Neuer Antriebsmotor (Tangentialkolbenmaschine / Motor (TKM))
Hallo Mitbegeisterte im "motor-talk".
Da z.z: alle von der Energiewende sprechen, unsere Verbrennungsmotoren aber immer noch max. nur 35% der im Kraftstoff vorhandenen Energie auf die Straße bringen, wird es Zeit ein neues Verbrennungsmotorenkonzept auf die Füße zu stellen. Es handelt sich um ein Konzept zwischen "Otto", "Sternmotor mit drehenden Zylindern" und "Wankel", bei dem die Vorteile übernommen, und die Nachteile eliminiert werden.
Energieeffizienter Viertakt-Verbrennungsmotor mit Gegenkolbenprinzip, ohne Kurbelwelle und ohne Nockenwelle. Auch als Druckluft-, Wasserdruckmotor möglich.
Alle unseren Hubkolbenmotoren in unseren Autos (außer Kreiskolbenmotor) arbeiten mit dem veralterten Prinzip der Dampfmaschine mach WATT (von Herrn OTTO genial um zwei Takte erweitert). Aber wir haben immer noch EINEN beweglichen Kolben in einem ortsfesten Zylinder, dazu Pleuel und Kurbelwelle. Der Herr Wankel hat weitergedacht (alles dreht sich, keine hin-und her- Bewegung der Massen).
Für eine Explosion eines Gemisches bzw. Expansion eines Mediums (Druckluft, Dampfdruck, Wasserdruck) ist die Zylinderform die zweitbeste Raumform (nach der Kugelform) um eine Volumenausdehnung in eine lineare Bewegung und später in eine Rotationsbewegung umzuwandeln. Außerdem ist die Zylinderform die einfachsten um hohe Drücke abzudichten.
Ausgangssituation
Punkt 1) Nachteil Hubkolbenmotor: Oszillierende Massen der Kolben und Pleuel. Kurbelwelle und Nockenwelle mit Nockenwellenntrieb sind erforderlich. Nachteil Wankelmotor: Spitzwinkelige Verbrennungsräume und Abdichtungsprobleme beim Brennraum, dadurch unsaubere Verbrennung.
Punkt 2) Unsere PKW haben alle ein Getriebe, eine Kupplung und einen Antriebstrang die ÜBERFLÜSSIG sind. Die Kraftverluste durch Reibung und damit Wärme sind enorm.
Lösung
Es gibt einen Verbrennungsmotor an Bord, der hocheffizient ist, auf geringem Raum hohe Energiedichte hat, und ausschließlich dazu da ist, um mittels Generator elektrische Energie zu erzeugen. Von hier aus gehen 4 Kabelstränge in die Radnaben, in denen sich Elektromotoren befinden. (Prinzip dieselelektrische Lok). Eine mechanische Verbindung Verbrennungsmotor-Antriebsräder GIBT ES NICHT. Es gibt eine viel kleinere Elektrobatterie, als die in den heutigen Elektroautos, für die Fahrt in der City. Für die Überlandfahrt (Australien, Sibirien, Canada in der Nacht) gibt es ausreichend Wärme, Kühlung, Lichtenergie. Der Verbrennungsmotor dreht immer im optimalen Drehzahlbereich, und braucht nicht an jeder Ampel von 4.000 u auf 750 u herunterfahren (Schwungmassen sogar erwünscht.
Da zum Abbremsen eines Autos von 100 auf null die gleiche Energiemenge benötigt wird wie für die Beschleunigung von null auf 100
- Wind und Reibung unberücksichtigt- (es gibt noch Busse mit Schwungrädern), wird hier mit den Elektromotoren gebremst (Wirbelstrom). Diese Bremsenergie verpufft nicht (heisse Bremsscheiben), sondern lädt die Batterien auf. Konventionelle Bremsanlagen sind tatsächlich fast überflüssig.
Bei E-Motoren wird gänzlich auf Getriebe, Kupplung und Antriebstrang verzichtet. Ein E-Motor hat bei 10 Umdrehungen fast das selbe Drehmoment wie bei 1000 Umdrehungen.
Die Neuheit
Ich kenne das Jo-mobil aus Russland mit Gasantrieb (kein Wankel, sondern ein Ringkolbenmotor), und den Prototyp Audi A1 e-tron mit Wankelmotor. Beide Range-Extender.
Der Tangentialkolbenmotor (TKM)ist gänzlich neu. Sein neuartiges Zwangssteuerungsgetriebe (Desmodromik) Bauart Witt besteht aus drei gekoppelten Planetengetrieben, bei denen in zwei Ebenen die Planetenräder exzentrisch gelagert sind. Dadurch sind die Hohlräder so angepasst, das die Zahnlinie die Form einer verkürzten Hypozykloide erhält. Erst die heutigen EDV-Programme und CNC-Fräsmaschinen machen es möglich "unrunde Zahnräder" (Hohlräder Planetengetriebe Bauart Witt) zu fertigen. Ergebnis: Raumsparende Zwangssteuerung, kompakte Bauweise, hohe Energiedichte. Der TKM besitzt pro Zylinder, der zu beiden seiten offen ist (kein Zylinderkopf ) zwei Kolben. Das heißt es wird die doppelte Fläche "weggedrückt.
Reifegrad der Idee
Da man anhand von Zeichnungen keine Bewegungen innerhalb von Bewegungen erklären kann, wurden drei Bewegungsablaufmodelle erstellt, und zwei Videos gedreht.
http://www.youtube.com/watch?...
Es ist erforderlich, dass Simulationsprogramm durchgeführt wird, und ein Prototyp gebaut wird.
Marktpotenzial
Dazu einige Fragen: Gibt es genug "seltene Erden" für große Batterien, um alle 10 Jahre 1.000.000.000 Elektrofahrzeuge zu bauen? Wie sieht die CO2-Bilanz für 1.000.000.000 Elektroautobatterien aus? Wie lange dauert eine Individualfahrt von Hamburg nach München in der Nacht im Winter?
Als Ergebnis kommt ein Elektroauto mit einer kleinen Batterie für den Stadtverkehr und einem effizienten Verbrennungsmotor in Frage, bei dem der längst überflüssige Antriebstrang nebst Getriebe und Kupplung entfällt.
Da das Konzept für den TKM völlig neu ist, sind die Entwicklungs/Investitionskosten hoch, dafür die Ertragschancen aber gewaltig.
Marktrelevanz
Da man bei diesem Konzept sowohl das Straßennetz als auch das Tankstellennetz ohne Veränderungen nutzen kann (Außer der TKM wird als Wasserstoffverbrennungsmotor konzipiert), ist die Marktrelevanz enorm. Es würde einen Entwicklungsschub in vielen Bereichen geben, was zu neuen Arbeitsplätzen führen würde. Die Getriebeindustrie selbst würde nicht wegfallen, da der TKM eine Zwangssteuerung haben muss. Eine ausgeprägte Elektroautobatterieindustrie gibt es noch nicht. Recyclingprobleme gibt es definitiv nicht. Es gibt keine revolutionäre Umbrüche im Verhalten der Autofahrer. Also für alle eine Win-Win Situation.
Auswirkungen durch dieses Konzept
Der Energieverbrauch an fossilen Energien geht (ist es wirklich gewollt?) kurzfristig runter.
Geringerer Verbrauch an (in Deutschland nicht vorhandenen) seltenen Erden.
Bieben die Patentrechte und mögliche Nach-Patente in Deutschland, sind sowohl Arbeitsplätze als auch Renten und Sozialbeiträge auf Jahrzehnte gesichert.
Die CO2-Bilanz für die Herstellung und die Benutzung sinkt definitiv.
Schlussbemerkungen
Es sind enorme Anstrengungen und Aufwendungen erforderlich, da es sich um eine neue Technologie handelt.
Die Grundlagenforschung in Uni´s und Forschungsinstituten ist erforderlich.
Die Idee MUSS meinerseits aus der Hand gegeben werden, da ein einzelner die Entwicklungskosten nicht tragen kann.
Nachtrag
Jetzt raucht mir aber der Kopf.
Ach ja, Beschreibung und Zeichnungen unter "magnet motor forum" und da unter "sonstiges" und da unter "Tangentialkolbenmotor
Beste Antwort im Thema
Zitat:
Original geschrieben von Ringkolbenmaschine
Vergleichbar mit der Drehzahl von 6000 U eines Kurbelwellenmotors würde der TKM 1500 U haben. (Leistung nicht ermittelt, nur Bewegungsmuster bekannt).
Verstehe ich das richtig, der 'Ring' an dem die Zylinder.... befestigt dreht sich mit 1500 1/min (also 25 mal pro Sekunde) um die Abtriebswelle? Ich weis ja nicht von welchen Massen, bzw. von welcher Baugröße Du bei Deiner Maschine ausgehst. Dir muss doch klar sein, dass in dem System eine gewaltige Rotationsenergie steckt. Neben Knackpunkten wie der Lagerung dieses 'Schwungrades' oder den Fliehkräften auf Kolben und Zylinder bzw. auf den eingebrachten Kraftstoff hätte ich auf den ersten Blick gewisse Sicherheitsbedenken, erst recht in einem bewegten Fahrzeug.
Zitat:
Original geschrieben von Ringkolbenmaschine
Dieses Bewegungsmuster ist verwendbar für:
- Wassermotor (um Strom zu erzeugen)
- Wasserpumpe ( um überschüssigen Strom zu speichern)
- Dampfmotor
- Druckluftmotor
- Kompressor
In der Königsdisziplin des Maschinenbaus Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung
- Zweitaktmotor (hier ist es möglich die Hübe und die Zeiten für Einlasskolben und Auslasskolben unterschiedlich zu definieren)
- Viertaktmotor (hier aber nur als Range Extender, der mit konstanter Geschwindigkeit Strom "on Board" erzeugt, der in Echtzeit verbraucht wird).
Zu beachten ist, dass in allen Fällen Doppelkolbenprinzip vorhanden ist.
Es ist ja jedem klar, dass Du, als jemand der sich scheinbar beruflich mit Strömungsmaschinen beschäftigt, versuchen möchtest die Vorteile einer Strömungsmaschine mit den Vorteilen einer Kolbenmaschine zu verbinden. Aufgrund der grundlegend unterschiedlichen Charakteristika beider Maschinentypen ist dies allerdings nicht möglich. Selbst dort wo diese beiden Maschinen aufeinandertreffen (z.B. Turbolader an einem Hubkolbenmotor) treten gewaltige Probleme auf. Diese zu lösen hat Jahrzehnte gebraucht. Häufig ist es auch so, dass sich Ingenieure, die sich mit der Entwicklung des Hubkolbenmotors beschäftigen de facto keine Ahnung haben wie eine Strömungsmaschine funktioniert und umgekehrt. Deine Kenntnisse bzgl. dem Hubkolbenmotor und dessen Knackpunkten sind wohl eher rudimantärer Natur.
Dir muss doch klar sein dass es für stationäre Anwendungen (Wassermotor, Wasserpumpe, Dampfmotor, Kompressor...) Konzepte gibt, die von der Wirkungsgradseite her viel besser aufgestellt sind -> z.B. Strömungsmaschine. Zudem sind diese Konzepte recht einfach aufgebaut.
Das grundlegende Problem eines Zweitaktmotors sind die Emissionen. Aus diesem Grund entwickelt (abgesehen von Großdieselmotorenherstellern) kein größerer Pkw/Nfz-Hersteller einen Zweitaktmotor mehr.
Ein Doppelkolbenmotor ist absoluter Quatsch. Keine Vorteile vorhanden. Knackpunkte bis heute nicht gelöst!
Zitat:
Original geschrieben von Ringkolbenmaschine
Als professioneller Motorenbauer wäre ich nie im Leben auf die se Idee mit diesem Bewegungsmuster gekommen. Ich bin Quereinsteiger aus dem Wasseringenieurbau.Der erste Schritt war der Bau eines Bewegungsablaufmodells. (ein Bild sagt meht als 1000 Worte, ein bewegliches Modell zeigt mehr als tausend Bilder). Die Gedanken, die ich im Kopf hatte hätte ich nie Anderen erklären können.
Der zweite Schritt sind: Simmulationen erstellen, Prototyp konstruieren und bauen. Genau hier ist der TKM.
Das Planetengetriebe mit exzentrisch gelagerten Planetenrädern, und Hohlrädern mit der Zahnradlinie einer verkürzten Hypozykloide gibt es noch nicht und der kleine Ingenieur kann die wechselnde Steigung eines jeden Zahnes nicht mit dem Taschenrechner berechnen.
Es gibt mit Sicherheit zig professionelle Entwickler (Hubkolbenmotor oder Strömungsmaschinen), die schon ähnliche bzw. gleiche Konzepte erdacht hatten. Ich bin mir auch ziemlich sicher, dass es in der Vergangenheit bereits ähnliche Erfindungsmeldungen gab, die dann aber wieder aufgegeben wurden.
Wie in der Wissenschaft an sich gilt auch in den ingenieurswissenschaftlichen Disziplinen der Grundsatz, dass man seine Thesen/Behauptungen erstmal beweisen muss. Häufig kommt erschwerend hinzu, dass hierzu meist beachtliche Mittel aufzutreiben sind. Da diese Mittel nur in den seltensten Fällen zur Verfügung stehen wird ein Vorschlag/Erfindung daher erstmal zur Diskussion gestellt. Wenn ein Vorschlag dieser Diskussion nicht standhält gibts auch keine entsprechenden Mittel, das gilt für den TKM wie für jede andere Erfindung. So sieht nunmal die Wirklichkeit aus. Du kannst das so akzeptieren oder eben nicht. Auf eine Diskussion willst Du Dich scheinbar nicht einlassen. Ich kann beim besten Willen nicht erkennen, wie Du die vielen Knackpunkte am TKM lösen willst. Weiterhin hab auch ich nicht erkannt wo jetzt der Vorteil beim TKM liegen soll. Ich seh nur Nachteile zum heutigen Hubkolbenmotor.
Zitat:
Original geschrieben von Ringkolbenmaschine
Irgendwie widerspricht sich der Satz selbst. Es ist eine Theorie, die nicht bewiesen ist. Um sie zu beweisen muss man es bauen, und aus den Fehlern lernen. Oder gilt der Satz nicht mehr: Studieren geht über probieren??. Vielleicht sollten wir dahin zurück.
Wer nimmt denn hunderttausende Euros in die Hand und baut denn einen Motor der schon auf dem Papier nur Nachteile mit sich bringt? Wirkliche Vorteile kannst Du ja nicht mal selbst benennen.
Gruß
Vanilla299
173 Antworten
Neues vom Ringkolbenmotor / Tangentialkolbenmotor -Stop-
Rasante Verbreitung der Information über das mehrschichtige Planetengetriebe mit exzentrischen Planetenrädern in der Russischen Förderation -Stop-
Youtube sei Dank -Stop-
Grins -Stop-
Kommentar:
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(kyrilische Übersetzung nicht möglich)
VasiliyTulun vor 1 Tag
Sehr interessante Kinematik in Ihren Motor.? Ich denke, es wäre sinnvoll, ein Patent zu erhalten. Direkte Konvertierung eines diskreten Prozesses an der Fortbildung ist ein Durchbruch! Vielen Dank für ein gutes Video!
VasiliyTulun vor 1 Tag
MfG RKM -Stop-
Duke Engine
Auch ein "Verbrenner" mit Arbeitsteilung im Motorraum.
Mal schauen, wie DIE ihr Abdichtungsproblem (Explosionsdruck) zwischen Zylinder und Kopf (mit Kerze) lösen.
...hat der Tangentialkolbenmotor nicht...
MfG RKM
The möghlische Zukunft der ICE´s Grob 1/4 von volle Informationen
unter www.c-hcci-kohut.com constrained HCCI bedeutet mit plasma
unterstüzte, multiple point auto-ignition, aber nicht nir air-flow/uniflow/
ist merkwürdig auch was die perfecte kinetics betrift das ist auch Weltneuheit. Die Thermodynamik, Frische Luft gekühlten Kolben, in der
Zukunft das wird ein Muss sein, in der Motortechnology. 4 Typen alle konzeptiert auf "Power of Zero" Theory das ist ähnlisch wie Yin-Yang oder
"without a duality isn´t perfection" Das ist tiefgehend zur dark-matter,,dark-energy Tesla concept. Die Motoren die das EURO-VII Norm erfülen können,
die sind keine technischen Fragen. Das ist einfache Erkennungs Fäkigkeit
Mangel Sache. "Lack of the freedom, lack of the recognition ability"
Corporatism is a lack of the freedom speciality. Demagog dogmatism in der
sogenannte R&D Entwicklung business, die Beute und fette Gehalte für ????? Your BRAIN makes the decisions you THINK you make six seconds before you make them. "Paranormal? No, pure science... this is the mainstreaming the dogmatism.
Mazda gibt die Einstellung der Wankel Produktion bekannt, soviel fuer alternative Motoren...
Ähnliche Themen
Zitat:
Original geschrieben von Reachstacker
Mazda gibt die Einstellung der Wankel Produktion bekannt, soviel fuer alternative Motoren...
Hat auch einen (für Benzin, Gas und Diesel) ungünstigen Verbrennungsraum (unvollständige und dadurch unsaubere Verbrennung). Verhältnis Fläche zum Volumen semioptimal.
Beste Explosionsform: Kugel
Zweitbeste: Zylinder
Eigentlich schade um den "Wankel", weil die Arbeitsteilung in der Maschine optimal ist (Arbeitstakte in der Maschine verteilt). Außerden keine Kolben, die pro Arbeitsspiel vier mal die Richtung ändern müssen und keine Kurbelwelle und keine Nockenwelle und keine Ventile und... und...
Es wäre DAS Motörchen für Wasserstoff (wegen der hohen Explosionsgeschwindigkeit von H).
MfG RKM
Um ein bisschen von der "german Energiewendemisere" abzulenken, und weil Ferien sind, und weil HIER mal das Thema mit den Fliehkräften aufkam, und weil das hier ein Forum für alternative Antriebe ist, 2 links für den Zeitvertreib und zum relaxen.
http://www.youtube.com/watch?v=C6xX0zSvp7w&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=0jHRuEkvO8E&feature=related
MfG RKM
Sehr schöner motor...
Eine Blöde frage hab ich. Wie kommt der Sprit zum Motor?
Neue Motoren die funktionieren kriegen auch Geld. (english text) Der Erfinder ist ein gewisser Herr Peter Hofbauer der auch schon Diesel fur VW zusammen gebastelt hat. 😉
Gruss, Pete
Zitat:
Original geschrieben von wheeler565
Sehr schöner motor...Eine Blöde frage hab ich. Wie kommt der Sprit zum Motor?
Durch die hohle Achse
MfG RKM