Niederdruck-Dieselmotor

Abstract

 Es wird ein Niederdruck-Dieselmotor vorgeschlagen, bei dem die Verbrennungsdrücke diejenigen von Otto-Motoren nicht wesentlich überschreiten und die Verbrennungstemperaturen weit unter denen des Otto-Prozesses liegen, so daß bei Verwendung vorhandener Modelle dieser Bauart die Motorleistung gesteigert werden kann.
Grundlage des Vorschlages bildet die Kombination eines Dieselmotors mit einer Aufladeeinrichtung, vorzugsweise mit einem Rotationsschwinglader nach dem Europäischen Patent 0 012 329, wobei die Vorzüge dieser letzteren Einrichtung erhalten bleiben: Stark reduzierter Brennstoffverbrauch besonders im Teillastbereich, der idealen Zugkrafthyperbel angenäherte Motorkennung, geringe Arbeitsdrehzahl, verringertes Geräusch, weniger toxische Abgase.
Dazu wird das Kompressionsverhältnis des DieselMotors bis etwa in den thermodynamisch noch günstigen Bereich von Otto-Motoren gesenkt, so daß Zündung des eingespritzten Brennstoffs nicht erfolgen würde, und die notwendige Zündtemperatur durch Aufheizung der Ladeluft um den entsprechenden Betrag gesichert.
Diese Aufheizung erfolgt in den Motorarbeitsbereichen, in denen die Kompressionswärme des Laders nicht ausreicht, vorzugsweise durch eine Flamme und deren heiße Verbrennungsgase im Ladeluftstrom. Varianten, z.B. Nutzung elektrischer Energie in irgendeiner Form, sind möglich.
Sehr leichte 2-Takt- Niederdruck-Dieselmotoren sind so einfach zu bauen, mit geringem spezifischen Verbrauch, günstiger Kennung und niedrigem Gewicht, die sich besonders für den Antrieb von Kleinflugzeugen eigenen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor, der nach dem Diesel-Verfahren arbeitet und dem eine Ladeeinrichtung mit Ausnutzung der Abgasenergie, vorzugsweise ein Rotationsschwinglader nach dem Europäischen Patent O o12 329 als freifahrendes Ladeaggregat, jedoch besonders bei einem 2-Takt-Dieselmotor auch mit treibender Verbindung zum Motor, Ladeluft unter Druck mindestens in gewissen Arbeitsbereichen des Motors zuführt und bei dem das Kompressionsverhältnis so weit abgesenkt ist, daß auch unter Berücksichtigung der Kompressionswärme der Ladeluft beim Kompressionshub des Motors die für das Zünden des eingespritzten Kraftstoffs notwendige Temperatur mindestens bei ungünstigen Umgebungsverhältnissen, beim Anfahren und bei Teillast, nicht erreichtwird.

[0002] Sieht man von bekannten Zündhilfen ab, so ist beim Dieselmotor zum sicheren Zünden des eingespritzten Kraftstoffs eine Kompressionsendtemperatur um 500° erforderlich. Das bedingt nach den Gasgesetzen für den normalen Saugmotor ein hohes Verdichtungsverhältnis und einen entsprechend hohen Druck.

[0003] Bei PKW-Motoren, welche ja auch noch auf einer Paßhöhe und bei beträchtlichen Kältegraden sicher anspringen müssen, finden sich Verdichtungsverhältnisse um 23 : 1, was einen Kompressionsenddruck um 70 bar ergibt.

[0004] Wegen des besseren thermodynamischen Wirkungsgrades wurde das ursprünglich von Diesel vorgesehene Gleichdruckverfahren weitgehend modifiziert, sodaß Verbrennungsdrücke auch über 100 bar eher als normal anzusehen sind. Diese Motoren werden dann bei Aufladung durch Abgasturbolader oder Druckwellenmaschinen Comprex noch weit höhere Spitzendrücke zugemutet, wobei auch 170 bar erreicht oder gar überschritten werden können.

[0005] Damit diese Motoren den hohen Belastungen standhalten, müssen sie weit schwerer als Ottomotoren gebaut werden. Das höhere Gewicht bedingt einen wesentlich höheren Preis, sodaß sich der im Brennstoffverbrauch günstigere Dieselmotor als PKW-Antrieb nur zögernd am Markt durchsetzt. Es gilt die Regel, daß nur wer mehr als 15 ooo km/a fährt, zu einer relativen Kostenersparnis kommt.

[0006] Diesem unbefriedigenden Entwicklungsstand dadurch abzuhelfen, daß die Spitzendrücke besonders bei Fahrzeugdieselmotoren auf Werte vergleichbar denen des Otto-Prozesses gesenkt werden, ohne charakteristische günstige Eigenschaften des Dieselverfahrens zu beeinträchtigen, ist Zweck der vorgelegten Erfindung.

[0007] Hohe Triebwerksgewichte sind besonders bei Flugzeugen unangenehm. Dauer sind auf diesem Gebiet starke Kräfte zur Lösung des Problems angesetzt, günstigen Brennstoffverbrauch mit geringem Motorgewicht zu vereinen.

[0008] Der Stand der diesbezüglichen Entwicklung kann durch die Versuche der NASA gekennzeichnet werden, für kleinere Flugzeuge 2-Takt-Niederdruck-Dieselmotoren zu bauen. Dieses Verfahren, low compression Diesel genannt, ist in der US_A-Zeitschrift "Popular Science", Heft April 1982, Seite 1₀₃ u.flgde., bescnrieben. Grundlage dafür ist offenbar ein weiter entwickeltes Hyperbar-Verfahren, das in seinen Grundzügend in K. Zinner : Aufladung von Verbrennungsmotoren - 2. Auflage - 1980 - Springer-Verlag Berlin, im Abschnitt 9.7 erkennbar ist.

[0009] Das Verfahren, wie es von der Firma Teledine im auftrag der NASA ausgearbeitet wurde, ist schematisch in Fig.1 dargestellt.

[0010] Zum Start des Verbrennungsmotors 1 wird das aus Verdichter 2 und Turbine 3 bestehende Aggregat durch den starken Elektromotor 4 angetrieben. Durch das geschaltete Ventil 5 wird bei 6 angesangte Luft über die Brennkammer 7 der Turbine 3 zugeführt und diese beginnt, das L_ade_aggregat 2-3 anzutreiben. Bei genügend hoher Drehzahl wird die Ladeluft durch Kompression auf ca 3,7 bar um ca 123⁰ erwärmt.

[0011] Jetzt kann der Motor 1 nach Schalten des Ventils 5 mit erwärmter Ladeluft versorgt werden und seine Abgase treiben dann Turbine 3 - auch bei abgeschalteter Brennkammer 7

[0012] Das Kompressionsverhältnis des Motors ist so weit abgesenkt, daß die Zündtemperatur für den eingespritzten Brennstoff bei einer Ladelufttemperatur von 123⁰ erreicht wird. Das bedeutet bei einem Ladedruck von 3,7 bar Kompressionsenddrücke von ca 55 bar, und so wird in der genannten Quelle ein ^Verbrennungsenddruck von 1₀4 bar auch als "niedrig" bezeichnet, was gegenüber dem gleichfalls angegebenen von 140 bar für marktgängige Dieselmotoren wohl zutrifft.

[0013] Es ist übrigens ein in Fig.1 nicht dargestellter, als Luft-Luft-Aggregat ausgebildeter Ladeluftkühler vorgesehen, um im betrieb nicht durch zu hohe Ladelufttemperaturen die Ladeluftmenge zu verkleinern. Dieses ist sicher notwendig, da es sich um einen Turboverdichter handelt, dessen Pumpgrenze bekanntlich das Verhältnis von Fördermenge und Förderhöhe einschränkt.

[0014] Außerdem ist der Wirkungsgrad besonders bei kleineren Turbomaschineneinheiten so niedrig, daß die Brennkammer vor allem im Teillastbereich ständig für Energienachschub sorgen muß.

[0015] Für PKW-Motoren, welche durch ihre große Stückzahl nicht nur für die Industrie interessant sind, sondern auch wegen ihrer Umweltbelastung einer besonderen Beachtung bedürfen, ist dieses System bei den geringen Leistungen schon aus physikalischen Gründen nicht einsetzbar, aber auch wegen des Aufwandes nicht anzuwenden.

[0016] Demgegenüber sollen nach dem Erfindungsvorschlag auch bei diesen Massentriebwerken günstige Ergebnisse erzielt werden. Nicht nur durch einfache Ausführung und übersichtliche Apparatur, sondern auch durch optimales Verhalten im Teillastbereich - dem Hauptarbeitsfeld der PKW-Triebwerke -, durch eine für Fahrzeuge günstige Charakteristik und niedrige Verbrauchswerte bei wenig umweltbelastendem Abgas.

[0017] Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß bei verringertem Kompressionsverhältnis des Dieselmotors die Ladeluft kombiniert durch die Vorkompression im Laderverdichter und durch Aufheizung so weit erwärmt wird, daß die Zündtemperatur am bnde des Verdichtungshubes des Motors bei wesentlich verringertem Druck erreicht wird, sodaß bei einem geeigneten Einspritzgesetz der maximale Verbrennungsdruck in der Größenordung des bei Ottomotoren vorkommenden bleibt.

[0018] Diese Beheizung der Ladeluft erfolgt vorzugsweise verlustfrei durch einen Verbrennungsvorgang im Ladeluftstrom, aber es ist auch eine andere Wärmequelle, z.B. Umsetzung elektrischer Energie anwendbar.

[0019] Man beachte, daß es sich um eine Kombination von spezieller Aufladung vom Start an und Aufheizung der Ladeluft besonders in gewissen Motorarbeitsbereichen handelt, während Aufheizung der Ansaugluft als Starthilfe normaler Dieselmotoren nicht unbekannt ist.

[0020] Ein normales Heizregister mit Wärmeaustausch zur Ladeluft hin, ohne direkte Durchmischung von Heizgasen und Ladeluft, ist schon wegen des Wirkungsgrades dieser Übertragung nicht so günstig und auch materialmäßig aufwendiger. Allerdings könnte man später, wenn der Motor läuft, die aus der Antriebsmaschine des Ladeaggregats immer noch mit erheblicher Temperatur abströmenden Motorabgase zur Beheizung benutzen. Dieses würde vielleicht im Teillastbereich und vor allem bei den durch Spülluftbedarf viel anspruchsvolleren 2-Takt- Motoren interessant sein.

[0021] Man könnte auch heiße Motorabgase der Ladeluft zu deren brwärmung beimischen. Diese Misehung könnte bei Verwendung eines Rotationsschwingladers, in dem beide Gase nebeneinander strömen, ohne Aufwand erfolgen.

[0022] A_m praktischsten ist für die Beheizung die Anwendung des Betriebsstoffes des Dieselmotors. Allerdings ist es bei dem an sich geringen Anteil der Beheizungsenergie, der im allgemeinen unter 5 % liegen wird, auch möglich, ein leichter zündendes Medium, z.B. ein Flüssiggas, zur Zusatzheizung zu benutzen.

[0023] Gezündet wird die Ladeluftheizung wohl nicht durch eine ständig brennende Pilotflamme, sondern nach dem bewährten Stand der Technik kontrolliert elektrisch, z.B. durch Funkenstrecke oder Fmmenbogen. Damit ist auch leicht eine Kontrolle zu verbinden, ob die Heizung in Betrieb ist, sowie ihre geregelte Drosselung bis zum Abschalten in gewissen Arbeitsbereichen des Motors.

[0024] Bei einem Fahrzeugantrieb, dem vorzugsweisen Anwendungsgebiet der Erfindung, wird diese Zünd- und Kontrolleinrichtung zweckmäßig mit dem Startvorgang des Motors gekoppelt.

[0025] Es wird besonders hervorgehoben, daß diese Erfindung sich unter Beachtung der für den vorzugsweise zu benutzenden Rotationsschwinglader geltenden Vorschriften, hervorragend für den Einsatz bei 2-Takt-Dieselmotoren eignet, da gleichzeitig die erforderliche Spülluft zur Verfügung steht.

[0026] Die Vorteile der Erfindung sind vielgestaltig und leicht zu belegen :

Der Ottomotor ist leicht und drehfreudig, also insofern günstig für den Antrieb von Fahrzeugen. Leider ist er wegen des nur in gewissen Grenzen des Luftverhältnisses zündfähigen Arbeitsgemisches dem Dieselmotor in bezug auf den spezifischen Brennstoffverbrauch grundsätzlich unterlegen, wie dies in Fig.2 ersichtlich ist. Außerdem wird sein PV-Diagramm bei Teillast thermodynamisch schlechter, da dabei günstige Diagrammteile abgeschnitten werden. Beim Dieselmotor ist es gerade umgekehrt. Bei ihm entfallen dabei ungünstige Diagrammteile, sodaß er sich bei Teillast thermodynamisch verbessert.

[0027] Wegen des nur in engen Grenzen änderbaren Luftverhältnisses ist die Abgastemperatur beim Ottomotor immer hoch, sodaß viel Energie abströmt. Im Gegensatz dazu ist das Luftverhältnis beim Dieselmotor im Teillastbereich besonders hoch, w_as nach Fig. 2 zu günstigem Brennstoffverbrauch und zu geringen Abgastemperaturen führt.

[0028] Im Stadtverkehr braucht ein mittlerer PKW auf ebener Straße eine Antriebsleistung von ca 5 kW, was bei einem 1,5 - Liter-Motor bei 2 ooo min^-1 einen mittleren Effektivdruck von ca 2 bar ergibt. Diesen 2 bar gegenüber fällt es schon ins Gewicht, daß ein Ottomotor in diesem Bereich stark gedrosselt fahren muß und dementsprechend einen negativen mittleren Druck von ca -₀,75 bar mitschleppt.

[0029] Der Aufgeladene Schwingladermotor nach dem Dieselverfahren-- wenn man damit einen Niederdruck-Dieselmotor mit Rotationsschwinglader bezeichnet - dagegen erfährt auch bei Teillast beim Ladungswechsel einen zusätzlichen Schub durch die Differenz des Ladedrucks und der zum Lader abströmenden Motorabgase von vielleicht +o,5 bar - über den ganzen Arbeitszyklus gerechnet.

[0030] Gegenüber den 2 bar des mittleren Effektivdrucks der benötigten Nutzleistung sind also -o,57 und + o,5 bar sehr erhebliche Beträge, welche den Brennstoffverbrauch im Stadtverkehr bestimmen.

[0031] Geringerer Brennstoffverbrauch bedeutet per se weniger toxisches Abgas, bei dem die NO_x-Anteile auch wegen der viel geringeren Temperaturen des Motorarbeitszyklus bei hohem Luftverhältnis beim vorgeschlagenen Niederdruck-Dieselmotor + Rotationsschwinglader niedrig liegen.

[0032] Die Erfindung macht den vorgeschlagenen Niederdruck-Dieselmotor so leicht wie einen Ottomotor, behält ihm aber die Vorteile des Dieselverfahrens in Verbindung mit denen durch den Rotationsschwinglader:

Überlegenen spezifischen Brennstoffverbrauch - besonders in dem für PKW-Antriebe so wichtigen Teillastbereich; hohe Drehmomente auch bei geringen Motordrehzahlen, günstige Luftverhältnisse im ganzen Motorarbeitsbereich. Durch dem Motor angepaßte Drehzahl des Rotationsschwingladers ist seine direkte Ankopplung beim Startvorgang des Motors möglich, sodaß ohne zusätzliche Apparatur sofort geheizte Ladeluft zur Verfügung steht, aber auch die Spülluft für einen 2-Takt-Dieselmotor.

[0033] Es sollte nicht unerwähnt bleiben, daß praktisch jedes Modell von Ottomotoren bei Änderung des Zylinderdeckels für dieses Niederdruck-Dieselverfahren benutzt werden könnte: Die Drücke bleiben in vergleichbaren Grenzen und die Temperaturen werden niedriger. Das wiederum macht eine erhebliche Leistungssteigerung ohne größre Anstrengung des Modells möglich. Zur bequemen Aufnahme z.B. einer Wirbelkammer im Zylinderdeckel könnten die Ventile kleiner gemacht werden, da der Rotationsschwinglader Strömungsverluste ausgleicht.

[0034] Beim Rotationsschwinglader gibt es keine gegenseitige Abhängigkeit von Fördermenge und Förderhöhe und keine Einschränkung wie durch die Pumpgrenze von Turboladern. Es stört ihn wenig, wenn man den Motor mit beheizter Ladeluft auflädt, da die Verkleinerung der Ladeluftmasse durch Erhöhung des Ladedrucks kompensiert werden kann.

[0035] Ordnet man die Aufheizung zwischen Laderverdichter und Motor an, so leistet die Erwärmung durch die Ausdehnung der Ladeluft Nutzarbeit. Deshalb ist diese Anordnung günstiger, als die vor Eintritt in den Verdichter, weil dann der Lader ein größeres Volumen bewältigen muß.

[0036] Der Stand der Technik stellt Mittel zur Verfügung, um die Beheizung optimal den jeweiligen Bedürfnissen, dem Arbeitsbereich des Motors und den Umgebungsbedingungen anzupassen. So wird man z.B. beim Start höher aufheizen und später beim erwärmten Motor die Beheizung zurückfahren und überhaupt so auslegen, daß man in den Hauptarbeitsbereichen darauf verzichten kann. Das ist eine Frage der Abstimmung des Gesamtaggregats, wobei es auch von Bedeutung ist, daß die Beheizung durch direkte Flamme und deren Feuergase wenig aufwendig ist.

[0037] Es ist leicht nachzuweisen, daß diese direkte Aufheizung der Ladeluft durch heiße Feuergase keine wesentliche Störung des Luftverhältnisses oder bedeutende Energieverluste verursacht :

Bei einem Luftverhältnis von 2 wird für 1 kg Brennstoff im Motor ca 28,6 kg Luft benötigt. Um diese Luftmenge um 1₀₀° zu erhitzen, sind 72o kcal erforderlich, also ca 72 g Dieselöl, welche ihrerseits zur Verbrennung 1 kg Luft benötigen, also 3,5% der Arbeitsmenge, so daß das Luftverhältnis sich auf 1,93 ändert - was zu vernachlässigen wäre!

[0038] Die zusätzliche Erwärmung ist im Schluckliniendiagramm des Motors Fig.3 zu berücksichtigen. Darin sind 7 die Schlucklinien des Motors bei verschiedenen Drehzahlen, 8 die jeweiligen Spülluftanteile, 9 die Durchsätze unter Berücksichtigung einer von p_l = 1 bar abfallenden Beheizung der Ladeluft. 1o ist die Ladelinie bei Voll-, 11 die bei Teillast, 12 die Laderkennlinie bei dessen maximaler Drehzahl. Die darunter liegenden verlaufen drehzahlproportional par-allel dazu.

[0039] Da man kaum unter ein Motorkompressionsverhältnis von 7:1 gehen wird, um noch einen günstigen thermodynamischen Wirkungsgrad zu behalten, kann mit einer Ladeluftverdichtung um 2,5 bar gerechnet werden, ohne die maximalen Verbrennungsdrücke in einem Ottomotor zu überschreiten, sofern man ein entsprechendes Einspritzgesetz für den aufgelade_- nen Niederdruck-Dieselmotor verwendet. Dieser Ladedruck aber ergibt bei günstigen Umgebungsbedingungen bereits eine genügend hohe Ladelufttemperatur, so daß eine zusätzliche Heizung schon im Teillastbereich entfallen kann. Damit Ändern sich die Motorschlucklinien nicht im entscheidenden Bereich gegenüber den üblichen Werten. -ie sichtbare Verringerung der Durchsatzmenge durch die Aufheizung aber ist ohne Belang im Anfahrbereich und während des unteren Teillastbetriebes, da dort sowieso mit erheblichem Luftverhältnis gefahren wird.

[0040] Es wurden bisher vorwiegend die Eigenschaften erörtert, welche die Kombination von Niederdruck-Dieselmotor + Ladeluftheizung + Rotationsschwinglader zu einem optimalen Triebwerk besonders für PKW machen. Diese Sonderstellung wird einesteils durch die Verbindung der jeweils vorteilhaften Eigenschaften von Otto- und Dieselmotoren erreicht, anderenteils aber durch die Fähigkeit des Rotationsschwing- l_Aders, Aufladung vom Start an und im Leerlauf zu ermöglichen, beliebig hohe Ladedrücke zu fahren, sich ohne we- _sentliche Verluste den motorischen Bedingungen im gesamten Arbeitsbereich anzupassen, hohe Luftverhältnisse und damit günstiges Abgas zu bringen und ganz im Gegensatz zu allen anderen Aufladeverfahren auch bei Teillast vorteilhafte Kraftstoffverbrauchswerte zu gewährleisten. Wichtig ist dabei auch die Eigenschaft, ohne merkliche Verzögerung und ohne daß prekäre Betriebszustände, wie z.B. Überschreitung der Rauchgrenze, entstehen, vom Leerlauf zur Vollast den Motor optimal zu versorgen.

[0041] Gerade aber diese Vorzüge sind nicht gegeben und es bedeutet ein schweres Handicap, wenn man, anstatt den Niederdruck-Dieselmotor mit einem Rotationsschwinglader aufzuladen, die Ladeluftheizung dabei mit einer der bekannten Aufladeeinrichtungen, z.B. Abgasturbolader oder Druckwellenmaschine Comprex kombiniert.

[0042] In der Tat kann bei Anwendung der Ladeluftheizung auch mit jedem normalen Abgasturbolader und auch ohne zusätzlichen elektromotorischen Antrieb des Ladeaggregates ein niedrig komprimierender Dieselmotor, der bei Abgasturbolader und Comprex ja als Saugmotor starten muß, in Gang gesetzt und gefahren werden.

[0043] Bei einem Verdichtungsverhältnis von z.B. 9:1 genügt bereits eine Aufheizung der Ladeluft um ca 100°, um mit ^oi-cherheit die Zündtemperatur des eingespritzten Brennstoffs zu erreichen. Das heißt, man könnte jeden mit Abgasturboaufladung versehenen PKW-Dieselmotor optimal niedrig komprimieren lassen und beseitigt damit die bisherige Schwierigkeit, daß der normale Saugmotor bei späterer Aufladung viel zu hohen Verbrennungsdrücken mit allen ihren unangenehmen Folgen ausgesetzt ist.

[0044] Es sollte jedoch bemerkt werden, daß eine solche Anwendung bei PKW oder anderen Landfahrzeugen, deren Betrieb eher die Zugkrafthyperbel erfordert, nicht zu optimalen Ergebnissen etwa vergleichbar der Anwendung eines Rotationsschwingladers führt, da nur diese nach dem Verdrängerprinzip arbeitende Maschine sich harmonisch dem Kolbenmotor anpaßt. Dagegen ergeben sich bei Verwendung eines Abgasturboladers folgende Anpassungsschwierigkeiten, je nachdem man die Aufheizung der Ladeluft vor oder nach dem Turboverdichter vor-oder nach dem Turboverdichter vornimmt :

Bei Heizung vor dem Verdichter wird das Ansaugvolumen vergrößert, also die Durchsatzmenge des Motors reduziert, was seine Schlucklinien im Arbeitsfeld des Verdichters verschiebt. Es entstehen aber keine Schwierigkeiten durch die lυmpgrenze des Verdichters.

[0045] Bei Heizung nach dem Turboverdichter dagegen würde der Motor gegenüber der Förderung von Luft entsprechend den Umgebungsverhältnissen mit rückwirkender Erhöhung des Ladedrucks reagieren, was leicht zum Überschreiten der Pumpgrenze führt.

[0046] In jedem Fall ist die Luftfüllung der Motorzylinder reduziert und es müssen besondere Maßnahmen getroffen werden, um beim Übergang vom Leerlauf zum Arbeitsbereich nicht die Rauchgrenze zu überschreiten. Die Beschleunigung für Landfahrzeuge wird reduziert sein. Dagegen wäre das Verfahren bei Schiffen und Flugzeugen anwendbar, da deren Propellerkurve in der Leistung langsam ansteigt, so daß ein Abgasturbolader Zeit hat, sein Verhalten den Bedingungen des ^Vollastbetriebes anzupassen.

[0047] Fig. 4 zeigt das Ausführungsbeispiel für einen Niederdruck-Dieselmotor mit Abgasturbolader und einer Ladeluftheizung nach dem Erfindungsvorschlag. Der Motor springt ohne wesentliche Verzögerung an, wenn die Flamme 15 rechtzeitig mit der Betätigung der Starteinrichtung gezündet wird.

[0048] In Fig. 4 ist 1 der aufzuladende Niederdruck-Dieselmotor, 13-14 der Abgasturbolader mit der Abgasturbine 13 und dem Turboverdichter 14, 15 die Heizflamme mit der automatischen Zünd- und Reguliereinrichtung 16, welche ihre Steuerimpulse durch die Kontrolleinrichtung 17 erhält. 18 ist die regulierbare Brennstoffpumpe für die Flamme 15.

[0049] Etwas ausführlicher sei der eigentliche Erfindungsvorschkag an Hand von Fig. 5 als Zusammenfassung der bisherigen allgemeinen Beschreibung mit der Anwendung eines Rotationsschwingladers beschrieben : Der Rotationsschwinglader 19 in Fig. 5 versorgt den in seinem Kompressionsverhältnis zweckmäßig angepaßten Verbrennungsmotor nach dem Dieselverfahren 1 mit Ladeluft. Diese wird durch die Fl_am-me 15 durch direkte Wärmeübertragung und durch Vermischung mit deren Feuergasen beheizt. Eine Zünd- und Kontrollanlage 16 nach dem ^btand der Technik steuert diesen Vorgang, wobei die Heizungsintensität je nach den Bedürfnissen sicherer Zündung und nicht unnötig hoher Temperatur nach Kontrolle etwa über Wärmefühler 17 geregelt wird. Die Flamme 15 wird durch die Brennstoffpumpe 18 gespeist. 2o ist die zeitweilige mögliche treibende Verbindung zwischen Motor und Rotationsschwinglader während des Startvorganges. Diese Verbindung ist bei 2-Takt-Motoren unentbehrlich und Stand der Rotationsschwingl_adertechnik.

[0050] Anstelle der Flamme 15 kann auch z.B. eine elektrische Widerstandsheizung oder ein Flammenbogen angeordnet werden.

[0051] Möglich ist auch die Beheizung der Ladeluft durch ein nicht dargestelltes Heizregister, welches zum Start fremd beheizt werden muß, während nach dem Start des Motors die Beheizung des Registers durch Motorabgase erfolgen sollte.

[0052] Auch eine direkte Zumischung heißer Motorabgase - nach einem anders eingeleiteten Start des Motors - zur Ladeluft ist ohne zeichnerische Darstellung nach dem Stand der Teehnik verständlich.

[0053] Die Vorteile des Niederdruck-Dieselmotors nach der Erfindung in der optimalen Kombination mit einem Rotationsschwinglader kommen besonders eindrucksvoll zur Geltung, wenn man sie im Zusammenhang der Verwendung einer solchen Einrichtung zum Antrieb eines hochmotorisierten Fahrzeuger, z.B. eines PKW, betrachtet.

[0054] Man kann dann das zwischen Fahrzeug und Motor benötigte Getriebe als Föttinger-Wandler ausbilden, dem auch ein sogenannter Berggang nachgeschaltet werden könnte. Es könnte aber auch entsprechend dem Stand der Wandlertechnik selbstverstärkend sein, wie bei einem Rieseler-Getriebe und sogar den Rückwärtsgang durch Umkehrung der Funktion von Lauf- und Leitrad integrieren.

[0055] Dabei können die für den Umlauf des Wandlerbetriebsmediums vorhandenen Zahnradpumpen auch zum verschleißlosen Bremsen dienen.

[0056] Die Verhältnisse werden optimal, wenn dieses Föttinger-Getriebe einen Trilok-Wandler enthält, dessen Kupplungspunkt dem maximalen Motordrehmoment möglichst gut entspricht.

Ansprüche

Verbrennungsmotor nach dem Diesel-Verfahren, dem eine Ladeeinrichtung mit Ausnutzung der Abgasenergie, vorzugsweise ein Rotationsschwinglader nach dem Europäischen Patent o o12 329 als freifahrendes Lade_aggregat, jedoch besonders bei einem 2-Takt-Dieselmotor auch mit treibender Verbindung zum Motor, Ladeluft unter Druck mindestens in gewissen Arbeitsbereichen des Motors zuführt und bei dem das Kompressionsverhältnis so weit abgesenkt ist, daß auch unter Berücksichtigung der Kompressionswärme der Ladeluft beim Kompressionshub des Motors die für das Zünden des eingespritzten Kraftstoffs notwendige Temperatur mindestens bei ungünstigen Umgebungsverhältnissen, beim Anfahren und bei Teillast nicht erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeluft vor Eintritt in die Arbeitszylinder des Motors in den kritischen Gebieten zusätzlich durch eine Wärmequelle im Ladeluftstrom aufgeheizt wird.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Wärmequelle um eine verlustarme Heizung bei direkter Vermischung der Ladeluft mit Feuergasen eines Verbrennungsvorganges handelt.

Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizung der Ladeluft durch eine von Elektrizität gespeiste Wärmequelle, Flammenbogen oder Glüheinrichtung erfolgt. ,

Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Stand der Technik ausgebildetes Kontrollorgan vorgesehen ist, welches Zünden und Wirksamkeit der Heizeinrichtung überwacht und regelt.

Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beheizung der Ladeluft anstelle des normalerweise benutzten Motorkraftstoffes ein leichter entzündliches Medium, z.B. ein Flüssiggas benutzt wird.

Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Ladeluftbeheizung mit dem Startvorgang des Motors gekoppelt ist, wobei eine Voreilung sowie eine Sicherung bei Versagen der Heizung vorgesehen ist.

Einrichtung nach Anspruch 1, vorzugsweise als Niederdruck-2-Takt-Dieselmotor, dadurch gekennzeichnet, daß beim Start und in den Bereichen, in denen die Energie der Motorabgase auch bei Zusatzheizung für den wirkungsvollen Betrieb des Rotationsschwingladers nicht ausreicht, eine treibende Verbindung Zwischen Rotationsschwinglader und Motor besteht, welche automatisch ausgeschaltet werden kann, sobald Freifahren des Laders möglich wird.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die als Antrieb in einem hochmotorisierten Fahrzeug, vorzugsweise in einem PKW verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ihr als Getriebe zwischen Motor und Fahrzeug ein solches mit hydrodynamischem Wandler, mit oder ohne Berggang nachgeschaltet ist, wobei der Wandler der Trilok-Bauart entspricht und so ausgelegt ist, daß sein Kupplungspunkt etwa dem höchsten Motordrehmoment entspricht.

Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der hydrodynamische Drehmomentwandler allein das komplette Fahrzeuggetriebe darstellt, bei dem auch der Rückwärtsgang durch Umkehrung der Funktion von Lauf- und Leiträdern integriert ist, während die für den Umlauf des Wandlerbetriebsmediums vorhandenen Zahnradpumpen gleichzeitig als verschleißlose Bremsen eingesetzt werden können.

Zeichnung