专利名称：转动式机械部件的综合平衡的制作方法
转动式机械部件的综合平衡本PCT国际专利申请的提交是对最近三年来所进行的研究的特别延续，该研究涉及材料的化学性能及弹性变形效应的应用，这些化学性能及弹性变形效应也是通过电子信息环路(electronic information loop)而被稳定化的。本PCT涉及在先提交的专利申请 No. PCT/FR2009/000259(发明名称为 “Organisation electronique pour Ies performances dynamiques, chimiques et mecaniques，， [Electronic organization for dynamic, chemicaland mechanical performances])的主题，因此本串请要求该在先提交的现有技术的优先权，从而基于一种具有新型应用且被称为eCRTklectronconverter real time ；实时电子转换器)的电子元件中所具有的三项同时行为，要求引入这种电子元件的总体功能。本申请的内容是恰当的(但不是穷举的)示例性实施例，该实施例理想地给出了本申请有实用性的环境。在图3中，具有轮胎( 的车轮在呈不平坦或不规则轮廓形状(4)的道路上滚动。 上述车轮支撑着要被运输的质量(6)，并且驱动力是施加在上述车轮的轴上的力O)，由此获得该力的反作用力(3)以使轮胎在道路上前进。减震器(1)承受在该道路上表现得像气球一样的轮胎的全部的回弹反作用力，该减震器(1)是由要被运输的质量和要通过轮胎的弹性而被传递的动力力矩来保持的，上述轮胎把来自车轮的轴的力(即，要被运输的质量 (6)的驱动力)传送到路面。简而言之，当轮胎滚动时，该轮胎传送全部的质量和动力并且接受地面上的变形。此外，在这里，该轮胎必须在它自身的质量分布方面保持平衡，从而排除了比简单的平衡化要复杂得多的作为实际功能的动态现实，上述简单的平衡化不考虑轮胎的变形以及轮胎的在胎面与侧壁之间的内部张力，上述侧壁对动力、制动力、道路上的变形和要被运输的质量进行变换。这些用于转变得出加速和制动时质量的驱动稳定性的力是非常高的张力和压缩力，这些张力和压缩力是由上述各结构以及所采用的橡胶化合物的结构所承受的。如同橡胶化合物在路面上的任何摩擦力所导致的结果一样，这些张力和压缩力导致了强烈的磁荷运动。所有这些力是通过由eCRT技术管理着的电子波动来识别的，该 eCRT技术捕捉并吸收电子、或者让电子保持不动、或者将电子以反相位(phase inverse) 反射，从而趋向于在弹性变形的源头处让电子保持不动。本PCT申请的文本中使用的电子元件通过压电元件中所包含的金属材料来执行对磁荷的吸收，该压电元件将这些磁荷转换为电流然后以机械振动的形式消除了这些磁荷。这是我们所了解的eCRT的特征之一，但是由于额外的应力，该特征在本申请的特定上下文中有着不同的应用。该功能在运转中的轮胎的特定用法的情况下是相同的，我们所要生产出来的装置会清除通过压电材料中所包含的金属填充物捕捉到的磁荷。通过将铜、 金、铁或金属粉末引入到压电元件中，就能够将磁荷转换成电荷，该电荷立即被转换成机械运动。上述金属可以采用具有少许圈数的小螺旋环的形式，从而获得径向磁场并将该磁场转换成电流。通过实验，我们已经利用金属粉末或铝粉末进行了操作，并且我们依赖于浓度，通过在粉末中、或在线圈中、或在粉末和线圈二者中所获得的电荷来激起相对强烈的压电作用。具有上述粉末的微型螺旋环能够使效应最优化。然而，卷绕操作必需具有特定的幅值和频率。在压电元件的浆料的混合物中具有特定密度和浓度的粉末使得能够接收更多的电流(在频率和幅值方面)而不被特别地调谐，这是车轮及轮胎的振动解析和综合动态平衡的情况。上述粉末使得能够让全面的整体效应(holistic effect)对轮胎中的在电子元件周围起作用的全部磁荷敏感，且依赖于应用领域是更少特定性而更多一般性的敏感。这两种技术涉及低键能且涉及范德华偶极子(van der waals dipoles)以及拉普拉斯 (Laplace)定律、赫兹(Hertz)定律、洛伦兹(Lorentz)定律、高斯(Gauss)定律、麦克斯韦 (Maxwell)定律和法拉第(Faraday)定律。这些eCRT应用展示了具有由eCRT元件产生的多项适用性的产品，这里说明该eCRT元件的三项总体功能。这种平衡是如下这样的平衡其自然地清除了出现在车轮周围和车轮内以及轮胎附近或者出现在已经承受了过量的机械变形应力的产品中的过量磁荷，上述过量磁荷会被压电结构中所包含的金属粉末元件的陷阱(trap)吸收、吸引和捕捉。纳米技术使得能够看见电子的迁移以及相关联的磁场，上述磁场被转换成由压电元件使用的电流从而进行振动。这些功能全都是固有的，但是将这些功能结合在一起就创造出本方法所特有的新功能。 这种纳米技术概念使得可以大规模地解决迄今为止尚不能解决的问题，利用本申请的解决方案而非常规的解决方案，通过创新性的诊断、识别和可用的能量管理方法为我们提供了完善的结果。通过金属粉末的额外压电性的如下三项功能和三项作用，材料(例如轮胎的橡胶化合物)内的综合平衡成为可能1.通过金属线圈和/或金属粉末捕捉到磁场；2.磁场被转换成电流；3.电流被压电元件转换成机械振动。这三个阶段使得eCRT电子元件的特征在于它的功能是即时的、同时的、固有的。这种电子元件是可以解决机械性质的自感电流的生成和电磁性质的自感电流的生成的新一代元件，需要记住的是，当车轮绕它的铝轮辋或金属轮辋以及绕它的半径滚动时，该车轮被认为是巴洛(Barlow)轮或泰乐玛(Telma)轮。这些电子振动管理功能是可能的，这是因为它们均基于通过机械应力而发生应变和晃动的电子体系(electronic edifice)，并且所有结构都被化学应力、机械应力、流体应力和气体应力影响。在车轮、轮胎中，涉及到所有这些电磁应用。因为由电子组成的材料的特有体系涉及了机械学的功能、气体的功能，所以与动态阶段中的全部技术领域相关。这些功能起源于对机械振动和电子波动性能的伺服控制的使用，并涉及对机械、 固体、流体和气体的使用。它涉及主动参与者(active actor)(就像机械性的主动参与者那样)，同样，被运输或转换的对象是被动电子电荷的储蓄器。所有工业化都关注的是多重应力下由机械作用激发的电子的循环，以轮胎或车辆悬挂装置为例。在这种eCRT自动伺服控制中，一个功能是防止由所有机械应力产生的任何电子积聚。eCRT的趋势是使由因机械应力所致的橡胶化合物的变形和道路摩擦引起的这种电磁波动停止，并使波动的电子状态稳定化；因此，eCRT使材料的恒定的、因流体所致的运动状态稳定化，并且例如轮胎和车轮等活动机械部件所承受的动态条件变得协调而不发生任何振动。根据车辆的驱动、车辆的质量和道路而变化的某一电位的累积(build-up)被释放、被eCRT吸收，并趋向于稳定化的电位，这构成了通过这种具有三项即时功能的eCRT装置而实现的车轮平衡自动伺服控制的本质点。在本应用中，平衡电位是综合的、即时的，并且是在全部的相互作用力上实现的。最后，这种稳定化是对于各种被停止和调节的扰动的最优秀解决方案。只要电子的固有活动一发生，高反应性的eCRT就阻碍这些电子的固有活动，从而最终停止任何振动性的运动，并且高反应性的eCRT阻碍逃离了上述运动的相关电子的固有活动，楞次定律(Lenz’ s law)使轮胎的结构保持稳定。通过当轮胎被安装到轮辋上时在轮胎内部设置自由的eCRT装置，来获得各力的总体稳定化效应而不仅仅是轮胎质量平衡的稳定化效应，之后无须进行常规的外部质量平衡化。只有当存在用作稳定条件的基准的已知状态的基准记忆时，才可以发挥对电磁电荷进行吸收的这种固有反应性以及对轮胎上所产生的每个力的这种eCRT逆反应性作用。没有记忆，将会没有与所施加的机械力的强度和幅值以反相位的方式精确地成比例的反应性，基于同样的理由，所施加的机械力最终被自动稳定化。这是因为电子的最初目的是与机械应力的运动相反，这一点借助于 eCRT而变得有效，并且是对于由机械应力造成的全部冲击的在平息后的有害效果进行的机械自管理。所得到的结果是滚动噪声的消失和绝对的舒适性，这消除了当车辆行驶时的全部张力和扰动力。这种利用eCRT来实现对平衡的调节的第一种模式涉及了材料的弹性变形和胎面的半径的改变(图2)，在上述材料中大大减弱了电子的迁移以使得轮胎稳定，并且在这里出现了将会被解决的纯机械性的第二应力。该第二机械应力是与地面C3)接触的轮胎(1) 的周期性变形。具有轮胎(1)的车轮(图2、绕着半径( 转动，该半径( 会变成更小的半径G)，从而车轮每旋转一周就会导致对eCRT装置(5)的冲击，并且该eCRT装置在每次经过地面就会跳动。使用由硅凝胶(silicone gel)制成的封装体，可以减弱当eCRT经过地面时随着上述半径的减小而产生的冲击波，该硅凝胶接受变形并能让改良的eCRT装置(5) 不受损坏地经过。硅凝胶封装体吸收了半径上的差异。这个问题也解决了在不平坦道路上经过时的颠簸。轮辋(7)带动上述车轮沿着方向(6)转动。为了响应这样的两个机械应力一方面是由于车辆的牵引、制动和质量以及由于道路的轮廓形状而产生的总力，另一方面是由于轮胎在道路上的部分可预知的周期性变形而产生的总力，eCRT被安装在非常有弹性的封装体中，该封装体被容纳在由很软的橡胶聚合物制成的袋状物或包裹物中，或者被容纳在甚至由非渗透性的织物制成的袋状物或包裹物中，从而吸收轮胎沿半径(4)的弹性变形。半径(4)大体上表示车轮的接触部分，抓地力 (road-holding)以及加速力或制动力是通过上述接触部分进行传递的。为了平衡，在货车轮胎中放置有小袋的二氧化硅，但是这仍然是极为不够的，这是因为缺少对于不断地抵制这些小袋的周期性效应的电磁应力和机械应力的管理，甚至当二氧化硅由于其结构沙化因而处于惰性状态时就没有回弹效应。以鸡蛋作为我们本发明方法的配置的例子。当鸡蛋没有被煮熟时，鸡蛋通过由蛋黄和蛋白所代表的密度不同的双重结构来吸收任何类型的振动。
图1示出了车轮的综合平衡方法的非穷举性实施例，其包括从未被提出过的实际机械应力的许多想法。将两个结构保持在一起的壳体就像是极柔韧的将硅树脂C3)封装起来的包裹物G)，或者是其中模制成型有硅树脂(silicone)的包裹物，且该硅树脂本身中模制成型有两个eCRT (1，2)。两个 eCRT是为了对冲击变形力进行分布。应该已经可以安装五个eCRT球状体。该配置可以消除随着轮胎在道路上的滚动所形成的速度而增大的常规冲击波，这些冲击会破坏压电元件的固体结构，该结构主要是晶体结构因而易损坏并且将会断裂。因此，本装置包括有两种元件，一种是刚性的压电结构eCRT，另一种是极柔软的或非晶的浆料结构，该浆料结构由任意类型的聚合物制成，这样的装置使得能够完全解决综合平衡问题。平衡问题是根据稳定和已知的关系产生电子波动的机械力相互作用；材料的弹性变形；以及压电效应。在传统机械学领域中，实际上关注于某一个且同一个结构和测量，而忘记了用于多种同时功能的该同一个结构的其它功能。关于本装置，在包裹物必须仍然是柔韧的情况下，该包裹物必须能够被放置在振动最强烈的位置。这是因为该装置在轮胎中是自由的。在舒适性方面的结果是令人惊讶的。测试表明车辆驾驶员不用再遭受轮胎的振动，而是体验到安静的、流畅的且几乎不费力的驾驶。确实，全部的对立性的机械应力被大大降低，从而让方向盘从对立性的机械应力下解脱出来，减少了噪声并提供了意料不到的舒适性。构成跳动式轮胎的弹性气球不会再经受到交替出现的不受控制的运动并且会真正地抓紧道路。非常清楚的是，在雨中可以很好地驾驶，且制动性和安全性被显著提高了。疲劳阈值被大大地延后了。对于在工业机器或发动机上的机械学或液压学的综合问题方面的不同应用来说，利用本发明方法，可以找到可靠的解决方案以及达到更为稳定的运行。本方法是一种动力学机械体制的用于自稳定化综合应力的方法，或是一种用于工业领域中的气体和液体管理的方法。由纳米技术展示出来的这种新的自调节技术在解决还没有真正解决方案的已知问题或者当仅考虑了一个因素时仅从静态观点看到的问题方面向前迈出了一大步。对于有源元件的30 克的压力值，该装置的重量为50克。对于摩托车、小型汽车或自行车而言，该值更低。借助于特定的弹性变形，在直升机上的应用可以利用灵敏位置(sensitive station)来实现，或可以通过对伴随着激发了漫游电子的较大机械应力而来的这些漫游电子的测量来诊断。
权利要求
1.一种使机械应力动态平衡的方法，所述机械应力是通过电子的流量来识别的，且所述机械应力通过自由地插入在轮胎中的实时电子转换器压电元件来控制着，所述方法不仅管理所述轮胎的结构的平衡，还管理在实际运行条件下该同一结构即本发明非穷举性实例中的所述轮胎上的全部各种相互作用力，所述方法减少了振动和噪声并且增加了安全性、 舒适性以及下雨时的抓地性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时电子转换器压电元件的晶体结构被自由地安装在所述轮胎中，吸收由所述轮胎上的道路摩擦力产生的电磁电荷和由各种机械应力所致的弹性变形应力产生的电磁电荷，并且采用了柔软结构来保护所述实时电子转换器压电元件的刚性的、易损坏的结构，以抵抗在道路上行驶的所述轮胎所产生的周期性冲击波。
3.—种通过自由地放置在轮胎中的自动伺服控制实时电子转换器压电元件来管理例如轮胎或车轮等同一结构上的各种机械力的综合动态平衡的稳定机械性能的装置，所述实时电子转换器压电元件捕捉和吸收电子的通量并对各种机械应力下的与电子泄漏通量相反的电子进行管理，所述实时电子转换器压电元件包括且含有不同的二氧化硅和例如本发明非穷举性实例中的铜等金属粉末，所述实时电子转换器自身被模制成型于非晶的柔软浆料中，以避免当所述轮胎经过道路时的周期性冲击波，本实例中的所述周期性冲击波会使易损坏的晶体刚性结构断裂，本发明非穷举性实例提供了安全性、舒适性，并且减小了结构上的各种机械功能的噪声和振动。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于采用了非晶的柔韧性包裹物，所述包裹物包括柔软的聚合物结构，该柔软的聚合物结构例如是硅凝胶之类的非晶结构，并且所述包裹物包括用于对质量进行分布的一个或多个实时电子转换器压电结构。
5.如权利要求3或4所述的装置，所述装置适用于机械工程、流体和气体工业以及发动机行业，所述装置能够用于诊断综合机械应力。
全文摘要
平衡问题涉及根据稳定和已知的关系产生电子波动的机械力相互作用；材料的弹性变形；以及压电效应。在实际上关注于单个且同一个结构以及测量的传统机械学领域中，我们往往忘记了用于多种同时功能的该同一个结构的其它功能。本发明在舒适性方面有令人惊讶的结果。测试表明车辆驾驶员不用再遭受轮胎振动，而是体验到安静的、流畅的且几乎不费力的驾驶。确实，全部的机械性的不利约束被大大减弱，这解脱了方向盘的烦恼、减少了噪声并提供了意料不到的舒适性。作为非穷举性实例，构成跳动式轮胎的弹性气球完全消除了交替出现的不受控制的运动并真正地附着在道路上。显然，在下雨条件下的驾驶是良好的，并且显著提高了制动性和安全性。疲劳阈值被大幅度地延后。因此，对于在工业机器或发动机上的机械学或液压学的综合问题方面的不同应用来说，由于本发明的方法，能够找到可靠的解决方案，并且达到更为稳定的运行。通过纳米技术实施的这种新的自调节技术在解决还没有任何真正解决方案的已知问题或者当仅考虑了单个因素时仅从静态观点意识到的问题方面向前迈出了一大步。
文档编号F15D1/06GK102574578SQ200980158026
公开日2012年7月11日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年3月12日
发明者乔斯·布恩迪亚, 克洛德·安妮·佩里西恩, 弗郎索瓦斯·吉里, 皮埃尔·皮卡路加 申请人:乔斯·布恩迪亚, 克洛德·安妮·佩里西恩, 弗郎索瓦斯·吉里, 皮埃尔·皮卡路加