DE3537045A1

DE3537045A1 - Verfahren und anlage zum ausnutzen der kinetischen energie des verbrennungsmotors eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE3537045A1
Application number: DE19853537045
Authority: DE
Inventors: José María Madrid Ruiz Guinea
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1985-10-17
Publication date: 1986-04-24
Also published as: ES8601390A1; GB8525987D0; SE8504934D0; US4658781A; ES536974A0; GB2166193B; GB2166193A; IT8548698A0; FR2572133A1; IT1182929B; SE8504934L; JPS61101631A; SE458465B

Description

PATENTANWÄLTE RR U'F.F :u N D .Ö'£ J¹E R STU

UGARI

Dipl.-Chem. Dr.Ruff JL Neckarstraße

Dipl.-I ng. J. B eier ' * D-7000 Stuttgart

Dipl.-Phys. Schöndorf ^Te '= C0711} 227051*

Telex O7-23412 erub d

A 22 402 14. Oktober 1985 Sf/kh

Anmelder: Jose Maria RUIZ GUINEA Pobla de Segur, 18

28 033 Madrid (Spanien)

Verfahren und Anlage zum Ausnutzen der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum maximalen Ersparnis an kinetischer Energie und ist anwendbar auf alle Arten von Fahrzeugen, die mit Reibungsbremsen versehen sind.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Anordnung zu schaffen, diemöglichst viel Energie von der während des Bremsens dissipierten Energie sammeln kann, damit diese später wieder verwendet werden kann, entweder während des Startens des Fahrzeugs oder als Antriebshilfe während des Laufens der Maschine.

Diese Anlage macht eine beachtliche Energieeinsparung möglich und hat als Nebeneffekt eine starke Reduzierung der Atmosphärenverschmutzung aufgrund von Maschinenemissionen. Es läßt sich eine bessere Beschleunigung ebenso erreichen wie eine geringere Abnutzung der Bremsbeläge. Es ist ebenfalls möglich, die Maschine ohne Verwendung des elektrischen Akkumulatorsystems des Fahrzeugs zu

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starten. Ein weiteres Merkmal ist die Möglichkeit, die während des Verfahrens erhaltene komprimierte Luft für andere Anwendungen zu verwenden.

Weiterhin erhöht das System die Sicherheit, wenn das Fahrzeug abwärts fährt, und bietet ein Notsystem zur Bewegung des Fahrzeuges und zur Bereitstellung einer verbesserten Kontrolle des Fahrzeuges.

Das System richtet sich insbesondere auf Fahrzeuge im Stadtverkehr und auch auf Fahrzeuge, die häufig gestartet und gestoppt werden müssen. Jedoch ist die Verwendung der Erfindung nicht auf derartige Fälle beschränkt.

Erfindungsgemäß sind ein erstes in dem Motoreinlaßsystem installiertes Elektroventi1, ein zweites in dem Auspuffsystem installiertes Elektroventil, ein mit beiden Systemen, nämlich Einlaß und Auspuff, verbundener Drucklufttank sowie eine Einrichtung zur Steuerung der Elektroventile vorgesehen.

Beide Elektroventi1e öffnen und schließen die Leitung zwischen dem Drucklufttank und entweder der Einlaßleitung oder der Auspuffleitung. Wenn daher das erste Elektroventil öffnet, wobei Druckluft in dem Tank ist, gelangt diese Luft in die Zylinder und schiebt die Kolben derart, daß diese Wirkung dazu verwendet wird, das Fahrzeug zu bewegen. Wenn dagegen das erste Elektroventil schließt und das zweite öffnet, geht die in den Zylindern komprimierte Luft oder das dort komprimierte Gas in den Lufttank. Unter einer derartigen Bedingung wirkt die Maschine als eine Pumpe.

Die oben erwähnte Steuereinrichtung enthält einen dem Bremssystem zugeordneten ersten Sensor, einen in dem Drucklufttank angeordneten zweiten, drucksensitiven Sensor, einen im Bereich des Fahrers angeordneten Druckknopf und eine Schaltung zur Steuerung der Brennstoffzufuhr, die von den Sensoren betätigbar ist. Der erste Sensor steuert das zweite Elektroventi1. Wenn die Bremsen betätigt werden, erregt dieser Sensor das zweite Elektroventi1, das dem Auspuff des Motors zugeordnet ist, und verbindet den Auslaß des Motors mit dem Lufttank. Wenn die Bremsen betätigt werden, löst der erste Sensor die Steuerschaltung für die Brennstoffzufuhr aus. Wenn gleichzeitig der zweite Sensor einen einen vorbestimmten Wert überschreitenden Druck in dem Lufttank feststellt, geht die Schaltung in die "EIN"-Stellung und unterbricht die Brennstoffzufuhr zu dem BrennstoffVersorgungssystem des Motors. Das Gerät zum Steuern der Brennstoffversorgung kann beispielsweise aus einem logischen UND-Gatter bestehen, dessen Ausgang ein elektrisches Signal für das Zuführsystem zum Unterbrechen des Brennstoff1usses ist, in Abhängigkeit von den Bremsbedingungen und dem Druck in dem Lufttank. Gleichzeitig wird jedesmal, wenn das Fahrzeug gebremst wird, der Sensor für das zweite Elektroventil aktiviert. Diese Aktivierung verbindet die Auspuffleitung mit dem Lufttank. Schließlich steuert der Druckknopf die Öffnung des ersten Elektroventi1s, das den Drucklufttank mit der Motoreinlaßleitung in Verbindung bringt. Auf diese Weise wird unter Druck stehende Luft in die Zylinder eingebracht, um das Arbeiten des Motors starten zu lassen oder zu unterstützen.

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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung, deren einzige Zeichnungsfigur ein Blockdiagramm der Vorrichtung darstellt.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs dargestellt, in dessen Einlaß- bzw. Auspuffleitungen Elektroventi1e 2 bzw. 3 angeordnet sind. Die Anlage enthält weiterhin einen Drucklufttank 4, der über eine Leitung 5 mit der Einlaß- bzw. Zuführleitung über das Elektroventi1 2 verbunden ist. Dieser Tank ist ebenfalls mit der Auspuffleitung mit Hilfe der Leitung 6 und des Elektroventils 3 verbunden. Das Brennstoffzuführsystem 7 des Motors kann ein Vergaser, eine Einspritzpumpe sein. Bezugszeichen 8 stellt den Lufteinlaß und Bezugszeichen 9 den Auspuff dar.

Die Anlage nach der Erfindung enthält ebenfalls einen manuell zu betätigenden Druckknopf 10, der in Reichweite des Fahrzeugfahrers befestigt ist. Dieser Druckknopf 10 steuert das Elektroventil 2, den Drucksensor 11, der den internen Druck des Lufttankes 4 überwacht, und einen Sensor 12, der feststellt, ob das Bremssystem des Fahrzeugs betätigt wird oder nicht. Darüber hinaus enthält die Anlage eine Schaltung 13, die unter Verwendung eines logischen UND-Gatters zur Steuerung der Brennstoffzufuhr zu dem Motor 1 entworfen werden kann. Aus Gründen der Einfachheit sind in diesem Blockdiagramm diejenigen Elemente nicht dargestellt, die bei Luftdruckanlagen üblich sind, wie beispielsweise Sicherheitsventile, Rückschlagventile usw.

Um die Wirkungsweise der Anlage zu beschreiben, wird zunächst eine Ausgangssituation angenommen, bei der in dem Tank 4 keine komprimierte Luft ist und das Fahrzeug normal mit seiner Verbrennungsmaschine 1 arbeitet. Wenn bei der Bewegung des Fahrzeugs die Bremsen betätigt werden, erregt ein elektrisches Signal von dem Sensor 12 das Elektroventi1 3, das der Auspuffleitung zugeordnet ist. Als Ergebnis werden Auspuffgase unter Druck in den Tank 4 getrieben, wobei gleichzeitig das Gatter 13 aktiviert wird. Wenn es ausreichend Druck in dem Tank 4 gibt, wird der Sensor 11 aktiviert, der den oberen Eingang des Gatters 13 hochschaltet. Dieses Gatter gibt seinerseits ein elektrisches Ausgangssignal, das die Brennstoffzufuhr zu der Maschine unterbricht. Von diesem Augenblick an bleibt der Motor aufgrund der Trägheit des Fahrzeuges in Bewegung und die Kolben bleiben gezwungen, sich zu bewegen, so daß sie Luft von außen fast vollständig frei von Brennstoff ansaugen. Die Luft gerät in den Motor, über das Elektroventil 2, und gelangt in bereits komprimiertem Zustand durch das Elektroventil 3 schließlich in den Tank 4. Gleichzeitig wird das Fahrzeug allmählich gestoppt und das endgültige Abbremsen wird mit Hilfe der üblichen Reibungsbremsen erreicht. Diese Wirkung wird gegenüber der Bremswirkung verzögert, die dem von dem Motor 1 und dem Elektroventil 3 gebildeten Kompressionssytem entspricht.

Während der zweiten Phase, nämlich des Startens, wird die während der vorhergehenden Phase angesammelte komprimierte Luft durch Betätigung des Druckknopfes 10 in das Einlaßelektroventi1 2 getrieben. Die unter Druck stehende Luft wird in das Luftverteilungsrohr des Motors 1 injiziert und löst daher die Motorbewegung aus. Mit diesem System kann das Fahrzeug seine Bewegung star-

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ten, nur mit der Hilfe der komprimierten Luft von dem Tank 4. In diesem Fall ist der Druckknopf 10 eingeschaltet und der Bremsensensor 12 ausgeschaltet. Es ist ebenfalls möglich, die Bewegung des Fahrzeugs durch das normale Startsystem des Fahrzeugs zu starten und den Motor zu beschleunigen, wobei dann der Druckknopf 10 ausgeschaltet bleibt.

Die beiden oben beschriebenen Fälle erfordern weder komplizierte Elektroventile noch eine Änderung des üblichen Motorenwurfes.

Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, eine Mischung aus Brennstoff und komprimierter Luft durch das richtige Einlaßelektroventil zu injizieren. Dies ermöglicht das Injizieren komprimierter Luft zu jedem beliebigen Augenblick während der Bewegung, nicht nur während des Startens. Dies führt zu neuen und besonders wirksamen Vorteilen, mit den sich aus etwas höheren Kosten ergebenden Nachteilen, aufgrund der Notwendigkeit eines speziellen ElektroventiIs und möglicherweise eines Neuentwurfs des Motors zur Ermöglichung von höheren Arbeitsdrücken. Ein Neuentwurf des Vergasersystems kann ebenfalls notwendig werden.

Weitere Vorteile der Erfindung liegen in der nur geringen Vergrößerung des Gesamtgewichtes des Fahrzeugs, den relativ niedrigen Installationskosten und der beachtlichen Vergrößerung der zur Verfugung stehenden Leistung.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Vorrichtung enthält ein erstes in der Einlaßleitung des Motors angeordnetes Elektroventi1 , ein zweites in der Auspuffleitung installiertes Elektroventil, einen mit der Einlaßleitung und

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der Auspuffleitung verbundenen Drucklufttank sowie eine Einrichtung zur Steuerung beider Elektroventi1e. Das erste und zweite Elektroventi1 ist zum Schließen und Öffnen des Verbindungsweges zwischen den zugehörigen Leitungen und dem Drucklufttank bestimmt. Ihre Steuereinrichtung enthält einen ersten in der Bremsleitung installierten, vorzugsweise drucksensitiven Sensor, einen zweiten in dem Drucklufttank installierten Sensor, einen Druckknopf sowie eine von den genannten Sensoren betätigte Steuerschaltung zur Regulierung der Brennstoffversorgung. Der erste Sensor betätigt das zweite Elektroventil derart, daß beim Betätigen der Bremsen die Auspuffleitung des Motors mit dem Lufttank verbunden wird. Während die Steuereinrichtung von beiden Sensoren gleichzeitig ausgelöst wird, vorausgesetzt der erste entdeckt eine Bremsaktion und der zweite einen einen bestimmten Wert überschreitenden Druck in dem Drucklufttank, wird die erwähnte Steuerschaltung für das Brennstoffversorgungssystem des Motors betätigt, in dem die Brennstoffversorgung vollständig abgeschnitten oder nur ein Minimalwert zugelassen wird, der einem Leerlaufwert entspricht. Der Druckknopf kann das erste Elektroventil öffnen und dadurch eine Verbindung zwischen dem Drucklufttank und der Einlaßleitung herstellen.

Claims

Verfahren und Anlage zum Ausnutzen der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs

ANSPRÜCHE

Verfahren zum Ausnutzen der kinetischen Energie des Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsen des Fahrzeugs die von dem Motor ausgestoßenen Gase in einen geschlossenen Drucktank geleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bremsen die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Bremsen komprimierte Luft während des Startens und/oder nach dem Starten in die Einlaßleitung des Motors eingebracht wird.

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4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die komprimierte Luft vor dem Kraftstoffversorgungssystem in den Motor eingebracht wird.
5. Anlage zum Ausnutzen der kinetischen Energie eines Verbrennungsmotors mit einer Lufteinlaßleitung, einer Auspuffleitung und einem KraftstoffVersorgungssystem, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auspuffleitung

(9) ein diese mit einem Drucktank (4) verbindendes Ventil (3) und in der Lufteinlaßleitung (8) ein diese mit dem Drucktank (4) verbindendes Ventil (2) angeordnet ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ventile (2, 3) elektrisch betätigbare Elektroventile sind.
7. Anlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Auspuffleitung (9) angeordnete Ventil (3) durch einen Sensor (12) betätigbar ist, der bei Betätigen der Bremseinrichtung des Fahrzeugs ausgelöst wird.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Einlaßleitung (8) angeordnete Elektroventi1 (2) durch einen Druckknopf

(10) auslösbar ist.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das KraftstoffVersorgungssystem beim Bremsen abschaltbar ist.

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10. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftstoffversorgungssystem beim Bremsen erst nach Erreichen eines bestimmten Druckes in dem Drucklufttank (4) abschaltbar ist.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Drucktank (4) ein Drucksensor (11) angeordnet ist, der über eine logische UND-Schaltung (13) mit dem Bremsensensor (12) gekoppelt mit dem Kraftstoffversorgungssystem (7) verbunden ist.