DE3203854A1

DE3203854A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3203854A1
Application number: DE19823203854
Authority: DE
Inventors: Manuel México Zavala Riva Palacio
Original assignee: ZAVALA RIVA PALACIO
Current assignee: ZAVALA RIVA PALACIO
Priority date: 1981-02-04
Filing date: 1982-02-04
Publication date: 1982-09-23
Also published as: JPS58113510A; GB2094406A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. "Weickmann, Dipl.-Ph"ys". Dr'.'K.Pincke

Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Hu-ber Pk- Inc. H. LiSKA ^3 2Ü3854

if

D/20 8000 MÜNCHEN 86, DEN ^

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

Manuel Zavala Riva Palacio

Santa Catalina 318, Col. del Valle, Mexico 12, D. F.

Mexico

Brennkraftmaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine luftgekühlte Brennkraftmaschine.

Bekannte Brennkraftmaschinen sind beispielsweise Kolbenbrennkraftmaschinen, die einen aus einem Zylinderteil und einem darin beweglich angeordneten Kolbenteil bestehenden Explosionskolben aufweisen. In dem Explosionskolben wird der Kolbenteil durch die Kraft einer Ex- plosion bewegt, die durch Zündung eines Brennstoff-Luft-Gemisches mittels eines elektrischen Funkens ausgelöst wird. Bei herkömmlichen Maschinen treten wegen Wärmeverlustes große Energieverluste auf. Es ist auch bekannt, daß Hitze die Funktionsweise der Maschine beeinträchtigt; deshalb werden oft zwei

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Kühlsysteme vorgesehen, von denen das eine mit Wasser und das andere mit Luft arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie die bisher völlig ungenutzt von der Brennkraftmaschine, insbesondere von Explosionskolben abgegebene Wärme ausgenutzt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch diese Lösung kann Energie, die normalerweise verlorengeht, zur Leistungserhöhung der Maschine und/oder zum Betrieb zugeordneter Mechanismen verwendet werden.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 12 hervor. 20

Die Erfindung wird anhand der Figuren in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines mit pneumatischen Hilfskolben versehenen Explosionskolben;

Figur 2 eine Seitenansicht eines Explosionskolbens für Kraftstoff-Luft-Gemische mit zwei seitlichen pneumatischen Kolben;

Figur 3 eine weitere Ansicht des Explosionskolbens mit pneumatischen Hilfskolben nach Anspruch 1;

Figur 4 eine der Darstellung nach Figur 2 ähnliche Darstellung mit einer Zündkerze; und

Figur 5 eine konventionelle schematische Darstellung des in Figur 1 gezeigten Explosionskolbens.

Nach den Figuren 1 und 2 ist zwischen zwei pneumatischen Kolben B und C ein Explosionskolben A angeordnet. Die pneumatischen Kolben B und C sind so synchronisiert, daß sie durch die beim Kühlen des Explosionskolbens erzeugte heiße Luft zusammenwirken können und Arbeit oder Leistung erzeugen. Unter "Kolben" ist im folgenden eine Einheit aus Zylinderteil und einem darin beweglich angeordneten Kolbenteil zu verstehen.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Explosionskolben A einen größeren äußeren Oberflächenbereich bzw. eine größere Außenfläche aufweist, als ein herkömmlicher Kolben einer Brennkraftmaschine. Insbesondere weist der Zylinderteil des Explosionskolbens A Vorsprünge oder Rippen 5 auf, die dessen Außenfläche umgeben (siehe Figur 5). Ein Gemisch aus Kraftstoff und Luft wird in den Explosionskolben A auf herkömmliche Weise durch einen Zuführkanal 10 eingebracht und von einem Einlaßventil 7 gesteuert. Nach der durch einen von einer Zündkerze 9 (siehe Figur 4) erzeugten Funken ausgelösten Verbrennung des Gemisches im Explosionskolben A strömen die Auspuffgase durch ein Auslaßventil 6 und aus einem Auspuffkanal 11. Der Auspuffkanal 11 ist wie der Brennkraftzylinder A von Vor- Sprüngen 5 umgeben, welche die Nutzbarmachung der bei der Verbrennung zusätzlich erzeugten Energie ermöglicht.

Nach den Figuren 1 und 3 ist die den Explosionskolben A umgebende äußere Kammer in Längsrichtung durch eine Viand D (siehe Figur 3) in zwei nebeneinander liegende Teilräume 8 und 8', sogenannte Heizkammern, geteilt. Die pneumatischen Kolben B und C sind auf verschiedenen Seiten des Explosionskolbens angeordnet. Der Boden P jeder Heiz- oder Warmkammer (siehe Figur 1) weist

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Öffnungen zur Aufnahme von Ventilen 3 und 4 des pneumatischen Kolbens B sowie von Ventilen 3' und 4' des pneumatischen Kolbens C auf. Die beiden pneumatischen Kolben B und C können auch auf einer Seite des Explosionskolbens A oder auch über oder unter diesem Kolben A angeordnet sein.

Alle Kolben A, B und C können mit derselben Kurbelwelle verbunden sein. Die pneumatischen Kolben B und C können auch mit einer Kurbelwelle verbunden sein, die von der mit dem Explosionskolbens A verbundenen Kurbelwelle verschieden ist. Es kann aber auch jeder Kolben mit einer anderen Kurbelwelle verbunden sein.

Wenn während des Betriebes sich der Kolbenteil im pneu- · matischen Kolben abwärts bewegt, wird durch ein Einlaßventil 2 Luft in den pneumatischen Kolben B eingebracht. Dies ist im besten in der Figur 1 dargestellt. Wenn sich der Kolben im pneumatischen Kolben B aufwärts bewegt, strömt die Luft durch ein Kompressionsoder Druckventil 3 in die Heizkammer 8, die auf einer Seite des Explosionskolbens A angeordnet ist, wo die Luft einen Teil der vom Explosionskolbens abgegebenen · Wärme absorbiert. Der übrige Teil der von dem Explosionskolbens A erzeugten Wärme wird von der Luftabsorbiert, die der Kolben im pneumatischen Kolben C während seiner Aufwärtsbewegung durch ein ähnliches Kompressionsventil 3' in eine zweite Heizkammer 8¹ auf der der einen Seite des Explosionskolbens A gegenüber liegenden Seite dieses Kolbens A strömen läßt. Weil die Luft in jeder Heizkammer auf einem konstanten Volumen gehalten wird, und eine Wärmeübertragung stattfindet, steigt der Druck in jeder Heizkammer als eine Funktion der Temperatur an. Als nächstes dehnt sich die Luft durch ein Expansionsventil 4¹ über den pneumatischen Kolben C aus, der dem pneumatischen Kolben B gegenüberliegt und die Luft in die Heizkammer 8

einbrachte. Wenn die Luft sich einmal ausgedehnt hat, kann sie durch ein Auslaßventil 1· des pneumatischen Kolbens C in die Atmosphäre ausströmen. Der Gasstrom in die Heizkammer 8¹ ähnelt dem Strom durch die Heizkammer 8.

In einer zweiten Ausführungsform kann anstelle von Luft ein Gas, ein Gas-Luft-Gemisch oder auch ein kompressibles Fluid in einem pneumatischen Kolben verwendet werden. Das Fluid kann zur Wiederverwendung zurückgewonnen werden, bevor es in die Atmosphäre austritt.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein wesentlicher Zuwachs in der von der Brennkraftmaschine erzeugten Leistung geliefert. Wärme, die während des Verbrennungs vorgangs normalerweise verlorengeht, kann für eine wirksamere Ausnutzung des Brennstoffes zurückgewonnen werden. Die Maschine kann eine einzige Einheit bilden oder auch eine umgebaute konventionelle Maschine sein.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

(1 .J Brennkraftmaschine, insbesondere luftgekühlte Brenn- *4craftmaschine, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (8, 8^!)> die es ermöglicht, ein von der Maschine erwärmtes kompressibles Fluid zum Betrieb wenigstens eines vorgesehenen, aus einem Zylinderteil und einem darin beweglich angeordneten Kolbenteil bestehenden pneumatischen Kolbens (B, C) zur Erzeugung einer Leistung zu verwenden.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die den Betrieb des pneumatischen Kolbens (B, C) ermöglichende Einrichtung (8, 8') eine an der Maschine angeordnete, in zwei Teilräume (8, 8')> sogenannte Heizkammern, unterteilte äußere Kammer aufweist.
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die äußere Kammer an einem aus einem Zylinderteil und einem darin beweglieh angeordneten Kolbenteil bestehenden Explosionskolben (A) angeordnet ist.
4. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine oder der Explosionskolben

(A) Elemente (5) aufweist, die eine größere Wärmeabgabe bewirken.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (5) zur größeren Wärmeabgabe Kühlrippen sind, die an dem Zylinderteil des Explosionskolbens (A) und im Inneren der Heizkammern (8, 8') angeordnet sind.
6. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Maschine oder einen Explosionskorben (A) zwei synchron arbeitende pneumatische Kolben ■ (B, C) vorgesehen sind.
7. Brennkraftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß für jeden vorhandenen Explosionskolben (A) zwei synchron arbeitende pneumatisehe Kolben (B, C) vorgesehen sind.
8. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible Fluid mittels eines Kolbens in das Innere der externen Kammer eingebracht wird, wo es Wärme absorbiert, und daß danach ein pneumatischer Kolben (B, C) betrieben wird.
9. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die in zwei Heizkammern (8, 8^f) unterteilte äußere Kammer die Maschine oder den Zylinderteil des Explosionskolbens (A) einschließt.
10. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden . Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible Fluid aus dem Hubraum eines pneumatischen Kolbens (B, C) in eine Heizkammer (8, 8') drückbar ist, wo es Wärme aufnimmt,und daß das erwärmte Fluid einen pneumatischen Kolben (B, C) betreibt und dadurch Leistung erzeugt.
11. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid durch Ventile (1 bis 4, 1· bis 4·) gesteuert wird.
12. Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kompressible Fluid aus Luft oder einem anderen Gas besteht.