RU2320880C1

RU2320880C1 - System for concentrating and converting energy into additional energy of vehicle internal combustion engine (versions)

Info

Publication number: RU2320880C1
Application number: RU2006129718/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Григорьевич Гальцев (RU); Владимир Григорьевич Гальцев
Original assignee: Владимир Григорьевич Гальцев
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-03-27

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to sources of additional energy for internal combustion engines of vehicles and it can used in passenger cars and trucks, buses, construction and road-building and agricultural machines. Invention contains description of three design versions of proposed system. System of all design versions contains gas-air turbine whose shaft is connected with crankshaft of internal combustion engine, and rotor is made in form of solid disk with heat resistant shaped blades. De Laval nozzles are installed on housing of gas-air turbine at angle corresponding to shape of blades to supply intake air from radiator compartment, exhaust gases from exhaust system of internal combustion engine and compressed air from receiver. From opposite side of housing ports are made through which gas-air turbine is connected with air cleaner of internal combustion engine, ports to let out waste air and gases and ports to connect gas-air turbine with radiator compartment of internal combustion engine. Receiver is connected also with vehicle accelerator pedal. Compressed air to receiver is delivered from double-acting pneumatic cylinder with free flowing piston installed horizontally along longitudinal axis of vehicle and from double-acting vertical pneumatic cylinders installed on bottom of vehicle. According to second and third design versions, system contains additionally on-coming air flow concentrator which is made either in form of one row of rigidly interconnected de Laval nozzles or several rows of such nozzles. Input of first nozzle in each row is pointed opposite to direction of vehicle motion, and output of last nozzle is pointed into atmosphere. Moreover, last de Laval nozzle of each row is connected by pipelines in place of its throat section with gas-air turbine, and de Laval nozzles are installed at opposite side of gas-air turbine housing to let in on-coming air from radiator compartment of internal combustion engine. According to third design version, rotor of dc electric motor is installed on shaft of gas-air turbine in series with turbine rotor. Said dc motor is connected with ac generator through full-wave rectifier. Said ac generator consists of electric coil fixed on bottom of vehicle inside which high energy permanent magnet is installed for vertical reciprocation, magnet being rigidly secured on vehicle rear axle housing and step up transformer .

EFFECT: reduced fuel consumption, increased efficiency of engine.

14 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к источникам дополнительной энергии для двигателей внутреннего сгорания (ДВС) транспортных средств, и может найти применение совместно с ДВС в легковых и грузовых автомобилях, автобусах и прочих транспортных средствах, в том числе в строительно-дорожных и сельскохозяйственных машинах.The invention relates to the field of engineering, and more specifically to sources of additional energy for internal combustion engines (ICE) of vehicles, and may find application in conjunction with ICE in cars and trucks, buses and other vehicles, including road construction and agricultural machinery.

Известна энергетическая техническая система Гребенникова по патенту РФ на изобретение №2216635, предназначенная для оснащения всевозможных транспортных средств. Она содержит энергетическую подсистему, пневмопреобразователь и подсистему согласующей передачи. Энергетическая подсистема является преобразователем механической энергии в энергию сжатого газа, и наоборот, и состоит из ресивера сжатого газа, аккумулятора топлива высокого давления с насосом подачи топлива через обратный клапан, из поршневых цилиндров со свечами зажигания, оснащенных теплоизолированными форкамерами, из шатунов, коленчатого вала со сдвинутыми в пространстве парами колен на углы (не равные 0° и 180°), оснащенного тахометром. Рабочий объем пар цилиндров кратен 2. Ресивер сжатого газа подключен через дистанционно управляемые клапаны высокого давления к форкамерам цилиндров, которые в свою очередь через дистанционно управляемые клапаны атмосферного воздуха сообщаются с атмосферой. Аккумулятор топлива высокого давления подключен к форкамерам через дистанционно управляемые клапаны подачи топлива. К коленчатому валу подключен датчик сигнала определения его углового положения. Кроме этого, данная подсистема содержит датчики сигналов давления газа в ресивере и в цилиндрах. Подсистема согласующей передачи представляет собой многоступенчатый редуктор, состоящий из ступеней, ведущий вал одной из которых подключен к коленчатому валу, дифференциального редуктора, один из ведомых валов которого подключен к потребителю энергии, а остальные - к ведущим валам ступеней многоступенчатого редуктора, и промежуточного дистанционно управляемого переключающего редуктора, который обеспечивает различные режимы передачи от ведомого вала многоступенчатого редуктора к ведущему валу дифференциального редуктора. Подсистема управления обеспечивает передачу энергии потребителю в режиме ДВС за счет энергии сгорания топливной системы в цилиндрах, передачу энергии потребителю в режиме пневмодвигателя за счет энергии сжатого газа, хранящегося в ресивере, и накопления пневмоэнергии за счет энергии, передаваемой от потребителя в компрессорном режиме. С подсистемой управления связаны тахометр коленчатого вала, датчики сигнала углового положения коленчатого вала, сигнала давления газа в цилиндрах, сигнала давления газа в ресивере и управляющий задатчик скорости вращения. Все режимы работы всей энергетической технической системы задаются алгоритмами подсистемы управления. В целом известная система обладает высоким КПД, пониженным расходом топлива, а следовательно, и повышенной топливной экономичностью. Это обусловлено следующим:Known energy technical system Grebennikov according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2216635, designed to equip all kinds of vehicles. It contains an energy subsystem, a pneumatic transducer and a matching transmission subsystem. The energy subsystem is a converter of mechanical energy into compressed gas energy, and vice versa, and consists of a compressed gas receiver, a high-pressure fuel accumulator with a fuel feed pump through a non-return valve, piston cylinders with spark plugs equipped with thermally insulated prechambers, connecting rods, a crankshaft with spatially shifted pairs of knees at angles (not equal to 0 ° and 180 °), equipped with a tachometer. The working volume of the cylinder pairs is a multiple of 2. The compressed gas receiver is connected via remotely controlled high pressure valves to the chamber chambers, which, in turn, communicate with the atmosphere through remotely controlled atmospheric valves. The high-pressure fuel accumulator is connected to the pre-chambers via remotely controlled fuel supply valves. A sensor for determining its angular position is connected to the crankshaft. In addition, this subsystem contains gas pressure signal sensors in the receiver and in the cylinders. The matching transmission subsystem is a multi-stage gearbox consisting of steps, the drive shaft of one of which is connected to the crankshaft, a differential gearbox, one of the driven shafts of which is connected to the energy consumer, and the rest to the drive shafts of the steps of the multi-stage gearbox, and an intermediate remotely controlled switching gearbox, which provides various modes of transmission from the driven shaft of a multi-stage gearbox to the drive shaft of a differential gearbox. The control subsystem provides energy transfer to the consumer in the ICE mode due to the energy of combustion of the fuel system in the cylinders, energy transfer to the consumer in the air motor mode due to the energy of the compressed gas stored in the receiver, and accumulation of pneumatic energy due to the energy transferred from the consumer in the compressor mode. A tachometer of the crankshaft, sensors for the signal of the angular position of the crankshaft, the signal for gas pressure in the cylinders, the signal for gas pressure in the receiver, and the control unit for the rotation speed are connected with the control subsystem. All operating modes of the entire energy technical system are set by the control subsystem algorithms. In general, the known system has a high efficiency, reduced fuel consumption, and consequently, increased fuel efficiency. This is due to the following:

- подачей оптимального количества топлива в цилиндры,- by supplying the optimum amount of fuel to the cylinders,

- отсутствием расхода топлива при торможении транспортного средства за счет использования энергии инерции: энергии сжатого газа (дополнительной энергии), накопленной в ресивере,- lack of fuel consumption during vehicle braking due to the use of inertia energy: energy of compressed gas (additional energy) accumulated in the receiver,

- обеспечением оптимальной скорости вращения коленчатого вала,- ensuring optimal speed of rotation of the crankshaft,

- подачей соответствующих управляющих сигналов на промежуточные переключающиеся редукторы, которые обеспечивают включение соответствующих ступеней передачи,- by supplying the appropriate control signals to the intermediate switching gearboxes, which ensure the inclusion of the corresponding gear stages,

- рекуперацией энергии.- energy recovery.

К недостаткам предложенной изобретателем энергетической технической системы следует отнести ее повышенную сложность. Поэтому применение ее в существующих ДВС, являющихся в настоящее время основным источником энергии на автомобилях различного типа и назначения, на тракторах и различных сельскохозяйственных машинах, крайне затруднено.The disadvantages of the invented energy technical system should include its increased complexity. Therefore, its use in existing ICEs, which are currently the main source of energy on cars of various types and purposes, on tractors and various agricultural machines, is extremely difficult.

Известны также энергетические системы, обладающие высокой экономичностью, - это комбинированные двигатели (Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» /Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Машиностроение, 1980, с.10). Комбинированный двигатель состоит из поршневой части, в качестве которой используется поршневой двигатель внутреннего сгорания, газовой турбины, приводящей в действие компрессор. Выпускные газы из поршневого двигателя отдают свою энергию лопаткам рабочего колеса газовой турбины, приводящей в действие компрессор. Компрессор засасывает воздух из атмосферы и под определенным давлением нагнетает его в цилиндры ДВС. В комбинированном двигателе за счет повышения давления на впуске увеличивается наполнение цилиндра свежим зарядом воздуха и тем самым повышается полнота сгорания топлива. Однако повышение полноты сгорания топлива достигается за счет затрат мощности на дополнительное сжатие горючей смеси двигателя, тем самым повышается топливная экономичность, но не снижается расход топлива на единицу мощности. Таким образом, в комбинированных ДВС лишь частично используется энергия выпускных газов транспортного средства.Energy systems with high efficiency are also known - these are combined engines (Internal combustion engines: Design and operation of piston and combined engines. A textbook for university students studying the specialty "Internal combustion engines" / Ed. By A.S. Orlin, M .G. Kruglova. - 3rd ed., Revised and additional - Engineering, 1980, p.10). The combined engine consists of a piston part, which uses a piston internal combustion engine, a gas turbine that drives a compressor. Exhaust gases from a piston engine give their energy to the blades of the impeller of a gas turbine that drives the compressor. The compressor draws in air from the atmosphere and at a certain pressure pumps it into the ICE cylinders. In a combined engine, by increasing the pressure at the inlet, the filling of the cylinder with a fresh charge of air increases and thereby the completeness of combustion of fuel increases. However, increasing the completeness of fuel combustion is achieved due to the power consumption for additional compression of the fuel mixture of the engine, thereby increasing fuel efficiency, but not reducing fuel consumption per unit of power. Thus, in combined internal combustion engines only partially uses the energy of the exhaust gases of the vehicle.

Энергия отработавших (выпускных) газов использована, например, и в устройстве для рециркуляции отработавших газов двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ на изобретение №2084680. В этом устройстве все отработавшие газы по кольцевому пути вновь возвращаются в цилиндры и догорают в них, что обеспечивает экономию топлива. Однако происходит обеднение горючей смеси и возникает трудность в обеспечении тепловой стойкости основных деталей поршневой части ДВС.The energy of the exhaust (exhaust) gases is used, for example, in a device for recirculating exhaust gases of an internal combustion engine according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2084680. In this device, all exhaust gases along the annular path again return to the cylinders and burn out in them, which ensures fuel economy. However, there is a depletion of the combustible mixture and there is a difficulty in ensuring the thermal stability of the main parts of the piston part of the engine.

Следует отметить, что проблеме использования свободной энергии для улучшения топливной экономичности ДВС, снижения расхода топлива не уделено должного внимания, и в основном оно касается использования энергии выпускных газов. Причем эта используемая энергия выпускных газов составляет лишь часть их полной энергии. В самом деле, в разные моменты времени выпускные газы имеют разные параметры, то есть разные давление, скорость движения, температуру и т.д. Меняющимися параметрами обладают и потоки воздуха, всасываемого цилиндрами ДВС, и встречные потоки воздуха, оказывающие аэродинамическое сопротивление движению транспортного средства. В них тоже заключена энергия. Да и сама масса транспортного средства становится источником значительной энергии при ускорении и торможении, а также при движении по неровностям дорожного полотна. Таким образом, в окружающем пространстве и в самом транспортном средстве потенциально заложена энергия, являющаяся свободной и почти не используемой для блага ДВСIt should be noted that the problem of using free energy to improve the fuel economy of ICEs, reducing fuel consumption is not given due attention, and it mainly concerns the use of energy from exhaust gases. Moreover, this used energy of the exhaust gases is only part of their total energy. In fact, at different points in time, the exhaust gases have different parameters, that is, different pressure, speed, temperature, etc. Changing parameters are possessed by both the air flows absorbed by the ICE cylinders and the oncoming air flows, which exert aerodynamic resistance to the movement of the vehicle. They also contain energy. Yes, and the mass of the vehicle itself becomes a source of significant energy during acceleration and braking, as well as when driving on roughnesses of the roadway. Thus, in the surrounding space and in the vehicle itself, energy is potentially laid in, which is free and almost not used for the good of ICE

За прототип заявляемой системы по всем вариантам принята энергетическая система транспортного средства, представленная ДВС (Устройство и эксплуатация автотранспортных средств: Учебник водителя / Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. - 4-е изд., стер. - М.: Транспорт, 1998, с.14-15, 19-20; Двигатели внутреннего сгорания: Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Двигатели внутреннего сгорания» /Под ред. А.С.Орлина, М.Г.Круглова. - 3-е изд., перераб. и доп. - Машиностроение, 1980, с.127-128).For the prototype of the claimed system in all cases, the vehicle’s energy system, presented by the internal combustion engine, was adopted (Vehicle design and operation: Driver's textbook / Rogovtsev V.L., Puzankov A.G., Oldfield V.D. - 4th ed., Erased . - M.: Transport, 1998, pp. 14-15, 19-20; Internal combustion engines: Design and operation of reciprocating and combined engines. A textbook for university students studying the specialty "Internal combustion engines" / Ed. A. S.Orlina, M.G. Kruglova. - 3rd ed., Revised and enlarged - Engineering, 1980, p. 127-128).

Известные ДВС, широко применяемые как источники энергии транспортных средств, содержат поршневой цилиндр или блок поршневых цилиндров, соединенных посредством шатунов с коленчатым валом, механизм газораспределения, топливную систему, воздухоочиститель, систему охлаждения (радиатор). Кроме этого, ДВС имеют впускную и выпускную системы для подвода воздуха или горючей смеси к цилиндрам ДВС и отвода из них выпускного газа.Known ICEs, widely used as energy sources of vehicles, contain a piston cylinder or piston cylinder block connected by connecting rods to the crankshaft, a gas distribution mechanism, a fuel system, an air cleaner, and a cooling system (radiator). In addition, the internal combustion engines have an intake and exhaust system for supplying air or a combustible mixture to the internal combustion engine cylinders and exhaust gas from them.

Преимуществом ДВС является то, что процессы сжигания топлива, выделения теплоты и преобразования ее в механическую работу происходят непосредственно внутри двигателя. Поэтому они и нашли широкое применение в большинстве автотранспортных средств, строительно-дорожных и сельскохозяйственных машин.The advantage of ICE is that the processes of fuel combustion, heat generation and its conversion into mechanical work occur directly inside the engine. Therefore, they are widely used in most vehicles, road construction and agricultural machinery.

Однако теплота, выделяемая при сгорании топлива, не полностью преобразуется в полезную работу, немалую часть составляют ее потери. Особенно существенными являются потери теплоты с выпускными газами. Вследствие этого ДВС имеет низкий КПД. Для карбюраторных двигателей он составляет не более 30%, а для дизелей - не более 40% (Устройство и эксплуатация автотранспортных средств: Учебник водителя / Роговцев В.Л., Пузанков А.Г., Олдфильд В.Д. - 4-е изд., стер. - М: Транспорт, 1998, с.20). Огромным недостатком ДВС является также большой расход топлива на получение определенной мощности двигателя, что характеризует его низкую топливную экономичность.However, the heat released during the combustion of fuel is not completely converted into useful work, a considerable part of it is its loss. Especially significant are heat losses with exhaust gases. As a result, ICE has a low efficiency. For carburetor engines, it is not more than 30%, and for diesel engines it is not more than 40% (Design and operation of vehicles: Driver's textbook / Rogovtsev V.L., Puzankov A.G., Oldfield V.D. - 4th ed. ., Sr. - M: Transport, 1998, p.20). A huge drawback of the internal combustion engine is also the high fuel consumption for obtaining a certain engine power, which characterizes its low fuel efficiency.

Задача изобретения - снизить расход топлива, потребляемого ДВС, и тем самым повысить его топливную экономичность и КПД путем создания такой энергетической системы транспортного средства, которая позволила бы максимально и наилучшим образом использовать для этой цели энергию, обусловленную потенциальными возможностями окружающего пространства, ДВС и самого транспортного средства. В первую очередь это касается энергии выпускных газов и впускного воздуха, энергии инерции при разгоне и торможении транспортного средства, гравитационной энергии и энергии встречного потока воздуха.The objective of the invention is to reduce the fuel consumption consumed by the internal combustion engine, and thereby increase its fuel economy and efficiency by creating such a vehicle energy system that would allow the maximum and best use of energy for this purpose, due to the potential capabilities of the surrounding space, the internal combustion engine and the vehicle itself. facilities. First of all, this concerns the energy of exhaust gases and intake air, the energy of inertia during acceleration and deceleration of a vehicle, gravitational energy, and energy of an oncoming air stream.

Технический результат, который позволяет решить эту поставленную задачу, заключается в концентрации указанной выше энергии и передаче ее вращающемуся коленчатому валу двигателя внутреннего сгорания в качестве дополнительного вращающего момента.The technical result that allows us to solve this problem is to concentrate the above energy and transfer it to the rotating crankshaft of the internal combustion engine as an additional torque.

Технический результат достигается следующим образом.The technical result is achieved as follows.

По первому варианту система концентрации и преобразования энергии в дополнительную энергию двигателя внутреннего сгорания транспортного средства, включающая впускную систему для подвода воздуха или горючей смеси к поршневому цилиндру или к блоку поршневых цилиндров ДВС, выпускную систему для отвода из этих цилиндров выпускного газа, воздухоочиститель, радиатор в радиаторном отсеке и коленчатый вал ДВС, согласно изобретению дополнительно содержит газовоздушную турбину, размещенную в закрытом корпусе, вал которой жестко соединен с коленчатым валом ДВС, а ротор выполнен в виде жестко установленного на валу газовоздушной турбины сплошного диска с выполненными на периферии теплоустойчивыми профилированными лопатками. Согласно изобретению заявляемая система по первому варианту дополнительно содержит ресивер с регулируемым выпускным клапаном, соединенным посредством трубопровода и сопла Лаваля с газовоздушной турбиной и через нее с радиаторным отсеком и соединенным механической связью с педалью акселератора транспортного средства, содержит пневмоцилиндр двойного действия со свободноплавающим поршнем, расположенный горизонтально вдоль продольной оси транспортного средства, и пневмоамортизаторы в виде вертикально установленных на днище транспортного средства пневмоцилиндров двойного действия. Впускные клапаны всех пневмоцилиндров соединены с радиаторным отсеком, а их выпускные клапаны - с ресивером. Газовоздушная турбина снабжена соплами Лаваля для подвода к лопаткам турбины с помощью трубопроводов впускного воздуха из радиаторного отсека и выпускных газов из выпускной системы двигателя внутреннего сгорания, которые установлены в сквозные окна, выполненные на корпусе газовой турбины под углом, соответствующим профилю лопаток диска. А с противоположной относительно этих сопел Лаваля стороны корпуса выполнены соответственно окна, через которые полость газовоздушной турбины соединена трубопроводом с воздухоочистителем ДВС, и окна для отвода от лопаток газовоздушной турбины отработавших воздуха и газов.According to the first option, the system of concentration and conversion of energy into additional energy of the vehicle’s internal combustion engine, including an intake system for supplying air or a combustible mixture to the piston cylinder or to the engine piston cylinder block, an exhaust system for exhaust gas from these cylinders, an air cleaner, a radiator in the radiator compartment and the engine crankshaft, according to the invention further comprises a gas-air turbine housed in a closed housing, the shaft of which is rigidly connected to ICE cranked shaft, and the rotor is made in the form of a solid disk rigidly mounted on the gas-air turbine shaft with heat-resistant profiled blades made on the periphery. According to the invention, the inventive system according to the first embodiment further comprises a receiver with an adjustable exhaust valve connected through a pipeline and a Laval nozzle to a gas-air turbine and through it with a radiator compartment and mechanically connected to the accelerator pedal of the vehicle, contains a double-acting pneumatic cylinder with a free-floating piston located horizontally along the longitudinal axis of the vehicle, and pneumatic shock absorbers in the form of vertically mounted on the bottom of the conveyor mercury means of double-acting pneumatic cylinders. The inlet valves of all pneumatic cylinders are connected to the radiator compartment, and their exhaust valves to the receiver. The gas-air turbine is equipped with Laval nozzles for supplying to the turbine blades using inlet air pipelines from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine, which are installed in the through windows made on the gas turbine body at an angle corresponding to the profile of the disk blades. And on the opposite side of the casing with respect to these Laval nozzles, there are respectively made windows through which the cavity of the gas-air turbine is connected by a pipe to the ICE air purifier, and windows for the discharge of exhaust air and gases from the gas-air turbine blades.

В частных случаях исполнения заявляемая система по первому варианту отличается тем, что:In particular cases of execution, the claimed system according to the first embodiment is characterized in that:

- диск газовоздушной турбины выполнен из легкого сплава и диаметром не менее диаметра маховика ДВС,- the disk of the gas-air turbine is made of light alloy and with a diameter of at least the diameter of the ICE flywheel,

- газовоздушная турбина имеет четное количество сопел Лаваля для подвода к лопаткам диска впускного воздуха из радиаторного отсека и выпускных газов от выпускной системы двигателя внутреннего сгорания, например по два на каждый поток, установленные диаметрально противоположно относительно оси газовоздушной турбины.- the gas-air turbine has an even number of Laval nozzles for supplying inlet air to the blades of the inlet air disk and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine, for example, two for each stream installed diametrically opposite to the axis of the gas-air turbine.

По второму варианту заявляемая система концентрации и преобразования энергии транспортного средства в дополнительную энергию двигателя внутреннего сгорания, включающая впускную систему для подвода воздуха или горючей смеси к поршневому цилиндру или к блоку поршневых цилиндров ДВС, выпускную систему для отвода из этих цилиндров выпускного газа, воздухоочиститель, радиатор в радиаторном отсеке и коленчатый вал ДВС, согласно изобретению дополнительно содержит газовоздушную турбину, размещенную в закрытом корпусе, вал которой жестко соединен с коленчатым валом ДВС, а ротор выполнен в виде жестко установленного на валу газовоздушной турбины сплошного диска с выполненными на периферии теплоустойчивыми профилированными лопатками, дополнительно содержит ресивер с регулируемым выпускным клапаном, соединенным посредством трубопровода и сопла Лаваля с газовоздушной турбиной и через нее с радиаторным отсеком и соединенным механической связью с педалью акселератора транспортного средства. Согласно изобретению дополнительно содержит пневмоцилиндр двойного действия со свободноплавающим поршнем, расположенный горизонтально вдоль продольной оси транспортного средства, и пневмоамортизаторы в виде вертикально установленных на днище транспортного средства пневмоцилиндров двойного действия. Впускные клапаны всех пневмоцилиндров соединены с радиаторным отсеком, а их выпускные клапаны - с ресивером. Помимо этого, заявляемая система по второму варианту дополнительно содержит концентратор встречного потока воздуха, выполненный, по меньшей мере, в виде одного ряда жестко скрепленных между собой сопел Лаваля, установленных соосно с образованием зазоров между ними, при этом входное отверстие каждого последующего сопла Лаваля в ряду меньше выходного отверстия предыдущего сопла Лаваля. Вход первого в ряду сопла Лаваля направлен навстречу движению транспортного средства, а выход последнего - в атмосферу. Это последнее в ряду сопло Лаваля соединено трубопроводами в месте его критического сечения с полостью газовоздушной турбины, с противоположной стороны которой, на ее корпусе, напротив трубопроводов установлены сопла Лаваля для поступления встречного воздуха из радиаторного отсека. Кроме этого, газовоздушная турбина снабжена соплами Лаваля для подвода к лопаткам турбины с помощью трубопроводов впускного воздуха из радиаторного отсека и выпускных газов из выпускной системы двигателя внутреннего сгорания. С противоположной относительно этих сопел Лаваля стороны корпуса выполнены окна, через которые полость газовоздушной турбины соединена трубопроводом с воздухоочистителем ДВС, и окна для отвода от лопаток газовоздушной турбины отработавших воздуха и газов. Все сопла Лаваля, смонтированные на корпусе газовоздушной турбины, установлены в сквозные окна, выполненные под углом, соответствующим профилю лопаток диска.According to the second option, the claimed system of concentration and conversion of vehicle energy into additional energy of an internal combustion engine, including an intake system for supplying air or a combustible mixture to a piston cylinder or to a piston cylinder block of an internal combustion engine, an exhaust system for removing exhaust gas from these cylinders, an air cleaner, a radiator in the radiator compartment and the crankshaft of the ICE, according to the invention further comprises a gas-air turbine located in a closed housing, the shaft of which is rigidly it is one with the ICE crankshaft, and the rotor is made in the form of a solid disk rigidly mounted on the gas-air turbine shaft with heat-resistant profiled blades made on the periphery, further comprises a receiver with an adjustable exhaust valve connected through a pipeline and a Laval nozzle to the gas-air turbine and through it with a radiator compartment and connected mechanically to the accelerator pedal of the vehicle. According to the invention further comprises a double-acting pneumatic cylinder with a free-floating piston located horizontally along the longitudinal axis of the vehicle, and pneumatic shock absorbers in the form of double-acting pneumatic cylinders vertically mounted on the bottom of the vehicle. The inlet valves of all pneumatic cylinders are connected to the radiator compartment, and their exhaust valves to the receiver. In addition, the inventive system according to the second embodiment further comprises a counter-flow air concentrator made of at least one row of Laval nozzles rigidly attached to each other, mounted coaxially with the formation of gaps between them, while the inlet of each subsequent Laval nozzle in a row smaller than the outlet of the previous Laval nozzle. The entrance of the first Laval nozzle in a row is directed towards the movement of the vehicle, and the exit of the latter into the atmosphere. This last Laval nozzle in the series is connected by pipelines at its critical section to the cavity of the gas-air turbine, on the opposite side of which, on its casing, opposite the pipelines, Laval nozzles are installed for incoming air from the radiator compartment. In addition, the gas-air turbine is equipped with Laval nozzles for supplying to the turbine blades using the intake air pipelines from the radiator compartment and the exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine. On the opposite side of the casing with respect to these Laval nozzles, windows are made through which the cavity of the gas-air turbine is connected by a pipe to the ICE air purifier, and windows for the removal of exhaust air and gases from the blades of the gas-air turbine. All Laval nozzles mounted on the casing of a gas-air turbine are installed in through windows made at an angle corresponding to the profile of the disk blades.

В частных случаях исполнения заявляемую систему по второму варианту отличает еще то, что:In particular cases of execution, the claimed system according to the second embodiment is also distinguished by the fact that:

- концентратор встречного потока воздуха выполнен многорядным, а каждый ряд содержит не менее трех сопел Лаваля,- the oncoming air concentrator is multi-row, and each row contains at least three Laval nozzles,

- газовоздушная турбина имеет четное количество сопел Лаваля для подвода к лопаткам диска впускного, встречного воздуха из радиаторного отсека и выпускных газов от выпускной системы двигателя внутреннего сгорания, например по два на каждый поток, при этом сопла Лаваля для подвода впускного воздуха и для подвода выпускных газов установлены диаметрально противоположно относительно оси газовоздушной турбины,- the air-gas turbine has an even number of Laval nozzles for supplying inlet, counter air from the radiator compartment and exhaust gases to the blades from the exhaust system of the internal combustion engine, for example, two per stream, while Laval nozzles for supplying inlet air and for supplying exhaust gases mounted diametrically opposed to the axis of the gas-air turbine,

- система дополнительно содержит пневмонасосы однонаправленного действия, предназначенные для размещения под сидениями и в спинках сидений водителей и пассажиров транспортного средства, впускные клапаны которых расположены под сиденьями и объединены общим всасывающим трубопроводом, а выпускные клапаны этих пневмонасосов соединены с ресивером.- the system additionally contains unidirectional air pumps designed to be placed under the seats and in the seatbacks of the drivers and passengers of the vehicle, the inlet valves of which are located under the seats and are connected by a common suction pipe, and the exhaust valves of these air pumps are connected to the receiver.

По третьему варианту заявляемая система концентрации и преобразования энергии транспортного средства в дополнительную энергию двигателя внутреннего сгорания, включающая впускную систему для подвода воздуха или горючей смеси к поршневому цилиндру или к блоку поршневых цилиндров ДВС, выпускную систему для отвода из этих цилиндров выпускного газа, воздухоочиститель, радиатор в радиаторном отсеке и коленчатый вал ДВС, согласно изобретению дополнительно содержит электродвигатель постоянного тока с генератором переменного тока и двухполупериодным выпрямителем, газовоздушную турбину, которая размещена в одном закрытом корпусе заодно со статором электродвигателя постоянного тока. При этом на валу газовоздушной турбины, жестко соединенном с коленчатым валом ДВС, последовательно и жестко установлены ротор электродвигателя постоянного тока и ротор газовоздушной турбины, выполненный в виде сплошного диска с теплоустойчивыми профилированными лопатками на периферии. Кроме того, заявляемая система дополнительно содержит ресивер с регулируемым выпускным клапаном, соединенным посредством трубопровода и сопла Лаваля с газовоздушной турбиной и через нее с радиаторным отсеком и соединенным механической связью с педалью акселератора транспортного средства, пневмоцилиндр двойного действия со свободноплавающим поршнем, расположенный горизонтально вдоль продольной оси транспортного средства, и пневмоамортизаторы в виде вертикально установленных на днище транспортного средства пневмоцилиндров двойного действия. Впускные клапаны всех пневмоцилиндров соединены с радиаторным отсеком, а их выпускные клапаны - с ресивером. Помимо этого, система дополнительно содержит концентратор встречного потока воздуха, выполненный, по меньшей мере, в виде одного ряда жестко скрепленных между собой сопел Лаваля, установленных соосно с образованием зазоров между ними, при этом входное отверстие каждого последующего сопла Лаваля в ряду меньше выходного отверстия предыдущего сопла Лаваля. Вход первого в ряду сопла Лаваля направлен навстречу движению транспортного средства, а выход последнего - в атмосферу. Это последнее в ряду сопло Лаваля соединено трубопроводами в месте его критического сечения с полостью газовоздушной турбины. С противоположной стороны газовоздушной турбины, на ее корпусе, напротив трубопроводов установлены сопла Лаваля для поступления встречного воздуха из радиаторного отсека. Кроме этого, газовоздушная турбина снабжена соплами Лаваля для подвода к лопаткам турбины с помощью трубопроводов впускного воздуха из радиаторного отсека и выпускных газов из выпускной системы двигателя внутреннего сгорания. С противоположной относительно этих сопел Лаваля стороны корпуса выполнены окна, через которые полость газовоздушной турбины соединена трубопроводом с воздухоочистителем ДВС, и окна для отвода от лопаток газовоздушной турбины отработавших воздуха и газов, причем все сопла Лаваля, смонтированные на корпусе газовоздушной турбины, установлены в сквозные окна, выполненные под углом, соответствующим профилю лопаток диска. Кроме того, генератор переменного тока состоит из электрической катушки, установленной неподвижно, например, на днище транспортного средства, внутри которой с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения помещен высокоэнергетический постоянный магнит, жестко закрепленный на корпусе заднего моста транспортного средства, и повышающего трансформатора, соединенного с двухполупериодным выпрямителем, выход которого, в свою очередь, соединен с обмоткой ротора электродвигателя постоянного тока.According to the third option, the claimed system of concentration and conversion of vehicle energy into additional energy of an internal combustion engine, including an intake system for supplying air or a combustible mixture to a piston cylinder or to an engine piston cylinder block, an exhaust system for exhaust gas from these cylinders, an air cleaner, a radiator in the radiator compartment and the crankshaft of the internal combustion engine according to the invention further comprises a direct current electric motor with an alternating current generator and a two-stage a half-period rectifier, a gas-air turbine, which is placed in one closed housing at the same time as the stator of a DC motor. Moreover, a rotor of a direct current electric motor and a rotor of a gas-air turbine made in the form of a solid disk with heat-resistant profiled blades on the periphery are mounted in series and rigidly on the shaft of the gas-air turbine rigidly connected to the crankshaft of the internal combustion engine. In addition, the inventive system further comprises a receiver with an adjustable exhaust valve connected via a pipe and a Laval nozzle to a gas-air turbine and through it with a radiator compartment and mechanically connected to the vehicle’s accelerator pedal, a double-acting pneumatic cylinder with a freely floating piston located horizontally along the longitudinal axis of the vehicle, and pneumatic shock absorbers in the form of pneumatic cylinders vertically mounted on the bottom of the vehicle go action. The inlet valves of all pneumatic cylinders are connected to the radiator compartment, and their exhaust valves to the receiver. In addition, the system further comprises an oncoming air concentrator made of at least one row of Laval nozzles rigidly fixed to each other, mounted coaxially with the formation of gaps between them, while the inlet of each subsequent Laval nozzle in a row is smaller than the outlet of the previous Laval nozzles. The entrance of the first Laval nozzle in a row is directed towards the movement of the vehicle, and the exit of the latter into the atmosphere. This last Laval nozzle in the series is connected by pipelines at its critical section to the cavity of the gas-air turbine. On the opposite side of the gas-air turbine, on its case, opposite the pipelines, Laval nozzles are installed for incoming air from the radiator compartment. In addition, the gas-air turbine is equipped with Laval nozzles for supplying to the turbine blades using the intake air pipelines from the radiator compartment and the exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine. On the opposite side of the casing with respect to these Laval nozzles, there are windows through which the cavity of the gas-air turbine is connected by a pipe to the ICE air purifier, and windows for removing exhaust air and gases from the blades of the gas-air turbine, and all Laval nozzles mounted on the gas-air turbine casing are installed in through windows made at an angle corresponding to the profile of the blade vanes. In addition, the alternator consists of an electric coil mounted stationary, for example, on the bottom of the vehicle, inside of which, with the possibility of vertical reciprocating movement, a high-energy permanent magnet is mounted rigidly fixed to the rear axle of the vehicle, and a step-up transformer connected to a half-wave rectifier, the output of which, in turn, is connected to the rotor winding of the DC motor.

Отличает заявляемую систему по третьему варианту также то, что:What distinguishes the claimed system according to the third embodiment is also that:

- последнее сопло Лаваля по крайней мере одного из рядов концентратора встречного воздуха снабжено на выходе турбогенератором постоянного тока, соединенным с входом электродвигателя постоянного тока,- the last Laval nozzle of at least one of the rows of the oncoming air concentrator is provided at the outlet with a direct current turbogenerator connected to the input of the direct current electric motor,

- система дополнительно содержит пневмонасосы однонаправленного действия, предназначенные для размещения под сиденьями и в спинках сидений водителей и пассажиров транспортного средства, впускные клапаны которых расположены под сиденьями и объединены общим всасывающим трубопроводом, а выпускные клапаны этих пневмонасосов соединены с ресивером.- the system additionally contains unidirectional air pumps designed to be placed under the seats and in the backs of the seats of drivers and passengers of the vehicle, the inlet valves of which are located under the seats and are connected by a common suction pipe, and the exhaust valves of these air pumps are connected to the receiver.

Использование в заявляемой системе по всем трем вариантам сопел Лаваля способствует тому, что выпускные газы и потоки воздуха, проходя через них, за счет резкого расширения и остывания в них увеличивают свою скорость, которая может достигнуть местной скорости звука при условии, когда длина расширяющейся части сопла выполнена соответственно известной формуле (Справочник машиностроителя, т.2. М.: Машгиз, 1954, с.90, с.522):The use of the Laval nozzles in all three variants of the inventive system ensures that the exhaust gases and air flows passing through them increase their speed through rapid expansion and cooling, which can reach the local speed of sound, provided that the length of the expanding part of the nozzle made according to the well-known formula (Handbook of a mechanical engineer, t.2. M .: Mashgiz, 1954, p.90, p.522):

где d₂ - диаметр выходного отверстия сопла,where d ₂ is the diameter of the outlet of the nozzle,

d₁ - диаметр отверстия в критическом сечении,d ₁ - the diameter of the holes in the critical section,

α - угол конусности, равный 10-12°.α - taper angle equal to 10-12 °.

Известно, что для того, чтобы скорость газов в критическом сечении равнялась звуковой и превышала ее, отношение давлений в выходном отверстии к входному должно составлять 0,548 (Справочник машиностроителя, т.2. М.: Машгиз, 1954, с.90, с.522). А такое соотношение давлений для выпускных газов и впускного воздуха в работающем ДВС обеспечивается. Для впускного воздуха давление на входе сопел Лаваля равно атмосферному, а в цилиндре ДВС оно в это время значительно ниже. Это соотношение обеспечивается и при движении на определенной скорости транспортного средства для встречного потока воздуха (второй и третий варианты). Создание сверхзвукового потока воздуха в концентраторе встречного потока воздуха происходит за счет его последовательного разрежения в соплах Лаваля в каждом ряду. Пройдя через сопла Лаваля, установленные на корпусе газовоздушной турбины соответственно профилю лопаток диска, разогнанные газовая струя и потоки воздуха ударяют в лопатки газовоздушной турбины и за счет изменения направления дальнейшего движения, воздействуя на вал газовоздушной турбины, добавляют вращающий момент уже вращающемуся коленчатому валу ДВС, который жестко соединен с валом газовоздушной турбины. Хотя площадь лопатки достаточно мала, сила, действующая на нее, пропорциональная квадрату скорости воздуха и газа, достаточна для того, чтобы вращающий момент, оказался весьма заметным.It is known that in order for the gas velocity in the critical section to be equal to the sound one and to exceed it, the ratio of the pressures in the outlet to the inlet should be 0.548 (Mechanical Engineering Manual, vol.2. M .: Mashgiz, 1954, p.90, p.522 ) And such a ratio of pressures for exhaust gases and intake air in a working ICE is provided. For inlet air, the pressure at the inlet of the Laval nozzles is atmospheric, and in the ICE cylinder it is much lower at this time. This ratio is also provided when driving at a certain vehicle speed for oncoming air flow (second and third options). The creation of a supersonic air flow in the concentrator of the oncoming air flow occurs due to its successive rarefaction in the Laval nozzles in each row. After passing through the Laval nozzles installed on the gas-air turbine casing according to the profile of the disk blades, the accelerated gas jet and air streams hit the gas-air turbine blades and, by changing the direction of further movement, acting on the gas-air turbine shaft, add torque to the already rotating crankshaft of the internal combustion engine, which rigidly connected to the shaft of the gas-air turbine. Although the area of the blade is small enough, the force acting on it, proportional to the square of the speed of air and gas, is sufficient so that the torque is very noticeable.

Соединение последнего в ряду сопла Лаваля концентратора встречного потока воздуха с газовоздушной турбиной приходится согласно изобретению по второму и третьему вариантам в месте его критического сечения, то есть в самом разреженном месте, где и обеспечивается звуковая скорость (Справочник машиностроителя, т.2. М.: Машгиз, 1954, с.522). При большой скорости движения автомобиля здесь наступает самая сильная степень разрежения. Поэтому воздух из радиаторного отсека, охлаждая попутно радиатор, с большой скоростью засасывается через сопла Лаваля на газовоздушной турбине и эжектирует во внутренние полости сопел концентратора встречного потока воздуха, вращая при этом, ударяясь о лопатки диска, вал газовоздушной турбины. Таким образом, во втором и третьем вариантах для добавления вращающего момента уже вращающемуся коленчатому валу ДВС использована также энергия встречного потока воздуха.According to the invention, the connection of the last in the series Laval nozzle of the oncoming air flow concentrator with a gas-air turbine is performed according to the second and third options in the place of its critical section, that is, in the very rarefied place, where the sound speed is provided (Machine-builder Handbook, vol. 2. M .: Mashgiz, 1954, p. 522). With a high speed of the car, the strongest rarefaction occurs here. Therefore, air from the radiator compartment, cooling the radiator along the way, is sucked in at a high speed through the Laval nozzles on the gas-air turbine and ejects into the internal cavity of the concentrator nozzles of the oncoming air stream, while rotating the shaft of the gas-air turbine, striking against the blade vanes. Thus, in the second and third variants, the energy of the oncoming air flow was also used to add torque to the already rotating crankshaft of the internal combustion engine.

Вращение вала газовоздушной турбины во всех трех вариантах происходит и от сжатого газа, поступающего из ресивера, соединенного с горизонтальным и вертикальными пневмоцилиндрами (пневмоамортизаторами). Горизонтальный пневмоцилиндр двойного действия служит для преобразования энергии инерции ускорения и торможения транспортного средства в энергию сжатого воздуха, а пневмоамортизаторы в энергию сжатого воздуха преобразуют энергию вертикального перемещения транспортного средства на неровностях дорожного полотна. При трогании с места или торможении транспортного средства поршень горизонтального пневмоцилиндра перемещается под действием инерции в одну или другую сторону, сжимая перед собой атмосферный воздух, поступивший через впускные клапаны в цилиндре. Сжатым воздухом открывается соответствующий выпускной клапан, и сжатый воздух поступает в ресивер. Кроме того, в пневмонасосах однонаправленного действия под сиденьями и спинками сидений при нагружении происходит сжатие воздуха, который тоже поступает в ресивер. Запасенный в ресивере сжатый воздух помогает ДВС при разгонах и маневрах при глубоком нажатии педали акселератора транспортного средства. Поступая в газовоздушную турбину через сопла Лаваля, сжатый газ, ударяясь о лопатки и воздействуя на газовоздушную турбину, добавляет дополнительный вращающий момент уже вращающемуся коленчатому валу, обеспечивая тем самым плавный ход транспортному средству при разгонах и на неровностях дорожного полотна, не расходуя топлива. Оптимальное количество сопел Лаваля в ряду, когда происходит достаточная степень разрежения воздуха, по расчетам заявителя, равно трем. Меньшее количество дает меньшую степень разрежения, а большее увеличивает габариты устройства. Преимущества многорядного концентратора встречного потока воздуха очевидны и не требуют объяснения.The rotation of the gas-air turbine shaft in all three variants occurs also from the compressed gas coming from the receiver connected to the horizontal and vertical pneumatic cylinders (pneumatic shock absorbers). The double-acting horizontal pneumatic cylinder is used to convert the vehicle’s inertia energy of acceleration and deceleration into compressed air energy, and the pneumatic shock absorbers convert the vehicle’s vertical displacement energy onto the roughnesses of the roadway into compressed air energy. When starting off or braking the vehicle, the piston of the horizontal pneumatic cylinder moves under the action of inertia in one or the other direction, compressing the atmospheric air entering through the inlet valves in the cylinder. Compressed air opens the corresponding exhaust valve, and compressed air enters the receiver. In addition, in unidirectional air pumps under the seats and backs of the seats, when compressed, air is compressed, which also enters the receiver. The compressed air stored in the receiver helps the ICE during acceleration and maneuvers when the accelerator pedal of the vehicle is pressed deeply. Entering the gas-air turbine through the Laval nozzles, compressed gas, striking the blades and acting on the gas-air turbine, adds additional torque to the already rotating crankshaft, thereby ensuring a smooth ride of the vehicle during acceleration and on irregularities of the roadway without consuming fuel. The optimal number of Laval nozzles in a row, when there is a sufficient degree of rarefaction of air, according to the applicant, is three. A smaller number gives a lower degree of depression, and a larger one increases the dimensions of the device. The advantages of a multi-row counter-flow concentrator are obvious and need no explanation.

По третьему варианту заявляемой системы электродвигатель постоянного тока, ротор которого расположен на одном валу с ротором газовоздушной турбины, помогает вращению вала газовоздушной турбины и, как следствие, помогает коленчатому валу в импульсном режиме увеличивать вращающий момент без расхода топлива. Достигается это следующим образом. Электрическая энергия для питания электродвигателя вырабатывается генератором переменного тока, который согласно изобретению состоит из электрической катушки, установленной неподвижно на днище транспортного средства, в которой с возможностью перемещения помещен высокоэнергетический постоянный магнит, и повышающего трансформатора. При движении транспортного средства по неровной дороге вместе с колеблющимся задним мостом транспортного средства вертикально и возвратно-поступательно перемещается в электрической катушке высокоэнергетический постоянный магнит. Пересекая витки катушки, он наводит в ней переменную электродвижущую силу (ЭДС). Нагрузкой электрической катушки является первичная обмотка повышающего трансформатора, соединенного с двухполупериодным выпрямителем. После выпрямления постоянное напряжение подается на щетки электродвигателя. В частном случае исполнения турбогенератор постоянного тока на выходе последнего сопла Лаваля концентратора встречного потока воздуха, соединенный с электродвигателем постоянного тока, вырабатывает электрическую энергию для последнего уже не в импульсном режиме, а при больших скоростях транспортного средства практически постоянно.According to the third embodiment of the inventive system, a direct current electric motor, the rotor of which is located on the same shaft as the rotor of the gas-air turbine, helps the rotation of the shaft of the gas-air turbine and, as a result, helps the crankshaft to increase torque in a pulsed mode without fuel consumption. This is achieved as follows. Electric energy for powering the electric motor is generated by an alternating current generator, which according to the invention consists of an electric coil mounted motionlessly on the bottom of the vehicle, in which a high-energy permanent magnet and a step-up transformer are placed with the possibility of movement. When the vehicle moves on rough roads, together with the oscillating rear axle of the vehicle, a high-energy permanent magnet moves vertically and back and forth in the electric coil. Crossing the turns of the coil, he induces a variable electromotive force (EMF) in it. The load of the electric coil is the primary winding of a step-up transformer connected to a half-wave rectifier. After rectification, a constant voltage is applied to the motor brushes. In the particular case of execution, a direct current turbogenerator at the output of the last Laval nozzle of the oncoming air concentrator, connected to a direct current electric motor, generates electric energy for the latter no longer in a pulsed mode, but at high vehicle speeds almost constantly.

Таким образом, вращающийся коленчатый вал практически постоянно получает дополнительный вращающий момент, превышающий собственный, полученный при сгорании топлива.Thus, a rotating crankshaft almost constantly receives additional torque exceeding its own, obtained during the combustion of fuel.

Понятно, что в оптимальном случае диаметр диска газовоздушной турбины, для того чтобы без потери энергии привести во вращение ее вал, должен быть не менее диаметра маховика коленчатого вала, поскольку вращающий момент - это произведение силы на плечо, а длина плеча равна расстоянию от оси вращения до центра лопатки. Диаметрально противоположная установка сопел Лаваля на корпусе газовоздушной турбины и их четное количество на поток позволяют сбалансировать охлаждение лопаток диска после воздействия на них выпускных газов.It is clear that in the optimal case, the diameter of the disk of a gas-air turbine, in order to drive its shaft into rotation without loss of energy, should be not less than the diameter of the crankshaft flywheel, since the torque is the product of the force on the shoulder, and the length of the shoulder is equal to the distance from the axis of rotation to the center of the scapula. The diametrically opposite installation of Laval nozzles on the casing of a gas-air turbine and their even number per flow allow balancing the cooling of the disk blades after exposure to exhaust gases.

Таким образом, вся задействованная свободная энергия (энергия впускного воздуха, выпускного газа, потока встречного атмосферного воздуха, энергия инерции, гравитационная энергия) во всех трех вариантах выполнения заявляемого устройства преобразуется в газовоздушной турбине во вращательное движение ее вала, которое и передается связанному с ним коленчатому валу ДВС. Все три варианта имеют одно и то же назначение, решают одну и ту же задачу одним и тем же путем, направлены на достижение одного и того же результата, заключающегося в использовании энергии окружающего пространства, ДВС и самого транспортного средства для получения коленчатым валом ДВС дополнительного вращающего момента без расхода на это топлива. Следовательно, все три варианта связаны единым изобретательским замыслом и соответствуют требованию единства изобретения.Thus, all the involved free energy (energy of the intake air, exhaust gas, counter-atmospheric air flow, inertia energy, gravitational energy) in all three embodiments of the inventive device is converted in the gas-air turbine into the rotational movement of its shaft, which is transmitted to the crankshaft connected with it ICE shaft. All three options have the same purpose, solve the same problem in the same way, are aimed at achieving the same result, which consists in using the energy of the surrounding space, the internal combustion engine and the vehicle itself to obtain an additional rotary engine with the crankshaft moment without fuel consumption. Therefore, all three options are connected by a single inventive concept and meet the requirement of the unity of the invention.

Заявителем не выявлены из уровня техники технические решения, которые содержали бы совокупность существенных признаков, идентичную совокупности отличительных признаков заявляемой энергетической системы по всем трем вариантам. К тому же заявитель предлагает новый, не известный из источников информации, путь решения задачи снижения расхода топлива на получение мощности, присущей конкретному транспортному средству, а именно: максимально использовать во благо работы двигателя внутреннего сгорания свободную энергию, потенциально заложенную в окружающем пространстве, в самом ДВС и в транспортном средстве, и получить при этом новый технический результат - добавить дополнительный вращающий момент уже вращающемуся коленчатому валу, чтобы частично обеспечить его вращение без расхода топлива. А это приводит к значительному общему снижению расхода топлива при работе двигателя внутреннего сгорания. Заявителю неизвестно получение такого результата из известных источников информации. Следовательно, заявляемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники, что подтверждает наличие у него изобретательского уровня.The applicant has not identified technical solutions from the prior art that would contain a combination of essential features identical to the combination of distinctive features of the claimed energy system in all three cases. In addition, the applicant offers a new, unknown from the sources of information, solution to the problem of reducing fuel consumption to obtain the power inherent in a particular vehicle, namely: to maximize the use of free energy, potentially embedded in the surrounding space, for the benefit of the internal combustion engine, in the ICE in the vehicle, and get a new technical result - to add additional torque to the already rotating crankshaft, in order to partially ensure its time Maintenance without fuel consumption. And this leads to a significant overall reduction in fuel consumption during operation of the internal combustion engine. The applicant is not aware of the receipt of such a result from known sources of information. Therefore, the claimed technical solution does not explicitly follow from the prior art, which confirms the presence of his inventive step.

Для пояснения сущности изобретения представлен следующий перечень чертежей.To clarify the invention presents the following list of drawings.

На фиг.1 схематично изображена система концентрации и преобразования энергии в дополнительную энергию двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по второму и третьему вариантам (по первому варианту схема содержит те же элементы, что показаны на фиг.1, кроме концентратора встречного потока воздуха).Figure 1 schematically shows a system of concentration and conversion of energy into additional energy of an internal combustion engine of a vehicle according to the second and third options (according to the first embodiment, the circuit contains the same elements as shown in Fig. 1, except for a counter-flow air concentrator).

На фиг.2 представлен концентратор встречного потока воздуха по второму и третьему вариантам.Figure 2 presents the concentrator oncoming air flow in the second and third options.

На фиг.3 изображено последнее сопло Лаваля в ряду концентратора встречного потока воздуха.Figure 3 shows the last Laval nozzle in a row of a concentrator of oncoming air flow.

На фиг.4 - вид А-А фиг.3.Figure 4 is a view aa of figure 3.

На фиг.5 показано расположение газовоздушной турбины и электродвигателя постоянного тока по третьему варианту.Figure 5 shows the location of the gas-air turbine and DC motor according to the third embodiment.

Стрелками на чертежах показано направление движения воздуха и выпускного газа.The arrows in the drawings show the direction of movement of air and exhaust gas.

Система концентрации и преобразования энергии в дополнительную энергию двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по трем вариантам содержит: радиатор 1 в радиаторном отсеке 2 (фиг.1), впускную систему (на фиг.1 показан всасываемый коллектор 3 впускного трубопровода), выпускную систему (на фиг.1 показан выхлопной коллектор 4 выпускного трубопровода), коленчатый вал 5 с маховиком 6, соединенный с поршнем цилиндра ДВС (или с поршнями цилиндров в зависимости от типа ДВС) 7, и воздухоочиститель 8. В ДВС карбюраторного типа воздухоочиститель 8 соединен с впускной системой через карбюратор 9, в дизелях воздухоочиститель 8 соединен с ресивером (на чертеже не показано). С передним торцом коленчатого вала 5 ДВС соосно с ним в подшипниках установлен вал 10 (показан на фиг.5) газовоздушной турбины 11, который целесообразно выполнить коротким. Вал 10 в ДВС автомобиля ВА3-2106 можно, например, ввернуть в коленчатый вал 5 вместо храповика. На вал 10 газовоздушной турбины 11 жестко посажен ротор 12 в виде сплошного диска (фиг.3) с профилированными лопатками на периферии. По третьему варианту на этом валу установлен также ротор электродвигателя постоянного тока 13. В качестве ротора 13 электродвигателя постоянного тока возможно использование ротора любого мощного автомобильного стартера. Ротор 12 расположен в закрытом корпусе 14. По третьему варианту корпус 14 выполнен заодно со статором 15 электродвигателя постоянного тока. В корпусе 14 газовоздушной турбины 11 (фиг.1) с двух противоположных сторон выполнены сквозные окна с резьбой под углом, соответствующим профилю лопаток, в которые установлены сопла Лаваля 16 для подвода к лопаткам турбины впускного воздуха из радиаторного отсека 2, сопла Лаваля 17 для подвода выпускных газов от ДВС. С противоположной им стороны корпуса 14 выполнены сквозные окна для отвода из турбины соответственно воздушных и газовых потоков. Входы сопел Лаваля для впускного воздуха 16 соединены трубопроводами с радиаторным отсеком 2. Входы сопел Лаваля 17 для выпускных газов подсоединены наикратчайшим путем к выпускному трубопроводу. Количество сопел Лаваля 17 зависит от объема выпускных газов.The system of concentration and conversion of energy into additional energy of an internal combustion engine of a vehicle according to three options comprises: a radiator 1 in a radiator compartment 2 (Fig. 1), an intake system (Fig. 1 shows an intake manifold 3 of an intake pipe), an exhaust system (Fig. .1 the exhaust manifold 4 is shown), the crankshaft 5 with a flywheel 6 connected to the piston of the internal combustion engine cylinder (or to the cylinder pistons, depending on the type of internal combustion engine) 7, and the air cleaner 8. In the internal combustion engine of the carburetor type, it will clean l 8 is connected to the intake system through a carburetor 9, in diesel engines the air cleaner 8 is connected to a receiver (not shown). With the front end of the ICE crankshaft 5, the shaft 10 (shown in FIG. 5) of the air-gas turbine 11, which is expediently short, is installed coaxially with it in the bearings. The shaft 10 in the internal combustion engine of the VA3-2106 can, for example, be screwed into the crankshaft 5 instead of ratchet. On the shaft 10 of the gas-air turbine 11, the rotor 12 in the form of a solid disk (Fig. 3) with profiled blades on the periphery is rigidly mounted. According to the third embodiment, a rotor of a direct current electric motor 13 is also mounted on this shaft. As a rotor 13 of a direct current electric motor, it is possible to use a rotor of any powerful automobile starter. The rotor 12 is located in a closed housing 14. According to the third embodiment, the housing 14 is made integral with the stator 15 of the DC motor. Through the case 14 of the gas-air turbine 11 (Fig. 1) through two windows are made through holes with threads at an angle corresponding to the profile of the blades, in which Laval nozzles 16 are installed for supplying inlet air to the turbine blades from the radiator compartment 2, Laval nozzles 17 for supplying exhaust gases from the internal combustion engine. On the opposite side of the casing 14, through windows are made for diverting respectively air and gas flows from the turbine. The inputs of the Laval nozzles for the intake air 16 are connected by pipelines to the radiator compartment 2. The inputs of the Laval nozzles 17 for exhaust gases are connected by the shortest way to the exhaust pipe. The number of Laval nozzles 17 depends on the volume of exhaust gases.

По второму и третьему вариантам заявляемая система содержит еще концентратор встречного потока воздуха 18 (фиг.1), который выполнен из ряда соосных сопел Лаваля 19, 20, 21 (фиг.2), установленных с зазором и жестко скрепленных между собой продольными жесткими связями 22 с минимальным аэродинамическим сопротивлением. В месте критического сечения 23 (фиг.3) последнего сопла Лаваля 21 концентратор встречного потока воздуха 18 соединен трубопроводами 24, 25 с газовоздушной турбиной 11 (фиг.1). Это место наибольшего разрежения в соплах концентратора встречного потока воздуха 18. Для получения большего эффекта сопла концентратора встречного потока воздуха 18 можно расположить в несколько параллельных рядов, как показано на фиг.2. Эти ряды можно разместить на верхнем багажнике или по бортам транспортного средства.According to the second and third options, the inventive system further comprises a countercurrent air concentrator 18 (FIG. 1), which is made of a number of coaxial Laval nozzles 19, 20, 21 (FIG. 2), mounted with a gap and rigidly fastened together by longitudinal rigid connections 22 with minimal aerodynamic drag. At the critical section 23 (FIG. 3) of the last Laval nozzle 21, the oncoming air concentrator 18 is connected by pipelines 24, 25 to the gas-air turbine 11 (FIG. 1). This is the place of greatest rarefaction in the nozzles of the hub of the oncoming air stream 18. To obtain a greater effect, the nozzles of the hub of the oncoming air stream 18 can be arranged in several parallel rows, as shown in Fig. 2. These rows can be placed on the upper trunk or on the sides of the vehicle.

Система концентрации и преобразования энергии транспортного средства в дополнительную энергию ДВС (фиг.1) содержит также во всех вариантах пневмоцилиндры двойного действия 26, которые установлены вертикально на днище транспортного средства, и горизонтально установленный пневмоцилиндр двойного действия 27 со свободноплавающим поршнем 28. Впускные клапаны пневмоцилиндров 25 и впускные клапаны пневмоцилиндра 27 соединены с радиаторным отсеком 2. Стрелками на фиг.1 показано направление движения воздуха из радиаторного отсека 2. Выпускные клапаны пневмоцилиндров 26 и выпускные клапаны пневмоцилиндра 27 соединены с ресивером 29, который выполнен с регулируемым клапаном 30 (фиг.1). Регулируемый клапан 30 посредством трубопровода и сопла Лаваля 31 соединен с газовоздушной турбиной 11 и через нее с радиаторным отсеком 2. Ресивер 29 соединен также с педалью акселератора транспортного средства (на чертеже не показано). В качестве ресивера 29 можно использовать обычное запасное колесо транспортного средства. Впускные и выпускные клапаны пневмоцилиндров выполнены эластичными и пластинчатыми. Все соединения с помощью трубопроводов в заявляемой системе желательно производить наикратчайшим путем.The system of concentration and conversion of vehicle energy into additional ICE energy (Fig. 1) also contains in all variants double-acting pneumatic cylinders 26, which are mounted vertically on the bottom of the vehicle, and a horizontally mounted double-acting pneumatic cylinder 27 with a free-floating piston 28. Inlet valves of the pneumatic cylinders 25 and the inlet valves of the pneumatic cylinder 27 are connected to the radiator compartment 2. The arrows in Fig. 1 show the direction of air movement from the radiator compartment 2. Exhaust valves the pneumatic cylinders 26 and exhaust valves of the pneumatic cylinder 27 are connected to the receiver 29, which is made with an adjustable valve 30 (figure 1). The adjustable valve 30 through a pipeline and a Laval nozzle 31 is connected to the gas-air turbine 11 and through it with the radiator compartment 2. The receiver 29 is also connected to the accelerator pedal of the vehicle (not shown). As the receiver 29, you can use the usual spare tire of the vehicle. The inlet and outlet valves of the pneumatic cylinders are made elastic and lamellar. All connections using pipelines in the inventive system, it is desirable to make the shortest way.

Генератор для электродвигателя постоянного тока, который содержит заявляемая система по третьему варианту, на чертеже не показан. Его выполнение не вызывает трудностей. Он выполнен из электрической катушки, закрепленной жестко на днище транспортного средства, и повышающего трансформатора. Внутри катушки помещен высокоэнергетический постоянный магнит, который в свою очередь закреплен на корпусе заднего моста транспортного средства. Повышающий трансформатор может быть установлен в салоне транспортного средства. Вторичная обмотка трансформатора соединена через двухполупериодный выпрямитель с входом электродвигателя постоянного тока. В качестве двухполупериодного выпрямителя может быть использована схема четырехдиодного моста.A generator for a direct current electric motor, which contains the inventive system according to the third embodiment, is not shown in the drawing. Its implementation does not cause difficulties. It is made of an electric coil fixed rigidly on the bottom of the vehicle, and a step-up transformer. A high-energy permanent magnet is placed inside the coil, which in turn is mounted on the rear axle of the vehicle. A step-up transformer can be installed in the vehicle interior. The secondary winding of the transformer is connected through a half-wave rectifier to the input of a DC motor. As a half-wave rectifier, a four-diode bridge circuit can be used.

В заявляемую систему в частном случае (например, для автобусов) могут также входить пневмонасосы одностороннего действия 32 (фиг.1), установленные вертикально под сиденьями и в спинках сидений, выпускные клапаны которых 33 соединены с ресивером 29, а впускные расположены под сиденьями для пассажиров и объединены общим всасывающим трубопроводом. Позицией 34 на фиг.1 показаны сопла Лаваля, через которые воздух из радиаторного отсека 2 поступает в концентратор встречного потока воздуха 18. В частном исполнении (в третьем варианте) на выходе последнего сопла Лаваля может быть установлен турбогенератор 35 (фиг.2), который соединен с электродвигателем постоянного тока.The inventive system in a particular case (for example, for buses) may also include single-acting air pumps 32 (Fig. 1) mounted vertically under the seats and in the backs of the seats, the exhaust valves of which 33 are connected to the receiver 29, and the inlet ones are located under the passenger seats and combined by a common suction pipe. 34, FIG. 1 shows the Laval nozzles through which air from the radiator compartment 2 enters the oncoming air flow concentrator 18. In a private embodiment (in the third embodiment), a turbogenerator 35 (FIG. 2) can be installed at the outlet of the last Laval nozzle, which connected to a DC motor.

Заявляемое в качестве изобретения устройство промышленно применимо. Оно может быть многократно использовано с применением одного и того же технического результата.The inventive device is industrially applicable. It can be reused using the same technical result.

После запуска ДВС коленчатый вал 5, ротор 12 газовоздушной турбины 11 по первому и второму вариантам, ротор 12 турбины 11 и ротор 13 электродвигателя постоянного тока по третьему варианту вращаются с одинаковой угловой скоростью.After starting the internal combustion engine, the crankshaft 5, the rotor 12 of the gas-air turbine 11 according to the first and second variants, the rotor 12 of the turbine 11 and the rotor 13 of the DC motor in the third embodiment rotate at the same angular speed.

Далее работа системы концентрации и преобразования энергии в дополнительную энергию ДВС транспортного средства по первому варианту заключается в следующем.Further, the work of the system of concentration and conversion of energy into additional energy of the internal combustion engine of the vehicle according to the first embodiment is as follows.

Впускной воздух из радиаторного отсека 2, поступая в газовоздушную турбину 11 через сопла Лаваля 16, разгоняется и, помогая радиатору 1 лучше справляться со своей работой (из чего следует, что существующий радиатор можно уменьшить), ударяет в лопатки ротора 12 газовоздушной турбины 11 и за счет изменения направления дальнейшего движения способствует вращению вала газовоздушной турбины 11, добавляя дополнительный вращающий момент вращающемуся коленчатому валу 5, не расходуя на это топлива. Отдав свою кинетическую энергию ротору 12 (фиг.5) газовоздушной турбины 11, впускной воздух через воздухоочиститель 8, карбюратор 9 (фиг.1) обычным путем поступает в цилиндры 7 ДВС.The inlet air from the radiator compartment 2, entering the gas-air turbine 11 through the Laval nozzles 16, accelerates and, helping the radiator 1 to better cope with its work (which implies that the existing radiator can be reduced), strikes the blades of the rotor 12 of the gas-air turbine 11 and by changing the direction of further movement, the shaft of the gas-air turbine 11 is rotated by adding additional torque to the rotating crankshaft 5 without consuming fuel. Having given its kinetic energy to the rotor 12 (Fig. 5) of the gas-air turbine 11, the intake air through the air purifier 8, the carburetor 9 (Fig. 1) enters the internal combustion engine cylinders 7 in the usual way.

Аналогично впускному воздуху работают выпускные газы. В еще стоящем после запуска ДВС транспортном средстве, но уже при работающем ДВС выпускные газы, пройдя сопла Лаваля 17, ударяют в лопатки ротора 12 газовоздушной турбины 11 и за счет изменения направления дальнейшего движения тоже способствует вращению вала газовоздушной турбины 11, добавляя дополнительный вращающий момент вращающемуся коленчатому валу 5. Отдав свою кинетическую энергию ротору 12 (фиг.5) газовоздушной турбины 11, часть выпускных газов далее смешивается в межлопаточном пространстве ротора газовоздушной турбины со всасываемым воздухом и через воздухоочиститель 8, карбюратор 9 (фиг.1) поступает в цилиндры 7 ДВС, где происходит их частичное дожигание, а часть направляется либо в атмосферу, либо для охлаждения или подогрева охлаждающей жидкости радиатора 1. Далее процесс повторяется. После использования энергии впускного потока воздуха и выпускных газов в таком виде любой двигатель внутреннего сгорания можно назвать условно трехтактным, поскольку такты впуска воздуха и выпуска газов из вспомогательных становятся рабочими, то есть производят полезную работу.Similarly to the intake air, exhaust gases work. In the vehicle still standing after the ICE launch, but already with the ICE running, the exhaust gases, passing through the Laval nozzles 17, strike the blades of the rotor 12 of the gas-air turbine 11 and, by changing the direction of further movement, also contributes to the rotation of the shaft of the gas-turbine 11, adding additional torque to the rotating to the crankshaft 5. Having given its kinetic energy to the rotor 12 (Fig. 5) of the gas-air turbine 11, a part of the exhaust gases is further mixed in the interscapular space of the rotor of the gas-air turbine with the suction by air and through an air purifier 8, the carburetor 9 (Fig. 1) enters the internal combustion engine cylinders 7, where they are partially burned, and part is sent either to the atmosphere or to cool or heat the radiator 1. The process is repeated. After using the energy of the inlet air flow and exhaust gases in this form, any internal combustion engine can be called conditionally three-stroke, since the air intake and exhaust gas cycles become auxiliary, that is, they do useful work.

Для преобразования энергии ускорения и торможения транспортного средства в энергию сжатого воздуха служит горизонтальный пневмоцилиндр 27 (фиг.1). В исходном состоянии поршень 28 находится посередине цилиндра. При трогании с места (при разгоне) свободноплавающий поршень 28 под действием инерции движется назад, сжимая перед собой поступивший через впускной клапан в цилиндре атмосферный воздух. Сжимаемый воздух открывает соответствующий выпускной клапан и закрывает впускной, и сжатый воздух по трубопроводу поступает в ресивер 29. После окончания разгона поршень 28 остается на месте, а сжатым воздухом ресивера 29 выпускной клапан закрывается. При торможении поршень 28 уходит вперед, сжимая воздух перед собой, создавая его разрежение за собой. И происходит аналогичная ситуация, что и при разгоне, но в противоположном направлении. Сжатый воздух вновь проталкивается в ресивер 29. И так происходит постоянно при разгонах и торможениях транспортного средства. В ресивер 29 поступает и сжатый воздух от пневмоамортизаторов 26, которые в энергию сжатого воздуха преобразуют энергию вертикального перемещения транспортного средства на неровностях дорожного полотна. Их поршни перемещаются вертикально в одну или другую сторону в зависимости от встречающихся неровностей. Соответственно этому происходит сжатие воздуха и поступление его в ресивер 29. В обоих случаях воздух для лучшего охлаждения радиатора 1 поступает в пневмоцилиндры из радиаторного отсека 2, минуя газовоздушную турбину 11. Из ресивера 29 сжатый воздух через регулируемый клапан 30, механически связанный с педалью акселератора транспортного средства, через сопло 31, газовоздушную турбину 11 поступает вновь в радиаторный отсек 2 с обратной стороны. Запасенный сжатый воздух в ресивере 29 при разгонах и торможениях транспортного средства, а также на подъемах и опусканиях на неровностях дорожного полотна и при глубоком нажатии педали акселератора при открытии регулируемого клапана 30, проходит через сопло Лаваля 31 на газовоздушной турбине 11, разгоняется и, вращая вал турбины 11, добавляет дополнительный вращающий момент уже вращающемуся коленчатому валу 5. Тем самым без расхода топлива обеспечивается плавный ход транспортному средству при разгонах и на неровностях дорожного полотна. Отработавший воздух в ослабленном виде поступает в радиаторный отсек 2. Первый вариант заявляемой в качестве изобретения системы концентрации и преобразования свободной энергии в дополнительную энергию ДВС транспортного средства предпочтителен для тихоходного транспорта, например для трактора.To convert the energy of acceleration and braking of the vehicle into the energy of compressed air is a horizontal pneumatic cylinder 27 (figure 1). In the initial state, the piston 28 is located in the middle of the cylinder. When moving away (during acceleration), the free-floating piston 28 under the action of inertia moves backward, compressing the atmospheric air received through the inlet valve in the cylinder. Compressed air opens the corresponding exhaust valve and closes the inlet, and compressed air flows through the pipe into the receiver 29. After acceleration, the piston 28 remains in place, and the exhaust valve closes with the compressed air of the receiver 29. When braking, the piston 28 goes forward, compressing the air in front of itself, creating its rarefaction behind itself. And a similar situation occurs as during acceleration, but in the opposite direction. Compressed air is again pushed into the receiver 29. And this happens constantly during acceleration and deceleration of the vehicle. Compressed air from pneumatic shock absorbers 26 also enters the receiver 29, which transforms the energy of vertical movement of the vehicle onto the unevenness of the roadway into compressed air energy. Their pistons move vertically in one direction or another, depending on the irregularities encountered. Corresponding to this, air is compressed and enters the receiver 29. In both cases, for better cooling of the radiator 1, it enters the pneumatic cylinders from the radiator compartment 2, bypassing the gas-air turbine 11. From the receiver 29, compressed air is supplied through an adjustable valve 30 mechanically connected to the transport accelerator pedal means, through the nozzle 31, the gas-air turbine 11 enters again into the radiator compartment 2 from the reverse side. The stored compressed air in the receiver 29 during acceleration and deceleration of the vehicle, as well as on the ups and downs on the roughness of the roadway and when the accelerator pedal is pressed deeply when the adjustable valve 30 is opened, passes through the Laval nozzle 31 on the gas-air turbine 11, accelerates and rotates the shaft turbine 11, adds additional torque to the already rotating crankshaft 5. Thereby, without a fuel consumption, a smooth ride of the vehicle is ensured during acceleration and on uneven road surfaces. The exhaust air in a weakened form enters the radiator compartment 2. The first version of the inventive system for concentration and conversion of free energy into additional energy of the internal combustion engine of a vehicle is preferred for low-speed transport, for example, for a tractor.

Работа заявляемой системы по второму и третьему вариантам мало чем отличается от предыдущей работы, поскольку передача дополнительного вращающего момента уже вращающемуся коленчатому валу 5 ДВС происходит тем же путем, но для этого дополнительно к энергии впускного воздуха, выпускных газов, сжатого воздуха для вращения вала газовоздушной турбины 11 использована еще энергия встречного потока воздуха за счет наличия в заявляемой системе концентратора встречного потока воздуха 18. Это происходит следующим образом. При большой скорости движения транспортного средства в месте критического сечения 23 последнего в ряду сопла 21 (фиг.2, 3) концентратора встречного потока воздуха 18 наступает самая сильная степень разрежения. Поэтому воздух из радиаторного отсека 2, охлаждая попутно радиатор 1, с большой скоростью засасывается через сопла Лаваля 34 на газовоздушной турбине 11 и эжектируется во внутренние полости сопел концентратора встречного потока воздуха 18, вращая при этом, ударяясь о лопатки диска, вал газовоздушной турбины 11. С выхода концентратора встречного потока воздуха 18 воздух уходит в атмосферу. Очевидно, что второй и третий варианты предпочтительны при больших скоростях. Кроме этого, в частных случаях во втором и третьем вариантах накопление сжатого воздуха в ресивере 29 происходит от веса пассажиров и груза, поскольку в мягких пневмонасосах однонаправленного действия 32, установленных под сиденьями и спинками сидений, при нагружении происходит сжатие воздуха, который через выпускные клапаны 33 тоже поступает в ресивер 29. Он служит добавкой к запасенному сжатому воздуху в ресивере 29, который помогает работе ДВС при разгонах транспортного средства, а также при подъемах и опусканиях на неровностях дорожного полотна и при нажатии педали акселератора.The operation of the inventive system in the second and third options is not much different from the previous work, since the transmission of additional torque to the already rotating crankshaft 5 of the internal combustion engine occurs in the same way, but for this purpose, in addition to the energy of the intake air, exhaust gases, compressed air for rotation of the gas-air turbine shaft 11 also used the energy of the oncoming air flow due to the presence in the inventive system of the hub of the oncoming air flow 18. This is as follows. At a high speed of the vehicle in the place of the critical section 23 of the last in the row nozzle 21 (FIGS. 2, 3) of the oncoming air concentrator hub 18, the strongest rarefaction occurs. Therefore, air from the radiator compartment 2, cooling along the radiator 1, is sucked in with great speed through the Laval nozzles 34 on the gas-air turbine 11 and is ejected into the internal cavities of the nozzles of the oncoming air flow concentrator 18, while rotating, hitting the disk blades, the shaft of the gas-air turbine 11. From the output of the oncoming air concentrator concentrator 18, the air escapes into the atmosphere. Obviously, the second and third options are preferred at high speeds. In addition, in special cases in the second and third variants, the accumulation of compressed air in the receiver 29 occurs from the weight of passengers and cargo, since in soft pneumatic pumps of unidirectional action 32, installed under the seats and backs of the seats, when loading, air is compressed, which through the exhaust valves 33 also enters the receiver 29. It serves as an addition to the stored compressed air in the receiver 29, which helps the engine to work when accelerating the vehicle, as well as when raising and lowering on uneven roads olotna and when you press the accelerator pedal.

По третьему варианту дополнительно для передачи вращающего момента коленчатому валу 5 через газовоздушную турбину 11 используется и такой вид энергии, как энергия собственного веса транспортного средства на неровностях дорожного покрытия (гравитационная энергия). Для этого система концентрации и преобразования энергии в дополнительную энергию ДВС транспортного средства содержит электродвигатель постоянного тока, генератор переменного тока и двухполупериодный выпрямитель. Их работа заключается в следующем. Электрическая энергия для питания электродвигателя постоянного тока, ротор которого 13 установлен на валу 10 газовоздушной турбины 11 (фиг.5), вырабатывается генератором переменного тока, который, согласно изобретению, состоит из электрической катушки, установленной неподвижно на днище транспортного средства, в которой с возможностью перемещения помещен высокоэнергетический постоянный магнит, и повышающего трансформатора. При движении транспортного средства по неровной дороге вместе с колеблющимся задним мостом транспортного средства вертикально и возвратно-поступательно перемещается в электрической катушке высокоэнергетический постоянный магнит. Пересекая витки катушки, он наводит в ней переменную ЭДС. Поскольку нагрузкой электрической катушки является первичная обмотка повышающего трансформатора, соединенного с двухполупериодным выпрямителем, а последний соединен с электродвигателем постоянного тока, то после выпрямления постоянное напряжение подается на щетки этого электродвигателя. Включаясь в работу, электродвигатель постоянного тока, ротор которого расположен на одном валу с ротором газовоздушной турбины, помогает раскручиванию вала газовоздушной турбины и, как следствие, помогает коленчатому валу в импульсном режиме увеличивать вращающий момент без расхода топлива. При больших скоростях транспортного средства электрическую энергию для электродвигателя постоянного тока в частном случае вырабатывает турбогенератор постоянного тока 35 (фиг.2), установленный на выходе последнего сопла Лаваля концентратора встречного потока воздуха 18. В остальном работа системы аналогична работе по второму варианту.According to the third option, in addition to transmitting torque to the crankshaft 5 through the gas-air turbine 11, this type of energy is also used, such as the energy of the vehicle’s own weight on the roughness of the road surface (gravitational energy). For this, the system of concentration and conversion of energy into additional energy of the internal combustion engine of the vehicle contains a direct current electric motor, an alternating current generator and a half-wave rectifier. Their work is as follows. Electric energy for supplying a direct current electric motor, the rotor of which 13 is mounted on the shaft 10 of the gas-air turbine 11 (Fig. 5), is generated by an alternating current generator, which, according to the invention, consists of an electric coil mounted stationary on the bottom of the vehicle, in which moving placed high-energy permanent magnet, and step-up transformer. When the vehicle moves on rough roads, together with the oscillating rear axle of the vehicle, a high-energy permanent magnet moves vertically and back and forth in the electric coil. Crossing the turns of the coil, he induces a variable EMF in it. Since the load of the electric coil is the primary winding of a step-up transformer connected to a half-wave rectifier, and the latter is connected to a DC motor, after rectification, a constant voltage is applied to the brushes of this electric motor. When it comes to work, a direct current electric motor, the rotor of which is located on the same shaft as the rotor of the gas-air turbine, helps to untwist the shaft of the gas-air turbine and, as a result, helps the crankshaft to increase torque in a pulsed mode without fuel consumption. At high speeds of the vehicle, electric energy for a direct current electric motor in a particular case is generated by a direct current turbo-generator 35 (Fig. 2) installed at the output of the last Laval nozzle of the oncoming air flow concentrator 18. The rest of the system is similar to the second embodiment.

Таким образом, вращающийся коленчатый вал 5 практически постоянно получает дополнительный вращающий момент, превышающий собственный почти вдвое. Простой расчет, проведенный заявителем для автомобиля ВА3-21063, показал, что при скорости автомобиля, равной 90 км/час, и при скорости вращения коленчатого вала 3400 об/мин с применением системы концентрации и преобразования энергии в дополнительную энергию ДВС транспортного средства вращающий момент коленчатого вала увеличивается с 7,2 кгм до 12,6 кгм, то есть на 75%. А это означает, что двигатель в 65 л.с. расходует лишь 25% от необходимого ему количества топлива.Thus, the rotating crankshaft 5 almost constantly receives an additional torque that is almost double its own. A simple calculation made by the applicant for a VA3-21063 automobile showed that at a vehicle speed of 90 km / h and a crankshaft rotation speed of 3400 rpm using a concentration system and converting energy into additional energy of the internal combustion engine of the vehicle, the crankshaft torque the shaft increases from 7.2 kgm to 12.6 kgm, that is, 75%. This means that the engine is 65 hp. consumes only 25% of the required amount of fuel.

Claims

1. The system of concentration and conversion of energy into additional energy of an internal combustion engine of a vehicle, including an intake system for supplying air or a combustible mixture to a piston cylinder or to a piston cylinder block of an internal combustion engine, an exhaust system for removing exhaust gas from these cylinders, an air cleaner, a radiator in the radiator compartment and the crankshaft of the internal combustion engine, characterized in that it further comprises a gas-air turbine located in a closed the housing, the shaft of which is rigidly connected to the crankshaft of the internal combustion engine, and the rotor is made in the form of a solid disk rigidly mounted on the gas-air turbine shaft with heat-resistant profiled blades made on the periphery, further comprises a receiver with an adjustable exhaust valve connected by a pipeline and a Laval nozzle to a gas-air a turbine and through it with a radiator compartment and mechanically connected to the accelerator pedal of the vehicle, double pneumatic cylinder actions with a free-floating piston located horizontally along the longitudinal axis of the vehicle, and pneumatic shock absorbers in the form of double-acting pneumatic cylinders vertically mounted on the bottom of the vehicle, while the inlet valves of all pneumatic cylinders are connected to the radiator compartment, and their exhaust valves to the receiver; in addition, the gas-air turbine is equipped with Laval nozzles for supplying to the turbine blades using inlet air pipelines from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine, which are installed in through windows made on the gas turbine casing at an angle corresponding to the profile of the disk blades, and on the opposite side of the housing relative to these Laval nozzles, respectively, windows are made through which the cavity of the gas-air turbine is connected by a pipe to the air purifier cm internal combustion engine, and a window for removing from the gas-turbine blade of the exhaust air and gases.

2. The system according to claim 1, characterized in that the gas-turbine disk is made of light alloy and has a diameter of at least the diameter of the flywheel of the internal combustion engine.

3. The system according to claim 1, characterized in that the gas-turbine has an even number of Laval nozzles for supplying to the blades of the intake air disk from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine, for example, two for each flow, installed diametrically opposite relative to the axis of the gas-air turbine.

4. The system of concentration and conversion of energy into additional energy of an internal combustion engine of a vehicle, including an intake system for supplying air or a combustible mixture to a piston cylinder or to a piston cylinder block of an internal combustion engine, an exhaust system for removing exhaust gas from these cylinders, an air cleaner, a radiator in the radiator compartment and the crankshaft of the internal combustion engine, characterized in that it further comprises a gas-air turbine located in a closed the housing, the shaft of which is rigidly connected to the crankshaft of the internal combustion engine, and the rotor is made in the form of a solid disk rigidly mounted on the gas-air turbine shaft with heat-resistant profiled blades made on the periphery, further comprises a receiver with an adjustable exhaust valve connected by a pipeline and a Laval nozzle to a gas-air a turbine and through it with a radiator compartment and mechanically connected to the accelerator pedal of the vehicle, double pneumatic cylinder actions with a free-floating piston located horizontally along the longitudinal axis of the vehicle, and pneumatic shock absorbers in the form of double-acting pneumatic cylinders vertically mounted on the bottom of the vehicle, while the inlet valves of all pneumatic cylinders are connected to the radiator compartment, and their exhaust valves to the receiver; in addition, the system further comprises a counter-flow air concentrator made of at least one row of Laval nozzles rigidly attached to each other, mounted coaxially with the formation of gaps between them, while the inlet of each subsequent Laval nozzle in a row is smaller than the outlet of the previous Laval nozzles, the entrance of the first Laval nozzle in a row is directed towards the movement of the vehicle, and the output of the latter is directed to the atmosphere, and this last in a row Laval nozzle is connected by pipelines in the place of its critical section with the cavity of the gas-air turbine, on the opposite side of which, on its casing, opposite the pipelines, Laval nozzles are installed for incoming air from the radiator compartment, in addition, the gas-air turbine is equipped with Laval nozzles for supplying to the turbine blades using inlet air pipelines from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine, and from the opposite side of the housing with respect to these Laval nozzles, respectively windows, through which the cavity of the gas-air turbine is connected by a pipeline to the air cleaner of the internal combustion engine, and windows for removing exhaust air and gases from the blades of the gas-air turbine, and all Laval nozzles mounted on the casing of the gas-air turbine are installed in through windows made at an angle corresponding to profile of the blade blades.

5. The system according to claim 4, characterized in that the oncoming air concentrator is multi-row, and each row contains at least three Laval nozzles.

6. The system according to claim 4, characterized in that the gas-turbine disk is made of light alloy and has a diameter of at least the diameter of the flywheel of the internal combustion engine.

7. The system according to claim 4, characterized in that the gas-air turbine has an even number of Laval nozzles for supplying inlet, inlet air from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine to the blades, for example, two for each stream, with this Laval nozzle for supplying inlet air and for supplying exhaust gases are installed diametrically opposite to the axis of the gas-air turbine.

8. The system according to claim 4, characterized in that it further comprises unidirectional air pumps designed to be placed under the seats and in the backs of the seats of drivers and passengers of the vehicle, the inlet valves of which are located under the seats and are connected by a common suction pipe, and the exhaust valves of these air pumps connected to the receiver.

9. A system for concentration and conversion of energy into additional energy of an internal combustion engine of a vehicle, including an intake system for supplying air or a combustible mixture to a piston cylinder or to a piston cylinder block of an internal combustion engine, an exhaust system for removing exhaust gas from these cylinders, an air cleaner, a radiator in the radiator compartment and the crankshaft of the internal combustion engine, characterized in that it further comprises a DC motor with a generator rum of alternating current and a half-wave rectifier, a gas-air turbine, which is placed in one closed casing at the same time with a stator of a direct current electric motor, while a rotor of a direct current electric motor rotor and a gas-air rotor are mounted in series and rigidly on the gas-air turbine shaft rigidly connected to the crankshaft of the internal combustion engine turbines made in the form of a continuous disk with heat-resistant profiled blades on the periphery; in addition, the system further comprises a receiver with an adjustable exhaust valve connected through a pipe and a Laval nozzle to a gas-air turbine and through it with a radiator compartment and mechanically connected to the vehicle’s accelerator pedal, a double-acting pneumatic cylinder with a free-floating piston located horizontally along the longitudinal axis of the vehicle means and pneumatic shock absorbers in the form of double-acting pneumatic cylinders vertically mounted on the bottom of the vehicle while the inlet valves of all pneumatic cylinders are connected to the radiator compartment, and their exhaust valves are connected to the receiver; in addition, the system further comprises a counter-flow air concentrator made of at least one row of Laval nozzles rigidly attached to each other, mounted coaxially with the formation of gaps between them, while the inlet of each subsequent Laval nozzle in a row is smaller than the outlet of the previous mounted horizontally along the longitudinal axis of the vehicle, the Laval nozzle, the entrance of the first in a row of Laval nozzles is directed towards the movement of the vehicle, and the output of the latter - in a atmosphere, and this last in a row Laval nozzle is connected by pipelines at its critical section to the gas-air turbine cavity, on the opposite side of which, on its casing, opposite the pipelines, Laval nozzles are installed for incoming air from the radiator compartment, in addition, the gas-air turbine is equipped with nozzles Laval for supplying to the turbine blades using inlet air pipelines from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine, and with The sides of the housing relative to these Laval nozzles are respectively made of windows through which the cavity of the gas-air turbine is connected by a pipe to the air cleaner of the internal combustion engine, and windows for exhaust from the blades of the gas-air turbine of exhaust air and gases, all Laval nozzles mounted on the gas-air turbine casing are installed in through windows made at an angle corresponding to the profile of the blade vanes; in addition, the alternator consists of an electric coil mounted fixedly, for example, on the bottom of the vehicle, inside of which, with the possibility of vertical reciprocating movement, a high-energy permanent magnet is mounted rigidly fixed to the rear axle of the vehicle, and a step-up transformer connected to a half-wave rectifier, the output of which, in turn, is connected to the input of the DC motor.

10. The system according to claim 9, characterized in that the oncoming air concentrator is multi-row, and each row contains at least three Laval nozzles.

11. The system according to any one of paragraphs.9 and 10, characterized in that the last Laval nozzle of at least one of the rows of the oncoming air concentrator is provided at the outlet with a direct current turbogenerator connected to the winding of the direct current electric motor.

12. The system according to claim 9, characterized in that the gas-turbine disk is made of light alloy and has a diameter of at least the diameter of the flywheel of the internal combustion engine.

13. The system according to claim 9, characterized in that the gas-turbine has an even number of Laval nozzles for supplying inlet, inlet air from the radiator compartment and exhaust gases from the exhaust system of the internal combustion engine to the blades, for example, two for each stream, with this Laval nozzle for supplying inlet air and for supplying exhaust gases are installed diametrically opposite to the axis of the gas-air turbine.

14. The system according to claim 9, characterized in that it further comprises unidirectional air pumps designed to be placed under the seats and in the backs of the seats of drivers and passengers of the vehicle, the inlet valves of which are located under the seats and are connected by a common suction pipe, and the exhaust valves of these air pumps connected to the receiver.