EinleitungAufbauArbeitsweiseVorteileWeitere Variantendurch verbesserten Liefergrad und Drehzahlerhöhung !
Der 5-Taktmotor ermöglicht bei der Gemischvorbereitung und dem Verbrennungsvorgang ausreichend Zeit und erzielt dadurch eine bessere Energieausbeutung und eine Reduzierung des Schadstoffausstoßes.
Die Optimierung des Ablaufes erfolgt durch eine optimale Auswahl der Stellung sowie des Zeitpunktes für die Kraftstoffeinspritzung und die Zündung,
durch die Verwendung von beliebigen, gegebenenfalls langsam brennenden Kraftstoffen und Kraftstoffgemischen (z.B. Naphtha mit Wasser),
durch die Verbrennung von Verbrennungsmoderatoren oder Katalysatoren (z.B. Wasser, Nickeleinsatz für Gemisch von Naphtha mit Wasser, Keramikeinsätze für flammenlose Verbrennung, usw.), durch Optimierung des Verdichtungsgrades, oder durch eine zusätzliche Wassereinspritzung, um die Abgastemperaturen ohne erheblichen Druckverlust senken zu können. Im Kompressorzylinder dienen alle Ventile nur der Luftansaugung (kalter Zylinder),
im Arbeitszylinder sind alle Ventile nur für den Auspuff zuständig (warmer Zylinder).
(Zur Vereinfachung sind gleichlaufende Kolben dargestellt)
Animation
(GIF 113K)
PDF-Dokument
Patentschrift
"5-Takt-Kompressormotor"
(ps_kom.pdf 2.5 MB)
PDF-Dokument
US-Patentschrift
"5-Takt-Kompressormotor"
(uspatkom.pdf 5.3 MB)
- Der Kompressormotor basiert in seiner Verbrennungscharakteristik auf dem "5-Takt-Verfahren"(rotierende Verbrennungswelle).
- Die Vorgänge Ansaugen, Verdichten, Expansion und Auspuff, die bei bisherigen Motoren in einem Zylinder nacheinander ablaufen, werden auf ein Zylinderpaar aufgeteilt.
- Ein Zylinder des Paares übernimmt ausschließlich die Aufgabe des Ansaugens und Verdichtens (Kompressorzylinder), während der andere Zylinder ausschließlich die Schritte Arbeit und Auspuff durchführt (Arbeitszylinder).
- Die Verbindung beider Zylinder wird durch Verbrennungskammern hergestellt, die sich in einer rotierenden Verbrennungswelle befinden und je nach Drehwinkel der Welle kompressorzylinder- oder arbeitszylinderseitig geöffnet sind.
(beschrieben am Beispiel der Verbrennungskammer K1)
- Über die Ansaugventile wird Luft in den Kompressorzylinder (KZ) angesaugt und in die zu diesem Zeitpunkt zum Zylinderraum hin geöffnete Verbrennungskammer K1 verdichtet.
- Während der weiteren Drehung der Verbrennungskammer wird ihre Anschlußöffnung zum Zylinderraum des Kompressionszylinders (KZ) geschlossen.
- Nun erfolgen in der Verbrennungskammer während des Verlaufs von ½ Umdrehung der Verbrennungswelle (bzw. einer Kurbelwellenumdrehung) die Vorgänge Einspritzen, Gemischbildung, Zündung und Verbrennung ("5. Takt").
- Nach erfolgter Verbrennung gelangen die Verbrennungsgase durch die jetzt geöffnete Anschlußöffnung in den Zylinderraum des Arbeitszylinders (AZ) und führen zum Arbeitstakt des Kolbens.
- Nach dem Arbeitstakt erfolgt durch die geöffneten Auspuffventile der Auspuffvorgang.
- Dieser Arbeitsablauf findet zyklisch unter wechselseitiger Verwendung der Verbrennungskammern K1 und K2 statt.
- Statt Ansaug- und Auspuffventilen besitzt ein Zylinder entweder nur Ansaug- oder nur Auspuffventile. Dadurch werden eine Verdoppelung des Zeitquerschnittes der Ventile sowie wesentlich geringere Strömungswiderstände erreicht, was den Liefergrad drastisch steigert (besonders wichtig bei hohen Drehzahlen !).
- Im Gegensatz zu bisherigen Motoren gibt es keine verbleibenden Abgasreste im Kompressorzylinder. Daraus resultiert eine weitere bedeutende Steigerung des Liefergrades.
- Die nach dem Befüllen der Verbrennungskammer im Verdichtungsraum des Kompressorzylinders verbleibende komprimierte Luft entspannt sich beim folgenden Ansaugtakt unter Leistungsabgabe an den Kolben. Somit werden Leistungsverluste vermindert.
- Der nach dem Schließen der Auspuffventile im Verdichtungsraum des Arbeitszylinders
verbleibende und unter Druck stehende Abgasrest entspannt sich im folgenden Arbeitstakt
unter zusätzlicher Leistungsabgabe an den Kolben.
Dies führt ebenfalls zu eine Verminderung der Leistungsverluste. - Es findet keine Druckerhöhung durch Verbrennung vor dem oberen Totpunkt statt, d.h.,
keine "Arbeit in Gegenrichtung". - Durch die Anwendung des "5-Takt-Verfahrens" erfolgen eine bessere Gemischvorbereitung und Verbrennung. Sie stellen nunmehr keine Ursache mehr für eine Drehzahlbegrenzung dar.
5-Takt-Kompressormotor ohne Ventile5-Takt-Kompressormotor "warme und kalte Welle"Prinzipskizzen als PDF-Dateien- Verzicht auf Ventile
- Ein- und Auslaß erfolgt über einen Ansaugdrehschieber, der mit einem Ansaugkanal und einem Abgaskanal versehen ist
- Förderung von Frischgas bzw. Abgas in axialer Richtung des Ansaugdrehschiebers
Animation
(GIF 227K)
- Verzicht auf Ventile
- Einlaß über Ansaugdrehschieber, der in seinem Inneren einen Ansaugkanal aufweist
- Auslaß über einen Abgaskanal im Inneren der Verbrennungswelle
Animation
(GIF 143K)
