Способ получения двигателя, уменьшающего загрязнение, и установки его на городских автобусах и других транспортных средствах

1 Изобретение относится к способу получения двигателя, уменьшающего загрязнение, с независимой камерой расширения и установки его на городских автобусах и других транспортных средствах. В своей заявке на патент Франции, зарегистрированной под национальным регистрационным номером 95/02838, автор описал способ уменьшения загрязнения окружающей среды,вызванного двигателем, за счет использования двигателя с независимой внешней камерой сгорания, причем при данном способе воздушнотопливная смесь всасывается в независимую камеру всасывания и сжатия и сжимается в ней,затем передается (все еще под давлением) в независимую камеру сгорания для воспламенения в ней или путем использования искры в случае двигателя с однородной смесью, или за счет самовоспламенения в случае дизельного двигателя с неоднородной смесью с целью повышения температуры и давления указанной смеси,которая после открывания перепускного канала,соединяющего указанную независимую камеру сгорания с камерой расширения и выхлопа (эта камера тоже является независимой), будет расширяться в последней камере для совершения полезной работы в ней, а затем выпускаться в атмосферу через выхлопную трубу, причем при данном способе в случае работы в городе (или при низкой мощности) топливный инжектор больше не приводится в действие, и в данном случае в камеру сгорания через некоторое время после того, как в нее будет впущен свободный от топлива сжатый воздух из камеры всасывания и сжатия, вводится небольшое количество дополнительного сжатого воздуха из внешнего резервуара, в котором сжатый воздух хранится при очень высоком давлении. Это небольшое количество сжатого воздуха, находящегося при температуре окружающей среды, будет нагреваться при контакте с массой горячего воздуха,содержащегося в камере сгорания, и будет расширяться, при этом давление в камере сгорания повышается, с тем чтобы обеспечить возможность передачи работы при расширении. Таким образом, этот двигатель характеризуется двухрежимной работой или работой при двух источниках энергии (dual-energy). В городских и пригородных зонах общественный транспорт очень часто представлен городскими автобусами, приводимыми в движение обычными двигателями, как правило, дизельными двигателями с неоднородной смесью,которые особенно загрязняют окружающую среду. Были предприняты попытки сделать эти транспортные средства работающими на таких видах топлива, которые, как считается, вызывают меньшее загрязнение окружающей среды(сложный диэфир, сжиженный нефтяной газ и т.д.), но результаты, с точки зрения загрязнения,были совсем незначительными. 2 Способ получения двигателя, уменьшающего загрязнение окружающей среды, и его установки в городских автобусах не только обеспечивает возможность устранения всех выбросов газов, загрязняющих окружающую среду, но также позволяет частично и значительно устранить загрязнение воздуха в городе. Этот способ отличается применяемыми средствами и более точно отличается устранением топливной цепи двигателя, как описано выше, в пользу двигателя с просто одним режимом работы с впрыском дополнительного сжатого воздуха и отличается тем, что перед каналом всасывания воздуха по ходу течения воздуха в камеру всасывания и сжатия двигателя установлены один или более угольных фильтров или использован любой другой способ фильтрации и очистки, такой, как применение молекулярного сита, химические способы или тому подобное, которые не только позволяют создать преграду для пыли и шлаков, но также позволяют очистить воздух, поступающий в двигатель,и устранить из него загрязняющие вещества. Таким образом, для лучшего понимания описана работа двигателя согласно изобретению, уменьшающего загрязнение окружающей среды, в частности, при установке его на городских автобусах, и показано экологическое преимущество, которое он обеспечивает по сравнению с обычными двигателями. Дополнительно сжатый воздух, хранящийся в резервуарах транспортного средства под очень высоким давлением, фильтруется и подвергается очистке с помощью угольных фильтров или тому подобных перед его сжатием, окружающий воздух(загрязненный другими транспортными средствами), всасываемый двигателем в камеру всасывания и сжатия, фильтруется и подвергается очистке с помощью угольного фильтра или фильтров (или с помощью любого другого способа, обеспечивающего возможность очистки воздуха); следовательно, ясно, что воздух, расширенный и выпущенный через выхлопную трубу, все еще является отфильтрованным и очищенным. Кроме того, поскольку режим работы двигателя на традиционном топливе исключен, в камере сгорания (которая, таким образом, стала камерой расширения), больше не может оставаться никаких частиц или других остатков, возникших из-за предшествующего сгорания. Способ получения двигателя согласно изобретению может быть применен для всех транспортных средств, но он требует большого количества дополнительного сжатого воздуха и сравнительно больших резервуаров для хранения на транспортном средстве. Этот способ особенно привлекателен при установке подобных двигателей на городских автобусах, принимая во внимание, с одной стороны, большое количество воздуха, всасываемого двигателем, что тем самым обеспечивает возможность удалить за 3 грязняющие вещества из больших объемов(воздуха), и, с другой стороны, возможность установки резервуаров большой емкости с дополнительным сжатым воздухом на автобусе, и поскольку к тому же автобусы делают многочисленные остановки, имеется возможность повторного наполнения резервуара или резервуаров для дополнительного сжатого воздуха,установленных на транспортном средстве, более часто за счет установки заправочных станций на автобусных остановках или в парке. То же самое справедливо и для служебных автомобилей (машин для уборки пыли и других транспортных средств, таких как такси или небольшие автомобильные фургоны, работающих в городской среде). Другие задачи, преимущества и признаки изобретения станут очевидными при изучении не ограничивающего описания одного варианта осуществления изобретения, которое приведено со ссылкой на приложенный чертеж, который показывает схематично и в поперечном сечении один вариант осуществления двигателя согласно изобретению, в котором каждая из камер - и камера всасывания и сжатия, и камера расширения и выпуска - управляется системой, состоящей из шатуна, кривошипа и поршней, скользящих в цилиндрах. На чертеже можно видеть камеру 1 всасывания и сжатия, камеру 2 расширения, имеющую постоянный объем, в которой установлен инжектор 22 для дополнительного сжатого воздуха, причем в этот инжектор подается сжатый воздух, хранящийся в резервуаре 23 очень высокого давления, и камеру 4 расширения и выпуска. Камера 1 всасывания и сжатия соединена с камерой 2 расширения посредством канала 5, открывание и закрывание которого регулируются не допускающей просачивания заслонкой 6. Камера 2 расширения соединена с камерой 4 расширения и выпуска посредством перепускного канала 7, открывание и закрывание которого регулируются не допускающей просачивания заслонкой 8. Подача воздуха в камеру 1 всасывания и сжатия осуществляется через впускной канал 13, открывание которого регулируется клапаном 14 и перед которым установлен угольный фильтр 24, удаляющий загрязнения. Камера 1 всасывания и сжатия работает подобно поршневому компрессорному устройству, в котором перемещением поршня 9,скользящего в цилиндре 10, управляют шатун 11 и коленчатый вал 12. Камера 4 расширения и выпуска обеспечивает управление обычным устройством, представляющим собой поршневой двигатель с поршнем 15, скользящим в цилиндре 16, который посредством шатуна 17 приводит во вращение коленчатый вал 18. Расширенный воздух выпускается через выпускной канал 19, открывание которого регулируется клапаном 20. Коленчатый вал 12 камеры 1 всасывания и сжатия приводится во вращение посредством механического соединительного зве 000447 4 на 21, создающим движущую силу коленчатым валом 18 камеры 4 расширения и выпуска. Двигатель показан в тот момент времени, когда произошло всасывание воздуха, который подвергся очистке и из которого удалены загрязняющие вещества с помощью угольного фильтра 24, и сжатие этого воздуха в камере 2 сжатия во время цикла всасывания-сжатия, выполняемого устройством (9, 10, 11), состоящим из поршня, шатуна и кривошипа, и канал 5 был закрыт не допускающей просачивания заслонкой 6. Следовательно, воздух, из которого были удалены загрязняющие вещества, который был очищен и который был сжат, находится в камере 2 расширения при высокой температуре (несколько сотен градусов в зависимости от выбранных степеней сжатия), и тогда приводится в действие инжектор 22 для дополнительного сжатого воздуха, который обеспечивает поступление небольшого количества сжатого воздуха,находящегося при температуре окружающей среды, который расширяется до давления, несколько превышающего давление в камере 2 расширения, с тем, чтобы обеспечить возможность поступления этого воздуха в камеру; это небольшое количество воздуха будет нагреваться при контакте с имеющей высокую температуру массой воздуха, содержащегося в камере расширения, будет расширяться и повышать давление, совершая (полезную) работу по мере расширения, причем это расширение начинается, когда поршень 15 камеры расширения достигнет верхней мертвой точки за счет открывания перепускного канала 7, управляемого не допускающей просачивания заслонкой 8. Горячий воздух расширяется до тех пор, пока поршень 15 камеры расширения, который приводит в движение создающий движущую силу коленчатый вал, не достигнет нижней мертвой точки,а затем расширенный, свободный от загрязнений и очищенный воздух выпускается в атмосферу через выхлопную трубу 19, при этом клапан 20 находится в открытом состоянии, когда поршень 15 камеры 4 расширения и выпуска совершает свое движение вверх. Способы (и средства), используемые для фильтрации воздуха, поступающего в двигатель по изобретению, - угольные фильтры, молекулярные сита, микрометрические сита, химические способы или тому подобное - и количество используемых фильтров может изменяться, при этом данные изменения никоим образом не меняют принцип изобретения так же, как и то, что устройство, образованное из камеры всасывания и сжатия, камеры сгорания и камеры расширения и выпуска, которое представляет собой рабочий элемент, может быть продублировано по примеру обычных многоцилиндровых двигателей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ преобразования воздушнотопливного/воздушно-воздушного двухрежимного двухэнергетического двигателя в воздушно-воздушный однорежимный двигатель,уменьшающий загрязнение окружающей среды,при этом двухрежимный двигатель с двумя источниками энергии содержит независимую камеру (1) всасывания и сжатия, соединенную с независимой и имеющей постоянный объем камерой (2) сгорания, также соединенной посредством перепускного канала (7) с камерой (4) расширения и выпуска, выхлопную трубу (19) и резервуар (23) для воздуха, находящегося под очень высоким давлением, и топливный инжектор, причем при данном способе воздух всасывают и сжимают посредством камеры всасывания и сжатия, затем подают под давлением и при высокой температуре в камеру сгорания,которая становится камерой расширения, в которую дополнительный сжатый воздух из резервуара для воздуха, находящийся при температуре окружающей среды, вдувают, как только в эту камеру поступит высокотемпературный сжатый воздух, причем дополнительный сжатый воздух расширяется и повышает давление воздуха, который находится в камере расширения и который после открывания перепускного канала, ведущего в камеру расширения и выпуска, расширяют в последней для совершения полезной работы в ней и в завершение выпускают в атмосферу через выхлопную трубу, данный способ осуществляется без использования топлива. 6 2. Способ преобразования двигателя по п.1, отличающийся тем, что воздух, всасываемый двигателем, подвергают фильтрации и очистке посредством угольного фильтра (24) или с помощью какого-либо другого механического или химического способа, молекулярного сита или тому подобного, тем самым обеспечивают возможность выпуска в атмосферу чистого и свободного от загрязнений воздуха.