Verbrennungsmotor mit direkter Wassereinspritzung:

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor (Otto, Diesel, Wankel, etc.) welcher mit einer zusätzlichen Einspritzanlage für Wasser oder ähnliche Flüssigkeit ausgerüstet ist.

In herkömmlichen Verbrennungsmotoren wird die bei der Verbrennung freigesetzte Wärme über das Motorgehäuse abgeführt und durch Luft oder Wasserkühlung weitgehend ungenutzt an die Umwelt abgegeben.

Die Technik der Direkteinspritzung in den Brennraum wird zur Zeit ausschließlich für den zu verbrennenden Treibstoff genutzt.

In Dampfbetriebenen Motoren wird die notwendige Wärme zur Verdampfung außerhalb des eigentlichen Antriebsraumes erzeugt und der Dampf dem Antrieb über Ventile zugeführt. Bei Verbrennungsmotoren wird in unterschiedlichen Takten ein Gas zugeführt, das Gas gezündet und das Abgas aus dem Brennraum geführt. Hierbei kann das Gas den Brennstoff bereits enthalten, oder dieser wird separat über eine Einspritzanlage zugeführt.

Gegenstand der Erfindung ist die Einspritzung Wasser in den Verbrennungsraum eines OTTO-, Diesel-, 2-Takt-, 4-Takt- oder Wankelmotors zur Aufnahme der bei der vorherigen Verbrennung entstandenen Wärme und Nutzung des daraus entstehenden Dampfdruckes zum Antrieb des Motors. Das Wasser wird vor der Einspritzung in einem Druckbehälter durch das Motorabgas erhitzt.

Ein erfindungsgemäßer Motor weißt folgende verschiedenen Vorteile auf. Die bei der Verbrennung entstehende Wärme wird als Antriebsenergie genutzt und reduziert den Brennstoffverbrauch. Der Motor wird durch das eingespritzte und verdampfende Wasser gekühlt.

Erläuterung der Erfindung anhand eines 4-Takt-Motors:

Der Motor verfügt über alle Elemente einen konventionellen Motors. Zusätzlich enthält er einen Wassertank, eine Ladepumpe, welche das Wasser aus dem Tank in den Abgas- Wärmetauscher pumpt, den Abgas/Wasser-Wärmetauscher und die Einspritzpumpe des Wasserkreises. Optional kann auch ein Temperatursensor zur Regelung der Umschaltung Wasserbetrieb/Brennstoffbetrieb vorgesehen werden.

Die vier Takte des Explosionsmotors (Ansaugen, Komprimieren, Expandieren nach erfolgter Zündung und Ausdrücken des Abgases) bleiben unverändert erhalten; Unabhängig von der Art der Zündung (selbst- oder fremd-) und unabhängig von der Art der Brennstoff-Einbringung (Vergaser, Einspritzanlage, direkte Einspritzung).

Die kontinuierliche Folge dieser Takte mit regelmäßiger Brennstoff-Einbringung und Zündung wird jedoch unterbrochen und durch folgenden Prozess ersetzt.

An Stelle der Brennstoffeinbringung und Zündung tritt die Einspritzung von Wasser und das Verdampfung der Flüssigkeit, wobei der Kolben durch den Dampfdruck angetrieben wird.

Die Anzahl der ersetzten Takte, Wassermenge und Einspritzzeitpunkt der eingebrachten Flüssigkeit ergibt sich aus der Motor- und Wassertemperatur. Gegebenenfalls bleibt die Wassereinspritzung aus und der Motor wird bis zum erreichen der notwendigen Temperatur wie ein reiner Verbrennungsmotor betrieben.

In Anliegender Fig.1 ist der schematische Aufbau für einen Benzin-Direkteinspritzer-Motor dargestellt. Der Aufbau für die Einspritzung von Wasser ist bei Diesel-, Vergaser- oder Wankelmotoren gleich, es ändern sich nur die dargestellten Elemente des klassischen Motors. Das Wasser wird aus dem Tank in den Abgaswärmetauscher gepumpt, da dort ein wesentlich höherer Druck herrscht und dort überhitzt. Die Einspritzpumpe steuert den Zeitpunkt und Wassermenge über ein Ventil.