DE29600928U1 - Drive unit for displacement boats - Google Patents
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Description
(17 541) Antriebsaggregat für Verdränqerboote (17 541) Propulsion unit for displacement boats
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.The innovation concerns a drive unit, in particular a hybrid drive unit for displacement boats, consisting of a coolable combustion engine that is connected to an electric motor as a drive for the propeller shaft.
Derartige Antriebsaggregate sind bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich keines besonderen druckschriftliehen Nachweises bedarf.Such drive units are known and in use, so that no special written evidence is required in this regard.
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.With regard to water protection regulations, pollutant emissions and ultimately also noise insulation, such drive units have also proven to be in need of improvement, but also capable of improvement, and the innovation is based on the task of meeting these increased requirements with the simplest possible design of the drive unit, combined with the ability to use the medium used for cooling to "dilute exhaust gases", while also taking into account heat emission and noise insulation in the boat.
Diese Aufgabe ist mit einem Antriebsaggregat der eingangs genannten Art nach der Neuerung dadurch gelöst, daß der Verbrennungsmotor mit einem Gebläse gekoppelt und mitThis task is solved with a drive unit of the type mentioned above according to the innovation in that the combustion engine is coupled with a fan and with
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.this is arranged together in a housing with sound-insulated walls and this is provided with an air supply opening and an exhaust opening, between which openings there is a partition wall with an overflow opening, the pressure side of the fan being connected to a channel that encompasses the coolable part of the internal combustion engine, which in turn opens out at the overflow opening of the partition wall, which overflow opening is penetrated by the exhaust pipe of the internal combustion engine, which ends freely within an exhaust duct separated from the partition wall in the housing and leading to the exhaust opening, to whose exhaust opening the blow-out pipe is connected.
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.The term "coolable parts" of the combustion engine means that the cylinder head, which is provided with cooling fins, for example, or a heat exchanger, i.e. cooler, is arranged directly in the air duct and is surrounded or flowed through by the air supplied by the blower on the pressure side. This cooling air, the volume of which is approximately 10 times the amount of exhaust gas, then serves to "dilute" the engine exhaust gases, which are thereby oxidized and cooled down from approx. 500 "C to approx. 200 0 C, which advantageously significantly reduces the risk of hot corrosion that occurs with air-cooled engines. As far as is known, this has only been achieved so far by introducing the engine cooling water into the exhaust pipe, but this leads to a considerable discharge of pollutants into the water.
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.In addition, the whole thing is linked to a dew point reduction, so that practically no condensate can occur. Since the whole thing is housed in a self-contained, soundproofed housing, ideal conditions are also present in this respect, quite apart from the fact that the main part of this housing is under negative pressure and, in view of this, no "bilge fan" that would otherwise be required and prescribed to be installed separately is required.
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.As mentioned, the drive unit is preferably designed as a hybrid drive, whereby the combustion engine and generator only serve to charge the battery or batteries, which then supply the Egr; motor as the actual boat drive with drive energy with a constant energy output.
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 demIrrespective of this, and since the decisive factors here are cooling, minimizing the emission of pollutants and soundproofing, the whole thing can also be used while retaining the cooling air flow with a direct coupling of the combustion engine with the Egr; engine as the actual boat drive, whereby the other power and torque ratios given in this regard do not require any special explanation, since these are readily known to the boat drive specialist. If the drive unit is preferably intended as a hybrid drive unit, the combustion engine and its shaft are connected to a fan in the intake air flow in front of the
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.Motor is coupled to a generator arranged in the engine, which is connected to the electric motor via a cable with an interposed battery. For this Egr; motor, a so-called disc rotor motor is preferably used, which is also used as a generator with the appropriate circuit and of the same type, which is then directly coupled to the output shaft of the combustion engine.
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.Although the housing itself consists of sound-insulated walls, the exhaust pipe of the combustion engine is not simply introduced into the part of the housing that carries the exhaust gas ends, but an exhaust silencer is arranged in this part, with its exhaust pipe opening openly into the exhaust duct of the housing. In order to be able to accommodate the exhaust silencer in the exhaust part of the housing, the exhaust duct is designed into an extended chamber in the arrangement area, which will be explained in more detail below.
Zur Schwingungsdämpfung und damit weiteren Geräuschdämpfung ist der Verbrennungsmotor vorteilhaft auf Schwingungsdämpfern gelagert, die ihrerseits in einem auf Schwingungsdämpfern gelagerten Träger angeordnet sind.To dampen vibrations and thus further reduce noise, the combustion engine is advantageously mounted on vibration dampers, which in turn are arranged in a support mounted on vibration dampers.
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 desAdvantageously and with consideration for operating fluid vapors that may escape under unfavourable conditions, the operating fluid tank for the combustion engine is also arranged in the housing below the upper end wall of the housing, which - if the entire upper wall of the
Gehäuses aufklappbar ist - im Füllbereich des Betriebsmitteltanks eine entsprechend verschließbare Öffnung aufweist. Housing can be opened - has a correspondingly closable opening in the filling area of the operating fluid tank.
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.If the combustion engine has an output of 2 KW, for example, the housing is only about 30 cm high, about 50 cm wide and about 40 cm deep. In order to take account of any oil leaks from the combustion engine, it is also advantageous to have a base pan on the bottom of the housing that extends at least under the combustion engine, i.e. the pan is preferably dimensioned so large that it can be designed as a support within the housing so that the pan can be pulled out of the housing with the entire unit.
Das neuartige Antriebsaggregat wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.The new drive unit is explained in more detail below using a drawing of an example of implementation.
Es zeigt stark schematisiertIt shows very schematically
Fig. 1 in Form einer Blockdarstellung das Antriebsaggregat in Form eines Hybrid-Antriebes undFig. 1 in the form of a block diagram the drive unit in the form of a hybrid drive and
Fig. 2 die Lagerung des Verbrennungsmotors bspw. in Anordnung auf einer Bodenwanne.Fig. 2 the mounting of the combustion engine, for example in arrangement on a floor pan.
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 3The drive unit basically consists, as before, of a coolable combustion engine 1, which with an electric motor 2 as a drive for the propeller shaft 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.is in operative connection. For such a drive unit, it is now essential that the internal combustion engine 1 is coupled to a blower 4 and is arranged together with this in a housing 6 with sound-insulated walls 5 and that this is provided with an air intake opening 7 and an exhaust opening 8, between which openings 7, 8 there is a partition wall 9 with an overflow opening 10. The pressure side of the blower 4 is connected to a channel 11 which encloses the coolable part of the internal combustion engine 1 and which in turn opens out at the overflow opening 10 of the partition wall. This overflow opening 10 is penetrated, as shown, by the exhaust pipe 1" of the internal combustion engine 1, which ends freely in an exhaust duct 12 which is separated from the partition wall 9 in the housing 6 and leads to the exhaust opening 8, to the exhaust opening 8 of which the blow-out pipe 13 is connected.
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.Since the embodiment relates to a hybrid drive, the combustion engine 1 is coupled with its shaft 1 to a generator 14 arranged in the intake air flow in front of the engine 1, which is connected to the electric motor 2 via a cable K with an interposition of a battery B. Disc rotors of the same type can be used advantageously for both the generator 14 and the electric motor 2, as mentioned above, with appropriate wiring in relation to the battery B.
Wie dargestellt, mündet das Abgasrohr l". des Verbrennungsmotors 1 nicht unmittelbar in den Abgasteil des Ge-As shown, the exhaust pipe l" of the combustion engine 1 does not lead directly into the exhaust part of the
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.housing 6, but the exhaust pipe 1" of the combustion engine 1 is connected to an exhaust silencer 16, which is arranged in an expanded chamber 12' of the exhaust duct 12 and is provided with an exhaust nozzle 12" pointing open into the exhaust duct 12, which thus opens like an injector into the narrow part of the exhaust duct, in which exhaust gases and cooling air then mix and leave the housing 6 through the exhaust opening 8, to which the preferably double-walled blow-off pipe 13 is connected, which opens on the boat a good distance above the waterline.
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.The operating fluid tank TA for the combustion engine 1 is also arranged in the housing 6 below the upper end wall 6' of the housing 6 and is therefore easily accessible for filling.
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.With reference to Fig. 2, the internal combustion engine 1 is mounted on vibration dampers SD for the reasons mentioned above, which in turn are arranged on a support T mounted on vibration dampers SD 1. This support T can be formed, for example, from two suitably stable brackets. Also for the reasons mentioned above, the whole is installed on a flat base pan 15 on which supports S for the support T are also arranged and which is designed to be removable from the housing 6 if necessary.
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.The energy connection between the described drive unit and the electric motor 2 as a screw shaft drive is only made via a cable K, which leads to the Egr; motor via battery B.
Claims (7)
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,characterized,
that the internal combustion engine (1) is coupled to a fan (4) and is arranged together with the latter in a housing (6) having sound-insulated walls (5) and the housing is provided with an air inlet opening (7) and an exhaust gas opening (8), between which openings (7, 8) there is a partition wall (9) with an overflow opening (10),
dadurch gekennzeichnet,2. Drive unit according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Drive unit according to claim 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,4. Drive unit according to one of claims 1 to 3,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,5. Drive unit according to one of claims 1 to 4,
characterized,
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| EP2671791A1 (en) * | 2012-06-04 | 2013-12-11 | Caterpillar Motoren GmbH & Co. KG | Damped engine support |
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| DE900788C (en) * | 1944-06-15 | 1954-01-04 | Pleuger K G | Propulsion device for ships |
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1996
- 1996-01-19 DE DE29600928U patent/DE29600928U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Date | Code | Title | Description |
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