Brennkraftmaschine Internal combustion engine
Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegrif dea Patentanspruches 1.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
Es kann davon ausgegangen werden, daß es aufgrund der derzeit hohe Erdölförderraten in absehbarer Zeit zu einer Verknappung des Kraftstoffe kommen wird, so daß kurzfristig der Einsatz von Brenπkraftmaschinen mi geringem Kraftstof verbrauch und mittfei- bezw. langfristig der Einsatz vo Alternativkraftstoffen wie Methanol oder Wasserstoff unerläßlich wird, de mit Hilfe der Kernfusionsenergie durch Spaltung aus Wasser gewonnen werde kann. Die heute schon sehr hohe Umweltbelastung, zu der der weltweit star angestiegene Straßenverkehr wesentlich beiträgt, erfordert bereits kurz fristig unbedingt eine Senkung der Schadstoffemission von Kraftfahrzeug motoren.It can be assumed that the currently high oil production rates will lead to a shortage of fuels in the foreseeable future, so that the use of internal combustion engines with low fuel consumption in the short term and medium or low. In the long term, the use of alternative fuels such as methanol or hydrogen will become indispensable, which can be obtained from water by splitting with the help of nuclear fusion energy. The already very high environmental impact, to which the global star increased road traffic makes a significant contribution, requires a short-term reduction in pollutant emissions from motor vehicle engines.
Eine wesentliche Verbesserung der Eigenschaften der heute scho weitestgehend optimierten Otto- und Dieselmotoren kann nicht mehr erwarte werden. Eine nennenswerte KraftstoffVerbrauchssenkung von Dieselmotore erscheint allenfalls bei Einsatz von Keramikmaterial möglich, das eine Er höhung der mittleren Wandtemperaturen erlauben und damit eine Verringerun der durch Kühlung verursachten Verluste ermöglichen würde. Keramikwerk stoffe sind jedoch bekanntermaßen anfällig gegenüber hohen Schlagbela
stungen und großen Temperatursprüngen. Beide Belastungen treten jedoch in hohem Maße bei den bekannten Explosionsmotoren auf, weshalb zumindest bisher die Entwicklung eines funktionsfähigen Keramikmotors nicht geluneπ und auf der Grundlage der Diesel- oder Ottomotoren auch nicht erwartet werden kann.A significant improvement in the properties of today's petrol and diesel engines, which have been largely optimized, can no longer be expected. A noteworthy reduction in the fuel consumption of diesel engines seems at most possible when using ceramic material, which would allow an increase in the mean wall temperatures and thus a reduction in losses caused by cooling. Ceramic materials are known to be susceptible to high impact loads stung and large jumps in temperature. However, both loads occur to a high degree in the known explosion engines, which is why, at least so far, the development of a functional ceramic engine has not been successful and cannot be expected on the basis of diesel or gasoline engines.
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer Brennkraftmaschineπ zugrunde, die einerseits keine oder zumindest wesent¬ lich verringerte Schlagbelastung verursacht und deren Betrieb andererseits gegenüber den bekannten Motoren wesentlich geringere Temperatursprünge mit sich bringt.The object of the present invention is to create an internal combustion engine which, on the one hand, causes no or at least substantially reduced impact load and, on the other hand, the operation of which brings with it significantly smaller temperature jumps than the known engines.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den im Patentan¬ spruch 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst, in der in idealer Weise die Funktionsmerkmale eines Verdichters, einer Dampfmaschine und eines Ver- brennungsmotors miteinander kombiniert sind, wobei als weiterer wesentli¬ cher Vorteil der Einsatz jedes beliebigen flüssigen und gasförmigen Kraft¬ stoffes möglich ist, d.h. die Maschine auch in reinem Gasbetrieb mit Wasserstoff, dem wahrscheinlichen Energieträger der Zukunft, betrieben werden kann. Sie ermöglicht darüberhinaus die Eπergiespeicherung, so daß etwa bei Einsatz als Antrieb von Kraftfahrzeugen durch Rückgewinnung von Bremsenergie ein hohes Beschleunigungsvermögen, ein leichtes Anlassen und eine erhebliche Verkleinerung des Getriebes möglich ist.This object is achieved by an internal combustion engine having the features set out in patent claim 1, in which the functional features of a compressor, a steam engine and an internal combustion engine are combined with one another in an ideal manner, with the use of any liquid as a further essential advantage and gaseous fuel is possible, ie the machine can also be operated in pure gas mode with hydrogen, the likely energy source of the future. It also enables energy storage, so that, for example, when used as a drive for motor vehicles by recovering braking energy, a high acceleration capacity, easy starting and a considerable reduction in the size of the transmission is possible.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus; den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnun beispielsweise erläutert. Es zeigenFurther advantageous embodiments of the invention result from; the subclaims. The invention is explained below with reference to the accompanying drawings, for example. Show it
Fig. 1 die schematische Darstellung der Funktion einerFig. 1 shows the schematic representation of the function of a
Brennkraftmaschine gemäß Erfindung Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Tau- melschebibenanordnung gemäß ErfindungInternal combustion engine according to the invention. FIG. 2 shows a schematic sectional illustration through a swash plate arrangement according to the invention
Die in der Zeichnung wiedergegebene Brennkraftmaschine besteht au einem in einem Motorblock 14 ausgebildeten Verbrennungszylinder 3, in de der Kraftstoff und die Verbrennungsluft unter Druck eingeführt werden. De Verbrennungszylinder 3 sind eine Druckkammer 8 die Verbrennungsluft un eine Druckkammer 10 für den Kraftstoff vorgeschaltet, die den Verbren nungszylinder 3 ganz oder teilweise umschließen oder anderweitig i unmittelbarem Wärmeaustausch mit dem Verbrennungszylinder 3 stehen, so da die durch die Verbrennung entstehende Verlustwärme direkt unter Vorwärmun und gegebenenfalls - bei Einsatz von flüssigem Kraftstoff - Verdampfun des Kraftstoffes bezw. der Luft zurückgewonnen wird. Im Falle de dargestellten Ausführungsform ragt die Druckkammer 10 für den Kraftstof jbedenfalls mit ihrem wesentlichen Teil in die Druckkammer für die Verbre nungsluft 8 und wird somit von dieser umschlossen, so daß insoweit au Sicherheitsgründen lediglich ein indirekter Wärmeaustausch stattfindet.The internal combustion engine shown in the drawing consists of a combustion cylinder 3 formed in an engine block 14, into which the fuel and the combustion air are introduced under pressure. De combustion cylinder 3 are a pressure chamber 8 the combustion air and a pressure chamber 10 for the fuel upstream, which completely or partially enclose the combustion cylinder 3 or otherwise i direct heat exchange with the combustion cylinder 3, so that the heat generated by the combustion directly under preheating and if necessary - when using liquid fuel - evaporation of the fuel or the air is recovered. In the case of the illustrated embodiment, the pressure chamber 10 projects for the fuel with its essential part into the pressure chamber for the expansion air 8 and is thus enclosed by this, so that for safety reasons only indirect heat exchange takes place.
Die Kompression der Verbrennungsluft erfolgt zweistufig derart, da der Druckkammer 8 für die Verbrennungsluf zwei Kompressionszylinder 1, mit einer dazwischengeschalteten Druckkammer 7 vorgeschaltet sind. Es er
folgt weiterhin auch die Verbrennung selbst zweistufig in der Weise, daß dem Verbrennungszylinder 3 über eine weitere Druckkammer 9 ein (Niederdruck)- achverbrennungszylinder 4 nachgeordnet ist.The compression of the combustion air takes place in two stages, since the pressure chamber 8 for the combustion air is preceded by two compression cylinders 1 with an intermediate pressure chamber 7. It he the combustion itself also follows in two stages in such a way that a (low pressure) axle combustion cylinder 4 is arranged downstream of the combustion cylinder 3 via a further pressure chamber 9.
Die Steuerung der Gas- und Luftströme zwischen den Druckkammern 7, 8,The control of the gas and air flows between the pressure chambers 7, 8,
9, 10 und den Arbeitszylindern 1, 2, 3, 4 erfolgt mit Hilfe von Drehschie¬ bern, Schiebern oder Pilzventilen, wobei in der Zeichnung durchgehend die Einlaßventile mit der Bezugsziffer 5 und die Auslaßventile mit der Bezugsziffer 6 versehen sind. Hierbei wird zweckmäßig im Betrieb das Aus¬ laßventil 6 des Verbrennungszylinders 3 derart in Abhängigkeit vom Kolben- hub gesteuert ist, daß das Schließen des Ventils so vorzeitig vor Errei¬ che.^ der oberen Totpunktlage des Kolbens erfolgt, daß bei Erreichen der oberen Totpunktlage derselbe Druck wie in den Druckkammern 8, 10-' für die Verbrennungsluft bezw. den Kraftstoff herrscht. Die Leistungsregelung bezw. Eπergiespeicherung erfolgt zweckmäßig durch Verändern der Ventilöff¬ nungszeiten oder der Durchlaßquerschnitte derart, daß mehr Gasmasse durch Kompression in eine - oder mehrere - Druckkammer(n) gefördert wird als von ihr (ihnen) zur Verbrennung und Expansion freigegeben wird.9, 10 and the working cylinders 1, 2, 3, 4 is carried out with the aid of rotary slide valves, slide valves or mushroom valves, the inlet valves being provided with the reference number 5 and the exhaust valves with the reference number 6 throughout the drawing. In operation, the outlet valve 6 of the combustion cylinder 3 is expediently controlled in dependence on the piston stroke in such a way that the valve closes prematurely before the top dead center position of the piston is reached, so that the same occurs when the top dead center position is reached Pressure as in the pressure chambers 8, 10- ' for the combustion air. there is fuel. The power regulation or Energy storage is expediently carried out by changing the valve opening times or the passage cross sections in such a way that more gas mass is conveyed by compression into one - or more - pressure chamber (s) than it (s) releases for combustion and expansion.
Die Druckkammern 7, 8, 9, 10 können zum Zwecke der Abgaseπergierückge- winnung mit einem (nicht dargestellten) Wasserreservoir verbunden sein, aus dem bedarfsweise Wasser in eine oder mehrere der Druckkammern 7, 8, 9,The pressure chambers 7, 8, 9, 10 can, for the purpose of exhaust gas energy recovery, be connected to a water reservoir (not shown), from which, if necessary, water flows into one or more of the pressure chambers 7, 8, 9,
10, gefördert wird, das nach der Verdampfung den in den Motorzylinder (3, 4) einströmenden Gasen zugemischt wird. Hierbei kann der Motorblock mit Druckkanälen oder Druckleitungen zur Führung von Kühlwasser, Kühl- oder Rückluft oder Kraftstoff versehen sein, so daß der gebildete Dampf bezw.
das vorgewärmte Gas dem in den Motorzylinder 3, 4 einströmenden Gas zuge mischt und damit die gespeicherte Wärme zurückgewonnen werden kann.10, is promoted, which is mixed with the gases flowing into the engine cylinder (3, 4) after evaporation. Here, the engine block can be provided with pressure channels or pressure lines for guiding cooling water, cooling or return air or fuel, so that the steam formed. the preheated gas is mixed with the gas flowing into the engine cylinder 3, 4 and thus the stored heat can be recovered.
Zur Kraftübertragung ist - siehe Fig. 2 ein Taumelscheibenantrie mit einer im wesentlichen kegelstumpfförmigen, an ihrem äußeren Ran Pleuel 12 tragenden Taumelscheibe 13 vorgesehen, die mittels eines a breiten Ende mittig befestigten Kardangelenkes 15 am Motorblock 1 gelagert und auf der schmalen Seite mit einem in einer zentrierten Bohrun 19 gehaltenen Schrägkurbelzapfen 18 versehen ist, der in einer mit de Welle 16 fest verbundenen Schwuπgscheibe 17 befestigt ist.For power transmission - see Fig. 2 is a swash plate drive with a substantially frustoconical, on its outer Ran connecting rod 12 swash plate 13 is provided, which is mounted on the engine block 1 by means of a wide end centrally fastened universal joint 15 and on the narrow side with one in one Centered bore 19 is provided inclined crank pin 18 which is fixed in a shaft 17 firmly connected to the shaft 16.
Im Betrieb erfolgt die Verdichtung und Expansion jeweils zweistufig in den Verdichterzylindern 1, 2 bezw. Motorzylindern 3, 4, wobei die Arbeits¬ räume im entsprechenden Zeitabschnitt über die Einlaßventile 5 bezw. die Auslaßventile 6 mit den Druckbehältern oder mit der Außenluft verbunden werden. Das Ansaugen der Frischluft erfolgt durch den (großen) Verdichter¬ zylinder 1, der die Luft mit dem Kompressionsverhältnis verdichtet und in die Druckkammer 7 drückt. Die so vorkompromierte Luft gelangt aus der Druckkammer 7 in den kleinen Verdichterzylinder 2, in dem sie mit dem Kom¬ pressionsverhältnis weiter verdichtet und in die Druckkammer 8 gedrückt wird. Zur Vermeidung von Arbeitsverlusten beginnt der Einlaß in die Zylin¬ der erst dann, wenn der Druck im Arbeitsraum auf den b Wert des Ansaug druckes abgefallen ist. In entsprechender Weise bwird mit Hilfe eine Kraftstoffpumpe flüssiger oder gasförmiger Kraftstoff in die Kraftstoff¬ druckkammer 10 gedrückt. Hierbei tritt infolge der hohen Umgebungstempe¬ ratur die Verdampfung flüssiger Kraftstoffe unabhängig von ihrer Verdamp-
k -During operation, compression and expansion take place in two stages in the compression cylinders 1, 2 and 2 respectively. Engine cylinders 3, 4, the work rooms in the corresponding time period via the inlet valves 5 or respectively. the outlet valves 6 are connected to the pressure vessels or to the outside air. The fresh air is drawn in through the (large) compressor cylinder 1, which compresses the air with the compression ratio and presses it into the pressure chamber 7. The air thus pre-compromised passes from the pressure chamber 7 into the small compressor cylinder 2, in which it is further compressed with the compression ratio and pressed into the pressure chamber 8. To avoid work losses, the inlet into the cylinder only begins when the pressure in the work space has dropped to the value of the intake pressure. In a corresponding manner, liquid or gaseous fuel is pressed into the fuel pressure chamber 10 with the aid of a fuel pump. Due to the high ambient temperature, the evaporation of liquid fuels occurs regardless of their evaporation. k -
fungstemperatur ein, so daß sich an dem zum Motorzylinder 3 führenden Aus¬ laß der Kraftstoffdruckkammer 10 grundsätzlich gasförmiger Kraftstoff befindet, was zur Gemischbildung außerordentlich vorteilhaft ist. Aufgrund der hohen Kompressionstemperatur von über 1000" C können sowohl zünd¬ willige als auch weniger zündwillige Kraftstoffe eingesetzt werden, was ebenfalls für die Vielstoffähigkeit des Motors spricht.temperature, so that there is basically gaseous fuel at the outlet of the fuel pressure chamber 10 leading to the engine cylinder 3, which is extremely advantageous for mixture formation. Because of the high compression temperature of more than 1000 ° C., both ignitable and less ignitable fuels can be used, which also speaks for the multi-substance capability of the engine.
Die Verbrennung der ersten Stufe erfolgt im (kleinen) Motorzylinder 3, in den der Kraftstoff und die Luft über Ventile aus den Druckkammern 8 und 10 dosiert, d.h. nur dann einströmen wenn der Zylinderdruck niedriger als der Druck in den Druckkammern 8 und 10 ist. Größere Druckspitzen treten somit .nicht auf, auch weil der Arbeitsraum mit der 15 1 Druckkammer 8 wäh¬ rend der Hauptverbrennung verbunden ist, so daß sich der Druck ausgleichen kann. Damit wird eine für Keramik gefährliche Schlagbelastung vermieden. Ebenso sind durch die zweistufige Verdichtung und Expansion sind die TemperaturSprünge in den Zylindern im Vergleich zu .denen des Dieselmotors deutlich kleiner, was ebenfalls den Einsatz von Keramik als Werkstoff begünstigt.The combustion of the first stage takes place in the (small) engine cylinder 3, into which the fuel and the air meter via valves from the pressure chambers 8 and 10, i.e. only flow in when the cylinder pressure is lower than the pressure in the pressure chambers 8 and 10. Larger pressure peaks therefore do not occur, also because the working space is connected to the 15 l pressure chamber 8 during the main combustion, so that the pressure can equalize. This avoids a shock load dangerous for ceramics. Due to the two-stage compression and expansion, the temperature jumps in the cylinders are significantly smaller compared to those of the diesel engine, which also favors the use of ceramic as a material.
Bei kaltem Motor erfolgt Fremdzündung, bei betriebswarmem Motor ent¬ zündet sich das Gemisch von selbst. Da die Expansion zu einer Temperatur¬ erniedrigung führt, läßt sich das Überschreiten sehr hoher Verbrennungs¬ temperaturen vermeiden, wenn die Verbrennung durch Drosselung der Kraft¬ stoffzufuhr hinausgezögert wird, was wegen der zweistufigen Expanssion nicht mit großen Wirkungsgradverlusten verbunden ist. Es kann die Maschine u.a. infolge der hohen Kompressionstemperatur quasi stöchiometrisch
?In the case of a cold engine, spark ignition takes place, in the case of a warm engine, the mixture ignites by itself. Since the expansion leads to a decrease in temperature, exceeding very high combustion temperatures can be avoided if the combustion is delayed by throttling the fuel supply , which is not associated with large efficiency losses due to the two-stage expansion. The machine can quasi stoichiometrically due to the high compression temperature ?
(Lambda nahe 1,0) betrieben werden, wodurch die Bildung schädliche NOx-Gase verhindert wird. Die Regelung der Einströmmenge an Luft und a Kraftstoff in den Motorzylinder 3 erfolgt mittels der Ventile 5 durc Änderung der Eintrittsquerschnitte oder der Öffnungsdauer. Damit wird wi bei einer Dampfmaschine über die Füllmenge eine äußerst effektiv Leistungsregelung erzielt.(Lambda close to 1.0) are operated, which prevents the formation of harmful NOx gases. The regulation of the inflow amount of air and a fuel into the engine cylinder 3 takes place by means of the valves 5 by changing the inlet cross-sections or the opening duration. With a steam engine, wi achieves extremely effective capacity control via the filling quantity.
Nach dem Schließen der Einlaßventile 5 und nach Beendigung der Expan¬ sion wird das Verbrennungsgas in die Druckkammer 9 geschoben, wobei das Ausschieben der Verbrennungsgase noch vor Erreichen des oberen Totpunktes (0T) durch Schließen des Ventiles 6 beendet wird, damit das im Arbeitsrau verbliebene Restgas wiederum bis auf etwa den in den Druckkammern 8 und 10 herrschenden Druck komprimiert wird. Die Druckkammer 9 wirkt wie eine Nachverbrennungsanlage, die die Brennkraftmaschine umweltfreundlich macht. Aus der Druckkammer 9 gelangen die Verbrennungsgase in den Motorzylinder 4, wobei die Einströmmenge ebenfalls über ein Ventil 5 geregelt wird. Nach Schließen des Einlaßventils expandiert das Gas im Motorzylinder 4 (Expansion zweiter Stufe). Das Ausschieben nach außen wird auch hier vor Erreichen des 0T beendet. Dadurch wird das verbliebene Restgas bis auf den Druck des Druckbehälters 9 im 0T komprimiert.After the inlet valves 5 have been closed and the expansion has ended, the combustion gas is pushed into the pressure chamber 9, the combustion gases being pushed out before the top dead center (0T) is reached by closing the valve 6, so that the residual gas remaining in the working area in turn is compressed to approximately the pressure prevailing in the pressure chambers 8 and 10. The pressure chamber 9 acts like an afterburning system, which makes the internal combustion engine environmentally friendly. The combustion gases enter the engine cylinder 4 from the pressure chamber 9, the inflow quantity also being regulated via a valve 5. After closing the inlet valve, the gas in the engine cylinder 4 expands (second stage expansion). The pushing outwards is also ended here before the 0T is reached. As a result, the remaining gas is compressed up to the pressure of the pressure vessel 9 in 0T.
Verdichtung und Expansion erfolgen jeweils bei niedrigen Druckwerten in dem großen und bei hohen Druckwerten in dem kleinen Zylinder statt. Hierdurch ergeben sich relativ niedrige maximalen Kolbenkräfte, so daß im Vergleich zum Dieselmotor das Kompressionsverhältnis erheblich erhöht werden kann, was zu einem hohen theoretischen Wirkungsgrad führt.
Das Anschließen einer Stahlflasche (ca 15 1 Rauminhalt genügen für einen PKW) an den Druckbehälter 8 ermöglicht eine Energiespeicherung. Dazu wird die Ventilregelung so eingestellt, daß mehr Gasmasse verdichtet und in die Druckkammer 8 gedrückt als umgekehrt aus ihm zur Expansion ent¬ nommen wird. Wenn etwa bei einem nur die Verdichterzylinder arbeiten, wird Luft verdichtet und das Fahrzeug abgebremst, so daß der Druck in der Druckkammer 8 ansteigt. Die Bremsenergie wird gespeichert und steht später teilweise wieder zur Verfügung. Eine Energiespeicherung ist jedoch auch bei voller Motorleistung möglich. Sie stellt Zusatzenergie etwa für Zwecke der Beschleunigung zur Verfügung.Compression and expansion take place at low pressure values in the large cylinder and at high pressure values in the small cylinder. This results in relatively low maximum piston forces, so that the compression ratio can be increased considerably compared to the diesel engine, which leads to a high theoretical efficiency. The connection of a steel bottle (about 15 1 space is enough for a car) to the pressure vessel 8 enables energy storage. For this purpose, the valve control is set so that more gas mass is compressed and pressed into the pressure chamber 8 than, conversely, is removed from it for expansion. For example, if only one of the compressor cylinders is working, air is compressed and the vehicle is braked so that the pressure in the pressure chamber 8 rises. The braking energy is stored and is later partially available again. However, energy storage is also possible with full engine power. It provides additional energy, for example for acceleration purposes.
Es ist weiterhin über Dampferzeugung eine Abgasenergierückgewinnung möglich, wodurch der für den Beschleunigungsfall ungünstige Abgasturbo¬ lader (ATL) umgangen wird. In die vom Abgas durch- oder umströmte Druck¬ kammer 8 wird Wasser gepumpt, so daß sich in ihm ständig eine geringe Wassermenge befindet. Der sich bildende Dampf wird vor Eintritt in den Motorzylinder 3 im Druckbehälter 8 dem zur Verbrennung gelangendem Gas zugemischt. Der Dampf expandiert im Motorzylinder 3 unter Verrichtung von Arbeit. Er kann vor der Expansion erwärmt werden, indem er an zu kühlen¬ den, heißen Motorbauteilen vorbeigeleitet wird. Bei dieser Motorkühluπg treten keine Energieverluste auf. Die Dampferzeugung und Zumischung zum Arbeitsgas ermöglicht eine effektivere Abgasverwertung als ein ATL. Der Abgasenergierückgewinnung über Dampferzeugung und Zumischung des Dampfes zum Arbeitsgas kommt bei Keramikmotoren eine besondere Bedeutung zu, da die höhere Abgasenergie vom ATL nicht voll genutzt werden kann.
In der Zeichnung ist weiterhin in einem Ausführungsbeispiel eine Keramikbrennkraftmaschine wird zur Kraftübertragung ein Taumelscheibeπan trieb dargestellt. Taumelscheibenanlriebe bringen durch die axial Zylinderanordnung räumliche Vorteile, sie ermöglichen einen vollständige Massenausgleich und haben geringe Pleuelauslenkwinkel. Durch die fehlend Schlagbelastung tritt der bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen üblich Verschleiß der Pleuellagerungen nicht mehr auf. Mit dem in Fig. 2 dar gestellen Taumelscheibenantrieb können auch die allgemein bestehende Schwierigkeiten der Lagerung eines solchen Antriebs überwunden werden Eine kegelstumpfförmige Taumelscheibe 13 wird mittels eines am MotorblocExhaust gas energy recovery is also possible via steam generation, bypassing the exhaust gas turbocharger (ATL) which is unfavorable for the acceleration case. Water is pumped into the pressure chamber 8 through or around which the exhaust gas flows, so that there is always a small amount of water in it. The steam which forms is mixed with the gas for combustion before it enters the engine cylinder 3 in the pressure vessel 8. The steam expands in the engine cylinder 3 doing work. It can be warmed up prior to expansion by being led past hot engine components to be cooled. With this engine cooling there are no energy losses. The steam generation and admixture to the working gas enables more effective exhaust gas utilization than an ATL. The exhaust gas energy recovery via steam generation and admixing the steam to the working gas is of particular importance in ceramic engines, since the higher exhaust gas energy cannot be fully used by the ATL. In the drawing, a ceramic internal combustion engine is shown in an exemplary embodiment for power transmission, a swash plate drive. Swashplate drives have spatial advantages due to the axial cylinder arrangement, they allow full mass balancing and have small connecting rod deflection angles. The lack of impact loading means that the conrod bearings, which are common in conventional internal combustion engines, no longer occur. With the swash plate drive shown in FIG. 2, the generally existing difficulties of mounting such a drive can be overcome. A frustoconical swash plate 13 is by means of a motor block
10 14 befestigten Kardan-Gelenkes 15 am breiten Kegelstumpfende mitti gehaltert. In einer mit der Welle 16 fest verbundenen Schwungscheibe 1 ist ein zum Kardan-Gelenk 15 gerichteter Schrägkurbelzapfen 18 befestigt Der Schrägkurbelzapfen 18 ist in der zentrierten Bohrung 19 de Taumelscheibe 13 am schmalen Kegelstumpfende gelagert. Die Lagerung de ir Welle 16 und der Schwungscheibe 17 erfolgt über Wälzlager 20. Dreht sic die Welle, so vollführt die Taumelscheibe 13 eine Taumelbewegung. Dadurc bewegen die in der Taumelscheibe 13 gelagerten Pleuel 12 die Kolben 11 (s Fig. 1) hin und her.10 14 attached cardan joint 15 held on the broad truncated cone end. In a flywheel 1 fixedly connected to the shaft 16, an inclined crank pin 18 directed to the cardan joint 15 is fastened. The inclined crank pin 18 is mounted in the centered bore 19 de swash plate 13 at the narrow truncated cone end. The mounting of the shaft 16 and the flywheel 17 takes place via roller bearings 20. When the shaft rotates, the swash plate 13 carries out a wobble movement. Dadurc the connecting rods 12 mounted in the swash plate 13 reciprocate the pistons 11 (see FIG. 1).
0 Insgesamt ergibt sich somit eine außerordentlich sparsame und elasti sche Maschine, die infolge der zweistufigen Expansion findet ohn Zuhilfenahme der Elektronik eine stets nahezu vollständige Verbrennun gewährleistet, so daß mit Schadstoffemission wegen unvollständige Verbrennung nicht zu rechnen ist und damit der Einsatz eines Katalysator c entbehrlich wird. Ein Kraftfahrzeug wird weniger über die normalen Rad
bremsen als vielmehr über den Verdichter -des Motors abgebremst, wobei die Bremsenergiespeicherung vor allem im Stadtverkehr zu einer nicht unbedeu¬ tenden Kraftstof eiπsparung führt. Da weiterhin der Druckkammermotor auch die grundlegenden Elemente der Dampfmaschine beinhaltet, die in Fahrzeugen bekanntlich ohne jedes Getriebe auskommt, ist es möglich, das Getriebe bei nur geringfügiger Erhöhung des Hubraumes auf nur zwei Vorwärtsgäπge zu -* verkleinern. Dies kann zu einer erheblichen Kosteneinsparung führen. Da die Bremsen kaum noch benutzt werden und die Anzahl der Schaltvorgänge durch die nur noch vorhandenen zwei Gänge erheblich reduziert werden, wird der Verschleiß an Kupplung, Bremsen und Getriebe wesentlich verringert, wobei es insbesondere mit Vorteilen anstelle des konstruktiv aufwendigen und einen geringen Wirkungsgrad aufweisenden Automatikgetriebes eingesetzt werden kann. Das Anlassen des Druckkammermotors gestaltet sich sehr ein¬ fach, denn das Öffnen des Ventils zur Druckkammer reicht aus, um den Motor in Drehung zu versetzen, wenn die Motorwelle sich in der Ausgangsposition befindet. Anlasser und Batterie sind demzufolge für den Anlaßvorgang nicht ^ mehr erforderlich.0 Overall, this results in an extraordinarily economical and elastic machine, which due to the two-stage expansion, without the aid of the electronics, always ensures almost complete combustion, so that pollutant emissions due to incomplete combustion are not to be expected and the use of a catalyst c is therefore unnecessary . A motor vehicle is less than the normal wheel brakes rather than braked by the compressor of the engine, the braking energy storage leading to a not insignificant fuel saving, especially in city traffic. Since the pressure chamber motor also contains the basic elements of the steam engine, which, as is well known in vehicles, does not require any gearbox, it is possible to reduce the gearbox to only two forward gears with only a slight increase in displacement. This can lead to significant cost savings. Since the brakes are hardly used anymore and the number of gear changes is reduced considerably by the only two gears left, the wear on the clutch, brakes and transmission is significantly reduced, with advantages in particular instead of the structurally complex and low-efficiency automatic transmission can be used. Starting the pressure chamber motor is very simple, because opening the valve to the pressure chamber is sufficient to set the motor in rotation when the motor shaft is in the starting position. The starter and battery are therefore no longer required for the starting process.
2020th
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