DE2531244A1 - Gestaltung des bordnetzes von brennkraftmaschinengetriebenen anlagen, insbesondere von kraftfahrzeugen - Google Patents

Gestaltung des bordnetzes von brennkraftmaschinengetriebenen anlagen, insbesondere von kraftfahrzeugen

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DE2531244A1 DE19752531244 DE2531244A DE2531244A1 DE 2531244 A1 DE2531244 A1 DE 2531244A1 DE 19752531244 DE19752531244 DE 19752531244 DE 2531244 A DE2531244 A DE 2531244A DE 2531244 A1 DE2531244 A1 DE 2531244A1
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Description

  • -Gestaltung des Bordnetzes von brennkraftmaschinengetriebenen Anlagen,insbesondere von Kraftfahrzeugen (Zusatz zu Patent... (P 24 270 74.4)) Die erfindung betrifft die Gestaltung des Bordnetzes von brennkraftmaschinen-getriebenen Anlagen, insbesondere von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem Stromerzeuger, einer Speicherbatterie und Stromverbrauchern sowie entsprechenden Schaltmitteln, wobei als Stromerzeuger wenigstens ein von den heißen Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagter thermionischer- Wandler dient nach Patent ... (Patentanmeldung P 24 270 74.4).
  • Bekanntlich geht bei Verbrennungsmotoren etwa ein Drittel der im verbrauchten Kraftstoff ursprünglich vorhandenen Energie ungenutzt mit den heißen Abgasen ab. Das Hauptpatent schlägt vor, wenigstens einen Teil dieser in den Abgasen enthaltenen Wärme-Energie durch therioniscc Wandler zurückzugewinnen und in das elektrische Bordnetz der Anlage bzw. des Fahrzeuges einzuspeisen. Der Energie-Bedarf des elektrischen Bordnetzes -ist jedoch relativ klein, so daß nur geringe Energiemengen zurückgewonnen''werden können.
  • Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen noch größeren Anteil der Abgaswärme nutzbringend zurückzugewinnen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Stromverbraucher auch wenigstens ein mechanisch in den Antriebskraftfluß der Anlage bzw. des Kraftfahrzeuges einspeisender Elektromotor vorgesehen ist und dalZ der oder die thermionischen Wandler sowie vorzugsweise auch die Speicherkapazität der Batterie leistungsmäßig auf etwa den ausnutzbaren thermischen Energieinhalt der Abgase der Brennkraftmaschine ausgelegt sind.
  • Durch die Umwandlung größerer Abwärmemengen in elektrische Energie und durch deren Umwandlung mittels eines Elektromotors in mechanische Antriebs-Energie kann die Brennkraftmaschine entlastet und Kraftstoff gespart werden.
  • Zweckmäßigerweise ist der Rotor des Elektromotors mit einem rotierenden Teil im Kraftflußstrang für den mechanischen Antrieb der Anlage bzw. des Kraftfahrzeuges fest verbunden und es ist der Stator des Elektromotors verdrehfest um den Rotor herum angeordnet und radial gegenüber dem Rotor unbeweglich gelagert.
  • Eine besonders günstige Anordnung für den Elektromotor ist der Bereich der Schwungscheibe der Brennkraftmaschine, wobei der Rotor des Elektromotors als Schwungmasse dienen kann. Der Motor kann dann als Scheibenläufer-Motor ausgebildet sein.
  • Um auch den Elektromotor an die unterschiedlichen Fahr- und Belastungszustände anpassen zu können, ist er zweckmäßigerweise als regelbarer Motor ausgebildet.
  • Um auch die Bremsenergie teilweise nutzbringend rückgewinnen zu können, kann vorgesehen sein, daß der Elektromotor auch als vorzugsweise in das Bordnet speisender Generator schaltbar ist.
  • m den Motor auch als Anlasser für die Brennkraftmaschine verwenden zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Elektromotor als polumschaltbarer Motor ausgebildet ist.
  • Iie Erfindung ist anhand eines in der 'eichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert; die Figur zeigt eine Seitenansicht eines Verbrennungsmotors für Kraftfahrzeuge mit einem thermionischen Wandler und einem eickt ri schen Traktions-Hilfsmotor im Bereich der Schwungscheihe des \ erhrennungsmotors 13ei dem in der figur dargestellten Verbrennungsmotor ist an motornaher Stelle in der Abgassammelleitung 1, wo die Abgase noch sehr heiß sind, ein thermionischer Wandler 2 angeordnet, der von den heißen Abgasen durchströmt wird und - zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Temperatur-Gradienten - auf der Außenseite doppelwandig ausgebildet und an den Kühlwasser-Kreislauf des rotors angeschlossen ist. I)er Wandler 2 ist leistungsmäßig so ausgelegt, daß er bis zu vertretbaren Grenzen die ganze Wärme-Energie des Abgases bei Vollast des Verbrennungsmotors in elektrjsche Energie umzuwandeln vermag. Der thermionische Wandler ist mit seinen spannungsführenden Anschlüssen 3 und 4 an Masse bzw. an den Pluspol einer Speicherbatterie 5 gelegt. Aus dieser Batterie wird über eine Steuereinheit 6 ein Elektromotor 7/8 mit Stator 7 und Rotor 8 gespeist. Der Motor 7/8 ist im Bereich der Schwungscheibe 9 bzw. der Hauptkupplung 10 des Verbrennungsmotors im Kraftfluß vor dem Schaltgetriebe 11 angeordnet. Der Stator 7 ist verdrehfest in der Kupplungsgehäuseglocke 14 des Getriebes um die Schwungscheibe herum gehalten.
  • er Rotor 8 ist auf der Schwungscheibe 9 konzentrisch im Stator angeordnet und kann gleichzeitig als Schwungmasse für den Verbrennungsmotor dienen. Diese Anordnung des Motors 7/8 innerhalb des Kraftflußstranges hat neben der Ersparnis eines gesonderten Einspeisgetriebes den Vorteil, daß die Übersetzung des Getriebes 11 mit ausgenützt werden kann und der Motor 7/8 mit relativ hohen Drehzahlen und kleinen Momenten laufen kann.
  • Wegen der Anordnung im Kraftfluß vor der Kupplung 10.kann der Kraftfluß vom Motor 7/8 zu den Treibrädern 12 getrennt und der Motor 7/8 als Anlasser für den Verbrennungsmotor benutzt werden.
  • Aus diesem Grunde ist der Elektromotor 7/8 mit einer erhöhten Anzahl von Kollekt)ren 13 ausgestattet, damit er polumschaltbar ist und auf die für das Anlassen des Verbrennungsmotors nötige geringe Drehzahl aber auf ein hohes Drehmoment umschaltbar ist.
  • Dank einer entsprechenden Auslegung des Steuergerätes 6 und des Elektromotors ist dieser auch als Generator umschaltbar, der als Bremsgenerator im Schiebebetrieb des Fahrzeuges herangezogen werden kann. Die Belastung des Generators kann durch Widerstände und/oder durch elektrische Speisung des Bordnetzes, das heißt, der Batterie 5 geschehen. Der Elektromotor 7/8 ist aufgrund einer entsprechenden Auslegung in der Drehzahl regelbar und das Steuergerät enthält die dafür erforderlichen Schaltmittel.

Claims (7)

  1. Ansprüche
    Gestaltung des Bordnetzes von Brennkraftmaschinen-getriebenen Anlagen, insbesondere von Kraftfahrzeugen,bestehend aus einem Stromerzeuger, einer Speicherbatterie und Stromverbrauchern sowie entsprechenden Schaltmitteln, wobei als Stromerzeuger wenigstens ein von den heißen Abgasen der Brennkraftmaschine beaufschlagter thermionischer Wandler dient nach Patent (Patentanmeldung P 24 270 74.4), d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Stromverbraucher auch wenigstens ein mechanisch in den Antriebskraftfluß der Anlage bzw. des Kraft fahrzeuges einspeisender Elektromotor (7/8) vorgesehen ist und daß der oder die thermionischen Wandler (2) sowie vorzugsweise auch die Speicherkapazität der Batterie (5) leistungsmäßig auf etwa den ausnutzharen thermischen Energieinhalt der Abgase der Brennkraftmaschine ausgelegt sind.
  2. 2. Gestaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Rotor (8) des Elektromotors (7/8) mit einem rotierenden Teil (9) im Kraftflußstrang für den mechanischen Antrieb der Anlage bzw. des Kraftfahrzeuges fest verbunden ist und daß der Stator (7) des Elektromotors (7/8) verdrehfest um den Rotor herum angeordnet und radial gegenüber dem Rotor unbeweglich gelagert ist.
  3. 3. Gestaltung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Elektromotor (7/8) im Bereich der Schwungscheibe (9) der Brennkraftmaschine angeordnet ist und der Rotor (8) des Elektromotors (7/8) wenigstens als ein Teil der Schwungmasse dient.
  4. 4. Gestaltung nach Anspruch 1, 2 oder 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Elektromotor (7/8) regelbar ist.
  5. 5. Gestaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Elektromotor (7/8) als vorzugsweise in das Bordnetz speisender Generator schaltbar ist.
  6. 6. Gestaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Elektromotor (7/8) polumschaltbar ist.
  7. 7. Gestaltung nach Anspruch 1 für Kraftfahrzeuge, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß je Antriebsrad des Fahrzeuges ein Elektromotor vorgesehen ist, der in Achsnähe des zugehörigen Treibrades vorgesehen ist.
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