DE3121193A1 - Von einem verbrennungsmotor angetriebenes motorfahrzeug - Google Patents

Von einem verbrennungsmotor angetriebenes motorfahrzeug

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DE3121193A1
DE3121193A1 DE19813121193 DE3121193A DE3121193A1 DE 3121193 A1 DE3121193 A1 DE 3121193A1 DE 19813121193 DE19813121193 DE 19813121193 DE 3121193 A DE3121193 A DE 3121193A DE 3121193 A1 DE3121193 A1 DE 3121193A1
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internal combustion
combustion engine
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generator
turbine
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DE19813121193
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English (en)
Inventor
Stefano Torino Iacoponi
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Fiat Auto SpA
Original Assignee
Fiat Auto SpA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02G5/00—Profiting from waste heat of combustion engines, not otherwise provided for
    • F02G5/02—Profiting from waste heat of exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

2 7. Mai 1981
WpI. Ing. H. WefckMM, Dipl.- Php; fr. K. Finde Dipl. Ing. F. A. Weidtnun, Dipl. Cfx*. & Huber
Dr.-Ing. H. Uski Wa M&hlsfnfie 22, 8000 MOndwn M
FA.107
FIAT AUTO S.p.A.
Corso Giovanni Agnelli 200
Turin, Italien
Von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Motorfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Motorfahrzeug mit mechanischen Hilfsaggregaten.
In modernen Motorfahrzeugen treibt der Verbrennungsmotor eine Reihe mechanischer Hilfsaggregate an. Zu diesen gehören beispielsweise
- die Wasserpumpe für die Motorkühlung,
- die Schmierölpumpe,
- die Ölpumpe für die Servolenkung
- und der Kompressor für die Klimaanlage des Fahrzeuges.
Diese Aggregate werden im allgemeinen von der Welle des Verbrennungsmotors mit Hilfe von Riemen, Zahnradgetrieben und Transmissionen angetrieben, die in den meisten Fällen sperrig, kompliziert und nicht genügend zuverlässig sind.
Der direkte Antrieb diener Hilfsaggregate durch den Motor führt auch zu einem beträchtlichen Leistungsentzug und zu einem größeren Kraftstoffverbrauch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorfahrzeug mit mechanischen Hilfsaggregaten so auszubilden, daß die vorerwähnten Nachteile vermieden sind.
Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durch
- eine von den Abgasen des Verbrennungsmotors antreibbare Turbine,
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- einen mit der Turbine gekuppelten elektrischen Generator
- sowie wenigstens einem Elektromotor, der mit einem der mechanischen Hilfsaggregate gekuppelt und mit Mitteln zu seinem Anschluß an den Generator ausgestattet ist.
Dadurch entfallen komplizierte übertragungsmechanismen zum Antrieb der Hilfsaggregate. Außerdem werden die Hilfsaggregate des Motorfahrzeuges von der in den Abgasen enthaltenen Restenergie angetrieben, wodurch der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad verbessert und der Kraftstoffverbrauch verringert werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet das Motorfahrzeug ferner
- einen Aufladeverdichter für den Verbrennungsmotor
- sowie einen mit diesem gekuppelten Elektromotor, der mit Mitteln zu seinem Anschluß an den Generator ausgestattet ist.
Aufgrund dieser Merkmale ist der Betrieb des Verdichters von dem der Turbine unabhängig. Der Verbrennungsmotor für den Antrieb des Fahrzeuges kann somit auf der Grundlage wesentlich elastischerer Kriterien aufgeladen werden, als dies bei der Aufladung von Turbomotoren herkömmlicher Art der Fall ist, bei denen die Turbinen und der Kompressor direkt und mechanisch miteinander verbunden, indem sie auf der gleichen Welle aufgekeilt sind.
Die Erfindung sei im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert:
Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Aufsicht auf die Frontpartie eines Motorfahrzeuges A. Eine Turbine 1 bekannter Bauart ist mittels eines offenen Flansches 2 mit der Abgasleitung eines (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors verbunden.
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Die Turbine 1 besitzt eine tangentiale schneckenförmige Leitung 3, einen Rotor 4 sowie eine axiale Leitung 5 für den Ausstoß der Abgase.
Der Rotor 4 ist auf eine Welle 6 aufgekeilt, die drehfest mit dem Rotor eines Wechselstromgenerators 7 verbunden ist. Letzterer beinhaltet Gleichrichter und kann sich mit sehr hoher Geschwindigkeit drehen.
Der positive Pol 16 des Wechselstromgenerators 7 ist über ein Kabel 17 mit Elektromotoren 9 verbunden, von denen jeder ein zugeordnetes mechanisches Hilfsaggregat antreibt.
Der Pol 16 des Wechselstromgenerators 7 ist ferner mit einem elektronischen Prozessor 10 verbunden, der über ein Kabel einen Elektromotor 11 steuert, welcher mit einem Aufladeverdichter 1? gekuppelt ist. Der Aufladeverdichter 12 besitzt einen auf die Welle 15 des Motors 11 aufgekeilten Rotor 13 sowie eine mit dem Einlaßkrümmer des Verbrennungsmotors des Fahrzeuges verbundene axiale Leitung 19.
Die Abgase des Verbrennungsmotors treiben die Turbine 1 an und werden durch die axiale Leitung 5 ausgetrieben.
Die Turbine 1 treibt den über die Welle 6 mit ihr gekuppelten Wechselstromgenerator 7.
Die von dem Wechselstromgenerator 7 erzeugte elektrische Energie wird über das Kabel 17 zu den Elektromotoren 9 für die mechanischen Hilfsaggregate (Wasserpumpe, Ölpumpe usw.) sowie zu anderen (nicht dargestellten) elektrischen Einrichtungen, z.B. Scheinwerfern, Scheibenwischern und der Heckscheibenheizung übertragen.
In herkömmlichen Motorfahrzeugen werden diese elektrischen Verbraucher von einem Generator gespeist, der über einen Riemen von der Welle des Fahrzeugmotors angetrieben wird.
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Dieser Generator ist bei dem Motorfahrzeug gemäß der Erfindung überflüssig, da der Wechselstromgenerator 7 so dimensioniert sein kann, daß er alle für die Motoren 7 der mechanischen Hilfsaggregate und die normalerweise in dem Motorfahrzeug vorhandenen elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen kann.
Wie herkömmliche Motorfahrzeuge besitzt das Fahrzeug gemäß der Erfindung ebenfalls eine mit dem Wechselstromgenerator 7 verbundene Batterie 8 zur Speicherung der ihr zugeführten elektrischen Energie und zur Speisung der betreffenden Verbraucher, wenn die Speisung durch den Wechselstromgenerator 7 nicht ausreichend ist.
Der Prozessor 10 dient zur Steuerung des Motors 11 in Abhängigkeit von dem Laufzustand des Fahrzeuges.
Die Verbindung zwischen der Turbine 1 und dem Aufladeverdichter 12 ist eine elektrische Verbindung. Hierdurch können verschiedene nicht unbeträchtliche Nachteile vermieden werden, die dann auftreten, wenn zwischen der Turbine und dem Aufladeverdichter eine mechanische Verbindung besteht, wie dies bei den derzeit gebräuchlichen Turbomotoren üblich ist.
Insbesondere erlaubt der elektrische Betrieb des Aufladeverdichters 12, der über den Prozessor 10 mit der Batterie 8 verbunden ist, einen hohen Motorladedruck auch dann, wenn - wie beispielsweise nach einer raschen Verzögerung - die von der Turbine gelieferte Leistung wegen der Verringerung des von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Abgasstromes beträchtlich reduziert ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die elektrische Verbindung zwischen der Turbine 1 und dem Aufladeverdichter 12 auch in Motorfahrzeugen
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verwendet werden, bei denen die mechanischen Hilfsaggregate durch die Welle des Verbrennungsmotors in herkömmlicher Weise über mechanische Transmissionen angetrieben werden.
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Claims (3)

  1. ι ο 1 1Q
    Patentansprüche
    .j Von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug mit mechanischen Hilfsaggregaten,
    gekennzeichnet durch
    - eine von den Abgasen des Verbrennungsmotors antreibbare Turbine (1),
    - einen mit der Turbine gekuppelten elektrischen Generator (7)
    - sowie wenigstens einen Elektromotor (9), der mit einem der mechanischen Hilfsaggregate gekuppelt und mit Mitteln (17) zu seinem Anschluß an den Generator (7) ausgestattet ist.
  2. 2. Motorfahrzeug nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch
    - einen Aufladeverdinhter (12) für den Verbrennungsmotor
    - sowie einen mit diesem gekuppelten Elektromotor (11) der mit Mitteln (17, 18) zu seinem Anschluß an den Generator (7) ausgestattet ist»
  3. 3. Motorfahrzeug nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (10) vorgesehen sind, durch die der mit dem Aufladeverdichter (12) gekuppelte Elektromotor (11) in Abhängigkeit von dem Laufzustand des Fahrzeuges selektiv mit dem Generator (7) verbindbar ist-
    4„ Motorfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Generator (7) aufladbare Batterie (8) vorgesehen ist.
DE19813121193 1980-05-30 1981-05-27 Von einem verbrennungsmotor angetriebenes motorfahrzeug Ceased DE3121193A1 (de)

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Publications (1)

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DE8115860U1 (de) 1982-08-12
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FR2483517A1 (fr) 1981-12-04

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