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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausnutzung der Abwärme der Verbrennungsgase eines Verbrennungsmotors.
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Abwärme hat eine hohe Temperatur und mittelgroße Maschinenkraftwerke, Schiffsdiesel und Hybridfahrzeuge bilden die hauptsächlichen Gegenstände. Die Verbrennungsgase werden vom Verbrennungsmotor in die erste Turbine eingeleitet, der eine zweite Turbine nachgeschaltet ist, in der sich die Verbrennungsgase bei einem Druck weiter ausdehnen, der zumindest zum Teil niedriger als der atmosphärische Druck ist - normalerweise auf einen Druck zwischen 0,2 und 0,45 bar (auch niedrigere Drücke sind möglich), d. h. niedriger als der Eingangsdruck des Verbrennungsmotorzylinders. Die zweite Turbine ist eigentlich eine Kombination aus einer Turbine und einem Kompressor. Der Kompressorteil erhöht den Druck der Verbrennungsgase wieder auf den atmosphärischen Druck. Die Druckerhöhung geschieht in einem Schritt oder zwei Schritten, wobei zwischen den Schritten ein Zwischenkühler aus einem später erläuterten Grund angeordnet ist. Davor werden die Verbrennungsgase durch einen Vorkühler-Wärmetauscher auf beinahe die Temperatur des Kühlmediums - normalerweise Luft oder Wasser - abgekühlt. In dem Fall wird der in der Verbrennung entstandene Wasserdampf aus dem Prozess vor dem ersten Verbrennungsgaskompressor entfernt. Dieser Kompressor ist mit der zweiten Turbine und der zweite Verbrennungsgaskompressor mit der ersten Turbine durch eine Achsmontage verbunden. Alternativ kann die Achsmontage theoretisch auch umgekehrt werden. Der Nettowirkungsgrad beider Achsen ist positiv und aus dem Grund sind die Achsen mit Generatoren verbunden. Dadurch ist auch eine einteilige Verbrennungsgaskompressorkonstruktion möglich. Darüber hinaus wird, falls gewünscht, Wasserdampf dem Auspuffkrümmer des Verbrennungsmotors zugeführt.
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Die bei den konkurrenzfähigsten Anwendungen erzeugte Leistung wird von einem Generator genutzt, und zwar in Hybridfahrzeugen, mittelgroßen Motorkraftwerken oder im Schiffsverkehr (elektrisch angetriebener Propeller). Bei den Hybridfahrzeugen kann die vom Verbrennungsmotor erzeugte Leistung in der traditionellen Weise genutzt oder mit einem entsprechenden Generator des Fahrzeuges gewonnen und die insgesamt produzierte Elektrizität in einem Elektromotor genutzt werden. Bei den Verbrennungsmotoren des Standes der Technik wird die Restenergie der Verbrennungsgase in kleinem Umfang genutzt. Auf Englisch heißt dies: Electric Turbo Compounding, ETC, und entsprechende Systeme werden bereits in großen Stückzahlen gefertigt. In diesem Fall wird nur der durch die Verbrennung erzeugte Überdruck genutzt. Thermodynamisch betrachtet, ergibt sich dieser Überdruck aus einer Verbrennung in einem konstanten Volumen. Weil die Verbrennung in einem Dieselmotor langsamer und dadurch eher einen konstanten Druck aufweist, ist der Druck der Verbrennungsgase am Ausgang der Verbrennungsventile zumindest theoretisch niedriger. Ein anderer zu einem Überdruck führender Umstand ist die Erhöhung des Drucks der in den Motor eingeleiteten Luft mit dem sogenannten Turbokompressor, d.h. ein höherer Überdruck wird erreicht, wenn die Motoren gemäß des Standes der Technik einen Turbokompressor aufweisen.
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Eine solche Anordnung ist zum Beispiel in den Dieselmotoren vorhanden, in denen häufig ein Abgaskreislauf (EGR; Exhaust Gas Recirculation) angewendet wird. Bei einem hockentwickelten EGR-System entsteht im Zylinder des Verbrennungsmotors während des Ansaugschritts ein kleiner Unterdruck, der sogenannte Eingangsdruck oder Ansaugdruck, in den ein Anteil der Verbrennungsgase zurückgeführt wird. D. h. der Eingangsdruck definiert den im System vorkommenden niedrigsten Druck. Laut in der Literatur angegebenen Werten beträgt der höchste Eingangsdruck 0,847 bar Überdruck oder 0,54 bar Unterdruck. Mittels einer Verwendung einer zusätzlichen Sicherheit von 40 % beträgt die EGR-Unterdruck 0,458 bar. Im erfindungsgemäßen ETC (Electric Turbo Compounding)-System hängt die Expansion der Verbrennungsgase nicht von den Eingangsdrücken des Zylinders des Verbrennungsmotors ab, d. h. niedriger als 0,45 bar, z.B. auf einen Druck im Bereich von 0,2 bis 0,45 bar, wobei der untere Grenzwert einen Druck bedeutet, der mit Sicherheit niedriger als der Eingangsdruck des Verbrennungsmotorzylinders ist. Beim EGR ist das Hauptziel nicht die Verbesserung der Effizienz, sondern die später zu erläuternde Reduzierung von NOx-Verbindungen. Mit der vorliegenden Erfindung kann also die Effizienz im Vergleich zu den bereits existierenden Lösungen verbessert werden, und zwar durch die Expansion der Abgase in der Turbine auf einen Druck, der niedriger als der Eingangsdruck des Verbrennungsmotorzylinders ist. Diese Tatsache, dass die Expansion nicht vom Eingangsdruck des Verbrennungsmotorzylinders abhängt, ist ein wesentlicher Unterschied zu bereits bekannten Lösungen. D. h. die Verbrennungsgase dehnen sich in der Turbine unabhängig vom Eingangsdruck des Verbrennungsmotorzylinders aus.
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Gemäß eines erfindungsgemäßen ETC Systems wird im Wärmetauscher nur bei der Verbrennung entstandener Wasserdampf entnommen aus dem Zirkulationsprozess. Kein Stickstoff wird entfernt vor dem Verbrennungsgaskompressor 6, weil keine Stickstoffzirkulation zurück zum Motor notwendig ist. Im Unterschied zu bekannten EGR Systemen, die die Abwärme von Abgasen verwenden, kann die Effizienz erhöht werden, da ein Teil des Stickstoffes nicht zu verdichten ist mit einem Abgaskompressor, wodurch eine bessere Treibstoff-Ökonomie entsteht.
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Dadurch dass sich die Verbrennungsgase im erfindungsgemäßen System z.B. auf einen Druck von 0,2 bar ausdehnen, ist die Verwendung einer zweiteiligen Turbine vorteilhaft, was ein anderer wesentlicher/erfinderischer Unterschied zu bereits existierenden Erfindungen ist. So dehnen sich erfindungsgemäß, z.B. in der Technik, in der die tabellenbasierte Zeitsteuerung der Ventile (Atkinson [1]) angewendet wird, die Verbrennungsgase im Motor auf einen Druck aus, der niedriger ist als normalerweise, und der größte Teil der ETC-Expansion der Abgase findet bei einem Druck niedriger als 1 atm statt.
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Die Grundlage des EGR ist also der Aspekt, dass ein Anteil der Verbrennungsgase abgezweigt und dem Eingangsdruck des Zylinders zugeführt wird. Ein Beispiel einer EGR-Veröffentlichung ist die von Nissan [2]: „Study of EGR System for Downsizing Turbocharged Gasoline Engine to Improve Fuel Economy“ in der Ausstellung SAE World Congress & Exhibition im 2014. Nach dieser Studie wird im Niedrigdruck-EGR eine Ersparnis von 5 % in Kraftstoffhaushalt erreicht, während mit der vorliegenden Erfindung eine Ersparnis von 25 bis 30 %, oder sogar höher, erreicht wird. Mit anderen Worten, bedeutet EGR die Rückführung der Verbrennungsgase und ist also ein Verfahren zu deren Nutzung. Solche Verfahren sind nach der Literatur „Technologies and approaches to reducing the fuel consumption of medium- and heavy-duty vehicles“ [3] aus den 2010er Jahren beinhalten u.a. „mechanical turbocompounding, electric turbocompounding (ETC), variable valve actuation (VVA) and advanced EGR cooling“ (Seiten von 52 bis 53). Diese sind jeweils eigenständige Erfindungen so wie z.B. der Verbrennungsmotor, die Gasturbine, der Rankine-Prozess, die Brennkammer, der Stirling-Motor und dergleichen alle jeweils Kraftquellen sind, aber jede(r) für sich eine eigenständige Erfindung bildet. Das Ziel des EGR ist, die NOx-Ausstöße zu reduzieren, indem die Verbrennungstemperatur durch die Rückführung eines Teils der Verbrennungsgase in den Motor herabgesetzt wird. Dagegen werden beim erfindungsgemäßen ETC-System zumindest die jetzigen Temperaturen als Minimalziel angestrebt. Die Auswirkung des EGR auf die Effizienz liegt im Durchschnitt bei ± 3 %, wobei auch größere Unterschiede beobachtet worden sind.
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Wie die bis verdeutlichen, wird keine Abzweigung vom erfindungsgemäßen Kreislauf der Verbrennungsgase beim Mindestdruck des Turbinenkreislauf oder anschließend von dem Verbrennungsgaskompressor (1 atm) zu dem Eingangsdruck des Verbrennungsmotorzylinders durchgeführt, weil das erfindungsgemäße Verfahren die effiziente Ausnutzung der Restenergie der Verbrennungsgase erlaubt, und zwar durch die Expansion der Verbrennungsgase z.B. auf einen erwähnten Druck von 0,2 bar, wobei ein derartiger Druck ohne Zweifel, auf Grund der vorhergehenden Beschreibung und wie in Anspruch 1 beansprucht, niedriger als der Eingangsdruck des Zylinders ist. Dieser Wert ist nur ein beispielhafter Wert und ein optimaler Expansionsbereich wird in dieser Anmeldung später beschrieben. Die Rezirkulation der Verbrennungsgase ist deshalb nicht typisch oder notwendig für die vorliegende Erfindung. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zu EGR-Systemen, die es nicht geben würde ohne Rezirkulation der Verbrennungsgase.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Druckverhältnis der Turbine stark vergrößert werden, auch durch Integration im Motor derart, dass die Verbrennungsgase den Verbrennungsmotor bei einer Temperatur von ca. 600 bis 800 °C verlassen. Dies bedeutet also eine höhere Höchsttemperatur der Verbrennung im Zylinder oder eine schrittweise Verbrennung im Zylinder. Bei den parallelen Hybriden würde die stärkere Verwendung des Generators die Gesamtleistung während des Schrittes des niedrigen Leistungsbedarfs relativ konstant halten und bei den seriellen Hybriden kann die gleichbleibende Gesamtleistung noch einfacher realisiert werden.
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Eine neue Idee der Erfindung ist, dass mit dem umgekehrten Prozess von Brayton [4], der zwar in Kühlmaschinen angewendet wird, eine Kraftstoffersparnis von 30 % oder eine um 30 % bessere Effizienz in Hybridfahrzeugen erreicht werden kann. „Comparison and Impack of Waste Heat Recovery Technologies on Passanger Car Fuel Consumption in a Normalized Driving Cycle“ [5] ist eine einschlägige Veröffentlichung aus dem Jahr 2014, siehe www.mdpi.com/journal/energies. Auch „Electric Turbo Compounding“ wird darin erwähnt, aber ohne jegliche Angaben zur 30-prozentigen Kraftstoffersparnis, sondern nur eine Ersparnis von maximal 10 % wird erwähnt, d.h. ein Wert der auch offenbart wird bei Wikipedia unter dem Stichwort ETC.
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Bei einer Ausführungsform wird das oben dargestellte Problem der im Hinblick auf die Minimaltemperatur der Turbine zu hohen Maximaltemperatur des Verbrennungsgaskompressors durch einen zweistufigen Verbrennungsgaskompressor und durch einen Zwischenkühler zwischen den Stufen gelöst. Daraus ergibt sich eine Leistungsersparnis und eine niedrigere Höchsttemperatur in dem Verbrennungsgaskompressors, so dass die Minimaltemperatur der Turbine herabgesetzt werden kann, falls notwendig, und das Druckverhältnis der Turbine erhöht werden kann. In dem Fall kann sogar ein Minimaldruck im Bereich von 0,1 bis 0,2 bar angewendet werden. Das hohe Druckverhältnis der Turbinen ermöglicht es gemäß der Erfindung den höchsten (Wärme)Verlust effektiv auszunutzen. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird vorgewärmtes Wasser und vorgewärmter Wasserdampf dem Auspuffkrümmer oder der Brennkammer 10 des Verbrennungsmotors zugeführt. Die Höchstmenge des eingeleiteten Wassers beträgt 25 % und die Mindestmenge liegt natürlich bei 0 %. Die Vorwärmung und Verdampfung des Wassers geschieht mit der Abwärme der Verbrennungsgase aus der zweiten Turbine, was also der höchste oben erwähnte Wärmeverlust ist.
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Wegen der Anzahl der oben beschriebenen, gleichzeitig verwendeten Verfahren kann das Gesamtdruckverhältnis der Turbine erhöht werden, so dass der Wasserdampf die Gesamtleistung des Systems signifikant erhöht. Im Falle eines Nachbrenners oder einer Brennkammer vor der ersten Turbine kann die Temperatur der in die erste Turbine eingeleiteten Verbrennungsgase erhöht werden. In diesem Fall ist die Ausnutzung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, d. h. ein frühzeitiges Öffnen der Ventile des Verbrennungsmotors, sehr günstig, woraus sich das höhere Druckverhältnis der Turbine ergibt. In dem Falle kann der Höchstdruck der Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsmotor im Bereich von 3 bis 4 bar liegen. In einem System, in dem die Menge des in den Auspuffkrümmer strömenden Wassers möglichst niedrig ist, d. h. 0, ist die Ausnutzung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, d. h. die umgekehrte Zeitsteuerung der Ventile, vorteilhaft. Daraus ergibt sich ein Expansionsverhältnis, das höher als das Kompressionsverhältnis des Verbrennungsmotors ist, wobei ein niedrigerer Minimaldruck der zweiten Turbine bei gleichbleibender Temperatur der Auspuffventile erreicht wird. In dem Falle kann mit den Werten der Tabelle 1 eine Zusatzleistung von ca. 30 % erhalten werden.
Tabelle 1
| | p(bar) | T(K) | h(N2) kJ/kg | h(O2) kJ/kg | h(CO2) kJ/kg | h(H2O) kJ/kg |
| 21 | 1.0 | 288 | 15.6 | 12.6 | | |
| 22 | 1345 | 980.1 | 769.4 | 711.3 | 756.3 | 3942 |
| 23 | 0.538 | 812.7 | 577.7 | 531.6 | 554.4 | 3569 |
| 24 | 0.224 | 675.3 | 428 | 388.6 | 397.1 | 3277 |
| 25 | 0.221 | 313.0 | | | | |
| 26 | 0.221 | 313.0 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 27 | 0.221 | 313.0 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 28 | 1.0 | 403.4 | 135.9 | 120.3 | 113.6 | |
| 31 | 0.475 | 403.4 | 135.9 | 120.3 | 113.6 | |
| 32 | 0.466 | 313 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
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In Tabelle 1 ist h(x) die Enthalpie für x in Kilojoule pro Kilo.
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Falls kein Wasser dem Auspuffkrümmer zugeführt wird, ergibt sich aus der Vorverdichtung der angesaugten Luft nicht unbedingt ein Vorteil, eher im Gegenteil. Dies gilt also für Anwendungen mit Minimaldrücken in der Größenordnung von 0,2 bis 0,35 bar. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass ohne die Vorverdichtung und Zwischenkühlung der Eingangsluft die Anfangstemperatur der Verbrennung höher als die thermodynamisch günstige Temperatur ist. Die Vorverdichtung der Eingangsluft ist nützlich z.B. in Anwendungen mit einer zusätzlichen Verbrennung vor der ersten Turbine oder einer Zuführung von Wasser zum Auspuffkrümmer. Das Verfahren ist sowohl in Otto- als auch in Dieselmotoren anwendbar.
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In der Praxis, falls die Verbrennungsgase den Verbrennungsmotor bei einem Druck von ca. 2 bar verlassen, dürfte der mit der Erfindung erreichbare Vorteil ohne die Technik der zeitlichen Ventilsteuerung im Vergleich zu den bereits existierenden Lösungen geringer sein als in den konkurrenzfähigsten Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen sind u.a. die Ausnutzung der Verbrennungsgase eines turbovorverdichteten Verbrennungsmotors (Otto oder Diesel), mit einer zusätzlichen Verbrennung und Einspritzung von Wasser, und die Ausnutzung der zeitlichen Steuerung der Ventile. Sein Einsatz in einer anderen Ausführungsform wurde bereits eingehend beschrieben. In einer Ausführungsform ohne Wasserzufuhr in den Auspuffkrümmer, wie z.B. in den derzeitigen Hybridfahrzeugen, die die Erfindung von Atkinson Ende des 20. Jahrhunderts anwenden, ist das Kompressionsvolumen in der Praxis kleiner als das Expansionsvolumen und die Verbrennungsgase dehnen sich im Zylinder auf einen niedrigeren Druck aus bei gleicher Austrittstemperatur und mit Verfahren und einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann ein Verbrennungsgaskompressor mit einem höheren Druckverhältnis und einem niedrigeren Minimaldruck angewendet und mehr Leistung aus dem Generator herausgeholt werden.
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Es ist günstig, die Verbrennung im Verbrennungsmotor derart auszulegen, dass die Temperatur der Verbrennungsgase beim Verlassen des Motors relativ hoch ist. Dies kann z.B. mit einer zusätzlichen geringen Einspritzung des Kraftstoffes am Anfang des Verbrennungsschrittes erreicht werden. Dann liegt die durchschnittliche Wärmeeinfuhrtemperatur während des Verbrennungsprozesses höher als in dem Fall, in dem die Verbrennungsgase den Motor bei einer niedrigeren Temparatur verlassen. Laut der Carnot-Prozess-Theorie bedeutet eine höhere Wärmeeinfuhrtemperatur auch eine höhere Leistung. Die Voraussetzung hierfür ist natürlich die Expansion auf einen Druck von ca. 0,2 bis 0,35 bar in einer anderen Turbine. So kondensiert der in der Verbrennung entstandene Wasserdampf bei einer niedrigeren Temperatur und der Energieverlust ist geringer. Genauso gut ist es möglich, dass keine zusätzliche Einspritzung des Kraftstoffes benötigt wird. Andererseits kann die zusätzliche Einspritzung eventuell auch vor der ersten Turbine oder am Ende des eigentlichen Verbrennungsschrittes im Zylinder durchgeführt werden.
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Der erste Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung der Abwärme der Verbrennungsgase eines Verbrennungsmotors, wobei die Verbrennungsgase ohne Abzweigung in die erste Turbine und anschließend in die zweite Turbine, in den Verdampfer von Speisewasser, in einen vorkühlenden Wärmetauscher mit Wassertrennung und in einen Verbrennungsgaskompressor eingeleitet werden. Die im Zylinder des Verbrennungsmotors und des Verbrennungsmotors (1) des hochentwickelten Electric Turbo Compounding (ETC)- Systems infolge einer Verbrennung von Luft und Kraftstoff entstandenen Verbrennungsgase dehnen sich nach der ersten Turbine in der zweiten Turbine auf einen Druck, der niedriger als 0,45 bar ist, aus. Der Verbrennungsgaskompressor verdichtet die Verbrennungsgase wieder auf den atmosphärischen Druck.
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Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung sind durch ein Merkmal oder mehrere der folgenden Merkmale gekennzeichnet:
- - ein (Speise-)Wasser-Verdampfer, der zwischen der zweiten Turbine und dem vorkühlendem Wärmetauscher angeordnet ist, verdampft Speise-Wasser und führt dieses ein in den Abgaskrümmer des Verbrennungsmotors,
- - Vorwärmung von Erdgas oder vergaster Kohle mit der Abwärme des Verbrennungsgaskompressors oder mit der von der zweiten Turbine abgegebenen Abwärme,
- - Verwendung der Wärme aus einem vorkühlendem Wärmetauscher und/oder aus einem nach dem zweiten Verbrennungsgaskompressor angeordneten Wärmetauscher als Fernwärme, zur Heizung der Innenräume von Kraftwagen, oder dergleichen,
- - Vorverdichtung der in den Verbrennungsmotor strömenden Luft mit einem Kompressor wie z.B. einem mechanischen oder elektrischen Kompressor,
- - Vorverdichtung von in den Verbrennungsmotor strömender Luft mit einem Kompressor wie z.B. einem mechanischen oder elektrischen Kompressor, oder die in den Verbrennungsmotor strömende Luft wird nicht vorverdichtet,
- - Entfernung des bei der Verbrennung entstandenen Wasserdampfs aus dem Prozess vor dem ersten Verbrennungsgaskompressor,
- - Einleitung von Kraftstoff in einem Schritt oder in mehreren Schritten in jeden der Zylinder des Verbrennungsmotors,
- - eine erste Turbine ist verbunden mit einem zweiten Verbrennungsgaskompressor und eine zweiten Turbine ist verbunden mit einem ersten Verbrennungsgaskompressor durch eine Achse, wobei die erste und die zweite Turbine auf der derselben Achse angeordnet sind oder der Verbrennungsgaskompressor wird verbunden mit der ersten Turbine mit einer Achse
- - Verbinden eines ersten Generators mit einer ersten Turbine und/oder eines zweiten Generators mit einer zweiten Turbine, wobei die mit dieser Anordnung erzeugte Elektrizität in einem Hybridfahrzeug, als eine Leistungsquelle für ein Schiff oder in der Elektrizitätsgewinnung verwendet wird,
- - eine zusätzliche Verbrennung vor einer ersten Turbine in den Verbrennungsmotorzylindern oder im Nachbrenner / in der Brennkammer, oder der Verzicht auf die Brennkammer,
- - Verwendung der zwischen einem vorkühlendem Wärmetauscher und einer zweiten Turbine vorhandene Wärme im Umlaufprozess des Wasserdampfs,
- - Einstellung der Temperatur der Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsmotor durch die Zeitsteuerung der Verbrennungsmotorventile,
- - Vorhandensein eines An-/Aus-Zwischenventils im Verbrennungsgaskanal bei einem Druck von 1 atm,
- - der Mengendurchfluss (Massenstrom) des in den Auspuffkrümmer eingeführten Wassers liegt im Bereich von 0 bis 25 % des Mengendurchflusses der Verbrennungsgase,
- - Einsatz eines Akkus zur Energiespeicherung,
- - Einsatz einer Pumpe zur Zuführung von Wasser zum Wasserverdampfer,
- - Der Verbrennungsgaskompressor ist zweiteilig oder ein integrierter einteiliger Kompressoraufbau wird gebildet durch den Verbrennungsgaskompressor und den zweiten Verbrennungsgaskompressor,
- - Die Verbrennungsgase aus dem Verbrennungsmotor werden verdichtet mit dem zweiteiligen Verbrennungsgaskompressor zurück auf den atmosphärischen Druck, und ein Zwischenkühler wird angeordnet zwischen dem Verbrennungsgaskompressor und dem zweiten Verbrennungsgaskompressor.
- - ein Otto- oder Dieselmotor als Verbrennungsmotor.
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Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausnutzung der Abwärme der Verbrennungsgase eines Verbrennungsmotors, wobei die Vorrichtung einen ausgeklügelten ETC-Kreislauf der Verbrennungsgase des Verbrennungsmotors aufweist. Dieser Kreislauf besteht aus:
- - einer ersten Turbine zur Aufnahme von Verbrennungsgasen aus dem Verbrennungsmotor;
- - einer zweiten Turbine zur Aufnahme von Verbrennungsgasen aus der ersten Turbine;
- - einem Verdampfer des Speisewassers zur Aufnahme der Verbrennungsgase aus der zweiten Turbine;
- - einem vorkühlenden Wärmetauscher zur Aufnahme von Verbrennungsgasen aus dem Verdampfer; und
- - einem ersten Verbrennungsgaskompressor zur Aufnahme von Verbrennungsgasen aus dem vorkühlenden Wärmetauscher.
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Die Expansion der Verbrennungsgase, die sich aus der im Zylinder eines Verbrennungsmotors und des Verbrennungsmotors des ausgeklügelten Electric Turbo Compounding (ETC-) -Systems stattfindenden Verbrennung von Luft und Kraftstoff ergibt, auf einen Druck niedriger als 0,45 bar findet nach einer ersten Turbine in einer zweiten Turbine statt, wobei Wasser in den Auspuffkrümmer des Verbrennungsmotors vom (Speise-)Wasser-Verdampfer gespeist wird und die Verbrennungsgase aus dem ersten Verbrennungsgaskompressor geführt werden zum Zwischenkühler und zu einem Verbrennungsgaskompressor, in dem die Verbrennungsgase auf den atmosphärischen Druck wieder verdichtet werden.
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Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind durch die später in dieser Anmeldung offenbarten Ansprüche gekennzeichnet.
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Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beiliegenden Abbildungen näher erläutert, wobei die
- eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der das in den Auspuffkrümmer des Verbrennungsmotors strömende Speisewasser mittels der Abwärme der Verbrennungsgase verdampft wird;
- eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, die keinen Nachbrenner / keine Brennkammer aufweist;
- eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der die Wassermenge zum Auspuffkrümmer bei 0 liegt;
- eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der Leistung aus einer zweiten Turbine erhalten wird und der Verbrennungsgaskompressor einteilig ist;
- eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der ein Verbrennungsgaskompressor, eine erste und eine zweite Turbine auf derselben Achse angeordnet sind;
- eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der nach dem Verbrennungsmotor eine zusätzliche Verbrennung in der Brennkammer stattfindet;
- eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der die Verbrennungsluft komprimiert wird; und
- eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt, in der ein Generator mit einer ersten Turbine verbunden ist.
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In der erfindungsgemäßen Lösung gemäß der
wird die dem Verbrennungsmotor zugeführte Luft mit einem mechanischen oder elektrischen Kompressor oder Turbokompressor vorverdichtet. Im Beispiel der Abbildung ist der Motor ein Dieselmotor und das System weist einen Nachbrenner / eine Brennkammer
10 auf. In allen Abbildungen ist mit dem Bezugszeichen
6 ein einstufiger Verbrennungsgaskompressor und mit dem Bezugszeichen
6b für die erste Kompressorstufe eines eines zweistufigen Kompressors gezeigt. Die Werte der Zustandsgrößen der
sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2
| | p(bar) | T(K) | h(N2) kJ/kg | h(O2) kJ/kg | h(CO2) kJ/kg | h(H2O)kJ/kg |
| 21 | 2.4 | 313 | 41.6 | 35.8 | | |
| 22 | 5.7 | 826.2 | 593 | 546 | 570.3 | 3598 |
| 23 | 1.1 | 809 | 573.9 | 527.7 | 550 | 3561 |
| 24 | 0.22 | 586.3 | 329.1 | 298.3 | 298.9 | 3092 |
| 25 | 0.211 | 313 | | | | 170 |
| 26 | 0.211 | 313 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 27 | 0.211 | 313 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 28 | 1.0 | 405.2 | 137.7 | 122 | 115.3 | |
| 30 | 5.6 | 1100 | 910.3 | 842.9 | 905.4 | 4220 |
| 31 | 0.464 | 405.2 | 137.7 | 122 | 115.3 | |
| 32 | 0.455 | 313 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 33 | 5.8 | 313 | | | | 172 |
| 34 | 5.7 | 561.3 | | | | 3038 |
| 35 | 0216 | 338 | 67.6 | 59 | 52.7 | 2615 |
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Auf Grund von Ölringen des Motors und der Schmierung darf das in die Eingangsluft einzuspritzende Wasser eine Höchstmenge nicht überschreiten. Aus dem Grund wird das Wasser im Aufbau nach der der Brennkammer 10 zugeführt. Dieser Aufbau ist vermutlich am konkurrenzfähigsten in mittelgroßen und großen Verbrennungsmotoren für Schiffe und Kraftwerke, jedoch sind auch andere Anwendungen möglich. Ein Beispiel ist der Erdgasdieselmotor. Im Dieselmotor wird seinerseits die Kompression der Eingangsluft und eine Zwischenkühlung angewendet, um eine zu hohe Lufttemperatur am Ende des Kompressionsschritts zu vermeiden. In dieser Ausgestaltung wird ein möglichst hohes Druckverhältnis der Turbine angestrebt, und aus dem Grund wird im Vergleich zu der auf der Grundlage der Erfindung von Atkinson aufgebauten Technik nach der eine umgekehrte Zeitsteuerung der Ventile angewendet. So öffnen sich die Auspuffventile im in der Tabelle beschriebenen beispielhaften Fall ein wenig frühzeitiger als im normalen Dieselmotor. So ist das Kompressionsverhältnis höher als das Expansionsverhältnis.
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Die Luft aus einem mechanischen Kompressor (Supercharger), einem elektrischen Kompressor oder einem Turbolader wird einem Eingangsluft-Zwischenkühler 9 zugeführt. Anschließend wird der Kraftstoff mit der Verbrennungsluft im Verbrennungsmotor 1 verbrannt und danach werden die Verbrennungsgase in den Nachbrenner/die Brennkammer 10 eingeleitet, um deren Temperatur durch die Verbrennung des zugeführten Kraftstoffs mit dem Restsauerstoff der Verbrennungsgase anzuheben. Falls kein Sauerstoff in den Verbrennungsgasen vorhanden ist, kann zusätzlicher Sauerstoff aus der verdichteten Ansaugluft vor dem Zwischenkühler 9 möglicherweise mittels eines zusätzlichen Gebläses erhalten werden. Nach dem Nachbrenner / der Brennkammer 10 dehnen sich die Verbrennungsgase in der ersten Turbine 2 und in der anschließenden zweiten Turbine 4 aus. Nach der zweiten Turbine 4 wird die Wärme der Verbrennungsgase in einem Verdampfer 15 des Speisewassers ausgenutzt. Anschließend werden die Verbrennungsgase in einen vorkühlenden Wärmetauscher 5 eingeleitet, in dem bei der Verbrennung entstandener Wasserdampf kondensiert und vom restlichen Verbrennunsgasstrom getrennt wird. Gleichzeitig wird der Wasserdampf des geschlossenen Kreislaufs kondensiert. Daraus entstandener Wassermassenstrom wird mit einer Pumpe 14 einem Druck ausgesetzt, und zwar einem Druck, der über dem Druckniveau des Nachbrenners / der Brennkammer 10 liegt. Anschließend trennt sich der bei der Verbrennung entstandene Wasserdampf vom restlichen Wasser, das in den besagten Verdampfer 15 des Speisewassers und weiter in den Nachbrenner / die Brennkammer 10 oder in den Auspuffkrümmer eingeleitet wird. Die restlichen Verbrennungsgase werden nach dem vorkühlenden Wärmetauscher 5 dem ersten Verbrennungsgaskompressor 6 zugeführt. Danach werden die Verbrennungsgase im Zwischenkühler 16 abgekühlt und im zweiten Verbrennungsgaskompressor 6b auf den atmosphärischen Druck verdichtet. Dieser nachgeschaltete Kompressor 6b und der erste Verbrennungsgaskompressor 6 sind mit der ersten bzw. der zweiten Turbine mittels einer Achsmontage verbunden, was die natürlichste Lösung darstellt. Der Nettowirkungsgrad einer jeden Achse ist positiv und so sind die Achsen mit einem ersten Generator 3 und einem zweiten Generator 17 verbunden. Zumindest einer der beiden Generatoren kann eventuell als Elektromotor, z.B. beim Startvorgang, angewendet werden. Die Behandlung des Speisewassers oder der mögliche Austausch ist deutlichkeitshalber nicht in der Abbildung dargestellt. Auch fehlen der Abbildung der Inverter und die Batterie, weil sie elektrische Teile des Systems sind.
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Der Unterschied der zu der ist die Tatsache, dass die Verbrennungsgase nicht im Nachbrenner / in der Brennkammer 10 erhitzt werden, d. h. der Nachbrenner / die Brennkammer fehlt. Stattdessen wird das Wasser dem Auspuffkrümmer des Verbrennungsmotors 1 zugeführt. Aus diesem Grund ist die mittlere Betriebstemperatur der Turbinen niedriger als im Beispiel nach der , auch bei einer gleichen Austrittstemperatur aus der zweiten Turbine 4. Dies würde dann ein niedrigeres Gesamtdruckverhältnis der Turbine bedeuten, aber andererseits wird kein zusätzlicher Kraftstoff verwendet.
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In einem Prozess gemäß der werden die Verbrennungsgase des Verbrennungsmotors 1 in die erste Turbine 2 eingeleitet, der eine zweite Turbine 4 nachgeschaltet ist, in der sich die Verbrennungsgase bei einem zumindest teilweise unter dem atmosphärischen Druck liegenden Druck weiter ausdehnen, typischerweise auf einen Druck von 0,45 bis 2 bar, oder sogar auf einen niedrigeren Druck. Diese zweite Turbine 4 ist eigentlich eine Kombination aus einer Turbine und einem Kompressor, d. h. der zweite Verbrennungsgaskompressor 6b ist mit dieser Turbine verbunden (Achsmontage). Der zweite Verbrennungsgaskompressor 6b verdichtet die Verbrennungsgase wieder auf den atmosphärischen Druck. Davor wurden die Verbrennungsgase mittels eines Vorkühlers/Wärmetauschers 5 auf eine Temperatur abgekühlt, die bei der des Kühlmediums - typischerweise Luft oder Wasser - liegt. Diese Abkühlung wird also im Vorkühler/Wärmetauscher 5 derart durchgeführt, dass das Kühlmedium dem Vorkühler/Wärmetauscher 5 zugeführt und anschließend nach dem Wärmeaustausch abgeleitet wird. Gleichzeitig wird der bei der Verbrennung entstandene Wasserdampf von den Verbrennungsgasen durch eine Kondensation getrennt und weiter aus dem Prozess vor dem ersten Verbrennungsgaskompressor 6 abgeleitet. Schließlich wird das Wasser, natürlich beim atmosphärischen Druck, abgeleitet, jedoch wird die Darstellung wie in der deutlichkeitshalber durchgeführt. Der Generator 3 und der zweite Generator 17 sind mit der ersten Turbine 2 bzw. mit der zweiten Turbine 4 verbunden, und zwar deshalb, weil der Nettowirkungsgrad beider Achsen positiv ist. Die zweite Turbine ist mit dem ersten Verbrennungsgaskompressor 6 mit einer Achsmontage verbunden. Zwischen dem ersten Verbrennungsgaskompressor 6 und dem zweiten Verbrennungsgaskompressor 6b ist ein Zwischenkühler 16 angeordnet. Die erzeugte Elektrizität kann z.B. in einem Hybridfahrzeug verwendet werden. Selbstverständlich kann die Wärme des Verbrennungsgaskompressors ausgenutzt werden, falls notwendig. Dies ist in erster Linie möglich bei einem Motorkraftwerk. Außerdem kann die zusätzliche Wärme des vorkühlenden Wärmetauschers 5 ausgenutzt werden.
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Die Werte der Zustandsgrößen der 3 sind in der Tabelle 1 angegeben. Der Zweck aller beispielhaften Berechnungen ist nur die Erläuterung der Erfindung, und selbstverständlich können die Werte geändert werden. Methan ist als Kraftstoff ausgewählt worden und wird auch in den übrigen Abbildungen eingesetzt. Die Werte der Tabelle 1 entsprechen einem System, in dem die Zeitsteuerung der Ventile derart zur Geltung kommt, dass ein höheres Expansionsverhältnis im Vergleich zum Kompressionsverhältnis erreicht wird. Die Werte der Tabelle führen zur Steigerung der Leistung des Verbrennungsmotors um 25 %, der ohnehin eine hohe Effizienz aufweist und mit einer zeitlichen und vorteilhaften Zeitsteuerung der Ventile arbeitet, wobei die Gesamteffizienz liegt zwischen 52 und 53 %. Diese weiterentwickelte Ausführungsform unterscheidet sich von den jetzigen ETC-Systemen oder der Zeitsteuerung der Ventile dadurch, dass heute die Motoreneffizienz entweder mittels des ETC-Systems oder der Zeitsteuerung der Ventile gesteigert wird, jedoch nicht gleichzeitig mit beiden dieser Maßnahmen.
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Die in der Tabelle gezeigte Temperatur von 700 °C der Auspuffventile ist realistisch, wohl wissend, dass eine entsprechende Temperatur von 800 °C bei den Formel 1-Rennwagen vorkommt. Anders als in den vorangehenden Abbildungen fehlt der Wärmetauscher 7 in dieser Abbildung, weil am Ende des zweiten Verbrennungsgaskompressors 6b die Wärme nicht ausgenutzt wird.
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Diese Konstruktion ist für viele Anwendungen, u.a. für einen Verbrennungsmotor, in dem die Eingangsluft entweder nicht vorverdichtet oder vorverdichtet und zwischengekühlt wird, gut geeignet. Die Konstruktion eignet sich auch sehr gut für die normalen Otto- oder Dieselmotoren und dient als eine ausgezeichnete Kraftquelle in einem Hybridfahrzeug.
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Die
stellt eine Ausführungsform dar, in der die erste Turbine
2 mit dem Verbrennungsgaskompressor
6 verbunden ist und die zweite Turbine
4 die Leistung für den Generator
3 erzeugt. Der Verbrennungsgaskompressor ist einteilig, und keine Wasserzufuhr zum Auspuffkrümmer des Verbrennungsmotors findet im Prozess statt. Die Tabelle 3 zeigt die Werte der Zustandsgrößen der
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Tabelle 3
| | p(bar) | T(K) | h(N2) kJ/kg | h(O2) kJ/kg | h(CO2) kJ/kg | h(H2O) kJ/kg |
| 21 | 1.0 | 288 | 15.6 | 12.6 | | |
| 22 | 1.345 | 980.1 | 769.4 | 711.3 | 756.3 | 3942 |
| 23 | 0.538 | 812.7 | 577.7 | 531.6 | 554.4 | 3569 |
| 24 | 0.224 | 675.3 | 428 | 388.6 | 397.1 | 3277 |
| 25 | 0.221 | 313.0 | | | | |
| 26 | 0.221 | 313.0 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 27 | 0.221 | 313.0 | 41.6 | 35.8 | 36 | |
| 28 | 1.03 | 514.9 | 253 | 228 | 224 | |
| 29 | 1.0 | | | | | |
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Die zeigt eine Ausführungsform, in der der einteilige Verbrennungsgaskompressor 6, die erste Turbine 2 und die zweite Turbine 4 auf derselben Achse angeordnet sind. Der Verbrennungsgaskompressor 6 ist einteilig.
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In der Ausführungsform gemäß der findet eine zusätzliche Verbrennung in der Brennkammer 10 statt. Eine im Zylinder des Verbrennungsmotors 1 stattfindende zusätzliche Verbrennung wäre nützlich, jedoch stellt die Widerstandsfähigkeit der Ventile der Motorzylinderhaube eine Einschränkung dar. Im Beispiel nach der wird die Verbrennungsluft nicht unbedingt vorverdichtet, obwohl die Vorverdichtung zu einem höheren Druckverhältnis der Turbine und einer höheren Gesamteffizienz führen würde, sondern die Temperatur nach der Brennkammer 10 wird so ausgewählt, dass die Flügel der ersten Turbine 2 keine Abkühlung benötigen. Die Kühlung würde die Kosten erheblich steigern. Jedoch ist es möglich, einen Verbrennungsluftkompressor 8 einzusetzen, was zu einem höheren, im Bereich von 2 bis 3 bar liegenden Wert des Verbrennungsgasdrucks 1 nach dem Verbrennungsmotor führen würde.
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In einem Prozess gemäß der wird die dem Ottomotor 1 zugeführte Luft vorverdichtet. Zu diesem Zweck liegt im Prozess ein Verbrennungsluftkompressor 8 und ein Eingangsluft -Zwischenkühler 9 vor. In diesem Aufbau ist der Verbrennungsluftkompressor 8 auf derselben Achse mit der ersten Turbine 2 angeordnet, jedoch ist es auch möglich, den Kompressor auf der die zweite Turbine mit dem Verbrennungsgaskompressor 6 verbindenden Achse anzuordnen. Die Verbrennungsgase werden vom Verbrennungsmotor 1 der ersten Turbine 2 zugeführt. Die zusätzliche Leistung wird im Generator 3 genutzt. Der ersten Turbine 2 ist eine zweite Turbine nachgeschaltet. Diese zweite Turbine 4 ist auch eine Kombination aus einer Turbine und einem Kompressor, d. h. der Verbrennungsgaskompressor 6 ist damit verbunden mittels einer Achse. Die Verbrennungsgase werden in diesem Verbrennungsgaskompressor 6 wieder auf den atmosphärischen Druck verdichtet. Davor wurden die Verbrennungsgase mit dem vorkühlenden Wärmetauscher 5 auf beinahe die Temperatur des Kühlmediums - normalerweise Luft oder Wasser - abgekühlt. Diese Abkühlung findet also in dem vorkühlenden Wärmetauscher 5 derart statt, dass das Kühlmedium in den vorkühlenden Wärmetauscher 5 eingeleitet und nach der Wärmeübertragung aus dem Wärmetauscher wieder abgeleitet wird. Gleichzeitig wird der bei der Verbrennung erzeugte Wasserdampf kondensiert und aus dem Prozess vor dem Verbrennungsgaskompressor 6 abgeführt. Selbstverständlich wird das Wasser letztlich beim atmosphärischen Druck abgeführt, jedoch entspricht die Darstellung deutlichkeitshalber der Abbildung. Natürlich kann die Wärme des Verbrennungsgaskompressors 6 eventuell ausgenutzt werden. Dies wird in der Abbildung mit einem Wärmetauscher 7 verdeutlicht. Dies kommt in Frage in erster Linie bei Motorkraftwerken. Auch die Wärme des vorkühlenden Wärmetauschers 5 und des Zwischenkühlers 9 kann verwendet werden. Die Verbrennungsluft kann natürlich auch mit einem mechanischen Kompressor, d. h. einem sogenannten Auflader oder einem elektrischen Kompressor vorverdichtet werden.
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In der ist der Generator 3 mit der ersten Turbine 2 verbunden, und der Verbrennungsgaskompressor 6 ist einteilig.
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Im Vergleich zum jetzigen Stand der Technik werden viele Vorteile mit der Erfindung erreicht. Selbstverständlich ist die äußerst hohe Effizienz besonders signifikant. Außerdem kann die Verbrennung im Verbrennungsmotor 1 mittels höherer Zufuhr des Kraftstoffs zum Verbrennungsmotor 1 verbessert werden, weil die Erhöhung der Temperatur der Verbrennungsgase kein Risiko bedeutet. Der Kraftstoff kann z.B. dem Prinzip der schrittweisen Verbrennung entsprechend zugeführt werden, oder aber gleich am Anfang des Verbrennungsvorgangs als ein hoher Massenstrom. Der Stand der Technik kann sowohl bei der Achsmontage der Kompressoren als auch der der Turbinen im Hinblick auf das Starten und Abstellen angewendet werden. Sofort nach dem Start kann in der Turbineneinheit ein Zwischenventil zum atmosphärischen Druck geöffnet sein, bis die Temperatur der Verbrennungsgase geeignet ist. In der kann nach der Turbine 2 ein Zwischenventil zum Verbrennungsgaskompressor vorhanden sein. Selbstverständlich werden die Verbrennungsgase jedoch zuerst abgekühlt. Das in den Ansprüchen erwähnte An/Aus-Zwischenventil kann z.B. druckreguliert sein.
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Die Temperatur der Turbinenflügel ist so niedrig, dass normalerweise keine Kühlung der Flügel benötigt wird, jedoch ist eine Kühlung möglich. Eventuell können auch zwei oder mehrere Kraftstoffe als Wärmequelle verwendet werden.
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Im Rahmen der Erfindung kann auch Wasser in den Zylinder eingespritzt werden, was den Leistungsbedarf des Kompressionsschritts vermindert. Normalerweise wird vorgewärmtes Wasser verwendet, wobei die Vorwärmung mit mehreren im Prozess vorhandenen Wärmequellen realisiert werden kann. Auch kann die Zeitsteuerung der Ventile wie gewünscht gewählt werden.
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Auch die axialen Lagerkräfte können durch die wunschgemäße Anordnung der Turbinen und Kompressoren minimiert werden. Um die Schadstoffe der Verbrennungsgase zu reduzieren, wird ein Anteil der Verbrennungsgase im EGR-System zum Zylinder zurückgeführt, und die Anwendung dieser Techniken im Kontext dieser Erfindung ist nicht notwendig oder wesentlich, jedoch wird die parallele Verwendung in keiner Weise ausgeschlossen, und deshalb auch beansprucht. Auch ein Katalysator, der Schadstoffe reinigt, kann an eine beliebige Stelle im Kreislauf der Verbrennungsgase angeordnet werden. Die oben erwähnte Wassereinspritzung kann z.B. mittels des bei der Verbrennung erzeugten und kondensierten Wasserdampfes durchgeführt werden. Es ist bekannt, dass Stickstoffemissionen mit Wassereinspritzung reduziert werden können, jedoch können auch andere Verfahren des Standes der Technik dafür angewendet werden.
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Auch andere Merkmale der ETC-Systeme oder Hybridfahrzeuge des Standes der Technik, u.a. die Gewinnung der Abbremsenergie, ein druckgesteuertes Ladedruckregelventil („wastegate“), eine veränderliche Düse und andere, können in den Vorrichtungen der Erfindung angewendet werden. Auch können zusätzliche Ventile im Verbrennungsmotor 1 zur Lenkung der Strömung vorliegen. Weil im Prozess große Mengen an Abwärme entstehen, ist bei den Hybridfahrzeugen die Warmhaltung des Akkus kein Problem im Winter. Das bei der Verbrennung erzeugte Wasser kann in Gasform aus dem Prozess entfernt werden, indem das kondensierte und getrennte Wasser in flüssiger Form nach der Kompression zum restlichen Verbrennungsgasstrom wieder zugeführt wird. Selbstverständlich braucht das Wasser nach der Kondensation nicht getrennt zu werden, falls nicht erforderlich.
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Die Erfindung kann auch in den zukünftigen Ottomotoren mit einem hohen Kompressionsverhältnis, angewendet werden. Die sogenannte „opposed piston motor“ -Anwendung ist auch möglich. Die Hybridfahrzeuge des Standes der Technik sind sogenannte serielle oder parallelen Hybride. Auch eine Kombination daraus ist möglich. In einem derartigen Aufbau wird die im Verbrennungsmotor erzeugte Leistung gleichzeitig zu den Rädern und dem die Akkus aufladenden Generator übertragen und die gewonnene Elektrizität im Elektromotor verwendet. Während der Fahrt in den Städten - mit einem abgestellten Verbrennungsmotor - kann der Generator als Motor dienen, falls eine passende schaltbare Kupplung, z.B. eine sogenannte Doppelkupplung vorhanden ist. Bei allen erfindungsgemäßen Anwendungen kann eventuell auch ein Thermoelement im Verbrennungsgasstrom vorliegen, z.B. vor/nach der zweiten Turbine 4, vor/nach der ersten Turbine oder nach dem Verbrennungsgaskompressor.
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In einer möglichen Ausführung des Hybridfahrzeugs läuft der Verbrennungsmotor zeitweise während der Fahrt, um den Akku aufzuladen, und ist zeitweise abgestellt. In dieser Ausführungsform dient ein Elektromotor als Kraftquelle des Fahrzeugs. Neben diesem seriellen Hybrid ist auch ein Parallelhybrid möglich.
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Die erwähnten beispielhaften Anwendungen in Schiffen und Hybridfahrzeugen, in denen die vorteilhafte Zeitsteuerung der Ventile eingesetzt wird, sind aussichtsreiche Ausführungsformen der Erfindung.
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Die Anwendungsbeispiele der Erfindung sind nur zur Verdeutlichung dargestellt, ohne den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken, weil die Einzelheiten wie z.B. die Wasserbeseitigung, Wasserbehandlung und andere Maßnahmen, die nicht zur Verständigung der Erfindung notwendig sind, deutlichkeitshalber aus der Beschreibung ausgelassen wurden. Die Erfindung beschränkt sich also nicht zu den erläuterten Ausbauformen, sondern umfasst den vollständigen Umfang der Ansprüche.
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Zitierte Veröffentlichungen:
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- [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Atkinson_cycle
- [2] http://papers.sae.org/2014-01-1199/
- [3] https://books.google.fi/books?id=drmYYU2nSGkC&pg=SA2-PA31&1pg=SA2-PA31&dq=valve+timing+or+electric+turbo+compounding&source=b1&ots=tVASEenCg8 &sig=dYGvLaDJ_vAUK2m-e1JojELrUsU&hl=fi&sa=X&ved=0ahUKEwidirfK1vXXAhVTb5oKHRviBIsQ6AEIVTA F#v=onepage&q&f=false
- [4] https://en.wikipedia.org/wiki/Brayton_cycle
- [5] http://www.mdpi.com/1996-1073/7/8/5273/htm