DE19706090A1 - Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug.

Um die Antriebskraft eines Kraftfahrzeugs zu erhöhen, können zwei Verfahren verwendet werden. Ein Verfahren besteht darin, die Kapazität der Brennstoffventile zu erhöhen, so daß viel Brennstoffgemisch in den Motor eingebracht werden kann, um dort verbrannt zu werden. Hierdurch wird jedoch gleichzeitig die Belastung des Motors erhöht, wodurch die Betriebslebens­ dauer des Motors verkürzt wird. Das andere Verfahren besteht darin, die Verbrennungsgeschwindigkeit zu verbessern, indem genau das Verhältnis von Luft-zu-Brennstoff gesteuert wird. Mit diesem Verfahren kann jedoch der Brennstoff auch nur vollständig ausgenutzt werden. Während des Betriebs des Mo­ tors eines Kraftfahrzeugs wird eine große Menge von heißem Auspuffgas erzeugt und in die Luft ausgestoßen. Die Wärme des Abgases von Kraftfahrzeugen wird einen Treibhauseffekt für die Umwelt erzeugen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaf­ fung eines zusätzlichen Leistungssystems für ein Kraftfahr­ zeug, das Wärme vom Motorkühlsystem des Kraftfahrzeuges auf­ nimmt, um Wasser zu erhitzen, damit dieses dann weiter er­ hitzt und verdampft werden kann, um in Motorleistung umgewan­ delt zu werden. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung besteht in dem Schaffung eines zusätzlichen Leistungssy­ stems für ein Kraftfahrzeug, das Wärme vom Motorauspuffsystem des Kraftfahrzeugs aufnimmt, um Wasser zu erhitzen und zu verdampfen und dann den Dampf in Motorleistung umzuwandeln, um die Motorwelle zu beschleunigen. Noch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines zusätz­ lichen Leistungssystems für ein Kraftfahrzeug, das Wärme vom Fahrzeug aufnimmt, damit dieses keinen Treibhauseffekt für die Umwelt erzeugt.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung wird das zusätzliche Leistungssystem in einem Kraftfahr­ zeug installiert, um Antriebskraft der Motorwelle des Fahr­ zeugs hinzuzufügen. Das zusätzliche Leistungssystem weist ei­ nen Wasservorratsbehälter, eine Vielzahl von Wasservorwärm­ kammern, die in Reihe mit dem Wasservorratsbehälter verbunden sind, um Wasser vom Wasservorratsbehälter aufzunehmen, einen Dampfkessel, der in Reihe mit den Wasservorwärmkammern ver­ bunden ist, um Wasser von den Vorwärmkammern bis zum Siede­ punkt zu erhitzen, eine Wasserpegelkontrolleinrichtung, eine Vielzahl von elektromagnetischen Ventilen, die durch die Was­ serpegelkontrolleinrichtung gesteuert werden, um den Wasser­ durchlaß zwischen dem Wasservorratsbehälter und den Wasser­ vorwärmkammern zu öffnen, eine Wasserkreislaufschleife, die mit dem Motorkühlsystem des Kraftfahrzeugs verbunden ist und durch die Wasservorwärmkammern hindurchgeht, damit Motorkühl­ wasser durch die Wasservorwärmkammern zirkuliert wird, damit das Wasser in den Wasservorwärmkammern durch die Wärme er­ hitzt werden kann, die im Wasser des Motorkühlwassers enthal­ ten ist, ein Auspuffgasführungsrohr, das zwischen dem Aus­ puffsystem des Motors und dem Auspufftopf des Fahrzeugs ver­ bunden ist und durch den Dampfkessel und eine Wasservorwärm­ kammer hindurchgeführt ist, damit Wasser im Dampfkessel bis zum Siedepunkt durch Wärme vom Auspuffgas des Motors des Kraftfahrzeugs erhitzt werden kann, eine Dampfmaschine, die durch den Dampf vom Dampfkessel angetrieben wird, einen Luft­ kompressor, der durch die Dampfmaschine angetrieben wird, ei­ nen pneumatischen Motor, der durch den Luftkompressor ange­ trieben wird und mit seinem Leistungsausgangsende mit der Mo­ torwelle des Kraftfahrzeugs durch einen Treibriemen verbunden ist, und einen Dampfrückgewinnungsbehälter auf, der dazu aus­ gebildet ist, Abdampf von der Dampfmaschine zu sammeln und zum Wasservorratsbehälter zu führen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeich­ nungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Systemblockdiagramm das Antriebszusatzsystem der Erfindung; und

Fig. 2 ein Betriebsflußdiagramm der Betriebsweise des An­ triebszusatzsystems der Erfindung.

Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist die Ausfüh­ rungsform des Antriebszusatzsystems der Erfindung allgemein einen Wasservorratsbehälter N, eine Vielzahl von Wasservor­ wärmkammern H, eine Vielzahl von elektromagnetischen Einweg­ ventilen T, einen Dampfkessel W, eine Dampfmaschine A, einen Luftkompressor F, einen pneumatischen Motor M, einen Dampf­ rückgewinnungsbehälter B und ein druckempfindliches Steuer­ ventil K auf. Der Wasservorratsbehälter N, die Wasservorwärm­ kammern H und der Dampfkessel W sind miteinander in Reihe durch ein Wasserröhrensystem verbunden. Die elektromagneti­ schen Einwegventile T werden durch die Wasserpegelkontroll­ einrichtung L gesteuert, um die Wasservorwärmkammern H zu öffnen bzw. zu schließen. Eine Wasserzirkulationsschleife 10 ist mit dem Motorkühlsystem (z. B. dem Wassertank) C des Kraftfahrzeugs verbunden und geht durch die Wasservorwärmkam­ mern H hindurch, damit Motorkühlwasser durch die Wasservor­ wärmkammern H zirkuliert werden kann. Eine Abgasführungsröhre 10' ist zwischen dem Motorauspuffsystem E und dem Auspufftopf D des Kraftfahrzeugs verbunden und geht durch den Dampfkessel W und die benachbarte Wasservorwärmkammer H hindurch. Der Wasserkessel W ist mit einem Ausgangsanschluß mit dem Ein­ gangsanschluß der Dampfmaschine A verbunden, so daß die Dampfmaschine A durch den Dampf vom Dampfkessel W betrieben wird. Der Ausgangsanschluß der Dampfmaschine A ist mit dem Luftkompressor F verbunden, so daß der Luftkompressor F den pneumatischen Motor M antreiben kann. Das Leistungsausgangs­ ende des pneumatischen Motors M ist mit der Motorwelle des Motors des Kraftfahrzeugs durch einen Treibriemen G verbun­ den. Der Abdampf von der Dampfmaschine A wird durch den Dampfrückgewinnungsbehälter B gesammelt und dann zum Wasser­ reservoir N zurückgeführt. Das druckempfindliche Steuerventil K erfaßt den Druck des Luftkompressors F. Wenn der Dreck des Luftkompressors F einen vorbestimmten Wert erreicht, öffnet das druckempfindliche Steuerventil K sofort den Durchlaß zwi­ schen dem Luftkompressor F und dem pneumatischen Motor M, so daß der pneumatische Motor M in Betrieb gesetzt werden kann. Wenn auf das Gaspedal des Kraftfahrzeuges getreten wird, nachdem der pneumatische Motor M eingeschaltet ist, wird die Ausgangsleistung des pneumatischen Motors M unmittelbar auf die Motorwelle des Kraftfahrzeugs durch den Treibriemen G übertragen.

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Antriebszusatzsystems soll wiederum unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben werden. Das Wasserreservoir N, die Wasservorwärmkammern H und der Dampfkessel W enthalten jeweils ein vorbestimmtes Wasser­ volumen. Wenn der Motor des Kraftfahrzeuges betrieben wird, so wird Motorwärme zum Wassertank des Motorkühlsystems C zum Kühlen übertragen. Heißes Wasser vom Wassertank wird gleich­ zeitig durch die Wasserzirkulationsschleife 10 zirkuliert, wodurch bewirkt wird, daß Wasser in den Wasservorwärmkammern H vorgewärmt wird. Gleichzeitig wird Abgas vom Motorabgassy­ stem E durch das Abgasführungsrohr 10' zum Auspufftopf D ge­ führt. Wenn das heiße Abgas durch das Abgasführungsrohr 10' hindurchgeht, so wird das Wasser in der entsprechenden Was­ servorwärmkammer H und dem Dampfkessel W allmählich bis zum Siedepunkt erhitzt. Dampf vom Dampfkessel W wird dann zur Dampfmaschine A geführt, was bewirkt, daß die Dampfmaschine A den Luftkompressor F antreibt, so daß der Luftkompressor F den pneumatischen Motor M in Betrieb setzen kann. Die Aus­ gangsleistung des pneumatischen Motors M wird dann durch den Treibriemen G auf die Motorwelle des Kraftfahrzeugs übertra­ gen.

Wenn vom Luftkompressor F keine Druckluft zum pneumatischen Motor M geliefert wird, wird der pneumatische Motor M leer mitlaufen. Da der Motor M jedoch ein pneumatischer Motor ist, bewirkt er wenig Reibungskraft (unterhalb 50 kg), wenn er leer läuft. Daher wird wenig Widerstandskraft durch den pneu­ matischen Motor gegen die Wirkung der Motorwelle erzeugt, wenn der Luftkompressor F keine Druckluft zum pneumatischen Motor M liefert. Da das druckempfindliche Steuerventil K zwi­ schen dem Luftkompressor F und dem pneumatischen Motor M an­ gebracht ist, so wird, wenn der Druck des Luftkompressors F einen vorbestimmten Wert überschreitet, das druckempfindliche Steuerventil K geöffnet, um Druckluft vom Luftkompressor F zum pneumatischen Motor M durchzulassen, wodurch der pneuma­ tische Motor M in Betrieb gesetzt wird. Das Drehmoment des pneumatischen Motors M wird dann durch den Treibriemen G zur Motorwelle übertragen, und daher wird die Ausgangsleistung der Motorwelle erhöht. Wenn die Motorleistung 3000 kg beträgt und die Drehkraft des pneumatischen Motors M 300 kg beträgt, so wird die Ausgangsleistung der Motorwelle 3000 + 300 = 3300 kg sein. Die Installation der Wasserpegelkontrolleinrichtung L und der elektromagnetischen Einwegventile T ermöglicht es, daß der Wasserpegel der Wasservorwärmkammern H automatisch gesteuert werden kann. Da der Dampfrückgewinnungsbehälter B Abdampf für wiederholten Gebrauch sammelt, verbraucht das An­ triebszusatzsystem nur eine kleine Menge von Wasser.

Man wird verstehen, daß die Zeichnungen nur Illustrations­ zwecken dienen sollen und nicht als Definition der Grenzen und des Schutzbereiches der hier offenbarten Erfindung dienen sollen.

Claims (3)

1. Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es mit einem Antriebszusatzsystem versehen ist, das aufweist:
einen Wasservorratsbehälter (N);
eine Vielzahl von Wasservorwärmkammern (H), die in Reihe mit dem Wasservorratsbehälter (N) verbunden sind, um Was­ ser von demselben zu erhalten;
einen Dampfkessel (W), der in Reihe mit den Wasservor­ wärmkammern (H) verbunden ist, um Wasser von den Wasser­ vorwärmkammern (H) auf den Siedepunkt zu erhitzen;
eine Wasserpegelkontrolleinrichtung (L);
eine Vielzahl von elektromagnetischen Einwegventilen (T), die durch die Wasserpegelkontrolleinrichtung (L) gesteu­ ert werden, um den Wasserdurchlaß zwischen dem Wasservor­ ratsbehälter (N) und den Wasservorwärmkammern (H) zu öff­ nen;
eine Wasserzirkulationsschleife (10), die mit dem Motor­ kühlsystem (C) des Kraftfahrzeugs verbunden ist und durch die Wasservorwärmkammern (H) hindurchgeht, um Motorkühl­ wasser durch die Vorwärmkammern (H) in Kreislauf zu füh­ ren, wodurch das Wasser in den Wasservorwärmkammern (H) durch Wärme aufgewärmt wird, die im Wasser des Motorkühl­ wassers enthalten ist;

ein Abgasführungsrohr (10'), das zwischen dem Motorabgas­ system (E) und dem Auspufftopf (D) des Kraftfahrzeugs verbunden ist und durch den Dampfkessel (W) und eine Was­ servorwärmkammer (H) hindurchgeht, damit Wasser im Dampf­ kessel (W) bis zum Siedepunkt durch Wärme vom Abgas des Motors des Kraftfahrzeugs erwärmt wird;
eine Dampfmaschine (A), die durch Dampf von dem Dampfkes­ sel (W) betrieben wird;
einen Luftkompressor (F), der durch die Dampfmaschine (A) angetrieben wird;
einen pneumatischen Motor (M), der durch den Luftkompres­ sor (F) betrieben wird und mit seinem Leistungsausgangs­ ende mit der Motorwelle des Kraftfahrzeugs durch einen Treibriemen (G) verbunden ist; und
einen Dampfrückgewinnungsbehälter (B), der zum Sammeln von Abdampf von der Dampfmaschine (A) und zum Führen des­ selben zum Wasservorratsbehälter (N) ausgebildet ist.

2. Antriebssystem nach Anspruch 1, das weiter ein druckemp­ findliches Steuerventil (K) aufweist, das zwischen dem Luftkompressor (F) und dem pneumatischen Motor (M) ange­ bracht ist und geöffnet wird, um Druckluft vom Luftkom­ pressor (F) zum pneumatischen Motor (M) hindurchzulassen, wenn der Druck der Druckluft vom Luftkompressor (F) einen vorbestimmten Wert überschreitet.