DE1964427B

DE1964427B - Method for operating an internal combustion piston engine and machine for practicing this method

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Publication number: DE1964427B
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Munzinger, Friedrich, 7000 Stutt gart Vaihingen

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraft-Kolbenmaschine mit äußerer Verbrennung bei konstantem Druck eines in seinem Luftanteil vorverdichteten Luft-Kraftstoff-Gemisches, dem vor seiner Verbrennung ein flüssiges Kühlmittel zugegeben wird.The invention relates to a method for operating an internal combustion piston engine with an external Combustion at constant pressure of an air-fuel mixture that is pre-compressed in its air fraction, to which a liquid coolant is added before it is burned.

Arbeitsverfahren dieser Art streben im Vergleich zu den herkömmlichen, nach dem Otto- oder Dieselprinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen eine zeitliche Ausdehnung des Verbrennungsvorganges an, wobei das flüssige Kühlmittel, meistens Wasser, das gegebenenfalls in teilweise verdampftem Aggregatzustand vorliegen kann, unmittelbar dem in seinem Luftanteil vorverdichteten Luft-Kraftstoff-Gemisch zugeführt wird. Die Maßnahme der Beimengung eines flüssigen Kühlmittels erfüllt somit bei diesen bekannten Verfahren den ausschließlichen Zweck, die Temperaturspitzen herabzusetzen und Wärmeverluste zu verhindern, wobei von der Erkenntnis Gebrauch gemacht ist, daß insbesondere trockener Wasserdampf nicht störend auf die Verbrennung wirkt.Compared to the conventional, work processes of this kind are based on the Otto or Diesel principle working internal combustion engines a temporal expansion of the combustion process, the liquid coolant, mostly water, which is optionally in a partially evaporated physical state can be present, directly to the air-fuel mixture which is pre-compressed in its air fraction is fed. The measure of adding a liquid coolant thus fulfills the known ones Process the sole purpose of reducing the temperature peaks and heat losses to prevent, whereby use is made of the fact that in particular dry water vapor does not interfere with the combustion.

Es sind außerdem Arbeitsverfahren für Turbinen bekannt, bei denen zur Steigerung der Nutzleistung Wasser im Arbeitsmittel verdampft wird. Dabei wird beispielsweise die Erzeugung der Leistung in der Weise aufgeteilt, daß in einem ersten Entspannungsabschnitt des erhitzten Arbeitsmittels nur die Leistung für die Verdichtung des noch nicht erhitzten Arbeitsmittels und in einem zweiten Abschnitt nur die Nutzleistung erzeugt wird. Zur Vermeidung schädli eher Einflüsse auf die Turbinenschaufeln wird füi den ersten Entspannungsabschnitt ein Arbeiten mi überhitztem Dampf bevorzugt.There are also known working methods for turbines in which to increase the useful power Water in the working fluid is evaporated. For example, the generation of the power in the Distributed way that in a first expansion section of the heated working fluid only the power for the compression of the working fluid that has not yet been heated and only the useful power is generated in a second section. To avoid damaging rather, influences on the turbine blades will work for the first expansion section Superheated steam preferred.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zu gründe, mit einem Verfahren der eingangs genannter Art eine verbesserte Wärmebilanz zu erzielen, wöbe gleichzeitig eine verbesserte Verbrennung des Luft Kraftstoff-Gemisches angestrebt werden soll, um dar über die Erzeugung schädlicher Abgasbestandteile wie Kohlenmonoxyd, Stickstoffmonoxyd u. dgl., zi vermeiden.In contrast, the invention is based on the object of a method of the type mentioned at the beginning A way of achieving an improved heat balance would also improve the combustion of the air A fuel mixture should be aimed at, in order to be aware of the generation of harmful exhaust gas components such as carbon monoxide, nitrogen monoxide and the like, avoid zi.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindiin vor, daß das eingespritzt oder eingenebelt zugeführt Kühlmittel zusammen mit dem Luftanteil des GemiThe invention proposes to solve this problem before that the injected or misted supplied coolant along with the air portion of the Gemi

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sches in bei Turbinen bekanner Weise vorverdichtet wird und die Vorverdichtung in einer Stufe auf einen Druck-Temperatur-Wert vorgenommen wird, bei welchem das Kühlmittel im wesentlichen seine vollständige Verdampfung erreicht hat, Dabei wird es für S besonders zweckmäßig angesehen, diese Vorverdich-Ui ng des Luft-Kühlmittel-Gemisches auf etwa 100 alu/310° C vorzunehmen.sches is pre-compressed in a way known from turbines and the pre-compression in one stage on one Pressure-temperature value is made at which the coolant is essentially its full Has reached evaporation, It is considered particularly expedient for S to pre-compress this Ui ng of the air-coolant mixture to about 100 alu / 310 ° C.

Mit dieser Maßnahme bezweckt die Erfindung, das Kühlmittel mit in die Arbeitsleistung des Luft-Kraftstoff-Gemisches einzubeziehen, um so eine zwischen einer adiabaten und der als ideal anzusetzenden isothermen Verdichtung liegende Verdichtungskurve im p, V-Zustandsschaubild zu erhalten. Indem bei dieser Verdichtung die Luft die für das Verdampfen des flüssigen Kühlmittels benötigte latente Wärme liefern muß, kommt sie folglich mit niedrigerer Temperatur mit dem Kraftstoff zur Vermischung, so daß die Verbrennung einer größeren Kraftstoffmenge möglich ist. Weil nun das flüssige Kühlmittel auf einen Druck-Temperatur-Wert verdichtet wird, bei welchem es im wesentlichen seine vollständige Verdampfung erreicht hat, kann andererseits für diese Verbrennung dann davon ausgegangen werden, daß bei ihr das Kühlmittel sofort in überhitzten Dampf überführt wird, der als solcher bei der anschließenden Expansion wenigstens teilweise auch die Arbeit wieder abgibt, die in das Kühlmittel bei der Verdichtung hineingesteckt wurde. Es kann somit davon ausgegangen werden, daß für das vorliegende Verfahren mindesiens etwa derselbe Leistungsfaktor zum Ansatz gebracht werden kann wie bei den herkömmlichen, nach dem Otto- oder Dieselprinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen, welchen gegenüber es aber den Vorteil einer nahezu vollkommenen Verbrennung des Kraftstoffes bringt, so daß die Abgase fast keine Giftgase mehr enthalten. Weil weiterhin die Brenngastemperaturen relativ niedrig gehalten werden können, nämlich insbesondere in Verbindung mit der weiterhin als zweckmäßig erachteten Maßnahme einer Heranziehung nur einer Teilmenge des Luft-Kühlmittel-Gemisches für die Verbrennung bzw. einer Zuführung von zusätzlicher Luft und/oder Abgasen zu dem Luft-Kraftstoff-Gemisch auf einen Wert von etwa 600° C, kann auf eine äußere Kühlung des Verbrennungsvorganges ohne weiteres verzichtet werden. Solche niedrigen Brenngastemperaturen haben natürlich entsprechend niedrige Temperaturen der Abgase zur Folge, die einen Wert bis zu 0° C und in Einzelfällen sogar Minuswerte annehmen können.With this measure, the invention aims to include the coolant in the work performance of the air-fuel mixture in order to obtain a compression curve in the p, V diagram that lies between adiabatic and ideal isothermal compression. Since the air must supply the latent heat required for the evaporation of the liquid coolant during this compression, it consequently comes to mix with the fuel at a lower temperature, so that the combustion of a larger amount of fuel is possible. Because the liquid coolant is now compressed to a pressure-temperature value at which it has essentially reached its complete evaporation, on the other hand, it can then be assumed for this combustion that the coolant is immediately converted into superheated vapor, which as such at least partially releases the work that was put into the coolant during compression during the subsequent expansion. It can thus be assumed that at least the same power factor can be applied to the present method as in the conventional internal combustion engines operating according to the Otto or diesel principle, which, however, have the advantage of an almost complete combustion of the fuel, see above that the exhaust gases contain almost no poisonous gases. Because the fuel gas temperatures can still be kept relatively low, namely in particular in connection with the measure, which continues to be considered expedient, of using only a partial amount of the air-coolant mixture for the combustion or supplying additional air and / or exhaust gases to the air If the fuel mixture reaches a value of around 600 ° C., external cooling of the combustion process can easily be dispensed with. Such low fuel gas temperatures naturally result in correspondingly low temperatures of the exhaust gases, which can assume a value of up to 0 ° C and in individual cases even negative values.

Die Erfindung bringt andererseits auch eine Brennkraft-Kolbenmaschine zum Vorschlag, welche sich in konstruktiven Einzelheilen an den herkömmlichen, nach dem Diesel- und/oder Otto-Prinzip arbeitenden Brennkraftmaschinen orientiert. Sie besteht hauptsächlich aus einer Kurbelwelle und aus mit dieser zusammenarbeitenden Kraftzylindern, die nockengestcuerte Ein- und Auslaßventile besitzen, wobei den Kraftzylindern eine äußere Brennkammer zugeordnet ist, die über eine Verbindungsleitung mit einem von der Kurbelwelle oder einem mit dieser kuppelbaren Kurbelwellenteil betriebenen Verdichterzylinder zusammenarbeitet. Für eine solche Maschine ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß an den Verdichterzylinder neben einer Luftansauglcitung auch eine Kühlmittelzufuhrleitung angeschlossen ist. Weitere Gestaltungsmerkmale dieser Brennkraft-Kolbenmaschine sind in den darauf ausgerichteten Unteransprüchen orfaßt.On the other hand, the invention also provides an internal combustion piston engine to the proposal, which is based on the conventional, oriented to the diesel and / or Otto principle working internal combustion engines. It mainly consists from a crankshaft and from power cylinders that work together with this, the cam-controlled Have inlet and outlet valves, the power cylinders being assigned an outer combustion chamber is that via a connecting line with one of the crankshaft or one that can be coupled to it Crankshaft part operated compressor cylinder cooperates. For such a machine is according to the invention provided that in addition to an air intake line, a coolant supply line is also provided to the compressor cylinder connected. Further design features of this internal combustion piston machine are set out in the subclaims based thereon grasps.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 in einem Blockdiagramm eine Zweitakt-Brennkraft-Kolbenmaschine, Fig. 1 in a block diagram a two-stroke internal combustion piston engine,

Fig, 2 in einem Blockdiagramm eine alternative Einzelheit für die Maschine gemäß Fig, I, undFIG. 2 shows, in a block diagram, an alternative detail for the machine according to FIGS

Fig. 3 und 4 vergleichende p, V- bzw. T₁ s-Zustandsschaubilder für eine Brennkraftmaschine nach dem Otto- bzw. Diesel-Prinzip bzw. nach der Maschine gemäß Fig. 1.3 and 4 comparative p, V and T ₁ s state diagrams for an internal combustion engine according to the Otto or diesel principle or according to the machine according to FIG. 1.

Gemäß Fig. 1 arbeiten mit einer Kurbelwelle 1 zwei Verdichterzylinder 2 und 3 und zwei Kraftzylinder 4 und S zusammen. Auf der Abtriebsseite der Kurbelwelle 1 ist eine Schwungmasse 6 befestigt, der ein Anlasser 7 zugeordnet ist. Den Kraftzylindern 4 und 5 ist je ein nockengesteuertes Einlaßventil 4' bzw. 5' und ein nockengesteuertes Auslaßventil 4" bzw. 5" zugeordnet.1 work with a crankshaft 1 two compressor cylinders 2 and 3 and two power cylinders 4 and S together. On the output side of the Crankshaft 1 is attached to a flywheel 6 to which a starter 7 is assigned. The power cylinders 4 and 5 is a cam-controlled inlet valve 4 'or 5' and a cam-controlled outlet valve 4 " or 5 "assigned.

An den Verdichterzylinder 2, welcher kleiner auszubilden sein wird als jeder der beiden Kraftzylinder 4 und 5, ist eine Luftansaugleitung 8 mit Luftfilter 9 über ein vorzugsweise selbsttätig arbeitendes Einlaßventil 10 angeschlossen. Weiterhin ist an diesen Verdichterzylinder 2 eine Kühlmittelzufuhrleitung 14 angeschlossen, die mit einem Vorratsbehälter 12 verbunden ist, aus welchem eine Förderpumpe 13 das flüssige Kühlmittel, nämlich beispielsweise Wasser, zu einer Einspritzeinrichtung 11 hin fördert, welche das Kühlmittel in den Verdichterzylinder 2 einspritzt oder einnebelt. Die Einspritzeinrichtung 11 kann alternativ auch in die Luftansaugleitung 8 düsenartig einmünden.To the compressor cylinder 2, which will have to be made smaller than each of the two power cylinders 4 and 5, is an air intake line 8 with an air filter 9 via a preferably automatic one Inlet valve 10 connected. Furthermore, a coolant supply line is attached to this compressor cylinder 2 14 connected, which is connected to a storage container 12, from which a feed pump 13 conveys the liquid coolant, namely water, for example, to an injection device 11, which injects or misted the coolant into the compressor cylinder 2. The injector 11 can alternatively open into the air intake line 8 like a nozzle.

In der Auslaßleitung 15 des Verdichterzylinders 2 ist ein vorzugsweise gleichfalls selbsttätig arbeitendes Auslaßventil 16 angeordnet, das zweckmäßigerweise druckeinstellbar ausgebildet sein sollte. Die Leitung 15 mündet in einen Druckspeicher 17, der über eine Verbindungsleitung 18 bei 19 düsenartig in eine Brennkammer 20 einmündet. Die Brennkammer 20 wird für den Regelfall ein Volumen besitzen, das mindestens gleich einem Hubvolumen des Verdichterzylinders 2 entspricht, und sollte aus einem so hoch feuerfesten Material hergestellt sein, daß die in dieser Brennkammer vorherrschenden Brenngastemperaturen in ihrem Spitzenwert widerstandsmäßig beherrscht werden.In the outlet line 15 of the compressor cylinder 2 is a preferably also automatically working Arranged outlet valve 16, which should expediently be designed to be pressure-adjustable. the Line 15 opens into a pressure accumulator 17, which via a connecting line 18 at 19 in a nozzle-like manner a combustion chamber 20 opens. The combustion chamber 20 will usually have a volume that at least equal to a stroke volume of the compressor cylinder 2, and should be from a so be made highly refractory material that the fuel gas temperatures prevailing in this combustion chamber can be controlled in terms of resistance in their peak value.

Eine Einspritzeinrichtung 21 spritzt den von einem Kraftstoffbehälter 22 über eine Verbindungsleitung 23 herangeführten Kraftstoff in die Brennkammer 20 ein, so daß er nach Vermischung mit dem über die Verbindungsleitung 18 herangeführten Luft-Kühlmittel-Gemisch zu einer Flamme 24 verbrannt werden kann. In der Auslaßleilung der Brennkammer 20 ist ein Überdruckventil 25 angeordnet.An injection device 21 injects the fuel from a fuel tank 22 via a connecting line 23 introduced fuel into the combustion chamber 20, so that after mixing with the over the Connecting line 18 supplied air-coolant mixture to a flame 24 are burned can. In the outlet line of the combustion chamber 20, a pressure relief valve 25 is arranged.

Beim Anlassen der Maschine ist das Überdruckventil 25 geschlossen. Der Verdichterzylinder 2 verdichtet die über die Ansaugleitung 8 angesaugte Luft zusammen mit dem mittels der Einspritzeinrichtung 11 eingespritzten Kühlmittel auf einen Druck-Temperatur-Wert, bei welchem das Kühlmittel im wesentlichen seine vollständige Verdampfung erreicht hat. Die Vorverdichtung des Luft-Kühlmittel-Gemisches wird vorzugsweise auf etwa 100ata/310°C vorgenommen. Bei diesem Druckwert öffnet dann das Auslaßventil 16, so daß das Gemisch über den Druckspeicher 17 und die Verbindungsleitung 18 bei 19 inWhen the machine is started, the pressure relief valve 25 is closed. The compressor cylinder 2 compresses the air sucked in via the suction line 8 together with that by means of the injection device 11 injected coolant to a pressure-temperature value at which the coolant is essentially has reached its complete vaporization. The pre-compression of the air-coolant mixture is preferably made to about 100ata / 310 ° C. The outlet valve then opens at this pressure value 16, so that the mixture via the accumulator 17 and the connecting line 18 at 19 in

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die Brennkammer 20 einströmen kann. Zeitlich gesteuert mit diesem Einströmen des Luft-Kühlmittel-Gemisches in die Brennkammer 20 nimmt die Einspritzeinrichtung 21 die Einspritzung des Kraftstoffes in die Brennkammer 20 vor. Ist gezündet worden, dann verbrennt das Gemisch, wie dies mit der Flamme 24 angedeutet ist. Ist in der Brennkammer 20 der Betriebsdruck erreicht, dann öffnet das Überdruckventil 25, so daß die Brenngase in den einen der beiden Kraftzylincier 4 und 5 einströmen können, dessen Einlaßventil 4' bzw. 5' gerade geöffnet ist. Die Brenngase arbeiten dann beispielsweise in dem Kraftzylinder 4. Nach der Arbeitsleistung werden sie als Abgase über das dann geöffnete Auslaßventil 4" in die Abgasleitung 26 hineingedrückt und können die Maschine, wie mit dem Pfeil 27 angedeutet, verlassen.the combustion chamber 20 can flow in. Time-controlled with this inflow of the air-coolant mixture The injection device 21 injects the fuel into the combustion chamber 20 into the combustion chamber 20. If it has been ignited, then the mixture burns like this with the Flame 24 is indicated. Once the operating pressure has been reached in the combustion chamber 20, it opens Pressure relief valve 25 so that the combustion gases flow into one of the two power cylinders 4 and 5 can whose inlet valve 4 'or 5' is just open. The fuel gases then work, for example, in the power cylinder 4. After the work, they are exhausted via the then opened exhaust valve 4 "is pressed into the exhaust pipe 26 and the machine, as indicated by the arrow 27, can leaving.

Für eine Teilmenge dieser Abgase ist in der Maschine gemäß F i g. 1 eine Zuführung zu dem parallel zu dem Verdichterzylinder 2· arbeitenden Verdichterzylinder 3 vorgesehen, und zwar über eine Leitung 28, welcher ein Wärmeaustauscher 29 zugeordnet ist. Der Verdichterzylinder 3 ist mit vorzugsweise selbsttätig arbeitenden Ein- und Auslaßventilen 30 und 31 ausgerüstet. Seine Auslaßleitung 32 mündet in einen zweiten Druckspeicher 33 ein, der über eine Verbindungsleitung 34 bei 35 in die Brennkammer 20 düsenartig einmündet. Die so der Brennkammer 20 zugeführten Abgase, die gegebenenfalls mit Frischluft vermischt sein können, welche in die Leitung 28 bei 36 eingeleitet wird, übernehmen als Wärmeträger die Aufgabe, die in der Brennkammer vorherrschenden Brenngastemperaturen auf einen Wert von etwa 600° C herabzusetzen, so daß Abgastemperaturen bis herab zu etwa 0° C und weniger erreicht werden können. Alternativ kann vorgesehen sein, die Abgase auch direkt dem Verdichterzylinder 2 zuzuleiten, in welchem Falle dann der Verdichterzylinder 3 gleich arbeiten würde wie der Verdichterzylinder 2, was auch der Fall ist, wenn auf eine solche zusätzliche Verwertung der Abgase vollständig verzichtet wird.For a subset of these exhaust gases in the machine according to FIG. 1 a feed to the parallel provided to the compressor cylinder 2 · working compressor cylinder 3, namely via a line 28, to which a heat exchanger 29 is assigned. The compressor cylinder 3 is preferably automatic working inlet and outlet valves 30 and 31 equipped. Its outlet line 32 opens into one second pressure accumulator 33, which via a connecting line 34 at 35 in the combustion chamber 20 like a nozzle joins. The exhaust gases thus fed to the combustion chamber 20, possibly with fresh air can be mixed, which is introduced into the line 28 at 36, take over as the heat transfer medium Task, the prevailing fuel gas temperatures in the combustion chamber to a value of about Reduce 600 ° C, so that exhaust gas temperatures down to about 0 ° C and less can be achieved. Alternatively, it can be provided that the exhaust gases are also fed directly to the compressor cylinder 2, in in which case then the compressor cylinder 3 would work the same as the compressor cylinder 2, what this is also the case if such additional recycling of the exhaust gases is completely dispensed with.

In Fig. 1 ist schließlich noch gezeigt, daß in der Abgasleitung 26 ein Wasserabscheider 37 angeordnet ist, welcher eine Kondensierung des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes vornimmt. Das Kondensat wird über eine Leitung 38 dem Behälter 12 zugeführt. Finally, FIG. 1 also shows that a water separator 37 is arranged in the exhaust pipe 26 which condenses the water vapor contained in the exhaust gases. The condensate is fed to the container 12 via a line 38.

Die in F i g. 2 gezeigte Einrichtung erlaubt eine Regenerierung von Kohlendioxyd aus den Abgasen, um darüber die Möglichkeit zu eröffnen, die Maschine auch an solchen Orten betriebsbereit zu halten, wo kein Wasser als dem bevorzugten flüssigen Kühlmittel zur Verfügung steht. Von der auch hier mit 26 bezeichneten Abgasleitung ist bei 39 die Verbindungsleitung 28 zu einem der beiden Verdichterzylinder 2 und 3 abgezweigt. Die von giftigen Beimengen nahezu freien Abgase können also auch hier bei 27 zu der Atmosphäre hin abgeleitet werden. An der Verzweigung 39 wird andererseits eine Teilmenge der Abgase in einem Verdichter 40 zunächst auf den Verflüssigungsdruck von Kohlendioxyd verdichtet und dann zur Abkühlung durch einen Wärmeaustauscher 41 hindurchgeführt. Das durch diese Abkühlung entstehende verflüssigte Kohlendioxyd wird von einem Kondensatabscheider 42 zu einem Sammelbehälter 45 geleitet, der eine Auslaßleitung 43 mit einem vorzugsweise selbsttätig arbeitenden Auslaßventil 44 für die Gase enthält, die neben Kohlendioxyd in den Abgasen enthalten sind. Der Kondensatabscheider 42 kann gegebenenfalls noch mit einer zusätzlichen Einrichtung ausgerüstet sein, welche eine Verflüssigung des Kohlendioxyds begünstigt. Das verflüssigte Kohlendioxyd wird über die Leitung 14 zu den Verdichterzylindern 2, 3 gefördert.The in F i g. The device shown 2 allows a regeneration of carbon dioxide from the exhaust gases to to open up the possibility of keeping the machine ready for operation even in locations where no water is available as the preferred liquid coolant. Of the also designated here with 26 At 39, the exhaust line is the connecting line 28 to one of the two compressor cylinders 2 and 3 branched off. The exhaust gases, which are almost free of toxic substances, can also be used here at 27 can be derived from the atmosphere. At branch 39, on the other hand, a subset of the Exhaust gases in a compressor 40 first compressed to the liquefaction pressure of carbon dioxide and then passed through a heat exchanger 41 for cooling. The resulting from this cooling Liquefied carbon dioxide is transferred from a condensate trap 42 to a collecting container 45 passed, which has an outlet line 43 with a preferably automatically operating outlet valve 44 for contains gases which, in addition to carbon dioxide, are contained in the exhaust gases. The condensate trap 42 can optionally be equipped with an additional device, which a liquefaction of carbon dioxide. The liquefied carbon dioxide is via line 14 to the compressor cylinders 2, 3 funded.

In den p, V- bzw. T, s-Zustandschaubildern der F i g. 3 und 4 ist jeweils unterIn the p, V and T, s state diagrams of F i g. 3 and 4 is below, respectively

a) das Zustandsschaubild für eine Brennkraftmaschine nach dem Otto-Prinzip, untera) the state diagram for an internal combustion engine based on the Otto principle, below

b) das Zustandsschaubild für eine solche nach dem Diesel-Prinzip und unterb) the state diagram for such according to the diesel principle and under

c) das Zustandsschaubild für eine solche nach dem vorliegenden Prinzip veranschaulicht.c) illustrates the state diagram for such according to the present principle.

Während bei den beiden ersten Arten von Maschinen eine adiabate Verdichtung des Luft-Kraftstoff-Gemisches bzw. nur der Luft vorgenommen wird, folgt die Verdichtung des Luft-Kühlmittel-Gemisches im Falle des vorliegenden Verfahrens einer etwa polytropen Kurve, die sehr stark der idealen isothermen Kurve angenähert ist. Darüber läßt sich im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren zum Betreiben einer Brennkraft-Kolbenmaschine mit äußerer Verbrennung bei konstantem Druck hinsichtlich der Wärmebilanz ein so weitgehend verbesserter Wirkungsgrad erzielen, daß etwa dieselbe Leistungsziffer wie bei den Brennkraftmaschinen nach dem Otto- oder nach dem Diesel-Prinzip erreicht wird. Diesen gegenüber erzielt man bei etwa gleicher Gesamtbaugröße den zusätzlichen Vorteil, daß die Abgase im wesentlichen frei sind von schädlichen Beimengungen und die Verbrennung bei Temperaturen durchführbar ist, die eine äußere Kühlung unnötig erscheinen lassen.Whereas in the first two types of machines an adiabatic compression of the air-fuel mixture or only the air is carried out, the compression of the air-coolant mixture follows in the case of the present method an approximately polytropic curve, which is very much the ideal one isothermal curve is approximated. It can be compared to the conventional method for operating an internal combustion piston engine with external combustion at constant pressure with regard to the heat balance achieve such a largely improved efficiency that about the same performance figure as in the internal combustion engines after Otto or according to the diesel principle is achieved. On the other hand, one achieves with approximately the same overall size the additional advantage that the exhaust gases are essentially free of harmful impurities and the combustion can be carried out at temperatures which appear unnecessary for external cooling leave.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Method for operating an internal combustion piston engine with external combustion at s constant pressure of an air-fuel mixture that is pre-compressed in its air fraction, the before a liquid coolant is added to its combustion, characterized in that that the injected or misted supplied coolant together with the air portion of the mixture is pre-compressed in a manner known in turbines and the pre-compression in one Stage is made to a pressure-temperature value at which the coolant in the has essentially reached its complete evaporation,

2. The method according to claim 1, characterized in that that the pre-compression of the air-coolant mixture to about 100 ata / 310 ° C ao is made.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that only a subset of the air-coolant mixture for the combustion used or that the air-fuel mixture additionally air and / or exhaust gases is fed.

4. The method according to any one of claims 1 to

3, characterized in that the coolant, as known per se, optionally from a Circulation is regenerated water and / or carbon dioxide regenerated from the exhaust gases.

5. Internal combustion piston engine for practicing the method according to any one of claims 1 to

4, with a crankshaft and with this cooperating power cylinders, the cam-controlled Have inlet and outlet valves, the power cylinders being assigned an outer combustion chamber is that via a connecting line with one of the crankshaft or one with this couplable crankshaft part operated compressor cylinder cooperates, characterized in that that on the compressor cylinder (2) in addition to an air intake line (8) and a coolant supply line (14) is connected.

6. Internal combustion piston engine according to claim 5, characterized in that between a pressure accumulator (17) is arranged in the compressor cylinder (2) and the combustion chamber (20).

7. Internal combustion piston engine according to claim 6, characterized in that the connecting line (18) from the pressure accumulator (17) to the combustion chamber (20) opens into the latter like a nozzle.

8. Internal combustion piston engine according to one of claims 5 to 7, characterized in that to a second pressure accumulator (33) the outlet line (32) of at least one further, with the Crankshaft (1) or cooperating with the crankshaft part, preferably automatically working inlet and outlet valves (30, 31) equipped compressor cylinder (3) for a Part of the exhaust is connected.

9. Internal combustion piston engine according to claim 8, characterized in that the Inlet line (28) of the compressor cylinder (3) for the exhaust gases is connected to a fresh air supply line (36) is.

10. Internal combustion piston machine according to claim 8 or 9, characterized in that in a heat exchanger (29) is arranged in the inlet line (28) of the compressor cylinder (3) for the exhaust gases is.

11. Internal combustion piston engine after a of claims 8 to 10, characterized in that in the outlet line (32) of the compressor cylinder (3) a further pressure accumulator (33) is arranged for the exhaust gases, which via a into the Combustion chamber (20), preferably nozzle-like opening connecting line (34) connected to this is.

12. Internal combustion piston engine according to one of claims to 11, characterized in that that on the exhaust pipe (26) of the power cylinder (4, 5) a device (37; 40 to 45) for recovery the coolant is connected,