DE102004013854B4 - Mixed drive system between conventional combustion engine and the steam engine by increasing the number of cycles - Google Patents

Mixed drive system between conventional combustion engine and the steam engine by increasing the number of cycles Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines nach dem 2- oder 4-Taktsystem betriebenen Motors, bei welchem in Abhängigkeit von der inneren Temperatur des Motors in der Verbrennungskammer mit Ansteigen der inneren Temperatur über einen vorgegebenen Grenzwert 2 Takte hinzukommen, nämlich ein erster Takt, in welchem Kühlmittel in die Verbrennungskammer eingespritzt wird und ein zweiter Takt, in welchem das verdampfte Kühlmittel ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Taktzahlerhöhung infolge des vorgegebenen Grenzwertes eine weitere derartige Taktzahlerhöhung vorgesehen ist, die beim Anstieg der inneren Temperatur der Verbrennungskammer über einen zweiten Grenzwert, der höher als der erste Grenzwert ist, erfolgt.Method for operating a motor operated according to the 2- or 4-stroke system, in which 2 clocks are added depending on the internal temperature of the engine in the combustion chamber as the internal temperature rises above a predetermined threshold, namely a first cycle in which coolant is in the combustion chamber is injected and a second cycle in which the vaporized coolant is discharged, characterized in that in addition to the clock number increase due to the predetermined limit, a further such clock rate increase is provided, the higher the increase in the internal temperature of the combustion chamber over a second threshold as the first limit is.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, um

  • 1. Energieverluste zu vermeiden.
  • 2. Maximal mögliche Wirkungen der Prozesse im Motor zu erreichen.
  • 3. Innere Motortemperatur in optimalen Bereich zu halten.
  • 4. Kraftstoffverbrauch zu senken.
  • 5. Reduzierung von schädlichen Emissionen zu ermöglichen.
The invention relates to a method and a device in order to
  • 1. to avoid energy losses.
  • 2. To achieve maximum possible effects of the processes in the engine.
  • 3. To keep inside engine temperature in optimal range.
  • 4. reduce fuel consumption.
  • 5. To allow reduction of harmful emissions.

Die bisher verwendete Technik hat die Nachteile:

  • 1. Bei Dampfmaschine sind mäßige Leistungsdichte des Energieerzeugers und die umständliche Handhabung des Brennstoffs.
  • 2. Bei Verbrennungsmotor geht ein Großteil der Wärmeenergie bei der Verbrennungsarbeit verloren.
The technique used so far has the disadvantages:
  • 1. In steam engine are moderate power density of the power generator and the cumbersome handling of the fuel.
  • 2. In internal combustion engine, much of the heat energy is lost during combustion work.

Aus der DE 22 40 426 A und der DE 29 05 899 A1 ist es bekannt, die Taktzahl einer Verbrennungskraftmaschine einmal zu erhöhen.From the DE 22 40 426 A and the DE 29 05 899 A1 It is known to increase the stroke rate of an internal combustion engine once.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischantriebsystem bereitzustellen, bei der die oben beschriebene Nachteile vermindert werden. Dem Fahrer des neuen Antriebsystems soll ermöglicht werden, durch Erhöhung der Taktzahl und dadurch verursachte Leistungsreduzierung, selbst entscheiden zu können, wie sparsam gefahren werden soll.It It is an object of the present invention to provide a method and a device to provide the mixing drive system, in which the above-described Disadvantages are reduced. The driver of the new drive system should be possible be, by increase the number of cycles and thus caused power reduction, even to be able to decide how to drive economically.

Das System eignet sich für folgende Anwendungsbereiche:

  • – Pkw/Lkw-Antriebstechnik.
  • – Antriebstechnik von Straßenbahnen, Stadtbahnen Eisenbahnen.
  • – Antriebstechnik von Bussen.
  • – Antriebstechnik von Booten und Schiffen.
  • – Antriebstechnik von Flugzeugen.
The system is suitable for the following areas of application:
  • - Passenger car / truck drive technology.
  • - Propulsion technology of trams, light rail vehicles.
  • - Drive technology of buses.
  • - Drive technology of boats and ships.
  • - Propulsion of aircraft.

Die Erfindung soll eine Reduzierung von schädlichen Emissionen ermöglichen. Die Erfindung schlägt vor, die Kühlung des Motors nicht mehr nur von außen vorzunehmen, sondern auch von Innen, im Verbrennungsraum Um die Korrosionsschäden zu Vermeiden müssen Motormaterial und Kühlmittel gegeneinander abgestimmt werden. Als Beispiel Keramikmotor und destilliertes Wasser. Alternativ konnte man andere Kühlmittel mit geringerer Wärmekapazität verwendet werden.The The invention is intended to enable a reduction of harmful emissions. The invention proposes before, the cooling not only from the outside, but also from the inside, in the combustion chamber To avoid the corrosion damage have to Engine material and coolant be matched against each other. As an example ceramic motor and distilled Water. Alternatively, other coolants with lower heat capacity could be used become.

Das Mischantriebsystem funktioniert dank Taktzahländerung, indem zu den üblichen Takten noch zusätzliche hinzukommen.The Mixed drive system works thanks to cycle number change by adding to the usual Clocks extra added.

Einleitungintroduction

Betrachten wir die Entwicklung des Automotors, stellen wir fest, dass die ersten Prototypen von Motoren Wärmemaschinen bzw. Dampfmaschinen waren, wobei als Energieträger Holz oder Kohle diente und das Energiemedium Wasserdampf war. Von Nachteil sind die mäßige Leistungsdichte des Energieerzeugers und die umständliche Handhabung des Brennstoffs. Der kurz nach der Jahrhundertwende aufkommende Individualverkehr mit motorgetriebenen Fahrzeugen profitierte von dem Ottomotor und dem Dieselmotor, die sich durch höhere Leistungsdichte und wesentlich leichtere Handhabung des Brennstoffs für kleinere Maschinen besser eigneten.Consider the development of the car engine, we note that the first Prototypes of engines heat machines Steam engines were, with wood or coal served as an energy source and the energy medium was water vapor. The disadvantage is the moderate power density of the energy producer and the cumbersome handling of the fuel. The emerging shortly after the turn of the century individual traffic with motorized vehicles benefited from the gasoline engine and the Diesel engine, which is characterized by higher Power density and much easier handling of the fuel for smaller ones Machines were better suited.

Höhere Sparraten erschienen derzeit durch die Entwicklung neuer Motoren möglich. Der Dieselmotor mit Direkteinspritzung ermöglicht zusätzlich auch noch eine Kraftstoff sparende Fahrweise. Im Laufe der Zeit haben Ottomotoren andere Antriebe weitgehend verdrängt und bilden somit den größten Anteil eingesetzter Antriebstechnik. Das Ziel ist bei einem sechs Liter Dieselmotor (500 PS.) mit 10–15 Liter Kraftstoff auskommen, oder einem Mercedes-500 auf langen Strecken nur 6 Liter Benzin uz verbrauchen, erscheint erreichbar. Um Motoren noch sparsamer zu machen wird hier ein Mischantriebsystem zwischen konventionellen Ottomotor und der Dampfmaschine vorgestellt.Higher savings rates currently appear possible through the development of new engines. Of the In addition, the direct injection diesel engine also enables fuel saving driving style. Over time, gasoline engines have other drives largely repressed and thus make up the largest share used drive technology. The goal is at a six liters Diesel engine (500 hp.) With 10-15 liters Get on with fuel, or a Mercedes 500 on long distances consume only 6 liters of gas uz appears achievable. To engines To make even more economical here is a mixed drive system between conventional gasoline engine and the steam engine presented.

Prinzipprinciple

Bekanntlich geht ein Großteil der Wärmeenergie bei der Verbrennungsarbeit in Motoren durch die Kühlung des Motors verloren. Um die Wärmeverluste zu reduzieren wird vorgeschlagen, die Kühlung des Motors nicht mehr nur von außen vorzunehmen (Kühlsystem 1), sondern auch von innen (Kühlsystem 2), im Herzen des Motors – im Verbrennungsraum (Bild 1).generally known goes a lot the heat energy in the combustion work in engines by the cooling of the Motors lost. To the heat losses it is proposed to reduce the cooling of the engine no longer only from the outside make (cooling system 1), but also from the inside (cooling system 2), in the heart of the engine - im Combustion chamber (picture 1).

Ein abgeschlossenes System bestehe aus zwei Teilsystemen, die miteinander im thermischen Kontakt sind (Wärmeaustausch). Das Teilsystem 1 ist ein konventionelles Kühlsystem.One The completed system consists of two subsystems, each other in thermal contact are (heat exchange). Subsystem 1 is a conventional cooling system.

Im Teilsystem 2 wird das Kühlmittel in kleinen Mengen auf die Kolbenköpfe eingespritzt. Durch schnelles erhitzen und verdunsten des Kühlmittels (z. B. destilliertes Wasser) im Verbrennungsraum wird der aufgebaute Kühlmitteldampfdruck den Kolben nach unten verdrängen und zusätzliche Arbeit geleistet. Dieser Effekt ist eindeutig : die Motorwärmeenergie bringt zusätzliche Leistung ohne Kraftstoff zu verbrauchen. Die Kühlungs- und Erwärmungsprozesse finden in exakt demselben Raum statt, was positive Auswirkung auf die Lebensdauer des Motors haben kann.in the Subsystem 2 becomes the coolant injected in small quantities on the piston heads. By fast heat and evaporate the coolant (For example, distilled water) in the combustion chamber is the built-up Coolant vapor pressure displace the piston downwards and additional Work done. This effect is clear: the engine heat energy brings extra Power without consuming fuel. Find the cooling and heating processes in exactly the same room, which has a positive effect on the lifetime of the engine can have.

Kreisprozessecycles

Um eine für Anwendungen relevante Bilanz von zugeführter Wärme und geleistete Arbeit aufzustellen, ist es nötig, einen Prozess zu betrachten, bei dem das System wieder in seinen Anfangszustand zurückkehrt. Wenn man einem System Wärme zuführt, so kann diese vollständig in mechanische Arbeit umgewandelt werden: Man denke nur an Isotherme Expansion eines idealen Gases, bei der die gegen den Stempeldruck geleistete Arbeit gerade gleich der zugeführten Wärme ist. Am Ende des Vorgangs nimmt der Kühlmittel ein größeres Volumen ein als am Anfang. Dabei befindet sich zwar nach Beendigung des Zyklus das „Arbeitsmedium” (im einfachsten Modell also destilliertes Wasser) wieder in seinem ursprünglichen Zustand (festgelegt in diesem Fall durch Angabe von Druck und Volumen), aber insgesamt hat eine Veränderung stattgefunden: Es ist z. B. nach Beendigung des Zyklus eine gewisse Wärmemenge einem heißen Wärmereservoir entnommen worden, wovon ein Teil in Arbeit umgewandelt worden ist und der Rest einem kälteren Wärmereservoir zugeflossen ist. Dies ist der Effekt einer Wärmekaltmaschine, die zugeführte Wärme teilweise in Arbeit überführt. Aus dem PV-Diagramm kann man insbesondere die insgesamt vom System während des Kreisprozesses geleistete Arbeit ablesen. Diese ist gleich der Fläche innerhalb der Kurve. Der Verlauf der Kurve im PV-Diagramm hängt von der speziellen Art des Arbeitsmediums ab.Around one for To set up applications relevant balance of supplied heat and work done, it is necessary, to look at a process in which the system returns to its Initial state returns. When you heat a system supplies, so this can be complete be converted into mechanical work: just think of isotherm Expansion of an ideal gas, in which the against the stamping pressure performed work is just equal to the heat supplied. At the end of the process takes the coolant a larger volume as in the beginning. This is indeed after the end of the cycle the "working medium" (in the simplest Model so distilled water) again in its original one Condition (determined in this case by indication of pressure and volume), but overall, there is a change occurred: It is z. B. after completion of the cycle a certain heat one hot heat reservoir a part of which has been converted into work and the rest a colder one heat reservoir has flowed. This is the effect of a heat-treating machine, the heat supplied partially converted into work. Out In particular, the PV diagram shows the total of the system during the cycle Read the work done. This is equal to the area inside the curve. The course of the curve in the PV diagram depends on the specific type of the working medium.

Eine Darstellung der während des Prozesses durchlaufenen Werte der Variablen T und S (TS-Diagramm) sieht für den Spezialfall des sogenannten Carnot-Prozess sehr einfach aus: Die Kurve besteht aus zwei Adiabaten (S = const.) und zwei Isothermen (T = const.).A Representation of during the values of variables T and S (TS diagram) looks for the special case of the so-called Carnot process very simple: The curve consists of two adiabates (S = const.) And two isotherms (T = const.).

TropfenverdampfungDroplet evaporation

Die Verdampfung der Tropfen umfasst den Übergang von der flüssigen in die gasförmige Phase. Zur Deckung der Verdampfungswärme muss Energie aufgewandt werden, die dem Motor entzogen wird. Vereinfacht wird zunächst von einem reinen Kühlstoff und idealem Verhalten von Flüssigkeit und Gas ausgegangen werden. In einem Einstoffsystem sind Siedetemperatur und sich einstellender Druck direkt miteinander gekoppelt.The Evaporation of the drops involves the transition from liquid to liquid the gaseous Phase. To cover the heat of evaporation energy must be expended which is withdrawn from the engine. Simplified is first of a pure coolant and ideal behavior of liquid and gas are assumed. In a one-component system are boiling temperature and adjusting pressure coupled directly to each other.

Tropfen-Wand KontaktDrop-wall contact

Das fluidmechanische Verhalten und der Wärmeaustausch mit der Wand werden durch viele Parameter bestimmt. Die Wärmeübertragung beim Kontakt von Einzeltropfen mit einer heißen Wand unter klar definierten Randbedingungen muss noch untersucht werden.The fluid mechanical behavior and heat exchange with the wall determined by many parameters. The heat transfer at the contact of Single drops with a hot Wall under clearly defined boundary conditions still needs to be investigated become.

Mechanik des Tropfenaufpralls auf heiße WändeMechanics of drop impact on hot walls

Je nach Oberflächentemperatur Tw der Wand überwiegen unterschiedliche Mechanismen. Ist die Wand heiß (Tw > Tl), bildet sich ein Dampfpolster zwischen Tropfen und Wand, so dass die Tropfen sich nahezu reibungsfrei über die Platte ausbreiten und verdampfen.ever according to surface temperature Tw outweigh the wall different mechanisms. If the wall is hot (Tw> Tl), a vapor cushion forms between Drop and wall, so that the drops are almost frictionless over the Spread plate and evaporate.

Die Abbildung zeigt sowohl den gemessenen Temperaturverlauf als auch die daraus ermittelte Wärmestromdichte beim Aufprall eines einzelnen Wassertropfens mit einem Anfangsdurchmesser von Do = 600 μm auf eine Wand mit einer Anfangstemperatur von 240 Grad.The Illustration shows both the measured temperature profile as well the determined heat flux density upon impact of a single drop of water with an initial diameter of Do = 600 μm on a wall with an initial temperature of 240 degrees.

Ablaufprocedure

  • 1. Der Motor wird wie üblich gestartet und läuft mit vier (bzw. zwei) Takten. In der Zeit in der die Motortemperatur gering ist (z. B. 100 Grad), sind keine der beiden Kühlsysteme oder nur das konventionelle Kühlsystem in Betrieb.1. The engine is started as usual and runs with four (or two) bars. In the period in which the engine temperature is low is (eg 100 degrees), neither of the two cooling systems or just the conventional cooling system in operation.
  • 2. Erreicht die innere Temperatur des Motors den ersten untersten optimalen Wert (z. B. T1 = 150 Grad), so wird die Taktzahl von 4 auf 6 erhöht (bei Zweitaktmotoren von 2 auf 4). Anders ausgedrückt, nach Ablauf der vier Takte: Verdichten, Zündung, Ausstoß und Ansaugen, kommen noch weitere zwei Takte, Einspritzung von Kühlmittel (z. B. Wassre) in die Verbrennungskammer, Ausstoß von Kühlmittel ins geschlossene oder offene System, hinzu. Ein abgeschlossenes System befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht, wenn sich die thermodynamischen Größen zeitlich nicht ändern.2. The internal temperature of the engine reaches the first lowermost optimal value (eg T1 = 150 degrees), the number of cycles becomes 4 increased to 6 (for 2-stroke engines from 2 to 4). In other words, after Sequence of four cycles: compression, ignition, exhaust and suction, come another two bars, injection of coolant (eg Wassre) into the combustion chamber, discharge of coolant into the closed or open system, added. A closed system is located in thermodynamic equilibrium when the thermodynamic Sizes in time do not change.
  • 3. Erreicht die innere Temperatur des Motor den oberen zweiten optimalen Wert (z. B. T2 = 200 Grad), so wird die Taktzahl von 6 auf 8 erhöht. Bei sechs Takten: Verdichten, Zündung, Ausstoß, Ansaugen, Einspritzung von Kühlmittel Verbrennungskammer (z. B. Wassre), Ausstoß von Kühlmittel kommen zusätzliche zwei Takte, Einspritzung von Kühlmittel in die Verbrennungskammer, Ausstoß von Kühlmittel, hinzu.3. If the internal temperature of the engine reaches the upper second one optimal value (eg T2 = 200 degrees), the number of cycles becomes 6 increased to 8. At six bars: compression, ignition, emissions Suction, injection of coolant Combustion chamber (eg Wassre), coolant emissions are additional two bars, injection of coolant into the combustion chamber, discharge of coolant added.
  • 4. Wird mehr Leistung vom Motor erwünscht, so schaltet die Technik auf das konventionelle Kühlsystem ohne Kühlmitteleinspritzung um, dadurch steigt die Leistungsdichte pro Zeiteinheit. Bei der Übergang vom 8-Takt System, mit Kühlmitteleinspritzung (Sparbetrieb) zum 8-Takt System (2 Mal je 4-Takte), ohne Kühlmitteleinspritzung (Normalbetrieb), wird kein Kühlmittel mehr in den Hubraum eingespritzt, sondern nur Kraftstoff.4. If more power is required by the engine, the technology switches on the conventional cooling system without coolant injection This increases the power density per unit of time. At the transition from the 8-stroke system, with coolant injection (Economy mode) to 8-stroke system (2 times 4-stroke), without coolant injection (Normal operation), no coolant injected more in the displacement, but only fuel.

6 Takt Beschreibung6 bar description

Es ist immer anzustreben durch den Taktzahl-Zylinderanzahlverhältnis den homogene Leistungsfluss des Motors zu gewährleisten. Hier wird 6 Takt Prinzip auf 6 Zylinder Motor gezeigt. Es sind immer zwei arbeitende, aktive (hier zweite und vierte) Zylinder. Durch solche Schema wird relativ gleichbleibende Leistung erreicht.It is always desirable to ensure the homogeneous power flow of the engine by the number of cycles cylinder number ratio. Here is 6 Clock principle shown on 6 cylinder engine. There are always two working, active (here second and fourth) cylinders. By such scheme, relatively consistent performance is achieved.

Neben der Abbildung des Verbrennungsraumes soll der Kolben hauptsächlich Druck und Wärme aufnehmen. Der Druck leitet er zum größten Teil an das Pleuel und die Wärme an den Zylinder weiter. Bei Zweitaktmotoren steuert der Kolben Auslass- und/oder Einlasskanäle.Next In the illustration of the combustion chamber, the piston is mainly pressure and absorb heat. The pressure he directs for the most part to the connecting rod and the heat continue to the cylinder. In two-stroke engines, the piston controls exhaust and / or Inlet ducts.

Max. Beanspruchung der Kolben:

  • – in einer Minute 12.000 Mal von 0 auf 0 km/h und zurück
  • – bis zu 8 t Belastung bei einem Druck von 75 Bar
  • – Maximaltemperatur bis 350 grad am Kolbenboden, hohe Verbrennungstemperaturen bis zu 2500 Grad heizen den Kolben auf
Max. Load of the pistons:
  • - in one minute 12,000 times from 0 to 0 km / h and back
  • - up to 8 t load at a pressure of 75 bar
  • - Maximum temperature up to 350 degrees at the piston crown, high combustion temperatures up to 2500 degrees heat the piston

8 Takt Beschreibung8 bar description

  • 1. Zündung, Explosion, Arbeit1. ignition, Explosion, work
  • 2. Verdrängung der Abgase, Ausstoß2nd displacement the exhaust gases, emissions
  • 3. Einspritzung von Kühlmittel, Verdunstung, Arbeit3. injection of coolant, Evaporation, work
  • 4. Verdrängung der heißen Kühlmittelgase, Ausstoß4. Displacement the hot ones Refrigerant Gases, output
  • 5. Einspritzung von Kühlmittel, Verdunstung, Arbeit5. Injection of coolant, Evaporation, work
  • 6. Verdrängung der heißen Kühlmittelgase, Ausstoß6. Displacement the hot ones Refrigerant Gases, output
  • 7. Ansaugen von Luft7. Suction of air
  • 8. Verdichtung8. compaction

Das hier beschriebene Prinzip verfolgt folgende Ziele:

  • 1. Energieverluste zu vermeiden
  • 2. maximal mögliche Wirkungsgrad der Prozesse im Motor zu Erreichen
  • 3. Innere Motortemperatur in optimalen Bereich halten
  • 4. Kraftstoffverbrauch zu senken
The principle described here has the following objectives:
  • 1. to avoid energy losses
  • 2. maximum possible efficiency of the processes in the engine to achieve
  • 3. Keep internal engine temperature within optimal range
  • 4. reduce fuel consumption

Beispiel-Rechnung:Example calculation:

Fuhrpark 1 LkW, Verbrauch auf 100 km 25–35 Liter Diesel. Die Energiedichte des Dieselkraftstoffes wird mit 11.8 kWh/l, etwa 10 kWh/l entsprechend angegeben (M. D. Jackson, C. B. Meyer).

Verbrennungswerte
Benzin 46 MJ/kg
Diesel 40 MJ/kg

Gesamtenergie 100% (auf 100 km oder eine Stunde Laufzeit)
40 MJ/kg·25kg = 1000 MJ
Vehicle fleet 1 lkW, consumption per 100 km 25-35 liters of diesel. The energy density of the diesel fuel is given as 11.8 kWh / l, about 10 kWh / l (MD Jackson, CB Meyer).

combustion values
Gasoline 46 MJ / kg
Diesel 40 MJ / kg

Total energy 100% (per 100 km or one hour)
40 MJ / kg · 25kg = 1000 MJ

Der Wirkungsgrad des typischen Ottomotors eines LKW liegt nach C. Wood bei einer Geschwindigkeit von 100 km/h bei 20.8%.
Nutzbare Energie 20%, Wärmeenergie 40%, Reibungsenergie 40%
The efficiency of the typical gasoline engine of a truck is according to C. Wood at a speed of 100 km / h at 20.8%.
Usable energy 20%, heat energy 40%, friction energy 40%

Diese Werte werden weiter als mittlere Verbrauchswerte in Rechnung gestellt um später ins nutzbare und innere Energie zu umrechnen. Der Bordrechner gewährleistet homogene und optimale Motorlauf (optimale in dem Sinne das gewünschte Leistung und optimale Motorkühlung und Kraftstoffverbrauch in bestimmten Verhältnissen zu einander stehen).These Values will be charged further than average consumption values later into usable and internal energy to convert. The on-board computer ensures homogeneous and optimal engine running (optimal in the sense the desired performance and optimal engine cooling and fuel consumption are in certain proportions to each other).

Bisher nicht genutzte Wärmeenergie (auf 100 km oder eine Stunde Laufzeit)
40% von 1000 MJ = 400 MJ, pro Zylinder:400 MJ/8 Zylinder = 50,0 MJ

Verbrennungszeit
Benzin von 0,2 bis 0,04 sec, Diesel von 0,3 bis 0,03 sec

Verdampfungszeit
Wasser unter Drück oder Wasserdampf von 0,2 bis 0,02 sec
Unused thermal energy (at 100 km or one hour)
40% of 1000 MJ = 400 MJ, per cylinder: 400 MJ / 8 cylinder = 50.0 MJ

combustion time
Gasoline from 0.2 to 0.04 sec, diesel from 0.3 to 0.03 sec

Evaporation time
Water under pressure or steam from 0.2 to 0.02 sec

Ein Zylinder hat 1 L bzw. 1000 cm3, bei Verdichtungsgrad 1:10 entspricht 100 cm3. Es wird 1 g bzw. 1 cm3 Wassereinspritzmenge angenommen. Um 1 g Wasser um 1 Grad Celsius zu erhitzen braucht man etwa 4,19 J. Also, bei einem Verdunstungsgang wird 1(g)·10(Grad)·4,19 = 41,9 J Energiemenge gebraucht.A cylinder has 1 L or 1000 cm 3 , with a degree of compression of 1:10 corresponds to 100 cm 3 . It is assumed 1 g or 1 cm 3 water injection quantity. To heat 1 g of water by 1 degree Celsius you need about 4.19 J. So, in an evaporation cycle 1 (g) · 10 (degrees) · 4.19 = 41.9 J amount of energy needed.

Bei mittleren 3000 U/min mit 8 Takt betrieb 3000·60 min = 180.000 U/h
180.000/8 Takt = 22.500 Verdunstungsvorgänge in einer Stunde.
41,9 (J)·22.500 = 942.750 J = 0,942 MJ
At a mean 3000 rpm with 8 cycle operation 3000 x 60 min = 180,000 rpm
180,000 / 8 cycles = 22,500 evaporations in one hour.
41.9 (J) · 22,500 = 942,750 J = 0.942 MJ

Um 1 g Wasser von 100 Grad Celsius in den gasförmigen Zustand zu umwandeln braucht man ca. 2260 J.

1 (g)·2260 (J) = 0,00226 MJ
0,00226 MJ·22.500 = 50,85 MJ verbrauchte Energie bei Aggregatzustandsänderung.
50,85 MJ + 0,942 MJ = 51,792 MJ also ungefähr das gleiche Energiemenge was durch Verbrennungsprozess zu Verfügung steht (50,0 MJ).
To convert 1 g of water from 100 degrees Celsius to the gaseous state requires about 2260 J.

1 (g) x 2260 (J) = 0.00226 MJ
0.00226 MJ · 22,500 = 50.85 MJ energy consumed when the state of aggregation changes.
50.85 MJ + 0.942 MJ = 51.792 MJ that is about the same amount of energy available through the combustion process (50.0 MJ).

Als Alternative konnte man andere Kühlmittel, mit geringeren Wärmekapazität verwenden werden.When Alternative you could use other coolants, use with lower heat capacity become.

Die Figuren zeigen:The Figures show:

1 Motor mit einem aus zwei Teilsystemen bestehenden Kühlsystem 1 Engine with a cooling system consisting of two subsystems

2 Carnot-Prozess im p-V-Diagramm und im T-S-Diagramm 2 Carnot process in the pV diagram and in the TS diagram

3 Vergleich von 4-Takt OTTO- und DIESEL Prozess und 5- bzw. 6-Takt-OTTO-Prozess 3 Comparison of 4-stroke OTTO and DIESEL process and 5- or 6-stroke OTTO process

4 Dampfdruckkurve verschiedener Kohlenwasserstoffe und Wasser 4 Vapor pressure curve of various hydrocarbons and water

5 Darstellung eines Tropfenaufpralls 5 Illustration of a drop impact

6 Einfluss von Wandtemperatur und Wandablagerungen 6 Influence of wall temperature and wall deposits

7a–f 6-Takt Beschreibung 7a -F 6-bar description

8 6-Takt Prinzip beim 6-Zylinder Motor 8th 6-stroke principle with the 6-cylinder engine

9a–h 8-Takt Beschreibung 9a -H 8-stroke description

10 6-Takt und 8-Takt im Vergleich der unterschiedlichen Kühlsysteme 10 6-stroke and 8-stroke comparing the different cooling systems

Claims (2)

Verfahren zum Betreiben eines nach dem 2- oder 4-Taktsystem betriebenen Motors, bei welchem in Abhängigkeit von der inneren Temperatur des Motors in der Verbrennungskammer mit Ansteigen der inneren Temperatur über einen vorgegebenen Grenzwert 2 Takte hinzukommen, nämlich ein erster Takt, in welchem Kühlmittel in die Verbrennungskammer eingespritzt wird und ein zweiter Takt, in welchem das verdampfte Kühlmittel ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Taktzahlerhöhung infolge des vorgegebenen Grenzwertes eine weitere derartige Taktzahlerhöhung vorgesehen ist, die beim Anstieg der inneren Temperatur der Verbrennungskammer über einen zweiten Grenzwert, der höher als der erste Grenzwert ist, erfolgt.Method for operating a motor operated according to the 2- or 4-stroke system, in which 2 clocks are added depending on the internal temperature of the engine in the combustion chamber with increase of the internal temperature above a predetermined limit, namely a first cycle in which coolant in the combustion chamber is injected and a second cycle in which the vaporized coolant is discharged, characterized in that in addition to the clock number increase due to the predetermined limit, a further such increase in clock number is provided, the higher the increase in the internal temperature of the combustion chamber over a second threshold as the first limit is. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhungen der Taktzahlen beim Durchlaufen des vorgegebenen Grenzwertes und des zweiten Grenzwertes von einem Bordrechner steuerbar sind.Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the increases in the clock numbers at Passing through the predetermined limit and the second limit be controlled by an on-board computer.
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