DE29600928U1

DE29600928U1 - Antriebsaggregat für Verdrängerboote

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Publication number: DE29600928U1
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Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2006-01-20

Description

(17 541) Antriebsaggregat für Verdränqerboote

Die Neuerung betrifft ein Antriebsaggregat, insbesondere Hybrid-Antriebsaggregat für Verdrängerboote, bestehend aus einem kühlbaren Verbrennungsmotor, der mit einem E-Motor als Antrieb für die Schraubenwelle in Verbindung steht.

Derartige Antriebsaggregate sind bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftliehen Nachweises bedarf.

Mit Rücksicht auf Gewässerschutzvorschriften, Schadstoffausstoß und letztlich auch Geräuschdämmung haben sich auch solche Antriebsaggregate als verbesserungsbedürftig, aber auch als verbesserungsfähig erwiesen, und der Neuerung·liegt die Aufgabe zugrunde, bei möglichst einfacher Gestaltung des Antriebsaggregats diesen erhöhten Anforderungen zu genügen, und zwar verbunden mit der Magßgabe, das zur Kühlung benutzte Medium für eine "Abgasverdünnung" mit auszunutzen, wobei aber auch der Wärmeabgabe und Geräuschdämmung im Boot Rechnung getragen sein soll.

Diese Aufgabe ist mit einem Antriebsaggregat der eingangs genannten Art nach der Neuerung dadurch gelöst, daß der Verbrennungsmotor mit einem Gebläse gekoppelt und mit

diesem zusammen in einem schallgedämpfte Wandungen aufweisenden Gehäuse angeordnet und dieses mit einer Zuluftöffnung und einer Abgasöffnung versehen ist, zwischen welchen Öffnungen sich eine Trennwand mit Überströmöffnung befindet, wobei die Druckseite des Gebläses an einem den kühlbaren Teil des Verbrennungsmotors mit umfassenden Kanal angeschlossen ist, der seinerseits an der Überströmöffnung der Trennwand ausmündet, welche Überströmöffnung vom Abgasrohr des Verbrennungsmotors durchgriffen wird, das frei in innerhalb eines von der Trennwand im Gehäuse abgeteilten, zur Abgasöffnung führenden Abgaskanales endet, an dessen Abgasöffnung das Ausblasrohr angeschlossen ist.

Unter "den kühlbaren Teilen" des Verbrennungsmotors ist dabei zu verstehen, daß der bspw. mit Kühlrippen versehene Zylinderkopf direkt oder ein mit diesem in Verbindung stehender Wärmetauscher, sprich Kühler, im Luftführungskanal angeordnet ist und von der druckseitig vom Gebläse gelieferten Luft umströmt bzw. durchströmt wird. Diese Kühlluft, deren Volumen etwa dem 10-fachen der Abgasmenge entspricht, dient dann zur "Verdünnung" der Motorabgase, die dadurch auf oxydiert und von ca. 500 "C auf ca. 200⁰C heruntergekühlt werden, wobei vorteilhaft die bei luftgekühlten Motoren auftretende Gefahr der Heißkorrosion ganz wesentlich reduziert ist. Soweit bekannt, wurde dies bisher nur dadurch erreicht, daß man das Motorkühlwasser in den Abgasstutzen einleitete, was aber zu einem beträchtlichen Schadstoffaustrag ins Wasser führt.

Außerdem ist das Ganze mit einer Taupunktabsenkung verbunden, so daß auch praktisch kein Kondensatanfall mehr auftreten kann. Da das Ganze in einem in sich geschlossenen, schallgedämpften Gehäuse untergebracht ist, liegen auch insoweit ideale Verhältnisse vor, ganz abgesehen davon, daß der wesentliche Teil dieses Gehäuses unter Unterdruck steht und mit Rücksicht darauf kein sonst erforderlicher und vorgeschriebener separat zu installierende "Bilgenventilator" erforderlich ist.

Wie erwähnt, wird das Antriebsaggregat vorzugsweise als Hybridantrieb ausgebildet, wobei also Verbrennungsmotor und Generator lediglich zur Aufladung der Batterie bzw. Batterien dienen, die dann mit konstanter Energieabgabe den &Egr;-Motor als eigentlichen Bootsantrieb mit Antriebsenergie versorgen.

Unabhängig davon, und da es hierbei entscheidend um die Kühlung, Minimierung des Schadstoffaustrages und die Geräuschdämmung geht, kann das Ganze aber auch unter Beibehaltung der Kühlluftführung bei einer Direktkopplung des Verbrennungsmotors mit dem &Egr;-Motor als eigentlichen Bootsantrieb zur Anwendung kommen, wobei die diesbezüglich gegebenen anderen Leistungs- und Drehmomentverhältnisse keiner besonderen Erläuterung bedürfen, da diese dem Fachmann für Bootsantriebe ohne weiteres geläufig sind. Sofern das Antriebsaggregat bevorzugt als Hybrid-Antriebsaggregat vorgesehen ist, ist der Verbrennungsmotor mit seiner Welle mit einem im Saugluftstrom vor dem

Motor angeordneten Generator gekoppelt, der über ein Kabel unter Zwischenschaltung einer Batterie mit dem E-Motor verbunden ist. Für diesen &Egr;-Motor wird vorzugsweise ein sogenannter Scheibenläufermotor benutzt, der auch bei entsprechender Schaltung und typengleich als Generator verwendet wird, der dann unmittelbar mit der Abtriebswelle des Verbrennungsmotors gekoppelt ist.

Obgleich das Gehäuse selbst aus schallgedämpften Wandungen besteht, wird der Abgasstutzen des Verbrennungsmotors nicht einfach in den die Abgasenden führende Teil des Gehäuses eingeleitet, sondern in diesem Teil ist ein Abgasschalldämpfer angeordnet, wobei dessen Abgasstutzen offen in den Abgaskanal des Gehäuses ausmündet. Um den Abgasschalldämpfer im Abgasteil des Gehäuses unterbringen zu können, ist der Abgaskanal im Anordnungsbereich zu einer erweiterten Kammer ausgebildet, was noch näher erläutert wird.

Zur Schwingungsdämpfung und damit weiteren Geräuschdämpfung ist der Verbrennungsmotor vorteilhaft auf Schwingungsdämpfern gelagert, die ihrerseits in einem auf Schwingungsdämpfern gelagerten Träger angeordnet sind.

Vorteilhaft und mit Rücksicht auf unter ungünstigen Bedingungen etwa austretende Betriebsmitteldämpfe ist im Gehäuse auch der Betriebsmitteltank für den Verbrennungsmotor unterhalb der oberen Abschlußwand des Gehäuses mit angeordnet, das - sofern nicht die ganze obere Wand des

Gehäuses aufklappbar ist - im Füllbereich des Betriebsmitteltanks eine entsprechend verschließbare Öffnung aufweist.

Bei einer Leistungsgröße des Verbrennungsmotors von bspw. 2 KW hat das Gehäuse eine Höhe von nur ca. 30 cm, eine Breite von ca. 50 cm und eine Tiefe von nur ca. 40 cm. Um auch etwaigen Ölleckagen des Verbrennungsmotors Rechnung zu tragen, ist ferner vorteilhaft bodenseitig im Gehäuse eine Bodenwanne angeordnet, die sich mindestens unter dem Verbrennungsmotor erstreckt, d.h. zweckmäßig wird die Wanne jedoch so groß bemessen, daß sie innerhalb des Gehäuses als Träger auch so ausbildbar ist, daß die Wanne mit dem Gesamtaggregat aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann.

Das neuartige Antriebsaggregat wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt stark schematisiert

Fig. 1 in Form einer Blockdarstellung das Antriebsaggregat in Form eines Hybrid-Antriebes und

Fig. 2 die Lagerung des Verbrennungsmotors bspw. in Anordnung auf einer Bodenwanne.

Das Antriebsaggregat besteht grundsätzlich und wie bisher auch schon aus einem kühlbaren Verbrennungsmotor 1, der mit einem E-Motor 2 als Antrieb für die Schraubenwelle 3

in Wirkverbindung steht. Für ein solches Antriebsaggregat ist nun wesentlich, daß der Verbrennungsmotor 1 mit einem Gebläse 4 gekoppelt und mit diesem zusammen in einem schallgedämpfte Wandungen 5 aufweisenden Gehäuse 6 angeordnet ist und dieses mit einer Zuluftöffnung 7 und einer Abgasöffnung 8 versehen ist, zwischen welchen Öffnungen 7, 8 sich eine Trennwand 9 mit Überströmöffnung 10 befindet. Die Druckseite des Gebläses 4 ist an einem den kühlbaren Teil des Verbrennungsmotors 1 mit umfassenden Kanal 11 angeschlossen, der seinerseits an der Überströmöffnung 10 der Trennwand ausmündet. Diese Überströmöffnung 10 wird dabei, wie dargestellt, vom Abgasrohr l" des Verbrennungsmotors 1 durchgriffen, das frei im innerhalb eines von der Trennwand 9 im Gehäuse 6 abgeteilten, zur Abgasöffnung 8 führenden Abgaskanals 12 endet, an dessen Abgasöffnung 8 das Ausblasrohr 13 angeschlossen ist.

Da sich das Ausführungsbeispiel auf einen Hybridantrieb bezieht, ist'der Verbrennungsmotor 1 mit seiner Welle 1' mit einem im Saugluftstrom vor dem Motor 1 angeordneten Generator 14 gekoppelt, der über ein Kabel K unter Zwischenschaltung einer Batterie B mit dem E-Motor 2 verbunden ist. Sowohl für den Generator 14 als auch den E-Motor 2 können vorteilhaft und wie vorerwähnt bei entsprechender Schaltung in bezug auf die Batterie B typengleiche Scheibenläufer verwendet werden.

Wie dargestellt, mündet das Abgasrohr l". des Verbrennungsmotors 1 nicht unmittelbar in den Abgasteil des Ge-

häuses 6 aus, sondern das Abgasrohr 1" des Verbrennungsmotors 1 ist an einem Abgasschalldämpfer 16 angeschlossen, der in einer erweiterten Kammer 12' des Abgaskanales 12 angeordnet und mit einem offen in den Abgaskanal 12 weisenden Abgasstutzen 12" versehen ist, der also injektorartig in den engen Teil des Abgaskanales ausmündet, in dem sich dann Abgase und Kühlluft mischen und das Gehäuse 6 durch die Abgasöffnung 8 verlassen, an die sich das vorzugsweise doppelwandig ausgebildete Abblasrohr 13 anschließt, das am Boot ein gutes Stück oberhalb der Wasserlinie ausmündet.

Im Gehäuse 6 ist auch der Betriebsmitteltank TA für den Verbrennungsmotor 1 unterhalb der oberen Abschlußwand 6' des Gehäuses 6 mit angeordnet und insofern für eine Befüllung gut zugänglich.

Unter Verweis auf Fig. 2 ist der Verbrennungsmotor 1 aus den vorerwähnten Gründen auf Schwingungsdämpfern SD gelagert, die ihrerseits wiederum auf einem auf Schwingungsdämpfern SD¹ gelagerten Träger T angeordnet sind. Dieser Träger T kann bspw. aus zwei entsprechend stabilen Bügeln gebildet sein. Ebenfalls aus vorerwähnten Gründen ist das Ganze auf einer flachen Bodenwanne 15 installiert, auf der auch Stützen S für den Träger T angeordnet sind und die in bezug auf das Gehäuse 6 aus diesem ggf. herausziehbar ausgestaltet ist.

Die energetische Verbindung zwischen dem beschriebenen Antriebsaggregat und dem E-Motor 2 als Schraubenwellenantrieb erfolgt lediglich über ein Kabel K, das via Batterie B zum &Egr;-Motor führt.

Claims

(17 541) Schutzansprüche:

1. Antriebsaggregat, insbesondere Hybrid-Antriebsaggregat für Verdrängerboote, bestehend aus einem kühlbaren Verbrennungsmotor (1), der mit einem E-Motor (2) als Antrieb für die Schraubenwelle (3) in Wirkverbindung steht,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbrennungsmotor (1) mit einem Gebläse (4) gekoppelt und mit diesem zusammen in einem schallgedämpfte Wandungen (5) aufweisenden Gehäuse (6) angeordnet und dieses mit einer Zuluftöffnung (7) und einer Abgasöffnung (8) versehen ist, zwischen welchen Öffnungen (7, 8) sich eine Trennwand (9) mit Überströmöffnung (10) befindet,

wobei die Druckseite des Gebläses (4) an einem den kühlbaren Teil des Verbrennungsmotors (1) mit umfassenden Kanal (11) angeschlossen ist, der seinerseits an der Überströmöffnung (10) der Trennwand (9) ausmündet, welche Überströmöffnung (10) vom Abgasrohr (I") des Verbrennungsmotors (1) durchgriffen wird, das frei im innerhalb eines von der Trennwand (9) im Gehäuse (6) abgeteilten, zur Abgasöffnung (8) führenden Abgaskanals (12) endet, an dessen Abgasöffnung (8) das Ausblasrohr (13) angeschlossen ist.

2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Verbrennungsmotor (1) mit seiner Welle (1' ) mit einem im Saugluftstrom vor dem Motor (1) angeordneten Generator (14) gekoppelt ist, der über ein Kabel (K) unter Zwischenschaltung einer Batterie (B) mit dem E-Motor (2) verbunden ist.

3. Antriebsaggregat nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Generator (14) und der E-Motor (2) in Form identischer, sogenannter Scheibenläufer ausgebildet sind.

4. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß bodenseitig im Gehäuse (6) eine Bodenwanne (15) angeordnet ist, die sich mindestens unter dem Verbrennungsmotor (1) erstreckt.

5. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Abgasrohr (11) des Verbrennungsmotors (1), an einem Abgasschalldämpfer (16) angeschlossen, dieser in einer erweiterten Kammer (12') des Abgaskanales (12) angeordnet und mit einem offen in den Abgaskanal (12) weisenden Abgasstutzen (12") versehen ist.

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6. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (1) auf Schwingungsdämpfern (SD) gelagert ist, die ihrerseits in einem auf Schwingungsdämpfern (SD') gelagerten Träger (T) angeordnet sind.

7. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (6) auch der Betrxebsmitteltank (TA) für den Verbrennungsmotor (1) unterhalb der oberen Abschlußwand (6') des Gehäuses (6) angeordnet ist.