DE4037541C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit angegliederten Vorrichtungen zur Wasserstoff- und Sauerstofferzeugung von der eigenen Verbrennungswärme des Verbrennungsmotors, und mit Zylinderräumen.

Verbrennungsmotoren mit Zylindern, in denen eine thermodynamische Energieumwandlung zur Erzeugung mechanischer Energie erfolgt, sind bekannt (Meyers Lexikon der Technik und der exakten Naturwissenschaften, 1970, S. 2640).

Die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung von Energie ist auch bereits bekannt (Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, S. 4002 und 5007).

Bei der Erfindung handelt es sich um einen Verbrennungs­ motor, der nach dem Viertaktverfahren arbeitet, als Be­ triebsmittel Wasserstoff in flüssigem und, oder gasförmigen Zustand mit oder ohne Zugabe von reinem Sauer­ stoff, oder Wasserstoff-Sauerstoff-Benzin(Diesel)-Mix, oder reines Benzin(Diesel) verbrennt, wobei der Wasser­ stoff dem Verbrennungsmotor erstmalig in gasförmigen Zustand zugeführt wird. Durch die Zugabe von reinem Sau­ erstoff und anteiligem Wasserstoff, handelt es sich bei der Erfindung um einen absoluten Magergemisch-Verbren­ nungsmotor.

Für die einzelnen Betriebsstoffe bedarf es nur zum Teil bekannten spezifischen Motoraufbauänderungen. Der Motor ist für alle bekannten Einsatzgebiete wie LKW, PKW, Motorrad, Schiffsmotor, Flugzeugmotor, stationären Betrieb, sowie Militärfahrzeuge (Panzer) geeignet.

Die bis heute bekannten Verbrennungsmotoren, besonders die von Kraftfahrzeugen, arbeiten, bis auf einige Ausnahmen, alle nach dem Hubkolben-Verfahren und sind für die Zu­ führung von gasförmigen Wasserstoff nicht geeignet.

Die bekannten Hubkolbenmotoren und deren Arbeitsweise sind ca. 100 Jahre bekannt, dementsprechend ist auch der Stand der Technik.

Der Wirkungsgrad ist mit 0,25-0,33 schlecht. Erst in den letzten Jahren wurde der Wirkungsgrad etwas angehoben, dieses mit relativ großem technischem Aufwand. Der Lauf eines Vierzylinder-Hubkolbenmotors ist nach wie vor unrund. Die Hubkolbenmotoren sind immer noch zu laut, z. T. wegen des ungünstigen Drehmomentes, sie haben ein zu stark schwankendes Drehmoment und die Lebensdauer ist, wegen der Rohstoffverknappung, immer noch zu gering. Der Verschleiß ist zu groß, dadurch steigt der Anteil an verbranntem Schmieröl bei gleichzeitig sinkender Motorleistung.

Zudem wird der Schadstoffausstoß bei älteren Motoren dadurch wesentlich erhöht.

Die ungünstigen thermischen Belastungen erfordern unver­ hältnismäßig gute und teure Werkstoffe.

Die Umwelt wird durch große Mengen an Rohstoffentnahmen belastet. Es wird unnötig viel Energie verschwendet, wenn man davon ausgeht, daß ein neuer Hubkolbenmotor gefertigt werden muß, weil der alte Motor in der Regel im Schnitt nur 180 000 km Laufleistung erbracht hat.

Bei der herkömmlichen Bauart der Motoren ist nicht zu er­ warten, daß dieses sich in naher Zukunft, oder überhaupt ändern wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad und die Lebensdauer des Verbrennungsmotors, der zugleich einfach im Aufbau und fertigungstechnisch anspruchslos ist, zu erhöhen, sowie ferner den Anteil an fossilen Brennstoffen zu reduzieren oder gänzlich auszuschließen, darüber hinaus durch die besondere konstuktive Auslegung bei Wasserstoffbetrieb, die Lärmgrenzen deutlich zu senken, sowie den Schadstoffanteil der Abgase bei optimaler Sicherheitsgewährung um ca. 70% zu senken und den Verbrennungsmotoren-Wirkungsgrad auf 0,7-0,8 zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird eine Beschreibung des erfindungsgemäßen Verbrennungsmotors angegeben:
Die Funktion des Verbrennungsmotors ist, abgesehen von dem Viertakt-Verfahren und der Abgasentsorgung, ebenso neu wie der Gesamtaufbau.

Ein besonderes Merkmal ist, daß dieser Verbrennungsmotor in der Lage ist, unter Zuhilfnahme von Zusatzvorrichtungen, einen Teil seiner von ihm zu verbrauchenden Energie selbst ersetzt, in Form von Wasserstoff und diesen gasförmig zur Verbrennung annehmen kann. Des weiteren ist ein besonderes Merkmal, daß dieser Motor keine Kurbelwelle, keine Kolben, keine Pleuel, keine Zylinder und keine Nockenwelle für die Ventilsteuerung hat.

Die Einlaß- und Auslaßventile sitzen nicht mehr im Zündraum, daher werden diese beim neuen Verbrennungsmotor konstruktiv vereinfacht hergestellt. Die thermische Belastung der Ventile ist bei weitem nicht so groß. Da der neue Ver­ brennungsmotor eine steuerbare Frischölschmierung hat, entfallen Ölfüllungen sowie Ölfilter. Konstruktionsbedingt entfallen Kühlschläuche und Keilriemen.

Dieses wird erreicht durch die Neukonzipierung des Motoraufbaus, sowie der völlig neu gestalteten Funktion des Motors in Abhängigkeit einer Reihe von Zusatzvorrichtungen, die aber zum Gesamtkonzept des Motors gehören und eine Funktionseinheit bilden.

Der besseren Übersicht wegen, wird der Motoraufbau in vier Hauptgruppen aufgeteilt.

Motor (Verbrennungsteil)
Wasserstoff-Sauerstoffproduktionsteil,
Kraftaufnahme und Kraftabgabeteil,
Elektro-Mechanisches Steuerungsteil.

Alle vier Gruppen wirken eng miteinander zusammen.

Anhand der Figurenbezeichnung wird ein Anführungsbeispiel erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch die Lage der letzten drei Hauptgruppen zueinander bei reinem Benzin-Dieselbetrieb,

Fig. 2 in der Hauptsache den Verbrennungsteil des Motors bei reinem Benzin-Dieselbetrieb im Halbschnitt, wobei zum Teil nur Teilschraffur angewandt wurde,

Fig. 3 den Verbrennungsmotor schematisch in Teilschraffur mit dem Wasserstoff-Sauerstofferzeugungsteil, sowie alle erforderlichen Nebenaggregate und Vorrichtungen, die zur Wasserstofferzeugung und deren Zuführung zum Verbrennungsraum erforderlich sind,

Fig. 4 den Motor schematisch von der Außenansicht her, wobei nur der reine Benzin/Dieselbetrieb berücksichtigt wurde, ersichtlich sind hier Nebenaggregate, wie z. B. Turbine, Vakuumpumpe, Lichtmaschine usw.,

Fig. 5 den Steuerläufer von Welle (12) mit den elektro-mechanischen Steuerteilen (60),

Fig. 6 eine Brennkammer in Seitenansicht für reinen Benzin- oder Dieselbetrieb,

Fig. 7 den Schnitt A-B der Brennkammer­ rückwand, ebenfalls für Benzin- oder Dieselbetrieb,

Fig. 8 die Abdichtelemente der Brennkammer in Draufsicht,

Fig. 9 die durch Öldrucksteuerung automatisch verstellbaren Abdichtelemente einer Seite der Brennkammer, ohne Vorrichtung für die Wasserstoffversorgung und Zuführung,

Fig. 10 schematisch den Ablauf der vier Arbeitstakte,

Fig. 11 den Gesamtablauf und die Stellung der Brennkammern und Arbeitsläufer aller vier Leistungsräume bei einer Um­ drehung um 360°, sowie die Zündstellungen der beiden Ver­ teiler (52, 53),

Fig. 12 einen Arbeitsläufer in Seitenansicht, und zwar den der Hilfswelle (11),

Fig. 13 die automatisch vom Öldruck gesteuerten Abdichtelemente eines Arbeitsläufers,

Fig. 14 die hintere Deckelabdichtung mit Deckel (3) von der Laufbuchse (1),

Fig. 15 eine mögliche Anordnung einer Einspritzdüse eines Ottomotors bei reinem Benzinbetrieb,

Fig. 16 die Kraftübertragungsteile, sowie Teile der elektro- mechanischen Steuerung,

Fig. 17 im Halbschnitt einen Leistungsraum nebst Brennkammer, wobei die Brennkammer für den Wasserstoff­ betrieb ausgelegt ist, insbesondere den Faltbalg, den Wasserstoffvorlageraum, sowie den Betätigungszylinder für die Wasserstoffzufuhr,

Fig. 18 einen Teil der Wasserstoff­ ringleitung und die Entnahmevorrichtung für den Wasserstoff aus der Ringleitung, sowie deren Steuerzylinder,

Fig. 19 schematisch einen Leistungsraum, wobei das Wasserdampferzeugungsteil und dessen Aufteilung durch Streben in einen Dampfsammelraum und Wassersammelraum, welche miteinander verbunden bleiben; ebenfalls ist ersichtlich, die Wasserzufuhr über Düsen, die eventuelle Benzinzufuhr und die Wasserstoffzufuhr und

Fig. 20 schematisch wie die Generator-Turbine angetrieben und drehzahlabhängig abgebremst wird und das Kühlwasser für die Turbinenbremsanlage zu- und abgeführt wird.

Der Motor setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:

Der Motor besitzt drei ineinander geschobene Wellen, nämlich Welle (11), Welle (12) und Welle (13), wobei Welle (12) und Welle (13) als Hohlwellen ausgebildet sind. Welle (11) ist vorzugsweise als Vollwelle ausgebildet. Die Maße sind den erforderlichen oder gewünschten Leistungen des Motors angepaßt, sie sind variabel.

Auf der Welle (11) sind die Arbeitsläufer (9′′) und (10′′) angebracht, diese werden den Leistungsräumen 1 und 2 zugeordnet, die im hinteren Motorbereich befindlich sind. Die Bezeichnung Leistungsräume sind die Bezeichnungen für Zylinder im herkömmlichen Motor.

Die Arbeitsläufer haben vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt und werden in der Welle (11) arretiert fest­ geschraubt, oder angeschweißt, je nach Ausführungsart der Brennkammern (7, 7′), (8, 8′), (9, 9′) und (10, 10′).

Mittels Zwischenstück (16), welches mittig ein Vierkant­ ansatz hat und in die Hilfswelle (11) eingelassen wird und verschraubt wird mit Schraube (17), wird die Hilfswelle (11) der Leistungsräumen abgewandten Seite der Welle (13) direkt zugeordnet und mittels Schrauben (19) zusammengefügt. Über dem Flanschteil (14) wird die Welle (11) indirekt mit der, den Leistungsräumen zugeordneten Welle (13) ver­ bunden, wobei es die gleichen Schrauben (19) sind.

Das Flanschteil (14) sitzt mit einem oder mehreren Keilen somit direkt auf der Welle (13), wobei die Keile gleichzeitig mit der einen Hälfte der Brennkammer (7) eine starre Verbindung eingehen. Die Brennkammerhälfte (7′) ist mit der Brennkammerhälfte (7) mittels Schrauben (42) zusam­ mengefügt.

Die beiden Brennkammern (7, 7′) und (8, 8′) sind wiederum mit einem oder mehreren Keilen untereinander fest verbunden und befinden sich gemeinsam auf der Welle (13).

Brennkammer (7, 7′) und die Brennkammer (8, 8′) sind um 180° seitlich versetzt angeordnet. Wenn die Brennkammern­ hälften zusammengefügt sind, bilden diese sozusagen einen gebogenen Rechteckausschnitt. Dieser beträgt vorzugsweise 120° am äußersten Umfang, die Tiefe und die Breite der Brennkammern richtet sich nach den Leistungserfordernissen. Die Brennkammern bilden also einen Hohlraum; in diesem bewegen sich die jeweils zugeordneten Arbeitsläufer (7′′) und (8′′). Sie beschreiben bei einer Drehbewegung der Welle (13) einen Kreis. Der überstrichene Winkel pro Takt ist in der Regel vorzugsweise 90°. Die untere Brennkammerab­ dichtung wird durch eine sogenannte Läuferzunge (126) erreicht.

Für den Wasserstoff-Betrieb ist die Brennkammer der einzelnen Leistungsräume anders ausgestaltet.

Zu den Brennkammern führen zusätzliche Ölleitungen, die mit den Ölpumpen (164, 232) verbunden sind. Das Öl, welches die Kühlfunktion innerhalb der Brennkammern sicherstellt, gelangt durch weitere, im einzelnen nicht benannte Bohrungen in die Trennwand (153) der Brennkammer, welche zu diesem Zweck hohl ausgebildet ist. Der gebogene Rechteckausschnitt ist in diesem Fall vorzugsweise ca. 225°. Die Brennkammer für den Was­ serstoffbetrieb besitzt noch eine zusätzliche Trennwand (154), sowie ein Gleitteil (152) zu diesem befindet sich der Faltbalg (145), der beim späteren Betrieb den gasförmigen Wasserstoff aufnimmt. Die Brennkammern sind zum Ende hin bei Wasserstoffbetrieb verdickt ausgeführt, um hier von außen, seitlich angeordnet die Betätigung für den Faltbalg und dem Gleitteil aufzunehmen. Die Betätigung ist in der Regel vorzugsweise als Druckzylinder (231) ausgebildet. Für die Ansteuerung der Druckzylinder werden wieder Reflex­ ionsscheiben (240), (241) an den Wellen (12, 13) außen angebracht. Über Reflexionstaster (221) und (224) werden die Hydraulikpumpen (222, 226) angesteuert, deren Leitungen zu den Druckzylindern (231) führen. Der gasförmige Wasserstoff wird über eine Ringleitung (134), welche außerhalb des Heißtemperaturbereichs des Motors angebracht ist mittels Zuführungseinrichtungen (130, 131) und deren Betätigungs­ zylinder (155) der Leitung (132), die an die Brennkammer führt, mittels Faltbalg (145) und Gleitteil (152) in den Raum des Faltbalges angesaugt. Von hier aus gelangt der gasförmige Wasserstoff, wenn der Faltbalg (145) durch den Zylinder (231) zusammengedrückt wird, über ein Schlauchteil (148) in den Wasserstoffvorlagerungsraum (149), welcher an der Brennkammerwand (153) angebracht ist. Dieser Raum ragt in den Verdichtungsraum hinein, ohne aber mit diesem eine Verbindung zu haben. Erst wenn der Verdichtungstakt beendet ist, wird über eine Nase (243) der Wasserstoffstrom über die Ventilöffnungen (151, 150) in den Verdich­ tungsraum des Verbrennungsmotors geleitet, wobei die Ventil­ öffnung (147), die die Verbindung zum Faltbalg herstellt, geschlossen wird, damit kein Flammenrückschlag in den Faltbalg gelangt.

Damit im Betrieb die Brennkammern sich nicht in axialer Richtung verschieben können, sind Sicherungen angebracht, die zeichnerisch nicht weiter dargestellt sind. Weitere Sicherungsringe sorgen dafür, daß die Welle sich auch gegenüber dem Motorgehäuse nicht verschieben kann. Die Welle (11) läuft auf mindestens zwei Rillenkugellager, wobei der Außenring der Lager gleichzeitig die Auflage für die Welle (12) bildet. Zeichnerisch nicht dargestellte Axial-Rillenkugellager können angebracht werden, um Axialkräfte der Welle aufzufangen.

Auf der Welle (12) befindet sich in der linken Motorenhälfte, also für die Brennkammern (7, 7′) und (8, 8′) die Welle (13), diese läuft auf zwei weiteren Lagern, die wiederum auf der Welle (12) angebracht sind, zwischen den Lagern befinden sich die Brennkammern (7, 7′) und (8, 8′). Die Arbeitsläufer für die Brennkammern (7, 7′) und (8, 8′) sind auf der Welle (12) befestigt, geschraubt oder ge­ schweißt. Für Brennkammer (7, 7′) ist der Arbeitsläufer (7′′) zugeordnet. Für Brennkammer (8, 8′) ist der Ar­ beitsläufer (8′′) vorgesehen. Damit die Arbeitsläufer (7′′) und (8′′) innerhalb der Welle (13) einen über­ strichenen Winkel von 90° zurücklegen können, sind an diesen Stellen in der Welle (13) Aussparrungen von vor­ zugsweise 120° angebracht. Die Aussparrungen liegen um 180° verschoben gegenüber, genau wie die Brennkammern. Die Aussparrungen sind um den Abstand der Brennkammern seitlich versetzt angebracht.

Außerhalb des Motors laufen Welle (12) und Welle (13) weiter, um Steuerungsteile und Kraftübertragungsteile aufzunehmen. Daher wurde, wie bereits erwähnt, eine Verbindung über das Verbindungsteil (16) hergestellt. Dieses Teil hat einen Rechteckquerschnitt und ist nach Möglichkeit schmal ausgeführt. Dieses Verbindungsteil (16) bewegt sich innerhalb der Welle (12). Da es mittig durchgeführt ist, be­ nötigt es im oberen, wie im unteren Bereich der Welle (12) mindestens eine 120°-Aussparrung. Damit ist gewähr­ leistet, daß dieses Befestigungsteil eine 90°-Drehung vollziehen kann, somit dreht wieder Welle (12) in Welle (13), auch außerhalb des Motorraumes.

Gleich neben dem Verbindungsteil (16) ist auf der Welle (13) mindestens ein drehbar gelagertes Motorölaufnahmeteil angebracht, die Baugröße dieses Teiles (38) ist von den erforderlichen Schmierverhältnissen bestimmt. Dieses Motorölaufnahmeteil (38) ist mittels Schlauch (39) mit der Schmierölpumpe verbunden. Der Schlauch ist so lang bemessen, daß die Schmierölpumpe (41) fest außerhalb des Drehbereiches der Welle (13) angebracht werden kann, da bei Druckstellung der Schmierölpumpe (41) das Schmierölaufnahmeteil (38) eine 90°-Drehung mitvoll­ zieht. Nach einer 90°-Drehung wird der Öldruck kurz­ fristig unterbrochen, so daß das Ölaufnahmeteil (38) über eine Rückholfeder, die zeichnerisch nicht dargestellt ist in ihre Ausgangslage zurück versetzt wird. Um keinen Öldruckabfall in den Schmierölleitungen (Hauptleitungen 24, 20, 121, 120) auftreten, wird der Öldruck mittels Rückstauventile (23) gehalten. Alle Ventile (23) sind zeichnerisch nicht dargestellt, sondern nur einmal mit einer Nummer bezeichnet, damit die ungefähre Lage der Ventile ersichtlich ist.

Im Motorengehäuse, rechter Teil, sind die Leistungs­ räume 1 und 2 untergebracht, im linken Teil des Motors die Leistungsräume 3 und 4. Der einfacheren und ver­ ständlicheren Art wegen, können diese mit den Zylindern 1 bis 4 eines herkömmlichen Motors verglichen werden.

Im rechten Motorengehäuse wird die Welle (13) nicht weitergeführt. Die Welle (11) kann bis zum Gehäuseende innen mitgeführt werden, die Welle (12) läuft nach außen hin weiter um ein später beschriebenes weiteres Motorölaufnahmeteil (37) aufzunehmen, dies ist er­ forderlich, da die Ölbohrungen ja nicht in zwei zeit­ lich versetzt drehenden Wellen fortgeführt werden können.

Im Motorengehäuse auf der Welle (11) befinden sich die Arbeitsläufer (9′′) und (10′′) seitlich, den Anordnungen der Brennkammern entsprechend, versetzt. Die Befestigungsart ist wie beschrieben bei den Arbeitsläufern (7′′) und (8′′). Auf der Welle (12) sind die Brennkammernhälften (9, 9′) und (10, 10′) auf Keilen angebracht, die sie gleichzeitig miteinander zu einer Einheit verbinden. Die Brennkammern sind auch hier um 180° versetzt, also gegenüberliegend angebracht. Die Brennkammernhälften sind, wie schon beschrieben, ebenfalls durch Schrauben (42) miteinander verbunden. Die dazugehörigen Arbeits­ läufer (9′′) und (10′′) haben die gleiche Funktion, wie die bereits vorher erwähnten Arbeitsläufer (7′′, 8′′).

Auf der Welle (12) außerhalb des Motorengehäuses ist, wie bereits erwähnt, ein Ölfaufnahmeteil (37) angebracht. Die Ölversorgung kommt von der Schmierölpumpe (40) über den Schlauch (39), der aus Vereinfachungsgründen die gleiche Nummer hat. Diese Pumpe (40), sowie die Pumpe (41) haben ein vorzugsweise verstellbares Verdrängungsvolumen und sind vorzugsweise drehzahlgesteuert.

Um die Leistungsräume 1 bis 4 herum wird eine einzige Laufbuchse (1), gelegt. Diese Buchse hat die erforderlichen Abmaße, die es gestatten, die vier Leistungs­ räume aufzunehmen, der Durchmesser der Laufbuchse, die selbstverständlich von innen gehont ist, ist abhängig von der erwünschten Leistung und den verwendeten La­ gergrößen. Bei einer Hubraumgröße von ca. 2 Litern und einer PS/kW-Leistung von 75 kW/102 PS hat die Laufbuchse ungefähr ein Maß zwischen 24 und 25 cm (240-250 mm). Die Laufbuchse (1) hat zu den Enden hin ein Bund, in dem Gewindelöcher (Sacklöcher) über den Durchmesser verteilt angebracht sind, mittels einer einfachen Dichtung (4 und 5) werden je zu den Enden der Laufbuchse (1) die Deckel (2, 3) angeschraubt. Die Deckel (2, 3) haben innen mittig jeweils eine Bohrung in welche Rillenkugellager angebracht sind. Auf der rechten Motorenseite stützt sich der Gehäusedeckel (3) über ein Rillenkugellager auf der Welle (12) ab. Auf der linken Seite des Motors stützt sich der Ge­ häusedeckel (2) über ein Rillenkugellager auf dem Ver­ bindungsteil (14) ab. Die Form und Größe richtet sich nach den Gewichts- und Einbaugegebenheiten.

Der Bund der Laufbuchse (1) ist so gewählt, daß eine zweite Buchse, die Bohrungen für Einlaß- und Auspuffrohre hat, darübergelegt werden kann. Ferner sind Bohrungen vorhanden, durch die Zündkerzen und Einspritzdüsen hin­ durchgeführt werden können.

Die zweite Buchse (27) hat einen so großen Durchmesser, so daß zwischen Laufbuchse (1) und Außenbuchse (27) ein genügend großer Zwischenraum entsteht, der das Kühlwasser aufnehmen kann, bei reinem Benzin oder Dieselbetrieb. Der Kühlwasserraum ist mit (28) bezeichnet.

Bei Wasserstoffbetrieb ist der Kühlwasserraum als Druckraum ausgebildet, da er gleichzeitig Dampfraum (156) ist. Hier werden die Wassereinspritzdüsen reingeführt. Das ein­ gespritzte Wasser kühlt den Motor auf ca. 340° ab, und erzeugt gleichzeitig Wasserdampf. Damit das, von der Menge her genau dosierte Wasser sich rundherum um die Laufbuchse (1) ansammeln kann, sind mehrere Wasserauffangschalen, als Streben (233) ausgebildet, an der Laufbuchse angebracht. Diese sind so konstruiert, daß sie einerseits dafür sorgen, daß das Wasser rund um die Laufbuchse gelagert wird und daß aber gleichzeitig Raum für die Dampfentwicklung vorhanden ist und dieser Dampfraum mit dem Wasserraum im gesamten Druckraum in Verbindung steht. Hiermit wird das Prinzip des Dampfkessels erreicht, aber nicht so, daß im unteren Bereich ausschließlich nur Wasser ist und oberen Bereich nur Dampf; denn das wäre für die Kühlung des Motors untauglich. Bei diesem Fall der Konstruktion ist die Wassermasse in der Mitte und der Dampf drumherum, so daß einerseits der Motor gekühlt werden kann, ohne in thermischer Hinsicht ungleichmäßig belastet zu werden, und andererseits kann gleichzeitig Wasserdampf erzeugt werden, und zwar Naßdampf, der weniger Energie zur Erzeugung braucht als Heißdampf und somit einen relativ schnell erreichbaren hohen Dampfdruck von ca. 150 bar erzeugt.

Durch Bohrungen in der Druckraumbuchse oder Kühlbuchse werden die Ansaugleitungen und Auspuffleitungen hindurch­ geführt (64, 65). Durch Bohrungen in der Laufbuchse (1) haben diese nun eine direkte Verbindung zu den Brennkammern.

An der Laufbuchsenaußenkante werden die Ansaug- und Aus­ puffleitungen verschweißt. Nach Austritt aus der Kühl­ wasserbuchse (Druckraumbuchse 27, 156) werden die Auspuff- und Ansaugleitungen hier ebenfalls verschweißt.

In der Laufbuchse, die an den betreffenden Stellen für den Sitz der Zündkerzen und Einspritzdüsen eine Verdickung auf­ weist, sind die entsprechenden Gewindebohrungen angebracht. Die Zündkerzen (25) liegen nicht im wasserumspülten Bereich. Die Bohrungen für die Kerzen (25) und Einpritzdüsen (133) sind durch die äußere Buchse (27) großdimensioniert ausgeführt, so daß später beim Zusammenbau kleine Buchsen vertikal eingeführt werden können und anschließend verschweißt werden, einmal am Laufbuchsenaußenrand (26) und an der Kühlwasserbuchse (27).

Somit hat der Kühlwasserraum keine Verbindung mit dem Innenraum der Buchse. Da keine Dichtungen vorgesehen sind, z. B. Zylinderkopfdichtung, bleibt der Kühlwasserraum ständig vom Motorinnenraum getrennt, da ja keine Dichtungen "durchbrennen" können. Dieses ist reparatur­ freundlich. Die Verschweißungen der Ansaug- und Auspuff­ leitungen ist problemlos, da dieser Motor, wie noch erwähnt werden wird, die Laufruhe eines 16 Zylinder­ motors besitzt. Und rundherum die gleiche Betriebstemperatur.

Die Kühlwasserversorgung wird über die Leitungen (30) und (29) erreicht, bei Wasserstoffbetrieb über die Leitung (179).

In der Laufbuchse sind insgesamt acht Zündkerzen untergebracht, im Leistungraum 2 oben und unten jeweils eine Zündkerze, also um 180° versetzt, gegenüber Lei­ stungsraum 2 sind die Kerzen für den Leistungsraum 1 nochmals um 90° versetzt, also jetzt auf der X-Achse. Leistungsraum 3 hat die gleiche Versetzung zum Leistungs­ raum 4, wie 1 zu 2. Somit zündet der Motor alle 90°. Bei einer 720°-Diagrammansicht sind es 16 Zündungen.

In den Ansaug- und Auspuffleitungen sind die Einlaß- und Auslaßventile als komplette Einheit eingeschraubt, d. h., Ventil, Ventilfeder und Ventilsitz sind als Einsatz aus­ gebildet. Zeichnerisch sind die Ventileinsätze (31, 32) nur so weit angedeutet, daß die ungefähre Lage zu erkennen ist. Da die Ventile den hohen Zündtemperaturen nicht ausgesetzt sind, können die Ventile in relativ leichter Bauart hergestellt werden. Die Federkraft beträgt in der Regel nur 1 bis 2 bar mal die Ventilfläche. Die Ein­ laßventile öffnen beim Saugdruck, wobei der Druck auf die Ventilfläche wirkt und gegen die Federkraft das Ventil öffnet. Beim Auslaßventil drücken die ausge­ stoßenen Abgase gegen das Ventil, so daß es öffnet. Die Ventile wirken gegensinnig, d. h., die Auspuffgase drücken das Einlaßventil noch zusätzlich gegen den Ventil­ sitz, so können keine Abgase in die Ansaugkanäle dringen, umgekehrt drückt die Ansaugluft die Auslaßventile beim Ansaugvorgang gegen den Ventilsitz. Die absolute Dichtheit der herkömmlichen Ventile ist nicht erforderlich, weil die Ventile nicht beim Zündvorgang abdichten müssen. Die Ventile liegen von der Zündkerze beim Ottomotor um 90° versetzt. Die Ventile öffnen also druckgesteuert und bedürfen keine Nockenwelle. Die Ventile liegen also beim Zünden nicht im Wirkbereich und brauchen nicht abzudichten, wie es Ventile in den heute verwendeten Motoren müssen. Die Gefahr eines Vergaserbrands ist nicht gegeben, weil nur reine Luft angesaugt wird, sowohl beim Ottomotor als auch beim Dieselmotor.

Bei Wasserstoffbetrieb sind zusätzliche Ventile für die Sauerstoffzufuhr in den Ansaugleitungen angebracht. Diese sorgen dafür, daß eine genau bestimmte Menge Sauerstoff dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Zeichnerisch sind die Ventile nicht weiter dargestellt.

Ferner sei noch erwähnt, daß die Einlaß- und Auslaßventile bei Wasserstoffbetrieb eine zusätzliche elektro-magnetische Sperr­ vorrichtung besitzen, welche von den Steuerungsventilen im mittleren Auspuffbereich (218) gesteuert werden.

Die Innenwand der Laufbuchse (1) ist wie bereits erwähnt gehont, dieses ist erforderlich, da die Abdichtelemente der Brennkammern und Arbeitsläufer an ihr entlanggleiten bei den vier Arbeitstakten.

Die Abdichtelemente (21, 27) sind hiervon betroffen. Die Abdichtelemente (22, 128) dichten den Arbeitsläufer innen gegen die Brennkammer ab.

Die Abdichtelemente werden mittels Öldruck gegen die Ab­ dichtflächen gedrückt. Der Öldruck wird drehzahlabhängig gesteuert. Die Abdichtelemente sind im unteren, inneren Bereich als Doppelkolben ausgelegt. Die Funktion ist wie folgt.

Beim Einschalten der Ölpumpen (Schmierölpumpen 40, 41) wird Öl in die Leitungen (20, 24) gedrückt, dieses bewirkt, daß die Abdichtelemente (21), welche in der Regel geteilt sind, über den im unteren Teil ausgebildeten Kolben an die Laufbuchsenwand (1) gedrückt werden und somit abdichten. Der gleiche Vorgang gilt für das Ab­ dichtelement (127), dieses ist nicht geteilt. Das Abdicht­ element (119) wird beim Startbeginn per Federkraft gegen die Läuferzunge nach unten gedrückt. Gleichzeitig wird Schmieröl durch ganz feine Bohrungen (122), die in der Brennkammer, sowie im Ar­ beitsläufer vorhanden sind, an die abzudichtenden Flächen gedrückt. Die Bohrungen sind so angelegt, daß jeweils Öl vor die Abdichtelemente gelangt, denn zum Brennraum hin sind keine Bohrungen.

Da Brennkammern und Arbeitsläufer eine Drehbewegung ausführen, steigt bei steigender Drehzahl auch die Fliehkraft. Um dieser entgegenzuwirken, werden weitere Pumpen, zeichnerisch nicht dargestellt, dreh­ zahlabhängig zugeschaltet. Gleichzeitig wird die Förderleistung der Pumpen (40, 41) gedrosselt.

Die Druckräume (123) unter den Druckkolben (124) werden somit verkleinert. Über die Ölbohrungen (120, 121) wird Öl auf die Oberseite des Kolbens (124) gedrückt, dieser Druck bewirkt, daß die Dichtelemente (21, 127) von der Laufbuchse (1), den Fliehkräften entsprechend weggedrückt werden, so daß immer ein Schmierölkeil an den Dichtflächen bleibt und ein Fressen der Dichtflächen mit den Dichtelementen ausgeschlossen wird. Die Dicht­ elemente (119) der Läuferzunge (126) werden mit steigender Fliehkraft fester gegen die Zungenoberseite gedrückt, dieses ist erforderlich, weil die Dichtelemente (119) mit steigender Fliehkraft von der Läuferzungen­ oberseite sonst abgehoben werden würde. Der Öldruck wird hierzu im Druckraum (118) gebildet.

Die Kolbenoberseite der Dichtelemente (21, 127) ist mit den Druckräumen (131), dem Arbeitsläufer (125) und der Brennkammer verbunden. Der Druckraum für die Fliehkraftsteuerung ist für den Arbeitsläufer der Druckraum (131), für die Brennkammern (125) und für die Läuferzungenabdichtung der Raum (118).

Um die Dichtelemente an die Laufbuchse (1) zu drücken, sind die Kolben mit den Druckräumen (123) und (130) verbunden. Die Pumpe für die Fliehkraftsteuerung hat die Nummer (117), sie arbeitet mit drehzahlabhängigem Verdrängungsvolumen.

Die Ansaugluft wird über Trockenfilter (34, 34′) angesaugt. Das Kühlwasser wird mittels elektro-magnetisch gesteuerter Membranwasserpumpe (63) umgewälzt. Die einzelnen Aus­ puffleitungen werden in den Rohrzusammenführungen (35, 35′) zusammengeführt.

Da der Motor Frischölschmierung hat, entfällt somit auch die Ölkühlung.

Um trotzdem die Motorteile von innen her zu kühlen, ist eine Frischluft-Innenkühlung vorgesehen.

Zu diesem Zweck wurde ein Frischluftkanal (73) am Motorgehäuse angebracht und ragt bis in die Laufbuchse (1) hinein.

Die Frischluft wird über die nicht im Brennkammerbereich liegenden Ventile in den Ansaugleitungen (31, 64) und über Frischluftleitung (73) und Magnetventil (74) von der Vakuumpumpe (71) angesaugt. Die Vakuumpumpe (71) wird von der Abgasturbine mittels gemeinsamer Welle und über die Schwungmasse (68) angetrieben. Die Turbine ist mit Nummer (67) bezeichnet. Die Turbine wird von den Auspuffgasen über das druckabhängige Ventil (66) angetrieben. Über die gleiche Welle wird die Lichtmaschine (76) angetrieben, vorzugsweise mit einer Untersetzung.

Als Materialien der einzelnen Bauteile kommen die auch heute üblichen im Motorenbau verwendeten Stähle, Gußteile und Alu-Legierungen zur Anwendung. Die Dichtungen bestehen ebenfalls aus den heute bekannten Dichtungsstoffen wie Gummi, Papier, Asbest und den sog. flüssigen Dichtstoffen.

Das Kraftübertragungsteil und das Kraftaufnahmeteil, welches sich links vom Motorengehäuse befindet, wird über den Wellenfortsatz der Welle (12) und (13) in Betrieb gesetzt und besteht aus folgenden Einzelteilen:

Als erstes Teil befindet sich auf der Welle (13) das Öl­ aufnahmeteil (43). Es ist drehbar gelagert. Am Ölauf­ nahmeteil (43) sind der Anschluß für die Ölpumpe, sowie der Anschluß zum Ausgleichsbehälter, zeichnerisch nicht dargestellt. Das Magnetventil zum Ausgleich und Vorrats­ behälter ist mit (104) bezeichnet. Der Elektro-Anschluß ist mit Nummer (105) bezeichnet. Die Verbindung zum Ausgleichbehälter wird über den Schlauch (106) hergestellt, die Verbindung zur Öldruckpumpe (92) wird über den Schlauch (102) hergestellt.

Links vom Ölaufnahmeteil (43) ist mittels einer Keilverbindung auf der Welle (13) das Planetenrad (98) befestigt. An dem Planetenrad, der Nabe, ist der Steuerläufer der Welle (13) angebracht, vorzugsweise als eine Einheit ausgebildet. Der Steuerläufer ist mit Nummer (78) bezeichnet.

Links vom Planetenrad (98) ist ein Sonnenrad (94) drehbar auf der Welle (13) angebracht. Die Zähne des Sonnenrades (94) greifen von unten her in die, vorzugsweise drei Zähneritzel, des Planetenträgers (Planetenrad 98). Im Innern des Sonnenrades (94) ist ein Hohlraum belassen, der in etwa die Form einer geschlossenen Brems­ trommel hat. In diesen Raum ragen, vorzugsweise zwei Kolben, die in Aussparungen der Welle (13) liegen, hinein, bei Drucklosigkeit haben die Kolben (96), die auf ihrer Oberseite eine Art Bremsbelag haben, keine Berührung mit der Lauffläche, der als Bremstrommel ausgebildeten Nabe des Sonnenrades. Die Bremsbeläge sind mit Nummer (97) bezeichnet. Für das Zurückgleiten der Kolben (96) sind, als Druckfedern ausgebildete Rückholfedern (95) vorgesehen. Unter den Kolben (96) befindet sich der Druckraum, der über Ölbohrungen (99) mit dem Ölaufnahmeteil (43) verbunden ist. Die Welle (13) endet gleichzeitig mit dem Ölaufnahmeteil, von nun an ragt nur noch die Welle (12) heraus. Das die Form der Kolben und Bremsbeläge eine halbrunde ist, ergibt sich zwangsläufig aus der Form der Nabe. Die Baugröße und das Material ergibt sich aus der Beanspruchung der Bremsvorrichtung, die leistungsab­ hängig ist, auf jeden Fall handelt es sich um ein Material, welches eine hohe Festigkeit haben muß, sowie eine gute Wärmeableitung aufweist.

Der Fortsatz der Welle (12) nimmt als erstes ein Außen­ rad (90) auf, welches drehbar gelagert ist, es geht mit der Welle (12) keine feste Verbindung ein. Dieses Außenrad ist zu beiden Seiten hin hohl ausgebildet und nimmt links wie rechts eine Innenverzahnung auf, hier wälzt sich im rechten Zahnkranz (82) das Zahnradritzel (93) des Planetenrades (98) ab.

In der Mitte des Außenrades ist außen ein weiterer Zahn­ kranz angebracht, der einerseits das Anlasserritzel und andererseits die Kraftabgabe zum Getriebe darstellt. Der Zahnkranz ist mit Nummer (79) bezeichnet.

Links vom Außenrad (90) ist auf der Welle (12) ein zweites Sonnenrad drehbar aufgesetzt. Auch dieses Sonnen­ rad (87) hat innen eine Bremsvorrichtung. Der Kolben ist mit (84) bezeichnet, der Bremsbelag ist mit Nummer (86) bezeichnet, die Rückholfeder ist mit (83) bezeichnet. Die Öldruckversorgung wird über die Bohrung (85) hergestellt.

Die Verzahnung des Sonnenrades (87) ist nach oben hin mit den Ritzeln (81) des Planetenrades, welches links vom Sonnenrad angebracht ist, im Eingriff. Das Planetenrad ist fest, mittels Keilverbindung auf der Welle (12) verbunden.

An dem Planetenrad ist ebenfalls ein Steuerläufer (77) angebracht.

Die Ritzel (81) sind nach oben hin mit der Innenverzahnung (80) des Außenrades in Verbindung, d. h. die Zähne kämmen miteinander.

Links vom Planetenrad liegt, drehbar gelagert, das Ölfauf­ nahmeteil (44). Über Schlauch (102), er hat aus Übersichtsgründen die gleiche Nummer wie der Schlauch der Pumpe (92), ist die Pumpe (91) verbunden. Die Rückführung des Drucköles erfolgt über Leitung (103) und Magnetventil (101) zum Vorratsbehälter. Da die Ölaufnahmeteile (43, 44) zeitversetzt eine 90°-Drehung mit der jeweiligen Welle machen und Druckaufbau erwirken, sind hier ebenfalls Rückstellfedern vorgesehen, die die Pumpen in ihre Ausgangslage zurück versetzen. Diese Federn sind zeichnerisch nicht dargestellt sie können nur bei Druckabschaltung wirksam werden. Da es sich um Zahnräder handelt, ist selbstverständlich ein Getriebeölkasten erforderlich, dieser wurde ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellt.

Das Material entspricht den heute üblich verwendeten Werkstoffen für Zahnräder. Die Ölfaufnahmeteile können aus zwei Hälften zusammengesetzt sein.

Das dritte Bauteil, die elektronische Steuerung, die gleichzeitig auch elektro-magnetisch-mechanische Teile aufweist, setzt sich aus folgenden Teilen zusammen:

Die Ansteuerung der Öldruckpumpen für das Bremssystem im Innern der beiden Sonnenräder erfolgt über Reflexionsscheiben, wobei je eine Scheibe der Welle (12) und der Welle (13) zugeordnet ist. Die Reflexionsscheiben (45, 46) sind fest, vorzugsweise mittels Keil auf den Wellen (12, 13) in­ stalliert. Die Scheiben haben auf dem äußeren Rand die eingearbeitete Hell-Dunkelmarkierung, die dazugehörigen Reflexionstaster (47, 48) reagieren, d. h., sie schalten im Hellfeld die Druckpumpen (91, 92) ein. Die beiden Verteiler (Zündverteiler), welche vorzugsweise elektronisch arbeiten, werden über Winkelantrieb (55, 56) von der Welle (12) oder Welle (13) mittels Wellen (54, 57) angetrieben und steuern den Zündbeginn der acht Zündkerzen.

Die Scheiben (45, 46) sind von schmaler Bauart, ca. 4 mm breit, der Durchmesser ist so gewählt, daß der in die Ge­ samtkonzeption des Motors und des Steuerungsteils hineinpaßt, ohne Abstriche in der Wirkung zu haben.

Um die Steuerläufer (77, 78) herum sind kreisförmige Halterungen (61, 58) angebracht, hierin sind die Reflexionstaster (107, 108, 113 und 114) angebracht und zwar in Gummi gelagert und erschütterungsfrei. Die Abtastfläche der Re­ flexionstaster ist dem jeweiligen Steuerläufer zugewandt. Der Winkel der Anbringung ist den erforderlichen Be­ triebsbedingungen, d. h., den Steuerzeiten angepaßt. Die Form der Reflexionstaster ist ebenfalls den Ein­ bauerfordernissen angepaßt.

Am äußeren Rand der Halterung (58, 61) sind Verstrebungen (49) angesetzt, die die kreisförmigen Halterungen mit dem Gehäuseteil des Motors fest verbinden.

An den kreisförmigen Halterungen, die für beide Steuer­ läufer gleich sind, sind im Abstand von 90° je vier Abbrems- und Haltevorrichtungen (59, 60) angebracht.

In dieser Brems- und Haltevorrichtung sind folgende Bauteile, jeweils die gleichen, untergebracht.

Der Einfachheit wegen werden die Abbrems-Haltevorrichtungen für beide Läufer (Steuerläufer) gleichzeitig benannt, da diese eng miteinander zusammen wirken.

Die Teile sind folgend genannt:

An die Haupthalterung (59, 60x) ist drehbar angeordnet der Schwenkhebel (59, 60h) und hieran der Druckraum (59, 60k) angebracht. In diesem sind der Abbremskolben (59, 60y), sowie die Feder (59, 60m), die Feder (59, 60l) untergebracht. An dem Druckraum sind die Leitungen (59, 60f,i) angeschlossen. In den Leitungen sind die gegensinnig wirkenden Druckventile (59, 60a, b) angebracht. Die Leitungen führen zum Druckraum (59, 60s) der den Haltekolben (59, 60u) aufnimmt. Ebenfalls ist hier die Rückholfeder (59, 60t) untergebracht.

Am Druckraumteil ist eine, vorzugsweise runde in y-Richtung verschiebbare Halterung (59, 60q) angebracht. Diese verfügt über eine an die Arretierungsscheibe (59, 60r) angebracht liegende Feder (Rückholfeder 59, 60w). An der Haupthalterung (59, 60x) ist eine Arretierungsklaue (59, 60p) angefügt, die schwenkbar ist. Die Betätigung der Arretierungsklaue erfolgt über Magnetschalter (59, 60o). Im gleichen Abstand von der Mitte her sind zwei weitere Reflexionstaster (59, 60, j, v) an der Haupthalterung angebracht. Der Schwenkhebel (59, 60h) wird von dem Bolzen (59, 60g) gehalten.

Die Halterung (59, 60q) wird über Magnetschalter (59, 60z) in y-Richtung verschoben.

Der Doppelschalter (59, 60c), bewegt das Kniegelenk (59, 60e), das dann den Schwenkarm (59, 60h) bewegt. Die Rückholfeder (59, 60d) sorgt für die Rückstellung in die Ausgangslage. Die Leitungen (111, 112) geben vom Reflexionsschalter Kontakt zum Magnetschalter (59, 60z). Über die Leitungen (109, 110 und 59, 60n) wird der Doppelschalter (59, 60c) angesteuert.

In den Druckleitungen wird Hydrauliköl verwendet. Die Baugröße der Kolbenfläche und der Rückstellfeder wird wieder in Abhängigkeit von der Motorleistung und der Druckverhältnisse gehalten.

Die Druckleitungen (59, 60i und 59, 60f) sind flexibel.

Erklärung der Arbeitsweise, die bei reinem Benzin- oder Dieselbetrieb auftritt:

Erklärt wird des besseren Verständnis wegen, nur der Arbeitsablauf, der vordere Motorteil, also der linke Teil mit den Leistungsräumen 3 und 4.

Beim Einschalten des Motors wird zuerst elektrischer Kontakt zu den Ölpumpen (40, 41) gegeben. Dieses bewirkt einen Druckaufbau, der einerseits an den Abdichtelementen einen Ölfilm entstehen läßt, andererseits die Dichtelemente an die abzudichtenden Flächen drückt. Hier sind es im linken Motorteil die Dichtelemente (21, 22, 127, 128) der Arbeitsläufer und der Brennkammern (7′′, 7, 7′). Die Schmierölversorgung wird über die Bohrungen (122) erreicht, wobei die Bezeichnung der Bohrungen für den Arbeitsläufer und die Brennkammern die gleiche ist. Somit ist der Brennraum, der mit (Z) bezeichnet ist, wirkungsvoll abgedichtet und zwar nach außen hin zur Laufbuchse (1) durch die Dichtelemente (21, 127), nach den Seitenwänden der Brennkammern hin durch die Dichtelemente (22, 128, 127) und zwar innerhalb der Brennkammern. Die Arbeitsläuferzungen werden nach oben hin zum Brennraum vom Dichtelement (119) abgedichtet und zwar über Federkraft solange der Motor geringe Drehzahlen aufweist. Das Abdichtelement ist derart gestaltet, daß die Unterkanten links und rechts vom Dichtelement (119) auf dem Dichtelement (128) läuft.

Der Motor wird nun über eine Anlaßvorrichtung, die zeichnerisch nicht dargestellt ist, über den Zahnkranz (79) in Drehung versetzt.

Je nach Stellung der Reflexionsscheiben (45, 46) wird entweder die Welle (12) oder die Welle (13) in Drehbewegung versetzt. Der einfacheren Beschreibung wegen , wird davon ausgegangen, daß zuerst die Welle (12) in Drehbewegung versetzt wird. Angenommen wird auch, daß sich der Arbeitsläufer (7′′) genau in der Stellung des Ansaugbeginns befindet, also senkrecht mit dem Läuferende nach oben.

Also, Welle (12) dreht, entgegen dem Uhrzeigersinn sich um 90°, hierbei wird Frischluft über die Ansaugleitung (64) und dem Einlaßventil (31) angesaugt. Die Läuferbewegung des Läufers (7′′) ist jetzt der Ansaugvorgang. Die angesaugte Luft strömt in die Brennkammer (7, 7′) ein, wobei der offene Ausschnitt der Brennkammer die Öffnungen für die Ansaug- und Auspuffkanäle freigibt. Die Anordnungen der Zündkerzen und Einspritzdüsen liegen ebenfalls im Öffnungsbereich der Brennkammer.

Es dreht nun die Welle (12), auf der der Arbeitsläufer (7′′) befestigt ist. Welle (13) hingegen, auf der die Brennkammer (7, 7′) befestigt ist, steht zu diesem Zeitpunkt still. Der Steuerläufer (78), der sich an dem Planetenrad (98) befindet, wird von der Abbrems- und Haltevorrichtung (59) gehalten, Welle (13) kann nicht drehen, weil das Planetenrad (98) fest mit der Welle (13) verbunden ist. Das Sonnenrad (94) ist ja freibeweglich auf der Welle (13) gelagert, daher kann das Außenrad sich trotzdem weiter drehen, ohne daß der Kraftschluß für Welle (12) unterbrochen wird. Das Außenrad ist mit Nummer (90) bezeichnet. Damit das Außenrad sich weiterbewegen kann, wälzen die Zahnritzel (93) sich unten auf den Zähnen des Sonnenrades (94) ab. Das Sonnenrad erhält hierdurch eine entgegengesetzte Drehrichtung. Die Zahnritzel (93) wälzen sich oben auf dem Innenzahnkranz (82) des Außenrades (90) ab. Das Sonnenrad läuft ohne Kraftschluß mit. Über das Außenrad (90) wird das Planetenrad zusammen mit dem Sonnenrad der Welle (12) angetrieben.

Über die Ölpumpe (91) wird Drucköl in das Ölaufnahmeteil (44) gegeben. Über die Ölbohrung (85) gelangt das Öl an die Unterseite des Druckkolbens (84). Die Druckkolben (84) liegen nun mit ihren Bremsbelägen (86) fest an der Innennabe des Sonnenrades (87) an. Das Sonnenrad ist nun auf der Welle (12) blockiert. Mit dem auf der Welle (12) befestigten Planetenrad (88) bildet es nun eine Einheit. Diese hat zur Folge, daß die Zähne des Innenzahnkranzes (80) das Zahnradpaar (81, 89) mit den dazugehörigen Planeten und Sonnenrad in Drehrichtung mitnehmen. Dies geschieht durch das Außenrad (90).

Bevor die Drehbewegung einsetzen kann, wird der Steuerläufer (77) von der Abbrems-Haltevorrichtung (60) freigegeben.

Nachdem der Arbeitsläufer (7′′) und mit diesem der Steuerläufer (77) einen überstrichenen Winkel von 90° zurückgelegt haben, bewegt sich der Steuerläufer (77) der nächsten Abbrems-Haltevorrichtung (60) entgegen.

Über den eingearbeiteten Reflektor (115) wird mittels Lichtreflexionstaster (113) Kontakt über die Leitung (111) zum Magnetschalter (59z) gegeben. Dies bewirkt, daß die Halterung (59q) und mit ihr der Kolben (59u), die Feder (59t), der Druckraum (59s), sowie die Arretierungsscheibe (59r) in Y-Richtung nach oben hin angezogen wird. Die Feder (59w) wird hierbei zusammengedrückt. Die Arretierungsklaue (59p) hält die eben genannten Teile in obiger Lage. Die flexiblen Leitungen werden hierbei mitbewegt. Die Leitungen haben die Nummer (59, 59i).

Kurz darauf erreicht der Steuerläufer (77) den Druckkolben (59y). Dieser wird nun in den Druckraum (59k) hineingeschoben, dadurch wird der Steuerläufer (77) sanft abgebremst. Zwischenzeitlich hat der Steuerläufer (77) die Reflexionstaste (59v) passiert. Diese gibt Kontakt zu dem Magnetschalter (59z), dies wiederum hat zur Folge, daß die Arretierungsklaue (59p) die Arretierungsscheibe (59r) freigibt. Die Feder (59w) drückt die Halterung (59q) mitsamt Kolben, Druckraum und Feder wieder in Y-Richtung nach unten.

Durch das Hineinschieben des Kolbens (59y) wird das Drucköl über den Druckraum (59k), sowie die Leitung (Schlauch 59i) durch das Druckventil (59b) in den Druckraum (59s) gedrückt. Dies hat zur Folge, daß das Drucköl den Kolben (59u) hinausschiebt. Der Kolben (59u) drückt nun von der Steuerläuferrückseite her gesehen gegen den Steuerläufer (77), somit kann der Steuerläufer nicht wieder zurückdrehen. Er wird also gehalten. In Drehrichtung kann der Steuerläufer (77) nur so weit laufen, bis der Kolben ganz im Druckraum (59k) verschwunden ist. Danach sorgt eine starke Feder (59l) dafür, daß der Steuerläufer (77) nicht weiter laufen kann. Der Steuerläufer (77) hat nun seine Endstellung erreicht, diese ist genau zwischen den beiden Reflexionstastern (59j und 59y). Die Feder (59l) ist so stark ausgelegt, daß es dem Steuerläufer (77) nicht möglich ist sich weiterzudrehen, obwohl die verdichtete Luft von der nachfolgenden Brennkammer (7, 7′) gegen den Arbeitsläufer (7′′) und folglich auch gegen den Steuerläufer (77), drückt.

Nachdem der Arbeitsläufer (7′′) den Ansaugtakt beendet hat, bzw. kurz davor, wird das Magnetventil (101) von dem Reflexionstaster (48) mittels Reflexionsscheibe (45) angesteuert. Dies hat zur Folge, daß das Drucköl hinter den Bremskolben (84) über die Bohrung (85) und Ölaufnahmeteil (44), sowie der Leitung (103) und dem Magnetventil (101) in den Ausgleich-Vorratsbehälter gelangt. Die Bremskolben (84) werden mittels Federn (83) zur Wellenmitte der Welle (12) gedrückt. Das Sonnenrad ist frei beweglich. Das Planetenrad (88) wird zusammen mit dem Steuerläufer (77) in der Brems-Haltevorrichtung (59) festgehalten. Somit sind die Ritzel (81) gezwungen, auf ihrer eigenen Achse zu drehen, da das Außenrad ja ständig weiterdreht. Hierdurch wird nun das freigewordene Sonnenrad mitgenommen, wobei es den umgekehrten Drehsinn erhält.

Gleichzeitig wird die Pumpe (92) in Funktion gesetzt. Drucköl gelangt über einen Schlauch (102) in das Ölaufnahmeteil (43). Über Bohrung (99) gelangt das Öl zur Rückseite der Bremskolben (96) und drückt diese, die in der Welle (13) eingearbeitet sind, mit ihren Bremsbelägen (97) gegen die als Bremstrommel (geschlossene) Innennabe des Sonnenrades (94). Das Sonnenrad (94) und das Planetenrad (98) bilden über ihre Zahnflanken nun eine drehbare Einheit. Gleichzeitig, mit Kraftschlüssigkeit der Zahnräder wird der Steuerläufer (78) von dem Abbremskolben (60y) freigegeben. Dieses läuft wie folgt ab.

Da der Steuerläufer (78) auf dem Planetenrad (98) fest verbunden ist und beide mit der Welle (13) verbunden sind, also auf der gleichen Welle sich befinden wie die Brennkammer (7, 7′), diese wiederum über dem Zwischenstück (16) eine Verbindung mit der Hilfswelle (11) eingeht, auf der bekanntlich die Arbeitsläufer (9′′, 10′′) angebracht sind und einer der beiden Läufer sich kurz vor dem Arbeitstakt befindet, bei dem die Zündung erfolgt, wird dieser Zünddruck, der zwischen 50 und 90 bar liegt, genutzt, um die Brennkammer und somit den Steuerläufer (78) in Bewegung zu setzen.

Der Steuerläufer (78) drückt nun über den Kolben (60y) auf die Feder (60l). Bis zu diesem Zeitpunkt wurde der Steuerläufer (78) vom Abbrems-Halteteil (60) gehalten. Dadurch, daß die Feder (60l) zusammengedrückt wird, ist es dem Steuerläufer (78) möglich, an dem Reflexionstaster (60j) vorbei zu kommen. Der Reflektor (116) gibt über Reflexionstaster (60j) und Leitung (60n) Kontakt zum Doppelmagnetschalter (60c). Dieses bewirkt, daß der Schalter anzieht und über ein Gestänge des Kniegelenks (60e) und damit den Halter (60h) nach außen schwingt. An dem Halter sind Rückholfeder (60l), Kolben (60y), Druckraum (60k) sowie die Leitungen (Schläuche 60i, 60f) befestigt. Ist die obere Lage erreicht, kann der Steuerläufer (78) passieren. Ungefähr 30°-Drehwinkel später ist die Öffnung beendet, dieses geschieht durch einen weiteren Reflexionstaster (108), der an der Kreishalterung (61) angebracht ist. Erhält der Reflexionstaster den Impuls, so wird über Leitung (110) der Doppelschalter (60c) kontaktlos geschaltet. Die Rückholfeder (60d) drückt über das Kniegelenk (60e) den Halter (60h) in seine Ausgangslage. Bei diesem Vorgang wurde das Drucköl von dem Druckraum (60s) über die Leitung (60f) und Ventil (60a) in den Druckraum (60k) zurück befördert, dafür sorgen die Kolbenrückholfedern.

Somit wurde eine 90°-Drehung des Arbeitsläufers mit dem zugehörigen Steuerläufer und eine 90°-Drehung der zugehörigen Brennkammer nebst Steuerläufer dargelegt und beschrieben.

Diese Abläufe wiederholen sich alle 90° und zwar wechselseitig zwischen der Welle (12) und der Welle (13).

Um ein Verständnis über die Abläufe aller vier Leistungsräume zu bekommen, wird hier nun grob auf die Abläufe eingegangen.

Es wird wiederum nur eine 90°-Drehung beschrieben. Zum besseren Verständnis über eine 360°-Drehung wird auf Fig. 11 hingewiesen. Der Einfachheit wegen wurden auf der Zeichnung statt der Bezeichnung Leistungsräume, die Bezeichnung Zylinder gewählt.

Bei einer 90°-Drehung sind die Stellungen der Brennkammern und Läufer wie folgt.
Leistungsraum (Zyl.) 1 saugt an:
Welle (11) und Welle (13) drehen, Läufer (10′′) saugt an und zwar vom oberen Ansaugkanal.
Der Läufer (9′′), der ebenfalls auf der Welle (11) sitzt, leistet Arbeit.

Gemeinsam drehen bekanntlich Welle (11) und Welle (13), wobei Welle (11) nur die Hilfswelle der Welle (13) darstellt. Somit drehen die Brennkammern (7, 7′, 8, 8′) zur gleichen Zeit wie die Läufer (9′′ und 10′′). Die Brennkammer (8, 8′) des Leistungsraumes 3 verdichtet. Die Brennkammer (7, 7′) stößt die Gase aus.

Über diesen überstrichenen Winkel von 90° steht die Welle (12) ständig.

Bei diesem Arbeitssystem fungiert einmal der Läufer als Kolben (im herkömmlichen Motor): Ansaugen und arbeiten. Einmal fungiert die Brennkammer als Zylinderwand (im herkömmlichen Sinne) und einmal ist sie Kolben: Verdichten, ausstoßen.

Bei den ganzen Beschreibungen wurde bewußt darauf verzichtet, auf Einspritzung und Zündung einzugehen, da diese für die unterschiedlichen Motortypen (Otto - Diesel) verschieden sind und der neue Motor für alle Betriebsstoffe konstruiert ist.

Der neue Motor hat also insgesamt 4 Leistungsräume (Zyl.). Er hat also bei Zugrundelegung eines 720°-Diagrammes 16 Zündungen, bei zwei Umdrehungen. Die Laufruhe entspricht der eines 16-Zylinder-Motors herkömmlicher Bauart und dieses wird erreicht mit den Bauteilen eines Vierzylinders.

Durch die Versetzung der Zündkerzen und/oder der Einspritzdüsen um jeweils 90° wurde es ermöglicht, daß alle 90° gezündet werden kann, dies entspricht einem Zünddiagramm eines 8-Zylinders herkömmlicher Bauart. Dieser erreicht aber nur 8 Zündungen bei 720°, hingegen der neue Motor schon bei 360°.

Durch diese besondere Bauart und Anbringung von Zusatzvorrichtungen, wie Abgasturbine, Vakuumpumpe, Innenkühlung, verstellbaren Dichtungselementen und Gewichtsmassen, ist der neue Motor einem herkömmlichen Motor weit überlegen.

Das äußert sich darin, daß der Motor eine rechnerisch um 78% bessere Füllung hat. Diese wird dadurch erreicht, daß die Öffnungszeiten der Einlaßventile, umgerechnet auf ein 720°-Diagramm ca. 425° kW betragen. Die Öffnungszeiten eines herkömmlichen Motors liegen zwischen 269 und 297°. Dieses ergibt schon allein eine Füllungsverbesserung von ca. 50%.

Im herkömmlichen Motor verbleiben nach dem Ausstoßtakt bis zu 28% Restgase im Zylinder, diese senken zwangsläufig die Mengen der frisch angesaugten Luft oder des Gemischs.

Beim neuen Motor werden die Restgase über eine Vakuumpumpe abgesaugt, wobei durch entsprechende Ventilsteuerung (217) den Auspuffgasen Frischluft zugeführt wird, um die Abgaswärme zu senken. Die Turbine (Abgasturbine 67) treibt die Pumpe an.

Die gleiche Abgasturbine treibt über einer gemeinsamen Welle die Lichtmaschine an. Die Lichtmaschinenleistung wird somit nicht mehr direkt vom Motor aufgebracht.

Die Funktion des Verbrennungsmotors bei Wasserstoffbetrieb:

Die einzelnen Funktionen und die Arbeitsweise des Verbrennungsmotors, sowie deren Steuerung und die Kraftaufnahme und Kraftabgabe bleiben auch bei Wasserstoffbetrieb die gleichen. Durch Schaffung einiger Vorrichtungen aber wird es möglich, den Verbrennungsmotor für den Wasserstoffbetrieb auszulegen.

Hierbei ist es erstmals möglich, gasförmigen Wasserstoff zum Verbrennen in den Verbrennungsmotor zu führen.

Um die Laufbuchse (1) des Verbrennungsmotors, sowie um die Anfangsenden der Auspuffleitungen sind die Druckräume, die gleichzeitig die Kühlräume (156, 157, 165 und 235) sind, gelegt.

Nachdem der Verbrennungsmotor in Betrieb gesetzt wurde, wird über Leitungen (179) eine genau bestimmte Wassermenge in den Raum (Kühl-Druckraum) gespritzt. Dieses Wasser wird durch die Verbrennungswärme des Motors auf ca. 340° erhitzt und zu Wasserdampf, wobei in einer bestimmten Zeitspanne nur ein Teil des Wassers zu Dampf wird. Der Druck des Wasserdampfs steigt hierbei auf ca. 150 bar an.

Ist dieser Druck im Druckraum (156) erreicht, gibt der Druckmesser (171) elektrischen Kontakt über Leitung (236) zum Ventil (166), das Ventil öffnet und der Wasserdampf kann über die Dampfleitung (237) auf das 1. Rad der Turbine geleitet werden. Gleichzeitig gibt der Druckmesser (171) elektrischen Kontakt über Leitung (183) zum Kontakt (182) des Magnetventiles (181), dieses öffnet die Leitung (179) und es kann die Pumpe (180) erneut Wasser in den Druckraum (156) einspritzen, dies geschieht aber nur, wenn der vorherige Dampfdruck unter einem bestimmten Wert abgesunken ist. Der Druck liegt unter dem Wassereinspritzdruck.

Die Dampfturbine (239) hat insgesamt vier Turbinenräder. Im Anführungsbeispiel wird der Wasserdampf auf das 1. Rad der Turbine geleitet (211) und zwar über die Dampfdüse (210). Beim Öffnen des Ventils (166) wird gleichzeitig das Ventil (238) mit Spannung beaufschlagt und zwar über die Leitung (172). Dieses Ventil befindet sich nun in Öffnungsbereitschaft. Hat die Turbine (239) nun die halbe Strömungsgeschwindigkeit des Wasserdampfs angenommen, dieses wird über den Drehzahlmesser (174) gemessen, gibt dieser Massekontakt über die Leitung (173) zum Ventil (238), das Ventil öffnet. Dieses Ventil ist mit der Dampfleitung (199) verbunden.

Die Leitung führt zu dem dazugehörigen Druckraum (156). Ist die Turbine nun bestrebt, ihre Drehzahl zu erhöhen, und zwar über die halbe Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes, so ist das Ventil (238) geöffnet und läßt den Dampfdruck des Druckraumes (156) über die Dampfleitung (199) auf eine Dampf- Druckkolbeneinrichtung (205) gehen.

Der Dampfdruckkolben drückt wiederum auf einen Hydraulikbremskolben (206), dieser bewirkt, daß ein der Scheibenbremse ähnlich wirkender Bremsklotz an die als Bremsscheibe (203) ausgebildete Welle (201) gedrückt wird. Somit wird die Turbinenwelle (212) abgebremst und zwar bei sinkendem Druck auf die Turbine sinkt auch die Bremskraft auf die Bremsscheibe kontinuierlich und hält somit immer die halbe Strömungsgeschwindigkeit der Turbine ein, die ja erforderlich ist, um die bestmögliche Leistung zu erzielen.

Für jeden Druckraum gibt es ein separates Turbinenrad, sowie eine separate Bremseinrichtung. Diese arbeiten im Wechsel. Die Bremsscheiben auf der Welle (201) werden durch eine Bohrung (202) mit Kühlwasser versorgt. Dieses Kühlwasser tritt durch die Bohrungen (207) wieder aus. Hierbei hat sich das Kühlwasser erwärmt und wird im Auffangbehälter (208) gesammelt. Mit diesem Verfahren wird die Turbinenenergie des Wasserdampfes zu 80% mindestens wieder nutzbar.

Da der Wirkungsgrad einer Turbine mit 0,4 gegeben ist, muß man davon ausgehen, daß bei einer herkömmlichen Turbine (Dampfturbine) 60% der aufgegebenen Energie durch Ansteuerung der Turbinenschaufeln und Anstellung der Düsennadel verlorengeht. Bei der erwähnten Turbinenabbremsung hingegen nicht, hier wird die Abbremswärme an das Kühlwasser abgegeben. Das so erwärmte Kühlwasser wird über die Wassereinspritzdüsen (16) dem Dampferzeugungsraum wieder zugeführt. Bei diesem Verfahren kann man den Wirkungsgrad der Turbine verbessern und man braucht weniger Wärmeenergie für die benötigte Flüssigkeitswärme des Wassers, die ja bekanntlich den größten Teil der vom Verbrennungsmotor erzeugten Wärmeenergie benötigt.

Über die Turbinenwelle (212) wird mindestens ein Gleichstromgenerator (144) angetrieben. Dieser erzeugt Gleichstrom. Dieser Gleichstrom wird an ein Elektrolysegerät angelegt (141). Hier wird elektrolytisch leitendes Wasser in Sauerstoff (142) und Wasserstoff (143) zerlegt und in die entsprechenden Vorratsbehälter (138, 139 und 214) geleitet.

Wenn man davon ausgeht, daß 40 kW Stromleistung ca. 1-2 g Wasser in der Sekunde zerlegt, so hält sich das erforderliche Elektrolysegerät, welches mit einer Elektrodenoberfläche von ca. 0,2 m²×2 ausgelegt sein muß, in erträglichen Grenzen und ist raummäßig in einem Pkw unterzubringen.

Der produzierte Wasserstoff (143) gelangt nun über die Leitung (136) und den entsprechenden Sicherheitsventilen (137, 135) zur Wasserstoffringleitung (134), mittels Schlauch ist hier der Zuführungsmechanismus (130) verbunden. Der Mechanismus wird drehwinkelabhängig von den Reflexionsscheiben auf den Wellen (12, 13), die zeichnerisch nicht weiter dargestellt sind, gesteuert.

Das Verbindungsteil (130), welches mit dem Zuführungsteil (131) durch Reflexionstaster (225, 223) über die Reflexionsscheiben (240, 241) und dem Druckzylinder (155) verbunden wird, stellt die Wasserstoffzuleitung zur Brennkammer her. Ventile in den Wasserstoffleitungen der Brennkammern, zeichnerisch nicht dargestellt, sorgen dafür, daß die jeweilige Brennkammer den Wasserstoff erhält, der über eine gemeinsame Leitung für zwei Brennkammern fließt.

Sobald die jeweilige Brennkammer die vorgeschriebene Stellung innerhalb des Motors erreicht hat, gelangt Wasserstoff in die Leitung (132).

Der Arbeitsläufer der entsprechenden Brennkammer saugt gerade Luft an, gleichzeitig wird über die schon erwähnten Sauerstoffleitungen und Ventile zusätzlich reiner Sauerstoff mit angesaugt. Über die an der Laufbuchse (1) angebrachten Benzin-Einspritzventile wird gleichzeitig Kraftstoff eingespritzt. Zu dieser Zeit wird der Reflexionstaster (225) angesteuert und dies bewirkt, daß die Ölpumpe (226) den Kolben im Zylinder (231) ansteuert, hierbei wird das Gleitteil (152) in der Brennkammer im entgegengesetzten Uhrzeigersinn um eine bestimmte Strecke bewegt. Am Vorderteil des Gleitstückes (152) ist der Faltbalg (145) befestigt, dieser wird auseinandergezogen, hierbei entsteht ein Unterdruck, Wasserstoff strömt in den Faltbalg hinein. Nachdem der Ansaugvorgang des Arbeitsläufers im Leistungsraum beendet ist, beginnt der Verdichtungstakt. Nach einer Drehung von ca. 45° der Brennkammer wird der Zylinder (231) erneut angesteuert, nun aber in entgegengesetzter Richtung, dies hat zur Folge, daß der Wasserstoff aus dem Faltbalg gedrückt wird, weil sich das Gleitstück innerhalb der Brennkammer jetzt im Uhrzeigersinn dreht. Über die bewegliche Leitung (146) gelangt nun der Wasserstoff in den Wasserstoffvorlageraum (149), der gegenüber dem Verdichtungsraum abgeschlossen ist. Bei dieser Konstruktion ist gewährleistet, daß der Wasserstoff vor dem eigentlichen Zünden weder mit Luft, Sauerstoff oder Öl in Berührung kommt.

Die Brennkammer hat nun weiter verdichtet, der der Brennkammer vorgelagerte Wasserstoffvorlageraum nähert sich mit seinen in der zum Läufer zugewandten Trennwand, in der Druckventile untergebracht sind, der Nase (243), dieses bewirkt, daß die Ventile (151, 150) geöffnet werden. Diese Ventile haben einen unterschiedlichen Querschnitt, so daß die Verdichtungsgase den Wasserstoff herauspressen können, da diese ja einen erheblich höheren Druck haben als der in dem Vorlagerungsraum befindliche Wasserstoff, gleichzeitig wird das Ventil (147) geschlossen und von der Feuerstelle abgeschirmt, so daß kein Flammenrückschlag den Faltbalg zerstören kann. Dieser Vorgang wiederholt sich bei einer 720°-Drehung des Motors pro Leistungsraum zweimal.

Abschließend kann festgehalten werden, daß bei dem erfindungsgemäßen Verbrennungsmotor als besonders vorteilhaft beispielsweise der geringe Verschleiß, die hohe Lebensdauer, die einfache Bauweise, der stark verminderte Schadstoffausstoß, die gute Laufruhe, die stark eingeschränkte Lärmentwicklung, bedingt u. a. auch durch weniger bewegte Masseteile und das gleichmäßige Drehmoment hervorzuheben sind.

Durch den Einsatz von gasförmigem Wasserstoff wird der Benzinverbrauch um 50-60% gesenkt. Die zusätzliche Sauerstoffzufuhr erlaubt ein noch mageres Verbrennungsgemisch, so daß der Bildung von Brennstoffnestern entgegengewirkt wird. Ferner braucht man keine zusätzliche Energie zur Wasserstofferzeugung und der Wasserstoffkühlung.

Darüber hinaus ergeben die leistungsspezifischen Daten rein rechnerisch eine Erhöhung des Nutzwirkungsgrades beim Ottomotor von derzeit 0,28 auf 0,75, beim Diesel sogar auf ca. 0,8.

Außerdem ist die Anwendung von gasförmigem Wasserstoff weitestgehends ungefährlich, weil keine Wasserstoffvorratshaltung erforderlich ist, der Verbrennungsmotor erzeugt nur soviel Wasserstoff, wie er verbraucht.

Claims (39)

1. Verbrennungsmotor mit angegliederten Vorrichtungen zur Wasserstoff- und Sauerstofferzeugung von der eigenen Verbrennungswärme des Verbrennungsmotors, und mit Zylinderräumen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderräume aus mehreren Kühl-Druckräumen (156, 157, 165 und 235) gebildet sind und daß über Druckleitungen (237, 244, 245 und 246) und den Druckventilen (166, 247, 248 und 249), die gesteuert werden von den Druckmeßschaltern (171, 175, 161 und 162), diese wiederum elektrischen Kontakt zu den Wassereinspritzventilen (178, 181, 256 und 257) geben, so daß die Wasserzufuhr zu den Druckräumen geregelt wird, die Druckschalter (171, 175, 161 und 162) haben gleichzeitig eine Verbindung mit den Dampfdruckdüsen (210, 250, 251 und 252) über die schon erwähnten Druckventile (166, 247, 248 und 249), die in der Turbine (239) auf die einzelnen Turbinenräder (211, 253, 254 und 255) gerichtet sind, wobei die Turbine mit einer Abbremsvorrichtung (200) versehen ist und die Turbine antreiben und mittels Welle eines Gleichstromgenerators (144) Gleichstrom erzeugen läßt, dieser Strom wird an ein Elektrolysegerät angelegt, wobei Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird und dem Verbrennungsmotor zugeführt wird, wobei der Wasserstoff (143) über eine Leitung (136) der Wasserstoffringleitung (134) zugeführt wird, wo er dann über die Schlauchverbindung (258) in den Zuführungsmechanismus (130, 131) gelangt und von hieraus über die Leitung (132) in die einzelnen Brennkammern, in denen ein Faltbelag (145) installiert ist, der mittels Bewegungszylinder (231) und einem Gleitteil (152) den Wasserstoff aufnehmen kann und bei einem vorgegebenen Drehwinkel der Brennkammer in den Wasserstoffvorlagerungsraum (149) gelangt und von hieraus über Ventile (150, 151) in den Verbrennungsraum durch den Druck der Verdichtungsgase gelangt und hier beim Zündvorgang zusammen mit den jeweiligen fossilen Brennstoffen und der zusätzlich zugeführten Sauerstoffüllung, die über die Leitung (215) zugeführt wurde, in dem Verbrennungsmotor verbrennt, wobei der eigentliche Verbrennungsmotor aus mehreren ineinandergeschobenen Wellen (11, 12, 13), an denen Arbeitsläufer (7′′, 8′′, 9′′ und 10′′) und Brennkammern (7, 7′, 8, 8′, 9, 9′ u. 10, 10′) untergebracht und unterschiedlich axial hintereinander befestigt sind, die jeweils um 180° versetzte Arbeitsläufer und Brennkammern sind unter einem geneigten Winkel von 10-15° angesetzt, wobei die Arbeitsläufer (9′′, 10′′ auf der Vollwelle (11) angesetzt sind, die Hohlwelle (12) nimmt die Arbeitsläufer (7′′, 8′′) und die Brennkammern (9, 9′, 10, 10′) auf, der Hohlwelle (13) sind die Brennkammern (7, 7′, 8, 8′) zugeordnet, wobei die Vollwelle (11) und die Hohlwelle (13) innerhalb des Motors zu einer Einheit zusammengefügt sind, wobei die Hohlwelle (12) außerhalb des Motors in der Fortführung als Vollwelle ausgebildet ist, und den auf den Wellen (11, 12) befestigten Arbeitsläufern (7′′, 8′′, 9′′ u. 10′′) Läuferzungen befestigbar zugeordnet (126) sind, die mit verstellbaren Abdichtelementen (22, 127, 128) versehen sind, und den schon erwähnten Brennkammern die geteilten Abdichtelemente (verstellbar) (21) zugeordnet sind, wobei die Brennkammern auf beidseitig abgedichteten Rillenkugellagern gelagert sind und daß die Steuerung der Arbeitsläufer und Brennkammern mittels hydraulisch-mechanischem Kraftübertragungsteil und elektronisch-mechanischer Steuerung bewirkt wird, wobei das Kraftübertragungsteil eine Bremsvorrichtung, welche in den Innenräumen der Zahnradnaben der Sonnenräder (88, 98) angeordnet ist sowie ein innenverzahntes Außenrad (90) mit äußerem Zahnkranz (79) besitzt, wobei die an den Planetenradnaben angebrachten Steuerläufer (77, 78) über eine Abbrems-Haltevorrichtung (59, 60) gesteuert werden, und zwei separat laufende Verteiler (52, 53) für Zündungen bei Fremdzündungsausführung sorgen und über Reflexionstaster die elektronische Steuerung einleiten, und daß der Gaswechsel über druckabhängige, arretierbare Ventile (31, 32) gesteuert wird.

2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase mittels Absaugvorrichtung aus den Brennkammern gesogen werden, wobei eine Abgasturbine, angebracht an der Auspuffrohrzusammenführung (35) über eine gemeinsame Welle eine Vakuumpumpe antreibt, wobei die Pumpe aus hitzebeständigen Materialien ist, die Temperaturen um die 600°C aushalten, z. B. hochwarmfeste hochlegierte Werkstoffe.

3. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtmaschine von den ausströmenden Auspuffgasen mittels Untersetzung (Zahnräder) angetrieben wird, wohingegen die Lage der Lichtmaschine auf der gemeinsamen Welle der Turbine und der Vakuumpumpe, seitlich hiervon ist die Abmaße der Lichtmaschine sich nach den Leistungsverhältnissen richten.

4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgassaugvorrichtung mittels druckabhängigem Ventil (66), welches bei einem bestimmten Druck öffnet und schließt und vor der Turbine (67) in der Auspuffleitung (65) vertikal eingesetzt ist, gesteuert wird und das Ventil aus hitzebeständigem Material ist.

5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Rundumkühlung besitzt, die dadurch erreicht wird, daß in gewissem Abstand um die Laufbuchse (1) eine zweite Buchse gelegt wird, wodurch im Zwischenraum Platz für das Kühlwasser ist, wobei die Kühlwasserbuchse mit dem Bund der Laufbuchse verschweißt ist und vollkommen abdichtet, so daß eine Zylinderkopfdichtung nicht erforderlich ist.

6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit mittels einer elektromagnetischen Membranwasserpumpe, die im unteren Wasserkanal (30) angesetzt ist, umgewälzt wird.

7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Innenkühlung hat, die aus einer Saugleitung (73) und dem Magnetventil (74) und einer Vakuumpumpe (71) und dem Druckventil (66) besteht, wobei die Saugleitung ist an der Laufbuchse (1) angeschweißt ist, wobei durch ihre Öffnung, die in den Motorinnenraum ragt, mittels der Einlaßventile, die nicht im Betrieb sind, Luft mittels Vakuumpumpe durchgesaugt wird, um hierbei dem Druckventil elektrischen Kontakt zum Magnetschalter (74) zu geben, um es zu öffnen.

8. Verbrennungsmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Rillenkugellager beidseitige Abdichtungen und hitzebeständige Schmierfüllungen besitzen, wobei die Lage der Lager variabel ist.

9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor auf den Wellen (12, 13) gelagerte Ölaufnahmeteile besitzt, denen Schmieröl über mit Schläuchen (39) verbundenen Pumpen (37, 38, 40, 41) zugeführt wird und unter Druck gehalten wird und so die Frischölschmierung darstellt.

10. Verbrennungsmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierölpumpen ein verstellbares Verdrängungsvolumen haben und drehzahlabhängig über die Wellen (12, 13) gesteuert werden.

11. Verbrennungsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwellen (12, 13) seitlich versetzte ca. 120° betragende Aussparungen besitzen.

12. Verbrennungsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor mit vier Leistungsräumen 8 Zündstellungen hat, die jeweils um 90° versetzt, vertikal und horizontal angeführt sind.

13. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die runden Querschnitt besitzenden Ansaugkanäle und Auspuffkanäle durch den Wassermantel hindurchgeführt sind und an der Laufbuchse (1) außen und an der Kühlwasserbuchse innen und außen angeschweißt sind, so daß eine Vermengung Öl - Wasser nicht stattfinden kann.

14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ansaug- und Auspuffkanälen die Einlaß- und Auslaßventileinheiten (31, 32) herausnehmbar eingeschraubt sind, wobei die Größe von den Leistungserfordernissen abhängt.

15. Verbrennungsmotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Wellen (12, 13) Reflexionsscheiben auf Keilverbindungen angebracht sind, wobei die Form zweckmäßigerweise rund ist.

16. Verbrennungsmotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerläufer (77, 78) mittels Abbrems-Haltevorrichtung gebremst wird, welche am kreisförmigen Halter (61, 58) zentriert durch Stifte festgeschraubt ist, wobei die Halterung (61, 58) am Motor, vorzugsweise am Deckel (2) angeschraubt ist.

17. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbremsung und das Halten der Steuerläufer über Kolben und Öldruck geschieht, wobei die Brems- und Haltekolben (59, 60y, 59, 60u) in den Druckräumen (59, 60k und 59, 60s) beweglich in X-Richtung angeordnet sind und die Kolben- Druckraumeinheiten drehbar bzw. verschiebbar über Halterungen (59, 60q und 59, 60h) angebracht sind und vom Halteteil (59, 60x) aufgenommen werden.

18. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile der Halte- und Abbremseinrichtung, die beweglichen Teile, über Reflexionstaster, die kreisförmig und in Gummi gelagert an der Kreishalterung (61, 58) angeschraubt sind, angesteuert werden, wobei die Abstände der Reflexionstaster zueinander in unterschiedlichen Winkelgraden eingeteilt und steuerungsabhängig sind.

19. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserkühler am Motorgehäuse, ohne Verwendung von Gummischläuchen, angeschraubt ist.

20. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinheit aus Sonnenrädern, Planetenrädern und einem Außenrad besteht, wobei die Sonnenräder (87, 94) auf den Wellen (12, 13) drehbar gelagert sind und im Innern eine hydraulische Bremseinrichtung haben, wobei das Außenrad ebenfalls drehbar gelagert ist und zwar auf der Welle (12), und daß die Planetenräder (88, 98) vorzugsweise mittels Keilverbindungen auf den Wellen (12, 13) befestigt sind.

21. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Motorenteile wie Arbeitsläufer, Brennkammern, Laufbuchse und Steuerläufer aus Materialien gefertigt werden, die im heutigen Motorenbau üblich sind, z. B. Grauguß, Stahl und Alulegierungen, Stahllegierungen, deren Zusammensetzung den erforderlichen Festigkeiten und thermischen Anforderungen Genüge leisten.

22. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammern in Lagerungsmitte, ähnlich eines Pleuels am Kurbelzapfen, geteilt sind.

23. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Leistungsräume von 1 bis 16 ist, und daß sich die Bauform aus der Anordnung der Leistungsräume ergibt.

24. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor nach dem Schichtladungsverfahren arbeitet, und daß über Zapfen an der Brennkammerrückwand so der Brennraum zweigeteilt werden kann.

25. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundumkühlungsräume (156, 157, 165 u. 235) um den Verbrennungsmotor herum als Druckräume ausgebildet sind und die Dampferzeugung von ca. mindestens 150 bar ausgelegt sind.

26. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 25, wonach das Kühlwasser/Dampfwasser in genau dosierter Menge über die Pumpe (180) und den Leitungen (179, 176), deren Querschnitt variabel ist, mittels Einspritzdüsen (160) dem Druckraum zugeführt wird.

27. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß um die Auspuffleitungen (234, 259) die Druckräume (157, 165) angebracht sind, deren Baugröße von den erforderlichen Leistungen abhängig ist.

28. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der unter Druck stehende Wasserdampf mittels Leitungen (237, 244, 245, 246) über Druckventile (166, 247, 248, 249) und Düsen (210, 250, 251, 252) auf die einzelnen Turbinenräder (211, 253, 254, 255) im Wechsel gelangt und die Turbine, deren Baugröße von den Leistungserfordernissen abhängig ist, in Drehbewegung versetzt und den auf der gemeinsamen Welle befindlichen Generator (144) antreibt.

29. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (239) von einem Wasserdampfentspannungsraum (187) umgeben ist und der von hier aus der wieder zu Wasser gewordene Dampf dem Kühlkreislauf zugeführt wird.

30. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine (239) eine nachgeordnete Abbremsvorrichtung hat, bestehend aus Bauteilen (199, 205, 206, 204, 229, 203 u. 201), deren Baugröße ebenfalls von den Leistungsverhältnissen bestimmt wird, wobei das Material aus nichtrostendem Stahl ist.

31. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsscheiben innen hohl sind und die Bremsscheiben (203) mit einer genau dosierten Wassermenge von innen her gekühlt werden, wobei das Kühlwasser durch eine Bohrung (202) eintritt und durch eine andere Bohrung (207) austritt und das somit erwärmte Kühlwasser über den Sammelbehälter (208) dem Kühlkreislauf über die Pumpe (180) den Wassereinspritzventilen (160) zugeführt wird.

32. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Generator (144) erzeugte Gleichstrom einem Elektrolysegerät (141) zugeführt wird, in dem leitendes Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird, wobei die Baugröße der im Elektrolysegerät befindlichen Elektroden bei einer 40-kW-Leistung ca. 0,4 m² beträgt.

33. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbrennungsmotor gasförmiger Wasserstoff über Leitungen (130, 132, 136) und einem Faltbalg (145), der in sich eine geschlossene Einheit bildet, in den Wasserstoffvorlagerungsraum (149) über die Ventile (150, 151) zum Zündzeitpunkt in den Verbrennungsraum gelangt, und zwar in der letzten Stufe durch den Verdichtungsdruck des angesaugten Verbrennungsgemisches.

34. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Brennkammern der einzelnen Arbeitsräume (7, 8, 9, 10) durch Öldurchlauf mittels Pumpe (164, 232) gekühlt werden.

35. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die erhitzte Ölkühlmenge der Brennkammern einem Wärmetauscher (192) zugeführt wird und durch den ihn umgebenden Raum (191), der mit Kühlwasser versehen ist, gekühlt wird und das erwärmte Wasser über die Pumpe (180) in dem Kühlkreislauf zugeführt wird.

36. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumaufteilung in den Druckräumen (156, 157, 165, 235) mittels unterschiedlicher Streben (233) so aufgeteilt ist, daß einerseits die Laufbuchse (1) von Kühlwasser ständig umspült ist und andererseits Raum für die Dampfentwicklung vorhanden ist, wobei der Wassermantel mittig liegt und der Dampfmantel herum nach dem Heizkesselprinzip entsteht, jedoch nicht in der Aufteilung unten Wasser - oben Dampf, und daß die Form der Streben (233) richtet sich nach den Leistungserfordernissen richtet.

37. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motor über eine Leitung (215) zusätzlicher, mengenmäßig genau dosierter Sauerstoff der Verbrennung zugeführt wird.

38. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verbrennungsmotor eine Dampfturbine (239) angegliedert ist, die mittels eines Drehzahlmessers (174), der auf die halbe Strömungsgeschwindigkeit eingestellt ist, über eine Bremseinrichtung auf die erforderliche Drehzahl gehalten wird.

39. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß den Auspuffgasen über Leitungen (216) und dem Ventil (217) Frischluft über die Einlaßventile einer Vakuumpumpe (71) zugeführt wird.