SK96999A3 - Method and device for recuperating ambient thermal energy for vehicle equipped with an pollution-free engine with secondary compressed air - Google Patents

Description

Spôsob a zariadenie na rekuperáciu okolitej tepelnej energie-pre- vozidla s motorom so vstrekovaním prídavného vzduchu

Oblasť techniky

Vynález sa týka pozemných vozidiel, predovšetkým vozidiel vybavených motorom bez škodlivých exhalácií a vybaveným spaľovacou komorou, ktorá je prípadne samostatná, zariadením na vstrekovanie prídavného stlačeného vzduchu a zásobníkom vysokotlakového vzduchu.

Doterajší stav techniky

V prihláške WO 96/27737 je opísaný spôsob odstránenia škodlivých exhalácií motorov vybavených vonkajšou samostatnou spaľovacou komorou, ktoré pracujú v alternatívnom režime využitia dvoch druhov energie. Pri prevádzke na cestách je motor poháňaný bežným palivom, ako je benzín alebo palivo pre vznetové motory (režim vzduch-palivo), a pri nízkych rýchlostiach, predovšetkým v prímestských a mestských aglomeráciách, je plnený stlačeným vzduchom (alebo iným neznečisťujúcim plynom) vstrekovaným do spaľovacej komory s vylúčením akéhokoľvek iného paliva (režim vzduchový, t.j. s pridávaním stlačeného vzduchu). Autor prihlášky FR 9607714 opisuje inštaláciu tohto typu motora, ktorý pracuje s prídavným stlačeným vzduchom, do dopravných prostriedkov verejných služieb, napr. do mestských autobusov.

V tomto type motora je pri režime vzduch-palivo zmes vzduchu a paliva nasávaná a stláčaná v samostatnej sacej a kompresnej komore. Potom sa táto zmes stále pod tlakom vháňa do samostatnej spaľovacej komory, ktorá má stály objem, kde sa vznieti a tým sa zvýši jej teplota a tlak. Po otvorení kanála, ktorý spája spaľovaciu alebo tlakovú komoru s expanznou a odvádzacou komorou, vykoná táto zmes pri expanzii prácu. Uvoľnené plyny potom odchádzajú výfukovým potrubím do atmosféry.

V režime vzduch-plus pridaný stlačený vzduch, pri ktorom sa dosahuje nižší výkon a ktorý nás v rámci tohto vynálezu najviac zaujíma, nie je riadená palivová dýza; v tomto prípade sa do spaľovacej komory, do ktorej prichádza zo sacej a kompresnej komory stlačený vzduch bez paliva, vstrekuje malé množstvo prídavného stlačeného vzduchu.

Stlačený vzduch prichádza z vonkajšieho zásobníka, v ktorom je uskladnený pod vysokým tlakom, napr. 20 MPa, a pri teplote okolitého prostredia. Toto malé množstvo stlačeného vzduchu s teplotou okolitého prostredia sa pri kontakte so vzduchom s vysokou teplotou v spaľovacej alebo tlakovej komore ohreje, rozpína sa a tým zvýši tlakové pomery v komore a pri expanzii potom koná hnaciu prácu.

Tento typ motora pracujúci v oboch režimoch alebo využívajúci dva druhy energie (vzduch a benzín alebo vzduch a pridaný stlačený vzduch), môže byť modifikovaný na mestskú premávku, napr. všetkých vozidiel a predovšetkým mestských autobusov alebo iných prostriedkov verejnej služby (taxi, vozidlá na odvoz odpadkov a pod.), prestavbou na typ pracujúci v režime vzduch-prídavný stlačený vzduch tak, že sa z neho odnímu všetky funkčné prvky motora plneného tradičným palivom.

Motor pracuje len v jednom režime so vstrekovaním prídavného stlačeného vzduchu do spaľovacej komory, ktorá sa tak stáva tlakovou komorou. Okrem toho, vzduch nasávaný motorom sa môže filtrovať a čistiť cez jeden alebo niekoľko filtrov s aktívnym uhlím, mechanicky, chemicky, molekulovým sitom alebo iným spôsobom, ktorým možno znížiť znečistenie prostredia. Pojmom „vzduch“ sa v tomto texte rozumie „každý plyn neznečisťujúci okolie“.

V tomto type motora sa prídavný stlačený vzduch vstrekuje do spaľovacej alebo tlakovej komory pod tlakom, ktorý sa určí v závislosti od tlaku v komore. Aby mohol do komory preniknúť, musí byť znateľne vyšší ako komorový tlak, napr. 3 . 10⁶ Pa. Za tým účelom sa používa konvenčný tlakový reduktor, ktorý zníži tlak bez práce absorbujúcej teplo, teda bez zníženia teploty. To umožní, aby vzduch so zníženým tlakom ( na približne 3 MPa v našom príklade) a s teplotou okolitého prostredia prenikol vstrekovaním do spaľovacej alebo tlakovej komory.

Tento spôsob vstrekovania prídavného stlačeného vzduchu môže byť taktiež použitý pri konvenčnom dvojdobom alebo štvordobom motore, kde sa vstrekovanie vykonáva do spaľovacej komory motora v hornej úvrati piestu.

Podstata vynálezu

Spôsob podľa vynálezu navrhuje riešenie, ktoré umožní zvýšiť množstvo použiteľnej energie. Vyznačuje sa prostriedkami použitými na jeho vykonávanie a predovšetkým tym, ze vzduch uskladnený v zásobníku pod vysokým tlakom, napr. 20 MPa, a s teplotou okolitého prostredia, napr. 20 °C, pred finálnym použitím pri tlaku napr. 3.10⁶ Pa expanduje v zariadení s premenlivým objemom, napr. vo valci s piestom, a dosiahne použiteľný tlak, pričom vykoná prácu, ktorá sa môže zachytiť a využiť všetkými známymi mechanickými, elektrickými, hydraulickými a inými prostriedkami. Pri expanzii konajúcej práce sa vzduch ochladí na veľmi nízku teplotu, napr. menšiu ako 100 °C. Tento vzduch sa potom odvádza do tepelného výmenníka, kde v kontakte so vzduchom z okolitého prostredia sa zahreje na teplotu blízku teplote okolitého prostredia a zvýši tak svoj tlak a/alebo objem, pričom prijíma tepelnú energiu z atmosféry.

Výhody tohto spôsobu podľa vynálezu sú významné. Práca vykonaná pri expanzii môže byť priamo prenesená na hriadeľ motora, alebo využitá nepriamo napr. na pohon mechanických, elektrických alebo iných súčastí. Tepelná energia zachytená v atmosfére, ktorá spôsobí zvýšenie tlaku a/alebo objemu vzduchu, poskytuje viac možností využitia.

Skúsený odborník ľahko vypočíta množstvo vysokotlakového vzduchu potrebného na plnenie zariadenia na využitie expanzie na prácu, a taktiež v závislosti od použitého motora určí vlastnosti a objem tohto vzduchu tak, aby sa v závere expanzie dosiahol potrebný finálny tlak a čo najnižšia teplota. Elektronická správa parametrov umožní v každom okamihu optimalizovať množstvo použitého stlačeného a zachyteného vzduchu. Odborník taktiež stanoví rozmery a vlastnosti tepelného výmenníka, pričom použitie všetkých známych typov nijako nezmení spôsob daný vynálezom.

Spôsob podľa vynálezu taktiež umožňuje využiť len určité množstvo vzduchu a zahriať všetok alebo časť expandovaného vzduchu s nízkou teplotou na chladenie zahrievaných častí motora, napr. v systéme chladenia valcov a/alebo hláv valcov a pod.

Spôsob podľa vynálezu sa vyznačuje aj tým, že práca pri expanzii sa dá využiť na vytvorenie pretlaku plynov v spaľovacej alebo tlakovej komore.

Ďalším znakom spôsobu podľa vynálezu je využitie expanzie konajúcej prácu na generovanie elektrického prúdu, napr. posúvaním feritového jadra vo vinutí, a tým výhodne nahradiť alternátor.

Ďalším znakom spôsobu podľa vynálezu je usporiadanie výmenníka vzduch-vzduch ako prostriedku na klimatizáciu vozidla v letnom období, na vháňanie a rozvádzanie teplého vzduchu, ktorý sa prechodom cez chladič ochladí tým, že odovzdá svoje kalórie expandovanému vzduchu.

Vyššie uvedené znaky vynálezu môžu byť navzájom kombinované bez toho, aby sa zmenila základná podstata vynálezu. Napr. zahriatie studeného expandovaného vzduchu sa môže uskutočniť v dvoch stupňoch, jednak vzduchom atmosférickým a následným ochladením, alebo naopak, rovnako, ako možno získať elektrickú energiu na začiatku zdvihu a pomocnú mechanickú energiu potom na konci zdvihu.

Rovnako expanzia konajúca prácu sa môže uskutočniť v dvoch alebo niekoľkých operáciách, ako expanzia konajúca prácu (všetkými známymi prostriedkami) pri strednom tlaku, potom zahriatie vo výmenníku vzduch-vzduch, a ďalšia expanzia konajúca prácu (taktiež všetkými známymi prostriedkami) a opätovné zahriatie.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález bude bližšie vysvetlený opisom niekoľkých možných spôsobov jeho vyhotovenia s odkazom na výkres, na ktorom znázorňuje :

Obr. 1 - schematicky priečny prierez motora pracujúceho bez Škodlivých exhalácií, ktorý je vybavený zariadením na tlakovzdušné ovládanie pretlakového piesta.

Obr. 2 - rovnaké zariadenie ako na obr. 1 na začiatku hnacej expanzie. Obr. 3 - rovnaké zariadenie ako na obr. 1 na konci hnacej expanzie. Obr. 4 - tlakovzdušné zariadenie na generovanie elektrickej energie.

Obr. 5 - zmiešané tlakovzdušné zariadenie na generovanie elektrickej a mechanickej enrgie. Obr. 6 - schematicky priečny prierez zariadenia na rekuperáciu okolitej tepelnej energie, ktorá sa použije priamo na poháňanie hnacieho hriadeľa.

Obr. 7 - schéma usporiadania výmenníka na klimatizáciu vozidla.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Na obr. 1 je schematicky a v priečnom priereze znázornený motor pracujúci bez škodlivých exhalácií a zariadenie na jeho plnenie stlačeným vzduchom. Motor je vybavený sacou a kompresnou komorou X spaľovacou alebo tlakovou komorou 2, ktorej objem je konštantný a je v nej zapustená dýza prídavného vzduchu 22 skladovaného vo vysokotlakovom zásobníku 23, a expanzná a odvádzacia komora 4. Sacia a kompresná komora 1 je spojená potrubím 5 so spaľovacou alebo tlakovou komorou 2. Otvorenie a uzavretie potrubia 5 sa ovláda klapkou 6. Spaľovacia alebo expanzná komora je_spojená potrubím 7 s expanznou a odvádzacou komorou 4. Otvorenie a uzavretie tohto potrubia sa ovláda klapkou S· Sacia a kompresná komora 1 je plnená vzduchom, ktorý prichádza prívodným potrubím 13, ktorého otvorenie a uzavretie sa ovláda ventilom 14. pred ktorým je umiestnený filter 24 s aktívnym uhlím.

Sacia a kompresná komora 1 pracuje ako piestový kompresor, v ktorom sa piest 9 pohybuje vo valci 10 a je poháňaný ojnicou 11 spojenou s kľukovým hriadeľom 12. Expanzná a odvádzacia komora 4 obsahuje klasické prostriedky piestového motora, t.j. piest 15, ktorý sa pohybuje vo valci 16 a prostredníctvom ojnice 17 poháňa kľukový hriadeľ 18. Expandovaný vzduch sa odvádza výfukovým potrubím 19, ktorého otvorenie riadi ventil 20. Otáčanie kľukového hriadeľa 12 sacej a kompresnej komory 1 ovláda hnací kľukový hriadeľ 18 expanznej a výfukovej komory 4 prostredníctvom mechanického spájacieho článku 21.

Podľa vynálezu je spaľovacia komora 2 vybavená preplňovacím priestorom, ktorý tvorí valec 25. a pretlakovým piestom 26, ktorý sa pohybuje pôsobením prítlačnej páky 27 a 28. Medzi prítlačnou pákou a jej rozvodovou vačkou 29, ktorá sa poháňa motorom a jej otáčanie je synchronizované s otáčkami motora, je umiestnený pomocný prostriedok. Týmto prostriedkom je piest 30 uložený vo valci 31, ktorý je z oboch strán uzavretý. Piest 30 je z jednej strany spojený s ťahadlom 32 a ložiskom 33, ktoré sa opiera o rozvodovú vačku 29 a z druhej strany s ťahadlom a ojnicou 34, na ktorej je umiestnená prítlačná páka 27, 28 poháňajúca pretlakový piest 26. Piest 30 vymedzuje vo valci dva uzavreté priestory 35 a 36, a to expanzný a pracovný priestor 35 bližšie k vačke 29 a reakčný priestor 36 bližšie k prítlačnej páke. Do expanzného a pracovného priestoru 35 ústi prívodný kanál 37 vysokotlakového vzduchu. Otvorenie a uzavretie tohto kanála sa ovláda elektromagnetickým posúvačom 38. Z expanzného a pracovného priestoru 35 vychádza odvádzacie potrubie 39, ktorého otvorenie a uzavretie ovláda elektromagnetický posúvač 40. Odvádzacie potrubie 39 je spojené jednak s tepelným výmenníkom vzduch-vzduch alebo chladičom 41, ktorý je spojený potrubím 42 s kompenzačným zariadením 43 na úpravu takmer konštantného tlaku na finálne použitie. Reakčný priestor 36 je spojený potrubím 44 s kompenzačným zariadením 43, z ktorého odchádza potrubím 45 vzduch do dýzy 22 prídavného vzduchu.

Pri funkcii motora v režime vzduch-prídavný stlačený vzduch (obr. 1) tlačí piest 9 do tlakovej komory 2 stlačený vzduch s vysokou teplotou, pričom pretlakový piest 26 je v dolnej úvrati a dýza 22 súčasne vstrekuje do komory malé množstvo prídavného vzduchu s teplotou okolitého prostredia a tlaku, ktorý je o málo väčší než aktuálny tlak v tlakovej komore 2. V tejto fáze teda dochádza k prvému zvýšeniu tlaku v tlakovej komore 2. Elektromagnetický posúvač 38. ktorý je riadený počítačom, sa otvorí a uvoľní zo zásobníka 23 stlačeného vzduchu malé množstvo vysokotlakového vzduchu s teplotou okolitého prostredia.

Potom sa uvedený posúvač zavrie a súčasne vačka 29 odtlačí pomocný piest 30. Vysokotlakový vzduch, ktorý prenikol do expanzného a pracovného priestoru 35 tlačí na pomocný piest 30. ktorý prostredníctvom ťahadla a ojnice 34 a prítlačnej páky 27. 28 posunie do hornej úvrate pretlakový piest 26. Tým dochádza k ďalšiemu zvýšeniu tlaku v tlakovej komore 2.

Stlačený vzduch v priestore 35 v priebehu posunu piesta 30 expanduje a koná prácu, pričom sa výrazne zníži jeho teplota. V krajnej polohe je jeho tlak takmer rovnaký ako tlak vzduchu v reakčnom priestore 36. V priebehu týchto pracovných faz sa hnací piest 15 v expanznej komore 4 posunul do hornej úvrate (obr. 2), klapka 8 je otvorená, aby umožnila expanzii stlačeného vzduchu v tlakovej komore 2 konať poháňaciu prácu. Vačka 29 v priebehu expanzie pridržiava pretlakový piest 26 v jeho hornej úvrati. Účinkom prítlačnej páky nie sú sily pôsobiace v komore 2 prenášané na vačku 29. rovnako ako približne rovnaké sily v priestore 35 a v reakčnom priestore 36 nemajú na túto vačku nijakú väzbu.

Len čo expanzia vykoná v expanznej a odvádzacej komore 4 poháňaciu prácu (obr.

3), uzavrie sa tesniaca klapka 8. Vačka 29 sa otočí a umožní posun piestu 30, klapka 6 sa otvorí a umožní prístup ďalšiemu vzduchu do tlakovej alebo spaľovacej komory 2, elektromagnetický posúvač 40 sa otvorí; silou vratnej pružiny 46 a tlakom v komore 2 sa piest 30 vráti do pôvodnej polohy, pričom vytlačí z priestoru 35 do výmenníka vzduch-vzduch alebo do chladiča 41 stlačený, ale expandovaný vzduch s nízkou teplotou. Tento vzduch sa vo výmenníku znovu ohreje na teplotu blízku okolitému prostrediu a po príchode do kompenzačného zariadenia 43 zvýši svoj objem, pričom získa nezanedbateľné množstvo energie z atmosféry.

Podľa jedného znaku vynálezu môže byť expanzia vykonávajúca prácu použitá na generovanie elektrického prúdu pre vozidlo. Príklad zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu je znázornený na obr. 4 . Zariadenie je veľmi podobné vyššie opísanému zariadeniu a má s ním taktiež mnoho spoločných prvkov. Je usporiadané z piestu 30. ktorý sa pohybuje vo valci 31 uzavretom z oboch strán. Pomocný piest 30 je spojený s ťahadlom 34, ktoré nesie feritové jadro prechádzajúce vo vinutí 50 a jeho koniec je spojený s vratnou pružinou 46. Piest 30 vymedzuje vo valci dva priestory 35 a 36, t.j. expanzný a pracovný priestor 35 a reakčný priestor 36 na strane ťahadla 34. Prívodný kanál 37 vysokotlakového vzduchu ústi do expanzného a pracovného priestoru 35 a otvorenie a uzavretie potrubia sa ovláda elektrnnriagnatickým posúvacom 38. Z expanzného a pracovného priestoru 35 vychádza odvádzacie potrubie 39, ktorého otvorenie a uzavretie sa ovláda elektromagnetickým posúvacom 40. Odvádzacie potrubie 39 je spojené jednak s tepelným výmenníkom vzduchvzduch alebo s chladičom 41, ktorý je spojený potrubím 42 s kompenzačným zariadením 43 na úpravu takmer konštantného tlaku na finálne použitie. Reakčný priestor 36 je spojený prostredníctvom potrubia 44 s kompenzačným zariadením 43. z ktorého prúdi vzduch potrubím 45 do dýzy 22 prídavného vzduchu.

V priebehu práce motora v režime pridávania vzduchu spôsobom podľa vynálezu, keď sa dýzou 22 prídavného vzduchu plní stlačeným vzduchom, elektromagnetický posúvač 38 sa otvorí a potom znovu zavrie, pričom vpustí diel vysokotlakového vzduchu do priestoru 35. Piest 30 sa vzhľadom na rozdiel tlaku medzi priestormi 35 a 36 posunie a zároveň posunie ťahadlo 34, ktoré stlačí pružinu 46. Ťahadlo je vybavené feritovým jadrom 49 a jeho posun vnútri vinutia 50 generuje elektrický prúd. Prácu konajúca expanzia vysokotlakového vzduchu s teplotou vonkajšieho prostredia spôsobí zníženie jeho teploty. Len čo sa dosiahne tlaková rovnováha alebo skôr rovnováha tlakových síl medzi oboma priestormi, elektromagnetický posúvač 40 sa otvorí a piest 30 a feritové jadro 49 sa pôsobením vratnej pružiny 46 vráti do svojej pôvodnej polohy. Pritom tento piest vytláča z expanzného a pracovného priestoru 35 do výmenníka vzduch-vzduch, alebo do chladiča 41_r stlačený ale expandovaný vzduch s veľmi nízkou teplotou. Vo výmenníku sa tento vzduch ohreje na teplotu blízku teplote okolitého prostredia a v kompenzačnom zariadení 43 zväčší svoj objem, pričom získa nezanedbateľné množstvo energie z atmosféry.

Iným znakom vynálezu je možnosť výhodne kombinovať obe vyššie opísané zariadenia a využiť to, že tlak je maximálny na začiatku každého zdvihu pomocného piestu 30, kým sila potrebná na akciu prítlačnej páky nie je natoľko významná. Kombinované zariadenie je znázornené na obr. 5. Je usporiadané rovnako ako zariadenie na obr. 1 až 3. Na ťahadle 34 je uložené feritové jadro 49 vložené vo vinutí 50 z medeného drôtu (rovnako ako na obr. 4). Za chodu tohto zariadenia je teda možné získavať elektrickú energiu z vinutia na začiatku zdvihu a potom využiť zariadenie podľa spôsobu opísaného na obr. 1 až 3. Výhodné usporiadanie zariadenia na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu je znázornené na obr. 6 . Pri tomto spôsobe je expanzia konajúca prácu využitá priamo na hriadeľ motora, kde ojnica 53 s pracovným piestom 54 je priamo spojená s hriadeľom motora. Piest 54 sa pohybuje v zapustenom valci 55 a vymedzuje pracovný priestor 35, do ktorého ústi jednak prívodné potrubie 37 vysokotlakového vzduchu, ktorého otvorenie a uzavretie je riadené elektromagnetickým posúvacom 38. jednak odvádzacie potrubie 39 spojené s tepelným výmenníkom vzduch-vzduch alebo s chladičom 41. Výmenník alebo chladič je spojený potrubím 42 s kompenzačným zariadením 43 na úpravu takmer konštantného tlaku na finálne použitie. Len čo je pracovný piest 54 v hornej úvrati, elektromagnetický posúvač 38 sa otvorí a potom zavrie, pričom vpustí diel vysokotlakového vzduchu, ktorý bude expandovať a posúvať piest 54 až k jeho dolnej úvrati, a prostredníctvom ojnice 53 poháňať hnací kľukový hriadeľ. Pri zdvihu piestu 54 je elektromagnetický posúvač 40 otvorený a stlačený, ale expandovaný vzduch s veľmi nízkou teplotou sa z pracovného priestoru vytlačí do výmenníka vzduchvzduch alebo chladiča 41. Tento vzduch sa tak znovu ohreje približne na teplotu okolitého prostredia a príchodom do kompenzačného zariadenia 43 zväčší svoj objem, pričom získa nezanedbateľné množstvo energie z atmosféry.

Na obr. 7 je v perspektíve znázornený tepelný výmenník vzduch-vzduch 41 použitý v zariadeniach opísaných na predchádzajúcich obrázkoch. Výmenník je pripojený k potrubiu 39, ktorým prichádza vzduch s veľmi nízkou teplotou, a k potrubiu 42, ktorým odchádza znovu zahriaty vzduch určený na finálne použitie. Atmosférický vzduch, ktorý ohreje studený vzduch, vchádza do výmenníka potrubím 57 a ventilátorom 56 sa vháňa cez chladič 41. Tým, že odovzdá svoje kalórie stlačenému vzduchu, v chladiči sa atmosférický vzduch ochladí a prechádza potrubím 56 vybaveným ovládacou klapkou, ktorá reguluje prívod prúdu studeného vzduchu do kabíny vozidla. Prívod studeného vzduchu určeného na klimatizáciu sa môže regulovať všetkými známymi prostriedkami, napr. dečkou na chladiči, škrtiacimi klapkami, pridaním teplého vzduchu a pod. Akýkoľvek prostriedok regulácie nijako nemení podstatu vynálezu. Opísané zariadenie sa môže použiť v kombinácii s ktorýmkoľvek z vyššie opísaných zariadení, čo rovnako nijako neovplyvní podstatu vynálezu.

ΊΤ77-77

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob rekuperácie okolitej tepelnej energie pre motory alebo vozidlá s motormi, ktoré pracujú bez škodlivých exhalácií, sú vybavené zariadením na vstrekovanie prídavného vysokotlakového vzduchu do spaľovacej alebo tlakovej komory a zásobníkom vysokotlakového vzduchu, vyznačujúci sa tým, že vzduch stlačený vo vysokotlakovom zásobníku pred jeho finálnym použitím, ktoré vyžaduje zníženie jeho tlaku, expanduje v prostriedku s premenlivým objemom, napr. vo valci s piestom tak, aby dosiahol tlak blízky jeho finálnemu použitiu, pričom vykoná prácu, pri ktorej sa tento stlačený a expandovaný vzduch ochladí na nízku teplotu, a že vzduch expandovaný a stlačený na použiteľný tlak sa privádza do tepelného výmenníka, kde sa opäť zahreje a zachytením tepelnej energie zvýši svoj tlak a/alebo objem.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že stlačený expandovaný vzduch s nízkou teplotou sa privádza do tepelného výmenníka, v ktorom sa v styku s okolitým vzduchom s teplotou okolitého prostredia zahreje takmer na teplotu okolitého prostredia a zachytením tepelnej energie z atmosféry zväčší svoj tlak a/alebo objem.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že časť alebo všetok expandovaný vzduch s veľmi nízkou teplotou sa znovu ohreje na zahrievaných miestach motora a využije sa ako doplnok systému chladenia motora, a to samostatne alebo v kombinácii s tepelným výmenníkom.
4. 4. Vykonávanie spôsobu podľa nároku laž 3, vyznačujúce sa tým, že práca vykonaná pri expanzii v prostriedku s premenlivým objemom sa zachytí a použije mechanickými, elektrickými, tlakovzdušnými alebo hydraulickými prostriedkami ako pridaná práca na zvýšenie výkonu motora.
5. 5. Vykonávanie spôsobu podľa nároku 2, vyznačujúce sa tým, že okolitý vzduch, ktorý prechádza výmenníkom vzduch-vzduch a je ochladený, je využitý na klimatizáciu vozidla.
6. 6. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že prostriedkom vytvárajúcim premenlivý objem je piest (30) spojený s ťahadlami (32, 34), ktoré ovládajú a/alebo prenášajú jeho pohyb vo valci (31), ktoiý je z oboch strán uzavretý, pričom tento piest vymedzuje vo valci (31) z jednej strany expanzný a pracovný priestor (35), do ktorého ústi jednak prívodné potrubie (37) vysokotlakového vzduchu, ktorého otvorenie a uzavretie ovláda elektromagnetický posúvač (38) a umožňuje tak prívod časti vysokotlakového vzduchu, ktorý bude expandovať a odtlačí piest, pričom vykoná prácu a ochladí sa na veľmi nízku teplotu, a jednak odvádzacie potrubie (39), ktorého otvorenie a uzavretie ovláda elektromagnetický posúvač (40), ktorý pri návrate piestu (30) do pôvodnej polohy otvorí priechod pre stlačený expandovaný vzduch s nízkou teplotou do tepelného výmenníka (41), kde sa znovu ohreje na teplotu blízku teplote okolitého prostredia, tým zväčší svoj objem a výstupom z chladiča prúdi do kompenzačného zariadenia (43) na úpravu takmer konštantného tlaku, a z druhej strany valca (31) vymedzuje piest (30) reakčný priestor (36), ktorý umožní regulovať tlak v závere expanzie a vyrovnať tlaky na oboch stranách piestu tak, aby sa pôsobením pružiny (46) mohol piest vrátiť do pôvodnej polohy.
7. 7. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že systém expanzie konajúci prácu umožní ovládať pretlakový piest (26) pohybujúci sa vo valci (25) ústiacom do spaľovacej alebo tlakovej komory (2) a tým vytvoriť pretlak vzduchu v plniacej komore, keď expanzia stlačeného vysokotlakového vzduchu vpusteného do expanznej a tlakovej komory (35) tlačí piest (30) spojený s ťahadlom (34), ktoré pôsobí na prítlačnú páku (27, 28) posúvajúcu pretlakovým piestom (26), ktorého posun spôsobí zvýšenie tlaku v spaľovacej alebo tlakovej komore (2) a v dôsledku toho zvýšenie výkonu motora, pričom krok vytvorenia pretlaku a krok plnenia komory sú navzájom synchronizované pomocou vačky (29).
8. 8. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým, že systém expanzie konajúci prácu je využitý na generovanie elektrickej energie, keď ovládacie ťahadlo (34) je vybavené feritovým jadrom (49) posúvajúcim sa vo vinutí (50), pričom uvedené ťahadlo s feritovým jadrom je uchytené vo vratnej pružine (46).
9. 9. Zariadenie podľa nároku 7 alebo 8,vyznačujúce sa tým, že systém expanzie konajúci prácu je využitý kombinovane jednak na generovanie elektrickej energie prostredníctvom feritového jadra a vinutia (49), jednak na vytvorenie pretlaku vzduchu obsiahnutého v spaľovacej alebo tlakovej komore (2) tak, ako bolo opísané v patentovom nároku 6.
10. 10. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že vysokotlakový vzduch uskladnený v zásobníku (23) ‘ expanduje v prostriedku s premenlivým objemom, ktorý tvorí piest (54) spojený prostredníctvom ojnice (53) s hnacím hriadeľom (18), pričom tento piest sa pohybuje v zapustenom valci (55), do ktorého pracovného priestoru nad piestom ústi jednak prívodné potrubie (37) vysokotlakového vzduchu, ktorého otvorenie a uzatvorenie ovláda elektromagnetický posúvač (38) a umožňuje tak prívod časti vysokotlakového vzduchu, ktorý expanduje a vytláča piest (54), pričom vykoná prácu a ochladí sa na veľmi nízku teplotu, a jednak odvádzacie potrubie (39), ktorého otvorenie a uzavretie ovláda elektromagnetický posúvač (40), ktorý pri návrate piestu (30) do hornej úvrate otvorí priechod stlačeného expandovaného vzduchu s nízkou teplotou do tepelného výmenníka (41), kde sa znovu ohreje na teplotu blízku teplote okolitého prostredia, tým zväčší svoj objem a odchádza výstupom z chladiča do kompenzačného zariadenia (43) na úpravu takmer konštantného tlaku, ktoré je spojené s dýzou prídavného vzduchu.
11. 11. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že vzduch s okolitou teplotou je usmerňovaný a ventilátorom (56) tlačený cez zberný kanál (57), kde sa ochladzuje tým, že odovzdáva svoje kalórie stlačenému vzduchu, ktorý prechádza chladičom, a potom je potrubím (56) odvádzaný do kabíny vozidla a zabezpečuje jej klimatizáciu, pričom množstvo privádzaného chladného vzduchu na klimatizáciu je regulované ovládacou klapkou (57).