專利名稱：一種自適應(yīng)動力往復(fù)匯回輸差動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)、行星齒輪傳動和液力傳動技術(shù)，尤其是一種自適應(yīng)動力往復(fù)匯回輸差動裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有廣泛使用的各種內(nèi)燃機(jī)具有體積小、功率大、使用攜帶方便、技術(shù)成熟和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，但仍是一種高能耗大污染的機(jī)器。譬如在某些車用往復(fù)式發(fā)動機(jī)中，約有30-40％可利用的能量未被利用而作為廢氣被排氣。究其原因是因?yàn)樵谧児r條件下渦輪機(jī)的動力與從曲軸輸出的往復(fù)式發(fā)動機(jī)的動力無法匹配而難以利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是要提供一種使兩種不同性質(zhì)的內(nèi)燃機(jī)在變工況情況下輸出動力能理想匹配的自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置本發(fā)明的技術(shù)方案是利用增壓泵輪、燃?xì)鉁u輪、液力偶合器渦輪、液力偶合器泵輪、第一降速小齒輪等五個(gè)工作元件和增壓泵主軸、燃?xì)鉁u輪主軸、內(nèi)齒輪主軸、第一段降速軸等四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件組成一種帶有動液傳動與行星齒輪傳動融為一體的復(fù)合傳動的自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置。聯(lián)接構(gòu)件一增壓泵主軸的一端與工作元件增壓泵輪固定連接，另一端與第一太陽輪固定連接，中間穿過第一組由第二太陽輪與動力輸出小齒輪組成的雙聯(lián)齒輪，再穿過起動電機(jī)，并與雙聯(lián)齒輪，起動電機(jī)形成三個(gè)獨(dú)立的自由旋轉(zhuǎn)體；聯(lián)接構(gòu)件二燃?xì)鉁u輪主軸的一端與工作元件燃?xì)鉁u輪作固定連接，中間穿過液力偶合器和內(nèi)齒輪主軸，并與工作元件液力偶合器渦輪作固定連接，另一端與行星架作固定連接；燃?xì)鉁u輪主軸是一個(gè)具有兩個(gè)工作元件合用的聯(lián)接構(gòu)件；在行星架上含有一組雙聯(lián)行星齒輪，其中第一雙聯(lián)行星齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，同時(shí)也與第一太陽輪嚙合；第二雙聯(lián)行星齒輪只與第二太陽輪嚙合；聯(lián)接構(gòu)件三內(nèi)齒輪主軸的一端與工作元件液力偶合器泵輪作固定連接，另一端與內(nèi)齒輪作固定聯(lián)接，它與構(gòu)件二燃?xì)鉁u輪主軸形成各自獨(dú)立的雙向自由旋轉(zhuǎn)體；聯(lián)接構(gòu)件四第一主降速軸的一端與時(shí)規(guī)齒輪嚙合連接，另一端裝有一個(gè)第一段降速大齒輪，第一段降速大齒輪與第一段降速小齒輪即工作元件5相嚙合。本發(fā)明自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置的四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件各具有一個(gè)自由度即自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置總共具有四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件和四個(gè)自由度。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明可以自動適應(yīng)工況變化，滿足工作母機(jī)的匹配需要，為兩次利用熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)的實(shí)施提供了基礎(chǔ)。而且，本發(fā)明使廢氣渦輪增壓部份能夠成為主要動力輸出源即第二動力輸出源，這樣不僅大大提高了發(fā)動機(jī)的輸出功率，改善了兩種不同性質(zhì)的內(nèi)燃機(jī)在變工況情況下輸出動力的匹配，提高了發(fā)動機(jī)的性能，還大大減少了能耗和廢氣排放。本發(fā)明不僅適合船用和發(fā)電廠使用，而且更適合汽車和工程機(jī)械使用，具有極高的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。


圖1是一臺帶自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置的聯(lián)合循環(huán)內(nèi)燃機(jī)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
附圖1給出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。圖中，3缸發(fā)動機(jī)1的排氣口即渦輪發(fā)動機(jī)2的進(jìn)氣管3用于連接兩臺發(fā)動機(jī)。渦輪發(fā)動機(jī)2有一個(gè)出氣管4。3缸發(fā)動機(jī)1的動力由曲軸5傳遞到飛輪6，飛輪6通過離合器與負(fù)載相連。渦輪發(fā)動機(jī)2的燃?xì)鉁u輪通過主軸7與液力偶合器渦輪8及行星架9剛性連接，液力偶合器泵輪10與液力偶合器齒輪8柔性連接用于協(xié)助全部機(jī)械聯(lián)接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。行星架9裝有3組雙聯(lián)行星齒輪11，3組雙聯(lián)行星齒輪11與內(nèi)齒輪12嚙合；雙聯(lián)行星齒輪11還與兩只太陽輪即第一太陽輪13和第二太陽輪14嚙合；第一太陽輪13通過增壓泵主軸20與增壓泵輪15相連；第二太陽輪14與輸出小齒輪16組成雙聯(lián)齒輪；通過增壓泵主軸20穿過起動電機(jī)21；輸出小齒輪16與裝在第一段降速軸17上的大齒輪18嚙合。第一段降速軸17的另一端裝有第二級降速小齒輪19，第二級降速小齒輪19與飛輪6嚙合實(shí)現(xiàn)動力匯流。內(nèi)齒輪主軸22的一端與工作元件液力偶合器泵輪10作固定連接，另一端與內(nèi)齒輪12作固定聯(lián)接，它與構(gòu)件二燃?xì)鉁u輪主軸7形成各自獨(dú)立的雙向自由旋轉(zhuǎn)體。協(xié)助整個(gè)差動裝置的各個(gè)聯(lián)接構(gòu)件實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，使之具備自動適應(yīng)性。
附圖1實(shí)施例帶自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置的聯(lián)合循環(huán)內(nèi)燃機(jī)裝置的工作原理根據(jù)四種不同的工況即一.起動過程；二.怠速狀態(tài)；三.小負(fù)載狀態(tài)；四.中、大、全負(fù)載狀態(tài)可分別簡述為1.起動過程由起動電機(jī)21驅(qū)動第二太陽輪14，并通過第二太陽輪14將功率傳送給整個(gè)差動裝置，此時(shí)整個(gè)差動裝置包括行星架9、內(nèi)齒輪12、增壓泵輪15、液力偶合器泵輪10、燃?xì)鉁u輪2和液力偶合器渦輪8，都以接近起動電機(jī)21的轉(zhuǎn)速進(jìn)行正向旋轉(zhuǎn)，呈小速差傳動狀態(tài)；以此實(shí)現(xiàn)由起動電機(jī)21帶動發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)并驅(qū)動增壓泵15完成進(jìn)氣增壓工作的起動過程。
2.怠速狀態(tài)這時(shí)往復(fù)式發(fā)動機(jī)1僅能維持自身穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)2雖已成為主動工作元件，帶動行星架9、液力偶合器渦輪8、液力偶合器泵輪10一起旋轉(zhuǎn)；但提供的動力很小，不能滿足進(jìn)氣增壓需要，還需通過第二級降速小齒輪19和第一段降速軸17從飛輪6上獲取往復(fù)式發(fā)動機(jī)1產(chǎn)生的功率進(jìn)行動力回輸。這時(shí)整個(gè)差動裝置內(nèi)無相對運(yùn)動，以一剛體方式傳遞動力；這使發(fā)動機(jī)能處于理想的怠速狀態(tài)。順便指出只要符合廢氣渦輪發(fā)動機(jī)2產(chǎn)生的能量小于增壓泵輪15所需的能量并且能從往復(fù)式發(fā)動機(jī)1獲取能量進(jìn)行補(bǔ)充這兩個(gè)條件，整個(gè)差動裝置都將停止所有齒輪和動液的相對運(yùn)動，以一剛體方式傳遞動力。
3.小負(fù)載狀態(tài)這時(shí)，在3缸往復(fù)式發(fā)動機(jī)1中經(jīng)第一次做功后的低壓燃?xì)膺M(jìn)入渦輪發(fā)動機(jī)2實(shí)現(xiàn)第二次熱——功轉(zhuǎn)換且渦輪發(fā)動機(jī)2產(chǎn)生的功率只能夠滿足進(jìn)氣增壓需要，但無多余功率匯輸給第一動力主機(jī)即往復(fù)式發(fā)動機(jī)1，因此這時(shí)整個(gè)差動裝置仍然停止所有齒輪和動液的相對運(yùn)動，以一剛體方式傳遞動力。
4.中、大、全負(fù)載狀態(tài)這時(shí)，在3缸往復(fù)式發(fā)動機(jī)1中經(jīng)第一次做功后排放的低壓燃?xì)膺M(jìn)入渦輪發(fā)動機(jī)2進(jìn)行第二次熱——功轉(zhuǎn)換且渦輪發(fā)動機(jī)2產(chǎn)生的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過進(jìn)氣增壓所需的功率，其剩余的大部份功率通過自適應(yīng)動力往復(fù)回輸差動裝置匯輸給第一動力主機(jī)從而使渦輪發(fā)動機(jī)2真正成為動力輸出主機(jī)。人類為之奮斗百年所追求的目標(biāo)———分利用廢氣排放的能量，用建立聯(lián)合循環(huán)內(nèi)燃機(jī)組形式加以利用終于成為現(xiàn)實(shí)。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)動力往復(fù)匯回輸差動裝置，由增壓泵輪、燃?xì)鉁u輪、液力偶合器齒輪、液力偶合器泵輪、第一降速小齒輪等五個(gè)工作元件和增壓泵主軸、燃?xì)鉁u輪主軸、內(nèi)齒輪主軸、第一段降速軸等四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件所組成，其特征是①增壓泵主軸的一端與工作元件泵輪固定連接，另一端與太陽輪固定連接，中間穿過第一組雙聯(lián)齒輪，再穿過起動電機(jī)，并與雙聯(lián)齒輪，起動電機(jī)形成三個(gè)獨(dú)立的自由旋轉(zhuǎn)體；②燃?xì)鉁u輪主軸的一端與工作元件燃?xì)鉁u輪作固定連接，中間穿過液力偶合器和內(nèi)齒輪主軸。并與工作元件液力渦輪作固定連接，另一端與行星架作固定連接；燃?xì)鉁u輪主軸是一個(gè)具有兩個(gè)工作元件合用的聯(lián)接構(gòu)件；③在行星架上含有一組雙聯(lián)行星齒輪，其中第一雙聯(lián)行星齒輪與內(nèi)齒輪嚙合，同時(shí)也與第一太陽輪嚙合；第二雙聯(lián)行星齒輪只與第二太陽輪嚙合；④內(nèi)齒輪主軸的一端與工作元件液力泵輪作固定連接，另一端與內(nèi)齒輪作固定連接，它與構(gòu)件二燃?xì)鉁u輪主軸形成各自獨(dú)立的雙向自由旋轉(zhuǎn)體；⑤第一主降速軸的一端與時(shí)規(guī)齒輪嚙合聯(lián)接，另一端裝有一個(gè)第一段降速大齒輪，第一段降速大齒輪與第一段降速小齒輪即工作元件5相嚙合；⑥自適應(yīng)動力往復(fù)匯回輸差動裝置的四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件各具有一個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)自由度。
全文摘要
一種自適應(yīng)動力往復(fù)匯回輸差動裝置，由增壓泵輪、燃?xì)鉁u輪、液力渦輪、液力泵輪、第一降速小齒輪等五個(gè)工作元件和增壓泵主軸、燃?xì)鉁u輪主軸、內(nèi)齒軸主軸、第一段降速軸等四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件所組成。本發(fā)明除了融入液力傳動這一新概念外，還增設(shè)了二組不同工作特色的雙聯(lián)齒輪，使它成為擁有四個(gè)聯(lián)接構(gòu)件和四個(gè)自由度的新型差動裝置。本發(fā)明首次提出了可使兩種不同性質(zhì)的內(nèi)燃機(jī)在變工況情況下輸出動力實(shí)現(xiàn)理想匹配的技術(shù)方案，它使制造兩次利用熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組成為可能。本發(fā)明不僅適合船用和發(fā)電廠使用，而且更適合汽車和工程機(jī)構(gòu)使用，具有極高的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
文檔編號F02B41/10GK1499054SQ0214516
公開日2004年5月26日 申請日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者楊錫堯 申請人:上?；婵萍紝?shí)業(yè)公司