专利名称：分子力偶发动机的制作方法
技术领域：
本发明是一种利用分子新动力做功的发动机。
发明内容
发明目的我们知道构成物体的大量分子间存在着空隙，存在着吸引力和排斥力，当外力压缩弹性物体或容器(容器本身的两部分组成移动副)中的空气，改变分子间的距离或密度时，弹性物体或空气容器便产生出一对等值、反向、共线的分子力，我们用摩擦力和两个不等长的转臂分别约束一对分子力，便获得了两个不等矩、反转向的力偶，两个力偶经过转轴的传递与约束相互作用，小力偶在大力偶的作用下改变了运动方向，与大力偶同步运动，将动能转为势能。产生力偶力的物体总长度在运动中是一个常数，具有能量的分子无条件恢复到平衡状态，只能做匀速率圆周运动和动能势能的转化。分子力偶与转轴组合，实际是一种持久自然力，无非是尚未被人们发掘利用。本发明之目的便是利用分子力偶发动机来做功，以节省其他能源。
技术方案为了使机架上受到的力在理论上合力等于零，给机器设计了结构完全相同的两个系统，两系统以各自转轴14上的系统传递轮15啮合联接，它们的两个转轴14相互平行，它们并以系统传递轮15啮合线的中点为中心成中心对称。两系统在运转时，所有对应机件的运动方向均相反。为节省说明书的篇幅，结合附图只叙述其中的一个系统。图1是分子力偶发动机主剖视图。图2是图1中A-A左剖视图。图3是图1中B-B左剖视图。图4是图1中第二、第三两机构的俯视图。第一机构大内齿轮4和小内齿轮11(所有齿轮选取同一个模数)固定在机架上。转轴14通过两端的轴承与机架联接，转轴14上有转轴输入轮1和转轴输出轮16固定装配。大内齿轮4、小内齿轮11的中心线与转轴14的轴线重合。第二机构大滚动齿轮3和二机构输出轮9通过键联接在二机构轴8的中部。二机构轴8的两个端部各有两个轴承，最外端的两个轴承与机架上的圆环外接，剩余的两个轴承与二机构轴拉杆5装配，大滚动齿轮3与大内齿轮4啮合，二机构输出轮9与转轴输入轮1啮合。第三机构小滚动齿轮2和三机构输入轮10通过键联接在三机构轴12的中部，三机构轴12的两个端部各有两个轴承，最外端的两个轴承(图中未画)与机架上的圆环外接，剩余的两个轴承与三机构轴拉杆13装配，小滚动齿轮2与小内齿轮11啮合，三机构输入轮10与转轴输出轮16啮合。第四机构一、气缸由大半径敞口的空心圆柱体气缸外层7、小半径敞口的空心圆柱体气缸内层6、带进气阀的弹性气囊(简称气囊)构成。气缸外层7与气缸内层6口对口的套起来组成移动副，气囊在缸内，进气阀由气缸内层6圆面上的小孔(图中未画)中伸出。气缸被约束在二机构轴拉杆5与三机构轴拉杆13中间，气缸外层7顶住二机构轴拉杆5，气缸内层6顶住三机构轴拉杆13。二、控制器有3组构件，1、小圆轴的一端焊着开机碰杆17和停机碰钩18。小圆轴与气缸外层7的端面或与弹性物体的一个端面组成转动副。气缸内层6的圆面上或弹性物体的另一个端面上焊着碰钩挂柱19。2、对着气缸或弹性物体回转位置的机架外壳上，装有能在指向转轴14的方向上伸缩的开机按柱和停机按柱，两按柱的位置连线是顺轴方向，位置距离约等于气缸的直径。3、在转轴14露出机壳外的部位装着有手动主动杆的轮齿式单向棘轮机构。
技术特征二机构轴8的轴心线和三机构轴12的轴心线与转轴14的轴心线平行且等距。大滚动齿轮3的齿数大于小滚动齿轮2的齿数。大内齿轮4的齿数大于小内齿轮11的齿数。大滚动齿轮3与小滚动齿轮2线速度的比等于大内齿轮4与小内齿轮11的齿数之比。
实现发明的最好方式在上述技术方案和特征的基础上，再使二机构轴8的轴心线和三机构轴12的轴心线在同一直线上。现对照
发动机的运转过程将控制器的停机碰钩18钩紧碰钩挂柱19，这时气缸内层6、气缸外层7处于被约束状态。用打气筒或充气机从气缸的进气阀往气囊中充气，达到机器功率需要的压力为止。这时气囊内的空气分子密度大大超过了大气的分子密度，因此分子碰撞气缸壁的力增大，气缸具有了一对等值、反向、共线的分子力被控制器约束着。按下机架外壳上的开机按柱，用手搬动转轴14上棘轮机构的主动杆，转轴14便带动第二、第三两机构一起回转，当气缸外层7上的开机碰杆17碰到由机架外壳上按下的开机按柱时，气缸外层7上的小圆柱转动一个角度，停机碰钩18便脱开气缸内层6上的碰钩挂柱19，气缸外层7的力作用在二机构轴拉杆5上，气缸内层6的力作用在三机构轴拉杆13上，二机构轴拉杆5的力、大滚动齿轮3的半径、大内齿轮4的反作用力，组成了大滚动齿轮3的力偶；三机构轴拉杆13的力、小滚动齿轮2的半径、小内齿轮11的反作用力，组成了小滚动齿轮2的力偶，这两个力偶转向相反，因大滚动齿轮3的半径大，故它的力偶矩也大。大滚动齿轮3通过二机构输出轮9、转轴输入轮1和转轴输出轮16、三机构输入轮10，带动转轴14和小滚动齿轮2一起回转，解决了变分子反方向运动为同方向运动的问题。使大滚动齿轮3与小滚动齿轮2自转线速度的比等于大内齿轮4与小内齿轮11的齿数比，这样大滚动齿轮3，小滚动齿轮2公转的角速度相等，二机构轴拉杆5与三机构轴拉杆13的距离不变，气缸在外层外伸、内层内缩的动态中保持长度不变，空气分子恢复不到平衡状态，持有的能量没有减少，运动自然是持久的。需要关机时，上提机架外壳上的开机按柱，按下停机按柱，当停机碰钩18碰到停机按柱时便会转一个角度钩住碰钩挂柱19，机器没有了动力便会慢慢停下来。
图1是分子力偶发动机的主剖视图；图2是图1中A-A左剖视图；图3是图1中B-B左剖视图，图4是图1中第二、第三两机构的俯视图。
具体实施方式
齿轮模数通选2，大内齿轮4是180齿，分度圆直径360mm。小内齿轮11是150齿，分度圆直径300mm。大滚动齿轮3是60齿，半径60mm。小滚动齿轮2是30齿，半径30mm。二机构输出轮9是60齿，转轴输入轮1是60齿，转轴输出轮16是75齿，三机构输入轮10是45齿。二机构轴8的轴心线到转轴14的轴心线距离＝大内齿轮4的半径-大滚动齿轮3的半径＝2×180÷2-60＝120，三机构轴12的轴心线到转轴14的轴心线距离＝小内齿轮11的半径-小滚动齿轮2的半径＝2×150÷2-30＝120，大滚动齿轮3的轴心线与小滚动齿轮2的轴心线在同一条直线上并平行于转轴14。
结合实施例分析分子力偶发动机是否有做功的动力？设气缸中空气的分子力为X，则气缸外层7的作用力等于气缸内层6的作用力，等于X。由气缸外层7的作用力、大滚动齿轮3的半径，大内齿轮4对大滚动齿轮3的反作用力形成的力偶，其矩等于60X。由气缸内层6的作用力、小滚动齿轮2的半径、小内齿轮11对小滚动齿轮2的反作用力形成的力偶，其矩等于30X。两力偶的转向相反。由于两力偶的作用面和与转轴14相互作用的面都是平行面，所以根据力偶的等效性和力偶矩的知识，两力偶的转动效应，取决于两力偶矩的大小及其转向。两力偶同时作用转轴14时，转轴14就有了转向相反、矩相差一倍的两个力偶，其合力偶矩＝60X-30X＝30X，据计算得知，合力偶矩远远大于滚动摩阻力偶矩，转轴14做加速转动，表明发动机有动力。
将转轴输出轮16的齿数及与其啮合的三机构输入轮10的齿数同除以1.5即(75÷1.5)∶(45÷1.5)＝50∶30，表明小滚动齿轮2的线速度与转轴14上50齿输出轮的线速度相同。而大滚动齿轮3的线速度与60齿转轴输入轮1相同，又转轴14上两齿轮齿数的比是60∶50＝6∶5，恰与大内齿轮4与小内齿轮11的齿数比180∶150＝6∶5相同，这又表明大滚动齿轮3与小滚动齿轮2的线速度比是6∶5，两滚动齿轮公转的角速度相等。此时可以清楚的看出气缸外层7与气缸内层6以相同的速度在相同的方向上分别做圆周运动，大滚动齿轮3被气缸外层7推着转，小滚动齿轮2被大滚动齿轮3带着转，气缸的总长度在圆周运动中保持不变，由此得知，气缸中的空气分子每时每刻都在做着势能变动能、动能变势能的两种转变，但总能量保持不变，所以发动机的动力是持久的。
结合实施例分析分子力偶发动机做功是否消耗能量，是否违背能量守恒定律？仍然设气缸中的分子力为X，则大滚动齿轮3的力偶矩是60X，小滚动齿轮2的力偶矩是30X。当大滚动齿轮3通过带动转轴14、小滚动齿轮2去改变气缸内半数空气分子的运动趋势方向时，动能减少，势能增加，动能转化为势能，同时也消耗了30X力偶矩的能量。若给转轴14再增加阻力偶矩为15X的做工负荷时，大滚动齿轮3的角加速度又会降低，它仅能以剩余的15X力偶矩所能产生的角加速度滚动，稳定在降低了的圆周速度的数值上公转。这时做个比较，增加做工负荷前，机器以30X力偶矩所能达到的圆周速度回转，而增加做工负荷后，机器仅能以15X力偶矩所能达到的圆周速度回转，显然在做功的这段时间内，机器做功比不做功少转了约半数的路程，换句话说，也就是消耗了自身半数的能量。所以说分子力偶发动机做功是消耗能量的，消耗的能量等於所做的功，它不违背能量转换守恒定律。
分子力偶做圆周运动，时时刻刻都在进行动能与势能的转变，但这种转变离不开转轴的作用。分子大力偶的运动趋势只有传递给转轴一起回转才能将势能转变为动能，也只有通过转轴的回转才能作用小力偶改变运动方向，将做圆周运动的动能转变为势能，保住分子持有的能量。转轴的约束作用也不能忽视。有了转轴的约束作用，两力偶自转的线速度才能调整到公转同步所需要的数值，不然，因失去平衡而获得了能量的分子同样会因恢复平衡而失去能量。分子动势能的转变和分子力偶推动转轴一起做圆周运动是符合对立统一规律的。这是矛盾的两个方面，各自向着对立面转化，但存在于一个统一体中，缺少一方另一方则不存在。一句话，分子的两个不等矩反转向的力偶一旦同时传递给同一个转轴，这部发动机的原理机构便会长久的做匀速率圆周运动，没有做工负荷时做无效功，有做工负荷时做有效功，做有效功时分子消耗了动能、消耗的能等于所做的功。分子力偶发动机做功时，所有阻力矩的合力矩(保持动力所需的力偶矩、滚动摩阻力矩、做工负荷力矩)必须小于大滚动齿轮力偶矩，使大滚动齿轮必须能产生角加速度，不然机器便不能启动。
理解分子力偶发动机，需要特别注意两点1、分子力偶同分子力(即弹力)的区别。它们有四方面不同一、产生弹力靠外力或约束反力；产生分子力偶靠摩擦力和两个不相等的转臂约束一对分子力。二、弹力的一对力是相等的；分子力偶的两个力偶矩是不相等的。三、弹力做功时，将储存的能量一次性的，全部的释放给做工负荷，而分子恢复到平衡状态；分子力偶做功时，大力偶首先以等于小力偶的矩用来做能量转换，限制分子恢复平衡状态以保存能量，将剩余的矩才用来做功。四、弹力做功不把两个力同时作用于同一转轴，它的整体不做圆周运动；分子力偶做功时必须将两个力偶同时传递给同一个转轴，并具有两个力偶的物体都做圆周运动。弹力适用胡克定律，而胡克定律不适用分子力偶。
2、应当运用具体问题具体分析的方法，来理解本发明是符合能量守恒定律的。利用磁化的办法，可以使钢分子依照磁分子模型进行排列，得到永久磁体。同样的道理，利用改变弹性物体分子间的距离和改变半数分子运动方向的办法，即把弹性物体放入本发明的原理机构中，便可以得到原理机构做持久的圆周运动。如果把圆周运动这个持久自然能比做自西向东滚滚而流的长江水，做工负荷比做顺水而下的小船，人们一定会说长江水冲着小船走是符合能量守恒定律的，却不一定说分子力偶发动机做功同样是符合能量守恒定律的，请对发明做客观具体的分析，看一看是否真的符合能量守恒定律。
有益效果分子力偶发动机原理机构的圆周运动是由两部分因素形成的，一是动力物体的分子失去了相对平衡状态而具有了一对分子力，二是半径不等的两个滚动轮及其摩擦力和转轴共同给一对分子力所加的约束。一对分子力在这种约束条件下只能做圆周运动，不能恢复到平衡状态，而约束这个因素也是持久不变的，所以上述的圆周运动是一个持久动能。故具有这种持久动能的分子力偶发动机做功可以节省其他能源，例油、电、煤等，还可以大大降低发电成本，做功时不排放废气，除齿轮摩擦声外无其他噪音，可以做成功率大小不等的系列发动机。
权利要求
1.分子力偶发动机是利用分子新动力做功的机器，其特征是整机由结构完全相同的两个系统组成，两系统以各自转轴(14)上的系统传递轮(15)啮合联接，它们的两个转轴相互平行，它们并以系统传递轮(15)啮合线的中点为中心成中心对称，两系统在运转时，所有机件的运动方向均相反，每个系统的结构是大内齿轮(4)和小内齿轮(11)(所有齿轮模数相同)固定在机架上，转轴(14)通过两端的轴承与机架联接，转轴(14)上有转轴输入轮(1)和转轴输出轮(16)固定装配，大内齿轮(4)、小内齿轮(11)的中心线与转轴(14)的轴线重合，大滚动齿轮(3)和二机构输出轮(9)通过键联接在二机构轴(8)的中部，二机构轴(8)的两个端部各有两个轴承，最外端的两个轴承与机架上的圆环外接，剩余的两个轴承与二机构轴拉杆(5)装配，大滚动齿轮(3)与大内齿轮(4)啮合，二机构输出轮(9)与转轴输入轮(1)啮合，小滚动齿轮(2)和三机构输入轮(10)通过键联接在三机构轴(12)的中部，三机构轴(12)的两个端部各有两个轴承，最外端的两个轴承与机架上的圆环外接，剩余的两个轴承与三机构轴拉杆(13)装配，小滚动齿轮(2)与小内齿轮(1 1)啮合，三机构输入轮(10)与转轴输出轮(16)啮合，气缸或弹性物体被约束在二机构轴拉杆(5)和三机构轴拉杆(13)中间，开或停机器由控制器控制气缸或弹性物体二机构轴(8)的轴心线和三机构轴(12)的轴心线在同一条直线上并与转轴(14)的轴心线平行，大滚动齿轮(3)的齿数大于小滚动齿轮(2)的齿数，大内齿轮(4)的齿数大于小内齿轮(11)的齿数，大滚动齿轮(3)与小滚动齿轮(2)线速度的比等于大内齿轮(4)与小内齿轮(11)的齿数比。
2.根据权利要求1所述的分子力偶发动机，其特征是气缸由大半径敞口的空心圆柱体气缸外层(7)、小半径敞口的空心圆柱体气缸内层(6)、带进气阀的弹性气囊构成，气缸外层(7)与气缸内层(6)口对口的套起来组成移动副，气囊在气缸内，进气阀由气缸内层(6)圆面上的小孔中伸出。
3.根据权利要求1所述的分子力偶发动机，其特征是控制器有三组构件一、小圆轴的一端焊着开机碰杆(17)和停机碰钩(18)小圆轴与气缸外层(7)的端面或与弹性物体的一个端面组成转动副，气缸内层(6)的圆面上或弹性物体的另一个端面上焊着碰钩挂柱(19)二、对着气缸或弹性物体回转位置的机架外壳上，装有能在指向转轴(14)的方向上伸缩的开机按柱和停机按柱，两按柱的位置连线是顺轴方向，位置距离约等于气缸的直径。三、在转轴(14)露出机壳外的部位装着有手动主动杆的轮齿式单向棘轮机构。
全文摘要
分子力偶发动机是利用分子新动力做功的机器。当做动力物体的分子因失去平衡状态而具有了等值、反向、共线的两个力时、用两个半径不相等的滚动轮及其轨道轮和转轴去约束分子两个力时，两个滚动轮就具有不等矩、反转向的两个力偶，大滚动轮带动转轴和小滚动轮共同回转，这时动力物体靠近小滚动轮的半数分子改变了运动方向，在两滚动轮公转的角速度相同条件下，整体分子只具有推动大滚动轮运动的能力而失去了恢复平衡状态的条件，在动势能的转变过程中它显示出持久自然力的本性，所以说分子力偶是一种持久自然能。用分子力偶发动机做功可以节省油、电、煤等能源，不产生废气，只有齿轮摩擦的低噪音，可以做成功率大小不等的系列产品。
文档编号F03G7/00GK1417469SQ0214769
公开日2003年5月14日 申请日期2002年10月28日 优先权日2002年10月28日
发明者刘东岭 申请人:刘东岭