DE2818218A1 - Vorverdichter fuer verbrennungsmotoren - Google Patents

Vorverdichter fuer verbrennungsmotoren

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DE2818218A1
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Franz Mueller
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00—Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B29/00—Engines characterised by provision for charging or scavenging not provided for in groups F02B25/00, F02B27/00 or F02B33/00 - F02B39/00; Details thereof
    • F02B29/02—Other fluid-dynamic features of induction systems for improving quantity of charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
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Description

Erfinder: Franz Müller
Titel:
Vorverdichter für Verbrennungsmotoren.
Anwendungsgebiet: Otto-, Diesel-, Wankel-, Gasturbienen- und andere Verbrennungsmotoren.
Zweck:
Kraftstoffeinsparung bei gleichzeitiger Leistungssteigerung.
Kritik des Standes der Technik: Nichtausnutzung der Abwärme von Verbrennungsmotoren.
Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Zugabe von (Wasser-) Dampf zum Ansauggemisch die Energieausnutzung zu vergrößern und durch Thermokompression des Ansauggemisches die Leistung zu steigern.
Lösung: In einem Dampfkessel, der durch Abgase des Motors und/oder direkt oder indirekt vom Motor selbst geheizt wird, wird Wasser oder eine andere geeignete Flüssigkeit verdampft. Nach bisherigem Stande der Technik ist es möglich, durch geeignete Kesselwasserspeise- und Sicherheitseinrichtungen einen mittleren bis hohen Dampfdruck zu halten. Der Dampf gelangt durch eine Leitung zu einem Dampfstrahlgebläse, das die Ansaugluft bzw. das Kraftstoff-Luft-Gemisch vorverdichtet und mit dem Dampf vermischt. Bei Motoren mit Vergaser kann der Vergaser vor oder hinter dem Dampfstrahlgebläse angeordnet oder darin integriert werden. Der Ansaugkanal des Motors kann außer mit dem Dampfstrahlgebläse auch noch mit einer anderen Ansaugöffnung versehen werden, die durch ein Rückschlagventil gegen Druckverlust gesichert ist und einen besonderen Vergaser enthalten kann, der
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einen zum Starten und Warmlaufen des Motors geeigneten Kraftstoff verwendet. So kann zum Beispiel bei einem geeignetem Motor in der Start- und Warmlaufphase Benzin und im Normalbetrieb, wenn das Dampfstrahlgebläse arbeitet, Dieselkraftstoff verwendet werden *
Bei Motoren mit Turboloader. kann der gespannte Dampf statt in ein in den Ansaugstrom geschaltetes Dampfstrahlgebläse durch ein oder mehrere Düsen so auf die Turbinenschaufeln der Verdichterstufe geleitet werden, daß sich die Leistung der Turbine erhöht. Es ist möglich, einen Stromgenerator so anzubringen, daß er im Normalfall von der Turbine angetrieben wird und ihn mit einer elektrischen Schaltung derart zu versehen, daß er, falls erwünscht (kick down), als Motor seinerseitz die Turbine antreibt.
Erzielbare Vorteile: Durch die Vorverdichtung des Ansauggemisches bzw. der Ansaugluft wird der Durchsatz erhöht und damit die Leistung gesteigert.
Der zugefügte (Wasser-) Dampf sorgt bei Vergasermotoren für eine Vergasung des Kraftstoffnebels, und damit für eine bessere Verbrennung. Die höhere spezifische Wärmemenge des Wasserdampfes bzw. der niedrigere Adiabatenexponent von ca. 1,33 gegenüber Luft mit ca. 1,39 bewirkt, daß bei Zugabe von Wasserdampf bei verdichtung die Temperatur nicht so hoch ansteigt und damit weniger Wärmeenergie an den Motorblock abgegeben wird.
In der Dekompressionsphase sinkt umgekehrt die Temperatur und damit der Druck nicht so schnell wie sonst.
Audi bilden sich weniger Schadstoffe wie NO und CO.
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Claims (6)

  1. - y-
    Patentansprüche:
    ^y Vorrichtung zur Vorverdichtung der angesaugten Luft bzw. des Ansauggemisches bei Verbrennungsmotoren
    dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Dampfstrahlgebläse, das vor oder im Ansaugkanal des Motors angebracht ist, die angesaugte Luft bzw. das Ansauggemisch vorverdichtet wird und das Dampfstrahlgebläse von mittel— oder hochgespannten Dampf betrieben wird, der in einem vom Motor selbst (direkt oder indirekt über Wärmetauscher) und/oder von den Verbrennungsabgasen geheizten Dampfkessel erzeugt wird.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal außer durch das Dampfstrahlgebläse noch durch eine zusätzliche durch ein Rückschlagventil gesicherte Öffnung gespeist werden kann.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftstoff im Dampfstrahlgebläse mit verdampft wird.
  4. 4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf auf die Turbinenschaufeln in der Verdichterstufe eines Turboloaders,der statt des Dampfstrahlgebläses angebracht ist, so geleitet wird, daß sich die Leistung der Turbine erhöht.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Elektrogenerator von der Turbine angetrieben wird, der durch einen Schalter ab oder auch so umgeschaltet werden kann, daß er als Elektromotor seinerseits die Turbine antreibt.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1,2,3t4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich durch eine bewegliche Nagel in der Dampfstrahldüse oder einem Ventil in der Dampfzuleitung die Stärke des Dampfstrahls regelbar ist.
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    OR!6'MAI
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