[发明专利]机械动力节能装置

说明书

机械动力节能装置，是仿照车轮滚动的做功原理，在枝术上实现和车轮相同的节能传动，实践证明在车轮滚动时，设车轮和路面受压不变形，则重(物)力始终垂直向下作用在路面对车轮的支点上，无论大小，都有滚动摩擦系数(力)趋于零，且有推动车轮滚动的作用力对其不做功也趋于零，据此，按功的定义“功等于力跟物体在力的方向上通过距离的乘积”，则有在车轮通过的距离上，力于距离的乘积(功)趋于零。即当距离一定时，省力即为节能，如从北京到天津，高速路比泥土路节油节能。这就是历经实践证明的车轮(圆)的滚动节能，且不会违背能量守恒。据此我们只要仿照车轮把无论任何机械上的任何反作用力，都设计(转换)成如重(物)力在车轮上的作用特征，就能实现和车轮相同的在能量守恒基础上的节能。 

长期以来，人的思想由于受传统的能量守恒观念的影响，形成一种固定的意识，总认为省功就是输入功小于输出的能量不守恒，特别是在杠杆，滑轮、坡道等几种简单机械不能省功的示例规范下，更是把省功推论为技术的禁区，这不仅偏面的混淆了省功和节能的概念，而且也拘戒了人类求生存，求发展的思维创新。其实在现实中，节能的技术被广泛的应用，如车轮，轴承、滚动圆物等，对此我们如果把省功的概念理解为输入功小于输出功的能量不守恒，那么节能的概念则是在能量守恒基础上的省功，(如物体位移时滚动比滑动节能)，现就以车轮节能和杠杆不节能的原理做对比分析说明：用杠杆撬动重物时，杠杆的支点固定不动，作用力和重力只绕固定的支点转动，整个杠杆体系的重心并不能向前移动，在杠杆上动力臂是阻力臂的几倍，作用力就是重力的几分之一，故有各自于其位移的乘积是同一个相等的值，所以杠杆只省力而不节能。当使重力作用在杠杆支点上时，则有阻力臂为零，作用力也相应为零，但因重物没有位移，故杠杆不能做功。 

用车轮运载(撬动)重物时，车轮虽然也潜在有杠杆的性能，但其支点(路面对车轮的支撑点)不固定，并随车轮的滚动而同步移动，使整个车轮体系的重心在转动的同时还伴有移动(位移)，这就使车轮除具有上述杠杆做功的特征外，同时还具有当重力作用在路面对车轮的支点上时，设车轮和路面受压不变形，虽然也有阻力臂为零，滚动摩擦力为零，作用力也相应为零，但车轮仍能借助与支点上反力的平衡而移动做功。实践证明，车轮失去支点上反力的趋动。如车轮在冰面上，则原地打滑不能移动，这说明因车轮的支点和杠杆的支点有不同性能，使车轮具有杠杆所没有的节能特征。 

车轮节能，是历经实践的自然规律，对此我们仍结合车轮的受力特征做分析说明：在现实中，车轮轧路面总会有所微小变形(下陷)，则会使重力及所产生的分力，在路面对车轮的支撑点前形成阻力(臂)，阻碍车轮滚动。并分别于动力臂(轮半径)上的作用力和支点上的反力对应平衡，故有作用力通过动力臂做的功和阻力通过阻力臂做的功正负相等。而垂直于支点的重力因也与车轮位移的方向垂直，所以作用力对其不做功，只受支点反力的支撑和趋动(平衡)。而车轮所能节省的能，也正是该重力在车轮通过的路程上所不做的功。这说明车轮轧路面变形越小，重力的分力越小，车轮上的阻力臂越小，滚动的摩擦系数(力)越小，推动车轮前进的作用力越小，越节能(如火车轮比汽车轮节能)，若车轮和路面受压不变形，重力在路面对车轮的支点前形不成助力臂，则有滚动摩擦系数(力)为零，就会形成理想中的物体超导移动，如轴承的滚珠和轨道受压时几乎不变形，故无论承重多大，用很小的力都能使滚珠在轨道上滚动。这是一个近似于超导的例证。这即是滚动摩擦的实质，也是车轮(圆)节能的自然属性。 

综上所述，本技术节能的概念，则是仿照车轮的原理，把物体位移时的反 作用力，都设计成(转换)如重物(力)在车轮上的作用特征，利用重物(力)在车轮位移方向上垂直而不做负功和车轮与路面受压时不变形，有滚动摩擦系数(力)趋于零，作用力也相应趋于零按功的定义则有，力跟物体在力的方向上位移的乘积(功)趋于零的节能作用，显然这和传统意义上输入功小于输出功的省功概念不同，但就其使力于位移的乘积(功)趋于零的节能效果。则比传统的省功概念更具实用性，且不违背能量守恒。