用于往复式引擎的功率递送装置以及相关系统和方法制造方法及图纸

在一些方面，经配置以耦合到往复式引擎的往复式元件的功率递送装置经配置以经由实质上稳定、不变(例如，恒定)力矩臂耦合到功率输出元件以产生增加的扭矩和功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及往复式引擎，且更特定来说，涉及用于往复式引擎的功率递送装置以及相关系统和方法。
技术介绍
往复式引擎一般使用机轴来将在汽缸内平移的一或多个活塞的线性往复运动转换成机轴的旋转运动，反之亦然。例如，内燃机(IC引擎)为最常见类型的往复式引擎。往复式引擎一般用于将在各种燃料(例如，汽油)的燃烧期间释放的化学能或热能(例如，源于蒸汽的能量)转换成动能(例如，机械旋转运动)，其可更容易地用于移动事物(例如，推动物体)。往复式引擎的机轴通常为连接到用于移动各种装置或车辆(例如，机动车、发电机、货车、飞机、焊机、轮船、压路机、摩托车、船只等等)的输出装置的引擎元件。
技术实现思路
在一些方面，从工作往复式引擎提取机械功的方法可包含使用最大长度转矩臂将转矩施加到往复式引擎的输出轴，所述最大长度转矩臂在引擎的往复式元件往复运动且输出轴旋转时保持实质上恒定长度。实施例可包含以下特征中的一或多者。所述实质上恒定长度可与往复式引擎的机轴的机轴半径实质上相同。使用最大长度转矩臂可包含使用实质上恒定长度力矩臂将引擎的往复式元件耦合到输出轴。提取机械功可进一步包含通过使用最大长度转矩臂施加转矩来增加往复式引擎的输出功率。最大长度转矩臂可包含在输出轴的旋转期间始终保持其最大长度的力矩臂。例如，将引擎的往复式元件耦合到输出轴可包含将输出轴耦合到界定实质上恒定转矩臂的旋转扭矩递送装置，所述旋转扭矩递送装置经配置以与引擎的往复式元件介接。所述引擎可为内燃机。使用保持实质上恒定长度的最大长度转矩臂将转矩施加到往复式引擎的输出轴可包含：将平移构件耦合到往复式引擎的往复式元件；以及使用最大长度转矩臂将所述平移构件耦合到输出轴。例如，转矩臂可实质上垂直于平移构件的往复轴以将扭矩施加到可旋转功率输出构件。保持实质上恒定长度的转矩臂可包含耦合到功率输出构件的可旋转齿轮装置和耦合到平移构件的齿条。在一些方面，往复式引擎可包含至少一个实质上不变长度转矩臂，其在往复式元件的往复运动和引擎的输出轴的旋转期间保持实质上恒定。实施例可包含以下特征中的一或多者。所述实质上不变长度转矩臂可具有等于引擎的机轴的机轴半径的长度。引擎还可包含用于使用实质上不变长度转矩臂将引擎的往复式元件的往复运动转换成输出轴的旋转运动的装置。所述引擎还可包含安置在汽缸内的至少一个往复式活塞，所述活塞在一端通过连接杆连接到引擎的机轴且还另外通过实质上不变长度转矩臂连接到输出轴。例如，实质上不变长度转矩臂可至少部分由耦合到输出轴的旋转装置和耦合到往复式活塞的平移元件的组合形成，其中所述旋转装置界定所述实质上不变长度转矩臂。所述旋转装置可包含滑轮、齿轮或链齿轮中的至少一者。平移元件可包含缆线、链条、皮带、拉杆或齿条中的至少一者。引擎还可包含安置在往复式活塞与输出轴之间的离合器装置。所述引擎还可包含用于暂时存储由引擎的往复式元件产生的能量且随后在往复式元件在引擎内行进时将所述能量释放到输出轴的能量存储装置。所述实质上不变长度转矩臂可包含产生扭矩的转矩臂，所述转矩臂：i)界定在输出轴的旋转轴与平移构件和可旋转构件之间的接触点之间；ii)大体上垂直于平移构件的运动；以及iii)在引擎的往复式元件的往复运动期间保持实质上恒定长度。在一些方面，用于耦合到往复式引擎的往复式元件的功率递送装置可包含：轴向平移张紧构件，其用于耦合到往复式元件且与其一起平移；以及可旋转构件，其耦合到功率输出元件且与平移张紧构件介接，所述平移张紧构件将轴向力提供到可旋转构件，所述轴向力在平移张紧构件的轴向运动期间使用实质上恒定长度转矩臂将扭矩施加到功率输出元件。实施例可包含以下特征中的一或多者。产生扭矩的转矩臂可：i)界定在功率输出元件的旋转轴与平移张紧构件和可旋转构件之间的接触点之间；ii)大体上垂直于平移张紧构件的运动；以及iii)在往复式元件的往复运动期间保持实质上恒定长度。可旋转构件可使用离合器装置耦合到输出元件，所述离合器装置经配置以允许可旋转构件在第二方向上相对于输出元件自由旋转。所述可旋转构件可包含齿轮装置，并且所述平移张紧构件可包含与齿轮装置介接的齿条。在一些实施例中，往复式元件可为往复式活塞；功率输出元件可为不同于引擎的机轴的旋转功率输出轴；平移张紧构件可为连接到往复式活塞的拉杆装置且基于活塞的往复运动而平移；引擎可包含耦合到拉杆以与拉杆一起平移的线性齿轮装置；引擎可包含耦合到输出轴且经配置以与线性齿轮装置介接的可旋转小齿轮；并且所述引擎可包含单向离合器装置，所述单向离合器装置安置在输出轴与小齿轮之间，以在小齿轮在朝向活塞通过其旋转的机轴的活塞运动的第一方向上旋转时啮合输出轴，其中输出轴的旋转轴与线性齿轮装置和小齿轮之间的接触区之间的距离在活塞在引擎内往复运动时保持实质上恒定。在一些方面，往复式引擎可包含至少一个活塞和汽缸，所述至少一个活塞在一端经由连接杆连接到机轴且在另外经由实质上不变长度转矩臂连接到输出轴，所述引擎包含：轴向平移元件，其耦合到往复式活塞并与其一起平移；以及可旋转构件，其耦合到输出轴且与平移元件介接，所述平移元件将轴向力提供到可旋转构件，所述轴向力在平移元件的轴向运动期间将扭矩施加到输出轴，实质上不变长度转矩臂：i)界定在输出轴的旋转轴与平移元件和可旋转构件之间的界面区之间；及ii)大体上垂直于平移元件的运动。实施例可包含以下特征中的一或多者。所述实质上不变长度转矩臂可在所述活塞朝向所述机轴的向内运动和所述活塞远离所述机轴的向外运动期间保持实质上不变。所述可旋转构件可包含齿轮装置，并且所述轴向平移元件可包含张紧装置以啮合所述齿轮装置。所述引擎还可包含离合器装置以基于所述平移元件的运动方向选择性地啮合所述输出轴。至少一个活塞和汽缸包括四个直列式活塞和汽缸，所述活塞中的每一者经配置以经由实质上不变长度转矩臂啮合输出轴并使其旋转。在一些方面，经配置以耦合到往复式引擎的往复式元件的功率递送装置可包含：轴向平移张紧构件，其耦合到往复式元件并与其一起平移；以及可旋转构件，其耦合到功率输出元件且与平移张紧构件介接，所述平移张紧构件将轴向力提供到可旋转构件，所述轴向力在平移张紧构件的轴向运动期间将扭矩施加到功率输出元件，其中产生扭矩的转矩臂：i)界定在功率输出元件的旋转轴与平移张紧构件和可旋转构件之间的接触点之间；ii)大体上垂直于所述平移张紧构件的运动；以及iii)在往复式元件的往复运动期间保持实质上恒定长度。实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从工作往复式引擎提取机械功的方法，所述方法包括：使用最大长度转矩臂将转矩施加到所述往复式引擎的输出轴，所述最大长度转矩臂在所述引擎的往复式元件往复运动和所述输出轴旋转时保持实质上恒定长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.06.03 US 61/830,4561.一种从工作往复式引擎提取机械功的方法，所述方法包括：
使用最大长度转矩臂将转矩施加到所述往复式引擎的输出轴，所述最大长度转矩
臂在所述引擎的往复式元件往复运动和所述输出轴旋转时保持实质上恒定长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述实质上恒定长度与所述往复式引擎的机轴的
机轴半径实质上相同。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述使用最大长度转矩臂包括使用实质上恒定长
度力矩臂将所述引擎的所述往复式元件耦合到所述输出轴。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述提取机械功进一步包括通过使用所述最大长
度转矩臂施加所述转矩增加所述往复式引擎的输出功率。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述最大长度转矩臂包括在所述输出轴的整个旋
转期间始终保持其最大长度的力矩臂。
6.根据权利要求3所述的方法，其中将所述引擎的所述往复式元件耦合到输出轴包括
将所述输出轴耦合到界定实质上恒定转矩臂的旋转扭矩递送装置，所述旋转扭矩递
送装置经配置以与所述引擎的所述往复式元件介接。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述引擎为内燃机。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述使用保持实质上恒定长度的所述最大长度转
矩臂将所述转矩施加到所述往复式引擎的所述输出轴包括：
将平移构件耦合到所述往复式引擎的所述往复式元件；以及
使用所述最大长度转矩臂将所述平移构件耦合到所述输出轴。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述转矩臂实质上垂直于所述平移构件的往复轴
以将扭矩施加到可旋转功率输出构件。
10.根据权利要求8所述的方法，其中保持实质上恒定长度的所述转矩臂包括耦合到所
述功率输出构件的可旋转齿轮装置和耦合到所述平移构件的齿条。
11.一种往复式引擎，其包括至少一个实质上不变长度转矩臂，所述不变长度转矩臂在
往复式元件的往复运动和所述引擎的输出轴的旋转期间保持实质上恒定。
12.根据权利要求11所述的往复式引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂具有等于所
述引擎的机轴的机轴半径的长度。
13.根据权利要求11所述的往复式引擎，其进一步包括用于使用所述实质上不变长度
转矩臂将所述引擎的所述往复式元件的往复式运动转换成所述输出轴的旋转运动
的装置。
14.根据权利要求11所述的往复式引擎，其进一步包括安置在汽缸内的至少一个往复
式活塞，所述活塞在一端通过连接杆连接到所述引擎的机轴且还另外通过所述实质
上不变长度转矩臂连接到所述输出轴。
15.根据权利要求14所述的往复式引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂至少部分由
耦合到所述输出轴的旋转装置和耦合到所述往复式活塞的平移元件的组合形成，其
中所述旋转装置界定所述实质上不变长度转矩臂。
16.根据权利要求15所述的往复式引擎，其中所述旋转装置包括滑轮、齿轮或链齿轮
中的至少一者。
17.根据权利要求15所述的往复式引擎，其中所述平移元件包括缆线、链条、皮带、
拉杆或齿条中的至少一者。
18.根据权利要求14所述的往复式引擎，其进一步包括安置在所述往复式活塞与所述
输出轴之间的离合器装置。
19.根据权利要求11所述的往复式引擎，其中所述实质上不变长度转矩臂包括产生扭

\t矩的扭矩臂，所述转矩臂：i)界定在所述输出轴的旋转轴与平移构件和可旋转构件
之间的接触点之间；ii)大体上垂直于所述平移构件的运动；以及iii)在所述引擎的...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·A·桑德斯，
申请(专利权)人：尼古拉斯·A·桑德斯，
类型：发明
国别省市：美国;US