DE102008006141B4 - Compressed gas hybrid engine - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Druckgasmotor-Hybridmotor (1), der im Zusammenwirken mit einem Hilfsaggregat (21 und aus den beim Betrieb anfallenden, kontrolliert abgeleiteten Restgasen das für den Betrieb des Druckgasmotors erforderliche vorgespannte Druckgas selbst erzeugt. Gegenüber bestehenden System ist hiermit eine um zumindest 1/3 höhere Leistungsausbeute erzielbar, bei geringern Verlusten. Um diese Vorgaben erfüllen zu können, besteht der Druckgas-Hybridmotor (1) aus dem Motor (2), Tanks (11/26) zur Bevorratung des Druckgases, einem Drehschieber (3) zur Verteilung des Gases, dem Hilfsaggregat (21), welches ein Verbrennungs- oder Elektromotor sein kann, zum Betrieb einer Pumpe (23), einem Verdichter (6) zum Absaugen und Verdichten des Restgases und einem Prüf- und Steuergerät (32) mit angeschlossenen Messeinrichtungen und Ventilen zur Überwachung und Steuerung der für den Betriebsablauf erforderlichen Funktionen.The subject of the invention is a pressurized gas engine hybrid engine (1) which, in cooperation with an auxiliary unit (21 and from the residual gases generated during operation and derived in a controlled manner), generates the preloaded pressurized gas required for the operation of the pressurized gas engine 1/3 higher power output can be achieved with lower losses. In order to be able to meet these requirements, the pressurized gas hybrid engine (1) consists of the engine (2), tanks (11/26) for storing the pressurized gas, a rotary valve (3) for Distribution of the gas, the auxiliary unit (21), which can be an internal combustion or electric motor, to operate a pump (23), a compressor (6) for sucking off and compressing the residual gas and a testing and control device (32) with connected measuring devices and valves for monitoring and controlling the functions required for the operational sequence.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kombinierte Motoreinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, deren Antriebsenergie aus vorgespanntem, expandierendem Druckgas gewonnen wird und die das für den Betrieb erforderliche Druckgas in Kombination mit einem Hilfsaggregat selbst erzeugt und damit auch die Druckgasverluste während des Betriebs ausgleicht.The present invention relates to a combined engine unit according to the preamble of
Die Erfindung bezieht sich dabei auf die angewendete Technik und das Verfahren zur Erzeugung des Druckgases während des Betriebs, bei der das nach der Expansion des vorgespannten Druckgases in den Zylindern verbliebene Restgas als Abgas kontrolliert abgeleitet, über Verdichter in Speichertanks überführt und zusätzlich über das mittels eines Hilfsaggregats erzeugten Druckgases derart angereichert wird, dass schließlich das in den Speichertanks ergänzte und vorgespannte Druckgas dem Motor wieder für den Antrieb zugeführt werden kann, wobei durch dieses System beim Druckgasbetrieb Schadstoffemissionen reduziert werden können.The invention relates to the applied technique and the method for generating the compressed gas during operation, in which the remaining after the expansion of the prestressed compressed gas in the cylinders residual gas discharged controlled as exhaust, transferred via compressor in storage tanks and additionally via the means of a Auxiliary unit generated compressed gas is enriched such that finally the supplemented in the storage tanks and biased pressure gas can be supplied to the engine again for the drive, which pollutant emissions can be reduced by this system during the compressed gas operation.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Anmeldungen bekannt, die Erfindungen beschreiben, die Hybrid- oder Druckgasmotoren zum Gegenstand haben und Merkmale der eingereichten Anmeldung aufweisen.Various applications are known from the prior art, which describe inventions, the hybrid or gas engines have the subject and have features of the filed application.
In der
Die hier vorgestellte Erfindung erweckt den Eindruck eines „Perpetuum Mobiles”, bei dem ständig neue Energie gewonnen wird, was aber nach den physikalischen Gesetzen so nicht möglich ist. Wird dieses System unter Last betrieben, so ist davon auszugehen, dass der Wirkungsgrad für den Antrieb eines Fahrzeugs gegen Null geht.The invention presented here gives the impression of a "Perpetuum Mobiles", in which constantly new energy is gained, but this is not possible according to the laws of physics. If this system is operated under load, it can be assumed that the efficiency for driving a vehicle approaches zero.
Aus der
Der hier beschriebene Hybridmotor arbeitet nach Verfahren, bei denen die Antriebsenergie aus einem stark erhitzten Fluid gewonnen wird, was zu entsprechenden Materialbelastungen führt und bei der Materialauswahl berücksichtigt werden muss und in Form von aufwändigen, schweren und teuren Konstruktionen seinen Niederschlag findet. Bei der Neuanmeldung wird die Antriebsenergie in einem „kalten” Verfahren erzeugt, das Material wird nicht durch Hitze beansprucht und das Volumen für den Motor kann entsprechend um die Komponenten Kühltechnik und somit das Gesamtgewicht verringert werden.The hybrid engine described here works by methods in which the drive energy is obtained from a highly heated fluid, which leads to corresponding material loads and must be taken into account in the selection of materials and is reflected in the form of complex, heavy and expensive constructions. In the new application, the drive energy is generated in a "cold" process, the material is not subjected to heat and the volume for the engine can be reduced accordingly by the components cooling technology and thus the total weight.
Die
Bei der vorgestellten Technik geht es insbesondere darum, einen kompakten Hybridmotor bestehend aus Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine, die über ein spezifisches Planetengetriebe verbunden sind zu entwickeln, wobei der Elektromotor u. a. zum Anlassen der Verbrennungskraftmaschine eingesetzt wird. In den Ausführungsbeispielen und den Schutzansprüchen zu der Anmeldung zeigt sich, dass dieser Hybridmotor keine Merkmale zu dem Hybridmotor in der Neuanmeldung aufweist.In the presented technique, it is particularly important to develop a compact hybrid engine consisting of electric motor and internal combustion engine, which are connected via a specific planetary gear, wherein the electric motor u. a. is used for starting the internal combustion engine. In the exemplary embodiments and the claims for protection to the application shows that this hybrid engine has no features to the hybrid engine in the new application.
In der
Im Gegensatz zu der Neuanmeldung wird bei der
Die hier vorgestellten Erfindungen zeigen somit Techniken, bei denen die Idee umgesetzt wurde, eine Alternative zum Verbrennungsmotor zu schaffen oder zumindest in Kombination mit dieser, um in erster Linie Schadstoffemissionen zu verringern und den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren oder den Antrieb effektiver zu gestalten. Die Erfindungen bieten dabei für sich genommen praktikable Einzellösungen für Teilbereiche des Aufgabenkomplexes der eingangs erwähnten Art dieser Neuanmeldung, jedoch wird bislang kein Lösungskonzept vorgestellt, das den funktionellen Betrieb eines Druckgasmotors in Kombination mit einem Hilfsaggregat offen legt und die aus dem System abgeleiteten Restgase kontrolliert auffängt, verdichtet, in Speichertanks leitet und dem System schließlich wieder zuführt, wobei der Motor ohne einen Anlasser im herkömmlichen Sinn in Betrieb genommen werden kann. The inventions presented herein thus demonstrate techniques in which the idea has been implemented to provide an alternative to, or at least in combination with, the internal combustion engine to primarily reduce emissions of pollutants and reduce fossil fuel consumption or to make propulsion more effective. The inventions in this case provide practical stand-alone solutions for sub-areas of the task complex of the above-mentioned type of this new application, but so far no solution concept is presented, which discloses the functional operation of a compressed gas engine in combination with an auxiliary unit and controls the derived from the system residual gases controlled, compressed, in storage tanks and finally fed back to the system, the engine without a starter in the traditional sense can be put into operation.
Im Weiteren beschreibt die
Darüber hinaus zeigt die
Die
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen aus dem Stand der Technik bekannten Druckgas-Hybridmotor zu entwickeln, der aus einem vorhandenen normalen Fünf-Zylinder-Verbrennungsmotor, einer Steuereinrichtung Druckgas, einem Tanksystem, einem Hilfsaggregat, einem Starter und einer Steuereinrichtung aufgebaut ist und der das für den Betrieb erforderliche Druckgas aus dem während des Motor-Arbeitstaktes anfallenden und kontrolliert abgeleiteten Restgas in Kombination mit einem Hilfsaggregat zur Erzeugung von Druckgas gewinnt.The invention has for its object to develop a known from the prior art compressed gas hybrid engine, which is composed of an existing normal five-cylinder internal combustion engine, a control device compressed gas, a tank system, an auxiliary unit, a starter and a control device and the the compressed gas required for the operation of the obtained during the engine power stroke and controlled derived residual gas in combination with an auxiliary unit for generating compressed gas wins.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass
- – das während des Betriebs anfallende Restgas nicht nach außen abgeleitet wird, sondern im System verbleibt und wieder angereichert wird,
- – über ein Hilfsaggregat Druckgasverluste ausgeglichen werden und das System sich somit selbst versorgt,
- – Schadstoffemissionen verringert werden,
- – der Verbrauch fossiler Brennstoffe verringert wird und,
- – durch den Wegfall von herkömmlichen Baugruppen eines Verbrennungsmotors eine Gewichtsersparnis erzielt wird.
- The residual gas produced during operation is not discharged to the outside, but remains in the system and is enriched again,
- - Compressed gas losses are compensated via an auxiliary unit and the system thus self-sufficient,
- - Pollutant emissions are reduced,
- - the consumption of fossil fuels is reduced and,
- - By eliminating conventional components of an internal combustion engine, a weight saving is achieved.
Die oben beschriebene Aufgabenstellung wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst und zur Verdeutlichung der technischen Abwicklung wird folgende Ausführungsvariante beispielhaft beschrieben.The above-described problem is solved by the features listed in
Der Motor, entsprechend einem normalen Verbrennungsmotor, bestehend aus dem Motorgehäuse mit Zylindern, Kolben und Kurbelwelle, wird über zwei Speichertanks mit Druckluft versorgt, wobei das Druckgas über einen Drehschieber zu den Zylindern geleitet wird.The engine, corresponding to a normal combustion engine, consisting of the engine housing with cylinders, pistons and crankshaft, is supplied via two storage tanks with compressed air, wherein the compressed gas is passed via a rotary valve to the cylinders.
In dieser Darstellung wird für den Tank A angenommen, dass hierin eine vorgespannte Menge an Druckgas bevorratet wird, die zum Starten und Antrieb des Motors ausreicht.In this illustration, it is assumed for tank A that a biased amount of pressurized gas sufficient to start and drive the engine is stored therein.
Der Start des Motors erfolgt auf mechanische Weise über einen Handschalter dergestalt, dass mit Betätigung des Handschalters ein Prüf- und Steuergerät aktiviert wird, das über eine Messleitung den Druck in den Tanks mittels Messsonden ermittelt und anschließend ein Steuerventil aktiviert, welches dem Tank mit dem höheren Druck, in diesem Fall Tank A, zugeordnet ist. Sobald das Ventil geöffnet wird, strömt das vorgespannte Druckgas aus Tank A über das in einer Druckgasleitung integrierte Steuerventil zu dem Drehschieber, der Gegenstand einer weiteren Anmeldung ist.The engine is started in a mechanical manner via a manual switch in such a way that a test and control unit is activated by operating the manual switch, which determines the pressure in the tanks by means of measuring probes via a measuring line and then activates a control valve which supplies the tank with the higher pressure Pressure, in this case tank A, is assigned. As soon as the valve is opened, the prestressed compressed gas from tank A flows via the control valve integrated in a compressed gas line to the rotary valve, which is the subject of a further application.
Dieser Drehschieber, der die Motorblockabdeckung bildet, regelt dabei nicht nur die Zufuhr von Druckgas zu den jeweiligen Zylindern des Motors sondern übernimmt auch die Ableitung des Restgases aus dem System. Hierzu besteht der Drehschieber aus einem Außengehäuse, mit einem innenliegenden, drehbar gelagerten Hohlrohr, bezeichnet als Rotor, das über einen Antriebsriemen mit der Kurbelwelle des Motors verbunden ist und synchron mit dieser läuft. Das Außengehäuse ist an definierten Punkten durchbohrt, über die das Druckgas erfindungsgemäß in das System geleitet wird. Der innenliegende Rotor weist ebenso spezifische Bohrungen auf, die mit einer Druckgasleitung untereinander verbunden sind, wobei die Bohrungen während eines bestimmten Arbeitstaktes des Motors mit der Ein-/Auslassöffnung zu einem der Zylinder und einer Druckgas-Zufuhrleitung korrespondieren und so das Einströmen von vorgespanntem Druckgas in einen Zylinder, bei einer Stellung des Kolbens im Bereich des OT, ermöglichen und beim Expandieren des vorgespannten Druckgases innerhalb des Zylinders den Kolben in Richtung UT drücken, so dass die Kurbelwelle des Motors in Bewegung gesetzt wird.This rotary valve, which forms the engine block cover, not only controls the supply of compressed gas to the respective cylinders of the engine but also takes over the discharge of the residual gas from the system. For this purpose, the rotary valve consists of an outer housing, with an inner, rotatably mounted hollow tube, referred to as rotor, which is connected via a drive belt to the crankshaft of the engine and synchronously with this one is running. The outer housing is pierced at defined points, via which the compressed gas is passed according to the invention into the system. The internal rotor also has specific holes which are connected to a pressurized gas line with each other, wherein the bores during a particular operating cycle of the engine with the inlet / outlet port to one of the cylinder and a compressed gas supply line and thus the inflow of biased pressurized gas in allow a cylinder at a position of the piston in the area of the TDC, and when expanding the pre-pressurized pressurized gas inside the cylinder, push the piston towards UT so that the crankshaft of the engine is set in motion.
Weiterhin ist die Wandung des Rotors an definierten Bereichen ausgefräst dergestalt, dass bei der Weiterdrehung des Rotors diese Zonen, die jeweils einem Zylinder zugeordnet sind, nach Abschluss der Wirkphase eines Zylinders über der Ein-/Auslassöffnung des Zylinders vorbei geführt werden, zu einem Zeitpunkt, da sich der Kolben im Bereich des UT befindet. Mit Weiterdrehung der Kurbelwelle bewegt sich der Kolben von der Position UT in Richtung OT und fördert das nach der Expansion des vorgespannten Druckgases noch im Zylinder befindliche Restgas aus dem Zylinder hinaus über die Ein-/Auslassöffnung des Zylinders in den Innenraum des Rotors, der als Abluftraum dient.Furthermore, the wall of the rotor is milled at defined areas in such a way that during the further rotation of the rotor, these zones, which are each assigned to a cylinder, are passed over the inlet / outlet opening of the cylinder after completion of the active phase of a cylinder, at a time, because the piston is in the area of UT. With further rotation of the crankshaft, the piston moves from the position UT in the direction of TDC and promotes the residual gas still present in the cylinder after expansion of the pre-pressurized gas out of the cylinder via the inlet / outlet opening of the cylinder into the interior of the rotor, which serves as the exhaust air space serves.
Über einen Verdichter, der an der Abluftseite des Drehschiebers positioniert ist und sich beim Start des Druckgasmotors automatisch zuschaltet, wird die Restluft aus dem Abluftraum des Rotors zunächst abgesaugt und dann über ein Steuerventil zu dem Tank B geleitet und komprimiert, der während dieser Betriebphase als Speichertank dient, solange, bis der Druck in Tank A, der in dieser Phase als Arbeitstank eingesetzt ist, noch nicht unter einen definierten Minimalwert abgefallen ist. Unterschreitet der Arbeitsdruck in Tank A den vorgegebenen Minimalwert, so wird die Druckgaszufuhr für den Motor von Tank A auf Tank B umgeschaltet, der nun die Rolle des Arbeitstanks übernimmt. Das dem Verdichter im Bereich der Abluftseite zugeordnete Steuerventil schaltet parallel hierzu nun auf die Befüllung des Tanks A um, dem jetzt die Rolle des Speichertanks zufällt. Dabei sorgt das Steuerventil auch dafür, dass die korrespondierenden Tanksysteme nur jeweils dann mit Druckgas befüllt werden, wenn sie kein vorgespanntes Druckgas in das Drehschiebersystem einleiten bzw. an den Motor abgeben.About a compressor which is positioned on the exhaust side of the rotary valve and automatically switches on when starting the compressed gas engine, the residual air from the exhaust space of the rotor is first sucked and then passed through a control valve to the tank B and compressed, during this phase of operation as a storage tank is used until the pressure in tank A, which is used as a working tank in this phase, has not dropped below a defined minimum value. If the working pressure in tank A falls below the predetermined minimum value, the pressure gas supply for the engine is switched from tank A to tank B, which now assumes the role of the working tank. Parallel to this, the control valve assigned to the compressor in the area of the exhaust air side now switches over to the filling of the tank A, which now takes on the role of the storage tank. The control valve also ensures that the corresponding tank systems are filled with compressed gas only when they do not initiate a biased compressed gas in the rotary valve system or deliver it to the engine.
Mit Absinken des Drucks unter einen definierten Minimalwert in einem der beiden Tanksysteme erfolgt die Zuschaltung eines Hilfsaggregats, das je nach Ausführungsvariante aus einem kleinen Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor bestehen kann, welches im Funktionszusammenhang mit einem kombinierten Aggregat, das die Funktionen Pumpe und Kupplung erfüllt, steht. Solange das Hilfsaggregat nicht im Eigenbetrieb arbeitet, läuft dieses synchron zur Antriebswelle des Motors mit, ohne dabei seine ihm zugedachte Funktion, Befüllung des Tanks A oder B mit Druckgas, zu erfüllen.When the pressure falls below a defined minimum value in one of the two tank systems, the connection of an auxiliary unit, which may consist of a small combustion engine or an electric motor depending on the variant, which is in functional relationship with a combined unit that fulfills the functions pump and clutch stands , As long as the auxiliary unit is not working in self-service, this runs synchronously with the drive shaft of the engine, without doing its intended function, filling the tank A or B to meet with compressed gas.
Über das Kombiaggregat Kupplung/Pumpe wird bei Aktivierung des Hilfsaggregats dessen Welle von der Antriebswelle des Druckgasmotors getrennt, da das Hilfsaggregat im selbstständigen Arbeitsbetrieb mit einer höheren Umdrehungszahl läuft als die Kurbelwelle des Druckgasmotors. Die Mitlaufeigenschaft der Welle des Hilfsaggregats verfolgt den Zweck, dass diese Welle zumindest die gleiche Umdrehungszahl wie die Welle des Druckgasmotors aufweist und somit bei Zuschaltung des Hilfsaggregats vorbeschleunigt ist und damit ein optimiertes Anlaufverhalten aufweist.About the combination unit clutch / pump shaft is disconnected from the drive shaft of the compressed gas engine when activating the auxiliary unit, since the auxiliary unit runs in independent working mode with a higher number of revolutions than the crankshaft of the compressed gas engine. The tracking characteristic of the shaft of the auxiliary unit pursues the purpose that this shaft has at least the same number of revolutions as the shaft of the compressed gas engine and thus pre-accelerated when the auxiliary unit is switched on and thus has an optimized startup behavior.
Nach dem Anlaufen des Hilfsaggregats treibt dieses das Kombiaggregat Kupplung/Pumpe an und es wird in diesem beispielhaften Funktionsablauf auf das in der Zuluftleitung des Tanks A angeordnete und diesem Tank zugeordnete Steuerventil umgeschaltet, so dass über diese Zuluftleitung der Tank A mit von dem Kombiaggregat erzeugter Druckluft bis zum Erreichen des festgelegten Maximaldrucks befüllt wird. Bei Überschreitung des Schwellenwertes wird ein elektronischer Abschaltbefehl generiert, der das Hilfsaggregat abschaltet. Die nun „leer” mitlaufende Welle des Hilfsaggregats wird über Synchronringe in dem Kombiaggregat erst dann wieder zur Welle des Druckgasmotors zugeschaltet, wenn bei beiden Wellen ein Gleichlauf gegeben ist.After the startup of the auxiliary unit, this drives the combination unit coupling / pump and it is switched in this exemplary function on the arranged in the supply air line of the tank A and associated with this tank control valve, so that this air supply line, the tank A generated by the combi unit compressed air is filled until the maximum pressure is reached. If the threshold value is exceeded, an electronic shutdown command is generated which shuts down the auxiliary unit. The now "empty" follower shaft of the auxiliary unit is switched on via synchronizer rings in the combi unit only then back to the shaft of the compressed gas motor, if a synchronism is given in both waves.
Der oben geschilderte Vorgang gilt sinngemäß auch für die Befüllung des zweiten Tanks, der entsprechend an das System mit einer eigenen Steuereinrichtung mit Ventilen und Zuluftleitungen angekoppelt ist. Über die korrespondierenden Systeme wird dabei sichergestellt, dass immer eine ausreichende Menge an vorgespanntem Druckgas dem Motor zur Verfügung gestellt werden kann.The above-described process applies mutatis mutandis to the filling of the second tank, which is coupled according to the system with its own control device with valves and air supply lines. It is thereby ensured via the corresponding systems that a sufficient amount of prestressed compressed gas can always be made available to the engine.
Sollte während des Betriebs des Motors dabei im Bereich des Abgassystems ein Überdruck/Staudruck auftreten, der den Funktionsablauf des Druckgasmotors behindern würde, wird dieser Druck über ein im Verdichterabschnitt angeordnetes Überdruckventil nach außen abgeleitet und u. a. zur Reinigung eines Filtersystems genutzt, das Gegenstand einer weiteren Anmeldung ist und bei der Verwendung eines Verbrennungsmotors als Hilfsaggregat zur Reinigung der Abgase zum Einsatz kommt.If during the operation of the engine in the area of the exhaust system, an overpressure / back pressure occur that would impede the operation of the compressed gas engine, this pressure is discharged via a pressure relief valve arranged in the compressor section to the outside and u. a. used for cleaning a filter system, which is the subject of another application and is used when using an internal combustion engine as an auxiliary unit for cleaning the exhaust gases.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird in den Patentansprüchen 2 und folgende angegeben, wobei es sich versteht, dass die vorstehend beschriebenen und nachstehend noch zu erläuternden Spezifikationen nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder als eigenständiges Ausführungsobjekt verwendbar sind, ohne den eigentlichen Rahmen der vorgestellten Erfindung zu verlassen.An advantageous embodiment of the invention is specified in the
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Es folgt die Erläuterung der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und ggf. auch nach Wirkungsweise der dargestellten Erfindung.The following is the explanation of the invention with reference to the drawings according to the structure and possibly also after the operation of the illustrated invention.
Dargestellt ist die Ausführungsvariante eines Druckgas-Hybridmotors
Oberhalb des Motors
Zum Start des Motors wird über einen Handschalter
In dieser beispielhaften Beschreibung sei angenommen, dass über die Messung in Tank A
Das Proportionalventil
Dem Proportionalventil
Die Druckgas-Zufuhrleitungen innerhalb des Drehschiebers
Solange der Druck im Tank A
Ermittelt das Prüf- und Steuergerät
Parallel hierzu wird über die „Steuerleitung Abluft”
Mit Absinken des Drucks in Tank A
Im Leerlaufbetrieb, wenn über die Pumpe kein Druckgas zu den Tanks
Sinngemäß gilt die geschilderte Druckgaserzeugung auch für den mit Tank A
In dieser Ausführungsvariante ist der Druckgasmotor um die Funktionsteile Überdruckventil
Der Funktionsablauf entspricht dem wie unter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Druckgas-HybridmotorCompressed gas hybrid engine
- 22
- Motorengine
- 33
- Drehschieberrotary vane
- 44
- Zylindercylinder
- 55
- Abluftleitungexhaust duct
- 66
- Verdichtercompressor
- 77
- Steuerventil VerdichterControl valve compressor
- 88th
- Tankzuleitungtank supply line
- 1010
- Rückschlagventil AbluftCheck valve exhaust air
- 1111
- Tank ATank A
- 1212
- Einfüllstutzenfiller pipe
- 1313
- Tankhalterungtank support
- 1414
- Schnellkupplungquick coupling
- 1515
- DruckgasleitungPressure gas line
- 1616
- Steuerventil ZuluftControl valve supply air
- 1717
- Zuleitung DrehschieberSupply line rotary valve
- 1818
- Rückschlagventilcheck valve
- 1919
- Zuluftleitung Tank ASupply air line tank A
- 2020
- Rückschlagventil ZuluftCheck valve supply air
- 2121
- Hilfsaggregatauxiliary power unit
- 2222
- Welle HilfsaggregatShaft auxiliary unit
- 2323
- Kombiaggregat Kupplung/PumpeCombination unit clutch / pump
- 2424
- Rückschlagventilcheck valve
- 2525
- Steuerventil ZuluftControl valve supply air
- 2626
- Tank BTank B
- 2727
- Abgasleitungexhaust pipe
- 2828
- Abgasreinigerexhaust gas cleaner
- 2929
- ÜberdruckventilPressure relief valve
- 3030
- ÜberdruckleitungPressure relief line
- 3131
- Handschalterhandset
- 3232
- Prüf- und SteuergerätTest and control unit
- 3333
- MessleitungMeasurement line
- 3434
- Messsondenprobes
- 3535
- Steuerleitungcontrol line
- 3636
- Steuerleitung AbluftControl line exhaust air
- 3737
- Proportionalventilproportional valve
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008006141A DE102008006141B4 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Compressed gas hybrid engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008006141A DE102008006141B4 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Compressed gas hybrid engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102008006141A1 DE102008006141A1 (en) | 2009-07-30 |
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Citations (9)
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|---|---|---|---|---|
| US3765180A (en) * | 1972-08-03 | 1973-10-16 | R Brown | Compressed air engine |
| US3880250A (en) * | 1973-08-14 | 1975-04-29 | Raymond Lee Organization Inc | Vehicles with increased engine efficiency |
| DE2731768A1 (en) * | 1976-07-16 | 1978-01-19 | John R Murphy | DRIVE UNIT FOR VEHICLES |
| WO1982000615A1 (en) * | 1980-08-14 | 1982-03-04 | T Delano | Compressed air power engine |
| DE4342950A1 (en) * | 1993-12-16 | 1995-06-22 | Kanis Paul Gerhard Dipl Ing | Hybrid IC engine for vehicle uses gas turbine=type Brayton cycle |
| DE19923451A1 (en) * | 1999-05-21 | 2000-11-23 | Iq Battery Res & Dev Gmbh | Hybrid motor has electric motor, battery, compressed air motor, compressed air tank, generator of electrical energy and decision and control device for controlling operating state |
| DE10323534A1 (en) * | 2003-05-24 | 2004-12-09 | Peters, Erhard, Dipl.-Ing. | Compressed gas drive, with a heated compressed gas driving an expansion engine |
| DE102004005349A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-18 | Fev Motorentechnik Gmbh | hybrid engine |
| WO2007132070A1 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Mrcc Industries Sas | Management of gaseous flows for rotary engines |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3765180A (en) * | 1972-08-03 | 1973-10-16 | R Brown | Compressed air engine |
| US3880250A (en) * | 1973-08-14 | 1975-04-29 | Raymond Lee Organization Inc | Vehicles with increased engine efficiency |
| DE2731768A1 (en) * | 1976-07-16 | 1978-01-19 | John R Murphy | DRIVE UNIT FOR VEHICLES |
| WO1982000615A1 (en) * | 1980-08-14 | 1982-03-04 | T Delano | Compressed air power engine |
| DE4342950A1 (en) * | 1993-12-16 | 1995-06-22 | Kanis Paul Gerhard Dipl Ing | Hybrid IC engine for vehicle uses gas turbine=type Brayton cycle |
| DE19923451A1 (en) * | 1999-05-21 | 2000-11-23 | Iq Battery Res & Dev Gmbh | Hybrid motor has electric motor, battery, compressed air motor, compressed air tank, generator of electrical energy and decision and control device for controlling operating state |
| DE10323534A1 (en) * | 2003-05-24 | 2004-12-09 | Peters, Erhard, Dipl.-Ing. | Compressed gas drive, with a heated compressed gas driving an expansion engine |
| DE102004005349A1 (en) * | 2004-02-02 | 2005-08-18 | Fev Motorentechnik Gmbh | hybrid engine |
| WO2007132070A1 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Mrcc Industries Sas | Management of gaseous flows for rotary engines |
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