CN1088497C - 用于减少发动机污染的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种消除污染的发动机的方法，该发动机包括一独立的吸气兼压缩室(1)、一独立的具有不变的容积的膨胀室(2)和一独立的膨胀兼排气室(4)，其中省去了燃料供应***，发动机按单模式运行，并以环境温度在膨胀室(2)中喷射少量的补充空气，该膨胀室含有被吸入并以高温被压缩室(1)的活塞(9)压缩的空气，该空气通过活性炭过滤器(24)或其它净化手段被清洁和净化。补充的压缩空气在与膨胀室中的高温空气质量接触时被加热，加大体积并提高压力，并在作为热空气膨胀时做功，同时仍然清洁和净化地经过排气管(19)排放至大气中。补充的压缩空气以室温用非常高的压力被储存在储气筒(23)中，本发明还涉及这种发动机在城市公共汽车和其它城镇中的服务性车辆上的安装。

Description

用于减少发动机污染的方法
本发明涉及用于具有独立的膨胀室的减少发动机污染的方法和其在城市公共汽车和其它车辆上的安装。
在其国家登记号为95/02838的法国专利申请中，作者已经描述了一种用于具有独立的外膨胀室的减少污染的发动机的方法，在此方法中，空气-燃料混合物被吸入一独立的进气兼压缩室并在其中被压缩，然后(仍然在有压力的情况下)被送至独立的燃烧室，以便在其中或是在具有 均质的混合物的发动机的情况下用火花点火，或是在具有非均质的混合物的柴油机的情况下用自然点火，以便提高上述混合物的温度和压力，该混合物在将上述独立的燃烧室与膨胀兼排气室(它也是独立的)的传送装置被打开以后将在后一室中膨胀，以便在其中做功，以后就通过排气管排至大气中；在此方法中，当在城镇中(或以小功率)运行时，燃料喷射器不再工作，而且在此情况下，略在来自进气兼压缩室的不含燃料的压缩空气进入燃烧室之后，少量来自外储气筒的补充的压缩空气被送入燃烧室中，在该储气筒中以非常高的压力储有压缩空气。此少量的压缩空气在与含在燃烧室中的热空气的质量接触时将被加热并膨胀，以致提高了燃烧室中的压力，从而在膨胀时产生功。这样，这种发动机就采用了双模式或双能量运行。
在城区和市郊区，公共运输常常靠由传统的发动机驱动的城市公共汽车提供，该发动机常常是具有非均质的混合物的柴油机，而这种混合物是特别有污染的。
曾经力图使这些车辆用据说不太污染的燃料(双酯、液化石油气等)行驶，但是就污染而言，结果特别微弱。
减少发动机污染的方法及其在城市公共汽车上的安装使之不仅可能消除所有污染气体的排出，而且还可使污染物局部地并大量地被从城镇的空气中去掉。
其特征在于所用的措施，尤其是在于为了便于只有喷射补充的压缩空气的单模式运行而去掉发动机的上述燃料路线，在于在进入发动机的进气兼压缩室的空气入口的上游安装一个或更多的活性炭过滤器或其它任何的过滤和净化手段例如分子筛、化学手段及其类似物，不仅使灰尘和其它浮渣被拦截，而且还可使进入发动机的空气被净化，同时从其中除去污染物。
当安装在城市公共汽车上时，按照本发明的减少发动机的污染的运行和它所表现的优于传统的发动机的生态学优点就都可以被理解。在车辆的储气筒中以非常高的压力储存的补充的压缩空气在被压缩以前通过活性炭过滤器或其类似物被过滤和净化，由发动机吸入进气兼压缩室的(被其它车辆污染的)环境空气通过活性炭过滤器(或其它任何能使之净化的手段)被过滤和净化；因此很清楚，膨胀后的并通过排气口排出的空气仍然是经过过滤和净化的。此外，由于已经取消了按传统的燃料运行发动机的模式，在燃烧室(这样它就成为膨胀室)中不会再留下任何粒子或其它源自前面的燃烧的残留物。
按照本发明的发动机的方法可以用于所有车辆，但是它需要大量的补充的压缩空气和装在车辆上的比较大的储存容器。它在装在城市公共汽车上时特别有吸引力，这是一方面考虑到有大量空气被吸入发动机中，因而可使污染物能从相当大的体积中被除去，在另一方面则是考虑到在公共汽车上安装大容量补充压缩空气的储存筒的可能性，同时，顺便说一说，还因为，当公共汽车作很多的停靠时，可以通过在公共汽车停靠站或在停车场安装充气站而使装在车辆上的补充压缩空气的储气筒被经常地充灌。
该方法同样适用于服务性车辆(垃圾车和其它服务性车辆和出租车或在城市环境中运行的小型蓬车)。
本发明的其它目的、优点和特点可通过阅读本发明的一个实施例的不受限制的描述而变得清楚，该说明参考附图给出，在图中：
唯一的图用图形和剖面示出了按照本发明的一个实施例，其中，进气兼压缩室和膨胀兼排气室是各自由一由连杆、曲柄和在气缸中滑动的活塞组成的***控制的，其中可以看到进气兼压缩室1、定容膨胀室2和膨胀兼排气室4，在定容膨胀室中装有用于补充的压缩空气的喷射器22，该喷射器被供以在压力非常高的储气筒23中储存的压缩空气。进气兼压缩室1通过一个口5与膨胀室2相连，口5的打开与关闭用密封的闸门6控制。膨胀室2通过口5或传送装置7与膨胀兼排气室相连，而其打开与关闭则用密封的闸门8控制。进气兼压缩室1的运行像一个往复式压缩机组，其中，在缸10中滑动的活塞9用连杆11和曲轴12控制。膨胀兼排气室4控制具有在缸16中滑动的活塞15的传统的活塞式发动机组，该活塞通过连杆17旋转曲轴18。膨胀后的空气经过排气口19被排出，排气口的打开用阀20控制。进气兼压缩室1的曲轴12的旋转是通过一机械杆件21由膨胀兼排气室4的原动力曲轴18产生的。发动机是在这样一种情况下示出的，此时，已经通过活性炭过滤器24净化并从其中去掉污染物的空气已经在由活塞/连杆/曲柄组(9、10、11)执行的吸气-压缩循环中被吸入至膨胀室2中并在其中被压缩，而口5已被密封的闸门6关闭。因此，污染物已从其中被去掉的、经过净化并在膨胀室2中被压缩的空气处于高温状态(几百度，取决于所选的压缩比)，以后，补充压缩空气的喷射器22运行，使少量的处于环境温度的压缩空气进入，此空气膨胀至略高于膨胀室2中的压力，以使之能进入该室；此少量的压缩空气在与含在膨胀室中的高温空气质量接触时将被加热并膨胀，而且提高压力，以致在它膨胀时做功，此膨胀将在膨胀室的活塞15到达上死点并打开由密封的闸门8控制的传送导管7时产生。此用热空气的膨胀的进行一直要到驱动发动机动力曲轴18的膨胀活塞15到达下死点为止，以后，经过膨胀的、不含污染物的并经过净化的空气就经过排气管19排放到大气中，而阀20则打开，同时膨胀兼排气室4的活塞15处于其向上的冲程。
本方法用于过滤流入按照本发明的发动机的空气(活性炭过滤器、分子筛、化学手段及其类似物)，所用过滤器的数目可以改变而且不会以任何方式改变本发明的原理，正好像一个由一进气兼压缩室、一燃烧室和一膨胀兼排气室做成的、代表一个运行元件的机组，可以按照传统的多缸发动机的例子复制。

Claims (6)

1.用于将一空气-燃料/空气-空气的双模式、双能量发动机转变成空气-空气的单模式的减少污染的发动机的方法，该双模式、双能量发动机包括一独立的进气兼压缩室(1)、一排气口(19)、一用于处于非常高的压力下的空气的储气筒(23)和一燃料喷射器，该压缩室(1)与独立的和定容的燃烧室(2)相连，而燃烧室(2)还通过传送装置(7)与一膨胀兼排气室(4)相连，在此方法中，空气被吸入进气兼压缩室并在其中被压缩，然后以高压和高温被送入成为膨胀室的燃烧室，一旦高温压缩空气被送入，便向燃烧室喷入来自空气储存器的外界温度的补充的压缩空气，此压缩空气膨胀并提高存在于膨胀室中空气的压力，它在导至膨胀兼排气室的传送装置打开以后，在膨胀兼排气室中膨胀，以便在其中做功，最后经过排气管放至大气中，在此方法中不使用燃料。
2.如权利要求1所述的运行能减少污染的发动机的方法，其特征在于：由发动机吸入的空气被过滤和净化，从而使清洁和无污染的空气被排放至大气中。
3.如权利要求2所述的运行能减少污染的发动机的方法，其特征在于：使空气通过活性碳过滤器(24)进行空气的过滤和净化。
4.如权利要求2所述的运行能减少污染的发动机的方法，其特征在于：使空气通过分子筛进行空气的过滤和净化。
5.如权利要求2～4中任一所述的运行能减少污染的发动机的方法，其特征在于：如此被转变的发动机被装在城市公共汽车中，其可从城市和城郊环境的大量空气中除去污染物，在停车场或在公共汽车停靠站可安装用于以非常高的压力充灌补充压缩空气的罐。
6.如权利要求2～4中任一所述的运行能减少污染的发动机的方法，其特征在于：在此应用中，如此被转变的发动机被装在城市服务性车辆中，其可从城市和城市环境的大量空气中除去污染物。
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