DE4111934A1 - Gegendruck-freistrahlturbine fuer den fahrzeugantrieb durch einen zweitaktmotor mit gegenlaeufigen freikolben und eine hydropumpe - Google Patents

Gegendruck-freistrahlturbine fuer den fahrzeugantrieb durch einen zweitaktmotor mit gegenlaeufigen freikolben und eine hydropumpe

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Description

Die Erfindung betrifft eine Freistrahlturbine für Fahrzeuge, die durch das von einer Hydropumpe geförderte Druckwasser angetrieben wird.
Die dünnen Pumpenkolben der Hydropumpe sind direkt mit den gegenläufigen Freikolben des Zweitaktmotors verbunden.
Durch neuartige Hochdruck-Düsenventile ist die Hydropumpe für Förderdrücke bis 300 bar und für mittl. Kolbengeschwindigkeiten von 15 m/s geeignet und hat bei niedrigen Druckverlusten ein niedriges Leistungsgewicht.
Die in der DE 35 46 373 A1 vorgeschlagene Gegendruck-Freistrahlturbine, die für stationäre Anlagen geeignet ist, hat für den Fahrzeugantrieb die Nachteile, daß bei Schieflagen bis 45° die Trennung von Wasser und Druckluft nicht gewährleistet ist, daß mit der Freistrahlturbine nicht gebremst wird, und daß das Wasser in den Vordruckleitungen nicht gekühlt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Antrieb mit der Gegendruck-Freistrahlturbine vorzuschlagen, der einen wirkungsvollen Betrieb bei allen Schieflagen bis 45° beim Antrieb und beim Bremsen gewährleistet.
Erfindungsgemäß hat die über dem Ausgleichgetriebe eines Kraftfahrzeuges angeordnete Gegendruck-Freistrahlturbine an der Deckelseite ein tiefer hängendes Ablaufrohr mit einem Tauchrohr, das bei allen Schieflagen bis 45° eine Trennung von Druckluft und Wasser vor den beiden Vordruckleitungen gewährleistet; außerdem ist in jeder Vordruckleitung ein Wasserkühler für die beim Bremsen mit der Freistrahlturbine erzeugte Wärme angeordnet.
Für das Bremsen mit der Freistrahlturbine ist erfindungsgemäß vor dem Wechselgetriebe ein Wendegetriebe angeordnet, damit in jedem Gang das gegen den Wasserstrahl drehende Laufrad eine starke Bremswirkung hat.
Der für die Hydropumpe erforderliche Vordruck wird durch Druckluft bis 15 bar in dem geschlossenen Turbinengehäuse gehalten.
Die Regelung der Turbinendrehzahl erfolgt bei konstanten Strahldüsen durch Regelung der Einspritzmenge des Zweitaktmotors bei autom. Regelung des Puffer-Ladedruckes in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit.
Der vorgeschlagene hydrodynamische Antrieb mit einer Gegendruck-Freistrahlturbine und einer Hydropumpe, deren Pumpenkolben mit den gegenläufigen Freikolben eines Zweitaktmotors verbunden sind, hat gegenüber den bekannten Viertaktmotoren die Vorteile, daß bei einfacher Bauart ohne Kurbeltrieb und Ventile und bei vollständigem Massenausgleich, niedrigen Wärmeverlusten, niedrigen Druckverlusten der gesamte Antrieb durch hohe mittl. Kolbengeschwindigkeiten, hohe mittl. Kolbendrücke und hohe Förderdrücke ein niedriges Leistungsgewicht und einen niedrigen spez. Kraftstoffverbrauch hat.
Außerdem ist der Zweitaktmotor mit gegenläufigen Freikolben unempfindlich gegen hohe Verbrennungsdrücke und ist bei vollständiger Verbrennung in einem veränderlichen Kompressionsraum für alle Kraftstoffe geeignet.
Gegenüber einem Hydromotor ist bei der Gegendruck-Freistrahlturbine die Bauart einfacher und leichter und die Herstellung billiger.
Bei Schiffsantrieben wird die hohe Drehzahl des Laufrades mit Untersetzung im Wendegetriebe auf die Schiffsschraube übertragen.
Außerdem ist die Gegendruck-Freistrahlturbine für den direkten Antrieb eines Stromerzeugers mit der Drehzahl 3000 min-1 für Leistungen bis 15 000 kW geeignet.
Die Regelung der Turbinendrehzahl erfolgt hier bei konst. Pufferladedruck durch Regelung der Einspritzmenge des Zweitaktmotors mit einem Drehzahlregler.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht der über dem Ausgleichgetriebe A eines Pkw-Vorderradantriebes angeordneten Gegendruck-Freistrahlturbine T, die mit der Freikolbenmaschine M und dem Wende- und Wechselgetriebe W verbunden ist,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Verbindung der Gegendruck-Freistrahlturbine T mit der Freikolbenmaschine M und dem Wende- und Wechselgetriebe W,
Fig. 3 einen Längsschnitt der Gegendruck-Freistrahlturbine
Fig. 4 einen Querschnitt der Gegendruck-Freistrahlturbine.
Nach Fig. 1 und 2 ist die über dem Ausgleichgetriebe A angeordnete Gegendruck-Freistrahlturbine T an dem Wende- und Wechselgetriebe W angeflanscht und durch die beiden Druckleitungen 1, das Ablaufrohr 2, das Tauchrohr 3, die beiden Vordruckleitungen 4 und die Wasserkühler 5 mit den beiden Hydropumpen P der Freikolbenmaschine M verbunden.
Durch das tieferhängende Ablaufrohr 2 an der Deckelseite der Gegendruck-Freistrahlturbine T und das Tauchrohr 3 wird bei allen Schieflagen bis 45° eine Trennung des Wassers und der Druckluft vor dem Tauchrohr 3 gewährleistet.
Außerdem wird die in der Gegendruck-Freistrahlturbine erzeugte Wärme in den Wasserkühlern 5 abgeführt.
Für das Bremsen mit der Gegendruck-Freistrahlturbine wird ein Wechselgetriebe mit einem vorgeschalteten Wendegetriebe W vorgeschlagen, damit beim Bremsen das von dem Fahrzeug angetriebene Laufrad durch Drehen gegen den Wasserstrahl in allen Gängen eine starke Bremswirkung hat.
Wegen der Geräuschbildung ist für den gesamten Antrieb ein Schallschutz erforderlich.
Nach Fig. 3 und 4 besteht die Gegendruck-Freistrahlturbine aus dem Gehäuse 6 mit zwei Druckkanälen K und eingeschraubten, verschleißfesten Strahldüsen 7, dem Deckel 8, der kurzen, doppelt gelagerten Welle 9 und dem Laufrad 10.
Da bei der paarweisen Anordnung der Strahldüsen 7 das Laufrad nur Drehmomente überträgt, sind die Reibungsverluste in den Lagern sehr klein.
Bei der axialwirkenden Gleitringdichtung läuft, der sich mit der Welle drehende Gleitring 11 gegen den im Gehäuse elastisch gelagerten, ruhenden Dichtring 12 an.
Der unten im Deckel 8 angeordnete Rücklaufanschluß ist durch das Tauchstück 13 mit dem Ablaufrohr 2 verbunden, damit bei Schieflagen nur wenig Druckluft in das Ablaufrohr strömen kann.
Der für die Hydropumpen erforderliche Vordruck wird durch Druckluft in dem geschlossenen Gehäuse der Gegendruck-Freistrahlturbine gehalten.
Die Regelung der Turbinendrehzahl erfolgt bei konstanten Strahldüsen 7 durch Regelung der Einspritzmenge mit dem Fahrpedal bei autom. Regelung des Puffer-Ladedruckes in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit der Freikolbenmaschine M.
Bei Schiffsantrieben wird die hohe Drehzahl des Laufrades mit Untersetzung im Wendegetriebe auf die Schiffsschraube übertragen. Außerdem ist die Gegendruck-Freistrahlturbine für den direkten Antrieb eines Stromerzeugers mit der Drehzahl 3000 min-1 für Leistungen bis 15 000 kW geeignet.
Die Regelung der Turbinendrehzahl erfolgt hier bei konstantem Pufferladedruck durch Regelung der Einspritzmenge des Zweitaktmotors mit einem Drehzahlregler.
Durch den Schlupf des Laufrades ist beim Anfahren eines Kraftfahrzeuges bei zunehmender Einspritzmenge für eine weiche Beschleunigung eine Gangschaltung nicht erforderlich.
Das Bremsen erfolgt außerdem ohne Blockieren der Räder, da bei fallender Drehzahl eines Antriebsrades auch die Drehzahl und die Bremswirkung der Freistrahlturbine fällt.
Außerdem ist bei dem Turbinenbetrieb und dem vollständigen Massenausgleich des Zweitaktmotors mit gegenläufigen Freikolben der gesamte Antrieb erschütterungsfrei.
Die Gegendruck-Freistrahlturbine hat konstante Strahldüsen, eine einfache Abdichtung der Welle gegen Druckluft, eine einfache und robuste Bauart, wenig Teile und ein niedriges Gewicht.
Da das Laufrad aus Druckguß hergestellt werden kann, ist auch die Herstellung billig.
Bei einem Förderdruck von 230 bar und einer Umfangsgeschwindigkeit von 100 m/s wird mit einem Laufrad von 106 mm ⌀ bei 18 000 U/min und einer Düsenfläche von 0,8 cm² eine Leistung von 300 kW übertragen; mit einem Laufrad von 636 mm ⌀ werden bei 3000 U/min und 20 cm² Düsenfläche eine Leistung von 7500 kW und bei 40 cm² Düsenfläche eine Leistung von 15 000 kW übertragen.

Claims (1)

  1. Gegendruck-Freistrahlturbine für den Fahrzeugantrieb durch einen Zweitaktmotor mit gegenläufigen Freikolben und eine Hydropumpe, die beim Antrieb und beim Bremsen bei allen Schieflagen bis 45° wirkungsvoll arbeitet, dadurch gekennzeichnet,
    • - daß die auf dem Ausgleichgetriebe (A) eines Kraftfahrzeugs angeordnete Gegendruck-Freistrahlturbine (T) an der Deckelseite ein tieferhängendes Ablaufrohr (2) mit einem Tauchrohr (3) hat, das eine Trennung von Wasser und Druckluft vor den beiden Vordruckleitungen (4) bei allen Schieflagen bis 45° gewährleistet,
    • - daß die in der Gegendruck-Freistrahlturbine erzeugte Wärme in den beiden Wasserkühlern (5) der Vordruckleitungen (4) abgeführt wird,
    • - daß bei Kraftfahrzeugen durch ein Wechselgetriebe mit einem vorgeschalteten Wendegetriebe (W) das von dem Fahrzeug angetriebene Laufrad (10) beim Bremsen in jedem Gang gegen einen regelbaren Wasserstrahl gedreht wird,
    • - daß bei Schiffsantrieben die Gegendruck-Freistrahlturbine durch ein Wendegetriebe bei starker Untersetzung mit der Schiffsschraube verbunden ist.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4209845A1 (de) * 1991-04-12 1993-10-07 Albert Wagner Gegendruck-Freistrahlturbine für den Fahrzeugantrieb
DE4316055C1 (de) * 1993-05-13 1994-12-15 Martin Inhoffen Freikolbenmotor zur Fluidstromerzeugung
DE10239644A1 (de) * 2002-08-29 2004-03-18 Franz, Jürgen Motor, insbesontere zum Antreiben von Fahrzeugen

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3546373A1 (de) * 1985-12-31 1987-07-02 Albert Wagner Hydrodynamischer antrieb durch einen zweitakt-dieselmotor mit gegenlaeufigen freikolben und hydropumpe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3546373A1 (de) * 1985-12-31 1987-07-02 Albert Wagner Hydrodynamischer antrieb durch einen zweitakt-dieselmotor mit gegenlaeufigen freikolben und hydropumpe

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4209845A1 (de) * 1991-04-12 1993-10-07 Albert Wagner Gegendruck-Freistrahlturbine für den Fahrzeugantrieb
DE4316055C1 (de) * 1993-05-13 1994-12-15 Martin Inhoffen Freikolbenmotor zur Fluidstromerzeugung
DE10239644A1 (de) * 2002-08-29 2004-03-18 Franz, Jürgen Motor, insbesontere zum Antreiben von Fahrzeugen
DE10239644B4 (de) * 2002-08-29 2006-01-19 Franz, Jürgen Motor, insbesondere zum Antreiben von Fahrzeugen

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