DE3412283C2 - Turboverbundmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Turboverbundmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Turboverbundmotor ist aus der DE-OS 20 21 600 bekannt, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird.

Im Stand der Technik gibt es eine Vielfalt von Verbrennungsmotoren mit Turboladung, bei denen die Abgase durch Turbinen ausgestoßen werden, um Kompressoren od. dgl. zum Verdichten der Luft für Kraftstoff-Luft-Gemische in dem Verbrennungsmotor anzutreiben oder um im Verbund mit dem Verbrennungsmotor Leistung über eine Motorkurbelwelle abzugeben. Bei diesen Verbrennungsmotoren, bei denen Abgasturbinen benutzt werden, gibt es einen außergewöhnlich großen Prozentsatz an irreversiblen Druckverlusten aufgrund einer Drosselung der Abgase und weitere irreversible Verluste vor dem Ausstoßen der einen reduzierten Druck aufweisenden heißen Abgase durch die Turbine, um darin ihre Energie abzugeben.

Die abgegebene Leistung der Turbine hängt insbesondere von der kinetischen Energie der Abgase ab, welche in sie einströmen. Zwischen dem Ausströmen der Abgase aus einem Brennraum des Verbrennungsmotors und dem Einströmen in die Turbine kommt es jedoch zu hohen Energieverlusten, weshalb nur ein geringer Teil der beim Ausströmen aus dem Brennraum vorhandenen Energie der Abgase letztlich in der Turbine in nutzbare Energie umgewandelt werden kann. Druckverluste an Auslaßventilen oder Auslaßöffnungen, Wärme- und Strömungsverluste in einer Verbindungsleitung vom Verbrennungsmotor zu der nachgeschalteten Turbine sowie vor allem Pulsationen durch die unstetig ausströmenden Abgase, welche je nach Zustand der Abgase in dem Brennraum in unterschiedlicher Menge mit unterschiedlichem Druck und unterschiedlicher Geschwindigkeit zur Turbine strömen, verringern die Turbinenleistung.

Aus der DE-OS 20 21 600, die den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, ist es bei Turboverbundmotoren bekannt, die Verbindungsleitungen zwischen Verbrennungsmotor und Turbine kurz vor der Turbine in ihrem Querschnitt zu verringern. In der DE-OS 20 21 600 ist ein Mehrzylindermotor vorgesehen, so daß auch mehrere Verbindungsleitungen die Abgase zu einer einzelnen Turbine führen. Kurz vor einem Einströmende der Verbindungsleitung an der Turbine sind sämtliche Verbindungsleitungen zu einer einzigen Leitung zusammengefaßt. Um möglichst geringe Umlenkungen und möglichst wenig Übertritt von Abgasen einer Verbindungsleitung in die andere an dieser Stelle zuzulassen, werden die Leitungsquerschnitte kurz vor der Stelle, an der die einzelnen Verbindungsleitungen zu einer gemeinsamen Leitung zusammengeführt werden, verengt. Das dient hier dem Zweck, mögliche Toträume, die Leitungslänge und die Leitungskrümmung möglichst zu verringern, um Energieverluste zu vermindern. Es besteht jedoch weiterhin der Nachteil bei diesem bekannten Turboverbundmotor, daß beim unstetigen Ausströmen der Abgase aus dem Brennraum in die Verbindungsleitungen und beim Durchströmen der Verbindungsleitungen bis zur Turbine Druckverluste auftreten, wodurch ein großer Teil der in den Abgasen enthaltenen Energie ungenützt bleibt. Druckstöße beim schlagartigen Öffnen des Brennraumes treten unvermindert auf. Die Abgasströmung ist zudem völlig unstetig, wodurch viel kinetische Energie und Druckenergie im Abgas ungenutzt bleibt.

Aus der DE-OS 21 17 672 ist ein im Verbund betriebener Verbrennungsmotor bekannt, dessen Kurbelwelle über ein starres, nicht schaltbares Getriebe mit einer Welle der Turbine verbunden ist. Dieses direkte mechanische Kuppeln der Wellen erfordert ein Getriebe mit großem Untersetzungsverhältnis. Bei plötzlichen Drehzahländerungen, wenn z. B. Gas gegeben wird, treten große Trägheitskräfte auf, die das Getriebe stark belasten.

Aus der US 28 58 666 ist eine Einrichtung zur Vermeidung von Turbulenzen von aus dem Brennraum austretenden Abgasen bekannt. An der Auslaßöffnung des Zylinders ist dazu ein mit glatten Übergängen ausgebildeter Block vorgesehen, der zusätzlich auch das aus dem Brennraum austretende Abgasvolumen begrenzen soll. Am Ende einer Verbindungsleitung zwischen Zylinder und Turbine ist unmittelbar vor der Turbine ein Ventil vorgesehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Turboverbundmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so zu verbessern, daß ein relativ großer Prozentsatz der verfügbaren Energie den Abgasen, die aus dem Brennraum des Verbrennungsmotors ausströmen, in der Turbine in Rotationsenergie umgewandelt werden kann.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist die gesamte Verbindungsleitung selbst als Düsenvorrichtung ausgebildet. Das erbringt den Vorteil, daß die hohe Druckenergie der Abgase schon beim Ausströmen der Abgase aus dem Brennraum in die Verbindungsleitung in kinetische Energie umgewandelt wird, was zu einer wesentlich verbesserten Turbinenleistung führt.

Die düsenartige Leitungsverengung gemäß der DE-OS 20 21 600 kann diesen Vorteil nicht bieten, da sie sehr kurz ausgebildet sein soll. Diese Ausbildung führt gerade bei mit hohem Druck ausströmenden Abgasen zu einer Drosselwirkung.

Bei einem herkömmlichen Verbrennungsmotor mit Tellerventilen treten Druckverluste und Strömungsverluste insbesondere beim Öffnen des Brennraums auf, weil dabei das Tellerventil in den Brennraum hineinragt. Diesen Nachteil weist der Turboverbundmotor nach der Erfindung nicht auf, da erfindungsgemäß eine Ventilvorrichtung in der Düsenvorrichtung angeordnet ist und außerdem durch die Ventilvorrichtung die Düsenform verstellbar und die Düsenvorrichtung verschließbar ist. Die Düsenvorrichtung ist dadurch zugleich Teil der Ventilvorrichtung. Die beim Stand der Technik zwangsläufig auftretenden Druck- und Strömungsverluste an den Tellerventilen sowie die Beanspruchung der Tellerventile selbst entfallen damit. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäß verstellbare Düsenvorrichtung im Gegensatz zu einer starren, nicht einstellbaren Leitungsverengung im Stand der Technik die Möglichkeit geschaffen, die Düsenform und damit den Düsenquerschnitt den jeweiligen Druckverhältnissen im Brennraum anpassen zu können, wodurch eine relativ gleichmäßige Abgasströmung zur Turbine gelangt. Erfindungsgemäß wird damit durch die variable Düsenvorrichtung über einen gesamten Arbeitszyklus wesentlich mehr kinetische Energie ohne Drosselverluste aus dem Abgas gewonnen und dennoch ein ausreichendes Spülen von Verbrennungsprodukten aus dem Brennraum beibehalten. Dies bedeutet, daß es zu keinem unnötigen Druckstau oder Rückschlag beim Beginn des Ausströmens von Abgasen mit hohem Druck kommt. Während beim Stand der Technik nach der DE-OS 20 21 600 lediglich vorgeschlagen wurde, möglichst wenig gekrümmte Verbindungsleitungen vorzusehen und diese lediglich kurz vor der Turbine zu verengen, was aber zu einer hohen Drosselwirkung führt, wird bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor die gesamte Verbindungsleitung als Düsenvorrichtung mit einstellbarer Düsenform ausgebildet. Eine Auslaßöffnung des Zylinders bildet dazu ein Einlaßende der Düsenvorrichtung, und ein Auslaßende der Düsenvorrichtung grenzt direkt an den Einlaßkanal der Turbine. Leitungsabschnitte gleichen Querschnitts, also lediglich Zuführleitungen mit störenden Strömungsverlusten entfallen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

Die Form einer Düse ist stets nur für bestimmte Druckverhältnisse und Strömungsmengen optimal. Gemäß den Ausgestaltungen der Erfindung nach den Ansprüchen 2 bis 4 ist die Ventilvorrichtung ein Düsenhalsventil. Das bedeutet, daß die Ventilvorrichtung im Düsenhals angeordnet ist, diesen formt und einstellt. Es wird dementsprechend die Düsenform im Bereich des Düsenhalses verändert. Dies ist besonders vorteilhaft, da damit das für Düsen entscheidende Querschnittsverhältnis von Auslaßende zu Einlaßende verändert werden kann.

Zusätzlich ist es gemäß der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 möglich, den Düsenhals so zu verändern, daß eine Laval- oder Überschalldüse mit unterschiedlichsten Verhältnissen des Querschnittes ihres Auslaßendes zum Düsenhalsquerschnitt ausgebildet werden kann. Dieses Verhältnis muß gemäß den Gesetzmäßigkeiten einer Überschalldüse zur Erreichung maximaler Austrittsgeschwindigkeit proportional zum Verhältnis der Drücke am Einlaßende zum Auslaßende verändert werden. Dies ist durch die erfindungsgemäße verstellbare Düsenvorrichtung möglich. Zugleich kann die Düsenvorrichtung jedoch auch auf eine rein konvergierende Düsenform eingestellt werden, um restliche Abgaben mit niedrigem Druck aus dem Brennraum ausströmen zu lassen.

Das Querschnittsverhältnis von Auslaßende zu Düsenhalsquerschnitt kann in der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 vorteilhafterweise über eine Steuereinrichtung mit einer Nockenwelle der jeweiligen Stellung des Kolbens und damit dem Druck des Abgases im Brennraum angepaßt werden.

Eine einzelne Turbine kann im übrigen mit mehreren Düsenvorrichtungen verbunden sein, um eine wirksamere und konstantere Strömung von Abgasen durch die Turbine zu erzielen. Andererseits kann eine Anzahl Turbinen bei einem einzelnen Verbrennungsmotor benutzt werden, wobei jede über ihre Einlaßkanäle mit den Auslaßenden der Düsenvorrichtungen von ausgewählten Zylindern verbunden ist, um die Energie in den Abgasen wirksam auszunutzen.

Durch den Turboverbundmotor nach der Erfindung wird ein wirksames Expandieren der Abgase von Zuständen innerhalb des Zylinders auf Atmosphärendruck in dem Prozeß, der so nahe wie möglich bei dem reversiblen adiabatischen (isentropischen) Zustand liegt, erreicht, wodurch die Gewinnung von resultierender Sekundärenergie maximiert wird, die als mechanische Wellenleistung durch die Turbine rückgewonnen wird und benutzt werden kann, eine Sekundärwelle anzutreiben, um den Antrieb zu unterstützen, Zusatzgeräte anzutreiben oder Antriebsenergie für andere Zwecke zu liefern, was beispielsweise durch Unterstützen des Antriebs einer Motorkurbelwelle erfolgen kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Teillängsschnittansicht, die eine Abgasturbinenanordnung mit einer Düsenvorrichtung zeigt, außerhalb der ein erstes Ventil mit einem zweiten Ventil zum Ausstoßen von Restgasen vorgesehen ist,

Fig. 2 eine Teillängsschnittansicht, die den erfindungsgemäßen Turboverbundmotor zeigt, welcher ein erfindungsgemäß innerhalb der Düsenvorrichtung angeordnetes Ventil mit verstellbarem Düsenhals in Verbindung mit einem zweiten herkömmlichen Ventil zum Ausstoßen der Restgase zeigt,

Fig. 3 in schematischer Darstellung und teilweise im Schnitt und in Draufsicht eine Ausführungsform der Erfindung mit einer zylinderseitigen Auslaßöffnung mit einem Düsenhülsenschieberventil und einer mittig angeordneten Turbine,

Fig. 4 ein Ventil mit verstellbarem Düsenhals in der Ausführungsform der Erfindung mit der zylinderseitigen Auslaßöffnung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit einem Düsenschlitzventil und einer sich im Takt drehenden Welle,

Fig. 6 gruppenweise zusammengefaßte Auslässe mehrerer Zylinder, wobei die Auslässe in einen einzelnen Einlaß einer Radialturbine münden,

Fig. 7 eine schematische Darstellung von Anordnungen von Turboverbundmotoren, bei denen verschiedene Zylinderzahlen und Typen von Zylinderanordnungen in Verbindung mit Turbinenanbringungsorten, die den benachbarten Zylindern/ Düsen/Turbine(n) angepaßt sind, zeigen, und

Fig. 8 schematisch eine Vorrichtung zum Verbinden einer Abgasturbinenwelle mit der Motorkurbelwelle zur größeren Leistungsabgabe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Aufgrund ihres niedrigeren Kompressions- und Expansionsverhältnisses geben Verbrennungsmotoren mit Fremdzündung einen größeren Teil ihrer Gesamtenergie mit dem Abgas ab als Dieselmotoren. Wegen dieser Eigenschaft wird eine angestrebte wirksame Ausnutzung einer vollen und nutzbaren Expansion auf den Atmosphärendruck wahrscheinlich eine größere relative Verbesserung für den Verbrennungsmotor mit Fremdzündung als für den Dieselmotor bringen.

Obwohl Verbrennungsmotoren gewöhnlich mehrere Zylinder und Kolben haben, die mit einer gemeinsamen Kurbelwelle verbunden sind, wird im folgenden zunächst zur Vereinfachung ein Turboverbundmotor in seiner einfachsten Ausführungsform, nämlich mit einem Zylinder, einem Kolben, einer Düse, einem Ventil und einer Turbine, wie in den Fig. 1-5 dargestellt, beschrieben.

Gemäß den Fig. 1-4, die zur allgemeinen Beschreibung des Turboverbundmotors herangezogen werden, enthält dieser als Kombination 11 bezeichnet einen Verbrennungsmotor 13, der seinerseits wenigstens einen hin- und herbewegbaren Kolben 15, einen Zylinder 18, wenigstens einen Zylinderkopf 17, der auf dem Zylinder 18 befestigt ist und ein Ende des Zylinders 18 verschließt, um einen Brennraum 37 für den Kolben 15 zu bilden, eine Einlaßleitung 19, die mit dem Zylinder 18 verbunden ist, um diesem wenigstens ein Sauerstoff enthaltendes Gas zuzuführen, eine Einrichtung zum Vermischen von ankommendem Kraftstoff mit Sauerstoff enthaltendem Gas, eine Zündeinrichtung zum Zünden des Kraftstoffes und des Sauerstoff enthaltenden Gases, um Arbeit zu leisten, und eine Auslaßöffnung 21 zum periodischen Abgeben von heißen Hochdruckverbrennungsprodukten aus dem Zylinder 18, die in einer Begrenzungswand 35 des Brennraums 37 oben oder unten angeordnet ist, auf. Die Begrenzungswand 35 kann, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, der Zylinderkopf 17 oder, wie in den Fig. 3-5 gezeigt, eine Zylinderwand sein.

Der Verbrennungsmotor 13 kann irgendein Verbrennungsmotor sein, wie oben angegeben, und es kann sich um einen Zwei- oder um einen Viertaktmotor handeln, z. B. einen Benzinverbrennungsmotor, der eine Zündkerze od. dgl. zum Zünden des Kraftstoff-Luft-Gemisches zum Erzeugen von Leistung hat. Es kann sich aber auch um einen Motor mit Kompressionszündung mit oder ohne Glühkerzen oder Katalysatoren zum Unterstützen des Anfangs der Verbrennung, wenn der Druck oder die Temperatur hoch genug ist, wie bei einem Dieselmotor, handeln. Die Zündkerzen einer Vergasungseinrichtung zum Vermischen von Kraftstoff und Luft oder statt dessen eine Druckeinspritzung zum Einspritzen von Kraftstoff in die unter Druck gesetzte Luft sind herkömmlich und bekannt, weshalb sie nicht dargestellt und beschrieben zu werden brauchen. Sie sind infolgedessen in den Fig. 1-4 der Einfachheit halber weggelassen worden.

Der Kolben 15 ist durch Pleuelstangen 23, die in Fig. 3 mit gestrichelten Linien angedeutet sind, mit einer Motorkurbelwelle 25 verbunden, die entsprechende Kröpfungen hat und sich um eine Achse dreht. Die Motorkurbelwelle 25 (Fig. 3 und 8) dient zur Leistungsabgabe des Verbrennungsmotors 13, beispielsweise zum Antreiben eines automatischen Getriebes od. dgl.

Der Zylinder 18 kann irgendein bekannter Motorzylinder für das technische Gebiet (Flugzeug, Kraftfahrzeug, Schiene, Marine, stationär usw.) sein, auf dem der Verbrennungsmotor 13 benutzt wird.

Es ist eine Einlaßleitung 19, üblicherweise als Ansaugleitung ausgebildet, vorgesehen, um Sauerstoff enthaltendes Gas und gewöhnlich ein Kraftstoff-Luft-Gemisch bei einem fremdgezündeten Motor, der Brennkammer zuzuführen, das, wenn es im Arbeitshub gezündet wird, Kraft entwickelt. Jede herkömmliche Leitungsanordnung zum Einleiten von Luft und Kraftstoff in den Zylinder kann dabei benutzt werden. Gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Einlaßleitung 19 in dem Zylinderkopf 17 gebildet und hat ein Tellerventil 27, das zum Einlassen des Kraftstoff- Luft-Gemisches in einem geeigneten Zeitpunkt öffnet, der durch Nocken festgelegt ist, welche durch eine nicht gezeigte Nockenwelle od. dgl. betätigt werden.

Auf gleiche Weise ist eine Auslaßöffnung 21 in einem oberen oder unteren Teil des Zylinders 18 vorgesehen, um nach der Verbrennung die Abgase abzulassen. Bei Viertaktmotoren ist gewöhnlich eine in Fig. 1 gezeigte Ventilanordnung bestimmter Art an der Auslaßöffnung 21 vorgesehen, um zu öffnen und den Verbrennungsprodukten das Ausströmen in eine Auslaßleitung zu gestatten. Andererseits wird bei Zweitaktmotoren die Auslaßöffnung 21 häufig durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 15 geöffnet oder freigelegt. Diese sogenannte Seitenauslaßöffnung kann auch bei Viertaktmotoren vorgesehen sein, und eine solche Konstruktion ist in den Fig. 3-5 gezeigt.

Der Turboverbundmotor nach Fig. 1 weist zwei Auslaßventile auf, von denen nur ein erstes Auslaßventil 29 gezeigt ist, welches öffnet, wenn sich der Kolben 15 seinem unteren Ende des Arbeitshubes (Expansion) nähert. Dieses Auslaßventil 29 öffnet sehr schnell und entläßt das Abgas aus dem Zylinder 18 in eine als Düsenvorrichtung 31 ausgebildete Leitung. Ein Einlaßende 33 der Düsenvorrichtung 31 grenzt an die Begrenzungswand 35 des Brennraumes 37 an und ist durch die Auslaßöffnung 21 gebildet. Ein Auslaßende 39 der Düsenvorrichtung 31 grenzt direkt an einen Einlaßkanal 41 einer Turbine 43 an. Anders ausgedrückt, der Einlaßkanal 41 der Turbine 43 ist so ausgebildet, daß er die Verbrennungsprodukte von dem Auslaßende 39 der Düsenvorrichtung 31 gleichmäßig empfängt und irreversible Verluste, einen Druckabfall und dgl. minimiert, bevor die Energie an die Turbine 43 abgegeben wird. Die Düsenform der Düsenvorrichtung 31 ist so konstruiert, daß sie den Druck- und Strömungsbedingungen angepaßt ist, um so den Wirkungsgrad einer durch die Turbine 43 angestrebten Energierückgewinnung zu maximieren.

Gewöhnlich ist als Turbine 43 eine Ausblaseturbine am besten geeignet, die Motorpumpverluste eliminiert und irreversible Strömungsverluste minimiert. Die Konstruktion der Düsenvorrichtung 31 an ihrem Düsenhals und sowohl an ihrem Einlaß- als auch an ihrem Auslaßende 33 bzw. 39 in Kombination mit dem Einlaßkanal 41 der Turbine 43 ist so getroffen, daß so viel wie möglich von der kinetischen und thermischen Energie in den Verbrennungsprodukten geliefert und trotzdem ein ausreichendes Spülen der Verbrennungsprodukte aus dem Zylinder 18 beibehalten wird. Darüber hinaus ist die Turbine 43 so nahe wie möglich an der Auslaßöffnung 21 angeordnet (nur eine Düsenlänge davon entfernt), so daß irreversible Strömungsverluste durch Reibung in ansonsten üblichen Leitungen den wirksamen Betrieb des Turboverbundmotors nicht stören. Der Düsenhals der Düsenvorrichtung 31 ist so bemessen und geformt, daß er die Verbrennungsprodukte und ihre Enthalpie so schnell und so wirksam wie möglich in kinetische Energie umwandelt. Das schnell öffnende Auslaßventil 29 ist relativ zum Düsenhals so groß wie möglich bemessen, um einer Drosselung der ausströmenden Abgase zu minimieren. Jedoch treten bei dem in Fig. 1 gezeigten, als in den Brennraum 37 hineinragendes Tellerventil ausgebildeten Auslaßventil 29 Druck- und Strömungsverluste insbesondere beim Öffnen des Brennraums 37 auf.

Ein zweites, kleineres Auslaßventil 46, das in Fig. 2 durch gestrichelte Linien schematisch dargestellt ist, öffnet einen weiteren Strömungskanal 45 in einer Position, die bei der Drehung der Kurbelwelle später liegt, nachdem der größte Teil der nutzbaren Energie des Abgases über die Düsenvorrichtung 31 und die Turbine 43 verbraucht worden ist. Das zweite Auslaßventil 46 öffnet, während das erste Auslaßventil 29 zu schließen beginnt und gibt die einen relativ niedrigen Druck aufweisenden restlichen Abgase direkt an ein Auslaßrohr 47 ab, das als Auspuffleitung dient. Diese Abgase gehen daher direkt in die Atmosphäre und umgeben die Turbine 43. Es kann sich aber als praktisch erweisen, das zweite Auslaßventil 46 zu eliminieren.

In Fig. 2 werden dieselben Elemente in dem Verbrennungsmotor 13 benutzt, und zwar zusammen mit der Turbine 43, dem Auslaßrohr 47, dem weiteren Strömungskanal 45 und dem zweiten Auslaßventil 46. In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das zweite Auslaßventil 46 zu erkennen, weil das erste Auslaßventil 29 nach Fig. 1 nicht verwendet wird. Statt dessen wird ein Düsenhalsventil 51 verwendet, das an einem Düsenhals der Düsenvorrichtung 31 angeordnet ist und einen Teil des Düsenhalses der Düsenvorrichtung 31 bildet. Gemäß der Darstellung mit den gestrichelten Linien 53 kann das schwenkbare Düsenhalsventil 51 um seine Schwenkachse 55 durch eine Stoßstange 57 in seine geschlossene Stellung bewegt werden, beispielsweise mittels eines Nockens od. dgl. Dadurch kann das Düsenhalsventil 51 leicht geöffnet werden, und es wird eine gleichmäßige Strömung der Abgase durch die Düsenvorrichtung 31 während allen Phasen des Öffnens erzielt. Wie erläutert grenzt das Einlaßende 33 an die Begrenzungswand 35 des Brennraums 37 und ist ein Teil desselben. In den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist das Einlaßende 33 der Düsenvorrichtung 31 in dem Zylinderkopf 17 an der Auslaßöffnung 21 angeordnet. Die Konstruktion nach Fig. 2 erlaubt es, daß die Düsenform während des Ausströmens der Abgase optimal verändert werden kann, das ab hohem Druck beginnt (Erzeugnis einer Überschallströmung durch eine konvergierende/divergierende Düsenform und abnimmt, um sich dem Atmosphärendruck zu näheren, wenn das Düsenhalsventil 51 vollständig geöffnet wird, und zwar mit der gewünschten einfachen konvergierenden Düsenform. Gemäß obigen Angaben erzeugt der Einlaßkanal 41 der Turbine 43 eine gleichmäßige Strömung und minimale irreversible Verluste wegen Drosselung und Leitungsverlusten, wie sie verstärkt bei einem herkömmlichen, in Fig. 1 gezeigten Auslaßventil 29, das nicht in der Düsenvorrichtung 31 angeordnet ist, auftreten.

Das zweite Auslaßventil 46 und der weitere Strömungskanal 45 arbeiten auf die oben mit Bezug auf Fig. 1 beschriebene Weise, um das Herausspülen der restlichen Abgase aus dem Zylinder 18 zu gestatten, ohne daß die wirksame Entwicklung von Kraft in dem Verbrennungsmotor 13 gestört wird. Wie in Fig. 1 kann es sich als praktischer erweisen, das zweite Auslaßventil 46 zu beseitigen, indem dem Düsenhalsventil 51 gestattet wird, über einen vollen Auspuffzyklus zur Turbine 43 hin offen zu bleiben.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, bildet das Einlaßende 33 der Düsenvorrichtung 31 einen integralen Bestanteil der durch den Zylinderkopf 17 gebildeten Begrenzungswand 35 und grenzt an diese. Bei vielen Verbrennungsmotoren, wie beispielsweise bei Zweitaktmotoren und dgl., ist es möglich, daß das Einlaßende 33 einen Teil einer Seitenwand des Zylinders 18 bildet und an diese grenzt, wie es in den Fig. 3-5 dargestellt ist. Üblicherweise werden solche seitlich angeordneten Auslaßöffnungen 21 bei den meisten Zweitaktmotoren benutzt. Die Auslaßöffnung 21 bildet gemäß Fig. 4 ein integrales, glattes Einlaßende für die Düsenvorrichtung 31 und ist so dimensioniert, daß sie die Abgase wirksam aus dem Zylinder 18 entläßt und zu der benachbarten Turbine 43 an dem Auslaßende 39 gelangen läßt. Diese Anordnung kann aber ebenso bei Viertaktmotoren sowie bei zwei Auslaßventilen benutzt werden.

Gemäß Fig. 3 arbeiten die Zylinder 18 mit ihren hin- und herbewegbaren Kolben 15 auf herkömmliche Weise und geben die Verbrennungsprodukte über die Düsenvorrichtung 31 an die Turbine 43 über mehrere Einlaßkanäle 41 ab.

Bei Bedarf kann ein herkömmliches Auslaßventil noch am oberen Ende des Zylinders 18 benutzt werden, das aber so taktgesteuert wird, daß es später öffnet, wie in dere oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Anordnung, nachdem die nutzbare Energie durch die Düsenvorrichtung 31 verbraucht worden ist. Dieses Auslaßventil ist bei Viertaktmotoren erforderlich. Die Konstruktion nach den Fig. 3-5 hat sowohl Vorteile als auch Nachteile gegenüber der oben mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Anordnung. Der Nachteil ist, daß bei Viertaktmotoren eine Einrichtung vorgesehen werden muß, um die Bewegung der Kolben 15 daran zu hindern, die Auslaßöffnung 21 eine Kurbelwellenumdrehung später wieder zu öffnen, wenn der Kolben 15 am Ende eines Ansaug- und am Beginn eines Kompressionshubes ist. Deshalb und nur in dem Fall von Viertaktmotoren muß eine spezielle Anordnung von Ventilen vorgesehen werden, um den Weg zu der Turbine 43 bei jeder zweiten Kurbelwellenumdrehung zu blockieren, wenn der Kolben 15 unten ist. Das kann durch irgendeine der in den Fig. 3-5 gezeigten Ventilanordnungen erreicht werden. Die Ventilanordnung kann ein Schieberventil 56 umfassen (Fig. 3), das durch einen Nocken 58 gegen den Druck einer Feder 59 geöffnet wird. Diese Art von Schieberventil 56 wird manchmal auch als Hülsenschieber bezeichnet, wobei ein undurchlässiger Schieber in dem Düsenhals verschoben wird. Wenn das Schieberventil 56 jedoch offen ist, bildet es eine glatte in die glatte Strömungsdüse übergehende Wand, um Druckverluste oder eine Strömungsrichtung zu verhindern. Ein verstellbares Düsenhalsventil 61 ist in der Ausführungsform nach Fig. 4 gezeigt. Dabei arbeitet das Düsenhalsventil 61 so wie das Düsenhalsventil 51 nach Fig. 2 indem es durch die Bewegung der Stoßstange 65 um die Schwenkachse 63 verschwenkt wird.

Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit zum Schließen der Auslaßöffnung 21 bei jeder zweiten Umdrehung, die eine Welle 69 vorsieht, die sich mit einem Viertel der Kurbelwellendrehzahl (1/2 Nockenwellendrehzahl) dreht und offene Schlitze 67 hat, über die jede Düsenvorrichtung 31 während des Ausströmens Abgase abgibt. Eine Kurbelwellenumdrehung später befinden sich die Schlitze 67 bei 90° und sind geschlossen, um eine Fluidströmung am Beginn des Kompressionshubes zu verhindern. Nach einer weiteren Umdrehung sind die düsenartigen Schlitze 67 bei 180° und deshalb wieder korrekt offen.

Der Vorteil dieser mit Seitenauslaßöffnungen, also mit seitlich angeordneten Auslaßöffnungen 21 ist die Einfachheit der Anordnung, die gestattet, die Turbine 43 an der Seite eines Motorblockes statt an dem bereits überfüllten Zylinderkopf 17 anzuordnen. Die Lage der Turbine 43 und die anderen Anordnungen von Teilen des Verbrennungsmotors 13 müssen jedoch optimiert werden, um das erforderliche viel kleinere Auslaßventil und die kleinere Auslaßöffnung 21 im Bereich des Zylinderkopfes 17 vorteilhaft nutzen zu können und insbesondere um von dem größeren Raum Gebrauch zu machen, der dadurch für ein Ansaugventil und seine Ansaugöffnung verfügbar gemacht wird. Das verbessert den Betrieb des Verbrennungsmotors 13 durch Vergrößern seiner Luftströmungskapazität. Ein weiterer wichtiger Vorteil dieser Konstruktion ist, daß sie einen einfachen und sauberen Weg für das Ausblasen der Abgase aus dem Zylinder 18 gestattet und die übliche Drosselung durch Tellerventile und deren Erwärmungs- und Kühlprobleme eliminiert. Da die meisten Abgase hoher Temperatur und hoher Geschwindigkeit in einem oberen Teil des Brennrauames 37 vermieden werden, wird dieser wichtige Teil auf niedriger Temperatur bleiben, was die Benutzung höherer Kompressionsverhältnisse bei einer bestimmten Kraftstoffoktanzahl gestattet, wodurch noch eine weitere schrittweise Wirkungsgradverbesserung erzeugt wird, die sonst nicht möglich ist.

Eine vorteilhafte Anordnung bei Verbrennungsmotoren 13 mit mehreren Zylindern 18, die einen besseren Turbinenwirkungsgrad erzeugt, ist in Fig. 6 gezeigt.

Dabei sind mehrere Zylinder 18 mit Düsenovrrichtungen 31 verbunden, deren Einlaßenden 33 an die Begrenzungswände 35 der Brennräume 37 grenzen und deren Auslaßenden 39 gleichmäßig an den Einlaßkanal 41 einer Turbine grenzen. In der dargestellten Ausführungsform ist die Turbine vorzugsweise eine Radialturbine 71, wobei die gruppenweise zusammengefaßten Zylinder 18 bestrebt sind, die sonst pulsierend aus den Zylindern 18 ausgeblasenen Abgase zu integrieren. Je größer die Anzahl der Zylinder 18 ist, die auf die dargestellte Weise mit der Radialturbine 71 verbunden werden können, mit um so größerem Wirkungsgrad wird die richtig konstruierte Radialturbine 71 arbeiten, weil die Strömung der Abgase nahezu konstant sein wird.

Das Darlegen einer genauen Analyse des thermodynamischen Arbeitsspiels ist zwar schwierig, es hat sich jedoch gezeigt, daß bei dem üblichen Verbrennungsmotor ohne Abgasturbolader, der in Meereshöhe und mit einer mittleren Drehzahl von etwa 2000 U/min bei Vollgas arbeitet, der absolute Zylinderdruck, der beim Öffnen des Auslaßventils bleibt, üblicherweise 3,45 bar (50 pounds per square inch) oder mehr betragen wird. Wenn angenommen wird, daß diesen Abgasen gestattet wird, durch eine glatte Düsenvorrichtung 31 wirksam in eine Turbine 43 "auszublasen", von der zuerst angenommen wird, daß sie einen Wirkungsgrad von 100% hat, so sollte es eine zusätzliche Rückgewinnung etwa 35-55% einer Wellenleistung geben, die bereits aus dem in dem Verbrennungsmotor 13 verbrannten Kraftstoff zurückgewonnen wird. Dabei ist wichtig, daß ein beträchtlicher Teil dieser zusätzlichen Leistung ohne Verschlechterung der normalerweise durch den Kolben 15 gelieferten Leistung zurückgewinnbar ist. Infolgedessen wird die Motorausgangsleistung um die Größe der Turbinenleistung vergrößert, die ohne zusätzlichen Kraftstoffverbrauch und ohne nennenswerte Zunahme der Leistungsverluste zurückgewonnen wird. Bei einem Turbinenwirkungsgrad in dem Bereich von 50-75% ist daher eine Zunahme der Leistung und des gesamten Motorwirkungsgrades von wenigstens 20-30% möglich.

Weiter ist klar, je mehr Auspuffimpulse eine Turbine 43 oder Radialturbine 71 pro Zeiteinheit bei demselben Getriebewirkungsgrad empfängt, um so kleiner ist die Leerlaufzeit, die sie haben wird, um Ventilationsverluste (schnelles Drehen im Leerlauf) zu erzeugen. Außerdem, je mehr Zylinder 18 über Düsenvorrichtungen 31 an eine einzelne Turbine 43 oder Radialturbine 71 bei einem bestimmten Verbrennungsmotor 13 auf oben beschriebene Weise angeschlossen werden können, um so weniger Turbinen 43 oder Radialturbinen 71 sind erforderlich. Mehrere Motor- Turbinen-Anordnungen sind in Fig. 7 gezeigt. Zum Beispiel bei einem Reihenmotor, der bei A gezeigt ist, sind zwei Zylinder 18, die durch zwei Düsenvorrichtungen 31 mit einer einzelnen Turbine 43 verbunden sind, oben links dargestellt. Wenn vier Zylinder 18 benutzt werden, kann eine einzelne Turbine 43 bei der dargestellten Anordnung benutzt werden, oder es können zwei Turbinen 43a benutzt werden, die mit gestrichelten Linien gezeigt sind. Ebenso können bei sechs und acht Zylindern 18 in Reihe wenigstens zwei Turbinen 43 erforderlich sein. In einer V-Anordnung, wie sie bei B gezeigt ist, kann die Turbine 43 in der Mitte angeordnet und über Düsenvorrichtungen 31 mit den Zylindern 18 verbunden sein, wie es für 2-, 4-, 6- und 8-Zylinder- Anordnungen gezeigt ist. Bei C sind V plus 2 (2 sind aufrecht) Anordnungen gezeigt, bei denen die Turbine 43 zwischen den Zylindern 18 und den aufrechten Zylindern 18a bei den 4-, 6- und 8-Zylinder-Motoren angeordnet ist. Bei der Anordnung gemäß D, bei der eine aufrechte Anordnung mit nebeneinander angeordneten Kurbelwellen benutzt wird, kann die Turbine 43 zwischen den Zylindern 18 angeordnet werden. Ebenso kann gemäß E und gemäß F die Turbine 43 zwischen den Zylindern 18 angeordnet werden, und trotzdem können die Einlaß- und Auslaßenden 33 bzw. 39 der Düsenvorrichtungen 31 mit der Begrenzungswand 35 des Brennraumes 37 bzw. der Turbine 43 verbunden werden.

Das Kuppeln der Turbine 43 zum Unterstützen der nutzbaren Wellenabtriebsleistung ist beispielswiese in der US 22 45 163 gezeigt. Hohe Trägheitskräfte in den Kupplungsteilen zu vermeiden und die Turbine 43 niemals zu einem Verbraucher von Motorleistung werden zu lassen, sind die beiden Grundprobleme der praktischen Ausführung bei allen Verbrennungsmotoren 13, die mit leistungsabgebenden Abgasturbinen kombiniert sind. Ein Problem besteht dabei in der Ungleichheit der charakteristischen Eigendrehzahlen von herkömmlichen Hubkolbenmotoren gegenüber ihren Turbinen 43. Ein einfaches direktes mechanisches Kuppeln der beiden, das unter Kosten- und Wirkungsgradgesichtspunkten vorzuziehen wäre, erfordert einen Drehzahluntersetzer mit großem Untersetzungsverhältnis für die Turbine 43. Dieses Kuppeln bringt eigene Probleme mit sich, weil große Trägheitskräfte durch plötzliche Drehzahländerungen erzeugt werden, die bei der Verwendung in Kraftfahrzeugen typisch sind (und in geringerem Ausmaß bei Flugzeugen und Schiffen). Diese plötzlichen Drehzahländerungen werden durch eine große Drehzahluntersetzung verstärkt und treten insbesondere auf, wenn Gas gegeben wird, ohne daß eine Belastung vorhanden ist, wenn plötzlich belastet wird und wenn ein Getriebe geschaltet wird. Es ist deshalb eine flexible Kupplung erforderlich, um schädigende große Trägheitskräfte zu vermeiden. Eine Einrichtung zum Kuppeln der Turbine 43 mit einer Motorkurbelwelle 25 ist in Fig. 8 gezeigt. Darin sind A und B Kupplungen unterschiedlichen Typs zwischen einem Drehzahluntersetzungsgetriebe 73, das die Motorkurbelwelle 25 mit einer Abtriebswelle 75 verbindet, und einem Drehzahluntersetzungsgetriebe 77, das eine Antriebswelle 79 mit der Abtriebswelle 75 verbindet. Die Lage der Kupplungen A und B dient lediglich zur Veranschaulichung und beschränkt sich nicht auf das dargestellte Beispiel. Die Kupplung A ist eine drehrichtungsgeschaltete Kupplung, die so konstruiert ist, daß sie das Drehmoment nur in einer Richtung überträgt und in der entgegengesetzten Drehrichtung vollständig und automatisch auskuppelt. Die Beschreibung einer solchen Kupplung findet sich beispielsweise in Fig. 198 auf Seite 262 in DESIGN OF MACHINE MEMBERS, Vallance and Doughtie, McGraw-Hill, New York, 4. Auflage, 1964, Diese Kupplung beseitigt jede Möglichkeit eines Motorleistungsverbrauches durch die Turbine 43 und Trägheitsstoßkräfte in dieser Drehmomentrichtung.

Die Kupplung B ist eine Kupplung für begrenztes Drehmoment, eine sogenannte Schlupfkupplung, für die es viele verfügbare Kontruktionen gibt. Beispielsweise kann die Kupplung B für begrenztes Drehmoment eine Plattenreibungskupplung sein, eine Scheibenkupplung, eine Mehrscheibenkupplung, eine Kegelkupplung, eine Fliehkraftkupplung, eine Trommelkupplung, eine Bandkupplung oder eine Magnetkupplung, die trocken oder naß arbeitet. Ein weiteres Beispiel einer Konstruktion für begrenztes Drehmoment, die benutzt werden kann, ist eine Viskositäts- oder Hydraulikflüssigkeitskupplung. Diese Kupplung B würde so ausgelegt werden, daß sie nur dann schlüpft, wenn übermäßige Trägheitskräfte vorhanden sind, und könnte in die drehrichtungsgeschaltete Kupplung A integriert werden.

Einige weitere Möglichkeiten zum Verbinden der Abtriebswelle 75 der Turbine 43 mit der Motorkurbelwelle 25 oder mit einer gemeinsamen Welle sind folgende: 1. ein direktes Zahnradgetriebe mit ausreichender Stärke, Elastizität und Dämpfung, um Trägheitskräfte auszuhalten; 2. eine Zahnradgetriebe- und Fluidkupplung, wie sie in einem Wright-Turboverbundmotor benutzt wird; 3. ein Zahnradgetriebe und eine schnelle Auskuppeleinrichtung, um übermäßige Drehmomente zu vermeiden. Das Auskuppeln erfordert Kupplungen, die durch eine Steuereinheit oder durch Schlüpfen ausgerückt werden, weil ihre Kapazität so gewählt ist, daß sie unter einem schädigenden Drehmoment liegt. Diese Anordnung gleicht im wesentlichen der in Fig. 8 dargestellten. Generator/ Motor-Sätze können benutzt werden, wobei Wechselstrom oder Gleichstrom verwendet wird. Im Falle von Wechselstrom könnte ein Teil der benötigten Drehzahländerung durch eine Konstruktion erzielt werden, bei der eine kleinere Anzahl von Magnetpolen an Turbine/Wechselstromgenerator (hohe Drehzahl) und eine größere Anzahl von Polen an dem Motor (niedrige Drehzahl) benutzt wird. Eine solche Anordnung könnte so ausgelegt werden, daß sie wirksam als Asynchronmaschine mit dem dieser eigenen Schlupfvermögen läuft. Diese Generator/Motor-Sätze können einzelne integrierte Einheiten seien, die Magnetkupplungen haben, oder sie können Permanentmagnetelemente an einem und eine veränderliche Anzahl von elektromagnetischen Polen am anderen eingebaut haben. 5. Ein Typ von Generatoranordnung, bei der ein Generator mit Gleichrichter oder eine Speicherbatterie und ein Gleichstrommotor benutzt wird, könnte verwendet werden, obgleich diese Anordnung keinen guten Wirkungsgrad aufweisen könnte. Ebenso können Turbinen und Flüssigkeitsmotoren mit oder ohne Akkumulatoren und Schwungräder benutzt werden, um das Speichern von Energie und das Anpassen der Energie an den Bedarf zu ermöglichen.

In Betrieb des Verbrennungsmotors 13 wird das Ansauggemisch aus Kraftstoff und Luft über die Einlaßleitung 19 durch das geöffnete Tellerventil 27 in den Brennraum 37 gesaugt, wenn sich der Kolben 15 nach unten bewegt.

Anschließend kehrt der Kolben 15 seine Bewegungsrichtung um, bewegt sich nach oben und komprimiert das Kraftstoff-Luft- Gemisch. Eine gewisse Anzahl Grad vor dem oberen Totpunkt wird das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch Zündung einer Zündkerze (nicht dargestellt) verbrannt. Die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches entwickelt thermische Energie und verursacht einen hohen Druck. Dadurch wird der Kolben 15 kräftig nach unten bewegt, um die Motorkurbelwelle 25 in Drehung zu versetzen und den Verbrennungsmotor 13 an der Motorkurbelwelle 25 Leistung abgeben zu lassen. Anschließend wird die Auslaßöffnung 21 geöffnet, um die heißen Abgase unter ihrem hohen Druck direkt in die Düsenvorrichtung 31 und gleichmäßig in den Einlaß der Turbine 43 ohne die irreversiblen Druck- und Kühlverrluste abzugeben, die mit diesem Prozeß bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren verbunden sind. Die Abgase strömen durch die Turbine 43 und versetzen deren Turbinenschaufeln in schnelle Drehung, wodurch Leistung erzeugt und die Antriebswelle 79 gedreht wird. Die Leistungsabgabe der Antriebswelle 79 wird dann nach Bedarf benutzt. Das kann entweder im Verbundbetrieb mit der Motorkurbelwelle 25 erfolgen, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, oder durch Drehen eines Kompressors, wie es beispielsweise die US 36 73 798 zeigt.

Wie erwähnt gehen dann die niedrigen Druck und niedrige Geschwindigkeit aufweisende verbrauchten Abgase durch das Auslaßrohr 45 der Turbine 43 in eine Auspuffanlage.

Der dargestellte Turboverbundmotor weist einen hohen Wirkungsgrad auf und gestattet eine große Rückgewinnung der theoretisch verfügbaren Energie.

Claims (12)

1. Turboverbundmotor mit einem Verbrennungsmotor (13), der wenigstens einen Zylinder (18) hat, welcher einen hin- und herbewegbaren Kolben (15) enthält, und einen Zylinderkopf (117) trägt, der mit dem Kolben (15) einen Brennraum (37) begrenzt, mit einer Einlaßleitung (19) für Sauerstoff enthaltendes Gas, die in dem Brennraum (37) endet, um mit zugeführtem Kraftstoff ein Verbrennungsgemisch zu bilden, mit einer Auslaßöffnung (21) zum durch eine Ventilvorrichtung steuerbaren periodischen Abgeben von heißen, unter hohem Druck stehenden Abgasen aus dem Zylinder (18), wobei die Auslaßöffnung (21) in einer Begrenzungswand (35) des Zylinders (18) angeordnet ist, mit wenigstens einer Turbine (43), mit einer Verbindungsleitung, die die Auslaßöffnung (21) des Zylinders (18) mit einem Einlaßkanal (41) der Turbine (43) verbindet, und mit wenigstens einer in der Verbindungsleitung angeordneten Düsenvorrichtung (31), dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (21) des Zylinders (18) ein Einlaßende (33) der Düsenvorrichtung (31) bildet und ein Auslaßende (39) der Düsenvorrichtung (31) direkt an den Einlaßkanal (41) der Turbine (43) grenzt, daß die Ventilvorrichtung in der Düsenvorrichtung (31) angeordnet ist und daß die Düsenform der Düsenvorrichtung (31) durch die Ventilvorrichtung verstellbar ist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtung ein im Bereich des Düsenhalses angeorodnetes Düsenhaltsventil (51; 61) zum Einstellen der Düsenform der Düsenvorrichtung (31) und zum Öffnen und Schließen der Düsenvorrichtung (31) ist.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, mittels welcher der Querschnitt der Düsenvorrichtung (31) und die Düsenform zumindest abhängig vom Druck der Abgase im Brennraum (37) einstellbar sind.

4. Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittles der Steuereinrichtung das Düsenhalsventil (51; 61) so einstellbar ist, daß beim Öffnen des Düsenhalsventils (51; 61) eine konvergierende/divergierende Düsenform und nach vollständigem Öffnen eine konvergierende Düsenform vorhanden ist.

5. Motor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung ein vom Verbrennungsmotor (13) angetriebener Nocken ist.

6. Motor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, der als Viertaktverbrennungsmotor ausgebildet ist und bei dem jeder Zylinder (18) wenigstens zwei Auslaßventile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Auslaßventile das Düsenhalsventil (51; 61) ist und daß die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, daß das Düsenhalsventil (51; 61) früher als das andere Auslaßventil (46) geöffnet wird.

7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (21) des Zylinders (18) und damit das Einlaßende (33) der Düsenvorrichtung (31) als Seitenauslaßöffnung in dem unteren Teil des Zylinders (18) angeordnet, und von dem Kolben (15) während dessen Hubes bedeckbar sind.

8. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der als Zweitaktverbrennungsmotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (21) des Zylinders (18) und damit das Einlaßende (33) der Düsenvorrichtung (31) als Seitenauslaßöffnung in der unteren Hälfte des Zylinders (18) angeordnet und von dem Kolben (15) während dessen Hubes bedeckbar sind.

9. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Turbine (43) an die Düsenvorrichtungen (31) von mehreren Zylindern (18) angeschlossen ist.

10. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtriebswelle (79) der Turbine (43) so angeschlossen ist, daß sie Leistung mit einer Motorkurbelwelle (25) über ein Drehzahluntersetzungsgetriebe (73, 77) und eine drehrichtungsgeschaltete Kupplung (A), die Drehmoment nur in einer Richtung überträgt, und über eine Schlupfkupplung (B) abgibt, so daß die Motorkurbelwelle (25) niemals Leistung zum Drehen der Abtriebswelle (79) der Turbine (43) liefert.

11. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (43) eine Axialturbine ist.

12. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine eine Radialturbine (71) ist.