力矩或多维力矩技术。

3 技术特征

该发明的首要特征在于多维力矩传动核心技术，其具有自己的原创理论体系和发明核心技术知识产权，与常规节能理念明显不同。狭义的节能＝节约，而广义的节能指能量的增值，即同样大小的力做功实现最大化的价值。由于结构决定功能是科技创新的普遍规律，因此该技术可广泛应用于电动机和发电机行业中的高端节能领域。

4 结 论

研究显示，在动力传动工艺中有类似龙卷风结构的能量聚变机制，即能量在多维力矩机械结构中的传动效应：潜在能量在独立单元结构得到“增值”后，经多个单元结构“增值”并组合在一起，则具有能量聚变做功特性。由于每个单元结构产生的能量在等速条件下“增值”，如多个单元结构并联组合，效应是加法总和；如串连组合，效应则是函数单元值的次方，其总效应相当于“去外部电能供给体系”，即类似太阳能与风能的“不消耗能量”的二次能源机制。谁能破局动力市场行业的“去外部能源供给体系”，则实质是去掉了获取燃料的储、运、供体系。因此，该技术在未来有望成为破解能源与生态双重危机的解决方案，也为军工与国防现有技术提供了新的视角。■

［1］ 宋春华，于兰英，柯坚，等. 复合动力传动技术的发展及研究综述[J]. 机床与液压，2008，36(1)：150-152.

［2］ 唐中一，于今，顾庆祥. 复合传动与控制[M]. 重庆：重大出版社，2004.

［3］ 松本廉平. 汽车环保新技术[M]. 曹秉刚，等译. 西安：西安交通大学出版社，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