Die Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr (IAV) in Berlin, die zu 50% zum Volkswagen-Konzern gehört, hat einen Dreizylinder-Dampfmotor als eine ideale Antriebsmaschine vorgestellt. Aufgrund der kaum meßbaren Abgase wird dieser Motor ZEE (Zero Emission Engine) genannt. Das Geheimnis dieses Antriebs liegt in der Porenbrennertechnik, die am Lehrstuhl für Strömungsmechanik in Erlangen entwickelt wurde. Energetischer Kern des Systems sind die Brenner für die Dampferzeugung, deren Leistung bei je maximal 36 kW liegt. In der Aluminiumschaum-Struktur verbrennt das Gemisch ohne sichtbare Flamme wie in einem thermischen Reaktor. Ein Gebläse liefert drehzahlabhängig die notwendige Verbrennungsluft. So genanntes Speisewasser wird mehrfach vorgewärmt, bevor es in den Dampferzeuger geht, der in einem geschlossenen Dampfkreislaufsystem arbeitet. Über die glühende Porenstruktur des Brenners wird die Energie an den Dampferzeuger weitergeleitet. Kurz vor dem oberen Totpunkt im Arbeitstakt strömt der Dampf in den Expansionsraum. Dieser ist im oberen Teil als Rohrwärmetauscher gestaltet und wird von einem eigenen Brenner auf konstant hoher Temperatur gehalten, so daß Dampftemperaturen von bis zu 900 Grad Celsius entstehen. Der Dampf wird mit bis zu 500 bar über einen Injektor eingespritzt. Die Dauer der Öffnungszeit des Injektors steuert die Dampfmenge und damit die Motorleistung, der expandierende Dampf treibt den Kolben nach unten. Die unverbranten Kraftstoffteilchen im Abgas sind nicht mehr nachweisbar. Da die klassische Ölschmierung wegen der hohen Betriebstemteraturen entfällt, musste man auf eine Wasserschmierung ausweichen, die besondere Werkstoffe erfordert. In Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialprüfung und -forschung wurde für die Kolben die Kohlenstoffkeramik ausgewählt, die Zylinderlaufbuchsen sind aus Stahl. Diese Werkstoffpaarung ermöglicht gute Reibwerte. Es sind noch Probleme des Frostschutzes zu lösen, wobei auch hier viel versprechende Konzepte erarbeitet wurden, die jedoch im Rahmen des Forschungsprojekts nicht mehr umgesetzt werden konnten. Trotz neuer Baugruppen ist der vorgestellte Motor so klein, daß er z.B. in den Motorraum eines Skoda Fabia paßt.
IAV macht Dampf. Abgastechnik
IAV-steam-engine. Exhaust gas technology
Automobil Industrie ; 46 , 3 ; 74-76
2001
3 Seiten, 2 Bilder
Article (Journal)
German
Dampfmaschine , Brenner , Wasserkreislauf , Wasserschmierung , Dampferzeuger , Dampfüberhitzer , Dampfüberhitzung , Heißdampf , Werkstoffwahl , Werkstofftechnik , Kohlenstoffkeramik , Werkstoffpaarung , Reibbeiwert , Fahrzeugmotor , Pkw (Personenkraftwagen) , Antriebstechnik , Abgasemission , Luftreinhaltung , Kraftstoff-Luft-Gemisch , Gemischbildung , Zweitaktmotor , Auspuffgas
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Abgastechnik für Dieselmotoren
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