CZ250299A3 - Způsob a zařízení pro rekuperaci okolní tepelné energie pro vozidlo s motorem se vstřikováním přídavného vzduchu - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pio íekupciaci okolní tepelné energie pro vozidlo s motorem sé vstřikováním přídavného vzduchu

Oblast techniky

Vynález se týká pozemních vozidel, zejména vozidel vybavených motorem s provozem bez škodlivých exhalací a opatřeným spalovací komorou, která je případně samostatná, zařízením pro vstřikování přídavného stlačeného vzduchu a zásobníkem vysokotlakého vzduchu.

Dosavadní stav techniky

V přihlášce WO 96/27737 je popsán způsob odstranění škodlivých exhalací motorů opatřených vnější samostatnou spalovací komorou, které pracují v alternativním režimu využití dvou druhů energie. Při provozu na silnicích je motor poháněn běžným palivem, jako je benzín nebo palivo pro vznětové motory (režim vzduch-palivo), a při nízkých rychlostech, zejména v příměstských a městských aglomeracích, je plněn stlačeným vzduchem (nebo jiným neznečišťujícím plynem) vstřikovaným do spalovací komory s vyloučením jakéhokoli jiného paliva (režim vzduchový, tj. s přidáváním stlačeného vzduchu). Autor přihlášky FR 9607714 popisuje instalaci tohoto typu motoru, který pracuje s přídavným stlačeným vzduchem, do dopravních prostředků veřejných služeb, např. do městských autobusů.

V tomto typu motoru je při režimu vzduch-palivo směs vzduchu a paliva nasávána a stlačována v samostatné sací a kompresní komoře. Poté se tato směs stále pod tlakem vhání do samostatné spalovací komory, která má stálý objem, kde se vznítí a tím se zvýší její teplota a tlak. Po otevření kanálu, který spojuje spalovací nebo tlakovou komoru s expanzní a odváděči komorou, vykoná tato směs při expanzi práci. Uvolněné plyny poté odchází výfukovým potrubím do atmosféry.

V režimu vzduch-plus přidaný stlačený vzduch, při kterém se dosahuje nižšího výkonu a který nás rámci tohoto vynálezu nejvíce zajímá, není řízena palivová tryska; v tomto případě se do spalovací komory, do které přichází ze sací a kompresní komory stlačený vzduch bez paliva, vstřikuje malé množství přídavného stlačeného vzduchu.

• · ·

-2S tlačený vzduch přichází z vnějšího zásobníku, ve kterém je uskladněn pod vysokým tlakem, např. 200 barů, a při teplotě okolního prostředí. Toto malé množství stlačeného vzduchu o teplotě okolního prostředí se při kontaktu se vzduchem o vysoké teplotě ve spalovací nebo tlakové komoře ohřeje, rozpíná se a tím zvýší tlakové poměry v komoře a při expanzi poté koná hnací práci.

Tento typ motoru pracujícího v obou režimech nebo využívající dva druhy energie (vzduch a benzín nebo vzduch a přidaný stlačený vzduch) může být modifikován pro městský provoz, např. všech vozidlech a zejména městských autobusů nebo jiných prostředků veřejné služby (taxi, vozidla pro odvoz odpadků apod.), přestavbou na typ pracující v režimu vzduch-přídavný stlačený vzduch tak, že se z něj odejmou všechny funkční prvky motoru plněného tradičním palivem.

Motor pracuje pouze v jednom režimu se vstřikováním přídavného stlačeného vzduchu do spalovací komory, která se tak stává tlakovou komorou. Kromě toho vzduch nasávaný motorem může být filtrován a čištěn přes jeden nebo několik filtrů s aktivním uhlím, mechanicky, chemicky, molekulovým sítem nebo jiným způsobem, kterým lze snížit znečištění prostředí. Pojmem „vzduch“ se v tomto textu rozumí „každý plyn neznečišťující okolí“.

V tomto typu motoru se přídavný stlačený vzduch vstřikuje do spalovací nebo tlakové komory pod tlakem, který se určí v závislosti na tlaku v komoře Aby mohl do komory proniknout, musí být znatelně vyšší než komorový tlak, např. 30 barů. Za tím účelem je použit konvenční tlakový reduktor, který sníží tlak bez práce absorbující teplo, tedy bez snížení teploty. To umožní, aby vzduch sníženého tlaku (na přibližně 30 barů v našem příkladu) a teploty okolního prostředí pronikl vstřikováním do spalovací nebo tlakové komory.

Tento způsob vstřikování přídavného stlačeného vzduchu může být rovněž použit u konvenčního dvoudobého nebo čtyřdobého motoru, kde se vstřikování provádí ďo spalovací komory motoru v horní úvrati pístu.

Podstata vynálezu

Způsob podle vynálezu navrhuje řešení, které umožní zvýšit množství použitelné energie. Vyznačuje se prostředky užitými k jeho provádění a zejména tím, že vzduch usklad-

• · · · • · • ·

-3uskladněný v zásobníku pud vysokým tlakem, např. 200 barů, a tepiotě okolního prostředí, např. 20°C, před finálním použitím při tlaku např. 30 barů expanduje v zařízení s proměnlivým objemem, např. ve válci s pístem, a dosáhne použitelného tlaku, přičemž vykoná práci, která může být zachycena a využita všemi známými mechanickými, elektrickými, hydraulickými a jinými prostředky. Při expanzi konající práci se vzduch ochladí na velmi nízkou teplotu, např. menší než 100°C. Tento vzduch se poté odvádí do tepelného výměníku, kde v kontaktu se vzduchem z okolního prostředí se zahřeje na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí a zvýší tak svůj tlak a/nebo objem, přičemž přijímá tepelnou energii z atmosféry.

Výhody tohoto způsobu podle vynálezu jsou významné. Práce vykonaná při expanzi může být přímo přenesena na hřídel motoru, nebo využita nepřímo např. k pohonu mechanických, elektrických nebo jiných součástí. Tepelná energie zachycená v atmosféře, která způsobí zvýšení tlaku a/nebo objemu vzduchu, poskytuje více možností využití.

Zkušený odborník snadno vypočítá množství vysokotlakého vzduchu potřebného pro plnění zařízení pro využití expanze k práci, a rovněž v závislosti na užitém motoru určí vlastnosti a objem tohoto vzduchu tak, aby v závěru expanze bylo dosaženo potřebného finálního tlaku a co nejmenší teploty. Elektronická správa paramentů umožní v každém okamžiku optimalizovat množství užitého stlačeného a zachyceného vzduchu. Odborník rovněž stanoví rozměry a vlastnosti tepelného výměníku, přičemž použití všech známých typů nijak nezmění způsob daný vynálezem.

Způsob podle vynálezu rovněž umožňuje využít pouze určité množství vzduchu a zahřát všechen nebo část expandovaného vzduchu o nízké teplotě ke chlazení zahřívaných částí motoru, např. v systému chlazení válců a/nebo hlav válců a pod.

Způsob podle vynálezu se také vyznačuje tím, že práci při expanzi lze využít k vytvoření přetlaku plynů ve spalovací nebo tlakové komoře.

Dalším znakem způsobu podle vynálezu je využití expanze konající práci ke generování elektrického proudu, např posouváním feritového jádra ve vinutí, a tím výhodně nahradit alternátor.

Dalším znakem způsobu podle vynálezu je uspořádání výměníku vzduch-vzduch jako prostředku pro klimatizaci vozidla v letním období, pro vhánění a rozvádění teplého vzduchu, který se průchodem přes chladič ochladí tím, že předá své kalorie expandovanému vzduchu.

• ·

-4 Výše uvedené znaky vynálezu mohou být navzájem kombinovány, aniž by byla změněna základní podstata vynálezu. Např. zahřátí studeného expandovaného vzduchu může být provedeno ve dvou stupních, jednak vzduchem atmosférickým a následným ochlazením, nebo naopak, stejně jako je možné získat elektrickou energii na počátku zdvihu a pomocnou mechanickou energii poté na konci zdvihu.

Rovněž expanze konající práci může být provedena ve dvou nebo několika operacích, jako expanze konající práci (užitou všemi známými prostředky) při středním tlaku, poté zahřátí ve výměníku vzduch-vzduch, a další expanze konající práci (rovněž užitou všemi známými prostředky) a opětovné zahřátí.

Přehled obrázků na výkrese

Vynález bude blíže osvětlen popisem několika možných způsobu jeho provedení s odkazem na výkres, na kterém znázorňuje :

Obr. 1 - schématicky příčný průřez motoru pracujícího bez škodlivých exhalací, který je opatřen zařízením pro tlakovzdušné ovládání přetlakového pístu.

Obr. 2 - stejné zařízení jako na obr. 1 na počátku hnací expanze.

Obr. 3 - stejné zařízení jako na obr. 1 na konci hnací expanze.

Obr. 4 - tlakovzdušné zařízení pro generování elektrické energie.

Obr. 5 - smíšené tlakovzdušné zařízení pro generování elektrické a mechanické energie.

Obr. 6 - schématicky příčný průřez zařízení pro rekuperaci okolní tepelné energie, které je použito přímo při pohánění hnacího hřídele.

Obr. 7 - schéma uspořádání výměníku ke klimatizaci vozidla.

Příklady pro vedení vynálezu

Na obr. 1 je schématicky a v příčném průřezu znázorněn motor pracující bez škodlivých exhalací a zařízení pro jeho plnění stlačeným vzduchem. Motor je opatřen sací a kompresní komorou 1, spalovací nebo tlakovou komorou 2, jejíž objem je konstantní a je v ní zapuštěna tryska přídavného vzduchu 22 skladovaného ve vysokotlakém zásobníku 23, a expanzní a odváděči komora 4. Sací a kompresní komorá I je spojena potrubím 5 se spalovací nebo tlakovou komorou 2. Otevření a uzavření potrubí 5 je ovládáno klapkou 6.

-5·· ·· ··

Spalovací nebo expanzní komora 2 je spojena potrubím 7 s expanzní a odváděči komorou 4. Otevření a uzavření tohoto potrubí je ovládáno klapkou 8. Sací a kompresní komora I je plněna vzduchem přicházejícím přívodním potrubím 13, jehož otevření a uzavření je ovládáno ventilem 14, před kterým je umístěn filtr 24 s aktivním uhlím.

Sací a kompresní komora 1 pracuje jako pístový kompresor, ve kterém se píst 9 pohybuje ve válci 10 a je poháněn ojnicí 11 spojenou s klikovým hřídelem 12. Expanzní a odváděči komora 4 obsahuje klasické prostředky pístového motoru, tj. píst 15, který se pohybuje ve válci 16 a prostřednictvím ojnice 17 pohání klikový hřídel 18. Expandovaný vzduch je odváděn výfukovým potrubím 19, jehož otevření řídí ventil 20. Otáčení klikového hřídele 12 sací a kompresní komory 1 ovládá hnací klikovým hřídel 18 expanzní a výfukové komory 4 prostřednictvím mechanického spojovacího článku 24.

Podle vynálezu je spalovací komora 2 opatřena přepíňovacím prostorem, který tvoří válec 25 s přetlakovým pístem 26, který se pohybuje působením přítlačné páky 27 a 28. Mezi přítlačnou pákou a její rozvodovou vačkou 29, která je poháněna motorem a její otáčení je synchronizováno s otáčkami motoru, je umístěn pomocný prostředek. Tímto prostředkem je píst 30 uložený ve válci 31, který je z obou stran uzavřený. Píst 30 je z jedné strany spojen s táhlem 32 a ložiskem 33, které se opírá o rozvodovou vačku 29, a z druhé strany s táhlem a ojnicí 34, na které je umístěna přítlačná páka 27, 28 pohánějící přetlakový píst 26. Píst 30 vymezuje ve válci dva uzavřené prostory 35 a 36, a to expanzní a pracovní prostor 35 blíže k vačce 29 a reakční prostor 36 blíže k přítlačné páce. Do expanzního a pracovního prostoru 35 ústí přívodní kanál 37 vysokotlakého vzduchu. Otevření a uzavření tohoto kanálu je ovládáno elektromagnetickým šoupátkem 38. Z expanzního a pracovního prostoru 35 vychází odváděči potrubí 39 jehož otevření a uzavření ovládá elektromagnetické šoupátko 40. Odváděči potrubí 39 je spojeno jednak s tepelným výměníkem vzduch-vzduch nebo chladičem 41. který je spojen potrubím 42 s kompenzačním zařízením 43 na úpravu téměř konstantního tlaku k finálnímu použití. Reakční prostor 36 je spojen potrubím 44 s kompenzačním zařízením 43, ze kterého odchází potrubím 45 vzduch do trysky 22 ^přídavného vzduchu.

Při funkci motoru v režimu vzduch-přídavný stlačený vzduch (obr. 1) tlačí píst 9 do tlakové komory 2 stlačený vzduch vysoké teploty, přičemž přetlakový píst 26 je v dolní úvrati a tryska 22 současně vstřikuje do komory malé množství přídavného vzduchu o teplotě okolního prostředí a tlaku, který je o málo větší než aktuální tlak v tlakové komoře 2. V této

-6ftft ft »· ft · · · · · ftft·· ftftft ftftftft ft ·· ftft ft· ······ ft ft ftftft' ftft ··· ··· ft·· »· ftft ft· fázi tedy dochází k prvému zvýšení tiaku v tlakové komoře 2. Elektromagnetické šoupátko 38, které je řízeno počítačem, se otevře a uvolní ze zásobníku 23 stlačeného vzduchu malé množství vysokotlakého vzduchu o teplotě okolního prostředí. Poté se uvedené šoupátko zavře a současně vačka 29 odtlačí pomocný píst 30. Vysokotlaký vzduch, který pronikl do expanzního a pracovního prostoru 35 tlačí na pomocný píst 30, který prostřednictvím táhla a ojnice 34 a přítlačné páky 27, 28 posune do horní úvratě přetlakový píst 26. Tím dochází k dalšímu zvýšení tlaku v tlakové komoře 2.

Stlačený vzduch v prostoru 35 v průběhu posuvu pístu 30 expanduje a koná práci, přičemž se výrazně sníží jeho teplota. V krajní poloze je jeho tlak téměř stejný jako tlak vzduchu v reakčním prostoru 36. V průběhu těchto pracovních fází se hnací píst 15 v expanzní komoře 4_ posunul do horní úvratě (obr. 2), klapka 8 je otevřena, aby umožnila expanzi stlačeného vzduchu v tlakové komoře 2 kónat poháněči práci. Vačka 29 v průběhu expanze přidržuje přetlakový píst 26 v jeho horní úvrati. Účinkem přítlačné páky nejsou síly působící v komoře 2 přenášeny na vačku 29, stejně jako přibližně stejné síly v prostoru 35 a v reakčním prostoru 36 nemají na tuto vačku žádnou vazbu.

Jakmile expanze vykoná v expanzní a odváděči komoře 4 poháněči práci (obr. 3), uzavře se těsnící klapka 8. Vačka 29 se otočí a umožní posuv pístu 30, klapka 6 se otevře a umožní přístup dalšímu vzduchu do tlakové nebo spalovací komory 2, elektromagnetické šoupátko 40 se otevře; silou vratné pružiny 46 a tlakem v komoře 2 se píst 30 vrátí do původní polohy, přičemž vytlačí z prostoru 35 do výměníku vzduch-vzduch nebo do chladiče 41 stlačený, ale expandovaný vzduch nízké teploty. Tento vzduch se ve výměníku znovu ohřeje na teplotu blízkou okolnímu prostředí a po příchodu do kompenzačního zařízení 43 zvýší svůj objem, přičemž získá nezanedbatelné množství energie z atmosféry.

Podle jednoho znaku vynálezu může být expanze vykonávající práci užita ke generování elektrického proudu pro vozidlo. Příklad zařízení k provádění tohoto způsobu je znázorněn na obr. 4. Zařízení je velmi podobné výše popsanému zařízení a má také s ním mnoho společných prvků. Je uspořádáno z pístu 30, který se pohybuje ve válci 31 uzavřeném ž obou stran. Pomocný píst 30 je spojen s táhlem 34, které nese feritové jádro procházející ve vinutí 50, a jeho konec je spojen s vratnou pružinou 46. Píst 30 vymezuje ve válci dva prostory 35 a 36, tj. expanzní a pracovní prostor 35 a reakční prostor 36 na straně táhla 34· Přívodní kanál 37 vysokotlakého vzduchu ústí do expanzního a pracovního prostoru 35 a otevření a uzavření potrubí je ovládáno elektromagnetickým šoupátkem 38. Z expanzního • · · 0 St · 0 · « * ·

0 0 0 0 · · 0 · 0 00 0 0» »000 a· · · 0 · »0 » »0»

0 0 0 ‘0 0

00» 00 0 00 ·'♦ ··

-7a pracovního prostoru 35 vychází odváděči potrubí 39 jehož otevření a uzavření je ovládáno elektromagnetickým šoupátkem 40. Odváděči potrubí 39 je spojeno jednak s tepelným výměníkem vzduch-vzduch nebo chladičem 41, který je spojen potrubím 42 s kompenzačním zařízením 43 na úpravu téměř konstantního tlaku pro finální použití. Reakční prostor 36 je spojen prostřednictvím potrubí 44 s kompenzačním zařízením 43, ze kterého proudí vzduch potrubím 45 do trysky 22 přídavného vzduchu.

V průběhu práce motoru v režimu přidávání vzduchu způsobem podle vynálezu, kdy je tryskou 22 přídavného vzduchu plněn stlačeným vzduchem, se elektromagnetické šoupátko 38 otevře a poté znovu zavře, přičemž vpustí díl vysokotlakého vzduchu do prostoru 35. Píst 30 se vzhledem rozdílu tlaku mezi prostory 35 a 36 posune a zároveň posune táhlo 34. které stlačí pružinu 46. Táhlo je opatřeno feritovým jádrem 49 a jeho posuv uvnitř vinutí 50 generuje elektrický proud. Práci konající expanze vysokotlakého vzduchu o teplotě vnějšího prostředí způsobí snížení jeho teploty. Jakmile se dosáhne tlakové rovnováhy nebo spíše rovnováhy tlakových sil mezi oběma prostory, elektromagnetické šoupátko 40 se otevře a píst 30 a feritové jádro 49 se působením vratné pružiny 46 vrátí do své původní polohy. Přitom tento píst vytlačuje z expanzního a pracovního prostoru 35 do výměníku vzduch-vzduch nebo do chladiče 41 stlačený, ale expandovaný vzduch velmi nízké teploty. Ve výměníku se tento vzduch ohřeje na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí a v kompenzačním zařízení 43 zvětší svůj objem, přičemž získá nezanedbatelné množství energie z atmosféry.

Jiným znakem vynálezu je možnost výhodně kombinovat obě výše popsaná zařízení a využít toho, že tlak je maximální na začátku každého zdvihu pomocného pístu 30. zatímco síla potřebná k akci přítlačné páky není tak významná. Kombinované zařízení je znázorněno na obr. 5. Je uspořádáno stejně jako zařízení na obr. 1 až 3. Na táhlu 34 je uloženo feritové jádro 49 vložené ve vinutí 50 z měděného drátu (stejně jako na obr. 4). Za chodu tohoto zařízení je tedy možné získávat elektrickou energii z vinutí na začátku zdvihu a poté využít zařízení podle způsobu popsaného na obr. 1 až 3.

Přednostní uspořádání zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je znázorněno na obr. 6. V tomto způsobu je expanze konající práci využita přímo na hřídel motoru, kde ojnice 53 s pracovním pístem 54 je přímo spojena s hřídelem motoru. Píst 54 se pohybuje v zapuštěném válci 55 a vymezuje pracovní prostor 35, do kterého ústí jednak přívodní potrubí 37 vysokotlakého vzduchu, jehož otevření a uzavření je řízeno elektromagnetickým šoupátkem 38, a jednak odváděči potrubí 39 spojené s tepelným výměníkem vzduch-vzduch ·»·· · 0« ·* »· • » '· 9 9 '9 9 · ·' '· » »

9 99 9 9 9 9 9 9 9 <· · 9 9 · · · · » 9 9 9 • 9 9 9 9 * 0 ··· 99 9 99 9 <9 9 · '· ·'·

-8nebo s chladičem 41. Výměník nebo chladič je spojen potrubím 42 s kompenzačním zařízením 43 na úpravu téměř konstantního tlaku pro finální použití. Jakmile je pracovní píst 54 v horní úvrati, elektromagnetické šoupátko 38 se otevře a poté zavře, přičemž vpustí díl vysokotlakého vzduchu, který bude expandovat a posouvat píst 54 až kjeho dolní úvrati a prostřednictvím ojnice 53 pohánět hnací klikový hřídel. Při zdvihu pístu 54 je elektromagnetické šoupátko 40 otevřeno a stlačený, ale expandovaný vzduch velmi nízké teploty je z pracovního prostoru vytlačen do výměníku vzduch-vzduch nebo chladiče 41. Tento vzduch se tak znovu ohřeje přibližně na teplotu okolního prostředí a příchodem do kompenzačního zařízení 43 zvětší svůj objem, přičemž získá nezanedbatelné množství energie z atmosféry.

Na obr. 7 je v perspektivě znázorněn tepelný výměník vzduch-vzduch 41 užitý v zařízeních popsaných na předcházejících obrázcích. Výměník je připojen k potrubí 39, kterým přichází vzduch velmi nízké teploty, a k potrubí 42, kterým odchází znovu zahřátý vzduch určený k finálnímu použití. Atmosférický vzduch, který ohřeje studený vzduch, vchází do výměníku potrubím 57 a ventilátorem 56 je vháněn přes chladič 41. Tím, že předá své kalorie stlačenému vzduchu v chladiči se atmosférický vzduch ochladí a prochází potrubím 56 opatřeném ovládací klapkou, která reguluje přívod proudu studeného vzduchu do kabiny vozidla. Přívod studeného vzduchu určeného ke klimatizaci může být regulován všemi známými prostředky, např. dečkou na chladiči, škrtícími klapkami, přidáním teplého vzduchu apod. Jakýkoli prostředek regulace nijak nemění podstatu vynálezu. Popsané zařízení může být použito v kombinaci s kterýmkoli z výše popsaných zařízení, což rovněž nijak neovlivní podstatu vynálezu.

Claims (8)

1. Způsob rekuperace okolní tepelné energie pro motory nebo vozidla s motory, které pracují bez škodlivých exhalací, jsou opatřeny zařízením pro vstřikování přídavného vysokotlakého vzduchu do spalovací nebo tlakové komory a zásobníkem vysokotlakého vzduchu, vyznačující se tím, že vzduch stlačený ve vysokotlakém zásobníku před jeho finálním použitím, které vyžaduje snížení jeho tlaku, expanduje v prostředku s proměnlivým objemem, např. ve válci s pístem, tak, aby dosáhl tlaku blízkého jeho finálnímu použití, přičemž vykoná práci, při které se tento stlačený a expandovaný vzduch ochladí na nízkou teplotu, a že vzduch expandovaný a stlačený na použitelný tlak se přivádí do tepelného výměníku, kde se opět zahřeje a zachycením tepelné energie zvýší svůj tlak a/nebo objem.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že stlačený expandovaný vzduch nízké teploty se přivádí do tepelného výměníku, ve kterém se ve styku s okolním vzduchem o teplotě okolního prostředí zahřeje téměř na teplotu okolního prostředí a zachycením tepelné energie z atmosféry zvětší svůj tlak a/nebo objem.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že část nebo všechen expandovaný vzduch o velmi nízké teplotě se znovu zahřeje na zahřívaných místech motoru a využije se jako doplněk systému chlazení motoru, a to samostatně nebo v kombinaci s tepelným výměníkem .

4. Provádění způsobu podle nároku 1 až 3, v y z n ač u j í c í se tím, že práce vykonaná při expanzi v prostředku s proměnlivým objemem se zachytí a použije mechanickými, elektrickými, tlakovzdušnými nebo hydraulickými prostředky jako přidaná práce pro zvýšení výkonu motoru.

5. Provádění způsobu podle nároku 2, vyznačující se tím, že okolní vzduch, kteiý prochází výměníkem vzduch-vzduch aje ochlazen, je využit ke klimatizaci vozidla.

g 'Ί

Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se tím, že prostředkem vytvářejícím proměnlivý objem je píst (30) spojený s táhly (32, 34), které ovládají a/nebo přenášejí jeho pohyb ve válci (31), jenž je z obou stran uzavřen, přičemž tento píst vymezuje ve válci (31) z jedné strany expanzní a pracovní prostor (35), do kterého ústí jednak přívodní potrubí (37) vysokotlakého vzduchu, jehož otevření a uzavření ovládá elektromagnetické šoupátko (38) a umožňuje tak přívod dílu vysokotlakého vzduchu, který bude expandovat a odtíačí píst, přičemž vykoná práci a ochladí se na velmi nízkou teplotu, a jednak odváděči potrubí (39), jehož otevření a uzavření ovládá elektromagnetické šoupátko (40), které při návratu pístu (30) do původní polohy otevře průchod pro stlačený expandovaný vzduch nízké teploty do tepelného výměníku (41), kde se znovu ohřeje na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí, tím zvětší svůj objem a výstupem z chladiče proudí do kompenzačního zařízení (43) na úpravu téměř konstantního tlaku, a z druhé strany válce (31) vymezuje píst (30) reakční prostor (36), který umožní regulovat tlak v závěru expanze a vyrovnat tlaky po obou stranách pístu tak, aby působením pružiny (46) se mohl píst vrátit do původní polohy.

Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 4, vyznačující se tím, že systém expanze konající práci umožní ovládat přetlakový píst (26) pohybující se ve válci (25) ústícím do spalovací nebo tlakové komory (2) a tím vytvořit přetlak vzduchu v plnící komoře, když expanze stlačeného vysokotlakého vzduchu vpuštěného do expanzní a tlakové komory (35) tlačí píst (30) spojený s táhlem (34), které působí na přítlačnou páku (27, 28) posouvající přetlakovým pístem (26), jehož posuv způsobí zvýšení tlaku ve spalovací nebo tlakové komoře (2) a v důsledku toho zvýšení výkonu motoru, přičemž krok vytvoření přetlaku a krok plnění komory je synchronizován pomocí vačky (29).

Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 4, vyznačující se t í m, že systém expanze konající práci je využit ke generování elektrické energie, když ovládací táhlo (34) je opatřeno feritovým jádrem (49) posouvajícím se ve vinutí (50), přičemž uvedené táhlo s feritovým jádrem je uchyceno ve vratné pružině (46).

9 ta· 9 99 99 99

99 9 9 9 9 '· · »' · · + 999 + 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 99 9 9 9· +

9 + 9 9» 9 9 + 99 999 +-99 · + 9·+ 99

- 11 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vy z na č u j í c í setím, že systém expanze konající práci je využit kombinovaně jednak ke generování elektrické energie prostřednictvím feritového jádra a vinutí (49), jednak pro vytvoření přetlaku vzduchu obsaženého ve spalovací nebo tlakové komoře (2) tak, jak bylo popsáno v patentovém nároku 6.

10. Zařízení pro provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačující se tím, že vysokotlaký vzduch uskladněný v zásobníku (23) expanduje v prostředku s proměnlivým objemem, který tvoří píst (54) spojený prostřednictvím ojnice (53) s hnacím hřídelem (18), tento píst se pohybuje v zapuštěném válci (55) do jehož pracovního prostoru nad pístem ústí jednak přívodní potrubí (37) vysokotlakého vzduchu, uťMA^ňiua jviivZ vi€vi€lu uz-dviviu υνιαΰα owupatiiAj a. ion.

přívod dílu vysokotlakého vzduchu, který expanduje a vytlačuje píst (54), přičemž vykoná práci a ochladí se na velmi nízkou teplotu, a jednak odváděči potrubí (39), jehož otevření a uzavření ovládá elektromagnetické šoupátko (40), které při návratu pístu (30) do horní úvratě otevře průchod stlačeného expandovaného vzduchu nízké teploty do tepelného výměníku (41), kde se znovu ohřeje na teplotu blízkou teplotě okolního prostředí, tím zvětší svůj objem a odchází výstupem z chladiče do kompenzačního zařízení (43) na úpravu téměř konstantního tlaku, které je spojeno s tryskou přídavného vzduchu.

11. Zařízení pro provádění způsobu podle nároku 5, vyznačující se t í m, že vzduch o okolní teplotě je usměrňován a ventilátorem (56) tlačen přes sběrný kanál (57), kde se ochlazuje tím, že předává své kalorie stlačenému vzduchu, který prochází chladičem, a poté je potrubím (56) odváděn do kabiny vozidla a zajišťuje její klimatizaci, přičemž množství přiváděného chladného vzduchu pro klimatizaci je regulováno ovládací klapkou (57).