一体式无燃发动机及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机，特别是一种不使用燃油、电力及天然气等现有能源的一体式无燃发动机及其工作方法。
【背景技术】
[0002]现有发动机必须使用燃油、电力、天然气或核能源等能源才能运转，不仅会大量消耗有限的能源，而且运行成本高，还会严重污染环境。为此，公告号CN203515675U、专利号2013207124862的发明专利提供了一种“一体式无燃发动机”，以取代现有发动机的工作机理，通过承压介质承载正、负压力能量使发动机运转，但此技术方案是正负压力能量交替作用于主机，因受活塞式发动机的配气机构的限制而导致动力转换效率偏低，没有实现预先能量合成，整机尚未形成一体化。
【发明内容】
[0003]为缓解我国能源日趋匮乏的局面，提高发动机动力性能，降低发动机的运行成本，加强环境保护，本发明提供一种一体式无燃发动机及其工作方法。
[0004]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0005]一体式无燃发动机包括能量转换器、正能量室、正压管、负能量室、负压管、自开自闭定向阀、正能量输送管、负能量输送管、调速控制器、同步分配器、主机、主机正能量管、主机负能量管、共用能量管、机架。能量转换器的轴通过齿轮与主机的曲轴一端相连接，正能量室的一侧与能量转换器之间连接有正压管，负能量室的一侧与能量转换器之间连接有负压管，正压管和负压管分别串接有自开自闭定向阀，正能量室和负能量室的另一侧分别连接有正能量输送管和负能量输送管，正、负能量输送管上串接有调速控制器，再共同连接在同步分配器的一端，主机上设置有主机正能量管、主机负能量管和共用能量管，主机正能量管、主机负能量管、共用能量管共同连接在同步分配器的另一端，正能量室、负能量室、主机分别固定在机架上，能量转换器固定在机架下方。
[0006]所述正、负能量室为可密封的金属承压容器，在正、负能量室上设置有能量合成输入口，能量室的上部有可拆卸的密封盖，
[0007]所述正能量室两侧的正压管和正能量输送管与正能量室为一体式结构，负能量室两侧的负压管和负能量输送管与负能量室为一体式结构；
[0008]还可以在正、负能量室中分别设置有一内芯，内芯中间有气孔。
[0009]所述主机包括活塞式主机和蜗轮式主机，在动力要求不高的情况下可以使用蜗轮式主机，所述蜗轮式主机与【背景技术】方案相同，它不需要设置本技术方案中的同步分配器，而只需设置调速控制器。
[0010]活塞式主机包括活塞室、活塞，活塞杆、连杆、曲轴，凸轮、主动力输出轴、主动轮、从动轮、副动力输出轴，活塞室中有活塞，活塞连接有活塞杆，活塞杆通过连杆与曲轴连接，曲轴上安装有凸轮，曲轴另一端为主动力输出轴并安装有主动轮，主动轮与从动轮相啮合，从动轮安装在副动力输出轴上。
[0011]所述主机正能量管、主机负能量管和共用能量管可以设计成与主机为一体式结构。
[0012]所述能量转换器的轴与曲轴一端的连接，还可以采用滑键轴与滑键套式的连接方式。
[0013]所述主机曲轴另一端的主动力输出轴与主动轮为单向棘轮式传动连接方式。
[0014]所述能量转换器是通过内部运转生成正、负压力的关键装置，所生成的压力用以推动承压介质在高压状态下循环运行，能量转换器将负能量室内的承压介质持续吸出而生成负能量，再将负能量在转换器内转换为正能量并持续压入正能量室。
[0015]所述连接在正压管和负压管中的自开自闭定向阀用来保证正、负压力的单向运行。
[0016]所述调速控制器由两组可控联动开关构成，通过手动或电动控制。
[0017]所述同步分配器内设置有高速双开双闭联动开关，同步分配器控制方式采用凸轮正时机构的机械控制方式或采用电子正时系统的电子控制方式。
[0018]本发明在调速控制器关闭的状态下，预先对负能量室进行承压介质充装，然后对正、负能量室按不同动力设计进行能量合成后即可上车使用，打开调速控制器即可启动机器并调整转速，机器启动的同时带动能量转换器同步运转，从而保持了正、负能量的不停转换，正、负能量得以持续循环作用于主机而输出动力。
[0019]本发明在遵循能量守恒定理的前提下，采用倍压原理获得持续动力能的设计方案，以液压油、气体、水等非燃物质作为承压介质来承载能量转换器生成的正、负能量，其正能量与负能量全部同时参与作功，正能量与负能量始终处于等值的循环交变状态，因而没有能量损失，主机没有动力损耗。由于正、负能量叠加共同作用于主机，因此所产生的动力是持续而恒定的，从而实现了主机的持续运行，不但保证了主机在脱离外动力后自行持续运转，还可以实现剩余动力的输出，本发明可做为机械设备、机动车辆及海、空航行器的动力。
[0020]本发明剩余输出动力的大小，取决于正、负能量室的压力能量值，以及能量转换器的动力消耗等参数的合理设计，因主机没有动力消耗，所以，其基本公式为:AX+BX-CX = N，公式中AX是正能量值，BX是负能量值，CX是能量转换器的动力所消耗的压力能量值，当能量转换器由0.5千瓦功率带动时可生成的正、负能量值为0.3Mpa，故能量转换器所消耗的压力能量值为0.3Mpa，N是剩余压力能量值，因此可以得出下式:0.3+0.3-0.3 = 0.3Mpa，即:剩余的压力能量值为0.3Mpa，也可换算成力的值。由此可以看出，正、负能量所转换的动力除能维持主机自身运转外，还可提供多余的动力输出。
[0021]一体式无燃发动机的工作方法，包括以下步骤:
[0022]a、打开负能量室的密封盖，加入承压介质，再打开正能量室的密封盖，打开调速控制器，转动动力输出轴，观察介质加入无误后盖好正、负能量室密封盖；
[0023]b、关闭调速控制器，接好合成用连接管，分别向正、负能量室充入正、负压力也即正负能量到额定值；
[0024]C、打开调速控制器瞬间，正、负能量首先作用于主机使其运转，并同时带动能量转换器转动，保持正、负能量的不停转换；
[0025]d、当活塞上行到上止点时，受正时系统控制的同步分配器在瞬间关闭主机负能量管的同时打开了主机正能量管，以及负能量输送管与共用能量管通路，负能量经共用能量管进入活塞室下方吸动活塞下行，与此同时，正能量经主机正能量管进入活塞室上方推动活塞下行；
[0026]e、当活塞下行到下止点时，同步分配器在瞬间关闭主机正能量管的同时打开了主机负能量管，以及正能量输送管与共用能量管的通路，正能量经共用能量管进入活塞室下方推动活塞上行，与此同时，负能量经主机负能量管进入活塞室上方吸动活塞上行，至此完成一个工作循环；
[0027]f、主机持续运转的同时，剩余动力由主动力输出轴、副动力输出轴输出给行车动力机构；
[0028]g、通过调整调速控制器的开闭状态，调整主机的运转速度或主机的开、停。
[0029]本发明的有益效果是:
[0030]1、发动机体积小，成本低；
[0031]2、能量的转换效率高，可实现大功率输出；
[0032]3、承压介质来源广且方便经济，可节约现有机械动力能源，；
[0033]4、整机工作时无环境污染、工作噪音小；
[0034]5、应用领域广泛，可产生显著的经济和社会效益。
【附图说明】
[0035]图1是本发明的剖示图；
[0036]图2是带有内芯的能量室示意图。
[0037]图中:能量转换器1、正能量室2、正压管3、负能量室4、负压管5、自开自闭定向阀6、正能量输送管7、负能量输送管8、调速控制器9、同步分配器10、主机11、主机正能量管12、主机负能量管13、共用能量管14、机架15、能量合成输入口 16、密封盖17、内芯18、气孔19、活塞室20、活塞21，活塞杆22、连杆23、曲轴24，凸轮25、主动力输出轴26、主动轮27、从动轮28、副动力输出轴29、护罩30
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明进行详细描述。
[0039]如图1、2所示，一体式无燃发动机包括能量转换器1、正能量室2、正压管3、负能量室4、负压管5、自开自闭定向阀6、正能量输送管7、负能量输送管8、调速控制器9、同步分配器10、主机11、主机正能量管12、主机负能量管13、共用能量管14、机架15。能量转换器I的轴通过齿轮与主机11的曲轴24 —端相连接，正能量室2的一侧与能量转换器I之间连接有正压管3，负能量室4的一侧与能量转换器I之间连接有负压管5，正压管3和负压管5分别串接有自开自闭定向阀6，正能量室2和负能量室4的另一侧分别连接有正能量输送管7和负能量输送管8，正、负能量输送管上串接有调速控制器9，再共同连接在同步分配器10的一端，主机11上设置有主机正能量管12、主机负能量管13和共用能量管14，主机正能量管12、主机负能量管13、共用能量管14共同连接在同步分配器10的另一端，正能量室2、负能量室4、主机11分别固定在机架15上，能量转换器I固定在机架15下方。
[0040]所述正、负能量室为可密封的金属承压容器，在正、负能量室上设置有能量合成输入口 16，用于能量的输入合成，能量室的上部有可拆卸的密封盖17，用于加注承压介质，正能量室2两侧的正压管3和正能量输送管7与正能量室2为一体式结构，负能量室4两侧的负压管5和负能量输送管8与负能量室4为一体式结构；还可以在正、负能量室中分别设置有一内芯18，内芯中间有气孔19，此种能量室是作为航空器动力而设，它可在航空器在空中做倾斜、翻转动作时，保持承压介质在能量室中不会产生位置变化，以保证本发明的的正常工作，如采用空气做承压介质则不必采用此种能量室。承压介质可以是液压油、气体、水等非燃物质，承压介质的作用是承载压力能，并由能量转换器转换成正、负能量，进而推动主机11运转，由此形成正一负压力能无损耗的良性循环，利用上述承压介质做压力能的载体，在完成做功后其性质、量值不变，因而可反复循环利用。
[0041]活塞式主机11包括活塞室20、活塞21，活塞杆22、连杆23、曲轴24，凸轮25、主动力输出轴26、主动轮27、从动轮28、副动力输出轴29，活塞室20中有活塞21，活塞21连接有活塞杆22，活塞杆22通过连杆23与曲轴24连接，曲轴24上安装有凸轮25，曲轴24另一端为主动力输出轴26并安装有主动轮27，主动轮27与从动轮28相啮合，从动轮28安装在副动力输出轴29上。
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