Tuerkische president mit robotar 24.11.2.004
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erst
in der Hi tec
habe ich Befriedigung gefunden
nicht in die Bio-socken 1
Initiativkreis Druckzellen-Motor
P r e s s u r e C e l l E n g i n e I n i t i a t i v e
_
Maschinenbauing. J. Reitz;
Prof. Dr. U. Arns;
Stud. Prof. H. Kohler;
Dipl.-Ing. (FH) M. Mäthner;
Prof. Dr. H. Müller;
Dipl.-Ing. W. Schelling; Prof. H. Windisch
Ist der Hubkolbenmotor überholt?
Vorstellung des Druckzellenmotors an der Fachhochschule
Heilbronn
10. März 2003
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:2
Programm (1)
Einleitung
_ Vorstellung der Referenten
Wie funktioniert der DZM?
_ Prof. Herbert Windisch iaf- FHHN
Was kann der DZM?
_ Kraftstoff-Vielfalt und
–Verbrauch,
Anwendungsmöglichkeiten
_ Maschinenbauing. Johannes Reitz
Der DZM und seine Konkurrenz.
_ Vergleiche: Hubkolbenmotor
und H2-Brennstoffzelle
_ Prof. Dr.-Ing. habil. Herbert
Müller
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:3
Programm (2)
DZM – Entwicklungsstand und Planung.
_ Dipl.-Ing. Werner Schelling
Fragen und Diskussion
Stehimbiss + Einzelgespräche
Einladung des VDI
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:4
Wie funktioniert der DZM?
Prof. Dipl.-Ing.
Herbert Windisch
geb. 26.11.1949 in Töging a. Inn
1979 Abschluss Maschinenbaustudium Uni Kaiserslautern
Bis 1981 Assistent am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen
Prof. May
Uni KL
1981 -1991 Mitarbeiter in der Motorenentwicklung der AUDI AG
Neckarsulm im Bereich: mechanische Funktion; Dauerhaltbarkeit;
Motorenprüfstände.
Seit 1991 Professor an der FH Heilbronn
Lehrgebiete „Thermodynamik und Kolbenmaschinen“.
seit 1997 Leiter des Instituts für angewandte Forschung iaf der
FH Heilbronn
Forschungsschwerpunkt: Thermomanagement und Verbrauchseinsparung
durch tribologische Maßnahmen im
Bereich Motormechanik.
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:5
Wie funktioniert der
Druckzellenmotor
DZM? 
Prof. Herbert Windisch
Institut für angewandte Forschung
Fachhochschule Heilbronn
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:6
Wie funktioniert der
Druckzellenmotor DZM?
Der Druckzellenmotor arbeitet wie der 4-Takt-
Hubkolbenmotor mit:
1. Ansaugen
2. Verdichten
3. Isochore Verbrennung
4. Expansion
5. Ausschieben
Für den DZM ist genau wie für den Ottomotor der
thermodynamische Vergleichsprozess des
Gleichraumprozesses die Basis!
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:7
Wie funktioniert der
Druckzellenmotor DZM?
η
εκ
th,v = − − 1
1
1
Volumen Minimales
Volumen Maximales
=
+
=
c
c h
V
V V
ε
κ Isentropenexponent
Hubvolumen
Vc Vh+Vc
Expansion
Gaswechsel
Isochore
Verbrennung
Verdichten
Die Prozesseffizienz des
Gleichraumprozesses
errechnet sich:
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:8
Warum dann einen anderen Motor?
Der Druckzellenmotor ist aus der Kenntnis eines
Konstrukteurs von Hubkolbenmotoren entstanden,
dass der Hubkolbenmotor
einige gravierende Mängel hat, die es
zu überwinden gilt.
Der wichtigste Schritt dabei ist die
Trennung der Einzelfunktionen in
separate Funktionseinheiten:
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:9
Druckzelle
Das Prinzip „Druckzellenmotor“
Brenner
Die Summe korrespondierender K- und
E-Zellvolumina ist bei jedem Drehwinkel konstant.
Je 60 Zellen;
Synchronlauf
der Zellräder
Ansaugen
Verdichten
Maximales
Zellvolumen
Minimales
Zellvolumen
Expansions-Zellenrad
Expandieren
Ausschieben
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:10
Gas ausstoßen
Gas ansaugen
Expansions-
Zellenrad,
ungekühlt
Expansion
erzeugt Drehbewegung
Kontinuierlich beheizte
Druckzelle,
wärmeisoliert
Wärmezufuhr
durch Kraftstoff-
Verbrennung
Kompressions-
Zellenrad
gekühlt
Hubkolben in
gekühltem
Zylinder „macht
alles“
(Schnellverbrennung)
(externer, geregelter Katalysator zur Abgas- Nachbehandlung)
Gas verdichten
Drehzellenmotor
(3 Funktionseinheiten)
Otto-Motor
(1 Multifunktionskomplex)
Grundfunktion
Unterschiede zum Ottomotor
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:11
Die konstruktive Umsetzung überwindet
die Grenzen des Hubkolbenmotors
Die Verdichtung findet in einem kontinuierlich
rotierenden Zellenrad statt!
Lufteintritt
Luftaustritt
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:12
Die konstruktive Umsetzung überwindet
die Grenzen des Hubkolbenmotors
Die Verdichtung findet in einem kontinuierlich rotierenden
Zellenrad statt!
Das heißt:
_ Keine oszillierenden
Massenkräfte und freie Momente
_ Dadurch höhere Drehzahlen
möglich
_ Variables
Verdichtungsverhältnis
_ Teillast durch erhöhen des Verdichtungsverhältnisses
_ Verdichterrad ist keinen
Verbrennungsgasen ausgesetzt
_ Materialien können für diese
Funktion optimiert werden
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:13
Die konstruktive Umsetzung überwindet
die Grenzen des Hubkolbenmotors
Die Verbrennung findet in der separaten
Druckzelle mit einer kontinuierlich
modulierend brennenden Flamme statt.
Das heißt:
_ Keine extrem kurze
Gemischbildung
_ Geringe Anforderungen an den
Kraftstoff, da
kontinuierliche Gemischaufbereitung
_ Multi-fuel fähig
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:14
Anordnung mit Druckzelle
Druckzelle:
ca. 50 bar
1000 – 1400 K
Absperrventile im Stand
Die Verbrennung findet in der Druckzelle mit einer
kontinuierlich modulierend brennenden Flamme statt.
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:15
Die konstruktive Umsetzung überwindet
die Grenzen des Hubkolbenmotors
Die Verbrennung findet in der separaten Druckzelle als
kontinuierlich modulierend brennende Flamme statt.
Das heißt:
_ Sehr gute und vollständige Verbrennung
da viel Zeit dazu
vorhanden ist.
_ Geringe Ansprüche an den
Kraftstoff.
_ Von Biogas, Deponiegas bis
Alkohole, Pflanzenöle und
aufbereitete tierische Fette alles verwertbar.
_ Externe Verbrennung oder
Solarbetrieb denkbar, je nach
Anwendung und geforderter Dynamik.
_ Echte Gleichraumverbrennung
(Zellensynchronisation)
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:16
Korrespondierende Zellen und
Druckausgleich mit Druckzelle
Wenn eine Zelle im Verdichter mit einem bestimmten
Volumen gerade vor dem Öffnen zur Druckzelle steht,
hat sich gerade eine gleich große Zelle im Expansionsrad
Gefüllt. Das Volumen der Druckzelle ist konstant.
Masseelement ∆m
Vor Zutritt nach Zutritt
1)
2)
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:17
Die konstruktive Umsetzung überwindet
die Grenzen des Hubkolbenmotors
zur Verbrennung weitere Aspekte:
Vermutlich wenig aufwändige Abgasnachbehandlung nötig da:
_ Verbrennung mit hohem
Luftüberschuss
_ Vollständige Verbrennung, da
lange Verweildauer in der heißen
Atmosphäre. Das bedeutet geringste HC- und CO- Werte.
_ Geringe NOx-Werte da
„niedrige“ Temperaturen ca. 1000 °C
wegen der Festigkeit der Druckzelle nicht überschritten werden.
_ Bei Absperren der Druckzelle
ist ein Halten des Druckes in der
Druckzelle möglich und damit ein Anfahren mit vollem Moment.
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:18
Die konstruktive Umsetzung überwindet
die Grenzen des Hubkolbenmotors
Die Expansion findet ebenfalls in einem kontinuierlich rotierenden
Zellenrad statt, das auf der selben
Welle wie das Verdichterrad
sitzt!
Das heißt:
_ Größeres Expansionsverhältnis
als bei Verdichtung möglich, das
bedeutet bessere Energieausnutzung und damit kühleres
Abgas.
_ Im Schiebebetrieb steht das
Expansionsrad (Freilauf)
_ Verdichterrad macht
Motorbremse (Freilauf)
_ Kein Thermoschockbetrieb
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:19
Brennzellen-Dauerfeuer (... s ...)
versus Otto-Schnellverbrennung (ms)
Vergleich bei 6000 Umdrehungen pro Minute (oder 2U in 20 ms)
Prozesse
pro Zellradpaar pro Zylinder
0 5 10 15 20 ms Zeit
1,6ms
Ansaugen
Verdichten
Expandieren
Ausstoßen
Zünden & nden &
Verbrennen Verbrennen
120 x Ausstoßen
120 x Expandieren
20 ms – Ausschnitt aus kontinuierlicher
Verbrennung
120 x Verdichten
120 x Ansaugen
Otto-Viertaktmotor (1 Zylinder)
DZ-Motor (60 Zellen pro Zellrad)
0 5 10 15 20 ms Zeit
Ort:
Hubkolben
im
Zylinder
Ort:
Kompressions-
Zellrad
Brennzelle
Expansions-
Zellrad
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:20
Vielen Dank für ihre
Aufmerksamkeit
zur Funktion des DZM !!!
doch
Was kann der DZM?
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:21
Was kann der DZM?
Maschinenbauingenieur
Johannes Reitz
Geboren am 11. April 1925 in Parchim (Mecklenburg).
Schulabschluss 1943,
Kriegsmarine, U-Boot-Fahrer bis 1945.
1946 Ingenieurstudium in Wismar.
Ab 1949 bei Audi in Zwickau;
immer mitten in der Motorentechnik:
KS, OPEL, NSU-Wankel, DOLMAR.
Selbständig ab 1977, Firma iRM
Antriebstechnik GmbH, Leingarten,
geschäftsführender Gesellschafter bis 1993.
Ständiger Unruhestand!
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:22
Der DZM und seine Konkurrenz.
Prof. Dr.-Ing. habil.
Herbert Müller
geb. 4.8.1940 in Leipzig
1960 Chemie- Ing. Fachschule Magdeburg
1968 Dipl.-Ing. (Wärmetechnik) TH Magdeburg (im Fernstudium)
1975 Promotion zum Dr.- lng. TH Wismar
1980 Habitilation zum Dr.- lng. habil.
1960 - 1964 Industrietätigkeit in Energieversorgungsbetrieben.
ab 1964 bis heute Hochschullehrer für Thermodynamik und die
darauf
aufbauenden Energietechnikfächer.
1980 Berufung zum HS Dozenten
1992 Berufung zum Professor an die HS Wismar
seit 1970 bis heute kontinuierliche Forschungstätigkeit auf dem
Gebiet der
Konstruktionswissenschaft/Kreativitätsmethodik ; rationellen
Energieanwendung vorwiegend zu integrierten Energiesystemen
10 Patente
10.3.2003 Vorstellung DZM FHHN Folie:23
DZM – Entwicklungsstand und Planung
Dipl.-Ing.
Werner Schelling
Geschäftsführer der Beratungsfirma: USE plus
Geboren 1940 in Bietigheim-Bissingen.
Studium Elektrotechnik/ Nachrichtentechnik in München, Abschluss
1966
als Dipl.-Ing.
Über 30 jährige Ingenieur- und Manager-Erfahrung
in der Mikroelektronik-
Industrie. Dabei überwiegend markt- und kundennahe Tätigkeiten
mit
internationaler Ausrichtung, von der Produktentwicklung,
Produkt-
Marketing, Produkt-Management bis hin zur verantwortlichen
Konzeption
der Unternehmensstrategie und der Leitung eines Geschäftsfeldes.
Seit 1999 selbständiger Unternehmensberater insbesondere für die
Themenkomplexe Strategie und High-Tech.
Im September 2002 Mitglied der Initiativgruppe Druckzellenmotor.
DRUCKZELLENMOTOR http://wiv.vdi-bezirksverein.de/1Windisch.pdf http://194.245.72.114/fragantua190204.pdf
Computerfuhrerschein- ECDL - Europäischer Computer Führerschein Europa
http://www.praeastronautikwelt.de.tf/Präastronautikwelt
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