Способ работы двигателя внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания

1. Способ работы двигателя внутреннего сгорания путем впуска сжатого воздуха, его сжатия, впрыска и сгорания топлива, выпуска отработавших газов, подачи на впуск двигателя в переходных режимах по управляющему сигналу, формируемому по моменту нарушения процесса сгорания топлива на заданном режиме, дополнительного рабочего тела, содержащего воздух из емкости с его запасом, получаемым из атмосферы с помощью электрокомпрессора, при этом степень сжатия воздуха в турбокомпрессоре в переходных режимах увеличивают, подкручивая его ротор паром, подаваемым на вход турбины и образованным за счет теплоты отработавших газов в теплообменнике, установленном на выпуске двигателя, и дополнительным рабочим телом - теплоносителем, подаваемым на вход турбины через теплообменник и получаемым путем сжигания на выпуске двигателя перед теплообменником смеси топлива из топливной емкости и кислородосодержащей парогазовой смеси, содержащей отработавшие газы двигателя, а коленчатый вал двигателя в переходных режимах и работе с перегрузкой подкручивают электрической машиной, питающейся от аккумуляторной батареи через преобразователь частоты и напряжения, при этом на переходных режимах пуска и поддержания двигателя в «горячем резерве» перед подачей топлива и сжатого воздуха в цилиндры двигатель прогревают, подзарядку аккумуляторных батарей проводят от термоэлектрогенератора, встроенного в теплообменник, а их зарядку производят при работе двигателя на малых нагрузках от электрической машины через преобразователь частоты и напряжения, при этом на всех эксплуатационных режимах предусматривают подачу потребителям электроэнергии от преобразователя частоты и напряжения, а также пара от теплообменника, отличающийся тем, что момент нарушения процесса сгорания топлива определяют путем измерения и регистрации предельных значений термодинамических параметров и состава газовой смеси на впуске и выпуске двигателя на заданном режиме работы, при этом в качестве дополнительного рабочего тела, подаваемого на впуск двигателя в переходных режимах работы, вызванных аномальным состоянием окружающей среды, запуском, набросом нагрузки, перегрузкой, долевыми режимами работы с малой нагрузкой и на холостом ходу, используют смесь рециркулирующих с выпуска на всасывание охлажденных, очищенных от избытка углекислоты газов и поступающей из газовой емкости смеси воздуха и кислорода, получаемого из размещенного в газовой емкости его твердого источника, при этом ротор турбокомпрессора в переходных режимах наброса нагрузки и перегрузки дополнительно подкручивают электрической машиной турбокомпрессора, получающей питание от аккумуляторной батареи через преобразователь частоты и напряжения турбокомпрессора, причем кислородосодержащую парогазовую смесь, используемую при приготовлении дополнительного рабочего тела - теплоносителя, подаваемого последовательно в теплообменник и в турбину, готовят путем смешения отработавших газов двигателя и водного раствора поглотителя углекислого газа, причем в переходных режимах работы, вызванных аномальным состоянием окружающей среды, двигатель от атмосферы частично, путем закрытия впуска, или полностью, путем закрытия впуска и выпуска, от нее изолируют, при длительных аномальных нарушениях параметров окружающей среды, сопровождающихся снижением запасов воздуха и кислорода, а также на режимах горячего резерва и предпускового подогрева двигателя, поршневую часть останавливают путем прекращения подачи топлива, а необходимые электрическую, тепловую и механическую мощности отбирают от теплообменника и электрической машины турбокомпрессора, работающего автономно в режиме газотурбинной установки за счет сжигания перед турбиной смеси топлива из топливной емкости, сжатого воздуха и дополнительной рабочей смеси, поступающей из газовой емкости, при этом степень обогащения дополнительной рабочей смеси кислородом, количество и уровень охлаждения и поглощения углекислоты рециркулирующих с выпуска на всасывание отработавших газов, а также параметры подаваемой в теплообменник парогазовой смеси-теплоносителя, величина подкрутки вала турбокомпрессора электрической машиной, величина и длительность предпускового прогрева и заряда аккумуляторных батарей, степень закрытия впуска и выпуска газов из двигателя при аномальном состоянии окружающей среды регулируются в зависимости от вида переходного режима работы, состава и значений термодинамических параметров окружающей среды, в том числе перед впускными и выпускными органами двигателя, при этом аккумуляторная батарея в нормальных и переходных режимах дополнительно подзаряжается от термоэлектрического генератора, установленного в электрофакельном устройстве, и дополнительно заряжается от электрической машины турбокомпрессора.
2. Двигатель внутреннего сгорания, содержащий, по крайней мере, один цилиндр с размещенным в нем поршнем, кинематически связанным с валом, турбокомпрессор, у которого выход турбины и вход компрессора связаны с атмосферой, впускной трубопровод, выпускной трубопровод, магистраль подачи углеводородного топлива в цилиндры, газовую емкость, соединенную с электроклапаном подачи газовой смеси на впуск двигателя, электрическую машину, кинематически соединенную с валом двигателя и через преобразователь частоты и напряжения, и аккумуляторную батарею, соединенную с управляющим устройством, электрофакельное устройство, снабженное электрозапальным устройством поджига топливовоздушной смеси, емкость с запасом топлива, соединенную с электрофакельным устройством через электроклапан подачи топлива, датчик температуры, установленный на двигателе, воздушный электрокомпрессор, снабженный приводным электродвигателем постоянного тока, электроклапан подачи пара в турбину турбокомпрессора, кожухотрубный теплообменник с запасом воды или антифриза в межтрубном пространстве и встроенным термоэлектрогенератором, датчик электрической нагрузки или активного тока, установленный в преобразователе частоты и напряжения, датчик давления газовой смеси, установленный в газовой емкости, причем выход газовой емкости одновременно соединен с воздушным электрокомпрессором, верхней частью емкости с запасом топлива, с его впуском через клапан подачи газовой смеси на впуск двигателя, при этом газовый вход электрофакельного устройства соединен с выпускным трубопроводом или коллектором двигателя, а выход через трубное пространство теплообменника соединен с входом турбины, который также через электроклапан подачи пара связан с верхней частью межтрубного пространства теплообменника, причем встроенный в теплообменник термоэлектрогенератор соединен с аккумуляторной батареей, при этом управляющие входы управляющего устройства соединены с датчиками давления в газовой емкости, температуры двигателя, нагрузки или активного тока преобразователя частоты и напряжения, а управляющие выходы соединены с электрозапальным устройством, двигателем электрокомпрессора, с электроклапанами подачи газовой смеси на впуск двигателя, подачи топлива в электрофакельное устройство и подачи пара в турбину турбокомпрессора, отличающийся тем, что он дополнительно содержит установленный на двигателе блок контроля сгорания в цилиндрах двигателя, электрическую машину турбокомпрессора, кинематически связанную с валом турбокомпрессора и соединенную через преобразователь частоты и напряжения турбокомпрессора с аккумуляторной батареей, атмосферный электроклапан компрессора, установленный на его впускном трубопроводе, атмосферный электроклапан турбины, установленный на ее выпускном трубопроводе, электроклапан подачи сжатого воздуха, вход которого связан с выходом электрокомпрессора, а выход соединен с входом электроклапана подачи газовой смеси на впуск двигателя, жидкостный электроклапан электрофакельного устройства, связывающий нижнюю или жидкостную часть газовой емкости с жидкостным входом электрофакельного устройства, термоэлектрогенератор электрофакельного устройства, соединенный с аккумуляторной батареей, заряд с твердым источником кислорода, размещенный в газовой емкости, емкость с запасом воды или водного раствора поглотителя углекислоты, газовый вход которой соединен с газовым входом топливной емкости, а жидкостный через жидкостный электроклапан газовой емкости связан с газовой емкостью, электроклапан рециркуляции газовой смеси, вход которого соединен с дополнительным газовым выходом электрофакельного устройства, а выход одновременно соединен с впуском двигателя и выходом компрессора, анализатор термодинамических параметров и состава окружающей среды или атмосферы, установленный на впуске и выпуске двигателя перед атмосферными электроклапанами компрессора и турбины, при этом управляющие входы управляющего устройства дополнительно соединены с блоком контроля сгорания в цилиндрах двигателя, анализатором термодинамических параметров и состава окружающей среды или атмосферы, преобразователем частоты и напряжения турбокомпрессора, а управляющие выходы связаны с электроклапаном рециркуляции газовой смеси, атмосферными электроклапанами турбины и компрессора, жидкостными электроклапанами газовой емкости и электрофакельного устройства, электроклапаном подачи сжатого воздуха и зарядом твердого источника кислорода.