EA000706B1 - Двигатель с пониженным загрязнением или понижающий загрязнение - Google Patents

Description

Настоящее изобретение касается двигателей сухопутных транспортных средств, и более конкретно, двигателей с пониженным загрязнением с независимой камерой сгорания и понижающих загрязнение двигателей в городских автобусах и других служебных транспортных средствах.

В своих заявках на патенты № 9502838 и 9607714 автор описал способ понижения загрязнения двигателя с независимой внешней камерой сгорания, работающего на двухрежимном принципе с обычным топливом бензинового или дизельного типа на автомагистралях и работающего в городских и пригородных условиях, с добавлением сжатого воздуха (или другого какого-либо не загрязняющего газа), за исключением любого другого топлива, и установку этого типа двигателя при однорежимной работе с добавлением сжатого воздуха в городских автобусах и других служебных транспортных средствах. В этом типе двигателя воздушнотопливная смесь всасывается в независимое впускное отверстие и сжимается в камере сжатия, и затем сжатая передается, все еще под давлением, в независимую и имеющую постоянный объем камеру сгорания, где она воспламеняется для увеличения температуры и давления смеси перед открыванием отверстия перепускного канала, соединяющего камеру сгорания или расширения с камерой снижения давления и выпуска, давление которой понижается в последней камере с целью осуществления работы в ней, и затем выпускается в атмосферу через выпускную трубу, и в котором при работе на малой мощности топливный инжектор не приводится в действие, и в этом случае вводится в камеру сгорания, несколько позже, чем было позволено введение в нее сжатого воздуха без топлива, поступающего из впускного отверстия и камеры сжатия, небольшое количество дополнительного сжатого воздуха, поступающего из внешнего резервуара, где воздух хранится при высоком давлении, например 200 бар (2-1 0⁷ паскалей) и при температуре окружающей среды, и это небольшое количество сжатого воздуха при температуре окружающей среды нагревается при соприкосновении с массой воздуха, имеющего высокую температуру, содержащегося в камере сгорания и выпуска, расширяется и увеличивается давление, преобладающее в камере, чтобы обеспечить выделение полезной мощности при снижении давления, давая таким образом двухрежимную или двухэнергетическую работу. В случае этого типа двигателя, его можно также модифицировать для предпочтительного использования в городе, например, для всех транспортных средств, и более конкретно городских автобусов и других служебных транспортных средств, такси, мусорных тележек и так далее, так что все компоненты для работы двигателя на обычном топливе опускаются и двигатель работает только в одном режиме с впрыскиванием дополнительного сжатого воздуха в камеру сгорания, которая, таким образом, становится камерой расширения, более того, всасываемый двигателем воздух фильтруется и очищается посредством одного или более фильтров с древесным углем, или используя некоторый другой механический или химический способ, молекулярное сито или подобное устройство для создания двигателя, понижающего загрязнение.

Этот тип двигателя, при использовании особенно в городских условиях только на сжатом воздухе, требует большого количества сжатого под высоким давлением воздуха, хранящегося в баллонах, устанавливаемых на транспортном средстве. Когда этот тип двигателя используют на городских автобусах или других служебных транспортных средствах, эти запасы должны быть даже больше, чтобы транспортное средство могло работать в условиях достаточной автономности. Станции для заполнения этих запасов можно устанавливать даже в гаражах, или на конечных станциях или автобусных остановках и, таким образом, требуют солидных установок и больших, сложных и дорогостоящих инфраструктур, внешних относительно транспортного средства, особенно когда необходимо получать возможность кратковременных заполнений. Установка компрессоров высокого давления для снабжения воздухом в соответствии с изобретением обеспечивает возможность обходиться без этих больших и сложных инфраструктур, внешних относительно транспортного средства.

Она отличается используемым средством и, более конкретно, установкой на автомобиле, городском автобусе или служебном транспортном средстве, оборудованными описанными выше двигателями, бортовым компрессором высокого давления, приводимым в действие автономным двигателем, например электродвигателем, питаемым энергией либо от аккумуляторных батарей, либо солнечной энергией, или, в качестве альтернативы, в соответствии с одной конкретной особенностью изобретения, питаемых энергией, например от электрической сети (например 220 вольт двухфазного или 380 вольт трехфазного напряжения).

Преимущества этой установки, которая обеспечивает возможность обходиться без какой-либо большой, сложной и дорогостоящей инфраструктуры, внешней относительно транспортного средства, и которая требует только токового соединителя, к которому можно подсоединять автомашину, городской автобус или служебное транспортное средство во время периода стоянки (например, продолжавшейся всю ночь), чтобы дать возможность заполнить расположенные на транспортном средстве баллоны сжатым воздухом под высоким давлением, благодаря работе упомянутого компрессора и упомянутого двигателя.

Когда двигатель, который приводит в действие бортовой компрессор, использует энергию, которая также находится на борту транспортного средства (аккумуляторная батарея, солнечная энергия, топливо и так далее), он также может пополнить запасы сжатого воздуха транспортного средства, когда это транспортное средство работает.

Кроме того, чтобы упростить установку, можно не применять фильтры на бортовом компрессоре, и для этого, в соответствии с конкретной особенностью изобретения, воздух, всасываемый бортовым компрессором, можно отводить между системой, которая фильтрует впускной воздух двигателя транспортного средства, и самим двигателем, посредством системы отведения, что, таким образом, устраняет необходимость использования специальной системы фильтрования для компрессора высокого давления.

Более того, в соответствии с другой конкретной особенностью изобретения, чтобы облегчить парковку на стоянке транспортных средств, и, в частности, облегчить парковку автобусов в гаражах, транспортное средство также можно оборудовать вилочной и/или розеточной частями соединителей на передней и/или задней частях, которые соединяют вместе для обеспечения возможности транспортному средству, поставленному впереди или позади этого транспортного средства, в зависимости от обстоятельств (автобус или другое транспортное средство, действующее, таким образом, в качестве провода удлинения), с целью подсоединения таким образом, чтобы избежать необходимости иметь сложные электрические цепи в гаражах.

Кроме того, поскольку внешняя инфраструктура является особенно простой (простой токовый соединитель), частичное наполнение можно выполнять во время продолжительных стоянок, например, на конечных станциях в случае автобусов.

Компрессор на борту автомобиля, автобуса или служебного транспортного средства можно подключать к трансмиссии для работы и пополнения запасов во время замедления движения и торможения, обеспечивая, таким образом, возможность преобразовать энергию, рассеиваемую во время этих операций. В этом случае можно устанавливать систему сцепления между электродвигателем и компрессором высокого давления, чтобы устранять приведение в действие электродвигателя во время замедления движения и торможения. В некоторых особых случаях, например, когда гараж расположен за пределами любых городских участков, или загрязнение ниже установленного, электродвигатель можно заменить двигателем внутреннего сгорания, никоим образом не изменяя принцип только что описанного изобретения.

Другие цели, преимущества и особенности изобретения поясняются неограничивающим описанием одного варианта осуществления изобретения, которое выполнено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 представляет схематическое изображение одного варианта осуществления соответствующей изобретению установки;

фиг. 2 - способ снабжения электроэнергией в гараже в соответствии с изобретением.

На фиг. 1 схематически изображен в поперечном разрезе один вариант осуществления соответствующего изобретению двигателя, где и камерой впуска и сжатия и камерой понижения давления и выпуска управляют системы, состоящие из шатуна, коленчатых соединений и плунжеров, скользящих в цилиндрах, и в котором здесь можно видеть камеру 1 впуска и сжатия, камеру 2 снижения давления или расширения постоянного объема, в которой установлен дополнительный инжектор 22 сжатого воздуха, снабжаемый сжатым воздухом, хранящимся в баллоне 23 очень высокого давления, и камеру 4 снижения давления и выпуска. Камера 1 впуска и сжатия соединена с камерой 2 снижения давления или расширения трубопроводом 5, открыванием и закрыванием которого управляет герметизированная заслонка 6. Камера 2 сгорания или расширения соединена с камерой 4 понижения давления и выпуска посредством трубопровода или отверстия 7 перепускного канала, открыванием и закрыванием которого управляют герметизированной заслонкой 8. Камера 1 впуска и сжатия снабжается воздухом посредством впускной трубы 13, открыванием которого управляет клапан 1 4, и выше по потоку, от которого установлен снижающий загрязнение фильтр 24 с активированным углем. Камера 1 впуска и сжатия работает подобно узлу поршневого компрессора, где поршень 9, скользящий в цилиндре 10, приводится в действие шатуном 11 и коленчатым валом 1 2. Камера 4 понижения давления и выпуска приводит в действие обычный узел поршневого двигателя с поршнем 15, скользящим в цилиндре 1 6, который через шатун 17 вызывает вращение коленчатого вала 18. Воздух с пониженным давлением выпускается через выпускную трубу 19, открыванием которой управляет клапан 20. Управление вращением коленчатого вала 1 2 камеры 1 впуска и сжатия осуществляется через механическое соединение 21 посредством коленчатого вала 1 8 двигателя камеры 4 понижения давления и выпуска. Воздухозаборник 26 бортового компрессора 25 отведен из впускного канала 1 3 двигателя между системой 24 фильтрования двигателя и самим двигателем. Во время его вращения он наполняет через выпускной канал 27 сжатым воздухом запасы 23 сжатого воздуха высокого давления, установленные на транспортном средстве. Компрессор 25 приводится в действие электродвигателем 28 через муфту сцепления 29, которая приводится в действие для пополнения запасов.

Компрессор 25 соединен только с трансмиссией 30 двигателя, также через муфту 31 сцепления, которая приводится в действие (сцепляется) во время замедления движения и торможения и действует как тормозной двигатель, позволяющий транспортному средству замедлять движение и пополнять запасы 23 сжатого воздуха, устраняя при этом потерю энергии, рассеиваемой во время упомянутых замедлений движения и торможений.

В только что описанном примере сжатый воздух используют в качестве незагрязняющего сжатого газа, но можно использовать любой другой сжатый или сжиженный незагрязняющий газ, например жидкий азот.

Фиг. 2 представляет схематическое изображение городских автобусов в гараже (на автобусной станции) во время периода стоянки, когда электрический двигатель каждого транспортного средства работает с целью приведения в действие бортового компрессора, чтобы пополнить запасы 23 сжатого воздуха, где электродвигатели автобусов 31 соединены с токовыми соединителями 32 на месте, тогда как другие транспортные средства 31А соединены вместе токовыми соединителями, соединенными вместе и расположенными спереди 33 и сзади 34 каждого автобуса.

Само собой разумеется, что различные расположения токовых соединителей на автобусах и способы, которыми они соединены вместе, можно изменять без какого-либо изменения принципа последовательного снабжения электроэнергией, который только что описан.

Тип бортового компрессора высокого давления, тип двигателя для приведения в действие компрессора, или даже двигателя внутреннего сгорания, в некоторых особых случаях, тип фильтрования или количество фильтров, различные расположения элементов на транспортном средстве можно изменять без какого-либо изменения принципа изобретения.

Claims (7)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Двигатель с пониженным загрязнением и/или понижающий загрязнение, смонтированный на транспортных средствах, и более конкретно, в городских автобусах или других служебных транспортных средствах, в которых воздушно-топливная смесь втягивается в независимое впускное устройство и камеру (2) сжатия, в которые она вводится и где сжимается, через небольшой промежуток времени после того, как дается возможность сжатому воздуху, без топлива, из впускного канала и камеры (1) сжатия поступить в них небольшому количеству дополнительного сжатого незагрязняющего газа, поступающего из внешнего резервуара (23), в котором этот дополнительный сжатый газ хранится под высоким давлением и при температуре, более или менее равной температуре окружающей среды, отличающийся тем, что он содержит установленный на борту компрессор высокого давления, приводимый в действие двигателем, позволяющим наполнять запасы сжатого газа транспортного средства, при этом компрессор приводится в действие во время длительных стоянок транспортного средства электрическим двигателем, снабжаемым энергией от питающей электросети, внешней относительно транспортного средства.
2. 2. Двигатель по п. 1 , отличающийся тем, что используемый в качестве газа воздух, подаваемый в компрессор высокого давления, отводится между системой фильтрования двигателя и двигателем посредством системы отвода, которая, таким образом, обеспечивает возможность исключить наличие независимой системы фильтрования на компрессоре.
3. 3. Двигатель по п.2, отличающийся тем, что бортовой компрессор соединен с трансмиссией (30) транспортного средства через муфту сцепления (31) и приводится в действие во время замедления движения и торможения транспортного средства, позволяя таким образом пополнять запасы (23) сжатого воздуха и избегая потери энергии, расходуемой во время замедления движения и торможения.
4. 4. Двигатель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что двигатель, приводящий в действие бортовой компрессор, является двигателем электрического типа, снабжаемым энергией от средства, расположенного на борту транспортного средства, типа аккумуляторных батарей или солнечных панелей.
5. 5. Двигатель по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что двигатель, приводящий в действие бортовой компрессор, представляет собой двигатель электрического типа, снабжаемый энергией от средства, внешнего относительно транспортного средства, типа имеющихся в электрических сетях питания.
6. 6. Двигатель по п.5, отличающийся тем, что автомобиль, транспортное средство снабжено более или менее сзади и/или спереди транспортного средства розеточной и/или вилочной частями токового соединителя (33, 34), соединенными вместе для обеспечения транспортного средства, стоящего недалеко от него в гараже, электроэнергией посредством подсоединения к стоящему впереди транспортному средству, которое, таким образом, действует в качестве внешнего питающего провода.
7. 7. Двигатель по пп. 1-3, отличающийся тем, что для конкретных применений двигатель, который приводит в действие бортовой компрессор, представляет собой двигатель внутреннего сгорания.