專利名稱：具有獨(dú)立燃燒室的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的消除污染的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有獨(dú)立燃燒室并且容積恒定的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的消除污染的方法和裝置。
在國(guó)家登記號(hào)為9501518和9502212的法國(guó)專利申請(qǐng)中，作者描述了一種具有獨(dú)立燃燒室并且容積恒定的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，其中，壓縮室、燃燒室及膨脹室是三個(gè)部分并完全獨(dú)立，因而使得三部分的每一部分可適應(yīng)其相應(yīng)的功能，而不相互影響，因此，膨脹控制系統(tǒng)(9502212)可使得膨脹的最大壓力與曲軸具有大切向力時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度相符合，這改善了此類發(fā)動(dòng)機(jī)的總效率。
然而，在城市地區(qū)應(yīng)用、尤其是用在汽車上時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)依舊使用碳?xì)淙剂希蚨M管污染的成份減到非常小，但它仍然排放污染。
根據(jù)本發(fā)明的方法就可完全消除這種污染氣體的排放，尤其是在城市環(huán)境中，而發(fā)動(dòng)機(jī)僅需要很少的能量。
本發(fā)明的特點(diǎn)是通過(guò)應(yīng)用裝置，特別是基于這樣一種事實(shí)，當(dāng)運(yùn)行處于低功率狀態(tài)時(shí)，碳?xì)淙剂蠂娮觳辉俦豢刂?，在這種情況下，在燃燒室中，通過(guò)各種適用的裝置，基本在吸入來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的壓縮空氣(無(wú)碳?xì)淙剂?后，引入少量的附加空氣，這些空氣來(lái)自外部的儲(chǔ)有高壓空氣(或各種其它氣體)的氣體儲(chǔ)存裝置；這些具有環(huán)境溫度的少量壓縮空氣在與燃燒室中大量的熱空氣接觸時(shí)被加熱、膨脹并且明顯地增加燃燒室中的壓力，使得在膨脹時(shí)能給工作的發(fā)動(dòng)機(jī)足夠的功率，使其工作在例如城市行駛狀態(tài)。附加空氣吸入量的調(diào)節(jié)依據(jù)需要提供的功率而定。
還可以裝備一臺(tái)空氣壓縮機(jī)馬達(dá)，它在減速或在高功率運(yùn)行時(shí)被接通，使得壓縮空氣以很高的壓力充入外部?jī)?chǔ)氣裝置，因而提高了無(wú)污染工作的行程。
可以理解，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)是工作在低功率下的城市地區(qū)，不排出污染氣體，而瞬時(shí)間，根據(jù)需要，也可產(chǎn)生與在公路上正常行駛時(shí)相匹配的功率，此時(shí)碳?xì)淙剂系膰娚涫鞘芸刂频?，而附加空氣噴射器不再工作?br> 噴入附加空氣的量，噴射裝置，壓縮空氣的存儲(chǔ)方式，所使用的氣體，儲(chǔ)氣裝置的填充裝置(可在減速、剎車或在公路上行駛時(shí)接入壓縮機(jī)工作，和/或在維修站通過(guò)特別的泵充入，或者還可以更換儲(chǔ)氣瓶)可以是各種各樣的，但不會(huì)改變本發(fā)明的原理。
本發(fā)明特別適用于容積恒定的、燃燒室獨(dú)立的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其用于城市行駛的汽車中，也可用于其它的發(fā)動(dòng)機(jī)。它還可用于常規(guī)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
通過(guò)閱讀幾個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明，還可了解本發(fā)明其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，而本發(fā)明并不局限于此，其中的附圖為-

圖1是橫剖視圖，示出了本發(fā)明用于容積恒定、燃燒室獨(dú)立的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，此時(shí)主活塞在排氣沖程后處于上死點(diǎn)的位置。
-圖2示出同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)處于膨脹的起始階段。
-圖3示出了在汽車上安裝的簡(jiǎn)圖。
圖1和圖2示出本發(fā)明方法在容積恒定、燃燒室獨(dú)立的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用，在這里，燃燒室1由壓縮空氣基本保持恒壓的緩沖容器2供給，它也可由壓縮機(jī)經(jīng)管道3供給。一個(gè)由閥5控制打開(kāi)和關(guān)閉的管道4將緩沖容器2與獨(dú)立燃燒室1相連，它還有一在進(jìn)入燃燒室燃燒之前進(jìn)行空氣-碳?xì)淙剂匣旌系奶細(xì)淙剂蠂娮?。
膨脹缸7備有一通過(guò)連桿9連于曲軸10軸頸的主活塞，及一相對(duì)的次活塞11，它的運(yùn)動(dòng)在這里是由凸輪12控制的，凸輪由曲軸10驅(qū)動(dòng)，因而它將在其下降過(guò)程中與主活塞8協(xié)同工作，以使得膨脹開(kāi)始時(shí)最小容積內(nèi)的壓力，一旦通過(guò)閥門(mén)15打開(kāi)連接燃燒室和膨脹室16的通道14時(shí)，與曲軸旋轉(zhuǎn)角和連桿的傾角相吻合，使得可獲得最佳的平均切向力。
根據(jù)本發(fā)明，在燃燒室1中插入一附加壓縮空氣噴嘴22，并通過(guò)高壓存儲(chǔ)的壓縮空氣(或其它所有可用的氣體)瓶，經(jīng)過(guò)一膨脹器而供給。
在低功率工作時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于膨脹缸的上死點(diǎn)時(shí)(圖1)，燃燒室1被隔離，并容納有大量熱的、純凈的、沒(méi)有碳?xì)淙剂系膲嚎s空氣，碳?xì)淙剂蠂娮?不被控制，附加空氣噴嘴打開(kāi)，引入室內(nèi)少量附加空氣，它們來(lái)自高壓儲(chǔ)氣瓶23，在相對(duì)稍高于燃燒室室壓下降壓，以便于它的傳送；此附加空氣在與燃燒室內(nèi)壓縮空氣接觸時(shí)被加熱，膨脹及增加初始?jí)毫?，使得在通?4打開(kāi)，在膨脹室內(nèi)膨脹時(shí)(圖2)作功。為使所示的發(fā)動(dòng)機(jī)組有最好的效率，附加空氣的量非常小并依據(jù)所發(fā)出的功率而調(diào)節(jié)。
燃燒室中附加空氣的噴射裝置可以各種各樣，但不改變本發(fā)明的原理，盡管如此，最好使用機(jī)電噴嘴，如碳?xì)淙剂蠂娮欤子谟绍嚿习惭b的電器控制，特別是在流量上。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的方法用在汽車上的一個(gè)簡(jiǎn)圖，在這里，高壓附加壓縮空氣存儲(chǔ)裝置23A的一部分上有一“通向泵”的充氣孔24，及一附加充氣孔25，它由一車載小型高壓壓縮機(jī)供給，它通過(guò)連接系統(tǒng)27在減速和剎車時(shí)工作，因而提供了一種很好的汽車動(dòng)力制動(dòng)，并且同樣可在公路上高功率行駛時(shí)工作。此種設(shè)置顯著地提高了無(wú)污染工作的行程。
不言而喻，貯氣裝置、空氣噴射器、高壓壓縮機(jī)及其連接器、充氣閥門(mén)及其它的單向閥門(mén)的設(shè)計(jì)可以各種各樣，而不會(huì)改變本發(fā)明的原理。本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施形式，對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員，可根據(jù)應(yīng)用得出多種變型。
權(quán)利要求
1.容積恒定、燃燒室獨(dú)立的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的消除污染的方法，其中，壓縮室、燃燒室和膨脹室分別由三個(gè)部分構(gòu)成，并且完全獨(dú)立，使得三部分可適應(yīng)其相應(yīng)的功能，而不相互影響，燃燒在獨(dú)立隔離的、且容積恒定的燃燒室中進(jìn)行，還可安裝一膨脹控制系統(tǒng)，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，其特征在于，在低功率運(yùn)行時(shí)，如車輛在城區(qū)行駛時(shí)，對(duì)于如此裝備的車輛-碳?xì)淙剂蠂娮煸谌莘e恒定的燃燒室的填充時(shí)不再被控制，因而每一循環(huán)時(shí)燃燒室中充滿了純的高溫壓縮空氣，-通過(guò)各種適當(dāng)?shù)难b置，基本在來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)的壓縮空氣吸氣之后，在燃燒室中引入少量附加空氣(或其它可能的氣體)，它們來(lái)自存有高壓空氣(或其它可能的氣體)的外部?jī)?chǔ)氣裝置，并具有周圍環(huán)境的溫度，并在稍微高于燃燒室中的壓力作用下減壓，使得能夠傳送到燃燒室中，-此少量空氣在與燃燒室中已容納的熱壓縮空氣的接觸時(shí)被加熱，膨脹并明顯地增加燃燒室中的初始?jí)毫?，使得在膨脹時(shí)，釋放出足夠的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)的消除污染的方法，其特征在于，發(fā)動(dòng)機(jī)裝有一附加高壓壓縮機(jī)，它在車輛減速或剎車時(shí)工作，以及在高功率下工作，此時(shí)碳?xì)淙剂蠂娮焓鞘芸氐?，這使得可以提高無(wú)污染工作的行程。
3.實(shí)施權(quán)利要求1所述的消除污染的方法的裝置，該裝置是用于容積恒定、燃燒室獨(dú)立的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其中燃燒室(1)由一壓縮空氣的緩沖容器(2)供給，以保持壓力基本恒定，供給通過(guò)通道(4)進(jìn)行，其開(kāi)閉由一閥門(mén)(5)控制，它還有一碳?xì)淙剂蠙C(jī)電噴嘴(6)，用于實(shí)現(xiàn)在進(jìn)入燃燒室前空氣-碳?xì)淙剂系幕旌?，膨脹?7)有一通過(guò)連桿(9)連于曲軸(10)軸頸的主活塞(8)及一與其相對(duì)安裝的次活塞(11)，它的運(yùn)動(dòng)在其下降行程中被控制得與主活塞協(xié)同運(yùn)動(dòng)，使得膨脹開(kāi)始時(shí)最小容積內(nèi)的壓力，在通過(guò)閥門(mén)(15)打開(kāi)連接燃燒室和膨脹室的通道(14)時(shí)，與曲軸的旋轉(zhuǎn)角和連桿的傾角相吻合，使得可獲得最佳的平均切向力，其特征在于，在燃燒室(1)中插入一機(jī)電空氣噴嘴(22)，它由一高壓壓縮空氣瓶通過(guò)一膨脹器供給；在低功率運(yùn)行時(shí)-例如車輛在城市中行駛時(shí)-碳?xì)淙剂蠂娮?6)不再被控制，在燃燒室吸入緩沖器(2)中的熱壓縮空氣后，空氣噴嘴(22)工作，以注入少量環(huán)境溫度的空氣，這些空氣在與燃燒室中已有的熱空氣接觸時(shí)被加熱，膨脹并增加壓力，使得在打開(kāi)連接膨脹室與燃燒室(1)的通道時(shí)，進(jìn)入膨脹室使發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
4.實(shí)施權(quán)利要求1和3的方法的裝置，其特征在于，附加空氣儲(chǔ)存裝置(23或23A)有一帶有單向閥門(mén)的充填孔，以便對(duì)特殊裝備的“泵”直接在車輛上重新充填高壓壓縮空氣或其它氣體。
5.實(shí)施權(quán)利要求1至4的方法的裝置，其特征在于，儲(chǔ)氣裝置(23，23A)有一輔助充填孔，它由車載特高壓壓縮機(jī)供給，該機(jī)通過(guò)連接器(27)(或所有可能的裝置)，在車輛減速或剎車時(shí)運(yùn)行，因而改善了動(dòng)力制動(dòng)性能，也可在公路行駛的高功率狀態(tài)下運(yùn)行，以提高無(wú)污染工作的行程。
6.權(quán)利要求1到5所述的方法和裝置在常規(guī)內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用。
全文摘要
燃燒室(1)獨(dú)立的循環(huán)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)消除污染的方法和裝置,其中壓縮室、燃燒室(1)及膨脹室(16)由三個(gè)相互獨(dú)立的部分構(gòu)成,其特征在于,在低功率運(yùn)行時(shí),如城市交通中,在燃燒室填充時(shí)碳?xì)淙剂蠂娮觳辉俦豢刂?而燃燒室在每一循環(huán)中填充高溫壓縮空氣;在吸入來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)壓縮空氣后,在燃燒室中引入少量來(lái)自外部?jī)?chǔ)氣裝置(23)的附加空氣,儲(chǔ)氣裝置中有環(huán)境溫度的特高壓空氣;此少量空氣在與燃燒室中已有的熱空氣接觸時(shí)被加熱,膨脹并增加初始?jí)毫?使得在膨脹時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作。
文檔編號(hào)F01B17/02GK1177996SQ9619242
公開(kāi)日1998年4月1日 申請(qǐng)日期1996年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月6日
發(fā)明者西里爾·內(nèi)格爾, 居伊·內(nèi)格爾 申請(qǐng)人:居伊·內(nèi)格爾