DE3537045A1 - Verfahren und anlage zum ausnutzen der kinetischen energie des verbrennungsmotors eines fahrzeugs - Google Patents
Verfahren und anlage zum ausnutzen der kinetischen energie des verbrennungsmotors eines fahrzeugsInfo
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Description
PATENTANWÄLTE RR U'F.F :u N D .Ö'£ J1E R STU
UGARI
Dipl.-Chem. Dr.Ruff JL Neckarstraße
Dipl.-I ng. J. B eier ' * D-7000 Stuttgart
Dipl.-Phys. Schöndorf Te '= C0711} 227051*
Telex O7-23412 erub d
A 22 402 14. Oktober 1985 Sf/kh
Anmelder: Jose Maria RUIZ GUINEA Pobla de Segur, 18
28 033 Madrid (Spanien)
Verfahren und Anlage zum Ausnutzen der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum maximalen Ersparnis an kinetischer Energie und ist anwendbar auf alle
Arten von Fahrzeugen, die mit Reibungsbremsen versehen sind.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Anordnung zu schaffen, diemöglichst viel Energie von der während des
Bremsens dissipierten Energie sammeln kann, damit diese später wieder verwendet werden kann, entweder während
des Startens des Fahrzeugs oder als Antriebshilfe während
des Laufens der Maschine.
Diese Anlage macht eine beachtliche Energieeinsparung
möglich und hat als Nebeneffekt eine starke Reduzierung der Atmosphärenverschmutzung aufgrund von Maschinenemissionen.
Es läßt sich eine bessere Beschleunigung ebenso erreichen wie eine geringere Abnutzung der Bremsbeläge.
Es ist ebenfalls möglich, die Maschine ohne Verwendung des elektrischen Akkumulatorsystems des Fahrzeugs zu
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starten. Ein weiteres Merkmal ist die Möglichkeit, die während des Verfahrens erhaltene komprimierte Luft für
andere Anwendungen zu verwenden.
Weiterhin erhöht das System die Sicherheit, wenn das Fahrzeug abwärts fährt, und bietet ein Notsystem zur
Bewegung des Fahrzeuges und zur Bereitstellung einer
verbesserten Kontrolle des Fahrzeuges.
Das System richtet sich insbesondere auf Fahrzeuge im Stadtverkehr und auch auf Fahrzeuge, die häufig gestartet
und gestoppt werden müssen. Jedoch ist die Verwendung der Erfindung nicht auf derartige Fälle beschränkt.
Erfindungsgemäß sind ein erstes in dem Motoreinlaßsystem
installiertes Elektroventi1, ein zweites in dem Auspuffsystem
installiertes Elektroventil, ein mit beiden Systemen,
nämlich Einlaß und Auspuff, verbundener Drucklufttank sowie eine Einrichtung zur Steuerung der Elektroventile
vorgesehen.
Beide Elektroventi1e öffnen und schließen die Leitung
zwischen dem Drucklufttank und entweder der Einlaßleitung oder der Auspuffleitung. Wenn daher das erste Elektroventil
öffnet, wobei Druckluft in dem Tank ist, gelangt diese Luft in die Zylinder und schiebt die Kolben
derart, daß diese Wirkung dazu verwendet wird, das Fahrzeug zu bewegen. Wenn dagegen das erste Elektroventil
schließt und das zweite öffnet, geht die in den Zylindern komprimierte Luft oder das dort komprimierte Gas in
den Lufttank. Unter einer derartigen Bedingung wirkt die Maschine als eine Pumpe.
Die oben erwähnte Steuereinrichtung enthält einen dem Bremssystem zugeordneten ersten Sensor, einen in dem
Drucklufttank angeordneten zweiten, drucksensitiven Sensor,
einen im Bereich des Fahrers angeordneten Druckknopf und eine Schaltung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr,
die von den Sensoren betätigbar ist. Der erste Sensor steuert das zweite Elektroventi1. Wenn die Bremsen
betätigt werden, erregt dieser Sensor das zweite Elektroventi1, das dem Auspuff des Motors zugeordnet
ist, und verbindet den Auslaß des Motors mit dem Lufttank. Wenn die Bremsen betätigt werden, löst der erste
Sensor die Steuerschaltung für die Brennstoffzufuhr aus.
Wenn gleichzeitig der zweite Sensor einen einen vorbestimmten Wert überschreitenden Druck in dem Lufttank
feststellt, geht die Schaltung in die "EIN"-Stellung und
unterbricht die Brennstoffzufuhr zu dem BrennstoffVersorgungssystem
des Motors. Das Gerät zum Steuern der Brennstoffversorgung kann beispielsweise aus einem logischen
UND-Gatter bestehen, dessen Ausgang ein elektrisches Signal für das Zuführsystem zum Unterbrechen des
Brennstoff1usses ist, in Abhängigkeit von den Bremsbedingungen
und dem Druck in dem Lufttank. Gleichzeitig wird jedesmal, wenn das Fahrzeug gebremst wird, der Sensor
für das zweite Elektroventil aktiviert. Diese Aktivierung
verbindet die Auspuffleitung mit dem Lufttank. Schließlich steuert der Druckknopf die Öffnung des ersten
Elektroventi1s, das den Drucklufttank mit der Motoreinlaßleitung
in Verbindung bringt. Auf diese Weise wird unter Druck stehende Luft in die Zylinder eingebracht,
um das Arbeiten des Motors starten zu lassen oder zu unterstützen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung, deren
einzige Zeichnungsfigur ein Blockdiagramm der Vorrichtung
darstellt.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs dargestellt, in dessen Einlaß- bzw. Auspuffleitungen
Elektroventi1e 2 bzw. 3 angeordnet sind. Die
Anlage enthält weiterhin einen Drucklufttank 4, der über
eine Leitung 5 mit der Einlaß- bzw. Zuführleitung über das Elektroventi1 2 verbunden ist. Dieser Tank ist ebenfalls
mit der Auspuffleitung mit Hilfe der Leitung 6 und
des Elektroventils 3 verbunden. Das Brennstoffzuführsystem
7 des Motors kann ein Vergaser, eine Einspritzpumpe sein. Bezugszeichen 8 stellt den Lufteinlaß und Bezugszeichen 9 den Auspuff dar.
Die Anlage nach der Erfindung enthält ebenfalls einen manuell zu betätigenden Druckknopf 10, der in Reichweite
des Fahrzeugfahrers befestigt ist. Dieser Druckknopf 10
steuert das Elektroventil 2, den Drucksensor 11, der den
internen Druck des Lufttankes 4 überwacht, und einen Sensor 12, der feststellt, ob das Bremssystem des Fahrzeugs
betätigt wird oder nicht. Darüber hinaus enthält die Anlage eine Schaltung 13, die unter Verwendung eines
logischen UND-Gatters zur Steuerung der Brennstoffzufuhr
zu dem Motor 1 entworfen werden kann. Aus Gründen der Einfachheit sind in diesem Blockdiagramm diejenigen Elemente
nicht dargestellt, die bei Luftdruckanlagen üblich sind, wie beispielsweise Sicherheitsventile, Rückschlagventile
usw.
Um die Wirkungsweise der Anlage zu beschreiben, wird
zunächst eine Ausgangssituation angenommen, bei der in
dem Tank 4 keine komprimierte Luft ist und das Fahrzeug normal mit seiner Verbrennungsmaschine 1 arbeitet. Wenn
bei der Bewegung des Fahrzeugs die Bremsen betätigt werden, erregt ein elektrisches Signal von dem Sensor 12
das Elektroventi1 3, das der Auspuffleitung zugeordnet
ist. Als Ergebnis werden Auspuffgase unter Druck in den Tank 4 getrieben, wobei gleichzeitig das Gatter 13 aktiviert
wird. Wenn es ausreichend Druck in dem Tank 4 gibt, wird der Sensor 11 aktiviert, der den oberen Eingang
des Gatters 13 hochschaltet. Dieses Gatter gibt seinerseits ein elektrisches Ausgangssignal, das die
Brennstoffzufuhr zu der Maschine unterbricht. Von diesem Augenblick an bleibt der Motor aufgrund der Trägheit des
Fahrzeuges in Bewegung und die Kolben bleiben gezwungen, sich zu bewegen, so daß sie Luft von außen fast vollständig
frei von Brennstoff ansaugen. Die Luft gerät in den Motor, über das Elektroventil 2, und gelangt in bereits
komprimiertem Zustand durch das Elektroventil 3 schließlich in den Tank 4. Gleichzeitig wird das Fahrzeug
allmählich gestoppt und das endgültige Abbremsen wird mit Hilfe der üblichen Reibungsbremsen erreicht.
Diese Wirkung wird gegenüber der Bremswirkung verzögert, die dem von dem Motor 1 und dem Elektroventil 3 gebildeten
Kompressionssytem entspricht.
Während der zweiten Phase, nämlich des Startens, wird die während der vorhergehenden Phase angesammelte komprimierte
Luft durch Betätigung des Druckknopfes 10 in das Einlaßelektroventi1 2 getrieben. Die unter Druck
stehende Luft wird in das Luftverteilungsrohr des Motors
1 injiziert und löst daher die Motorbewegung aus. Mit diesem System kann das Fahrzeug seine Bewegung star-
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ten, nur mit der Hilfe der komprimierten Luft von dem
Tank 4. In diesem Fall ist der Druckknopf 10 eingeschaltet
und der Bremsensensor 12 ausgeschaltet. Es ist ebenfalls
möglich, die Bewegung des Fahrzeugs durch das normale Startsystem des Fahrzeugs zu starten und den Motor
zu beschleunigen, wobei dann der Druckknopf 10 ausgeschaltet
bleibt.
Die beiden oben beschriebenen Fälle erfordern weder komplizierte
Elektroventile noch eine Änderung des üblichen Motorenwurfes.
Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, eine Mischung aus Brennstoff und komprimierter Luft durch das richtige
Einlaßelektroventil zu injizieren. Dies ermöglicht das
Injizieren komprimierter Luft zu jedem beliebigen Augenblick während der Bewegung, nicht nur während des Startens.
Dies führt zu neuen und besonders wirksamen Vorteilen, mit den sich aus etwas höheren Kosten ergebenden
Nachteilen, aufgrund der Notwendigkeit eines speziellen
ElektroventiIs und möglicherweise eines Neuentwurfs des
Motors zur Ermöglichung von höheren Arbeitsdrücken. Ein
Neuentwurf des Vergasersystems kann ebenfalls notwendig werden.
Weitere Vorteile der Erfindung liegen in der nur geringen Vergrößerung des Gesamtgewichtes des Fahrzeugs, den
relativ niedrigen Installationskosten und der beachtlichen
Vergrößerung der zur Verfugung stehenden Leistung.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung enthält
ein erstes in der Einlaßleitung des Motors angeordnetes
Elektroventi1 , ein zweites in der Auspuffleitung installiertes
Elektroventil, einen mit der Einlaßleitung und
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der Auspuffleitung verbundenen Drucklufttank sowie eine
Einrichtung zur Steuerung beider Elektroventi1e. Das
erste und zweite Elektroventi1 ist zum Schließen und
Öffnen des Verbindungsweges zwischen den zugehörigen Leitungen und dem Drucklufttank bestimmt. Ihre Steuereinrichtung
enthält einen ersten in der Bremsleitung
installierten, vorzugsweise drucksensitiven Sensor,
einen zweiten in dem Drucklufttank installierten Sensor,
einen Druckknopf sowie eine von den genannten Sensoren betätigte Steuerschaltung zur Regulierung der Brennstoffversorgung.
Der erste Sensor betätigt das zweite Elektroventil derart, daß beim Betätigen der Bremsen die
Auspuffleitung des Motors mit dem Lufttank verbunden
wird. Während die Steuereinrichtung von beiden Sensoren gleichzeitig ausgelöst wird, vorausgesetzt der erste
entdeckt eine Bremsaktion und der zweite einen einen bestimmten Wert überschreitenden Druck in dem Drucklufttank,
wird die erwähnte Steuerschaltung für das Brennstoffversorgungssystem des Motors betätigt, in dem die
Brennstoffversorgung vollständig abgeschnitten oder nur ein Minimalwert zugelassen wird, der einem Leerlaufwert
entspricht. Der Druckknopf kann das erste Elektroventil
öffnen und dadurch eine Verbindung zwischen dem Drucklufttank und der Einlaßleitung herstellen.
Claims (11)
- Verfahren und Anlage zum Ausnutzen der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors eines FahrzeugsANSPRÜCHEVerfahren zum Ausnutzen der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsen des Fahrzeugs die von dem Motor ausgestoßenen Gase in einen geschlossenen Drucktank geleitet werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Bremsen komprimierte Luft während des Startens und/oder nach dem Starten in die Einlaßleitung des Motors eingebracht wird.A 22 402 ;>;
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die komprimierte Luft vor dem Kraftstoffversorgungssystem in den Motor eingebracht wird.
- 5. Anlage zum Ausnutzen der kinetischen Energie eines Verbrennungsmotors mit einer Lufteinlaßleitung, einer Auspuffleitung und einem KraftstoffVersorgungssystem, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auspuffleitung(9) ein diese mit einem Drucktank (4) verbindendes Ventil (3) und in der Lufteinlaßleitung (8) ein diese mit dem Drucktank (4) verbindendes Ventil (2) angeordnet ist.
- 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventile (2, 3) elektrisch betätigbare Elektroventile sind.
- 7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Auspuffleitung (9) angeordnete Ventil (3) durch einen Sensor (12) betätigbar ist, der bei Betätigen der Bremseinrichtung des Fahrzeugs ausgelöst wird.
- 8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Einlaßleitung (8) angeordnete Elektroventi1 (2) durch einen Druckknopf(10) auslösbar ist.
- 9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das KraftstoffVersorgungssystem beim Bremsen abschaltbar ist.A 22 402 .: "". -.Tr -.."■-
- 10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffversorgungssystem beim Bremsen erst nach Erreichen eines bestimmten Druckes in dem Drucklufttank (4) abschaltbar ist.
- 11. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Drucktank (4) ein Drucksensor (11) angeordnet ist, der über eine logische UND-Schaltung (13) mit dem Bremsensensor (12) gekoppelt mit dem Kraftstoffversorgungssystem (7) verbunden ist.
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