CZ92099A3 - Motor se sníženým množstvím znečišťujících látek - Google Patents

Description

Vynález se týká motorů _ se sníženým množstvím znečišťujících látek s nezávislou spalovací komorou pro městské autobusy nebo pro jiná obslužná vozidla.

Dosavadní stav techniky

V patentových přihláškách FR 95 02838 a FR 96 07714 je popisován způsob snížení znečišťujících látek u motoru s nezávislou vnější spalovací komorou, pracujícího na dvojčinném principu s konvenčním benzinovým palivem nebo s palivem dieselového typu na dálnici, a pracujícího v prostředí měst a předměstí s přídavkem stlačeného vzduchu nebo jakéhokoliv jiného neznečišťujícího plynu bez přidání jakéhokoliv dalšího paliva, a zařízení takovéhoto typu u motoru s jednočinným principem činnosti s přidáním stlačeného vzduchu u městských autobusů a jiných obslužných vozidel. U tohoto typu motoru je směs paliva se vzduchem přiváděna a stlačována v nezávislé vstupní a kompresní komoře, načež je poté stále ještě pod tlakem převáděna do nezávislé spalovací komory o konstantním objemu, kde je zapálena za účelem zvýšení teploty a tlaku uvedené směsi před přepouštěcím kanálem, spojujícím uvedenou spalovací nebo expanzní komoru s

φφφφ ·· ···· φφ «φ φ φφ · φφφφ φ «φ φ φφφφ φ φ · « φφ φφφφφφ φ «φφφ φ φ φ φ-φ φφ φφ φφ tlakovou redukční a výfukovou komorou, která je otevřena, takže dojde ke snížení tlaku v uvedené komoře a ke konání práce, načež je poté spálená směs vyfukována do atmosféry přes výfukové potrubí, přičemž při běhu s nízkým výkonem není palivový injektor v provozu a v tomto případě je do spalovací komory přiváděn stlačený vzduch bez paliva, přiváděný ze sací a kompresní komory, a malém množství přídavného stlačeného vzduchu, přiváděného z vnější nádrže, kde je tento vzduch akumulován při vysokém tlaku, například 200 barů, a při teplotě okolního prostředí, přičemž se toto malé množství stlačeného vzduchu o teplotě okolního prostředí zahřeje vstupem do styku s hmotou vzduchu o vysoké teplotě, obsaženého ve spalovací nebo expanzní komoře, bude expandovat a zvyšovat tlak, panující v komoře, čímž dojde ke konání užitečné práce při současném snižování tlaku, což poskytuje dvojčinný způsob nebo dvojčinný energetický provoz.

Pro tento typ motoru je rovněž možné, aby byl modifikován pro výhodné využívání ve městech, například pro veškerá vozidla, a zejména pro městské autobusy nebo jiná obslužná vozidla, jako vozidla taxi a podobně, přičemž jsou veškeré součásti pro pohánění motoru konvenčním palivem vynechány, takže motor běží pouze v jednočinném způsobu s injektáží přídavného stlačeného vzduchu do spalovací komory, která se tak stává expanzní komorou.

Kromě toho je vzduch nasávaný motorem filtrován a čištěn prostřednictvím jednoho nebo více dřevouhelných filtrů nebo s použitím nějakých jiných mechanických nebo chemických způsobů, molekulárních sít či podobně, a to za účelem dosažení motoru se sníženým množstvím znečišťujících látek.

• · « *

Tento typ motoru, pokud je používán v městském prostředí, zejména pouze se stlačeným vzduchem, vyžaduje velké množství vysokotlakého stlačeného vzduchu, akumulovaného v nádržích, nainstalovaných ve vozidle. Je-li tohoto typu motoru použito u městských autobusů nebo u jiných obslužných vozidel, musejí být takovéto nádrže dokonce ještě větší, aby mohlo vozidlo operovat s dostatečnou samostatností.

Stanice pro plnění těchto vysokotlakých nádrží mohou být uspořádány buď v garážích nebo na konečných stanicích autobusů, přičemž vyžadují nákladná zařízení a rovněž širokou komplexní a nákladnou infrastrukturu, umístěnou vně vozidla, a to zejména za účelem dosažení velmi krátké plnicí doby.

Podstata vynálezu

Plnicí kompresorové zařízení pro dodávání vysokotlakého stlačeného vzduchu podle tohoto vynálezu umožňuje odstranit tyto široké a složité infrastruktury, umístěné vně vozidla.

Předmět tohoto vynálezu je charakterizován využitými prostředky autobusech popsanými kompresor, že ve vozidlech, městských vozidlech, vybavených shora palubní vysokotlaký motorem, například a zejména tím, nebo obslužných motory, je instalován poháněný samostatným elektromotorem, napájeným buď pomocí baterií nebo pomocí solární energie, nebo alternativně v souladu s jedním jednotlivým znakem předmětu tohoto vynálezu napájeným například s elektrické sítě (například 220 V dvoufázového proudu nebo 380 V třífázového proudu).

• · · · fl· flflfl ♦

9» • · · · · · · flfl · flfl·· • · flfl ··· flflfl fl · · · · 9 ·» «flfl flfl fl*

Výhodou tohoto zařízení, které umožňuje odstranit široké, složité a nákladné infrastruktury, umístěné vně vozidla, a které vyžaduje pouze vnější přípojku elektrického proudu, ke které může být vozidlo, městský autobus nebo obslužné vozidlo připojeno během jeho klidového období (například přes noc) za účelem naplnění nádrží, instalovaných ve vozidle, vysokotlakým stlačeným vzduchem prostřednictvím provozu uvedeného palubního kompresoru a uvedeného motoru.

Pokud motor, který pohání palubní kompresor, používá energii, která je rovněž na palubě vozidla (baterie, solární energii, palivo a podobně), potom bude rovněž možné opětovně doplňovat vysokotlaké zásobní nádrže ve vozidle přímo při provozu vozidla.

Navíc je možno za účelem zjednodušení zařízení ustoupit od používání filtrů pro palubní kompresor, a provést to v souladu s jedním znakem tohoto vynálezu tak, že vzduch, nasávaný palubním kompresorem, je přiváděn z odbočky mezi systémem pro filtrování vzduchu, nasávaného motorem vozidla, a vlastním motorem vozidla, a to prostřednictvím odbočkového systému, který tak odstraňuje nezbytnost použití specifického filtračního systému pro vysokotlaký kompresor.

Dále pak v souladu s jiným jednotlivým znakem předmětu tohoto vynálezu je za účelem umožnění snadnějšího parkování vozidel, a zejména za účelem umožnění snadnějšího parkování autobusů v garážích rovněž možné vybavit tato vozidla zástrčkovými a/nebo zásuvkovými přípojkami na přední a/nebo na zadní straně vozidla, kteréžto přípojky budou spolu zapojeny, čímž bude umožněno pro vozidla, parkující před nebo za daným vozidlem, kterým může být například autobus nebo • · ·· ··

··· ··· • · ·· Λ* jiné vozidlo, které tak působí jako prodlužovací vedení, zapojit se tímto způsobem, čímž odpadne nezbytnost složitých elektrických vedení v garážích.

A navíc jelikož je vnější infrastruktura poměrně jednoduchá (jednoduchá vnější přípojka elektrického proudu), bude plnění prováděno během prodlouženého klidového období, například na konečné stanici v případě autobusů.

Kompresor na palubě vozidla, autobusu nebo obslužného vozidla může být propojen s převodovkou vozidla tak, aby pracoval a naplňoval zásobní nádrž během zpomalování a brzdění vozidla, čímž by bylo umožněno využití energie, která jinak v průběhu těchto operací přichází nazmar.

V tomto případě může být mezi elektromotor a vysokotlaký kompresor instalován spojkový systém za účelem odstranění nezbytnosti pohánět elektromotor během zpomalování a brzdění.

V určitých specifických případech, například tehdy, kdy je garáž umístěna mimo jakoukoliv městskou část, nebo kdy je emise znečišťujících látek nízká, může být elektromotor nahrazen spalovacím motorem, aniž by došlo k jakýmkoliv změnám v principu právě popsaného zařízení.

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky a výhody předmětu tohoto vynálezu vyplynou z následujícího neomezujícího popisu jeho jednoho provedení, který bude podán s odkazem na připojené výkresy, kde:

φ · φ φ * · : :

ΦΦΦ φ φφ ·Φ • · · · φφφφ • · · φφφφ φ» φ φ ♦ φφφ φφφ • φ · · φ φ «φ «· φφ φ-φ obr. 1 schematicky znázorňuje jedno provedení zařízení podle tohoto vynálezu; a obr. 2 schematicky znázorňuje způsob přívodu elektrické energie v garáži podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je ve schematickém řezu znázorněno jedno provedení motoru podle tohoto vynálezu, kde je sací a kompresní komora a tlaková redukční a výfuková komora ovládána prostřednictvím systémů, sestávajících z ojnic, klik a pístů, kluzně uložených ve válcích, přičemž je zde možno vidět sací a kompresní komoru 1, tlakovou redukční nebo expanzní komoru 2 o konstantním objemu, ke které je připevněn přídavný vzduchový injektor 22 stlačeného vzduchu, do kterého je dodáván stlačený vzduch, který je akumulován ve vysokotlaké zásobní nádrži 23 vzduchu, a nakonec je zde možno vidět tlakovou redukční a výfukovou komoru 4.

Sací a kompresní komora jL je připojena k tlakové redukční nebo expanzní komoře 2 prostřednictvím přepouštěcího kanálu 5, jehož otevírání a uzavírání je ovládáno utěsněnou uzavírací klapkou 6. Spalovací nebo expanzní komora 2 je připojena k tlakové redukční a výfukové komoře 4 prostřednictvím přepouštěcího kanálu Ί_, jehož otevírání a uzavírání je ovládáno utěsněnou uzavírací klapkou 8.

Do sací a kompresní komory je dodáván vzduch prostřednictvím sacího kanálu 13, jehož otevírání je ovládáno pomocí ventilu 14, a v němž je proti proudu vzduchu uspořádán dřevouhelný filtr 24 pro snižování množství znečišťujících ····

0 » 0 0 · · 0 · · • · · · ♦ 0 · · · « « 4 4 · · 4 494944 i 4 4 4 4 9 4 4

4 9 4 «» 00 0 0 44 látek. Sací a kompresní komora pracuje jako kompresorové ústrojí s vratným pohybem pístu, kde se píst 9 kluzně pohybuje ve válci 10, přičemž je ovládán ojnicí 11 a klikovým hřídelem 12.

Tlaková redukční a výfuková komora 4_ pohání konvenční pístový motor, kde se píst 15 kluzně pohybuje ve válci 16 a prostřednictvím ojnice 17 způsobuje otáčení klikového hřídele 18. Vzduch se sníženým tlakem je vyfukován výfukovým kanálem 19, jehož otevírání je ovládáno prostřednictvím ventilu 20. Otáčení klikového hřídele 12 sací a kompresní komory _1 je ovládáno pomocí mechanického spojení 21 klikovým hřídelem 18 motoru a tlakové redukční a výfukové komory 4_.

Palubní kompresor 25 má svůj sací vzduchový vstup 26 odbočen od sacího kanálu 13 motoru mezi filtračním systémem 24 motoru a vlastním motorem. Jak se tento palubní kompresor 25 otáčí, tak naplňuje stlačeným vzduchem přes svůj výfukový kanál 27 vysokotlakou zásobní nádrž 23, instalovanou ve vozidle. Palubní kompresor 25 je poháněn elektromotorem 28 prostřednictvím spojky 29, která je zapínána pro účely naplnění vysokotlaké zásobní nádrže 23 vzduchu.

Palubní kompresor 25 je rovněž spojen s převodovkou vozidla 30, a to rovněž prostřednictvím spojky 31, která bude uváděna do činnosti během zpomalování a brzdění a bude tak působit jako motorová brzda, umožňující zpomalení vozidla, přičemž bude naplňována vysokotlaká zásobní nádrž 23 vzduchu a bude se současně zamezovat ztrátám energie, která by byla promarněna v průběhu uvedeného zpomalování a brzdění.

·Φ· · ···· * φ φ · φφ

V právě popisovaném případě bylo jako stlačeného plynu, který neobsahuje znečišťující látky, použito stlačeného vzduchu, je však pochopitelně možné použít rovněž jakéhokoliv jiného stlačeného nebo zkapalněného neznečištěného plynu, jako je například kapalný dusík.

Na obr. 2 je znázorněno schematické zobrazení městských autobusů v garáži během jejich období klidu, kdy je elektromotor každého vozidla spuštěn za účelem pohánění palubního kompresoru, který doplňuje vysokotlaké zásobní nádrže 23 vzduchu, přičemž jsou elektromotory autobusů 21 připojeny ke vnějším přípojkám 32 elektrického proudu v garáži, zatímco ostatní autobusy 31A jsou vzájemně k sobě připojeny prostřednictvím vnějších přípojek elektrického proudu, které jsou vzájemně propojeny a které jsou instalovány na přední části 33 a na zadní části 34 každého autobusu.

Zde je nutno zdůraznit, že různá uspořádání vnějších přípojek elektrického proudu na autobuse, jakož i různé způsoby jejich vzájemného zapojení se mohou měnit, aniž by došlo ke změně principu jejich napájení elektrickou energií v sérii, jak bylo právě shora popsáno.

Zrovna tak se může měnit typ vysokotlakého palubního kompresoru, typ elektromotoru pro pohánění tohoto kompresoru nebo dokonce spalovací motor v určitých specifických případech, typ filtrace nebo počet filtrů, různá uspořádání prvků ve vozidle a podobně, a to aniž by došlo ke změně principu tohoto vynálezu.

< 4

92o - 99

9 9 9 9 9 9

9 99 19 19 91

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Motor se sníženým množstvím znečišťujících látek, namontovaný ve vozidlech, zejména v městských autobusech nebo v jiných obslužných vozidlech, u kterého je směs paliva se vzduchem přiváděna a stlačována v nezávislé sací a kompresní komoře (2) , do které je poté přiváděn stlačený vzduch bez paliva ze sací a kompresní komory (1) jako malé množství přídavného stlačeného neznečištěného plynu, přiváděného z vnější nádrže (23), ve které je tento přídavný stlačený plyn akumulován pod vysokým tlakem a víceméně při teplotě okolního prostředí, vyznačující se tím, že tento plyn je stlačován palubním vysokotlakým kompresorovým ústrojím, poháněným motorem a umožňujícím plnění vysokotlaké zásobní nádrže vzduchu ve vozidle, a dále tím, že tento kompresor je poháněn během odstavení vozidla elektromotorem, napájeným elektrickou energií z vnější elektrické sítě.

2. Motor podle nároku 1 vyznačující se tím, že pokud je plynem vzduch, je tento vzduch, dodávaný do vysokotlakého kompresoru, přiváděn odbočkou mezi filtračním systémem motoru a motorem, a to takovým odbočkovým systémem, který umožňuje odstranění nezávislého filtračního systému pro kompresor.

3. Motor podle nároku 2 vyznačující se tím, že palubní kompresor je připojen k převodovce (30) vozidla prostřednictvím spojky (31), která je uváděna do činnosti během zpomalování a brzdění vozidla, čímž je umožněno plnění vysokotlaké zásobní nádrže (23), a čímž je rovněž zamezeno ztrátám energie během zpomalování a brzdění.

*··· «φ ··♦ · ·· «·

9 9 * · » · « · 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 999 999 • 9 9 9 9 9 9 9

99 9 9 9 9 9 9 9 9 99

4. Motor podle kteréhokoliv z vyznačující se tím, pohání palubní kompresor, je napájený pomocí prostředků na palubě vozidla, jako jsou baterie nebo solární panely.

předcházejících nároků že motorem, který motor elektrického typu,

5. Motor podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3 vyznačující se tím, že motorem, který pohání palubní kompresor, je motor elektrického typu, napájený pomocí prostředků, umístěných vně vozidla, jako jsou dostupné elektrické sítě.

6. Motor podle nároku 5 vyznačující se tím, že vozidla jsou opatřena víceméně na zadní a/nebo na přední straně vozidla zástrčkovými a/nebo zásuvkovými vnějšími přípojkami (33, 34) elektrického proudu, které jsou vzájemně k sobě připojeny tak, aby bylo vozidlům, parkujícím blízko sebe v garáži umožněno jejich zásobování elektrickým proudem, přiváděným do předního vozidla, které tak působí jako prodloužené vedení.

7. Motor podle nároku 1 až 3 vyznačuj ící se t í m , že pro určitá uplatnění je motorem, který pohání palubní kompresor, spalovací motor