DE2414147A1

DE2414147A1 - Hybrid-motor

Info

Publication number: DE2414147A1
Application number: DE2414147A
Authority: DE
Inventors: Ewald Dipl Ing Renner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-23
Filing date: 1974-03-23
Publication date: 1975-10-09

Description

Gegenstand der Anmeldung: H y b r i d - M o t o r.
Die Anmeldung befasst sich mit einem Verbrennungsmotor, insbesondere Fahrzeugmotor, bei dem die Abwärme in den Kühlmänteln der Zylinder, aus der Nachverbrennungsanlage für Schadstoffe im Abgas und der Abgase selbst zur Erzeugung von Dampf ausgenutzt wirden, der in einem mit dem Verbrennungsmotor direkt gekuppelten Dampfmotor die Leistung des Antriebes erhöht, wodurch Brennstoff gespart und die Schadstoffmenge verringertwird.
Bei großen station#ären Verbrennungsmo;toren und im Schiffsbetrieb ist es bekannt die Abwärme aus den Kühlmänteln und Abgasen zur DampSerzeugung, zur Heizung und die Abgase zum Antrieb yon Auflade-Turbinen -Gebläsen zu verwerten. Bei Fahrzeugmotoren ist zwar die Verwertung der Abwärme aus Kühler und Auspuff für Heizungszwecke bekannt, Jedoch nicht in der Kombination nach der Anmeldung für die Erhöhung der Motorleistung.
Zur Begrenzung der Schadstoffmengen im Abgas erscheinen zur Zeit die Nachverbrennung und die kathalytische Umwandlung am wirksamstext. Beide Verfahren erzeugen Jedoch unverwertbare Wärme, die nur den Brennstoffverbrauch erhöhen. Angesichts der verkppenden EnergiE und der æteigenden Preise hierfür, ist ihre bessere Ausnutzung dringendes Gebot.
Bei einem angenommenen Wirkungsgrad eines mittleren Bahrzeugmotors von 24 % können Je nach Beanspruchung ca 66.- 70 % verwertbarer Abwärme anfallen. Um diese möglichst rationell auszunutzen, schlägt die Anmeldung vor als, Kühl-, bzwe Arbeitsflüssigkeit für den Dampfmotor eine solche mit niedriger Siedetemperatur und Verdampfungs-' wärme zu verwenden. Da letztere im Kondensator abgezogen werden muß und für die Kr8fterzeugungausfällt, soll ihr Anteil möglichst klein sein. Es käme z.B. auch Trifluortrichloräthan mit einer Siedetemperatur von + 47.5 0C und einer Verdampfungswärme von ca. 34 kcal/ /kg in Frage.
Mit solchen Medien käme der Dampfteil auf einen Wirkungsgrad von ca. 20 - 25 , so daß der Zugewinn an.teistung und somit die Brenn stoffersparnis ca. 40 % betragen würde.
Gemäß der Abbildung wird die Luft für den Verbrennungsmotor über das Luftfilter 1, den Vergaser 2, die Drosselklappe 3 in den Zylinder 4 angesaugt und mit dem mitgeführten Brennstoff in bekannter Weise zur Erafterzeugung verbrannt. Die Leistung des Kolbens 5 wird über Pleuel 7, Kurbel 8 auf Kurbelwelle 9 übertragen. Das Abgas strömt über die Nachverbrennungsanlage 12 für die Schadstoffe in den Wärmeaustauscher bzw. Verdampfer 13 durch Auspuff 14 entweder ins Freie oder zur Weiterverwertung als Heizung.
Die SUhl-, bzw. Arbeitsflüssigkeit strömt durch den Kühlmantel 6, über leitung 15 durch den Verdampfer 13 und von dort als gespannter Dampf über Leitung 16, Regelventil 26, Einlaßventil 17 in den Dampfmotorzylinder 18 mit Kolben 19, dessen Leistung über Pleuel 20, Kurbel 21 auf die gemeinsame Kurbelwelle 9 übertragen wird. Der entspannte Dampf verlässt über Auslaßventil 22 den Dampfzylinder und tritt in den Kondensator 23, wo ihm durch Abkühlung die Verdampfungswärme entzogen wird. Das Kondensat wird aus dem Kondensat-Behälter 28 von der Umwälzpumpe 24 wieder zum Kühlmantel 6 des Verbrennungsmotors gepumpt, von wo der Kreislauf nez beginnt.
Die Drosselklappe 3 und das Dampf-Regleventil 26 können mit dem gemeinsamen Gaspedal 31 bedient werden.
Für den Fall einer Panne am Verbrennungsmotor, kann mittels einer Zusatzheizung 72 die Dampferzeugung so aufrecht erhalten werden, daß eine Reparaturwerkstätte erreicht werden kann. Auch könnte damit zusätzliche Motorleistung für besondere Bedarfsfälle geschaffen werden.
Der Dampfkreislauf stellt nach der Anmeldung ein geschlossenes und versiegeltes System dar. Unvermeidliche Leckverluste werden aus dem Vorrat des Kondensatbehälters 28 gedeckt. Um diese gering zu halten, ist nach der Anmeldung die Verwendung eines doppeltwirkenden Dampf zylinders möglich, wobei die lecksichere Abdichtung der Kolbenstange leichter möglich ist.
Zur besseren Angleichung der günstigsten Drehzahlbereiche zwischen Verbrennungsmotor und Dampfmotor wäre es auch möglich ein Ubersetzungsgetriebe dazwischen zu setzen.
Nach der Anmeldung ist es auch möglich den Kondensator als Heizangskörper für den Fahrgastraum zu verwenden Die Anordnung gilt sinngemäß auch für Rotations-, bzw. Drehkolben-Motoren.

Claims

Patentanspruche: Ezbrid=Motor.

1. Verbrennungsmotor, insbesonders fUr Bahrzeuge, als Eolben- oder Rotationsmotor, im Vier- oder Zweitaktverfahren arbeiten, mit katalytischer oder pyrolytischer Nachverbrennungsanlage für unverbrannte Schadstoffe im Auspuff und einem Wärmetauscher zur Verwertung der Abgaswärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Xachverbrennungsanlage (12) in Stromrichtung hinter dem Verbrennungsmotor (4, 5) und vor dem Wärmetauscher, bzw. dem Verdampfer (13) angeordnet ist, während eine Kühl- bzw. Arbeitsflüssigkeit zuerst den Kühlmantel (-6; des Verbrennungsmotors und dann den dahinter liegenden Verdampfer durchfließt, von wo der erzeugte Dampf zwecks Krafterzeugung über eine Leitung (16), ein Regelventil (26), zu einem mit dem Verbrennungsmotor gekuppelten Dampfmotor (18, 19) und der Abdampf von dort in einen dahinterliegenden Kondensator (23) geleitet wird, sich das Kondensat in einem darunterliegenden Kondensatbehälter (28) sammelt und von dort mittels einer direkt von der Motorwelle (9) oder separat angetriebenen Umwälzpumpe (24) wieder zurück zum Kühlmantel gepumpt wird.

2) Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß als Eühl-, bzw. Arbeitsflüssig&keit eine solche mit niedrigem Siedepunkt und niedriger Verdampfungswärme verwendet wird.

3) Verbrennungsmotor nach Anspruch 1-2, dadurnh gekennzeichnet, daß in Verbindung mit der Nachverbrennungsanlage (12) eine Zusatz-Heizvorrichtung (32) vorgesehen ist, die in einem Block mit dem Verdampfer (13) kombiniert sein kann.

4) Verbrennungsmotor nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfmotor (18, 19) mit doppeltwirkenden Zylindern ausgeführt ist.

5) Verbrennungsmotor nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Dampfmotor ein Ubersetzungsgetriebe angeordnet ist.

6) Verbrennungsmotor nach Anspruch 1-5, dadurch gekenzeichnet, daß die vom Kondensator (23) abgegebene Wärme, in bekannter Weise, zur reizung des Fahrgastraumes verwendet wird. Leerseite