5-Takt-Turbomotor

Einleitung

Aufbau

Arbeitsweise

Vorteile

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 Optimierung des Verdichtungsgrades, oder durch eine zusätzliche Wassereinspritzung, um die Abgastemperaturen ohne erheblichen Druckverlust senken zu können.

Schematische Darstellung:

Einleitung:

Der Turbomotor ist eine von uns entworfene neuartige Brennkraftmaschine, die unter Anwendung des "5-Takt-Verfahrens" Elemente der Motoren- und Turbinentechnik miteinander verbindet.
Ihr Aufbau und ihre Verbrennungscharakteristik ermöglichen im Vergleich zu Kolbenmaschinen einen höheren Wirkungsgrad.

PDF-Dokument
Offenlegungsschrift "5-Takt-Turbomotor"
(ol_tumo.pdf 420 KB)

HP-GL/2 Plotfile (*.pra) "5-Takt-Turbomotor"
(01schnec.zip 870 KB)

Aufbau des Turbomotors:

Hauptbestandteil des Motors sind zwei achsparallele als Hohlwelle ausgebildete Schraubenspindeln, die kammförmig ineinandergreifen und in entgegengesetzten Richtungen aber mit gleicher Drehgeschwindigkeit rotieren.
Jeweils ein Gewindeabschnitt bildet zusammen mit einem die Schraubenspindel mantelseitig dicht umschließenden Stator eine weitgehend abgeschlossene Förderkammer.

Diese Förderkammer wird durch Drehung der Schraubenspindel von einem sich am Wellenanfang befindlichen Schraubenkompressor in Richtung einer sich am Wellenende
befindlichen Arbeitsmaschine axial verschoben.
Schraubenkompressor und Arbeitsmaschine sind jeweils drehfest mit den Schraubenspindeln verbunden.
Die Arbeitsmaschine arbeitet nach einem dem Schraubenkompressor umgekehrten Prinzip.
Der Turbomotor ist mit einer sich über seine gesamte axiale Länge erstreckenden Mantelkühlung ausgestattet. Zusätzlich erfolgt eine Kühlung über die Hohlräume der Schraubenspindeln.

Arbeitsweise des Turbomotors:
(Erklärung anhand einer ausgewählten Luftkammer)

An der Kompressorseite des Turbomotors wird Frischluft angesaugt und mit Hilfe eines Schraubenkompressors komprimiert in die Förderkammer eingebracht.
Durch die Rotation der Schraubenspindeln bewegt sich die Förderkammer mit der eingeschlossenen komprimierten Luft axial in Richtung Motorseite.
Auf ihrem Verschiebeweg wird die komprimierte Luft an der Einspritzvorrichtung mit Kraftstoff versetzt.
Daraufhin erfolgt bis zum Erreichen der Zündeinrichtung die Verdampfung des Kraftstoffes und seine Vermischung mit Luft (5. Takt).
Nach dem passieren der Zündeinrichtung expandiert das brennende bzw. schon verbrannte Kraftstoff-Luftgemisch in den die Arbeitsmaschine bildenden Dekompressor. Die dabei vom Motor abgegebene mechanische Arbeit bewirkt das Drehmoment an den Schraubenspindeln. Gleichzeitig führt die Rotation des Dekompressors zum Ausschub der Abgase.

Vorteile des Turbomotors:

Bereitstellung von ausreichend Zeit für die Gemischvorbereitung und Verbrennung - analog dem "5-Takt-Verfahren"
Hoher Wirkungsgrad
Erzielung einer besseren Energieausbeute aus dem Kraftstoff
Reduzierung des Schadstoffausstoßes
Einfacher Aufbau (keine Kurbelwelle, Pleuel, Ventile usw.)
Geringe Baugröße

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