EA001782B1 - Способ и устройство для рекуперации тепловой энергии окружающей среды для автомобиля, оснащенного не загрязняющим окружающую среду двигателем с дополнительным впрыском сжатого воздуха - Google Patents

Abstract

Способ рекуперации окружающей тепловой энергии предназначен для двигателей или для автомобилей, оснащенных не загрязняющими окружающую среду двигателями, работающими на дополнительном впрыске сжатого воздуха в камеру (2) сгорания или расширения и имеющими резервуар (23) для хранения сжатого воздуха высокого давления. Сжатый воздух высокого давления, находящийся в резервуаре, разрежается перед своим впрыском в камеру (2) в системе с изменяющимся объемом, состоящей из поршня-цилиндра (54, 55), производящего работу, которая используется механическими и другими средствами. Этот процесс разрежение-давление впрыска-работа приводит к охлаждению воздуха до очень низкой температуры. Затем этот воздух подается в теплообменник (41), где он нагревается и увеличивает тем самым давление и/или объем, осуществляя при этом рекуперацию части тепловой энергии из атмосферы. Изобретение может быть применено в конструкциях всех двигателей, оснащенных дополнительным впрыском сжатого воздуха. Изобретение применимо для осуществления кондиционирования воздуха в кабине автомобиля.

Description

Изобретение касается современных транспортных средств, в первую очередь автомобилей, оснащенных не загрязняющими окружающую среду двигателями с независимой или зависимой камерой сгорания, работающей с использованием дополнительного впрыска сжатого воздуха, подаваемого из резервуара сжатого воздуха высокого давления.

В публикации международной заявки АО 96/27737 раскрыт способ очистки двигателя с независимой камерой сгорания, работающего в соответствии с двухрежимным принципом, так сказать на двух видах энергии: с использованием при движении на автостраде, с большой скоростью, только обычного вида топлива, такого как бензин или солярка, либо с использованием, при движении с малой скоростью, в частности, в городской или в пригородной зоне, дополнительного впрыска сжатого воздуха (или любого другого не загрязняющего окружающую среду газа) в камеру сгорания без топлива (режим работы с использованием дополнительного впрыска сжатого воздуха, так называемый режим работы воздух-топливо). В патентной заявке РК 9607714 описывается установка данного типа двигателя, работающая за счет дополнительного впрыска сжатого воздуха и используемая в общественном транспорте, например на городских автобусах.

В двигателе, работающем в режиме воздух - топливо, воздушно-топливная смесь всасывается и сжимается в отдельной камере всасывания и сжатия. Затем данная смесь подается под давлением в отдельную и имеющую постоянный объем камеру сгорания, или расширительную камеру, для ее воспламенения с целью увеличения температуры и давления данной смеси. После открытия распределительного устройства, сообщающего упомянутую камеру сгорания, или расширительную камеру, с камерой разрежения и выпуска, давление этой смеси будет уменьшаться, производя таким образом работу. После чего, разреженный газ выбрасывается в атмосферу через выпускной трубопровод.

При работе с использованием дополнительного впрыска сжатого воздуха, что нас особенно интересует в рамках настоящего изобретения, и при работе двигателя на малой мощности топливная форсунка больше не работает; в этом случае в камеру сгорания, сразу же после дополнительного впрыска в нее сжатого воздуха, без топлива, из камеры всасывания и сжатия, подводится небольшое количество сжатого воздуха, поступающего из наружного резервуара, при этом воздух находится под большим давлением, около 200 бар (200· 10⁵ Па), при температуре окружающей среды. Это небольшое количество сжатого воздуха с температурой окружающей среды нагревается при контакте с массой высокотемпературного воздуха, находящегося в камере сгорания или расширения, затем расширяется, при этом давление в камере уве личивается, что позволит при падении давления произвести механическую работу.

Данный двухрежимный или двухэнергетический тип двигателя (воздух-бензин или воздух-дополнительный сжатый воздух) может быть также модифицирован для использования в городе, особенно на городских автобусах или на других автомобилях городского хозяйства (мусоровозах или на подобных им автомобилях), работающих в режиме воздух - дополнительный сжатый воздух, путем удаления из конструкции всех элементов, обеспечивающих работу двигателя на традиционном топливе.

Двигатель работает только в единственном режиме, производя дополнительный впрыск сжатого воздуха в камеру сгорания, которая становится таким образом расширительной камерой. При этом, воздух, используемый для работы двигателя, может быть очищен с помощью одного или нескольких угольных фильтров или другими механическими, химическими способами, например с применением молекулярной сетки, или же с помощью других видов фильтров для получения не загрязняющего окружающую среду двигателя. При использовании термина воздух в настоящем тексте понимается любой не загрязняющий окружающую среду газ.

Дополнительный впрыск сжатого воздуха в камеру сгорания или расширения при рабочем давлении из наружного резервуара осуществляется при давлении, значительно большем, чем рабочее давление в камере сгорания или расширения (около 30 бар (30· 10⁵ Па)). Для этого применяется редуктор обычного типа, который снижает давление без совершения работы, поглощающей тепло, следовательно, без снижения температуры, что позволяет, таким образом, произвести впрыск в камеру сгорания или расширения воздуха уменьшенного давления (в нашем случае около 30 бар (30· 10⁵ Па)), при температуре окружающей среды.

Данный способ дополнительного впрыска сжатого воздуха может быть использован на обычных двух или четырехтактных двигателях, при этом такой дополнительный впрыск сжатого воздуха производится в камеру сгорания или расширения двигателя почти в момент зажигания в верхней мертвой точке.

Этот способ, осуществляемый согласно изобретению, предлагает решение, позволяющее увеличить количество используемой и имеющейся в наличии энергии. Он характеризуется используемыми средствами и в особенности тем признаком, что сжатый воздух, содержащийся в резервуаре при очень высоком давлении (около 200 бар (200· 10⁵ Па)) и при температуре окружающей среды (около 20°С), разрежается перед дополнительным впрыском до значения давления около 30 бар (30· 10⁵ Па), близкого к давлению конечного применения в системе с изменяющимся объемом, например, поршнем в цилиндре, производя работу, которая может быть использована любым известным средством: механическим, электрическим, гидравлическим и т.п. Это разрежение, сопровождающееся работой, приводит к охлаждению сжатого воздуха до очень низкой температуры (около -100°С) и к давлению, уменьшенному до значения, которое близко к рабочему. Затем разряженный сжатый воздух с давлением, сниженным до рабочего, и при очень низкой температуре направляется в теплообменник, где нагревается до температуры, близкой к температуре окружающей среды, при этом его давление и/или его объем увеличивается и происходит рекуперация тепловой энергии, заимствованной из атмосферы.

Данный способ обладает значительными преимуществами. С одной стороны при разрежении производится работа, которая может быть использована либо непосредственно на валу двигателя, либо для приведения в действие механических, электрических и других агрегатов, с другой стороны осуществляется рекуперация даровой тепловой энергии с использованием атмосферной температуры, которая вызывает увеличение давления и/или объема воздуха и, следовательно, увеличивает продолжительность работы в автономном режиме.

Несложно подсчитать количество воздуха очень высокого давления, необходимого для снабжения системы разрежения и осуществления работы, а также рассчитать характеристики и объемы этой системы для получения в конце цикла разрежения необходимого рабочего давления и возможно низкой температуры в зависимости от режима работы двигателя. Электронное управление параметрами работы двигателя позволяет в любой момент оптимизировать количество используемого и рекуперируемого сжатого воздуха. Используя в принципе известные расчетные концепции можно рассчитать размеры и характеристики теплообменника, который может быть применен при реализации способа, описанного в настоящем изобретении.

В равной степени является возможным для способа, осуществляемого согласно изобретению, частичное использование или неиспользование, нагрев всего или части разреженного, при низкой температуре воздуха в горячих зонах двигателя, например в системе охлаждения цилиндров и/или в зоне головки блока цилиндров и/или в других зонах.

Согласно настоящему изобретению работа, произведенная разрежением, используется для осуществления воздушного питания системы наддува газов в камере сгорания или расширения.

Кроме этого, согласно настоящему изобретению система разрежения может быть использована для производства электричества, например, с использованием подвижного сердечника в обмотке, выгодно заменяя автомобильный генератор переменного тока.

Согласно еще одной особенности настоящего изобретения теплообменник воздух-воздух может быть переделан для системы кондиционирования кабины автомобиля путем использования части нагретого воздуха, который охлаждается, проходя через радиатор и отдавая свое тепло воздуху пониженного давления.

Кроме этого, особые характеристики изобретения, описанные выше, могут быть, не меняя принципа изобретения, применены в сочетании, например нагрев разреженного воздуха может быть осуществлен двумя ступенями, с одной стороны, забор атмосферного воздуха, затем охлаждение, и наоборот. Также становится возможным получение в начале цикла электрической энергии, а в конце цикла механической энергии.

Также возможно осуществлять работу разрежения в два или несколько приемов, так например, работа разряжения (используемая всеми известными средствами) при промежуточном давлении, затем нагрев в теплообменнике воздух-воздух перед новой работой разрежения, (также используемой всеми известными средствами), и затем нагрев.

Другие цели, преимущества и характеристики изобретения станут более понятны при изучении описания нескольких предпочтительных вариантов устройств, реализующих способ согласно изобретению и выполненных в соответствии с прилагаемыми чертежами, на которых фиг. 1 схематически изображает поперечный разрез не загрязняющего окружающую среду двигателя, оснащенного устройством для воздушного питания привода поршнем наддува;

фиг. 2 схематически изображает упомянутое устройство в начале работы разрежения;

фиг. 3 схематически изображает упомянутое устройство в конце работы разрежения;

фиг. 4 схематически изображает пневматическое устройство - генератор электрической энергии;

фиг. 5 схематически изображает смешанное пневматическое устройство - генератор электрической и механической энергии;

фиг. 6 - поперечный разрез устройства рекуперации тепловой энергии окружающей среды, используемой непосредственно на валу двигателя;

фиг. 7 схематически изображает устройство для использования теплообменника в качестве кондиционера воздуха в кабине автомобиля.

На фиг. 1 схематически представлен в поперечном разрезе не загрязняющий окружающую среду двигатель и его устройство питания сжатым воздухом, содержащее камеру 1 всасывания и сжатия, камеру 2 сгорания или расширения с постоянным объемом, в которой расположена форсунка 22 дополнительного впрыска сжатого воздуха, резервуар 23 высокого давления и камеру 4 разрежения и выпуска.

Камера 1 всасывания и сжатия сообщена с камерой 2 сгорания или расширения трубопроводом 5, открытие и закрытие которого осуществляется герметичной заслонкой 6. Камера 2 сгорания или расширения сообщена с камерой 4 разрежения и выпуска трубопроводом или устройством 7 для передачи, открытие или закрытие которого осуществляется герметичной заслонкой 8.

Подача сжатого воздуха в камеру 1 всасывания и сжатия производится через впускной трубопровод 13, открытие и закрытие которого осуществляется клапаном 14, перед которым установлен очищающий угольный фильтр 24.

Камера 1 всасывания и сжатия работает как поршневой компрессорный агрегат, в котором поршень 9 в цилиндре 10 приводится в движение шатуном 11 и коленчатым валом 12. Камера 4 разрежения и выпуска, являясь частью обычного поршневого двигательного агрегата, через поршень 15, перемещающийся в цилиндре 16, и шатун 17 приводит во вращение коленчатый вал 18. Выпуск разреженного воздуха производится через выпускной трубопровод 19, открытие или закрытие которого осуществляется клапаном 20. Вращение коленчатого вала 12 камеры 1 всасывания и сжатия осуществляется через механическое соединение 21 коленчатым валом 18, вращаемым от камеры 4 разрежения и выпуска.

Согласно изобретению в камере 2 сгорания или расширения предусмотрена камера избыточного давления, образованная цилиндром 25 и поршнем 26, перемещение которого осуществляется нажимным рычагом 27, 28, регулирующим давление. Между нажимным рычагом, регулирующим давление, и его приводным кулачком 29, приводимым в действие двигателем и находящимся в одной фазе с ним, установлено так называемое устройство обеспечения. Данное устройство представляет собой поршень 30, перемещающийся в цилиндре 31, закрытом с обеих сторон. Поршень 30 с одной стороны через тягу 32 взаимодействует с подшипником 33, установленным на приводном кулачке 29, с другой стороны посредством системы тяга шатун взаимодействует с нажимным рычагом 27, 28, приводящим в движение поршень 26 камеры избыточного давления. Следовательно, поршень 30 при движении образует в цилиндре две герметичные камеры 35 и 36, а именно одну камеру разрежения и работы, расположенную со стороны кулачка 29, и одну камеру 36 противодавления, расположенную со стороны нажимного рычага 27, 28, регулирующего давление. Трубопровод 37 для впуска воздуха высокого давления взаимодействует с камерой 35 разрежения и работы. Открытие и закрытие этого трубопровода осуществляется с помощью электрического клапана 38. Выпускной трубопровод 39 также сообщен с камерой 35 разрежения и работы. Открытие и закрытие этого трубопровода осуществляется с помощью электрического клапана 40. С другой стороны выпускной трубопровод сообщен с теплообменником воздух - воздух или радиатором 41, который через трубопровод 42 сообщен с буферной емкостью 43, имеющей почти постоянное рабочее давление. Камера 36 противодавления также сообщена трубопроводом 44 с буферной емкостью 43, которая питает через трубопровод 45 форсунку 22 впрыска дополнительного воздуха.

Во время работы двигателя в режиме воздух - дополнительный впрыск сжатого воздуха (фиг. 1) поршень сжатия подает в камеру 2 сгорания или расширения сжатый воздух, обладающий высокой температурой, в это же время поршень 26 камеры избыточного давления находится в своей нижней мертвой точке, при этом форсунка впрыска дополнительного воздуха 22 в этом случае осуществляет впрыск в камеру небольшого количества дополнительного сжатого воздуха с окружающей температурой и с давлением, немного большим, чем давление в камере 2 сгорания или расширения. При этом происходит первое увеличение давления в камере 2 сгорания или расширения. Электрический клапан 38, управляемый вычислительным устройством, открывается для допуска из резервуара 23 небольшого количества воздуха с очень высоким давлением и при окружающей температуре, затем закрывается; одновременно кулачок 29 начинает толкать поршень 30 устройства обеспечения, который с помощью системы 34 тяга - шатун, а также нажимного рычага 27, 28, перемещает поршень 26 камеры избыточного давления в его верхнюю мертвую точку, дополнительно, еще больше, увеличивая давление в камере 2 сгорания или расширения.

Во время хода поршня 30 устройства обеспечения сжатый воздух, находящийся в камере 35, будет производить работу разряжения, сопровождающуюся значительным снижением температуры, при этом давление в конце хода поршня будет почти равно давлению воздуха, находящегося в камере 36 противодавления. В ходе этих операций рабочий поршень 15 камеры 4 разрежения и выпуска достигает своей верхней мертвой точки (см. фиг. 2), а герметичная заслонка 8 открывается, что позволяет осуществить разрежение сжатого воздуха, находящегося в камере 2 сгорания или расширения и произвести механическую работу. В процессе этого разрежения кулачок 29 удерживает поршень 26 камеры избыточного давления в своей верхней мертвой точке, при этом из-за наличия нажимного рычага силы, возникающие при давлении в камере 2, не передаются на кулачок 29, а почти равные давления в камере 35 разрежения и работы и в камере 36 противодавления не оказывают никакого крутящего момента на указанный кулачок 29.

После осуществления разрежения, обеспечивающего механическую работу в камере 4 разрежения и выпуска (см. фиг. 3), герметичная заслонка 8 закрывается. Кулачок 29 при своем вращении снова осуществляет перемещение поршня 30 устройства обеспечения, герметичная заслонка 6 открывается, чтобы осуществить новый дополнительный впрыск воздуха в камеру 2 сгорания или расширения, электрический клапан 40 открывается; под воздействием возвратной пружины 46 и давления в камере 2 поршень 30 устройства обеспечения возвращается в первоначальное положение, выталкивая в теплообменник воздух - воздух или в радиатор 41 находящийся в камере 35 разрежения и работы сжатый воздух, но уже в разреженном состоянии и при низкой температуре. Таким образом, этот воздух будет нагреваться теплообменником до температуры, близкой к температуре окружающей среды, при этом он будет увеличиваться в объеме и дойдет до буферной емкости 43, все это сопровождается рекуперацией значительного количества энергии из атмосферы.

Осуществляемый согласно изобретению способ осуществления работы разрежения может быть использован для питания автомобиля электрической энергией. Пример устройства, осуществляющий способ согласно настоящему изобретению, представлен на фиг. 4. Устройство, очень похожее на устройство обеспечения, описанное выше, и имеющее с ним много общего, содержит поршень 30, перемещающийся в цилиндре 31, закрытом с двух сторон. Поршень 30 взаимодействует со стержнем 34, на котором установлен ферритовый сердечник 49, находящийся внутри обмотки 50 и конец которого взаимодействует с возвратной пружиной 46. Таким образом поршень 30 образует в цилиндре две герметичные камеры: одну камеру 35 разрежения и работы и одну камеру 36 противодавления со стороны стержня 34. Впускной трубопровод 37 воздуха высокого давления, открытие и закрытие которого осуществляется с помощью электрического клапана 38, сообщен с камерой 35 разрежения и работы. Выпускной трубопровод 39, открытие и закрытие которого осуществляется с помощью электрического клапана 40, также сообщен с камерой 35 разрежения и работы. Выпускной трубопровод 39 сообщен с другой стороны с теплообменником воздух - воздух или с радиатором 41, который сообщен в свою очередь с помощью трубопровода 42 с буферной емкостью 43 с почти постоянным рабочим давлением. Камера 36 противодавления также сообщена трубопроводом 44 с буферной емкостью 43, которая питает через трубопровод 45 форсунку дополнительного впрыска сжатого воздуха 22.

При работе двигателя в режиме сжатого воздуха, согласно изобретению, и в зависимости от потребления сжатого воздуха форсункой 22 дополнительного впрыска сжатого воздуха электрический клапан открывается, затем он закрывается, чтобы подать в камеру 35 порцию сжатого воздуха очень высокого давления. Под воздействием разности давлений между камерами 35 и 36 поршень 30 перемещается, сжимая пружину 46 и приводя в движение через стержень 34 ферритовый сердечник 49 в обмотке 50, что вызывает, таким образом, появление электрического тока. Сопровождающееся работой разрежение порции сжатого воздуха высокого давления при температуре окружающей среды вызывает резкое понижение температуры. При достижении равновесия давлений или напряжений сжатия между камерами электрический клапан 40 открывается, при этом под воздействием возвратной пружины 46 поршень 30 и ферритовый сердечник 49 возвращаются в исходное положение, выталкивая в теплообменник воздух - воздух или в радиатор 41 сжатый, но уже разреженный, воздух, и при очень низкой температуре этот находящийся в камере 35 разрежения и работы воздух будет нагреваться благодаря теплообменнику до температуры, близкой к температуре окружающей среды, увеличиваясь в объеме он дойдет до буферной емкости 43, и все это сопровождается рекуперацией значительного количества энергии из атмосферы.

Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что оба вышеописанные устройства могут быть выгодно скомбинированы, так как в начале хода поршня 30 давление является максимальным, тогда как усилие сжатия, необходимое для приведения в действие нажимного рычага, регулирующего давление, совсем незначительно. Это скомбинированное таким образом устройство представлено на фиг. 5, на которой можно увидеть, что между устройством обеспечения и регулирующим давление нажимным рычагом, которые описаны при рассмотрении фиг. 1-3, установлен размещенный на управляющем стержне 34 ферритовый сердечник 49, перемещающийся в обмотке из медного провода 50, подобно тому, как это показано на фиг. 4. Следовательно, становится возможным генерировать электрическую энергию в обмотках 50, предусмотренных для этой цели, уже в начале хода поршня. Далее функционирование осуществляется согласно способу, описанному при рассмотрении фиг. 1-3.

Согласно одной из наиболее предпочтительных характеристик настоящего изобретения на фиг. 6 показано устройство, при работе которого разрежение производит работу, которая может быть использована непосредственно на валу двигателя, когда узел, шатун 53 - рабочий поршень 54, напрямую взаимодействует с валом 18 двигателя. Поршень 54 перемещается в закрытом цилиндре 55 и определяет рабочую камеру 35, с которой сообщен с одной стороны впускной трубопровод 37 подачи воздуха высокого давления, открытие и закрытие которого осуществляется электрическим клапаном 38, с другой стороны рабочая камера 35 сообщена с выпускным трубопроводом 39, сообщенным с теплообменником воздух - воздух или с радиатором 41, который сам сообщен трубопроводом 42 с буферной емкостью 43 с почти постоянным рабочим давлением. Во время работы, когда рабочий поршень 54 находится в своей верхней мертвой точке, электрический клапан 38 открывается, затем закрывается, чтобы осуществить новый дополнительный впрыск сжатого воздуха очень высокого давления, который будет разрежаться, толкая поршень 54 к его нижней мертвой точке и приводить в действие с помощью шатуна 53 коленчатый вал 18 двигателя. Во время хода поршня 54 на подъем электрический клапан 40 выпуска находится в открытом состоянии, а сжатый, но разреженный воздух с очень низкой температурой, находящийся в рабочей камере 35, выталкивается в теплообменник воздух - воздух или в радиатор 41. Этот воздух будет нагреваться до температуры, близкой к температуре окружающей среды, и увеличиваясь в объеме, дойдет до буферной емкости 43, все это сопровождается рекуперацией значительного количества энергии из атмосферы.

На фиг. 7 показан изображенный в перспективе теплообменник воздух - воздух 41, такой, который был изображен и описан на предыдущих фигурах. Он предназначен для обеспечения процесса кондиционирования воздуха в кабине автомобиля, такой теплообменник оснащен трубопроводом 39 для подвода воздуха с очень низкой температурой и трубопроводом 42 для выпуска нагретого воздуха. Воздух из атмосферы, предназначенный для нагрева, по трубопроводу 55 продувается через радиатор с помощью вентилятора 56. Отдавая тепло сжатому воздуху, находящемуся в радиаторе, атмосферный воздух охлаждается и собирается в трубопроводе 56, где подвижная заслонка 57 позволяет направить его, полностью или частично, в зависимости от величины открытия, в кабину автомобиля для обеспечения кондиционирования. Регулирование потока охлажденного воздуха может быть осуществлено с помощью любого известного в данной области средства, например, экраном на радиаторе, заслонками, дополнительными потоками горячего воздуха и т.д. без изменения при этом принципа данного изобретения. Это устройство может быть использовано в сочетании с другими ранее описанными устройствами без изменения принципов настоящего изобретения, как оно было описано выше.

Claims (11)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ рекуперации тепловой энергии окружающей среды для двигателей или автомобилей, оснащенных не загрязняющими окружающую среду двигателями, работающими с дополнительным впрыском сжатого воздуха в камеру сгорания или расширения, и оборудованных резервуаром для хранения сжатого воздуха высокого давления, отличающийся тем, что сжатый воздух, находящийся в резервуаре под высоким давлением перед окончательным своим использованием при низком давлении разрежается до значения давления, близкого к необходимому для его конечного использования в системе с изменяющимся объемом, вследствие чего происходит охлаждение до низкой температуры разреженного сжатого воздуха, при этом сжатый и разреженный до давления конечного использования воздух направляют в теплообменник для последующего нагревания, увеличивая таким образом его давление и/или его объем путем рекуперации тепловой энергии из окружающей атмосферы.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сжатый, разреженный и имеющий низкую температуру воздух направляют в теплообменник с воздухом при температуре окружающей среды для последующего нагрева до температуры, почти равной температуре окружающей среды, увеличивая таким образом его давление и/или его объем и осуществляя при этом рекуперацию части тепловой энергии, подведенной из атмосферы.
3. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что весь или часть разреженного воздуха с очень низкой температурой нагревается в горячих зонах двигателя, что служит дополнением в системе охлаждения двигателя, при этом проходя или не проходя через теплообменник.
4. 4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что работу, произведенную при разрежении в системе с изменяющимся объемом, рекуперируют и используют механическими, электрическими, пневматическими или гидравлическими средствами и за счет неё увеличивают мощность двигателя.
5. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что воздух окружающей среды, охлажденный с помощью теплообменника воздух-воздух, используют для кондиционирования воздуха в кабине автомобиле.
6. 6. Устройство для осуществления способа по пп.1-4, содержащее систему с изменяющимся объемом и отличающееся тем, что система с изменяющимся объемом содержит поршень (30), оснащенный тягами (32, 34) управления и/или передачи движения, который перемещается в цилиндре (31), закрытом с обеих сторон, и определяет тем самым в упомянутом цилиндре с одной стороны камеру (35) разрежения и работы, с которой сообщен впускной трубопровод (37) воздуха высокого давления, открытие и закрытие которого осуществляется электрическим клапаном (38) для впрыска порции сжатого воздуха с высоким давлением, который разрежается, толкая поршень, производя работу и охлаждаясь до очень низкой температуры, и выпускной трубопровод (39), открытие и закрытие которого осуществляется электрическим клапаном (40), позволяющим при возвращении поршня (30) подавать разреженный и при низкой температуре сжатый воздух в теплообменник (41), где он нагревается до температуры, близкой к температуре окружающей среды, увели чиваясь при этом в объеме, чтобы затем направиться на выход из теплообменника к емкости (43) с почти постоянным давлением, которая, в свою очередь, сообщена с одной стороны с форсункой (22) дополнительного впрыска сжатого воздуха, а с другой стороны - с камерой (36) противодавления, позволяющей регулировать давление в конце цикла разрежения и уравновесить давления с одной и с другой сторон поршня, чтобы указанный поршень смог переместиться в исходную точку с помощью пружины (46).
7. 7. Устройство для осуществления способа по п.4, отличающееся тем, что система разрежения, производящая работу, обеспечивает управление поршнем (26) камеры избыточного давления, который перемещается в цилиндре (25), сообщенном с камерой (2) сжатия или расширения, позволяя произвести избыточное сжатие воздуха, находящегося в камере сгорания, при этом фазировка обеспечивается кулачком (29), а разрежение порции сжатого воздуха с высоким давлением, поступающей в камеру (35) разрежения и работы, перемещает поршень (30), который с помощью своего управляющего стержня (34) воздействует на нажимной рычаг (27, 28), регулирующий давление, при этом указанный рычаг толкает поршень (26) камеры избыточного давления, увеличивая тем самым давление в камере сгорания или расширения (2) и, следовательно, улучшая рабочие характеристики двигателя.
8. 8. Устройство для осуществления способа по п.4, отличающееся тем, что система разрежения, производящая работу, используется для получения электрической энергии с помощью управляющего стержня (34), оснащенного ферритовым сердечником (49), перемещающимся в обмотке (50), при этом возвращение сердечника в исходное положение осуществляется с помощью пружины (46).
9. 9. Устройство по пп.7 и 8, отличающееся тем, что система разрежения, производящая работу, ис пользуется для получения электричества с использованием ферритового сердечника (49) и обмотки (50), а также для того, чтобы произвести избыточное сжатие воздуха, находящегося в камере (2) сгорания или

   Фиг. 1 расширения, так как описано в п.6 формулы изобретения.
10. 10. Устройство для осуществления способа по пп.1-4, содержащее систему с изменяющимся объемом и отличающееся тем, что система с изменяющимся объемом содержит поршень (54), взаимодействующий через шатун (53) с коленчатым валом (18) двигателя, перемещающийся в закрытом цилиндре (55) и определяющий над собой рабочую камеру, с которой сообщен впускной трубопровод (37) воздуха высокого давления, сообщающий систему с изменяющимся объемом с резервуаром (23) для хранения сжатого воздуха, при этом открытие и закрытие впускного трубопровода (37) осуществляется электрическим клапаном (38) для впуска порции сжатого воздуха высокого давления, который, разрежаясь, перемещает поршень (54), производя работу, напрямую передаваемую на вал (18) двигателя; в результате чего воздух охлаждается до очень низкой температуры, при этом выпускной трубопровод (39), открытие и закрытие которого осуществляется электрическим клапаном (40), позволяет при обратном ходе поршня (54) к своей верхней мертвой точке направить разреженный и обладающий очень низкой температурой сжатый воздух в теплообменник (41), в котором воздух нагревается до температуры, близкой к температуре окружающей среды, увеличиваясь в объеме и затем поступая с выхода теплообменника в буферную емкость (43) с почти постоянным давлением, связанную с форсункой (22) дополнительного впрыска сжатого воздуха.
11. 11. Устройство для осуществления способа по п.5, отличающееся тем, что окружающий воздух засасывается и подается с помощью вентилятора (56) через коллектор (55) для охлаждения, в результате чего происходит отдача тепла сжатому воздуху, который проходит через радиатор и направляется затем через трубопровод (56) в кабину автомобиля для осуществления кондиционирования воздуха, а подвижная заслонка (57) дозирует охлажденный воздух и обеспечивает регулировку параметров кондиционирования.