CH248927A - Verbrennungsmotor mit Vorkühlung. - Google Patents

Description

  Verbrennungsmotor mit     Vorkühlung.       Die Leistung der Verbrennungsmotoren  nimmt     bekanntlich    mit steigender     Aufladung     zu. Die stärkere     Aufladung    bedingt eine  höhere mechanische und thermische Bean  spruchung einzelner     Motorenteile.    Durch Ver  stärkung dieser Teile und durch Verbesse  rung der Schmierung kann man der höheren  mechanischen Beanspruchung begegnen. Die  zu hohe thermische Beanspruchung könnte  zunächst durch eine     intensivere    Kühlung des  Motors herabgesetzt werden. Dieser starken  Kühlung     stehen    aber oft konstruktive Schwie  rigkeiten im Wege und sie wirkt sich auch  ungünstig auf den Brennstoffverbrauch aus.  



  Ein anderer Weg zur Herabsetzung der  thermischen Beanspruchung bietet sich in der  Kühlung der Ansaugluft bei Dieselmotoren       bezw.    des Brennstoffes bei Gasmotoren oder  des     Ansauggemisches    bei Benzinmotoren  zwischen     Aufladegebläse    und Motor. Dieses  Verfahren     bringt    drei Vorteile auf einen  Schlag. Es wird  1. die thermische Beanspruchung der zu  heissen     Motorenteile    äusserst wirksam herab  gesetzt,  2. die Leistung des Motors erhöht, weil  infolge niedrigerer     Ansaugtemperatur    höher  komprimiert werden kann und demzufolge,  3. der Wirkungsgrad erhöht.  



  Es sind Bestrebungen bekannt, die auf  eine Kühlung der Ansaugluft mit Hilfe eines  Wasserkühlers hinzielen. Die Erfindung be  trifft einen Verbrennungsmotor, bei welchem    zur Kühlung eine Kältemaschine     voige-          sehen    ist.  



  Besonders bei     Traktionsmotoren,    aber  auch bei andern Motoren (z. B. Motoren in  den Tropen) steht kein genügend kaltes Kühl  wasser zur Verfügung. In diesen Fällen kann  z. B. die Ansaugluft mit Hilfe eines Wasser  kühlers nicht intensiv gekühlt     werden.    Mit  einer Kältemaschine dagegen ist es möglich,  die Lufttemperatur fast beliebig     tief    herunter  zudrücken.  



  Verschiedene Ausführungsbeispiele des  Erfindungsgegenstandes sind in der Zeich  nung dargestellt. Es zeigt:       Fig.    1 einen Verbrennungsmotor mit einer       KompressionskUtemaschine,    deren Verdich  ter fremd oder von der     Kurbelwelle    oder von  der     Aufladegruppe    angetrieben wird,       Fig.    2 einen solchen mit einer     Absorp-          tionskältemaschine,    die durch die Abgase ge  heizt und deren Umlaufpumpe fremd oder  vom Motor selbst angetrieben wird,       Fig.        ä    einen solchen mit einer Dampf  strahlkältemaschine,

   die ebenfalls durch die  Abgase geheizt und deren Umlaufpumpe  fremd oder vom Motor selbst     angetrieben     wird.  



  In     Fig.    1 bezeichnet 1 einen mit minde  stens 0,5 atü aufgeladenen Sechszylinder  motor 1 im     Grundriss.    8 ist das Auflade  gebläse, 2 das Ansaugrohr, 9 das Auspuff  rohr. In das Ansaugrohr 2 ist der Verdamp  fer 7 einer üblichen     Kompressionskälte-          maschine    -eingebaut. In diesem Verdampfer      7 verdampft der     Kälteträger,    vorzugsweise  Ammoniak. Die zu dieser Verdampfung       nötige        Verdampfungswärme    wird der An  saugluft des Motors 1 entzogen und dadurch       diese    abgekühlt.

   Die     Ammoniakdämpfe    wer  den im Kompressor 5 -     wie    es bei     Kompres-          sions:kältemaschinen        üblich.    ist - kompri  miert und     im    Kondensator 4 kondensiert. Die  ser Kondensator 4 kann     vorteilhafterweise     durch das Kühlwasser des Motors 1 gekühlt  werden. Der Kälteträger fliesst vom Konden  sator 4     durch    das     Reduzierventil    3 in den  Verdampfer 7 zurück     und    fängt hier seinen       kontinuierlichen        geschlossenen    Kreislauf wie  der an.  



  Der Kompressor 5 kann durch den Elek  tromotor 6 angetrieben werden, aber auch  von der     Kurbelwelle    des Motors 1 oder von  der Abgasturbine 8 aus.  



  In     Fig.    2     ist    der auf     mindestens    0,5 atü  aufgeladene Motor 21 in Verbindung mit  einer üblichen     Absorptionskältemaschine.    24       ist        das        Aufladegebläse,    22 das Ansaugrohr,  31     das    Auspuffrohr des Motors. In das     Ein-          Saugrohr    22 ist der Verdampfer 23 einge  baut.     In.    diesem Verdampfer 23 verdampft  der Kälteträger, z. B. Ammoniak.

   Die zu  dieser Verdampfung nötige     Verdampfungs-          wärme        wird    der Ansaugluft des Motors 21       entzogen.    Die     Ammoniakdämpfe    werden im  Absorber 27 von Wasser absorbiert. Die  Zahnradpumpe 26, vom Motor 21 oder fremd  angetrieben, drückt das     Ammoniakwasser    in  den Kocher 25, der durch die Abgase des  Motors 21 geheizt     ist.    Hier trennen sich       Wasser    und Ammoniak. Das Wasser fliesst  durch das     Reduzierventil    28 in den Absorber  27 zurück, das Ammoniak kondensiert im  Kondensator 29. Kondensator 29 und Ab  sorber 27 sind- durch das Motorkühlwasser  gekühlt.

   Das     kondensierte    Ammoniak fliesst  durch das     Reduzierventil    30 in den Verdamp  fer 23 zurück.  



  Analog kann auch das     Absorptions-          System    zur     Kühlung    angewendet werden, bei  dem die     Absorptionskältemaschine    keine       Zahnradpumpe    oder     sonstige        bewegte    Teile  hat und bei dem die untere Druckstufe (Ver-         dampfer    und Absorber) zum     Druckausgleich          mit    einem neutralen Gas gefüllt     ist.    Der Ver  dampfer     wird    - gleich wie     in.        Fig.    2 - in  das     Einsaugrohr,

      der Kocher ins. Auspuff  rohr des Motors eingebaut. Das Motorkühl  wasser kühlt auch hier Absorber und Kon  densator.  



  In     Fig.    3 kühlt eine     Dampfstrahlkälte-          maschine    die     Einsaugluft    des Motors 41.  47 ist das     Aufladegebläse,    42 das Ansaug  rohr, 50 das Auspuffrohr. In das Einsaug  rohr 42 des Motors 41 ist der Verdampfer 46  der     Dampfstrahlkältemaschineeingebaut.    Hier  verdampft der Kälteträger und entzieht da  durch der Ansaugluft Wärme. Bei diesem       System    ist der Kälteträger z. B. ein Fluor  kohlenwasserstoff oder Äther. Das Strahl  gebläse 45 saugt die     Kälteträgerdämpfe    ab  und     komprimiert    sie auf den Druck des Kon  densators 44, der durch Kühlwasser gekühlt  wird.

   Hier wird der Kälteträger     wieder    flüs  sig. Ein Teil davon     strömt    durch das     Redu-          zierventil    43 in den Verdampfer 46 zurück,  der andere Teil wird mit der Zahnradpumpe  49 auf den höheren Druck des     Treibdampf-          erzeugers    48 hinaufgepumpt. Die Zahnrad  pumpe 49 braucht nur wenig     Leistung    und  kann fremd oder vom Motor 41     angetrieben     werden. Die Abgase des Motors. 41 heizen  den Dampferzeuger 48 und erzeugen hier den  zum     Betrieb    des Strahlgebläses     benötigten     Treibdampf.

   Die Druckenergie des     Treib-          dampfes    verwandelt sich in der     Düse    des  Strahlgebläses 45 in Geschwindigkeitsener  gie, mit deren Hilfe die aus dem Verdampfer  46 angesaugten     Niederdruckdämpfe    mitge  rissen werden.  



  Bei allen .beschriebenen Ausführungsbei  spielen wird die     Ansaugluft    des Motors auf  eine Temperatur     heruntergekühlt,    die     tiefer     liegt als die     Temperatur    des für die     Küh-          Jung    des Motors zur Verfügung stehenden  Kühlmittels.  



  Mit Hilfe der     Vorkühlung    durch     eine          Kältemasehine    kann erreicht werden,     dass     sämtliche     Temperaturen    in einem hochaufge  ladenen Motor gleich oder sogar niedriger  sind als in     einem    Motor ohne     Aufladung.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verbrennungsmotor mit Vorkühlung, bei dem mindestens ein Teil der in den Zylinder gelangenden, zur Verbrennung dienenden Ge mischteile vor dem Eintritt in den Zylinder gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor mit mindestens 0,5 atü aufgeladen ist und dass für die Kühlung des vor dem Eintritt in den Motorzylinder zu kühlenden Gemischteils eine Kältemaschine vorgesehen ist, durch die dieser Gemischteil auf eine Temperatur heruntergekühlt wird,

   die tiefer liegt als die Temperatur des für die Kühlung des Motors zur Verfügung stehenden Kühl mittels. UNTERANSPRÜCHE 1. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, der als Dieselmotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugluft vorgekühlt wird. 2. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, der als Gasmotor ausgebildet ist, da durch gekennzeichnet, dass die Ausaugluft und das als Treibstoff dienende Gas vorge kühlt werden.

   3. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, der als Benzinmotor ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das angesaugte Benzin-Luft-Gemisch vorgekühlt wird. 4. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage eine Kompressionskältemaschine ist, deren Verdichter fremd angetrieben wird. 5. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage eine Kompressionskältemaschine ist, deren Verdichter von der Kurbelwelle des Motors aus angetrieben wird. 6.

   Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage eine Kompressionskältemaschine ist, deren Verdichter von der Aufladegruppe her angetrieben wird. 7. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage eine Absorbtionskältemaschine ist, der die Abgase des Motors als Wärme quelle dienen. B.

   Verbrennungsmotor nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kälteanlage eine Dampfstrahlkältemaschine ist, der die Abgase des Motors als Wärme quelle dienen. 9. Verbrennungsmotor nach Patentan spruch, sowie Unteranspruch 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die ganze Absorbtions- käItemaschine zu einem völlig geschlossenen Apparat ohne irgendwelche bewegte Teile vereinfacht ist.