DE2855071A1

DE2855071A1 - Fluessigkeitsgekuehlter verbrennungsmotor mit einem oder mehreren fuer den betrieb erforderlichen zusatzaggregaten

Info

Publication number: DE2855071A1
Application number: DE19782855071
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr Ing Volkrodt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Volkrodt Wolfgang Dr-Ing 8740 Bad Neustadt D
Priority date: 1978-12-20
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1980-07-10

Description

FlUssigkeitagekWhlter Verbrennungsmotor mit einem oder
mehreren für den Betrieb erforderlichen Zusatzaggregater Die Erfindung betrifft einen fIüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor mit einem oder mehreren für den Betrieb erforderlichen Zusatzaggregaten.
Als wichtigstes Zusatzaggregat benötigen derartige Verbrennungsmotoren eine Kühlwasserumwälzpumpe. Bei den bekannten Verbrennungsmotoren ist diese Kühlwasserumwälzpumpe mit der Motorwelle gekuppelt. Damit wird die von dem Verbrennungsmotor abgegebene Leistung um die für der Antrieb der Kühlwasserumwälzpumpe benötigte Leistung vermindert. Bei Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen wird von der Motorwelle außer der Kühlwasserumwälzpumpe auch noch eine Lichtmaschine angetrieben, deren Leistung ebenfalls die vom Verbrennungsmotor abgegebene Leistung vermindert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, e nen flüssig keitsgekühlten Verbrennungsmotor so zu gestalten, daß die Energie für die Zusatzaggregate der Verlustenergie der Auspuffgase entnommen werden kann, Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß mit dem Abgassanelrohr des Verbrennungsmotors die heiße Seite des Verdrängergehäuses eines Heißgasmotors verbunden ist, in dessen Gehäuseinnern ein Verdränger schwingungsfähig gehaltert und dessen kalte Seite durch eine das Verdrängergehäuse verschließende Membran gebildet ist, und daß ferner die eine Hubbewegung ausführende Membran in direktem Kontakt mit der KühlflUssigkeit des Verbrennungsmotors steht, wobei im Zu- und Ablauf zur Membran Rückschlagventile vorgesehen sind, durch die die Förderrichtung für die Kühlflüssigkeit bestimmt ist. Der mit dem Abgassammelrohr verbundene Heißgasmotor bezieht seine Antriebsenergie aus den heißen Auspuffgasen. Diese Ausnutzung der Verlustenergie gelingt somit durch eine besonders einfache konstruktive Ausführungsform. Die Pumpfunktion wird von der das Antriebselement darstellenden Membran unmittelbar übernommen und das zu fördernde Kühlwasser für den Verbrennungsmotor trägt zur Funktion des Heißgasmotors bei.
Eine Steigerung der Leistung des Zusatzaggregates ist dadurch möglich, daß das Verdrängergehäuse mit seiner heißen Seite in eine Öffnung des Abgassammelrohres eingesetzt ist und an dieser heißen Seite in das Abgassammelrohr vorstehende Rippen vorgesehen sind. Durch diese Rippen gelingt eine stärkere Wärmeaufnahme, so daß die heiße Seite des Heißgasmotors stärker aufgeheizt wird. Infolge der größeren Temperaturdifferenz gibt der Heißgasmotor eine höhere Leistung ab.
Dadurch9 daß mit der Membran der Schwinganker eines Schwingankergenerators gekuppelt ist, wird die bei einem in einem KTaPefahrzeng eingebauten Verbrennungsmotor notwendige Lichtmaschine ersetzt. Vorteilhafterweise kann der Schwingankergenerator in einem von der KUhlflüssigkeit durchströmten Gehäuse angeordnet werden.
Hierdurch ist eine gute Kühlung des Schwingankergenerators sichergestellt. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Uinwälzen der Kühlflüssigkeit innerhalb des Gehäuses des Schwingankergenerators auf ein fache Weise dadurch möglich, daß der Schwinganker auf einem mit der Membran verbundenen Rohr angeordnet ist, in das auf der der Membran abgewandten Seite ein mit dem Gehäuse verbundener Kolben hineinragt und daß ferner an dem Rohr und dem Kolben Ein- und Auslaßventile vogel sehen sind, durch die die Kühlflüssigkeit in einer bestimmten Richtung zum Gehäuse förderbar ist, Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben.
Mit 1 ist der Zylinderblock eines Verbrennungsmotors bezeichnet, an den ein Abgassammelrohr 2 angeschlossen ist. An dem Abgassammelrohr 2 ist ein Heißgasmotor 3 angeflanscht. Die heiße Seite 4 des Verdrängergehäuses 5 von dem Heißgasmotor 3 ragt durch eine Öffnung in dem Abgassammelrohr 2 in dieses hinein. An der heißen Seite 4 sind ferner Rippen 6 angeformt, an denen die heißen Auspuffgase 7 vorbei streichen und dadurch die heiße Seite 4 aufheizen. Im Innern des Verdrängergehäuses 5 ist ein Verdrängerkörper 8 Uber Federn 9 schwingungsfähig angeordnet. Auf der kalten Seite des Heißgasmotors 3 ist eine Membran 10 vorgesehen. Die Membran 10 ist durch eine Wärmedämmschicht 11 gegenüber dem Verdrängergehäuse 5 isoliert. Durch die Hubbewegung, welche die Membran 10 während des Betriebes des Heißgasmotors 3 ausführt, wird die Kühlflüssigkeit 12 in dem Kühlmittelkreisluf umgewälzt. Hierzu sind in der Zuleitung 13 und in der Ab- leitung 14 Rückschlagventile 15 und 16 eingebaut, durch die die mit Pfeilen 17 gekennzeichnete Förderrichtung sichergestellt wird.
Mit der Membran 10 ist ferner ein Rohr 18 verbunden, welches den Schwinganker 19 eines Schwingankergenerators trägt, dessen Stgnder mit 20 bezeichnet ist. Der Ständer 20 ißt in einem mit der Zu- und Ableitung 13 und 14 in Verbindung stehenden Gehäuse 21 angeordnet. Die Kühlfltlssigkeit 12 kann somit auch in das Gehäuse 21 eintreten und den Sohwinganker 19 und den Ständer 20 kühlen.
Um eine Umwälzung der Kühlflüssigkeit 12 innerhalb des Gehäuses 21 sicherzustellen, ist an dem Rohr 18 ein Einlaßventil 22 angebracht. An dem in das Rohr 18 hineinragenden Kolben 23, der mit dem Gehäuse 21 verbunden ist, ist ein Auslaßventil 24 vorgesehen. Über Bohrungen 25, die auf der der Membran 10 abgewandten Seite des Schwingankers 19 an dem Kolben 23 ausgebildet sind, gelangt die KühlflUssigkeit in das Gehäuse 21. Über den Luttspalt zwischen dem Schwinganker 19 und dem Ständer 20 strdmt die Kühlflüssigkeit wieder auf die andere Seite zurück.
Der prinzipielle Aufbau des dargestellten Heißgasmotors 3 ist durch die Zeitschrift "Nuclear Engineering International" 1974, Seite 773 - 774 bekannt. Ein solcher Heißgasmotor wird bei dem beschriebenen Verbrennungsmotor in vorteilhafter Weise zur Nutzung der in den Auspuffgasen enthaltenen Verlustenergie verwendet.
Hierbei wird die Pumpfunktion einer Kühlwasserumwälzpumpe unmittelbar von dem Heißgasmotor übernommen, wobei wiederum die zu fördernde Kühlflussigkeit zur Funktion des Heißgasmotors beiträgt, indem sie die Membran 10 kühlt und somit das Funktionieren des Heißgasmotors 3 bewirkt.
Zusammenfassung Flüssigkeitsgekühlter Verbrennungsmotor mit einem oder mehreren iUr den Betrieb erforderlichen- Zusatzaggreg@ten Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor mit einem oder mehreren fUr den Betrieb erforderlichen Zusatzaggregaten. Um die in den Ausouffgasen enthaltene Verlustenergie fUr den Antrieb der Zusatzaggregate zu nutzen, wird vorgeschlagen, daß mit dem Abgassammelrohr (2) des Verbrennungsmotors die heiße Seite (4) des Verdrängergehäuses (5) eines Heißgasmotors (3) verbunden ist, in dessen Gehäuseinnern ein Verdringer (8) schwingungsfähig gehaltert und dessen kalte Seite durch eine das Verdrängergehäuse (5) verschließende Membran (10) gebildet ist. Hierbei steht die eine Hubbewegung ausführende Membran (10) in direktem Kontakt mit der KtlhlflUssigkeit (12) des Verbrennungsiotors. Durch im Zu- und Ablauf (13, 14) zur Membran (10) vorgesehene Rückschlagventile (15 und 16) wird die Förderrichtung für die KUhlflUssigkeit (12) bestimmt. (Zetchnung)

Claims

Patentansprüche 1. Flüssigkeitsgekühlter Verbrennungsmotor mit einem oder mehreren für den Betrieb erforderlichen Zusatzaggregaten, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß mit dem Abgassanelrohr (2) des Verbrennungsmotors die heiße Seite (4) des Verdrängergehäuses (5) eines Heißgasmotors (3) verbunden ist, in dessen Gehäuseinnern ein Verdränger (8) schwingungsfähig gehaltert und dessen kalte Seite durch eine das Verdrängergehäuse (5) verschließende Membran (10) gebildet ist9 und daß ferner die eine Hubbewegung ausführende Membran (10) in direktem kontakt mit der Kühlflüssigkeit (12) des Verbrennungsmotors steht, wobei im Zu- und Ablauf (13, 14) zur Membran (io) Rückschlagventile (15 und 16) vorgesehen sind, durch die die Förderrichtung für die KUhlflUssigkeit (12) bestimmt ist.
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t 2 daß das Verdrängergehäuse (5) mit seiner heißen Seite (4) in eine Öffnung des Abgassammelrohres (2) eingesetzt ist und an dieser heißen Seite (4) in das Abgassammelrohr (2) vorstehende Rippen (6) vorgesehen sind.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit der Membran (10) der Schwinganker (19) eines Schwingankergenerators gekuppelt ist.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, d a d u r G h g e k e n n z e i c h n e t w daß der Schwingankergenerator in einem von der Kühlflüssigkeit (12) durchströmten Gehäuse (21) angeordnet ist.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schwinganker (19) auf einen mit .der Membran (10) verbundenen Rohr (18) angeordnet ist, in das auf der der Membran (10) abgewandten Seite ein mit dem Gehäuse (21) verbundener Kolben (23) hineinragt und daß ferner an dem Rohr (18) und dem Kolben (23) Ein- und Auslaßventile (22 und 24) vorgesehen sind, durch die die Ktlhlflüssigkeit (12) in einer bestimmten Richtung zum Gehäuse (21) förderbar ist.