DE19927382A1 - Verbrennungsmotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen als Turbomaschine ausgebildeten Verbrennungsmotor, der gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren einen höheren Wirkungsgrad aufweist. Erfindungsgemäß sind zumindest zwei kammförmig ineinandergreifende Schraubenspindeln vorgesehen, die zusammen mit einem Stator sich jeweils über einen Gewindeabschnitt erstreckende, weitgehend abgeschlossene Förderkammern bilden, die bei Drehung der Schraubenspindeln von einem vorgeschalteten, an einem Ansaugstutzen angeschlossenen Verdichter in axialer Förderrichtung zu einer mit dem Verdichter auf der gleichen Schraubenspindel arbeitenden, die Arbeitsmaschine bildenden und in einen Auspuff mündenden Expansionsmaschine verschoben werden und auf diesem Verschiebeweg nacheinander eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung und eine Zündeinrichtung passieren.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der gemäß der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe einen im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren verbesserten Wirkungsgrad auf­ weisen soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Verbren­ nungsmotor mit zumindest zwei achsparallelen, in entgegengesetz­ ten Umdrehungsrichtungen aber mit gleicher Drehgeschwindigkeit antreibbaren, kammförmig ineinandergreifenden Schraubenspindeln, die zusammen mit einem sie mantelseitig dicht umschließenden, gekühlten Stator sich jeweils über einen Gewindeabschnitt er­ streckende, weitgehend abgeschlossene Förderkammern bilden, die bei Drehung der Schraubenspindeln von einem vorgeschalteten, an einem Ansaugstutzen angeschlossenen Verdichter in axialer För­ derrichtung zu einer mit dem Verdichter auf der gleichen Schrau­ benspindel arbeitenden, die Arbeitsmaschine bildenden und in einen Auspuff mündenden Expansionsmaschine verschoben werden und auf diesem Verschiebeweg nacheinander eine Kraftstoff-Einspritz­ vorrichtung und eine Zündeinrichtung passieren.

Der als Dekompressor ausgebildete Motor kann eine sich über sei­ ne gesamte axiale Länge erstreckende Mantelkühlung und zu­ sätzlich auch noch eine durch die jeweils als Hohlwelle ausge­ bildeten Schraubenspindeln hindurchgeführte Kühlung aufweisen.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Verbren­ nungsmotor mit teilweise aufgebrochenem Mantelge­ häuse;

Fig. 2 den Verbrennungsmotor gemäß Fig. 1 in Draufsicht mit hochgeklappter Motorabdeckung und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab in Draufsicht eine Prin­ zipskizze von zwei miteinander kämmenden Schrau­ benspindeln.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Turboma­ schine mit zwei achsparallelen, in entgegengesetzten Umdrehungs­ richtungen aber mit gleicher Drehgeschwindigkeit antreibbaren, kammförmig ineinandergreifenden Schraubenspindeln 1, 2, die in Lagern 3 gelagert sind und über Zahnräder 4 miteinander in Dreh­ verbindung stehen.

Fig. 3 läßt erkennen, daß die beiden Schraubenspindeln 1, 2 zusammen mit einem sie dicht umschließenden Stator 5 sich je­ weils über einen Gewindeabschnitt 6 erstreckende, weitgehend abgeschlossene Förderkammern 7 bilden, die bei Drehung der Schraubenspindeln 1, 2 in axialer Förderrichtung 8 verschoben werden. In der axialen Förderrichtung 8 passieren die Förderkam­ mern 7 der Schraubenspindeln 1, 2 nacheinander eine Kraftstoff- Einspritzvorrichtung 11 und eine Zündeinrichtung 12.

Jeder Schraubenspindel 1, 2 ist ein drehfest mit ihr verbundener Verdichter 13 vorgeschaltet, der an einen Ansaugstutzen 14 ange­ schlossen ist und als Schraubverdichter ausgebildet ist.

Die nacheinander durch die Rotation der Schraubenspindeln 1, 2 angeförderten Förderkammern 7 öffnen sich gegenüber einer nach­ geschalteten, mit dem Verdichter 13 auf der gleichen Schrauben­ spindel 1, 2 arbeitenden, die Arbeitsmaschine bildenden und in einen Auspuff 15 mündenden Expansionsmaschine 16, in der das in den Förderkammern 7 aufbereitete und dann gezündete Kraftstoff/- Luft-Gemisch Arbeit leistet.

Die Turbomaschine ist mit einer sich über ihre gesamte axiale Länge erstreckenden Mantelkühlung 17 ausgestattet. Zusätzlich kann noch eine durch die jeweils als Hohlwelle ausgebildeten Schraubenspindeln 1, 2 hindurchgeführte Kühlung 18 vorgesehen sein.

Die von dem Verdichter 13 über den Ansaugstutzen 14 angesaugte Luft kann auf z. B. 6-14 bar verdichtet und dann an die Förder­ kammern 7 der als axiale Transportvorrichtung arbeitenden Schraubenspindeln 1, 2 abgegeben werden. Letztere fördern die in den einzelnen Förderkammern 7 eingeschlossene, vorverdichtete Luft in axialer Förderrichtung 8 zu der Expansionsmaschine 16, wobei auf dieser Förderstrecke das in den Förderkammern 7 einge­ schlossene Luftvolumen mit Kraftstoff vermischt und anschließend gezündet wird. Die Expansion des verbrannten bzw. noch verbren­ nenden Arbeitsmediums erfolgt dann in die Expansionsmaschine 16 hinein, in der noch eine Nachverbrennung stattfinden kann. Dabei sollte zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades der motorseitige Luft/Brennstoff-Verdichtungsgrad größer sein als der auf der Kompressorseite. Für die Expansionsmaschine 16 ist hierfür eine größere axiale Baulänge vorzusehen.

Claims (4)

1. Verbrennungsmotor mit zumindest zwei achsparallelen, in entgegengesetzten Umdrehungsrichtungen aber mit gleicher Drehgeschwindigkeit antreibbaren, kammförmig ineinander­ greifenden Schraubenspindeln (1, 2), die zusammen mit einem sie mantelseitig dicht umschließenden, gekühlten Stator (5) sich jeweils über einen Gewindeabschnitt (6) erstreckende, weitgehend abgeschlossene Förderkammern (7) bilden, die bei Drehung der Schraubenspindeln (1, 2) von einem vorgeschal­ teten, an einem Ansaugstutzen (14) angeschlossenen Verdich­ ter (13) in axialer Förderrichtung (8) zu einer mit dem Verdichter (13) auf der gleichen Schraubenspindel (1, 2) arbeitenden, die Arbeitsmaschine bildenden und in einen Auspuff (15) mündenden Expansionsmaschine (16) verschoben werden und auf diesem Verschiebeweg nacheinander eine Kraftstoff-Einspritzvorrichtung (11) und eine Zündeinrich­ tung (12) passieren.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine sich über seine gesamte axiale Länge erstreckende Man­ telkühlung (17).

3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kühlung (18) auch durch die jeweils als Hohlwelle ausgebildeten Schraubenspindeln (1, 2) hindurch­ geführt ist.

4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verdichter (13) ein Schraubverdichter ist.