DE102006043041B4

DE102006043041B4 - Verbrennungskraftmaschine, bei der thermische Verluste verringert werden

Info

Publication number: DE102006043041B4
Application number: DE200610043041
Authority: DE
Original assignee: RHP GmbH
Current assignee: RHP GmbH
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2026-09-15
Also published as: DE102006043041A1

Abstract

Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung, bei der thermische Verluste dadurch minimiert werden, dass die den mit Brenngasen beaufschlagten Raum umgebende Wand/Oberfläche ganz oder teilweise transparent ausgebildet wird, wobei diese Wand/Oberfläche ganz oder teilweise mit einer Schicht ausgestattet ist, die es ermöglicht, den Durchlass von Strahlungsenergie zu verändern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung, bei der durch verschiedene technische Maßnahmen thermische Verluste verringert werden.
Stand der Technik ist, dass bei Verbrennungskraftmotoren mit innerer Verbrennung, also in der Regel bei Otto-, Diesel- oder Rotationskolbenmotoren (z. B. Wankelmotor), ein großer Teil der eingesetzten Energie durch das Abgas oder das Kühlsystem in die Umgebungsluft gelangt und nicht in mechanische Energie umgesetzt wird. Es wird versucht mittels Turbolader, die im Abgas gespeicherte Energie, in den Motor zurückzuführen. Das funktioniert nur zum Teil, denn unterschiedlichste Verluste führen dazu, dass nur ein geringer Prozentsatz zurückgeführt werden kann.
Die ins Kühlsystem eingebrachte Energie wird in aller Regel maximal zur Erwärmung des Fahrzeuginnenraumes genutzt (im Winter).
Strahlungsverluste des Motors und des Abgasstranges müssen sogar mit technischen Maßnahmen von der Karosserie abgeschirmt werden.
Wir sind also vom Idealfall, einem Motor, bzw. Abgasstrang ohne nennenswerte Wärmeverluste noch sehr weit entfernt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Wärmeverluste durch verschiedene technische Maßnahmen zu minimieren.
Begriffsdefinition:
Im folgenden werden Kompressions-, Expansions- und Brennraum definiert als „mit Brenngasen beaufschlagter Raum" (immer kursiv geschrieben). Beim Hubkolbenmotor wird dieser Raum durch die Zylinderwände, den Zylinderkopf und durch die Oberseite des Kolbens eingeschlossen und begrenzt. Beim Rotationskolbenmotor wird dieser Raum durch die Innenflächen des den Rotationskolben umgebenden Gehäuses gebildet, also durch die Kammervolumina, auch durch die Kammer, in der Frischgas verdichtet wird.
Ferner wird im folgenden das den mit Brenngasen beaufschlagten Raum umgebende und durch die Außenfläche des Motors eingeschlossene Volumen „Umgebungsraum" (immer kursiv) genannt.
Die den mit Brenngasen beaufschlagten Raum umgebende Wand/Oberfläche wird ganz oder teilweise mit einer Schicht ausgestattet, die es ermöglicht den Durchlass von Strahlungsenergie zu verändern (z. B. photoelektrisch, durch Schichten mit Flüssigkristallen, ähnlich der Gläser in automatisch abblendenden Schweißhelmen).
Die Wand zwischen dem mit Brenngasen beaufschlagten Raum und dem Umgebungsraum wird ganz oder teilweise transparent ausgebildet und mit eben genannter Schicht ausgestattet.
Zwischen dem mit Brenngasen beaufschlagten Raum und dem Umgebungsraum erfolgt eine gesteuerte/geregelte Energieübertragung. Das heißt, Wärmeenergie gelangt durch eine Wand mit steuerbarer Energiedurchlässigkeit vom mit Brenngasen beaufschlagten Raum in den Umgebungsraum und umgekehrt (je nach Temperaturgefälle).
Der Umgebungsraum ist mit einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Wärmespeicherkapazität gefüllt.
Die den Umgebungsraum umgebenden Wände können isoliert ausgebildet werden, damit der Motor nach außen möglichst wenig Wärme abgibt.
Die eben aufgezählten Lösungen dienen dazu, eine Verbrennungskraftmaschine zu bauen, die trotz geringer Wärmeabgabe nach außen (aus dem Umgebungsraum in den Motorraum oder das Motorumfeld) einen ausgeglichenen Wärmehaushalt aufweist. Die mit Brenngasen in Kontakt stehenden Flächen können gezielt, insbesondere an kritischen Stellen, gekühlt oder beheizt werden. Die im Abgas enthaltene Wärmeenergie wird teilweise in den Kompressions- und Expansionsraum oder die Arbeitskammer zurückgeleitet, ohne dabei den Wirkungsgrad durch Erwärmen der Ansaugluft oder des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu verringern. Die Luft/das Gemisch wird also erst nach Eintritt in den Kompressionsraum mit Wärme beaufschlagt, somit werden der Liefergrad (Füllgrad) und die Temperatur des Gemisches vor der Verbrennung nicht negativ beeinflusst.

Claims

Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung, bei der thermische Verluste dadurch minimiert werden, dass die den mit Brenngasen beaufschlagten Raum umgebende Wand/Oberfläche ganz oder teilweise transparent ausgebildet wird, wobei diese Wand/Oberfläche ganz oder teilweise mit einer Schicht ausgestattet ist, die es ermöglicht, den Durchlass von Strahlungsenergie zu verändern.
Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung, bei der thermische Verluste dadurch minimiert werden, dass zwischen dem mit Brenngasen beaufschlagten Raum und dem Umgebungsraum eine gesteuerte/geregelte Energieübertragung erfolgt.
Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades einer Verbrennungskraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsraum mit einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Wärmespeicherkapazität gefüllt ist.
Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades einer Verbrennungskraftmaschine nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Umgebungsraum umgebenden Wände isoliert ausgebildet werden, damit der Motor nach außen möglichst wenig Wärme abgibt.