Die Funktionsweise und Thermodynamik des Thermokompressionsmotors

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1 Die Funktionsweise und hermodynamik des hermokomressionsmotors Der hermokomressionsmotor durhläuft einen neuartigen Kreisrozess, um die Abgaswärme innermotorish zu nutzen. Die folgende abelle gibt die Wirkungsgrade in den vershiedenen idealisierten Modellrozessen an: Vergleihsrozess Wirkungsgrad Carnot 80,8% Otto 6,7% Diesel,6% Seilinger,99% akt hermokomression 6,96% akt hermokomression Otto 69,87% akt hermokomression Seilinger 67,9% Komression: 8 Einsritzverhältnis, kaa, Psi (Drukverhältnis),0 Zusammenfassung akt hermokomression Ende Ausshiebetakt hermokomress. akt, Luft wird durh Wärmetausher von unten nah Oben vershoben Brennstoffzufuhr und Zündung, Anfang adiabate Exansion Ende adiabate Exansion, Anfang Ausshiebetakt

2 Heiße Abgase werden durh den Wärmetausher nah außen geshoben Heiße Abgase werden durh den Wärmetausher nah außen geshoben, kalte Luft wird von außen in den unteren Raum angesaugt Zusammenfassung akt hermokomression Ende Ausshiebetakt hermokomress. akt, Luft wird durh Wärmetausher von unten nah Oben vershoben Komressionstakt (a. ¾ Umdrehung) ab hermokomress. akt Brennstoffzufuhr und Zündung, Anfang adiabate Exansion Ende adiabate Exansion, Anfang Ausshiebetakt

3 Druk [bar] Heiße Abgase werden durh den Wärmetausher nah außen geshoben Heiße Abgase werden durh den Wärmetausher nah außen geshoben, kalte Luft wird von außen in den unteren Raum angesaugt P- V Diagramm Seilinger 60,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,00,000,00,000,00,000 Volumen [m]

4 Druk [bar] P- V Diagramm akt hermokomression 0,000 8,000 6,000,000,000 0,000 8,000 6,000,000,000 0,000 0,000 0,00,000,00,000,00,000 Volumen [m] Einfaher Bau eines Prototys.. akt Diesel- oder Benzinmotor. Zwishen Zylinderkof und Zylinder wird ein neuer Zylinder eingebaut.. Zwishen den neuen Zylinder und bestehenden Zylinder wird eine dihte Sheibe mit einem Loh in der Mitte eingesetzt.. Unten am neuen Zylinder wird eine Luftansaugung mit Membranventil angebraht, wenn ein Benzinmotor eingesetzt wird, dann mit einem Vergaser vor der Luftansaugung.. Zwishen neuem Zylinder und Einlassventil wird ein Wärmetausher und ein Membranventil angebraht.

5 Wärmetausher Neuer Kolben Neue Zylinderbuhse Frishluftansaugung Membranventil Membranventil Sheibe alter Kolben wird als Kreuzkof missbrauht, Bohrungen durh den Kolben kein Druk über diesen Kolben

6 hermokomression akt Wihtig: Die Luft bzw. Abgas wird durh einen Wärmetausher geshoben, keinen Regenerator, d.h. Luft und Abgas sind getrennt. Ende Ausshiebtakt hermokomressionstakt hermokomressionstakt Kolben bewegt sih nah unten und shiebt Luft bzw. Luft- Brennstoff- Gemish durh den Wärmetausher in den oberen Verbrennungsraum. Dabei erwärmt sih die Luft. Isohore Wärmezufuhr durh den Wärmetausher Drukerhöhung

7 Zündung bzw. Brennstoffeinsritzung und Zündung. Isohore Wärmezufuhr durh den Brennstoff Drukerhöhung Zugeführte Wärme (- ) *v Q v. Adiabate Exansion

8 Ausshieben des Abgases und Wärmetaush. Wärmetaush v Mit v Ausshieben des Abgases und Wärmetaush und Luftansaugung. Wärmeaustaush siehe oben v

9 Nah Ersetzen von und ergibt sih ein Wirkungsgrad, der nur von und abhängig ist, d.h. von Umgebungstemeratur und maximale emeratur nah Zuführung von Brennstoffwärme. hermokomression akt Ende Ausshiebtakt

10 hermokomressionstakt hermokomressionstakt Kolben bewegt sih nah unten und shiebt Luft bzw. Luft- Brennstoff- Gemish durh den Wärmetausher in den oberen Verbrennungsraum. Dabei erwärmt sih die Luft. Isohore Wärmezufuhr durh den Wärmetausher Drukerhöhung Komressionstakt (a Umdrehung ab hermokomressionstakt) Verdihtungsverhältnis V V Und Isohore Wärmezufuhr durh den Brennstoff im oberen otunkt bzw. bei Abwärtsbewegung Drukerhöhung (Isohore Wärmezufuhr) Zugeführte Wärme Q v

11 Adiabate Exansion /^(k-/k)=/^(k-/k) V V Ausshieben des Abgases und Wärmetaush 6 v 6 Mit v

12 Ausshieben des Abgases und Wärmetaush und Luftansaugung. Wärmeaustaush siehe oben Wirkungsgrad Eta = - (6-)* /( )*v =-k*(_6-_)/(_-_) =-k*(_6-_)/(_-_) = =-k*(_-/k*(_-_)-_)/(_-_*es^(k-)) =/es^(k-) =k(-6)-= =*/=P*_/_*es^k/(_/_ Eventuell analytish niht einfah lösbar- > iterativ kein Problem (siehe Comuter Berehnung)

13 Kurze Auslegung des Wärmetaushers Liter Hubraum Rohrbündelwärmetausher 00 Rohre mm x 0, mm Wandstärke 0mm lang Heizflähe 0,9m² Kosten a. 00 (siehe htt:// Gewiht,8kg 0mbar Drukverlust in und um die Rohre otvolumen a. / vom Hubraum Anmerkung: Das Volumen auf der Abgasseite ist niht relevant. 0m Hubraum Rohrbündelwärmetausher Rohre mm x 0, mm Wandstärke 60mm lang Heizflähe 0,7m² Kosten a. 0 Gewiht 0,kg 0mbar Drukverlust in und um die Rohre otvolumen a. / vom Hubraum Anmerkung: Das Volumen auf der Abgasseite ist niht relevant.