Verbrennungs- / Dampfmotor (Energiespar-Verbrennungsmotor)

Präsentation zum Thema: "Verbrennungs- / Dampfmotor (Energiespar-Verbrennungsmotor)"—  Präsentation transkript:

1 Verbrennungs- / Dampfmotor (Energiespar-Verbrennungsmotor)
Konzept Verbrennungs- / Dampfmotor (Energiespar-Verbrennungsmotor) Klaus Schwarz

2 Energiebilanz herkömmlicher Verbrennungsmotor Ziel Idee PV-Diagramm
Inhalt Energiebilanz herkömmlicher Verbrennungsmotor Ziel Idee PV-Diagramm Animation Optimierung Wasserverdampfung Wasserkreislauf (schematisch) Teillastoptimierung Motor-Eigenschaften Änderungen gegenüber herkömmlichen Motor

3 Energiebilanz herkömmlicher Verbrennungsmotor
nur ca. ein Drittel der Energie wird in einem Verbrennungsmotor in kinetische Energie umgesetzt. Der Rest geht als Abwärme verloren.

4 Ziel Ziel der Erfindung ist es einen großen Teil der beim Arbeitsprozess anfallenden Abwärme eines Motors in Bewegungsenergie umzusetzen und dadurch den Wirkungsgrad zu erhöhen. Zusätzlich soll die Teillastregelung von Otto-Motoren optimiert werden.

5 Idee Am Beispiel: Ottomotor 4-Takt
mechanisches Verdichtungsverhältnis ~1:20 reale Verdichtung ~1:10 (teilweises Ausschieben der angesaugten Luft) durch größeres Expansionsvolumen: Ausnutzung der Restwärme (normalerweise: Grad Celsius) mittels Dampferzeugung Luft Luft Abgas Ansaugen „Verdichten“ Stufe 1: Auslass geöffnet schliessen Auslass in Mitte Verdichten Stufe 2: Auslass geschlossen Einspritzung Kraftstoff Verbrennen & Expandieren Einspritzung Wasser (~60-90 Grad nach OT, Umwandl. therm. Energie) Ausschieben

6 ? 3 2 1' 4' 4 1 V2 = V3 V1’ = V4’ PV-Diagramm P P3 P2 P4 P1 entspr. OT
entspr. UT “normaler” Otto-Prozess erweiterter Prozess

7 Animation Luft Abgas var. Überdruckventil Wasser Treibstoff P V

8 Optimierung Wasserverdampfung
hoher Einspritzdruck feinste Zerstäubung hohe Geschwindigkeit Aufprall auf Festkörper platzen Tröpfchen schnelle Wärmezufuhr schnelle Verdampfung  optimierte Wassereinspritzdüse mit Diffusor / Reflektor Literatur: Stichwort Nukiyama

9 Auspuff mit internen Bypass
Wasserkreislauf (schematisch) Wasser-einspritzung Wasserbehälter Pumpe Vorwärmung Überdruck / Rückführung Einspritzpumpe Brennraum Abgassystem Auspuff Abgas / Abluft Wasserbehälter Auspuff mit internen Bypass Pumpe Pumpe Kondensat

10 Teillastoptimierung Abgas Luft Puffer / Druckbehälter für Abluft
Regelung Luftmenge Variables Überdruckentil, dass lastabhängig eingestellt wird und dadurch einen var. Gegendruck beim Verdichten einstellt. Stellt die Verbindung zwischen Abluft- und Abgassystem her. Rückschlagventil

11 Motor-Eigenschaften sparsam „Langsamläufer“ mit gutem Drehmoment gute Laufruhe durch zweite Krafteinleitung im Expansionstakt gut teillastoptimierbar geringe thermische Belastung gute Abgaswerte auch kombinierbar mit bekannter Hybridtechnik

12 Änderungen gegenüber herkömmlichen Motor
Erhöhung Verdichtung Anpassung Nockenwelle (Abluft- / Drucksteuerung, evtl. elektromagnetisch) Konstruktion Abluftsystem Mündung im Abgassystem variables Überdruckventil im Abluftpuffer (für variable Verdichtung) Wasserkreislauf Behälter integriert in Motorblock Wasserführung /-vorwärmung Einspritzung (Zeitpunkt, Druck, Menge ...) Wasserrückgewinnung Winterbetrieb (Heizung, Form Behälter, Ausblasen Leitungen bei Frost, mischen Ethanol ...) Treibstoffdirekteinspritzung