DE9401276U1 - Verbrennungsmotor mit Sauerstofflader - Google Patents

Description

Verbrennungsmotor* rait»*SaBers*o*fflader

Die Erfindung gehört zum Maschinenbau und zwar zum Verbrennungsmotorbau aller Arten. Sie kann auch in der Energetik zur Sauerstoffladung des Heizens benutzt werden.

Als Oxydiermittel für den Kohlenwasserkraftstoff (C H) im Verbrennungsmotor benutzt man Luftsauerstoff (0₂)/l/. Wie es bekannt ist, besteht die Luft aus Sauerstoff (23 %) und aus Stickstoff (Np-76 % von Masse) /2/. Der Stickstoff nimmt bei der Verbrennung nicht bei, aber bei höherer Temperatur (2000 ⁰C und höher) oxydiert seine gewisses Teil zum Stickoxyd (N 0 ) - sehr giftig für den Menschen /3/. Da der Stickstoff inert bei der Verbrennung ist, vermindert er die Konzentration des Sauerstoffes, d.h. die Wärmequantität vermindert sich entsprechend auch /1/.

Das Obengenannte zeigt auf die Grundmängel des Verbrennungsmotors und zwar auf die konstruktive Unvollkommenheit der Motoransauganlage .

Der im Schutzanspruch angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die leistungs-ökonomischen Wertzahlen des Verbrennungsmotors zu verbessern, die Giftigkeit des Auspuffgases zu vermindern und seine Konstruktion zu vereinfachen.

Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch aufgeführten Merkmalen, wie das Vorhandensein in der Motoransauganlage eines Sauerstoffladers, in dem die Luft differenziert wird; in dem Sauerstofflader einer mit dem Luftfilter und Kühler verbundenen Luftansauganlage, einer mit der Atmosphäre verbundenen Stickstoffhöhle, einer mit der Motoransauganlage verbundenen Sauerstoffhöhle, der Verbindung des Luftladerades mit der Stickstoffhöhle und des entsprächenden Durchmesserverhältnises, sowie auch die Montage auf eine Achse des Luft- und Wasserladerades, gelöst.

Die angemeldeten kennzeichnenden Merkmale verbessern die Leistungs-ökonomischen Wertzahlen des Verbrennungsmotors, liquidieren die Möglichkeit der Stickoxydbildung in Auspuffgasen, weil die Luft vorher im Sauerstofflader zum in die Zylinder eingeführten Sauerstoff und zur Außenmotorabkühlung herausgeführten Stickstoff differenziert wird und lassen durch die Vereinigung des Kühlers und des Luftfilters, des Laders und der Wasserpumpe die Konstruktion des Motors einfacher machen.

Mit der Erfindung wird erreicht:
- die Motorleistung kann man (theoretisch) 3,0 mal erhöhen, aber unter Berücksichtigung des Luftdifferenzgrades des SauerstoffIa-

ders &mgr; = 0,6-0,8 - 1,8-2,4 mal;

- das Leistungsgewicht (kW/kg) des Motors kann 1,5-2 mal erhöt

werden;

- die ökonomischen Wertzahlen (g/kW.h) des Motors kann man wegen der Verbrennungsverbesserung auf 3-5 % erhöhen;

- das Stickoxyd (N 0 )-, Kohlenoxyd (CO)-, Ruß (C)- und Kohlenwasserstoffgehalt (C H) werden in den Auspuffgasen bei dem Sauerstoffredundanzgrad cfC > 1 nicht gebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur erläutert. Es zeigt:

- Fig.l. Das prinzipielle Schema des Verbrennungsmotor mit

Säuerstofflader;

- Fig.2. Das prinzipielle Schema des Luftladerades (Ansicht

rechts, ohne Gehäuse).

Der vorgeschlagene Verbrennungsmotor (Fig.l.) enthält bekannte, keinen Wandel erfahrene Kurbel 1- und Gasverteilgetriebe 2. Geringfügig werden die Speisungs- und Abkühlungssysteme verändert und zwar: der Kühler, der Luftlader und die Wasserpumpe.

Der Kühler 3 hat von der Frontseite einen Grobluftfilter 4 Von der Rückseite hat er einen Deflektor 5, der einen Feinluftfilter 6 und einige Fenster 7 mit den Drosselklappen 8 enthält. Die Drosselklappen 8 und die Jalousie 9 sind mit dem automatischen Getriebe 10 verbunden, was die geforderte Wärmeableitung vom Kühler 3 entsprechend den Motorsregimen sichert. Der Deflektor 5 ist mit der Luftansauganlage 11 des Sauerstoffladers 12 verbunden.

Der Sauerstofflader 12 stellt eine Schleuderpumpe vor und dient zur Luftbeschichtigung in Sauer- und Stickstoff, zur Sauerstoffladung des Motorzylinders und zur Stickstoffrichtung für das Motorabkühlen.

Der Sauerstofflader 12 (Fig.l und 2) besteht aus dem Gehäuse 13 (Typ "Schnecke"), innen dessen sich das Luftladerad 14 befindet. Das Luftladerad 14 ist auf die Achse 15 der Wasserpumpe 16 befestigt und hat einen Gesammtgetriebe 17 von der Kurbelwelle 18. Es werden auch andere Getriebe vorgesehen, z.B. von der Gasturbine .

Das Gehäuse 13 des Sauerstoffladers 12 hat einen Luftansaugstutzen 11 mit Durchmesser D, eine durch den Stutzen (d) 19 mit der Atmosphäre verbundene Stickstoffhöhle 20 und eine durch den Stutzen (d.) 21 mit der Motoransaugleitung 22 verbundene Sauer-

stoffhöhle 23.

Das Luftladerad 14 hat auf der Frontfläche einige vom Zentrum zur Außenkreislinie gehende Schaufeln 24, zwischen denen befinden sich auf der Kreislinie die Längsspalten 25. Die Schaufeln 24 geben der Luft rotierende Bewegung und die Längsspalten 25 verbinden die Frontfläche des Luftladerades 14 mit der Stickstoffhöhle 20.

Der Motor funktioniert auf folgende Weise. Bei der Drehung der Kurbelwelle 18 durch das Riemengetriebe 17 wird die Drehung auf die Welle 15 des Sauerstoffladers 12 und der Wasserpumpe 16 übertragen, folglich wird sich auf das Luftladerad 14 drehen. Die Luft im Sauerstofflader 12 bekommt eine Drehungsbewegung und der Sauerstofflader 12 beginnt wie eine bekannte Schleuderpumpe zu arbeiten. Bei bestimmter kritischer Winkelfriquenz bekommt die chaotische Molekülbewegung des Sauerstoffes und des Stickstoffes eine Richtungsbewegung vom Zentrum des Luftladerades 14. Da die Dichtigkeit des Sauerstoffes ( O _Q = 1,429 kg/m³) und des Stickstoffes (iu = 1,25 kg/m³) ist, so ist die Schleuderkraft der Sauerstoffmolekül hoher, als die des Stickstoffes. Das führt zu der Anhäufung und Verdichtung des Sauerstoffes in der Sauerstoffhöhle 23 und folglich zum Verdrängen des Stickstoffes (s. Fig.2.). Dem Stickstoff bleibt es übrig, sich durch die Längsspalten 25 zu drängen, in der Stickstoffhöhle20 zu sammeln und durch den Stutzen 19 in die Atmosphäre zu folgen. Wenn das Einsaugsventil 26 geöffnet wird , so fliest der Sauerstoff aus der Sauerstoffhöhle durch die Stutzen 21 und 22 in den Zylinder 27.

Informationsquelle:

Pomeranzew W.W., und andere

Die Grundtheorie der Verbrennung "Energie", Leningrad, 1973 Archangelskji W.M. und andere Autoverbrennungsmotoren Moskau, "Maschinenbau", 1977 Woinow A.N.

Verbrennung in den Kolbenmotoren Moskau, "Maschinenbau", 1977

Claims (1)

1. Schutzanspruch

   Verbrennungsmotor mit Sauerstofflader, der einen Kurbel- und Gasverteilgetriebe und die äußerst notwendigen Systeme enthält, sowie auch einen Küler mit Jalousie, eine Wasserpumpe, einen Luftlader und eine Ansauganlage mit Luftfilter,

   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Motoransauganlage (22) einen Sauerstofflader (12) hat und in dem die Luft differenziert wird;

   - daß der Sauerstofflader (12) eine mit den Luftfiltern

   (4; 6) und Kühler (3) verbundene Luftansauganlage (11), eine mit der Atmosphäre verbundene Stickstoffhöhle (20) und eine mit der Motoransauganlage (22) verbundene Sauerstoffhöhle (23) hat;

   - daß das Luftladerad (14) des Sauerstoffladers (12) und das Wasserladerad (16) auf eine Achse (15) montiert sind;

   - daß das Luftladerad (14) und die Stickstoffhöhle (20) verbunden sind.;

   - daß die Durchmesser des Sauerstoffladers (12)

   &eegr; m &eegr; m ^D - &Sgr; ^{d +} &Sgr; ^di ^und &Sgr; ^d - ³'⁷⁶ &Sgr; ^di sind.