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             ET- Motor     der normale Eintakt- Motor  >   ist die Vorstufe  der Entwicklung  zum
             WIM- Motor
  der wärmeisolierter Motor

                                            Der Eintaktmotor (Normalausführung)
                    Der   <ANTRIEB>
1 

Vorwort 1

Einen Text zu formulieren, der eine völlig abwägige Idee nachvollziehbar erklären soll, ist ein schweres Unterfangen. Noch abwegiger wird diese Idee wenn das Denken weitergeht, zum "wärmeisolierten Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung".
Die bisher unbekannten Voraussetzungen erfordern für den Verfasser und besonders den Leser Geduld und Sachverstand. s. <Hindernisse>     <Zweifel an der Neuheit?>
Heute - spät - nach hundert Jahren wird die Ansicht vertreten,  das Ende des Automobils sei nahe. Das ist kein gutes Zeichen, es hat den Anschein, als hätte ein neuer Denkprozeß eingesetzt, nur der Mut zu den wahren Tatsachen fehlt.
Es ist die Erkenntnis, dass eine Leistungssteigerung beim Automobilmotor nicht ohne Einbuße der Motoreffizienz zu haben ist. Das zu erkennen  hat über hundert Jahre gedauert ?
Dem Ottomotor verdanken wir den ersten Automobilantrieb. - Wenn nichts geschieht wird dies der letzte sein.
Der Motorgeruch der anfangs noch als dezenter "Duft" für eine fortschrittliche  Lebenseinstellung stand, wurde immer bedenklicher. Nur, weil die Entwicklung des Automobilmotors über  Jahrzehnte als unfertige Entwicklung hängen blieb. Der berechtigte Tadel geht oft so weit, den  Ottomotor als technische Mißgeburt - als Motorkrücke zu bezeichnen,denn das wirkliche Problem, ein guter Wirkungsgrad,  blieb bisher ungelöst.
 
Es wird uns nur langsam klar, - dass keine Behörde, kein Gesetz - sondern nur ein besserer Motor das stets verschleierte Übel abwenden kann.
Das Problem - Geschwindigkeit haben wir in der Vergangenheit elegant gelöst. Die Kraft der Pferde kam unter die Haube - und was mehr imponierte, man konnte nun - je nach Wunsch fast unbegrenzt auf mehr Leistung zurückgreifen.
Diese Eigenschaft sicherte dem Ottomotor das Überleben, auch wenn die Flammen bei Wettbewerben aus dem Auspuff schlugen, interessierte dies niemanden.
Etwas wacher wurde man, wenn Ein Sattelschlepper am Berg Rußwolken ausstieß. Dass dies in beiden Fällen mit mehr Kraftstoff  erkauft wurde, der Gedanke war selten.
Die Überzeugung blieb, der Ottomotor ist "angeblich" über Jahre optimiert worden, und wird heute   nach neuesten technischen Erkenntnissen gebaut wird, gilt weiter

                                                                  
001
Einordnung des Eintaktmotors     

Das nachfolgend vorgestellte Eintaktsystem, ist schwierig einzuordnen. Es ist das erste Konzept zu einer Verbrennungskraftmaschine die am Ende der Entwicklung voll wärmeisoliert gebaut werden kann.
Da dieses Eintakt- System auch für andere Anwendungen einzusetzen ist, macht die Einordnung nicht leichter..
Durch diese Eigenschaft entsteht ein bisher ungeahnter Freiraum für viele weitere Entwicklungen.

Die Anwendungen auf der Basis des Eintaktsystems:
      • Gekühlter Eintaktmotor,
      • Wärmeisolierter Eintaktmotor,
      • dito. mit rekuperativer Luftvorwärmung der verdichteten Luft,
      • Impulsradialturbine,
      • Heißgasmotor (mit Außenbeheizung)
      •schnellaufender Stirlingmotor 
      • Dampfmotor (Außen- Dampferzeuger) schnellaufend
       mit geschlossenem Dampfkreislauf -PKW-tauglich     
      • Eintaktmotor mir extern erzeugter Verbrennungsluft
       als Energiespeicher.
      • 270° Einflügelmotor (mit variabler Explosions und Expansionsstrecke)
        ein Zweiwellenmotor.
      • Kraftwerksmotor
      • Kleinmotor
      • Monoblock -Motor
        Verdichtung und Arbeit in einem Block
       usw.


Mit   Formulierungsfragen und dem Einordnen  von Drehkolbenmaschinen und Motoren tat sich bereits Felix Wankel schwer, als er merkte, in Patentschriften ist ein Wiederfinden und Zuordnen kaum möglich.
Im Sommer 1963 erschien im Fachbuchverlag der Deutschen Verlagsanstalt ein Buch von F.Wankel unter dem Titel "Einteilung der Rotations - Kolbenmaschinen".
Die Bauformenblätter von 11 bis 26 in diesem Buch zeigen 93 verschiedene Bauformen von Rotations- Kolbenmaschinen, die sich aus einem Kolbenläufer - Absperrläufer Zusammensetzen, die gleichzeitig, oder  auch abwechselnd als Kolben- und Absperrläufer die Funktion übernehmen.
Die Arbeitsraumwandung (der Zylinder) ist  außenliegend angeordnet, oft aber auch innenliegend was eine Ausnahme ist.

Vergleiche mit  dem Otto-  Diesel- oder Wankelmotor sind ungeeignet. Lediglich der Zweitakt-Prozeß kam in Verdacht, dem Eintaktmotor ähnlich zu sein. Der durch die Spülverluste bedingte sehr schlechte Wirkungsgrad klärte das Problem.
Der Verdacht der Eintaktmotor ist, bzw. neigt zum Zweitaktmotor ist trotzdem geblieben, - auch wenn die Spülung fehlt.
Die falsche Beurteilung kommt daher, - der Ablauf der Verbrennung in einem glühend heißen Zylinder wird nicht berücksichtigt.

Die Zuordnung lt. F.Wankel zeigte zum Eintaktmotor Berührungspunkte (3 Außenachsige DKM), die nach den Expertenurteil eine Patenterteilung aussichtslos erscheinen ließen. Das Patent zum Eintaktmotor wurde trotzdem erteilt, denn man erkannte schnell, die aufgezeigten Vorschläge arbeiten als Verdichter, oder haben als wie Wankelmotor zeigt einen Gaswechsel und einen gekühlten Zylinder.
Seit der Marktreife beim Wankelmotor, werden Drehkolbenkonstruktionen sehr skeptisch beurteilt.
Der Eintaktmotor mußte zwar als nicht zu umgehende Drehkolbenkonstruktion akzeptiert werden, - denn nur so konnte den üblichen Gaswechsel umgehen.
Aus patentrechtlichen Gründen wurde eine neue Bezeichnung wie Wendepunktmotor oder Segmenthubmotor erwogen, um die Abneigung gegen Drehkolbenmotore abzuschwächen.
Der Patentschrift nach blieb es dann doch bei der Rotationskolbenmaschine.  

Nach der Bauartentabelle sind nur wenige Systeme für Kraftmaschinen geeignet. Der Weg vom Kompressor zum Motor ist steinig.
Oft wird die Bezeichnung für die Motorläuferanordnung unter außenachsige Motorbauarten geführt, unter die  auch das Rootsgebläse eingeordnet wird. Leider ist dieses System nur als Kompressor verwendbar.
Da dieses Schicksal viele Erfindungen erleiden mußten, ließ der Mut nach weiter das Glück beim Drehkolben zu suchen.

Bei der Konzeptfestlegung zu einem wärmeisolierten Motor sortierten sich alle anderen Bauarten und Systeme automatisch aus. Die  Wahl fiel auf den zweiachsigen Eintakt- <Expansionsmotor>   und den dreiachsigen <Eintaktmotor>.
Aus patentrechtlichen Überlegungen wurde der dreiachsige Eintaktmotor zum Basismotor.
                                               
Ottos atmosphärische Maschine von 1860 hatte bereits ein Stück Eintaktentwicklung vorweggenommen. Denn durch die Länge der Zahnstange, konnte die Explosion praktisch unbegrenzt ohne weitere Wärmezufuhr die Expansion ohne Wärmezufuhr nutzen. Durch den Zahnstangen-Kolben wurde die Expansion variabel, so dass damals schon ein erstaunlich hoher Wirkungsgrad von 14 % erreicht wurde. Wegen der niedrigen und nicht weiter zu steigernden Drehzahl und dem großen Motor  blieb die Leistung zu niedrig.
Was sich auch heute noch - beim modernen Automobilmotor nur wenig geändert hat. Bei 10% Belastung nach 125 Jahren Motorentwicklung am Prüfstand gemessen, ist das Resultat enttäuschend.
Der moderne Motor wurde zwar in den Abmessungen kleiner und kommt durch Drehzahlsteigerungen auf enorm hohe Leistungen, der Wirkungsgrad aber sinkt mit der Drehzahl weiter - bis auf 5% ab, wie bei einem 200 kW Formel1 Motor zu beobachten ist.
<Autorisierte moderne Wirkungsgrade>

Der Eintaktablauf ist dem Prozeß der Expansionsdampfmaschine ähnlicher. Die Dampfmaschine ist ebenfalls eine Eintaktmaschine und ist voll wärmeisoliert.
Es zeichnet sich eine Sonderstellung für den Eintaktmotor ab. Siehe dazu:<Modifizierung>
                           
                           ________________________________________________________________


Die konventionelle Motorenentwicklung festigte die Meinung, die Motore seien technisch ausgereift - und sind deshalb für weitere Möglichkeiten die Effektivität zu steigern, in der Entwicklung, weitgehend ausgereizt.
So gesehen, haben Veränderungen wenig Aussichten angenommen zu werden, denn warum soll man etwas ändern wollen, was angeblich nicht zu ändern ist? <Der moderne Automobilmotor>
Das System der Gleichraumverbrennung ist nach dem Verständnis der Experten  absolut optimal und entspricht der Viertaktlehre.
Leider hat der Wirkungsgrad  verschiedene Bezeichnungen, die je nach Verständnis und Betrachter, definiert werden.
Beispielsweise gibt es den thermischen Wirkungsgrad, den thermodynamischen- , der Gütegrad gehört dazu und auch der indizierte und innere Wirkungsgrad. Man sollte auch den kerntechnischen Wirkungsgrad (Atomstrom) nicht vergessen.
Der Carnot- Prozeß für eine Wärmekraftmaschine  (zwei Isothermen und zwei Adiabaten) gilt als optimal,  wird aber als Vergleichsprozeß, wenn dieser  mit 100% Wirkungsgrad  angenommen wird als falsch bezeichnet, weil dies praktisch nicht realisierbar ist. D.h. jeder Wirkungsgrad hat sein eigenes Prozeßdiagramm.
Viele Erfinder, auch Rudolf Diesel versuchten mit einer wärmeisolierten Zylinderwand an das Problem heranzugehen. Das zeigt, das Problem vom niedrigen Wirkungsgrad war durchaus bekannt.   
Stellt man eine <andere  Betrachtung> dagegen die einen hohen Wirkungsgrad verspricht, wird dies als völlige Utopie abgetan. <Das vergessene Problem> Siehe auch <Schlußkomentare zur Motorenentwicklung>
Nur mit viel Überzeugungskraft kann man zur Zeit eine intressengeladene Neugierde und Atmosphäre erzeugen.
Mit dieser Abhandlung könnte dies gelingen.
Der Vorstellung zu einem Verbrennungsmotor, der voll wärmeisoliert betrieben wird, liegt die Vorstellung zugrunde, keine Wärme als Verlust, die ganze Wärme soll als Arbeit genutzt werden. 
(20)
Dieser Grundgedanken führte zum " Eintaktmotor".
Die Vorstellung , einen Verbrennungsmotor in einem Glühofen unterzubringen - und verdichtetes kaltes Gemisch in einem glühenden Zylinder  durch eine Explosion zu verbrennen, könnte hier weiterhelfen.
<Konstruktion ?>

Die vorliegende CD-ROM will die  fehlende Einstellung zum angeblich moderne
<Wirkungsgrad> ergänzen, denn dieser ist nicht unbedingt ein Ruhmesblatt.
Wir wissen,  wie einfach der Ottomotor mit zunehmender Drehzahl die Leistung steigern kann, sehen aber nicht mit welcher grenzenlosen Verschwendung an Kraftstoff dies geschieht.
Die  < Motorreife des Viertaktmotors?>  sehen  wir kritiklos - als unveränderlich .

Zur Zeit der Dampfmaschine wurde das Wort Wirkungsgrad noch mit Respekt ausgesprochen, immer in der Hoffnung
noch etwas verbessern zu können. Es konnte damals ja  nur alles besser werden, wie es die Expansionsdampfmaschine bewiesen hat.
Der Benzinmotor arbeitet aber immer noch nach dem Prinzip der Volldampfmaschine und setzt bei Hochleistungsmotoren nur  5% der zugeführten Energie in Arbeit um (Formel1).
Bei konventionellen modernen Motoren werden ca. 15% umgesetzt, wenn man ehrlich dem Problem nachgeht.
Beim Ottomotor vermeidet man gerne das Wort Wirkungsgrad, weil dieser angeblich nicht zu verbessern ist. Was bisher auch zutraf - und durch <Scheinlösungen> darüber hinweggetäuscht wurde. Siehe:<T37>

(40) Um hier entgegenwirken zu können, wurde das hier vorliegende Alternativkonzept erarbeitet. - Der Eintaktmotor, der die Effizienz der Ottomotore um das Doppelte bis Dreifache verbessern kann.
Was nur mühsam  fing einzuleuchten, ergab ein enormes Erklärungsdeffizit von von ca.20 MB, die nachfolgend auf dieser CD abgearbeitet werden mußten.

Die Erfahrungen als Erfinder zwingen dazu, einen anderen, als bisher üblichen Weg zu gehen.
Soll über Ottos Motor hinweg, der neue Eintaktprozeß in einem Verbrennungsmotor verstanden werden, kann dies nur über die in der Öffentlichkeit und auch in Fachkreisen geduldete  Kraftstoffverschwendung gelingen.

Der  "Eintaktmotor" als Konzept  ist geeignet den "voll wärmeisolierten Motor"  zu realisieren.
Nur so kann der  Kraftstoffverbrauch gedrittelt werden. Der Gedanke daran verprellt   jeden Fachmann, der hohe an Verschwendung grenzende  Kraftstoffverbrauch, verprellt scheinbar  niemanden auf dieser Welt.
3d-motor.jpg (70965 Byte)

Dieser erste Entwurf  für einen Eintakt Normalmotor sollte nur dazu dienen um eine Vorstellung von diesem Objekt zu bekommen.

Für einen Prototyp ist der <270° Expansionsmotor> vorgesehen.

Der Erfinder und Autor dieser CD, der nach seiner Vorstellung das bekannte Viertaktprinzip umgehet,  will sich trotz guten Rat aus der Automobilindustrie, nicht finanziell ruinieren. Denn dieser Rat lautet: So lange es an den Tankstellen Benzin zu erschwinglichen Preisen gibt, wird an den Motoren nichts geändert. Erst wenn der Arzt und die Hebamme Benzin auf Zuteilung tanken muß, wird sich etwas ändern.

Die Verbrennungszeit im Motor zu verlängern wurde auch von Experten nicht so recht   verstanden. Daher muß das Problem der Verbrennungszeit an die erste Stelle aller Erklärungen gerückt werden:
<Das Problem Verbrennungszeit> .
Neben den behandelten Fragen und den gegebenen bleiben Fragen offen. In Fachkreisen ist der Dialog zwischen Ingenieur und Erfinder gut angekommen und kann ggf. hilfreich sein                              
 

                                                         <<<<<<< Der Dialog >>>>>>>

Das Prinzip der Eintaktverbrennung, die Flammfrontverbrennung wird zur Explosionsverbrennung ohne Temperaturbegrenzung nach oben. Dadurch wird Zeit frei, um eine variable Expansion unterzubringen.Totpunkte werden durch Wendepunkte ersetzt.
(60)
Kolben und Zylinder werden doppelt genutzt und die Verbrennungshübe werden innerhalb zwei Umdrehungen verachtfacht. Das ist der Anfang der Lösung, die durch die zu erwartenden Vorteile kurz umrissen wird.
Die Vorteile die sich aus einer neuen Konstruktion ergeben sind:
> Das Eintaktprinzip der Expansionsdampfmaschine
> 180° bis 270° nutzbarer Kolbenweg ohne Totpunkte
> Niedriger Verdichtungsdruck
> Doppelnutzung der Segmentzylinder
> Vollwärmeisolierung des Motors
> Rekuperative Ansaugluftvorwärmung
> Kämmeingriff des Drehkolbens, ca. voller Kreis, daher selbstreinigend
> Keine Zylinderschmierung
> Hohe Betriebstemperaturen (200°C bis 800°C)
> Ein hoher Wirkungsgrad (bis 80%) wird möglich
> Die Abdichtung der Kolben wird automatisch kontinuierlich  durch Abbrand erzeugt (selbstanpassend)
> Die Kolbenfläche (Flügeldurchmesser) wird durch den Abstand der Motorwellen bestimmt
> Die Kraftstoffaufbereitung (Gemisch) erfolgt im Verdichter oder extern.
> Der langsame Lauf im untersten Drehzahlbereich ist gesichert (Impulsradialturbine) und damit wird eine lange
   Lebensdauer verbunden.
> Eine Direktladung aus beiden Verdichtern (links und rechts), oder aus der Mitte ist gesichert
> Expansion auf niedrigste Temperaturen - und  kälteste- mögliche Abgase ist gesichert.
> Ruhiger Lauf durch gute Möglichkeiten zum Unwuchtausgleich sind vorhanden
> Genügend Kolbenweg für eine variable Explosionsverbrennung und Expansion sind vorhanden
> Einfache Bauelemente für die vorgesehene Dünnwandtechnik sind konzipiert
> Baukastentechnik d.h. eine Zusammensetzung und Motorverbreiterung durch gleiche Bauelemente vereinfacht eine  
   spätere Planung bzw.Logistik.
(80)  Bemerkung:
> Zusammen ermöglicht das Konzept einen mit wenig Aufwand und kostengünstig  herzustellenden Prototyp
   mit überschaubaren Entwicklungs und Konstruktionsaufwand und eine gut planbare Entwicklung.
Siehe: <Merkmale>  die versuchen in einer Zusammenfassung Licht in die Zusammenhänge zu bringen.

Aus dem  Eintaktsystem resultierten  Abkömmlinge die mindestens so interessant sind wie der Eintaktmotor selbst. Dazu gehören - Die <Impulsrarialturbine> - der Heißluft bzw. <Heißgasmotor> (ein schnelllaufender Stirlingmotor), der einflüglige < Dampfmotor>   <Zweiwellenmotor>    mit einer extrem variablen Explosions und Expansionsstrecke von zusammen 270°  <Energiespeicherung>    <Gebäudeheizung> . Eine Möglichkeit zu einem Energiespeicher und ein Umdenken in der Gebäudeheizung.
Die Experten auf diesen Gebieten außerhalb der eigentlichen Verbrennungsmotortechnik, wurden angeregt und drängten durch gute Argumente darauf, diese Lösungen mit in das Konzept  Eintaktsystem dazuzunehmen.
Beispielsweise liefert der  Eintakt- Motor mit extern erzeugter Druckluft von  2 - 5 bar, bei Bedarf Spitzenstrom mit 80% Wirkungsgrad nach Wunsch, was bisher durch den Ottomotor, Gasturbine oder Brennstoffzellen  nicht möglich war.
Analog zu diesem Motor wird der PKW- taugliche schnellaufende Dampfmotor durch das Eintaktkonzept auch wieder interessant.
Zum Schluß sei noch die effektive Gebäudeheizung mit wenig Verteilungsverlusten niedrigen Versicherungsprämien und hoher Abrechnungs und Wartungsfreundlichkeit genannt.
                          _______________________________________________________________


(100) Allgemein stellt man fest, dass die Werbung für neue  PKW- Motore  dadurch große Aufmerksamkeit erwecken, weil sie angeblich besser sein sollen als ihre Vorgänger. Es entgeht aber, dass sich der Wirkungsgrad auch dieser Ottomotore in den letzten  hundert Jahren  nur wenig veränderte.

In den Verkaufs- Prospekten ist davon nichts zu merken. Kundenwünschen nach hohen Motorleistungen waren bisher kaum Grenzen gesetzt und konnten über die Erhöhung der Drehzahl fast alle erfüllt werden. Das genügte als Verkaufsargument.
Aufgeladene Motore konnten kleiner bei gleicher Leistung werden, man sagte diesen Motoren nach, die Aufladung verbessere den Wirkungsgrad. Wenn dies eintrat, konnte die Verbesserung nur in Bruchteilen von Prozenten gerechnet werden, und wurde in der Werbung überbewertet:
Man kann sogar verstehen, wenn die Effizienz, der Wirkungsgrad wenig interessierte. Selbst Wirkungsgrade von  5% und weniger, konnten bisher  niemanden aus der Reserve locken. Dieser Zustand wurde - und wird  weiter kritiklos akzeptiert.

Die Lehrmeinung lautet nämlich: Man kann es drehen und wenden wie man will, - die Gleichraumverbrennung im Ottomotor, ist und bleibt die günstigste Möglichkeit Wärme in Arbeit umzusetzen. 
Es sind die Motorexperten die diese Meinung vertreten, was zu der Überzeugung führt, der moderne Automobilmotor ist eine ausgereifte Sache, an der kaum etwas zu ändern ist.

(120) Trotzdem kamen am <ausgereiften Automobilmotor> Zweifel auf. Durch in den Vordergrund gestellte  Drehmoment- und Leistungsangaben, wird in Werbeprospekten ein Fortschritt vorgegaukelt, der in Wirklichkeit keiner ist. Von einer nachhaltig verbesserten Effizienz aber, ist auch nach 125 Jahren  Ottomotor  keine Rede.
Statt dessen wird die Öffentlichkeit durch den Dreilitermotor abgelenkt, reicht das nicht, muß der  Einlitermotor herhalten. Prüfstandwirkungsgrade bleiben auch hier ein großes Fragezeichen.

Solle eines Tages ein anderer  Motor, ein Alternativmotor zum Viertakt-Ottomotor in die engere Wahl genommen werden, müßte er ein in jeder Hinsicht  besserer Automobilantrieb sein, als der konventionelle Viertaktmotor. Nur so könnte das nächste Automobiljahrhundert ökologisch sauberer werden.
Die Akzeptanz aber - ist nur dann gesichert, wenn der neue Motor kompakter, fertigungs- und wartungsfreundlicher und vor allem preisgünstiger herzustellen ist, als alle bisherigen Kraftfahrzeugantriebe.

Der Motor muß an Anwendungen aller Art angepaßt werden können. Am wichtigsten ist, dass er einen wesentlich verbesserten Wirkungsgrad aufweisen muß, d.h. im Vergleich zum konventionellen Motor müßte der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung mindestens halbiert werden.
Ein neuer Motor muß zukunftsweisend sein: Die anstehenden ökologischen Probleme, besonders der weltweite CO2 - Ausstoß, lassen sich nur durch ein neues Energiesparprinzip lösen, das für alle weitere Entwicklungen zum Maßstab werden muß.

Unter Nr. 0602272  wurde am 16.04.1997 das Europäische Patent zu einem Motor erteilt, der die genannten Vorgaben eines alternativen Motors zutreffen.   Es ist der Eintaktmotor, - ein Drehkolbenmotor der weitgehend die bekannten  Nachteile eines Drehkolbens umgehen mußte.                  

(140) 
Dieser hier vorgeschlagene  Eintaktmotor, ist der weltweit erste Verbrennungsmotor,  der wie  angestrebt,  voll wärmeisoliert gebaut werden kann.

Damit ein Umdenken ermöglicht wird, denn es ist mit diesem neuen Motor kein spektakulärer Pressewirbel beabsichtigt, sondern es ist eine  Änderung bzw.Lösung der anstehenden Kraftstoffverschwendung beim Ottomotor beabsichtigt.
Die nachfolgende Beschreibung wurde durch die wiederholt hörbare Fehlinterprätation nötig, "Der Eintaktmotor sei im Prinzip ein Zweitaktmotor", nur weil die Gemischaufbereitung extern erfolgt.    

Die Explosionsverbrennung nach dem neuen Eintakt- Prinzip, wird in  einer heißen Brennkammer  dem Segmenthubzylinder, bei  Rotglut eine sehr kleine Portion Gemisch mit  mit 2 bis  5 bar beiderseitig geladen. Bei der Ladung  prallen die die Gemischsäulen mit hoher Geschwindigkeit aufeinander, homogenisieren und zünden in dieser Umgebung nach der Beruhigung der Ladewirbel mit Hilfe von Doppel-Zündkerzen.
Die Zündkerzen  unterstützen den Zündvorgang und halten die Zündung als Dauerzündung aufrecht. Das Gemisch explodiert gepuffert in Drehrichtung und expandiert dann übergangslos - (ohne Flammfront) bis zum Auspuffpunkt.
Je nach Werkstoff und Zylinderausführung, wird bei der Explosion Wärme dem Brennraum zugeführt, bei  der Expansion zusätzliche Wärmemenge aus der Zylinderwand und den Drehkörpern dem Verbrennungsgas (ohne Flammfront) zugeführt. Die Temperaturen liegen bei einer Vollisolierung des Zylinders bei 200°C bis 800°C. 
(dabei sind Temperaturen ab  200°C ausreichend, 800°C sind nur  bei hohen Motordrehzahlen nötig.
Der Vorgang erfolgt zeitgleich wie im Viertaktmotor - in der Zeit einer halben Umdrehung.
Den kleinen Gemischportion steht die gleiche auf die Drehzahl bezogene Verbrennungszeit zur Verfügung wie im Viertaktmotor,  das kommt einer indirekten verlängerten Explosions- Verbrennung gleich. Es laufen aber pro Umdrehung vier Explosionen mit einer variablen Expansion als Arbeitshübe ab.

Ohne Nachverbrennung ( Was bedeutet das?)
Wenn Verbrennungsgase Arbeit leisten sollen , wird die erzeugte Arbeit in der Regel uneffektiv erzeugt, und die Leistung fällt niedrig aus. Der Druck fällt schlagartig ab, so dass er nur wenig über den Verdichtungsdruck zu liegen kommt und für eine Expansion keine Zeit da ist. Das erkannte Otto schon vor über hundert Jahren.
Erst durch die Flammfront, d.h. die  Wärmezuführung über den ganzen Hub, was als Gleichraum-, beim Dieselmotor als Gleichdruckverbrennung bezeichnet wird, hat den Verbrennungsmotor zum Erfolg geführt.
Leider tauchte ein nicht vorhergesehenes Problem auf, man konnte die Verbrennung nicht am Hubende stoppen. Notgedrungen ließ man die Flammen, die eigentlich nur bis zum Hubende den Druck aufrecht halten sollten, bis in den Auspuff hineinbrennen. Bei höchsten Leistungen sind diese Flammen am Auspuffrohrende als Stichflamme noch zu beobachten, beim Dieselmotor als Ruß.
Sichtbar wird dieses Phänomen am Mitteldruck des Dieselmotors. Wird bei einem Explosionsdruck von   50 bar, die Verdichtung abgezogen, bleibt ein Arbeitsdruck von  8,5 bar übrig, den man als  Mitteldruck bezeichnet  für die Arbeit  übrig.
Man läßt bis heute das Gemisch als Flammfront - relativ langsam vom oberen zum unteren Totpunkt durchbrennen, ohne Explosion. Explodiert das Gemisch kurz vor oder nach dem Totpunkt, wird dies als Klopfen bezeichnet.
Durch die Flammfront muß eine bestimmte, die durch die Kühlung verlorene Wärme zugeführt bzw. ersetzt werden, damit der Arbeitsdruck nicht zu schnell abfällt. (Die Kurve nennt man Adiabate, die keine ist!)
Es ist nicht zu vermeiden, dass dieses Nachbrennen nicht bis in den Abgaskanal noch wirkt. Deshalb versucht man diese sonst verlorene Energie durch Abgasturbolader zurückzuholen. Man steigert damit zwar erheblich die Leistung, aber nicht den Wirkungsgrad. Man ermöglicht dann nur, dass  in der gleichen Zeit mehr Kraftstoff verbrannt werden kann.
Eine Explosions- Verbrennung - ist eine Verbrennung "ohne Nachverbrennung"- es ist eine kurze wirksame Eintaktverbrennung. Da die Arbeitsleistung relativ gering ist, der Wirkungsgrad wegen der Kürze der Verbrennung aber hoch ist, läßt man acht Mal innerhalb der Viertaktzeit verbrennen und. es bleibt noch Zeit für  eine echte Expansion über ca. 2/3 der Hubstrecke - oder mehr. S. < 270° Expansionsmotor>
Das ist ein wichtiges Merkmal des Eintaktmotors, um den Wirkungsgrad zu verbessern.
1Eine kurze Eintakt- Explosion erreicht zwar nicht die Leistung einer Viertaktverbrennung, wird aber in Portionen von nur 1/16 der halben Kraftstoffmenge der Viertaktexplosion innerhalb von zwei Umdrehungen acht Mal durch einen kleinen Hub geladen und explosionsverbrannt.

Siehe dazu:  < Das Prinzip>    <wärmeisolierten Motor>  <Glühschicht>   < Vorwort 2 >  <Kühlung>

2
(160)
Hinweis                                                                                                 
 Soll diese Idee  Eintaktmotor, die allgemeine Lehre überlagern, ersetzen, oder zumindest näher bringen, gestaltet sich dies durch die fehlenden Vergleiche  schwierig durch das große <Erklärungsdefizit>.
Am Eintaktmotor wurde  klar erkannt, ein sparsamer Kraftstoffverbrauch kann nicht nach dem üblichen Viertakt- Ottoprinzip gelingen. Die Chance verschiebt sich recht überzeugend zum Eintaktprozeß wie die Ausführungen zu erkennen geben.
Der Weg, wie der Wirkungsgrad  verdoppelt, ja sogar verdreifacht werden kann, wird hier gezeigt.
Aus der Patentschrift ist die Lösung nicht sofort erkennbar, wie man der festgefahrenen Entwicklung bei Verbrennungskraftmaschinen entgegenwirken könnte.

Deshalb darf diese CD-ROM   vervielfältigt werden und an Ingenieure oder an andere Interessenten, die in der Motorenentwicklung tätig sind, kostenlos   weitergegeben werden.
 
Ohne Zustimmung des Erfinders, darf die Broschüre oder CD-ROM nicht kommerziell vertreiben werden.
Die Weitergabe ist zu unterlassen,  wenn Text und Zeichnung ohne Absprache mit dem Erfinder verändert wurden. Jedoch ist konstruktive Kritik willkommen und wird gerne und dankbar angenommen.
Die in den Beispielen verwendeten Bezeichnungen und Namen sind frei erfunden, soweit nicht anderes angegeben, sind Ähnlichkeiten mit tatsächlichen anderen Erfindungen und Namen oder Daten rein zufällig.
Schutzrechte zu Dreh- und Kreiskolbenkraftmaschinen liegen in unzähligen Variationen vor, deshalb liegt die Verantwortung für die Beachtung aller geltenden Urheberrechte allein beim Benutzer der Broschüre, - oder dieser CD-ROM.
Es ist möglich, dass der Erfinder Walter Müller weitere Rechte an angemeldeten und auch an unangemeldeten Ideen besitzt, die sich auf den fachlichen Inhalt dieser CD-ROM beziehen. Die Bereitstellung dieser Vorgaben durch diese Schrift, berechtigt nicht einen patentrechtlichen Anspruch daraus herzuleiten.
Urheberrechte auf sonstiges geistiges Eigentum, wird ausdrücklich in den schriftlichen Lizenzverträgen, vom Erfinder bzw. seinen Patentanwälten eingeräumt.

Info:  <Wirkungsgrad>  -   - <Realisierung d.Isolierung>  -   <Explosionsverbrennung>  < anklicken

(180)

Allgemeine
Informationen                            Patentrechtliche Fragen                  Webdesign
Walter Müller                                      Patentanwälte                      Thomas Würfel
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35088 BATTENBERG                     Am Weinberg 15                       Telefon 06452 / 931981
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06452 / 3537                             Telefon 06421 / 78627
                                                     Telefax 06421 / 7153

Bemerkungen :     Eine ausschließliche Lizenz ist möglich
Europäisches Patent Nr. 0602272 erteilt am 16.04.1997        ERTEILUNG | Urkunde

                                                                                                                                                                      016
Verbrennungszeit         siehe: <Der Funktionsablauf im Vergleich>

Der Ottomotor ist "angeblich" optimal durchentwickelt und  technisch ausgereizt. Zum Beweis werden Motore mit verkleinerten Abmessungen, Gewichtsreduzierung, und mit enorm verbesserten Leistungen vorgestellt.
Würde hier keine Täuschung vorliegen, könnte man dies als Erfolg verbuchen, wenn nicht mit steigender Leistung, was gleichbedeutend mit höherer Drehzahl ist, der Wirkungsgrad nicht erheblich absacken würde.
Das ist das Motorproblem Nr.1 geblieben.
Es ist die Diskrepanz zwischen Drehzahl und Hubzeit, bei der die Leistung von der Drehzahl abhängig ist. Dass hier an der Verbrennungszeit  nichts  verlängert werden kann, das steht fest.
Diese viel zu kurze Zeit reicht bei der Langsamen Flammfrontverbrennung im Otto-Motor nicht aus um sauber zu verbrennen. Der schlechte Wirkungsgrad ist darauf zurückzuführen. 
Siehe: <Formeln>     und  < Das Problem Zeit ?>
(200)
Wirkungsgradangaben in Verkaufsunterlagen sucht man unter den technischen Daten zum Motor vergeblich. Dafür wird aber Drehzahl und Drehmoment ausgiebig behandelt. Das ist verständlich, denn wen keine Vergleichswerte da sind, wird die Angabe zum Wirkungsgrad überflüssig. Also blieb der Wirkungsgrad seit über hundert Jahren so gut wie unverändert.
Werden Änderungen nach oben verzeichnet, so bewegen sich diese nur innerhalb von  Bruchteilen von Prozenten. Das wird dann als großer Erfolg gefeiert.
Daraus ergab sich Frage an den Techniker, wie kann die Verbrennungszeit unter den genannten Bedingungen verlängert werden. Wie sollte, wie konnte der Wirkungsgrad verbessert werden.

Die bekannten Maßnahmen - Drehzahl senken ? Hub verlängern ? damit ist man am schnell am Ende.
Man scheut an die Lösung heranzugehen, denn, wer das versucht erkennt, dass eine Lösung nach dem Viertaktprinzip nicht möglich ist. Allein schon die Erwägung, den heutigen Wirkungsgrad zu verdoppeln, oder sogar zu verdreifachen, gilt als völlig indiskutabel.
Um die Verbrennungszeit zu verlängern mußte eine andere Lösung gefunden -oder erfunden   werden. Denn es schien unmöglich, anders als nach den bekannten Schulwissen durch Senkung der Drehzahl, oder durch Verlängerung vom Hub, oder durch beides, das Problem zu lösen.

Um so mehr überraschte die dritte Möglichkeit,  die Verbrennugszeit indirekt zu verlängern, indem man durch kleine Gemischportionen und mehr Verbrennungshübe zu einer kurze Explosionsverbrennung übergeht, die übergangslos ohne Wärmezufuhr variabel expandieren kann. Diese Lösung kommt indirekt einer Verbrennungszeitverlängerung gleich.

(220)

Was mußte nun geschehen um diese Vorgaben zur Verbrennungszeitverlängerung auf den Weg zu bringen?
Der große Viertakthub das Große Viertaktvolumen wurden auf acht Hübe kleine Hübe verteilt d.h. auf acht kleine Gemischportionen verteilt. Zusammenfassend sah die Lösung so aus:
(1) Die 4-Takte des Ottomotors werden auf zwei symmetrisch liegende Zylinder verteilt. D.h.  eine Zelle gekühlt  für die Verdichtung und eine wärmeisolierte Zelle  für die Explosionsverbrennung. Also zwei Takte auf denn Verdichter, zwei Takte auf den Arbeitszylinder. Das wurde zum  Anfang der Überlegungen..
Damit die vier Takte innerhalb einer halben Umdrehung gleichzeitig ablaufen, wurden diese über gleiche Wellen und  Zahnräder verbunden.
(2) Auf die Leistung bezogen, wurde die halbe Kraftstoffmenge des Ottomotors - aus zwei Viertaktumdrehungen,  auf acht bzw. sechzehn  kleine Portionen verteilt
Die innerhalb von zwei Umdrehungen nicht nur durch einen Arbeitshub, - sondern  durch acht  kurze kleine Explosionsverbrennungshübe verbrannt werden.
Die Drehzahl wurde dem Hub bzw. Hubzeit angepaßt, die sich  mit ca. 6m/s als optimal herausstellte. Zeit genug für Ladung und  Explosionsverbrennung - der kleinen Portionen. Die so eingesparte Zeit kam einer Expansion ohne Wärmezufuhr zugute.
Auf diesem Umweg kam es indirekt zu einer Verbrennungszeitverlängerung, ohne die Drehzahl zu senken, oder den Hub verlängern zu müssen. Diese Explosionsverbrennung brennt nicht wie beim Ottomotor üblich durch eine Flammfront bis in den Auspuff hinein.
(3) Ein Turbolader wurde  überflüssig, denn es wird ausreichend Frischluft variabel je nach abverlangter Leistung dem Kraftstoff zudosiert.
(4) Die Explosionsverbrennung erfolgte ohne Rücksicht auf ein Klopfen hin, so dass die Temperaturen den kraftsstoffspezivischen Maximalwert erreichten und  die Explosionsgase übergangslos über eine veränderliche Expansionsstrecke expandierten. Die Umsetzung in Arbeit erfolgt nach diesem Schema hoch effizient.
Damit die Explosionsverbrennung elastisch ablaufen kann, hilft dabei die Pufferung nach dem  Platzpatronenprinzip.

Da die gepufferte Explosion plus Expansion, einer indirekten Verbrennungszeitverlängerung entspricht, bleibt bei der  Verbrennung einer acht bis sechzehn Mal kleineren Gemischmenge durch acht bis sechzehn Explosionsverbrennungshübe die Viertakthubzeit erhalten, so dass die kleinen Gemischportionen problemlos schadstoffarm ausbrennen können. 
Die halbe, oder die drittel - Viertaktportion kann deshalb zugrundegelegt werden, weil sich durch den hohen Eintaktwirkungsgrad der Kraftstoffverbrauch halbiert, beim wärmeisolierten Eintaktmotor sogar drittelt. Das kommt natürlich auf diesem Umweg der  Verbrennungszeit zugute.
Bemerkung: Die geschilderten Vorgänge gehen von einer ca. doppelten Explosionstemperatur wie beim Ottomotor aus. Der Anfangsdruck ist deshalb entsprechend höher, hält länger nach, weil der Motor wärmeisoliert ist und nicht  gekühlt wird.
Das <Entstehen von NOx> wird durch die kurze Verweilzeit weitgehend unterbunden. Siehe dazu <NOx>

Die Funktionen setzen sich demnach zusammen: 
Aus Aufbereitung: >Ansaugen (1), >Verdichten (2), >Kraftstoffaufbereitung (3), >und Zwischenspeichern (4).
          und
       Arbeit: > Laden (5),> Explodieren (6), > Expandieren (7), > und Auspuffen (8).

Die Arbeitsfunktionen sind die relevanten Funktionen, die mit denen der Expansionsdampfmaschine vergleichbar sind.

Siehe dazu: <Eintaktprozesse im Drehwinkel>

(240)
Die acht aufgeführten   Vorgänge laufen gleichzeitig innerhalb einer halben Motorumdrehung ab, das ist für den Außenstehenden fast unbegreiflich, es ist aber eines von vielen  <Eintaktmerkmalen>, die zur Bezeichnung "Eintaktmotor" führten.

Achtung! Nicht zu verwechseln sind diese acht Funktionen auf eine halbe Umdrehung - mit den acht Explosions und Expansionshüben auf zwei Motorumdrehungen im Viertaktmotor.
Siehe dazu:  <Verbrennungszeitverlängerung >  und
<das Gegenargument 1Langhub ist besser als 8 Kurzhübe ? >

Der Ottomotor ist "angeblich" optimal durchentwickelt und  technisch ausgereizt. Es werden Motore mit verkleinerten Abmessungen, mit Gewichttsreduzierung, aber mit enorm verbesserten Leistungen angeboten.
Würde keine Täuschung vorliegen, könnte man dies als Erfolg verbuchen. Leider sackt mit steigender Leistung, der Wirkungsgrad erheblich ab, d.h. bei hoher r <Drehzahl>.  ist.

Die Ursache, die Drehzahl verkürzt die Hubzeit und damit die Verbrennungszeit. Bei hoher Drehzahl wird die Verbrennungszeit so kurz, dass das Gemisch  bei  bei der langsamen Flammfrontverbrennung nicht sauber ausbrennen kann. Der schlechte Wirkungsgrad ist darauf zurückzuführen.

Wirkungsgradangaben in Verkaufsunterlagen sucht man unter den technischen Daten zum Motor vergeblich. Dafür wird aber Drehzahl und Drehmoment ausgiebig behandelt. Das ist verständlich, denn wen keine Vergleichswerte da sind, wird die Angabe zum Wirkungsgrad überflüssig. Also blieb der Wirkungsgrad seit über hundert Jahren so gut wie unverändert. Verbesserungen nur bei Bruchteilen von Prozenten, wurden als großer Erfolg gefeiert
.
Daraus ergab sich Frage an den Techniker, wie kann die Verbrennungszeit unter den genannten Bedingungen verlängert werden. Wie sollte, wie konnte der Wirkungsgrad verbessert werden.
Die bekannten Maßnahmen sind, - Drehzahl senken ? Hub verlängern ? damit ist man schon am Ende.
Man scheut an die Lösung heranzugehen, denn eine Lösung nach dem Viertaktprinzip ist nicht möglich.
Allein schon die Erwägung, den heutigen Wirkungsgrad zu verdoppeln, oder sogar zu verdreifachen, gilt als völlig indiskutabel.

(260)
Um die Verbrennungszeit zu verlängern mußte eine andere Lösung gefunden -oder erfunden werden. Denn es schien unmöglich, anders als nach den bekannten Schulwissen durch Senkung der Drehzahl, oder durch Verlängerung des Hubes, oder durch beides, das Problem zu lösen.

Um so mehr überraschte die dritte Möglichkeit,  die Verbrennugszeit indirekt zu verlängern, indem man durch kleine Gemischportionen und mehr Verbrennungshübe zu einer kurze Explosionsverbrennung übergeht, die übergangslos ohne Wärmezufuhr variabel expandieren kann. Diese Lösung kommt indirekt einer Verbrennungszeitverlängerung gleich.

Der Viertakthub, das Große Viertaktvolumen wurden auf acht Hübe kleine Hübe verteilt, d.h. auf acht kleine Gemischportionen. Die Lösung sah dann so aus:
(1) Die 4-Takte des Ottomotors werden auf zwei symmetrisch liegende Zylinder verteilt. D.h.  eine Zelle gekühlt  für die Verdichtung und eine wärmeisolierte Zelle  für die Explosionsverbrennung. Also zwei Takte auf denn Verdichter, zwei Takte auf den Arbeitszylinder. Das wurde zum  Anfang der Überlegungen..
Damit die vier Takte innerhalb einer halben Umdrehung gleichzeitig ablaufen, wurden diese über gleiche Wellen und  Zahnräder verbunden.
(2) Auf die Leistung bezogen, wurde die halbe Kraftstoffmenge des Ottomotors - aus zwei Viertaktumdrehungen,  auf acht bzw. sechzehn  kleine Portionen verteilt
Die innerhalb von zwei Umdrehungen nicht nur durch einen Arbeitshub, - sondern  durch acht  kurze kleine Explosionsverbrennungshübe verbrannt werden.
Die Drehzahl wurde dem Hub bzw. Hubzeit angepaßt, die sich  mit ca. 6m/s als optimal herausstellte. Zeit genug für Ladung und  Explosionsverbrennung - der kleinen Portionen. Die so eingesparte Zeit kam einer Expansion ohne Wärmezufuhr zugute.
Auf diesem Umweg kam es indirekt zu einer Verbrennungszeitverlängerung, ohne die Drehzahl zu senken, oder den Hub verlängern zu müssen. Diese Explosionsverbrennung brennt nicht wie beim Ottomotor üblich durch eine Flammfront bis in den Auspuff hinein.
(3) Ein Turbolader ist überflüssig, denn es wird ausreichend Frischluft variabel je nach abverlangter Leistung dem Kraftstoff zudosiert.

(280)
(4) Die Explosionsverbrennung erfolgte ohne Rücksicht auf eine eventuelle Klopfgefahr hin, so dass die Temperaturen den kraftsstoffspezivischen Maximalwert erreichten und  die Explosionsgase übergangslos über eine veränderliche Expansionsstrecke expandierten. Die Umsetzung in Arbeit erfolgt nach diesem Schema absolut effizient.
Damit die Explosionsverbrennung elastisch ablaufen kann, dabei hilft die Pufferung durch das Platzpatronenprinzip.

Da die gepufferte Explosion plus Expansion, einer indirekten Verbrennungszeitverlängerung entspricht, bleibt bei der  Verbrennung einer acht bis sechzehn Mal kleineren Gemischmenge durch acht bis sechzehn Explosionsverbrennungshübe die jetzt lang erscheinende  Viertakthubzeit erhalten. Die kleinen Gemischportionen können nun problemlos schadstoffarm ausbrennen. 
Die halbe Viertaktportion wird deshalb zugrundegelegt, weil sich durch den hohen Eintaktwirkungsgrad der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung   halbiert, beim wärmeisolierten Eintaktmotor wird der Kraftstoff sogar drittelt.Das kommt natürlich der  Verbrennungszeit zugute.
Bemerkung: Die Eintaktexplosion geht von einer ca. doppelten Temperatur aus wie beim Ottomotor. Der Anfangsdruck ist entsprechend höher und hält über die Expansionsstrecke länger nach. Nur weil der Motor wärmeisoliert und nicht gekühlt ist.

(300)

Die wirklichen Eintakt- Funktionen:

 
Aus der  Aufbereitung: >Ansaugen (1), >Verdichten (2), >Kraftstoffaufbereitung (3), >und Zwischenspeichern (4).
Aus den Arbeitsfunktionen:> Laden (5),> Explodieren (6), > Expandieren (7), > und Auspuffen (8).

Diese acht  Arbeitsfunktionen sind relevant und stehen natürlich im Widerspruch mit der Bezeichnung "Eintaktmotor". Kommt die Behauptung dazu, die Funktionen wären weitgehend  mit  denen der Expansionsdampfmaschine vergleichbar, kommen alle Vorsätze der Nachvollziehbarkeit ins Wanken.
Acht Vorgänge, innerhalb einer halben Motorumdrehung und alles gleichzeitig. Das ist eines von vielen  Eintaktmerkmalen, das zur Bezeichnung "Eintaktmotor" *   führte.

* Zum besseren Verständnis: Die Expansions- Dampfmaschine ladet und expandiert z.B. 300°C heißen Dampf und expandiert - es ist ein Eintaktvorgang. Der Eintaktmotor ladet praktisch Verbrennungsgase, die das Mehrfache an Temperatur haben - es ist ebenfalls ein Eintaktvorgang.

<Verbrennungszeitverlängerung >
und
<Das Gegenargument  1- Langhub ist besser als 8- Kurzhübe ?>

3

Einleitung                                         
Wer in der Motorenentwicklung weiterkommen will, kann einen  Umweg über die Anfänge nicht völlig ignorieren.
Um Fehler von heute zu erkennen, liegt die Erklärung oft in der Vergangenheit.
Gegenwärtig führt uns die Automobilindustrie  den Otto- und Dieselmotor  als eine ausgereifte Erfindung vor. Das wird gerne angenommen, denn auf den Ottomotor, die wichtigste Erfindung des letzten Jahrhunderts, kann kein moderner Mensch verzichten, - das Schwere dabei, es gibt keine Alternative zum Ottomotor.
Wenn  der Ottomotor nach hundert Jahren bei 15%  Wirkungsgrad angekommen ist, wird weiter am Viertaktprinzip festgehalten. An Neuerungen, die auf eine bessere Effizienz  hinzielen, geht der Glaube schnell verloren.
Diesbezügliche Versuche  werden zurückhaltend behandelt, ja sogar belächelt. Das wundert nicht, denn seit Otto, seit über hundert Jahren, ist es nicht gelungen den Wirkungsgrad nachhaltig zu verbessern.

(320)
Siehe dazu: < Ottos Anfang > und die neue <Entwicklungsvorgabe>
Ein Konzept für einen neuen Motor ist nach über hundert Jahren überfällig. Ein solcher Motor müßte natürlich ein in jeder Hinsicht ein besserer Automobilantrieb sein, als der konventionelle Viertaktmotor. Dabei ist es gleich, wie dies geschehen soll, und wer den Anfang macht.  Nur durch ein selbstloses Denken  könnte das nächste Automobiljahrhundert ökologisch sauberer werden.
Anderseits kann das nur gelingen, wenn Akzeptanz durch viele Alternativorschläge gesichert wird, und der neue Motor kompakter, fertigungs- und wartungsfreundlicher, und vor allem preisgünstiger herzustellen ist, als alle bisherigen Kraftfahrzeugantriebe.
Der Motor muß an Anwendungen aller Art angepaßt werden können. Am wichtigsten ist, dass er einen wesentlich verbesserten Wirkungsgrad aufweisen muß, d.h. im Vergleich zum konventionellen Motor müßte der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung mindestens halbiert werden.
Ein neuer Motor muß zukunftsweisend sein: Die anstehenden ökologischen Probleme, besonders der weltweite CO2 -Ausstoß, lassen sich nur durch ein neues Energiesparprinzip lösen, das für alle weitere Entwicklungen zum Maßstab werden muß.
Man spricht von einem Glücksfall, dass sich CO nach dem Auspuffen an der Luft zu CO2 verbindet. sonst wäre schon längst das Automobil als Verkehrsmittel zum Tode verurteilt. Siehe: <Wirkungsrad und  CO2>

Unter Nr. 0602272  wurde am 16.04.1997 das <Europäische Patent> zu einem Motor erteilt, bei dem die Vorgaben zu einem alternativ- Motor zutreffen: Es ist der Eintaktmotor (ein Hubsegment- Läufermotor),   weltweit der erste Verbrennungsmotor, der nicht wie die herkömmlichen Motore gekühlt werden soll, sondern voll wärmeisoliert betrieben werden kann.
Dass ein solcher Motor allen gültigen Auffassungen einer bekannten Motorischen Verbrennung widerspricht, wird sofort erkennbar, anderseits aber gibt es keine Alternative zum Otto- oder Dieselmotor bzw. zu einem gekühlten Motor.

Ein <Eintakt- Heißgas- Motor> bewegt sich konstruktiv und der Funktion nach auf wankenden Boden, der aber mit einer guten Wärmeisolierung, zusammen mit hohen Basisgasdrücken stabiler wird.

Dies wird durch die Konstruktion mit modernen technischen Keramiken oder in Dünnwand durch austenitisch- ferritischen Hochtemperatur- Legierungen ermöglicht.
Der Ottomotor ist heute nach über hundert Jahren vom Funktionsprinzip her unverändert geblieben: Wie es scheint, für die Autoindustrie ein unangreifbares Tabu. Es ist an der Zeit, hier ein Umdenken einzuleiten, denn es ist mit diesem neuen Motor kein spektakulärer Pressewirbel beabsichtigt, sondern eine Lösung der anstehenden Motorprobleme ist wichtiger.

(340)
Die geringen Wärmeverluste beim Eintaktmotor verbessern die Verbrennung und entgiften die Abgase durch die Explosions- Verbrennung kleiner Gemischmengen in der gleichen Zeit wie der Viertaktmotor.
Die Eintaktmotor-Wärmeverluste liegen dagegen nur zwischen 7% - 15%. Das erklärt den unglaublich hohen Wirkungsgrad und die große Wirkungsgraddifferenz zu den konventionellen Motoren.

Es ist praktisch die Umkehrung, denn der konventionelle Ottomotor hat  heute noch, unverändert einen Wirkungsgrad von 7% - 15%, d.h. Wärmeverluste von 93% - 85%. Siehe die neuesten  <Prüfstandwerte> .
Es scheint bis heute so, als würde dem Wirkungsgrad keine große Beachtung beigemessen. Man ist weiter zufrieden, denn die Leistung der Automobilmotore scheint nach oben keine Grenzen zu kennen.
Es stört nicht wenn mit zunehmender Drehzahl die Leistung steigt, und der Wirkungsgrad ggf. auf 5% absinkt.
Die Motore werden kleiner, die Lebensdauer nimmt wegen den hohen Drehzahlen ab, auch das stört wenig.
Bei Formel 1 Rennmotoren wird es besonders deutlich und es ist weder ökonomisch noch ökologisch richtig,  wenn von 100 Liter getankten Kraftstoff, 95 Liter buchstäblich in den Wind geblasen werden, - und doch wird es unwidersprochen hingenommen!

Auch das vorhandene Wissen der letzten Jahre konnte daran nichts ändern.  (1).
Im Gegenteil,  jeder Versuch etwas ändern zu wollen - erschien anmaßend, nur weil er der bisherigen Lehre widersprach.
Der Erfinder hat viele <Vorversuche> durchgeführt, die eine Machbarkeit zum Eintaktmotor bestätigen. Der Erfinder mußte  aber aus persönlicher Erfahrung, und aus finanziellen Gründen davon Abstand nehmen, in eigener Regie einen Prototyp zu bauen.
Die Gesellschaften die relevante Motorbaufirmen mit Mut zum Wagnis beeinflussen könnten, gehen gegen Null.
Motorbaufirmen scheuen die Prüfung eines Vorhabens, weil es zu lange dauert.
Es ist oft die eigene Unsicherheit die eine Entscheidung herauszögert

Diese Unsicherheit abzubauen, eine Prüfung beschleunigen dazu soll diese CD mit beitragen.

Die Alternative zum Viertakt- Ottomotor, entwickelte sich als Idee "Eintaktmotor" nur langsam,  denn es sollte der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung mindestens halbiert werden.
Diese neue Möglichkeit nach hundert Jahren Automobil ist beachtenswert.
Wird der Vorschlag angenommen, spricht alles dafür, dass die heutige Kraftstoffverschwendung beendet werden kann..
Wird der Eintaktmotor wärmeisoliert und mit rekuperativer Lufterwärmung versehen, kann der Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung  gedrittelt werden.

Wenn wir einmal mit nachwachsenden Energien auszukommen wollen, lohnt es - nach über hundert Jahren darüber nachzudenken, wie es weitergehen soll.
Es scheiterte bisher alles an der alten Lehre, dem unumstößlichen Viertakt-Glaubenssatz der auch auf den Wankelmotor angewendet wurde.
Zwar wird abgeschirmt  nach einer Alternative zum Ottomotor gesucht, denn die Abgasbelastung nimmt weiter zu und wird, eines Tages tödlich werden. Die Anfänge dieser Entwicklung sind heute schon latent zu spüren.

Die Angst vor dem Mißerfolg, der nächste Versuch könnte wieder ein Windei sein wie der   Wankelmotor, lähmt natürlich die Beteiligten.

Durch den Gesetzgeber erzwungene Gegenmaßnahmen, endeten bisher beim Katalysator und Rußfilter. An der Kraftstoffeinsparung und damit am eigentlichen CO2 Problem änderte sich nichts. Eine gute Verbrennung von Kohlenwasserstoffen, ist nun mal mit einem hohen CO2 Ausstoß verbunden. Also kann eine Besserung nur durch eine effizientere Verbrennung d.h. durch Kraftstoffeinsparung zu erwarten. Siehe: <CO2+ Wirkungsgrad ?>

(360)

Wie zu beobachten ist, sind die bisherigen Bemühungen nur <Scheinlösungen> .
Wer der Meinung sein sollte, dass der Automobilmotor daraufhin kritisch überdacht wurde oder wird, sieht sich getäuscht. Auch die zunehmende Verschärfung der Umweltschutzgesetze hat am eigentlichen Problem nichts geändert.

Denn was geschah bisher ? - Die Leistung der Motore verbesserte sich Jahr für Jahr, ohne Rücksicht auf den schlechter werdenden Wirkungsgrad. Der Automobilkäufer, in der Regel ein Nichtfachmann, wurde mit immer mehr Leistung und mit täglich neuen Scheinlösungen umworben.
Ingenieure, besonders die Außenseiter unter ihnen, die sich an das Problem heranwagten, haben es auch heute noch sehr schwer mit neuen Ideen Gehör zu finden, besonders wenn von der Viertaktlehre abgewichen wird..
Grundsätzlich wird sich so lange nichts ändern, solange es an Tankstellen genügend und noch bezahlbares Benzin gibt.

Am Beispiel <Segmenthubmotor> kann man sehen dass auch das Alte  neu sein kann.
Siehe auch < 125 Jahre Ottomotor> und <Historie>  zum Eintaktmotor. Otto war auf den richtigen Weg hätte damals die Leistung gestimmt.
Der Automobilmotor gehört zu den Erfindungen, die nach der Dampfmaschine die Welt veränderte. Heute nach hundert Jahren sind die Grenzen aufgezeigt - und es wird offenbar, bei allem Fortschritt kann es  so nicht weitergehen.
Überlegungen über <Strom, bzw. Wasserstoff >   besonders wenn dieser über Atomkraftwerke erzeugt wird,ist die verwerflichste   Lösung anzustreben, denn dieses Angebot gehört zu den hinterlistigsten der Wissenschaft und der Industrie.
Die zu erwartende "Apokalypse" ist unausweichlich, auch wenn diese erst nach tausend Jahren eintreten sollte.Über diesen Weg darf Wasserstoff nicht in den Verkehr, den nach zwei- drei Mal Tschernobyl brauchen wir kein Automobil mehr.

(380)  Wir brauchen eine Alternative die überfällig ist,  Energie die man über überschaubare Zeiträume nutzen kann, die keine vernichtenden irreversiblen Schäden verursacht. 
Das Energieproblem ist ein internationales Problem geworden. Bodenschätze die wir Menschen eigentlich nur äußerst vorsichtig verbrauchen dürften, verschwenden wir gedankenlos. Kohle, Öl und Gas stehen uns und unseren Nachkommen nicht unerschöpflich zur Verfügung.

So gesehen, ist vorläufig - solange keine anderen, besseren   Alternativen vorliegen, nicht zu umgehen, dass man an einen Verbrennungsmotor mit 80% Wirkungsgrad nicht aus dem Augen verlieren darf, denn  die Zeit läuft für die Menschheit weiter. Seit Ottos Erfindung läuft die Entwicklung gegen die Uhr, ist aber reversibel. Die mineralischen Öle nicht und die Folgen der Atomkraft auch nicht, diese sind im Vergleich zum verschwendeten Erdöl völlig irreversibel).
Durch die <Eintaktmotoren-Technik> ist diese Möglichkeit gegeben. Der Kraftstoffbedarf zu dritteln, die Umwelt zu schonen und zukünftigen Generationen eine Chance zu geben, zu leben bzw.mit erneuerbaren Energien ihr Leben zu gestalten.
Um diesen, schon jetzt gangbaren Weg zu gehen, müssen die nachwachsenden Energieträger langsamer verbraucht werden, wie diese nachwachsen.
Das läßt sich aber nur mit effizient arbeitenden Kraftmaschinen realisieren. Zusammenfassend wird an dieser Stelle versucht zusammenfassend die  <Merkmale zum Eintaktmotor>  und die damit verbundene Vielseitigkeit offenzulegen.
Aus diesen Überlegungen heraus kann man nur wünschen, dass die nachfolgend  aufgezeigten Lösungen die weltweit überfällige Innovation zu einem neuen Alternativmotor zum Ottomotor auf fruchtbaren Boden fallen und dann auch möglichst schnell realisiert werden.
Zur Zeit fehlt es nicht nur an Zeit und Geld, es fehlt jegliche Vorstellung wie eine Lösung, wenn auch  hypothetisch aussehen könnte?
Die neue Idee zum Eintaktmotor kann dies ändern.

(400)

3a  

Der moderne Automobilmotor

Der moderne Motor hat eine über hundertjährige Entwicklung hinter sich. Die erkennbaren Verbesserungen sind  gekennzeichnet :

Durch ständige Leistungs-Erhöhung, die hauptsächlich durch Drehzahlsteigerungen zustande kam. - und verbesserte Zylinder-Füllungen durch Lader.

Durch hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer.   Für des Motors Effizienz tat sich aber  wenig.

Durch Verbesserte Wirtschaftlichkeit in der Produktion durch Normung und Automation, was Veränderungen in größeren Umfang nicht zuließ. ( Wankelmotor ?)

Durch Gewichts-Verminderung, ein Schlagwort das auch heute noch gilt und das Versagen bei der Verbesserung vom Wirkungsgrad abschwächen soll.

Durch Fertigungsverfeinerung und erleichtere Wartung und Reparatur, durch immer kompliziertere elektronische Steuerungen und Regelungen.

Beim  Wirkungsgrad wird die Aufmerksamkeit abgelenkt und durch <Scheinlösungen> ersetzt.

(420)

Durch die Zuspitzung der Verhältnisse bei der  Abgasentgiftung, wurde zwar das  Problem der Umweltfreundlichkeit in den Vordergrund geschoben, indem Katalysatoren und Rußfilter entwickelt wurden, was aber durch den wachsenden Verkehr als unzureichend erkannt wird.
Die Umweltfreundlichkeit oder Schädlichkeit  eines Motors, ist so weiterhin zu einer Überlebensfrage der Menschheit geworden.
Bis heute ist kein  Verbrennungs-Motor  bekannt der so vielseitig in der Verwendungsmöglichkeit ist, wie der hier konzipierte Eintaktmotor. Durch die kompakte Bauweise  Wirtschaftlichkeit und das besser gewordene  Leistungsgewicht, wird der Eintaktmotor zum echten Alternativmotor.

Der heutiger Automotor gilt als ausgereift; ist es aber nicht, denn die modernen Wirkungsgrade lassen es   wünschenswert erscheinen, ihn, den Otto- und Dieselmotor weiter zu verbessern, um ihn noch wirtschaftlicher und vor allem noch umweltfreundlicher zu machen.

Anfangs wurde die Idee zum  wärmeisolieten - Motor als Utopie behandelt.
In der Zwischenzeit ist man auch unter Fachleuten einig, die Schonung der Energie- Ressourcen sind nur mit utopisch scheinenden Lösungen zu verwirklichen, wie es der wärmeisolierten Motor ist.
Keiner der Experten und die praktisch ausgerichteten Fachleute konnten bestreiten, dass die Verschwendung von 85% bis 95% Kraftstoff  eine Utopische Größe ist, die nur mit einer utopisch anmutenden Losung geändert werden kann. Das Problem erzeugte wiederholt die  <Frage nach der Realität>

(440)

Die aktuellen am Prüfstand ermittelten  verbindlichen Werte für den modernen Automobilmotor

Motor

Leistung

Best- Wirkungsgrad

Nutz- Wirkungsgrad bei 10% Belastung

Otto- Motor

65 kWh

32 %

14 %

Dieselmotor

50 kWh

38 %

25 %

Gas- Turbine

150 kWh

36 %

15 %

Formel 1-Motor

200 kWh

25 %

5 %

Die Tabelle zeigt den gegenwärtigen Stand der Entwicklung, zeigt aber auch, dass die Entwicklung stehenblieb.

< Hubraumleistungen >         <Kraftstoff + Frischluftverbrauch>

                        _____________________________________________________________

" Der wärmeisolierte Eintaktmotor "  ist eine Herausforderung für die Zukunft.
Mit den Vorleistungen auf dieser CD sind Vorstellungen zur Problemlösung nahegerückt. Leider mußten die Arbeiten aus finanziellen Gründen an diesem Projekt  unterbrochen werden.
Der Stand der Arbeiten aber  wurde auf dieser CD festgeschrieben, denn es zeigte sich, das Thema ist  komplexer als man erwarte.
Das bewiesen die <vielen Fragen> die erst entwirrt werden mußten, bevor sie  beantwortet werden konnten.

(460)

Die <Vorversuche> die exakt durchgeführt wurden, führten  nach und nach zum wärmeisolierten Eintaktmotor, zur Patentanmeldung und weiter zur Patenterteilung.
Die Ergebnisse der Vorversuche lassen erwarten, dass ein Motor der keine Wärme verliert, einen sehr guten Wirkungsgrad haben muß. Die voraussichtlichen Werte:

Eintaktmotor normal

50 kWh

70 %

60 %

mit Heißzelle + REKU

50 kWh

85 %

80 %

Die hier vorliegenden Arbeiten, wie die erarbeiten Grundlagen der Patentschrift, berühren die Theorie nur soweit wie sie zur Erklärung gebraucht wurde.
Es ist eine autodidaktische Arbeit die auf finanzielle Hilfe verzichten mußte.
Siehe dazu  <Gegenüberstellung> ,  und zum Thema  <Für Zweifler !>

         Der Beschreibung des gegenwärtigen Standes der Entwicklung, zeigt auch die Möglichkeiten auf die über den
         eigentlichen Rahmen des Eintaktmotors hinausgehen. Siehe dazu <Modifikationen>

4

(480)
Der  Ausweg ?

Das Auto steht zunehmend in der Kritik, ein sehr fragwürdiges Verkehrsmittel zu sein. Das trifft zwar zu, aber nicht das Auto ist fragwürdig, sondern der Antrieb, der Ottomotor muß  verändert werden.
Mit dem Otto- Viertaktmotor fing alles an. Es ist ein Verbrennungsmotor bei dem der Kraftstoff  im Zylinder verbrannt wird. 
Das Erhöhen der Motordrehzahl machte keine ernsthaften  Probleme, der Ottomotor machte mit. Man hatte sofort und einfach mehr Leistung zur Verfügung, eine Eigenschaft die dem Ottomotor das Überleben bis zum heutigen Tag sicherte.

Auch wenn das Automobil für uns unentbehrlich geworden ist, dauerte es weitere  hundert Jahre zu erkennen,  der Kraftstoff wird zu 80% verschwendet.Als Erkenntnis wurde dies nicht registriert. Erst die schleichende Vergiftung durch Abgase und nutzlose Wärmeerzeugung wurde für uns untragbar 
Das  wundert  nicht, denn der Antrieb, - der Verbrennungsmotor steckt voller Widersprüche.
Wird ein Belastungszustand verbessert, entsteht daraus eine andere Belastung. Gesetze können dies nicht ändern nur die Technik. Was tun?
Die giftigen CO-Emissionen beseitigen ? Mitverbrennen, es gelang nicht. Trost ist keine Lösung. Auch die Meinung der Giftstoff CO verbindet sich mit dem Sauerstoff der Luft zu CO2 Kohlendioxid löst das Problem, ging nicht auf.

Hohe  CO2-Emissionen sind ein Zeichen guter  Verbrennung ! Diesen zunehmend hohen Anteil an  CO2 zu senken, kann man nur durch sparsame Verbrennung entgegengewirkt werden. Sparsam verbrennen, ist aber nur möglich bei einem hohen Wirkungsgrad.  
Es scheint als würde dieses Thema nie beendet, denn ist man kurz davor, macht die NOx- Problematik der Hoffnung ein Ende, denn bei bester Verbrennung ist der NOx-Anteil im Abgas am höchsten.
Wenn nicht unverhofft Hilfe kommt, stehen die Chancen nicht gut.
Der Beweis sind die vielen <Scheinlösungen> die sich innerhalb von hundert Jahren Ottomotor angesammelt haben. Auf keinen Fall darf man durch Verändern, weiter Scheinlösungen  auf den Eintaktmotor übertragen.
Die neue Eintakt- Entwicklungsvorgabe zeigt nicht nur die Richtung, es ist bereits ein   Anfang.
Durch den voll wärmeisolierten  Eintakt -Verbrennungsmotor ist zu erwarten, dass nur ein Verbrennungsmotor Motor, der keine Wärmeenergie nach außen verliert, dieses Jahrhundertproblem der Verschwendung beseitigt.

ca. Zeile 500
Die hohen Temperaturen der <Explosionsverbrennung> verbrennen CO und CH mit und die Reaktionszeit ist so kurz, dass NOx an der untersten zulässigen Grenze bleibt.

Bei der  Beurteilung der Automobilmotore sollte  nicht nach Verbrauch auf 100 km, sondern nach Verbrauch bei 10% Belastung am Prüfstand gemessen würde. 
Es entstehen täglich neue Wortbegriffe, die den Anschein erwecken, als würde viel getan um den Wirkungsgrad wirklich zu verbessern. Die Problematik zeigt allein das < Kraftstoffproblem> im vollen Umfang

Die Argumente und Stichworte die man zu hören und zu lesen bekommt: Direkteinspritzung, CO2-Emissionen , 25% Kraftstoffeinsparung möglich, auf 140gr pro km , Magerbetrieb ? Drei-Wege-Katalysatoren, Schichtladeprinzip, - Katalysatoren Regeneration, - Fahrleistung, Leichtbauweise, -Abgasreinigung, homogene Verbrennung, Brennraumtemperaturen, Lamda-Wert Zündfähigkeit, das NOx – Problem, 95% Reduzierung, Einspritzdrücke, Lastbereich, Leichtbauweise, Dreilitermotor, Einlitermotor, Zwölf- und Vierundzwanzigzylindermotor usw. usw.
Es sind alles  < Scheinlösungen> die man weiter endlos erweitern kann.

Eine kaum überbietbare Verbesserung bietet das voll wärmeisolierte Eintakt-Motorenkonzept an, mit dem der Wirkungsgrad wirklich verbessert werden kann.<Der ungekühlte Motor ?>

Vermutungen die bei einer so gewagten technischen Lösung auftreten, -  sich förmlich aufdrängen, ist beispielsweise das Problem der  <Wärmestauungen>  in der Motormitte treffen nicht zu, denn der durch die Explosionstemperatur erzeugte Druck entspannt ohne Nachbrennen und setzt mit ca. 80% die Wärme in Arbeit um. Durch kleine Gemischportionen werden im glühend  heißen Zylinder mit hohen Temperaturen relativ kleine Wärmemengen erzeugt die als Expansionsarbeit aneinandergereiht dann die effektive Leistung ergeben.
Aufheizen und Expansionskühlung im schnellen Wechsel halten die Temperatur der gesamten Bauteile Segmentzylinder, Drehkolben, und Sperrwalzen konstant. Dabei bleibt die hohe Wandtemperatur erhalten, die werkstoffbedingt gesteigert werden kann.
Siehe: <thermischer Wirkungsgrad>. 
Die Zylinder werden  mit sehr heißen Oberflächen, die nur auf eine geringe Tiefe aufgeheizt werden betrieben und drehen berührungslos zueinander.
Das ist bisher die einzige erkannte Möglichkeit, ein Ausweg der sich abzeichnet, zu einer echten Lösung den Wirkungsgrad zu verbessern.
Nur ein Motor nach diesem Konzept,  kann den Wirkungsgrad der inneren Verbrennung wirklich über den bisherigen Durchschnitt  verbessern.

(520)
Realistische Schätzungen sprechen von einer Verdoppelung bis zu einer <Verdreifachung des Wirkungsgrades ?>. Da liegt die Frage förmlich in der Luft, wie man hohe Explosionstemperaturen beherrschen kann und wie dies zu begründen ist ein derart utopisches Vorhaben bei der motorischen Verbrennung zu realisieren.   Die Frage nach der <Machbarkeit> versucht dies zu beantworten.
Die Verbrennung bei höherer Zylinderwandtemperatur ist naturgemäß intensiver und sauberer, deshalb wurde dieser Weg gewählt. Bereits ab 200°C Zylindertemperatur tritt eine wesentliche Verbesserung der Effizienz ein.
Siehe dazu: < Scheinlösungen> die so lange ergänzt werden, wie der Viertaktmotor bestehen wird.

Diesen Scheinlösungen steht das voll wärmeisolierte Eintakt-Motor gegenüber, der diese Lösungen umgehen muß, um den  festgefahrenen Wirkungsgrad zu verbessern.
Bei den Eintakt-Vorgaben gibt es keine Schikanen, die die Explosionsverbrennung behindern, es gibt keine Totpunkte, keine Klopfgefahr und keine hohe Verdichtung. Es gibt: sechzehn Explosionsverbrennungen mit nachfolgender variabler Expansion - kleinster Gemischportionen. Es gibt einen glühend heißen Zylinderraum und es gibt eine  Verlängerung der Verbrennungszeit.
Anders formuliert: Das  Verkleinern der einzelnen Verbrennungsportion und die Explosionsverbrennung in einem glühendem Umfeld und die Erhöhung der Hübe von einem Hub auf acht Hübe in der gleichen Zeit der Viertaktverbrennung (2 Umdrehungen) ist der Ausgangspunkt zu einem neuen Motorenkonzept dem Eintaktmotor. Die kleinen Gemischportionen und eine veränderliche Expansionsstrecke,  kommen im Prinzip einer Verbrennungszeitverlängerung gleich.
Zylinderwand  und Drehelemente werden an der Oberfläche  aufgeheizt und drehen berührungslos zueinander.
Dies, und auch ähnliche Funktionen konnten finanziellen Gründen zwar nicht an einem Prototyp erprobt werden, es wurden aber einfache Modellaufbauten auf Wekzeugmaschinen   erprobt, die unter realen Bedingungen abliefen.
. < Vorversuche >
bevor es zur Patentanmeldung kam. Ohne diese Lösungen z.B der <heiße Oberflächen> wäre eine Patentanmeldung reine Verschwendung. Einen wärmeisolierten PKW- Motor als Vorgabe, als Entwicklungsziel, dafür wurde diese

(540)
Wird ein Motor nach diesem Konzept gebaut,  kann den Wirkungsgrad  über den bisherigen Durchschnitt  verbessern. Realistische Schätzungen sprechen von einer Verdoppelung bis zu einer Verdreifachung des Wirkungsgrades.
Die Verbrennung bei höherer Zylinderwandtemperatur ist naturgemäß intensiver und sauberer, und kostet keine zusätzliche Energie. Lediglich müßte der Isolationsaufwand ggf. auf die Vakuumisolierung ausgedehnt werden.
Bereits ab 200°C Zylindertemperatur tritt eine wesentliche Verbesserung der Effizienz ein.
Die Realisierung  Idee "der glühenden Zylinderwand"  beruht darauf, dass  poröse geschäumte und gebrannte technische Keramiken an der Oberfläche bei hohen Kontakttemperaturen auf eine Tiefe von nur 0,1 –0,2 mm,  nur einer sehr geringe Wärmemenge aufnehmen um zu glühen.
Dies kann man weiter verbessern indem man den porösen Keramikkörper mit einer dünnen kompakten Metallschicht überzieht. (aufdampft oder aufsprüht) Einzelheiten zu dieser Technik im weiteren Text.
Auch dünnwandige Kostruktionselemente aus hitzefesten metallischen Werkstoffen für Zylinder und Kolben haben diese Eigenschaft, wenn diese gut isolierend hinterfüttert werden.
Metallschichten von nur 0,05 bis 0,1 mm dick sind gute Wärmeleiter, die schlagartig Wärme aufnehmen und  und auch abgeben. Sehr vielversprechend ist die Entwicklung über hohl gestaltete Drehelemente, bis zu 5mm Wandstärke.
Vermutungen die sich bei einer so sehr gewagten technischen Lösung aufdrängen, z.B. das es zu unkontrollierten Wärmestauungen in der Keramik oder der Isolierung kommt, treffen nicht zu, denn der durch die Explosionstemperatur erzeugte Druck entspannt ohne Nachbrennen und setzt zu ca. 80% die Wärme in Arbeit um.
Aufheizen und Expansionskühlung im schnellen Wechsel halten die Temperatur der gesamten Bauteile Segmentzylinder, Drehkolben, und Sperrwalzen konstant. Dabei bleibt die hohe Wandtemperatur erhalten.
Siehe: < thermischer Wirkungsgrad>.
Die Frage:Warum man versucht mit 800°C Gelbglut den Motor zu betreiben, wenn 200°C bereits ausreichend sind, beantwortet sich dahingehend: Bei 800°C kann die Drehzahl erhöht werden, die Kraftstoffportionen müssen wegen Sauerstoffmangel kleiner werden, und die rekuperative Verbrennungsluftvorwärmung bzw. Abgas besser zur Wirkung.
Auf diese Weise können minderwertige Kraftstoffe bis hin zu brennbaren Feststoffpartikeln im Gas oder der Luft verbrannt werden. Kohlestaub, Torfstaub, Mehlstaub u.a.m.

(560)

Die sehr schlechte Effizienz der Otto- und  Dieselmotore, entfachte niemals ernsthaft eine öffentliche Diskussion.
Themen waren und sind genügend vorhanden. So wurde  der Wirkungsgrad bisher einfach als gegeben angenommen und ignoriert. Die durch die schlechte Effizienz verursachten gesundheitlichen Belastungen blieben, - auch das schlechte Gewissen blieb. An der Wirklichkeit konnte man ja doch nichts ändern. Siehe dazu: <Scheinlösungen>
Scheinlösungen können  diese Situation dieses Jahrhundertproblem nicht beseitigen.
Den Ausweg ist nicht die Brennstoffzelle, denn man vergißt gerne den <Energieentstehungspfad>.
Es entstehen täglich neue Wortbegriffe die den Anschein erwecken, als würde viel getan um den Wirkungsgrad zu verbessern.

Die  Stichworte sind jedermann bekannt: Direkteinspritzung, CO2-Emissionen , 25% Kraftstoffeinsparung möglich, auf 140gr pro km , Magerbetrieb ? Drei-Wege-Katalysatoren, Schichtladeprinzip, - Katalysatoren Regeneration, - Fahrleistung, Leichtbauweise, -Abgasreinigung, homogene Verbrennung, Brennraumtemperaturen, Lamda-Wert Zündfähigkeit, das NOx – Problem, 95% Reduzierung, Einspritzdrücke, Lastbereich, Leichtbauweise, Dreilitermotor, Einlitermotor, Zwölf- und Vierundzwanzigzylindermotor usw. usw.
Diesen Scheinlösungen steht das voll wärmeisolierte Eintakt-Motorenkonzept gegenüber, in der Hoffnung die Hürde am festgefahrenen Wirkungsgrad zu nehmen.
Es soll die unbehinderte Explosionsverbrennung, ohne Schichtladung, ohne Totpunkte, ohne Klopfgefahr und ohne hohe Verdichtung, durch acht bis sechzehn Explosionsverbrennungen kleinster Gemischportionen in einem glühend heißen Zylinderraum, die Lösung bringen.
Das Vervielfachen der Hübe und das verkleinern der einzelnen Gemischportion in der gleichen Viertakt Ablaufzeit, kommt einer <Verbrennungszeitverlängerung> gleich. (Siehe auch: <Verbrennungszeit>    <Kolbenweg variabel>  <Eintakt- Explosionsverbrennung>)
(580)
Die Zylinder werden  mit sehr heißen Oberflächen auf eine geringe Tiefe betrieben. Die Dünnwandkonstruktion der Zylinder und Drehkörper aus Hochtemperaturlegierungen haben im Vorversuch gute Resultate gebracht.
Drehkörper drehen berührungslos zueinander.
Das ist bisher die einzige Möglichkeit den Wirkungsgrad der inneren Verbrennung nachhaltig, d.h. wirklich und nicht als Scheinlösung zu  verbessern. Realistische Schätzungen lassen eine Verdoppelung bis zu einer Verdreifachung des Wirkungsgrades zu.
Die Verbrennung bei hohen Zylinderwandtemperatur ist naturgemäß intensiver und sauberer, deshalb wurde dieser Weg gewählt.
Die Realisierung dieser Idee beruht darauf, dass poröse geschäumte und gebrannte technische Keramiken an der Oberfläche Temperaturen bis zu 500°C oder  800°C auf eine geringe Tiefe (0,1 - 0,2 mm) annehmen und durch sehr geringe Wärmemengen aufrechtgehalten werden. Dies kann man weiter verbessern indem man den porösen Keramikkörper mit einer dünnen kompakten Metallschicht überzieht. (aufdampft oder aufsprüht) Einzelheiten zu dieser Technik im weiteren Text.
Diese Metallschicht nur 0,05 bis 0,1 mm dick, nimmt als ein guter Wärmeleiter schlagartig Wärme auf und gibt diese ebenso schnell ab.
Sehr vielversprechend ist die Entwicklung über hohl gestaltete Drehelemente, die ggf. Vorteile in der Fertigung bieten. Siehe dazu   < DER WÄRMEISOLIERTE EINTAKTMOTOR >
Vermutungen die sich bei so sehr gewagten technischen Lösung aufdrängen, z.B. das es zu unkontrollierten Wärmestauungen in der Keramik oder der Isolierung kommt, treffen nicht zu, denn der durch die Explosionstemperatur erzeugte Druck entspannt ohne Nachbrennen und setzt mit ca. 80% die Wärme in Arbeit um.
Aufheizen und Expansionskühlung im schnellen Wechsel halten die Temperatur der gesamten Bauteile Segmentzylinder, Drehkolben, und Sperrwalzen konstant, wobei die hohe Wandtemperatur erhalten bleibt.
Nach bisherigen Erkenntnissen ist die Realisierung gegeben, denn auch durch entsprechend konstruierte Metallzylinder (hohl) erreicht man Problemlos 200°C Wand bzw. Betriebstemperatur.
Siehe: <Wärmestau in der Motormitte>     < Der thermische  Wirkungsgrad>.
(600)

4a

Der Anfang  zu dieser neuen Entwicklung ergab sich aus dem unglaublich schlechten Wirkungsgrad
Die Ursache ist der beschämende Wirkungsgrad von 5%  für einen Formel 1 Rennwagenmotor, und nur 14% Wirkungsgrad für einen normalen PKW Motor, das mußte  nachdenklich machen. 
Dies bewußt zu erkennen, war der Anfang. Dazu kam ein  ungenutztes großes Verbesserungspotentials, das bei 5% Wirkungsgrad - , nicht nur theoretisch sondern praktisch vorhanden sein mußte.
Eine Lösung  mußte danach genügend Freiraum haben. Durch die durchgecheckten Möglichkeiten und die ersten Vorversuche zeichnete sich eine in sich stabile und damit auch realisierbare  Vorgabe zu einer Lösung ab.

Der Einstieg in diese Entwicklung rief natürlich erst die  Zweifler auf den Plan.
Für diese Zweifler und   < Skeptiker>  half  die Überlegung dass eine Verbesserung von 5% Wirkungsgrad auf 15% eine Verdreifachung der Effizienz bedeutet.   Das beeindruckte sehr, ohne das Gefühl zu haben überfahren zu werden.
Bei einer Steigerung des Wirkungsgrades  auf  80%, da mußte natürlich das Gefühl haben verprellt zu werden.
Da das Verbesserungspotential im Falle Otto- und Dieselmotor- zum Eintaktmotor ist sehr groß, ist das Risiko für den Anfang aber doch überschaubar, wie zwei Entwicklungsvorgaben, zeigen:

1. Es gilt im ersten Abschnitt der Entwicklung den Kraftstoffverbrauch bei gleicher Leistung zu halbieren, das ist zwar  gleichbedeutend mit einer enormen Wirkungsgradverbesserung aber noch relativ einfach zu lösen .
2. Erst im zweiten Anlauf, kann durch einen wärmeisolierten Eintaktmotor der Kraftstoffbedarf sogar gedrittelt werden, das geschieht dann mit Hilfe der Heißkammer und rekuperativer Vorwärmung der Verdichteten Luft die die Explosion beschleunigt und so die Drehzahl erhöht. Auch hier bekommt die Realisierung eine Grundlage.

Die bekannte langsame Viertaktverbrennung (Flammfront) beim Ottomotor, mit der sehr schlechten Effizienz, siehe <Prüfstandwerte> Wird durch die Eintakt - Explosionsverbrennung mit nachfolgender Expansion ersetzt. Die leistungsbezogene Viertakt Gemischportion wird halbiert und auf acht oder sechzehn kleine Explosionsverbrennungen innerhalb zwei Umdrehungen verteilt. Jeder Explosion folgt   kann eine variable Expansion ohne Wärmezufuhr.

Der nächste Schritt, den Kraftstoffbedarf zu dritteln ist gegeben, wenn in einem voll wärmeisolierten Zylinder und oberflächenheißen Kolben bei  200°C bis 500°C bei Oberflächenwandtemperaturen explosionsverbrannt und ohne Wärmezufuhr expandiert wird.   Bei  300°C bis 800°C Rotglut wird theoretisch aber auch praktisch ein optimales Ergebnis erwartet. Diese Temperaturen im Zylinder (Heißkammer) sind den   Versuchen nach, noch realisierbar.
Siehe dazu auch  < Der korrigierte Wirkungsgrad>
 5     (620)

Einordnung des Eintaktmotors                                                         001    
Der Versuch eine Wärmekraftmaschine zwischen Kolbenmaschine und Turbine einzuordnen ist bisher  unbekannt.
Es liegt an der Besonderheit einer derartigen Maschine, wenn im unteren Drehzahlbereiche der Wirkungsgrad annähernd konstant bleiben soll. Das erschwert jegliche Vergleiche und damit die Einordnung.
Besonders der Vergleich zur Gasturbine ist nicht möglich, denn die Turbine hat bei sinkender Drehzahl die denkbar schlechteste Leistung und damit einen niedrigen Wirkungsgrad..
Eine Verbrennungskraftmaschine, - die anders als der Ottomotor arbeitet, ist grundsätzlich schwierig einzuordnen. 
Ist das Eintaktsystem, für fast alle nur denkbaren  Anwendungen einzusetzen, wird die Einordnung je nach Interessenlage noch schwieriger.
Diese Eigenschaft hat aber auch Vorteile, denn es entsteht ein bisher ungeahnter Freiraum für die weitere Entwicklung.

Die Anwendungen durch das Eintaktsystem 
   
  Gekühlter Eintaktmotor,
      
Wärmeisolierter Eintaktmotor,
      
dito. mit rekuperativer Luftvorwärmung der verdichteten Luft,
      
Impulsradialturbine,
      
Heißgasmotor (mit Außenbeheizung)
      
schnellaufender Stirlingmotor 
      
Dampfmotor (Außen- Dampferzeuger) schnellaufend
       mit geschlossenem Dampfkreislauf -PKW-tauglich     
      
Eintaktmotor mir extern erzeugter Verbrennungsluft
       als Energiespeicher.
      
270° Einflügelmotor (mit variabler Explosions und Expansionsstrecke)
       ein Zweiwellenmotor.
      
Kraftwerksmotor
      
Kleinmotor
      • Monoblock -Motor
        Verdichtung und Arbeit in einem Block
       usw.
(640)

Mit  der Formulierung und dem Einordnen  von Drehkolbenmaschinen und Motoren tat sich bereits Felix Wankel schwer, als er merkte, in Patentschriften ist ein Wiederfinden und Zuordnen kaum möglich.
Im Sommer 1963 erschien im Fachbuchverlag der Deutschen Verlagsanstalt ein Buch von F.Wankel unter dem Titel "Einteilung der Rotations - Kolbenmaschinen".
Die Bauformenblätter von 11 bis 26 in diesem Buch zeigen 93 verschiedene Bauformen von Rotations- Kolbenmaschinen, die sich aus einem Kolbenläufer - Absperrläufer Zusammensetzen, die gleichzeitig, oder  auch abwechselnd als Kolben- und Absperrläufer die Funktion übernehmen.
Die Arbeitsraumwandung (der Zylinder) ist  außenliegend angeordnet, oft aber auch innenliegend was eine Ausnahme ist.

Vergleiche mit  dem Otto-  Diesel- oder auch Wankelmotor  waren und sind ungeeignet, um den Eintaktmotor hier anzuhängen. Lediglich der Zweitakt-Prozeß kam in Verdacht, dass dieser im  Eintaktmotor zur Anwendung kam. Die fehlenden Spülverluste beim Gaswechsel brachten die schnelle Klärung des Problems.

Der .Wankelmotor  brachte zum Eintaktmotor Berührungspunkte, die nach Expertenurteil eine Patenterteilung aussichtslos erscheinen ließen. Das Patent zum Eintaktmotor wurde trotzdem erteilt, denn der Wankelmotor hat einen Gaswechsel und einen schlechteren Wirkungsgrad als der Otto- oder Dieselmotor.
Die verschleppten, - bzw. verschobenen  Totpunkte konnten keinen Zusammenhang zum Eintaltmotor bringen.
Die Spülverluste beim Zweitakt Gaswechsels konnten  schnell Klärung des Problems beitragen..

(660)

Erwogen wurde als neue Bezeichnung  " Wendepunkt-Motore", " Segmenthubmotore", usw. Nur in der Hoffnung keinen Anstoß mit der Bezeichnung Drehkolbenmotor zu erzeugen.
Es war zu sehen, dass viele Bezeichnungen für Fachleute und Experten fremd waren.
Der Patentschrift nach blieb es dann doch bei der Bezeichnung Rotations- Kolbenmaschine.
Es wird sich herausstellen ob diese Bezeichnung glücklicher gewählt wurde - als Drehkolbenmaschine.

Nach der Bauartentabelle sind nur wenige Systeme für Kraftmaschinen geeignet. Der Weg vom Kompressor zum Motor ist steinig.
Oft wird die Bezeichnung für die Motorläuferanordnung unter außenachsige Motorbauarten geführt, unter die  auch das Rootsgebläse eingeordnet wird. Leider ist dieses System nur als Kompressor verwendbar.
Da dieses Schicksal viele Erfindungen erleiden mußten stellte sich die Frage, warum sollte es dem Eintaktmotor anders ergehen ?

Deshalb mußte der Eintaktmotor, als als nicht zu umgehende Drehkolbenkonstruktion akzeptiert werden. Aus patentrechtlichen Gründen eine neue Bezeichnung die Einordnungs Schwierigkeiten erleichtern.
Die Auswahl des Systems orientierte sich deshalb danach, ob die Motorkonstruktion einen Wärmeisolierten Motor zuläßt.

Die Antwort ist einfach, denn es stand bei der Konzeptfestlegung der wärmeisolierte Motor im Vordergrund. Deshalb sortierten sich alle anderen Bauarten und Systeme automatisch aus der engeren Wahl aus und man blieb beim zweiachsigen  <Expansionsmotor> hängen.
Aus Leistungsgründen und patentrechtlichen Überlegungen wurde der <Dreiachsige- Eintaktmotor> mit vorgesehen.
(680)
                                               
Ottos atmosphärische Maschine von 1860 hatte bereits ein Stück Eintaktentwicklung vorweggenommen. Denn durch die Länge der Zahnstange, konnte die Explosion praktisch unbegrenzt ohne weitere Wärmezufuhr die Expansion ohne Wärmezufuhr nutzen. Durch den Zahnstangen-Kolben wurde die Expansion variabel, so dass damals schon ein erstaunlich hoher Wirkungsgrad von 14 % erreicht wurde. Wegen der niedrigen und nicht weiter zu steigernden Drehzahl und dem großen Motor  blieb die Leistung zu niedrig.
Es erstaunt sehr, auch heute noch, dass der moderne Automobilmotor bei 10% Belastung nach 125 Jahren Motorentwicklung am Prüfstand  in der Effizienz nicht wesentlich besser ist. Der moderne Motor wurde zwar in den Abmessungen kleiner und kommt durch Drehzahlsteigerungen auf enorm hohe Leistungen, der Wirkungsgrad aber sinkt mit der Drehzahl weiter - bis auf 5% ab, wie bei einem 200 kW Formel1 Motor zu beobachten ist.
<Autorisierte moderne Wirkungsgrade>

Der Eintaktablauf ist dem Prozeß der Expansionsdampfmaschine ähnlicher. Die Dampfmaschine ist ebenfalls eine Eintaktmaschine und ist voll wärmeisoliert.
Es zeichnet sich eine Sonderstellung für den Eintaktmotor ab. Siehe dazu:<Modifizierung>
                          
Man vermutete daher den Eintaktmotor in der Nähe vom  Zweitaktmotor, was durch die fehlende Spülung schnell als falsch erkannt wurde.
Explosionsverbrennungen <Explosionsverbrennung ?> plus Expansion schnell aneinandergereiht, wie beim Eintaktmotor, entwickelte sich zu einem unbekannten Kriterium, wie aus den Fragen   <Einordnung nach Wankel> und <Hubzeit ?> erkennbar wird.
Ottos atmosphärische Maschine von 1860 hat bereits ein Stück Eintaktentwicklung vorweggenommen. Denn der Explosion folgte eine praktisch unbegrenzte Expansion ohne wesentliche Wärmezufuhr.
(700)
Durch den Zahnstangen-Kolben wurde die Expansion durch den ausreichenden Expansionsweg   variabel, so dass schon damals ein erstaunlich hoher Wirkungsgrad von 14 % erreicht wurde, der den heutigen modernen Motoren nicht nachsteht.  Wegen der niedrigen nicht zu steigernden Drehzahl blieb die Leistung sehr niedrig. Siehe: <Otto ?>
Es ist erstaunlich, dass der moderne Automobilmotor von heute am Prüfstand bei 10% Belastung, nach 125 Jahren Motorentwicklung  in der Effizienz nicht wesentlich verbessert wurde. Der moderne Motor kommt zwar auf enorm hohe Leistungen, der Wirkungsgrad aber sinkt mit der Drehzahl bis auf 5% ab. Siehe: <Prüfstandwerte>
Der Eintaktablauf ist dem Prozeß der Expansionsdampfmaschine ähnlicher. Die Dampfmaschine ist ebenfalls eine Eintaktmaschine und ist voll wärmeisoliert. Der Eintaktmotor ist ähnlich - wärmeisoliert und bei drei Mal höherer Anfangstemperatur durch den entsprechend hohen Anfangsdruck und den schnellen Ablauf wird der Eintakt- Motor sehr effizient. Mit rekuperativer Abwärmenutzung ist eine weitere Verbesserung möglich.
In diesem Zusammenhang taucht die Frage nach der Hublänge auf, denn man plädiert mehr zum langsamen langen Hub. Siehe <Langer oder Kurzer Hub ?>      
Ein bisher unbekanntes Motorsystem einzuordnen ist schwierig, zumal  wenn dieses System fast für alle nur denkbaren  Anwendungen einsetzbar ist.
Die Anwendungen reichen vom normalen
      •Gekühlter Eintaktmotor, bis zum
      •Wärmeisolierter Eintaktmotor,
      •dito. mit rekuperativer Luftvorwärmung der verdichteten Luft, und
      •Impulsradialturbine.
An der Peripherie ergaben sich wertvolle Einsatzgebiete die annähernd das gleiche Gewicht zusammen haben wie das Eintaktsystem. Dazu gehören der :. . . . . . . . .
      •Heißgasmotor (mit Außenbeheizung)
      •schnellaufender Stirlingmotor 
      •Dampfmotor (Außen- Dampferzeuger) schnellaufend
       mit geschlossenem Dampfkreislauf -PKW-tauglich     
      •Eintaktmotor mir extern erzeugter Verbrennungsluft
       als Energiespeicher.
      •270° Einflügelmotor (mit variabler Explosions und Expansionsstrecke)
       ein Zweiwellenmotor.
      •Kraftwerksmotor
      •Kleinmotor
      • Monoblock -Motor
        Verdichtung und Arbeit in einem Block
       usw.
(740)
Diese Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten einzuordnen ist ein Problem. Anderseits wurde dies nur möglich weil das Grundsystem lt. Patentschrift beibehalten werden kann.
Vergleiche mit  dem Otto-  Diesel- und Wankelmotor -  auch die Funktion des Zweitaktmotors und der Gasturbine muß man schnell vergessen, will man bei diese  Einordnung bleiben. 
Der Eintaktmotor - ein Drehkolbenmotor wurde ursprünglich als ein Segmenthubmotor besser eingeordnet, um der krankhaften Abneigung seit dem Wankel- Kreiskolbenmotor aus dem Wege zu gehen.
Denkbar war in den Anfängen  nach dieser umfangreichen Aufstellung ggf. eine neue Sammelbezeichnung einzuführen, wie z.B Wendepunktmotore ?
 
Ottos atmosphärische Maschine von 1860 hatte bereits ein Stück Eintaktentwicklung vorweggenommen. Denn durch die Länge der Zahnstange, konnte die Explosion praktisch unbegrenzt ohne weitere Wärmezufuhr die Expansion ohne Wärmezufuhr nutzen.
Durch den Zahnstangen-Kolben wurde die Expansion variabel, so dass damals schon ein erstaunlich hoher Wirkungsgrad von 14 % erreicht wurde. Wegen der niedrigen und nicht weiter zu steigernden Drehzahl blieb die Leistung niedrig und der Motor wurde zu groß.
Es erstaunt auch noch heute sehr, dass der moderne Automobilmotor bei 10% Belastung nach 125 Jahren Motorentwicklung am Prüfstand  in der Effizienz nicht wesentlich besser geworden ist. Der moderne Motor wurde zwar in den Abmessungen kleiner und kommt durch Drehzahlsteigerungen auf enorm hohe Leistungen, der Wirkungsgrad aber sinkt mit der Drehzahl weiter - bis auf 5% ab, wie bei einem 200 kW Formel1 Motor zu beobachten ist.
<Autorisierte moderne Wirkungsgrade>
(760)
Der Eintaktmotor ist der Expansionsdampfmaschine verwandter, als dem Ottomotor, denn die Dampfmaschine ist auch eine voll wärmeisolierte Eintaktmaschine.
Dadurch zeichnet sich eine Sonderstellung für den Eintaktmotor ab. Siehe dazu:<Modifizierung>
                             
6

Eintaktmotorentechnik 1
     
Ein Verbrennungsmotor ohne Totpunkte und ohne Gaswechsel - ist ein ungewöhnlicher Motor, denn Vergleiche zu den bekannten konventionellen Motoren fehlen. Der Verdacht der Wankelmotor sei als Vergleich geeigneter bestätigte sich nicht, er ist ein Kreiskolbenmotor, was aber schwerwiegender ist, der Wankelmotor ist ein Viertaktmotor.

Bezeichnet man den Eintaktmotor als wärmeisolierten Motor, so kann man nur ahnen, wie groß das Erklärungsdeffizit werden muß.
Einen Verbrennungsmotor als wärmeisolierten Motor zu konzipieren, die Idee stand   den Technikern immer sehr nahe.
Die Grundlage der Annahme, dass ein Wirkungsgrad von 80% erreichbar ist, lag und liegt für Motorenbauer, Ingenieure Thermodynamiker und anderen Ideenlieferanten außerhalb jeder Realität. Die Scheu ist größer als der Mut dies überhaupt auszusprechen.

Die Zweifel hätten mit Sicherheit die Idee sterben lassen, hätten die <Vorversuche> die zu dieser Ausarbeitung führten, nicht überzeugt, dass es gelingen kann den Wirkungsgrad zu verbessern. Die Ermutigung wog diesmal schwerer als die Zweifel.
(780)
Diesmal, war es der Eintaktmotor, der nicht nach dem Viertaktprozeß arbeitet, sondern nach einer abgewandelten Form, dem  <Eintaktprozeß Bild 4>.
Dieser Eintaktprozeß versteht sich so, dass Verdichtung und Kraftstoffaufbereitung getrennt sind und die Aufbereitung zu einem optimal stöchiometrischen Gemisch gleichzeitig bis zum Ladungszeitpunkt abläuft. 
 
Schon  <Die Einordnung> zeigte Probleme, danach erst kam die  <Modifizierungen des Eintaktmotors> zeigen die  Peripherieentwicklungen, denen es wäre schade gewesen wenn diese nicht in die Betrachtungen einbezogen wären.

Es war die Expansionsdampfmaschine die das Erklärungsdeffizit erleichterte, denn diese Dampfmaschine ist eine Eintaktmaschine, im Prinzip wie der Eintaktmotor, mit dem Unterschied, dass die Wärme nicht von innen sondern von außen bezogen wird.
Ein weiterer Unterschied,  Heißdampf hat eine Temperatur von 300 bis 400°C, die Eintakt- Explosionsgase haben kurzzeitig bis zu 1500°C. (nach der Zündung).
Ein weiterer Unterschied zum Ottomotor: die relativ langsame Verbrennung durch eine Flammfront, wurde durch eine Explosionsverbrennung mit Expansion ohne Flammfront ersetzt.  D.h. ohne Wärmezufuhr, wobei die Arbeitseinbuße durch acht Explosionshübe innerhalb von zwei Viertaktumdrehungen ausgeglichen wird.
Das klärt die  Frage nach der <verlängerten Verbrennungszeit> die zu verlängern, bisher, und auch heute noch als unlösbar gilt.

Eine halbe Umdrehung ist identisch mit der Verbrennungszeit, und diese wird mit steigender Drehzahl kürzer, die Verbrennung wird schlechter d.h. unvollständig. Die Folge, der Wirkungsgrad sinkt   und die Abgase werden giftiger. 
Zur Expansionsdampfmaschine zurück, bei der ca. 1/5 des Hubvolumens in einem voll wärmeisolierten Zylinder  geladen wird, um über 4/5 des Hubes anschließend zu expandieren. Das war seinerzeit ein großer Fortschritt, denn der Wirkungsgrad der Volldampfmaschine wurde dadurch wesentlich verbessert. Leider war der Vorgang, er war ja bekannt, nicht auf den Verbrennungsmotor übertragbar.
Der Ottomotor arbeitet beim genauen Hinsehen immer noch nach der alten Methode der Volldampfmaschine, d.h. ohne Expansion, denn es wird über die gesamte Hublänge über die Flammfront Wärme zugeführt, wird aber im Prozeß als adiabatisch ausgewiesen.Was er nicht sein kann. Die Ähnlichkeit mit dem Indikatordiaramm ?  Bei der Dampfmaschine würde niemand auf diese Idee kommen den Dampfzylinder zu kühlen. Da beantwortet sich das Problem von selbst.
(800)
Bei der Expansionsdampfmaschine wird eine Portion Heißdampf von über 300°C, in einem wärmeisolierten Zylinder expandiert - und leistet Arbeit. Ist die Portion Heißdampf klein, ist die Drehzahl und Leistung  niedrig und durch die bessere Expansionsmöglichkeit der Wirkungsgrad hoch. Anders wenn die Portion Heißdampf groß ist, dann ist die Leistung hoch und durch die schlechtere (kürzere) Expansionsmöglichkeit der Wirkungsgrad niedrig.

Analog zum Eintaktmotor ist diese Interpretation auch verwendbar, wenn die Explosionsverbrennungsgase von 1500°C bis 800°C statt Heißdampf angenommen werden.
Der Eintaktmotor erzeugt seinen "Dampf"- kurzzeitig an Ort und Stelle mit einer   Anfangstemperatur bis zu ca. 1500°C und dem entsprechenden Druck, der übergangslos in der variablen   Expansionsstrecke expandiert um damit sehr effizient Arbeit zu leisten.

Das Heißgas wird genau zu dem Zeitpunkt der Anwendung erzeugt, und diesmal durch eine unbehinderte ungebremste <Explosionsverbrennung1>. Der Druck expandiert sofort ohne wesentlichen Wärmeverlust und wird restlos in Arbeit umgesetzt. Der Temperaturabfall der durch die  Expansion entsteht ist kein Verlust sondern Arbeit.
Es sind sehr kleine Gemischmengen,   die acht Mal innerhalb von zwei Umdrehungen Arbeit verrichten. Beim 4 – Takt Prozeß hingegen erfolgt innerhalb von 2 Umdrehungen in einem gekühlten Zylinder nur ein langsamer Verbrennungsvorgang der der Arbeit verrichtet.
Beim 1 – Takt Prozeß wird in der gleichen Zeit 8 x angesaugt, 8x verdichtet, 8 x Kraftstoff aufbereitet 8 x explosionsverbrannt, 8 x Expandiert und 8 x Ausgepufft und 8x Ausgeschoben. Es erfolgen acht Arbeitshübe in einem Arbeitszylinder der voll wärmeisoliert ist. Innerhalb von zwei Umdrehungen werden  7 x 8, also 56 Vorgänge die innerhalb von zwei Umdrehungen die gleichzeitig abgewickelt werden.
Das zur Kenntnis genommen, wirft sofort die nächste Frage auf. Wie soll bei einer derartigen Komprimierung der Arbeitshübe die Verbrennungszeit verlängert werden? Dabei wird übersehen, dass eine halbe Umdrehung auf die Drehzahl bezogen immer gleich bleibt, und durch die Explosionsverbrennung Zeit eingespart wird, so dass in der eingesparten Zeit die Expansion diesmal ohne Wärmezufuhr ablaufen kann.
(820)
Die acht Mal kleinere Leistung pro Hub, wird mit der halben Kraftstoffmenge erzeugt. Dabei wird die sehr kleine Gemischmenge so schnell explosionsverbrannt, dass keine nennenswerte Wärme verloren gehen kann.
Im Vergleich zum Ottomotor ist die Kraftstoffmenge auf einen Hub bezogen, ca. sechzehn Mal kleiner, bei verachtfachter   Anzahl von Explosionsverbrennungshüben. Daher kommt der Explosionsverbrennungsvorgang einer <Verbrennungszeitverlängerung> gleich. Die Kraftstoffmenge wurde nur sechzehn Mal kleiner und konnte so in der relativ langen Verbrennungszeit, (von einer unveränderten halben Umdrehung) optimal Arbeit leisten.
Siehe dazu die Diagramme :

indikadi1.jpg (7994 Byte)bild

1 und 2 im Indikatordiagramm werden als Adiabaten bezeichnet, sind aber keine, denn es wird durch die Flammfront bis über den Auspuffpunkt hinaus Wärme zugeführt.
Die Adiabate 3 (gestrichelt) ist eine echte Adiabate weil diese ohne Nachbrennen (Flammfront) oder als Dampfladung in der Expansionsdampfmaschine zustandekommt.
Der durch die kurze gepufferte   Eintaktexplosionsverbrennun entstandene Druck expandiert variabel in einem großzügig bemessenem Zylindervolumen.

(840)
                   _________________________________________________________________
7

Die Effektivität  der Eintakt- Explosionsverbrennung 

Wirkungsgradangaben von 80% für einen Verbrennungsmotor anzunehmen  liegen bisher außerhalb jeglicher Realität. Dass dies aber möglich ist, ist auf Explosionsversuche in der Heißkammer zurückzuführen. Die Heißkammer ist der wärmeisolierte Kolbenraum, dessen Oberfläche durch Art der Beschichtung, oder der Wandstärkenbeschaffenheit, an der Oberfläche zum Glühen angeregt wird.  Im Augenblick der Explosionsverbrennung, gehen die Wärmeverluste dann gegen Null.
Die Explosion, kann dann im Gegensatz zum Ottomotor, ohne Temperaturbegrenzung (ohne Klopfen) nach oben ablaufen. D.h. je nach Kraftstoff  wird die höchste noch mögliche Temperatur erreicht, und damit wird auch  der höchstmögliche Druck erzeugt.

Durch die Explosionsverbrennung wird Zeit eingespart, so dass übergangslos eine Expansion ohne Wärmezufuhr  ablaufen kann. Es sind kleinste Gemischportionen sind die in einem heißen Zylinder explodieren - und denen eine variable Expansionsstrecke zur Verfügung steht.

Die Expansion setzt von einem hohen Temperatur und Druckniveau aus ein. Dies geschieht im freien Übergang aus der Explosionsverbrennung heraus ein.
Am Scheitelpunkt des entstandenen sehr hohen Druckes im ersten Hubdrittel, ist die Druckumsetzung in Arbeit ausgeprägter als bei der 4-Takt Gleichraumverbrennung. Der Druck wirkt über einen relativ kurzen Hubweg annähernd isobar und fällt erst zum Auspuffzeitpunkt ab. Die Arbeitsverrichtung ist um so effektiver je heißer die inneren Zylinderwände sind und je länger die variable Expansionsstrecke genutzt werden kann.
In diesem Falle wird variabel von einem Maximum herunter, die Expansionstrecke automatisch der Explosion zugeordnet.
Wird nur eine kurze Expansionsstrecke benötigt, so wird nur ein kurzes Stück der vorgegebenen Strecke zum expandieren benutzt.  Am Auspuffschlitz angekommen, soll der Restdruck nur das Auspuffen sicherstellen. Ausgepufft wird annähernd isochor. Dadurch sinkt die Temperatur schlagartig auf das niedrigste – noch mögliche Niveau ab.
Es ist eine ungewöhnliche Erscheinung denn dieses Absinken auf Abgastemperatur  ist unabhängig von der Zylinderwandtemperatur. Versuche haben gezeigt, eine heiße Zylinderwand aus einem niedrig wärmeleitenden Werkstoff, wie die poröse Keramik verliert  nicht so schnell Wärme, wie ein schneller  Auspuff- Entspannungsvorgang abläuft..
(860)
Die veränderten Verbrennungsparameter bei der Eintakt- Explosionsverbrennung ermöglichen es, über den ganzen Drehzahlbereich an der Luftüberschußgrenze zu arbeiten. Dies trägt mit dazu bei den Wirkungsgrad zu verbessern. Die Bildung von Stickoxid (NOx) wird durch die sehr kurze Reaktionszeit auf der untersten Grenze gehalten.
Ein mageres Gemisch brennt bekanntlich langsam ab, deshalb ist eine lange Verbrennungszeit erwünscht, die aber der Ottomotor nicht bieten kann.
Im Eintaktmotor ist dieses Problem behoben, denn die Explosionsverbrennung von mageren Gemisch im heißen Zylinderraum, erübrigt die übliche hohe Verdichtung die beim Ottomotor angewendet, nie zu guten Wirkungsgraden führte. Die Explosionsverbrennung von kleinen Gemischmenge, mit nachfolgender Expansion kommt einer Verbrennungszeitverlängerung gleich. Man muß nur für eine genügend lange Expansionsstrecke sorgen, die durch vergrößern vom Drehkolbenteilkreis problemlos möglich ist.
Durch die Explosion der "kleinen Mengen" wird die Leerlauf- und Beschleunigungsanreicherung auf eine andere Frischluft Versorgungsbasis gestellt. Die reichlich vorhandenen Luftmengen in Verbindung mit kleinen Verbrennungsportionen machen es möglich, daß auch im Leerlauf eine saubere Verbrennung erzielt wird. Man muß im Leerlauf nicht mit Kraftstoff anreichern und kann auf eine Leerlaufanreicherung in diesem Falle verzichten, was bei der Abgasentlastung im Straßenverkehr von großer Bedeutung sein kann.  <kurzer Eintakthub>

Siehe dazu:
< Die Explosion der kleinen Gemischmengen >

 147
Segmenthub  und  Ladezeit
Technisch überzeugender und effektiver ist es, wenn ein Kolben ohne Richtungswechsel arbeitet - als ein Kolben - der am oberen und unteren Endpunkt zum Stillstand und Richtungswechsel gezwungen ist. - So klar wie es scheint liegt der Sachverhalt nicht. Seit dem Wankelmotor, einen Viertakt- Kreiskolbenmotor der als hoffnungsvolle Lösung gefeiert wurde und heute bei Motorfachleuten abwehrende Reaktionen auslöst, ist dies ein gutes Beispiel. Der Wankelmotor  funktionierte zwar auch ohne Richtungswechsel, war aber trotzdem uneffizienter als der Ottomotor.
In den Anfängen des Eintaktmotors schien deshalb zweckmäßiger die Bezeichnung " Segmenthubmotor" zu wählen, was auch heute zutrifft.
(880)
Als man feststellte, die bisherigen Fehlschläge bei Drehkolbenmotoren, einschließlich dem Kreiskolben Wankelmotor waren nicht allein dem drehenden Kolben zuzuschreiben, sondern dem Viertaktprozeß. Trotzdem will man immer aufs Neue, dem drehenden Kolben das Otto- Viertaktprinzip weiter aufzwingen.
Als die Eintaktidee heranreifte gab es natürlich das bekannte Problem mit der Ladezeit. Ein brauchbarer Vorschlag zu einer Lösung war auch von Seiten des Wankelmotors nicht zu erkennen. Hier wurde die schnelle Ladefolge genau so ignoriert wie das -Verdichten- Verbrennen - und Auspuffen. Die Nachteile sind bekannt: Höherer Verbrauch, - höhere Emissionen und ein wesentlich verschlechterter Wirkungsgrad.
Was typisch war, die Leistung konnte man trotzdem erstaunlich hochschrauben.

Was bereits hier erkennbar wurde, blieb als Problem, - auch für den Eintaktmotor offen und wartete auf eine Lösung.
Die Ladezeit als ein Teil der Gesamtzeit und ist beim Ottomotor eine halbe Umdrehung - ein Hub.
D.h. in einer von der Drehzahl abhängigen Zeit muß eine bestimmte Menge Gemisch geladen und verbrannt werden.
Je höher die Drehzahl um so mehr Sauerstoff steht der Verbrennung zur Verfügung, nur wird leider immer schlechter verbrannt.
Wenn man nach der Drehzahlerhöhung beim Formel 1 Rennmotor (Tabelle T1) bei bei 5% Wirkungsgrad ankommt, bleibt die Frage bei welcher Drehzahl wird der Wirkungsgrad Null und damit die Leistung auch Null.

Hier wird das Problem voll sichtbar: Wird Ladezeit und Verbrennungszeit zu kurz weil die Drehzahl zu hoch ist, kann dies nur so umgangen werden, indem man die Ladeportionen verkleinert, den Ladedruck erhöht (Nicht über 5 bar). Dazu die Drehzahl senkt und die Arbeitshübe pro Motor- Umdrehung vervielfacht.
Im Falle Eintaktmotor verachtfacht, beim Doppelmotor versechzehnfacht.
Diese dringende Veränderung kann nur über den Eintaktprozeß realisiert werden.
Denn dazu kommen Vorteile der variablen Explosionsverbrennung und damit die Nutzung der Variablen Expansion. <variabler Kolbenweg> 

Eine Hilfe für das Verständnis  Ist das 180° Ladediagramm das die Veränderung mit steigender Drehzahl zeigt

180d6.jpg (33029 Byte)bild

(900)

Die variable Expansion> ohne Wärmezufuhr <Wärmeisolierung> a187  in sich vereint.
Durch eine systematische und gezielte Vorarbeit und viele Vorversuche, wurden nach und nach die Vorteile sichtbar, die der sogenannte Segmenthubzylinder, praktisch ein gebogener Hubzylinder ist, dessen ganzer Zylinderkopf periodisch öffnet und schließt.an Vorteilen aufweist, weil er eine variable Expansionsmöglichkeit  bietet.                                                                                                                                         
Die Fragen dazu:
Wie hoch muß die Verdichtung liegen ?
Wie groß werden die Ladeportionen sein ?
Wo wird sich die Drehzahl einpendeln ?
Ist die Ladezeit ausreichend ?
Wie wird das Gemisch aufbereitet ?
Wie erfolgt die Ladung ?
Wie wird bei niedrigem Druck Diesel gezündet ?
Wie erzeugt man einen Dauerzündfunken ?
Was geschieht mit dem Abbrand ?
Wie vermeidet man das Festwalzen der Schlacken?
Wie kommt man ohne Dichtleisten aus ?
Wie soll die Schmierung aussehen ?
Wie wird das Problem Heißkammer gelöst ?
Wie verhält sich der Wärmestau in der Motormitte ?
Wie die Kühlung der Drehkolben aussehen ?
Wie erzeugt man angemessene Leistung bei kleinen Gemischportionen
Wie entsteht ein konstanter hoher Wirkungsgrad?
Wie kann ein Verbrennungsmotor wärmeisoliert werden?
Wie erzeugt man  im Zylinder eine Oberflächenglut ? usw.

Viele dieser Fragen wurden auf mögliche Lösungen untersucht. Diese Vorversuche waren vielversprechend.
Der bekannte hin- und hergehende Kolbenhub wurde zu einem, nur in eine Richtung wirkenden Segmenthub mit Wendepunkten. Die Totpunkte entfielen.
(920)
Entscheidend wurde die variable Expansionsstrecke, die nur durch sehr kleine Explosionsportionen und acht Explosions- Arbeitshübe auf zwei Umdrehungen nutzbar wurde. Durch die hohe Anzahl der Hübe , bis zu sechzehn auf zwei Umdrehungen, ergab das die Bezeichnung < Impulsradialturbine > .
Diese Bezeichnung beruhigte die Skeptiker, als man erkannte, dass die Turbine artgleich mit dem Eintaktmotor ist, aber doppelt soviel Hübe wie der Eintaktmotor leistet, ohne dabei die Verbrennungszeit zu verkürzen. Das muß erwähnt werden, wenn die Einwände entschärft werden sollen.
Als man sich die Vorstellung zu eigen machte, die einzelne Explosionen erfolgen hinein in Drehrichtung wirken und übergangslos in die verbrennungslose variable Expansion übergehen. Jeder Arbeitsimpuls plus Expansion stützt sich dabei in Drehrichtung gegen die Sperrwalzen ab.

Das bei Drehkolbenmotoren auftauchende Problem der zuverlässigen Ladung konnte dadurch gelöst werden, indem man die auf die Leistung bezogene 4-Takt Kraftstoffmenge, halbierte oder drittelte und durch mindestens vier Ladekanäle pro halbe Umdrehung lud.
Danach wurde diese verkleinerte Menge auf acht oder bei der sogenannten Impulsradialturbine (Doppelmotor Typ A - V - A )auf sechzehn Ladekanäle verteilt.
Die benötigte Ladezeit für derart kleine Gemischportionen reicht aus, um bei einem zugeordneten Ladedruck zwischen 2 und 5 bar noch zuverlässig zu laden.
Die Kolbengeschwindigkeit wurde mit ca. 6m/s diesen Ladevorgängen angepaßt. Höhere Kolbengeschwindigkeiten sind im voll wärmeisolierten Motor mit rekuperativ vorgeheiztem Gemisch möglich.

Siehe dazu <Ladezeiten>

(940)

8                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             
Die  ungedrosselte  Eintakt-Explosionsverbrennung
Bei einer unkontrollierten stöchiometrischen Verbrennung im Ottomotor, steigen Temperatur und Verbrennungsdruck oft schlagartig so stark an, dass es bei hohen Verdichtunsdrücken zu einer Sekundärexplosion, zum sogenannten Klopfen kommt. <Der Unterschied Expl. u. Explosionsverbrennung>
Eine hohe Verdichtung ist eine große Energieverschwendung, -  kommt das Klopfen dazu, wird  diese Verschwendung von Wärmeenergie die über das Kühlwasser abgeführt werden muß so groß, dass. für die Arbeit kaum Kolbendruck übrig bleibt. Am   Mitteldruck z.B. im Dieselmotor zu erkennen.
Hohe Eintakt- Explosionstemperaturen werden zwar angestrebt, reagieren aber anders. Auch bei Geschwindigkeiten  bis zu 500 m/s die sonst keine Arbeit leisten würden, werden diese gepuffert der Arbeit zugeführt.  <(Platzpatronenprinzip)>
Die normalen Verbrennungsgeschwindigkeiten bei einer Flammfront im Ottomotor, liegen mit 20 m/s zwanzig Mal niedriger als eine Eintaktexplosion mit bis zu 500 m/s
Diese hohen Explosionsgeschwindigkeiten sind erwünscht. Die Explosionen sind sehr klein, werden gepuffert und bauen so den technisch noch kontrollierbaren  nötigen Druck ohne Wärmeverluste auf. Die Anpassung von Wärme bzw. Druck erfolgt verlustlos durch die schlagartig eintretende Expansion. Das führt dann zur hohen Effektivität des Eintaktmotors.
Bei acht bis sechzehn kleineren Gemischportionen, ist  die gepufferte Eintakt- Explosion keine verlorene Wärme- oder Druckenergie, wie vermutet wird. Die Anpassung von Temperatur und Arbeitsdruck erfolgt in einem wärmedichten Zylinderraum durch eine variable Expansionsstrecke.
Je zündwilliger ein Kraftstoff beim Eintaktmotor ist, um so besser das Explosionsresultat. Diese Anspruchslosigkeit ist gefragt, denkt man an Biokraftstoffe.
Die Leistungsausbeute steigt natürlich mit der Anzahl der Explosionshübe pro Umdrehung, denn die Einzelnen Kraftimpulse sind nicht so lang wie beim Ottomotor durch die Flammfront.
Dafür laufen mehr Arbeitshübe ab, die vom Anfangsdruck her hoch, aber auch sehr kurz sind. Der Wirkungsgrad bleibt bei hoher und niedriger Drehzahl annähernd konstant, die Schwankungen am  Drehmoment werden  elastischer, denn sie werden über die Ladung gut kompensiert.
(960)
Die Drehzahl steigt bei Luftvorwärmung, die Explosionen werden erhöht, werden aber kürzer und schwächer und müssen natürlich durch eine erhöhte  Drehzahl ( als Nachteil der Lufterwärmung) auskompensiert werden..

9

Die Alternative ?     (Hilfe für Skeptiker)

Trotz hoher Erwartung sind bisher andere, wie die hier aufgezeigten Alternativen zum Ottomotor ausgeblieben.
Wegen berechtigter Skepsis kommt es selten zu  Gegenvorschlägen. Man scheut sich auch vor utopische Vorstellungen, um konkrete  Anstöße zu geben.
Z.B. könnte ein Hinweis zu einem wärmeisolierten Verbrennungsmotor eine Entwicklung in Gang zu setzen auf die die Menschen warten. 
Wenn Wärme effektiv in Arbeit umgewandelt werden soll, muß diese mit wenig Verlusten erzeugt werden und darf   unterwegs, bis zu dem Zeitpunkt der  Arbeit abgenommen werden und nicht verloren gehen.
Für Erfinder eigentlich eine gute Chance, den Wirkungsgrad von 5% auf  80% anzuheben, - sollte man meinen!
Es ist durchaus verständlich wenn die Angabe zum Eintakt-Wirkungsgrad mit 80% stark überzogen erscheint und berechtigte  Zweifel aufkommen läßt.
Weil alle diese  Einwände genau unter die Lupe genommen werden, wird man nachdenklich, denn wie man hören kann, handelt es sich hier um eine wärmetechnische Unmöglichkeit.
Versucht man über einen anderen  Standpunkt den hartgesottenen Skeptiker zu beeinflussen, und legt eine Verbesserung beim Wirkungsgrad von  5% auf 15% zugrunde, sieht die Argumentation anders aus, ist aber nicht zufriedenstellend.
Für den PKW -Motor scheint eine Verbesserung der Effizienz  von 17% auf 51%   realisierbar.
Spontan erscheint es außerhalb jeder Diskussion, zu bezweifeln, dass es nicht möglich sein sollte.

Die Verdreifachung:
17% x 3 = 51%,                                          25% x 3 = 75%
15% x 3 = 45%, Normal PKW                       5% x 3 = 15% ( bei höchsten Leistungen)*

*Ein verdreifachter Wirkungsgrad auf 15% (Formel 1), mit einer dreifachen Kraftstoffersparnis, für einen 200 kW Motor ist dies  immer noch beschämend niedrig.
(980)

Wird nach dieser Betrachtungsweise eine Wirkungsgradverbesserung abgeschätzt, scheint dies ein hoffnungsvoller Ansatz zu sein, denn je höher die Motorleistung ist, um so besser stehen die Chancen zur Wirkungsgradverbesserung.  Dies ist sehr einleuchtend bei einer Erhöhung zwischen 5%  auf 15%. Ist aber nicht Einleuchtend zwischen den propagierten 5% auf  80%. Hier ist die Spanne so groß und  das Entwicklungspotential zum Eintaktmotor so beachtlich, denn man denkt dabei sofort an die Umkehrung. D.h. an einen Motor mit nur 15% Verlust und 85% Arbeit, eine Problemlösung, deren Folge nicht abzusehen wären.
An dieser Stelle kann der derzeitige Stand der am Prüfstand gemessenen aktuellen verbindlichen Werte von konventionellen Motoren gegenüber gestellt werden.

Diesen verbindlichen Angaben stehen zur Orientierung die durch Versuche ermittelten und zurückgerechneten Werte für den Eintaktmotor zur Verfügung, die durch hohe <Zylinderwandtemperaturen> zu erreichen sind

Heute nach hundert Jahren werden uns die Grenzen gezeigt, dass es bei allen Fortschritt, so nicht weitergehen kann.
Überlegungen über den Strom aus dem Atom - (Wasserstoff)  als eine Lösung anbieten zu können, gehört zu den verwerflichsten Angeboten der Wissenschaft und Industrie.
Der Verbrennungmotor hat die Unverträglichkeit zur Umwelt nach hundert Jahren erkennen lassen.
Würde der Wasserstoff der indirekt aus dem Atom bezogen wird - Wirklichkeit, und würden die Folgen erst nach mehreren  tausend Jahren erkennbar werden, ist dies kein Grund  sich zu dieser Energieform der  Kernenergie zu bekennen.
Warum ? Bei einer praktisch ausgerichtete Wende durch effiziente Verbrennungskraftmaschinen würde der bisher angerichtete Schaden an der Natur reversibel ausheilen. Im anderen Falle, gibt es keine Ausheilung mehr !
Siehe zu: <Wasserstoff aus dem Atom> < Brennstoffzelle>    <Wasserstoff durch Atomkraft ?

Wenn die Belastungen für die Menschheit unerträglich werden, wie bereits täglich zu merken, wird das  Energieproblem ein internationales Problem werden. Es ist an der Zeit darauf aufmerksam zu machen, daß die Menschheit nicht ewig die Bodenschätze Kohle, Öl und Gas verschwenden kann.
Einen Beitrag zum überwinden der anstehenden Energieverknappung und fest gefahrener Umweltbelastung, bietet die< Eintaktmotorentechnik > Es wäre ein Ausweg wenn mit einem erzielbaren Wirkungsgrad von ca.80% den Kraftstoffbedarf gedrittelt wird, um zukünftige Generationen in die Lage zu setzen, weiter erneuerbare Energien zu nutzen.
(Zeile1000)
Um Nachwachsende Energien in die Rechnung einzubeziehen, müssen diese langsamer verbraucht werden, wie sie nachwachsen. Effizient arbeitende Kraftmaschinen sind daher die Voraussetzung diesen Weg gehen zu können..
Aus diesen Überlegungen heraus kann man nur wünschen, dass durch die aufgezeigten Problemlösungen der Eintaktmotor - als weltweit überfällige Innovation auf fruchtbaren Boden fällt.

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                                                                                                                                                      basis1.jpg (32334 Byte)
             Verdichter                         Seitenansicht                                          Arbeit

(1) Arbeitszelle,       (2) Verdichter,       (3) Sperrwalzen,                    (4) Einspritzdüsen,        
(5) Ventilscheiben,   (6) Rückschlagventil,     (7) Zwischenspeicher,        (8) Ladekanäle,  
(  9) Ansaugkanal      (10) Auspuffkanal,     (11) Drehkolbennabe,          (12) Zündkerzen,        
(Z) Synchronzahnräder,     (A - B) = Drehflügel (Arbeit),    (C - D) = Drehflügel (Verdichter).

Dieses Eintaktmotorschema zeig die allerersten konstruktiven Überlegungen - die   Ausgangsbasis um das ganze Vorhaben um den Motor abschätzen zu können.
Auf dieser CD sind alle Zeichnungen zu diesem Prototyp abgespeichert. Siehe <Register Prototyp>
(1020)
Dieses Konzept wie es die Zeichnung zeigt, bezog sich auf eine Motorgröße zwischen 30 und 40 kW. Ein Entwurf zu diesem Motor  wurde notwendig, um die Kosten auch  für einen mittelständischen Betrieb, überschaubar zu machen.
Ein Ausweg zu einem Motor-Prototyp bietet sich   in Zweiachser Ausführung an.
Es ist die Ausführung lt. Patentschrift. Der <einflüglige Motor> hat neben dem preisgünstigen Konzept den Vorteil einer ausgeklügelten Funktion durch einen Variablen Hub aus Explosions- und Expansionszone.

Ein derartiges Vorhaben benötigt einen unvorhergesehenen   Erklärungsaufwand, denn der Eintaktmotor kennt keinen üblichen Gaswechsel, keine Totpunkte, hat keine Dichtleisten, ist selbstabdichtend und erzeugt vier bis acht Krafthübe pro Umdrehung.
Ein jeder Hub ist ein abgeschlossener Vorgang, der aus einer Explosionsverbrennung und variabler  Expansion besteht. In diesem Falle heißt  ohne Nachverbrennung, Expansion ohne Wärmezufuhr. .
Aus dieser Funktionsvorgabe heraus ergaben sich viele Diskussionen. Dabei ließen die Fragen erkennen, daß dieses ungewöhnliche Thema nur dann verstanden wird, wenn die Einzelheiten im Detail, aber doch zusammenhängend behandelt werden. (Dazu sind die Hinweise mit den Verknüpfungen vorgesehen)

Wird Wasserstoff über biologisch unbedenkliche Primärenergien wie Wasser- Windkraft oder anders gewonnenen, ist es eine gute Lösung, aber auch bei dieser Losung ist Sparsamkeit bzw.eine gute Effizienz der Motore Voraussetzung. Sollten Primärenergien, gleich ob  Wasserstoff  oder andere für die  Brennstoffzelle vorgesehenen Energieträger zum Einsatz kommen, der direkte Weg durch den Eintaktmotor günstiger als die Brennstoffzelle.
Diesen Weg zu gehen, bedeutet eine echte Innovation zu nutzen, die sich auch für den rationellen Kraftwerksbetrieb eignet. Durch Einbeziehung nachwachsender Energieträger ist aus heutiger Sicht, eine der hoffnungsvollsten Lösungen.
Soll die Akzeptanz für einen Wärmeisolierten Motor Gestalt annehmen,  muß jede Einzelheit, ob Funktion oder Konstruktion klar und deutlich sichtbar sein.
Da keine Alternative zum Ottomotor gibt, tut man sich mit Vorsätzen sehr schwer.
(1040) Z.B. beschränken sich die Beschreibungen zum Thema "Eintaktmotor" nur dort auf vergleichende Stellungnahmen, wo undurchschaubaren Zusammenhänge die Verständigung beeinträchtigen. Ein Beispiel: <Platzpatronenprinzip> usw.
Dabei darf man nicht auch nicht scheuen, bis in die Historie der Kraftmaschinen zurückzugehen, wie man in diesen Ausführungen sehen wird.
Die Realisierung von einem Prototyp als kleiner zweiachsigen Eintaktmotor, ist sogar für einen geschickten Bastler realisierbar und finanziell tragbar. 

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Leistung und das Wirkungsgrad - Problem ?
Nach dem Stand der Technik, sind der  Leistung bei einem konventionellen Motor kaum obere Grenze gesetzt.
Geht es aber darum, den Wirkungsgrad zu verbessern, erscheinen die damit verbundenen Probleme  unüberwindlich zu sein, und werden beiseite gelegt und bedeckt gehalten.
Die Umweltbelastung, - das eigentliche Thema wird Notgedrungen unter dem Druck des Gesetzgebers, am am eigentlichen Problem vorbeibehandelt.
Der technischen Aufwand durch  Katalysator und Rußfilter zeigen, dass an der Kernfrage "Wirkungsgrad"  kaum Änderungen eintreten. Es werden förmlich <Scheinlösungen> gesammelt.

Beeindruckende Motorleistungen mit Hilfe von Turbo- oder sonstigen Ladern, täuschen eine Besserung vor, aber nur deshalb weil die Leistung verbessert wird,  nicht aber Wirkungsgrad.
Dreiliter- Automobile beeindrucken durch den Leichtbau, und täuschen vor, daß sich am Wirkungsgrad etwas verändert hatte, was aber auch nicht zutrifft.
Die Entwicklung der Motore in den letzten hundert Jahren, hat zwar den Wirkungsgrad in Gedanken begleitet, aber alles mit wenig Erfolg.
Nach dem Scheitern des Wankelmotors entwickelte sich eine Art Allergie gegen Kreis- und Drehkolbenmotore, was zu einer Innovationssperre bei diesen Motoren  führte, die bis heute noch nicht vergessen  ist.
(1060)
Das der schlechte Wirkungsgrad der konventionellen Motore einer Verbesserung bedarf, darüber besteht kein Zweifel. Wenig  klar scheint es unter Fachleuten zu sein, dass man am Otto- und Dieselmotors nichts ändern kann.
Jeder Erfinder oder Ingenieur, der versucht etwas zu ändern wird erst bestaunt und wenn es nicht geht, wird er vergessen. Diesen Weg säumen die <Scheinlösungen>

Leistung und Drehmoment sind nicht die Kriterien, die hat man über die Drehzahl des Motors fest im Griff.
Anders sieht das Problem  Leistung und Wirkungsgrad aus. Hier liegt der Schlüssel für das gemeinsame das Denken der Ingenieure.

Das System Eintaktmotor birgt auch andere Anwendungen die bisher verborgen, auf Besserung warteten.

Modifizierungsmöglichkeiten des Eintaktmotorensystems!
Kurzbezeichnung und Einordnung nach Motorenaufbau :  <Typ anklicken>

1.) Typ VAV = Verdichter – Arbeit – Verdichter (Basis)                          
2.) Typ AVA  = Arbeit – Verdicher - Arbeit                                  
3.) Typ DAD = Druckluft – Arbeit – Druckluft (oder Dampf - Arbeit - Dampf)
     siehe auch <Energiespeicher>  durch externe Druckluft !                                        
4.) Typ HD-A-HD  = Heißdampf -Arbeit- Heißdampf  
                   
5.) Typ HL-A-HL = Heißluft – Arbeit - Heißluft (schnellaufender Stirlingmotor)                                  
6.) Typ V-H-V     = Verdichter – Heiß-Zelle – Verdichter (Der wärmeisolierte Motor)  

(1080)                                                  
Eine besondere Behandlung gebührt dem außergewöhnlichen
Thema Wärmeisolierung  dazu:  <Historie>   <WIM-Motor> und Verbrennungsluftvorwärmung <Luftvorwärmung>    <Versuchsprotokoll>.  Für dieses Thema ist ein separates Kapitel vorgesehen.

                                                                                                                                                 
12                                                                                                                             

Der historische Anfang des Verbrennungsmotors                      038
Der historische Anfang des Verbrennungsmotors ist hinlänglich bekannt. Auf das Thema Eintaktmotor muß aber neu eingegangen werden, denn der Eintaktmotor als Verbrennungsmotor mit innerer Verbrennung, hat weder als Idee noch als Motor ein Vorbild. Man kann nirgends aufsatteln.
Eigentlich überrascht es nicht, denn ein voll wärmeisolierter Verbrennungsmotor als Alternative zum heutigen Automobilmotor, der bei gleicher Leistung drei Mal weniger Kraftstoff verbrauchen soll, ist vorläufig noch ungewöhnlich.
Die atmosphärische Gasmaschine von Otto und die Expansionsdampfmaschine, sind besser geeignet um einen Zusammenhang zum Eintaktmotor herzustellen.
Das kommt daher, die Dampfmaschine ist eine Eintaktmaschine wie der Eintaktmotor. Es werden ca. 1/5 des Kolbenweges mit Heißdampf geladen, der dann auf 4/5 des Kolbenweges expandiert. Erst danach wird ausgepufft bzw. ausgeschoben.

Vergleichsweise, arbeitet der moderne Viertakt - Automobilmotor noch nach der alten Methode der Volldampfmaschine, d.h. ohne Expansion. Die Flammfront brennt bis in den Auspuff hinein und schiebt das unverbrannte Gemisch vor sich her. Von einer vorzeitigen Expansion kann hier keine Rede sein.
Leider sind ähnliche Überlegungen bei den Verbrennungsmotoren, wie sie bereits Otto anwendete, bis heute nicht festzustellen, denn es wird weiter ohne eine echte Expansion, völlig unüberlegt wertvolle Energie vergeudet.
Geht man in die historische Motorenentwicklung zurück, erkennt man, daß es früher schon Möglichkeiten zu einer echter Expansion ohne Nachverbrennung gegeben hat. Nur war stets die Leistung nicht ausreichend.

Otto hat bereits vor über hundert Jahren Expansion (ohne Flammfront) mit seinem atmosphärischen Gasmotor praktiziert. Er hat, möglicherweise unbewußt, den Weg zur Wirkungsgradverbesserung gewiesen, ist aber von diesem sinnvollen Pfad wegen der zu geringen Leistung abgekommen. Dazu einige Einzelheiten:
Lenoir baute 1860 das Prinzip der Dampfmaschine zu einer Verbrennungskraftmaschine um. Seine Maschine wurde durch die Explosion von Leuchtgas angetrieben und lief sehr hart und laut. Der Motor verbrauchte ca. 4 m3 Leuchtgas pro kW, entsprechend einem Verbrauch von 8,8  m3/h und leistete max. 2,2 kW .
(1100)

Otto mußte  diese Nachteile beheben, das ihm auch 1890 mit der atmosphärischen Gasmaschine gelang. Bei dieser Maschine wurde ein Kolben, mit einem praktisch unbegrenzten Hub - hoch geschleudert und durch die Zylinderkühlung atmosphärisch mit 1kp/cm2
zurückgesaugt. Bereits damals erfolgte, ohne hohe  Verdichtung eine echte Explosion in gerader Hubrichtung, so daß der Motor sehr geschont wurde. Nach der Explosion, kam es zu der erwünschten praktisch unbegrenzten Expansion, ohne Nachverbrennung, denn die Verbrennung erlosch schon im im ersten Hubviertel. Die Expansion der Explosionsgase drückte dann  den Kolben in die Endstellung. Auch wenn sich Heben und Senken des schweren Kolbens von der Arbeitsleistung Null auf Null ausglichen, muß die   Betonung auf "Ohne Nachverbrennung" liegen.Das festzuhalten ist wichtig, denn was man später in den Anfängen der Viertaktverbrennung als Expansion bezeichnete, war ein gebremstes relativ langsames Durchbrennen bis in den Auspuff hinein. Mit einer adiabaten Expansion hatte dies wenig zu tun.
Ottos atmosphärischer Motor, leistete nicht durch die Explosion die eigentliche Arbeit, sondern es war die Expansion und das entstehende Vakuum das indirekt über das Kolbeneigengewicht Arbeit leistete.  Der Kraftstoffverbrauch reduzierte sich wegen der unbegrenzten Expansionsmöglichkeit beim Heben des Kolbens, auf ein Drittel des Verbrauchs der Lenoiermaschine und verbrauchte nun nur 1,08 mLeuchtgas pro kWh.
Die Wirkungsgrade der Atmosphärische Gasmaschine waren, wie man sehen konnte, schon damals recht akzeptabel, nur an der erwünschten Leistung fehlte es.
Der Motor verbrauchte demnach nur ca. 2,4 m3 Leuchtgas pro Stunde und leistete ebenfalls. max. 2,2 kW. (Bei einer Motorbauhöhe von nur 2 m z.B. waren es bescheidene 0,7 kW) Wichtig war damals aber der gedrittelte Gasverbrauch bei gleicher Leistung und der bedeutend ruhigere Lauf. Geht man davon aus, daß Leuchtgas mit einer Heizkraft von damals ca.5500 kcal/m3 verwendet wurde, so kommt man zu einem überraschenden Umrechnungsergebnis: 5500 kcal/m3   = 23027400 J/ m3 = 23027400 Ws/m3 entsprechend 6,39 kW/m3

(1120)

Das bedeutete ca.15,4 kW Verbrauch auf 2,2 kW Motorleistung, was immerhin ca. 14 % Wirkungsgrad entsprach. Ein stolzes Ergebnis das eigentlich bis heute, auch von modernen Motoren  nicht wesentlich übertroffen wird.

Eine Explosion ist eine schnelle Verbrennung, die den Wärmeinhalt eines Gas- Luftgemisches schlagartig und relativ verlustlos  freisetzt. Daher ist die entstehende Verbrennungstemperatur sehr hoch - und in einem geschlossen Raum entsteht ein momentaner Maximaldruck, der in Drehrichtung entspannen kann.
Bei Ottos Gasmaschine konnte der atmosphärischen Explosion, die ohne hohe Kompression zustandekam, die Expansion folgen, die ohne weitere Wärmezufuhr bis zum Scheitelpunkt ablief.
Das war der eigentliche Grund, zu behaupten Otto hat die moderne Eintakt-Explosionstechnik vorweggenommen.

D.h. 1. 4-Takt - Verdichtung hoch > Leistung hoch > Effektivität (Wirkungsgrad) niedrig.
       2. 4-Takt - Verdichtung niedrig > Leistung niedrig > Effektivität (Wirkungsgrad) hoch.
       3. 1-Takt - Verdichtung  niedrig > Leistung pro Hub niedrig aber dafür  Effektivität (Wirkungsgrad) hoch.
       Durch 8 Hübe pro 4-Takt Zeiteinheit,  wird die Gesamtleistung und der Wirkungsgrad hoch.
  
Der Kommentar zu den drei Leitsätzen: Setzt man die Erkenntnisse  aus der Eintaktmotorenentwicklung dagegen - und fragt? Was geschieht, wenn man den Viertakthub - in acht oder sechzehn kleine Verbrennungshübe teilt und dabei wie ursprünglich Otto die Explosion- verkleinert und mit einer  nachfolgenden Expansion versieht? Diese kleinen Verbrennungsportionen aber  sechzehn Mal in der gleichen, der Viertaktzeit verbrennt ?
Der damals von Otto erzielte relativ hohe Wirkungsgrad von 14 %, überrascht. Im Vergleich mit den heutigen Wirkungsgraden von 17% und 28%. Eigentlich müßte diese bescheidene Steigerung beschämen. Bei Belastung und hoher Drehzahl, sinken diese "modernen Wirkungsgrade" bis auf 5% ab. Dies ist verständlich, denn wenn mehr Verbrennungsluft geschöpft werden muß, kann das nur durch höhere Drehzahlen geschehen. Die Verbrennungszeit wird dann natürlich mit zunehmender Drehzahl immer kürzer, das schafft mehr Leistung, aber der Wirkungsgrad verschlechtert sich dafür um so mehr. Siehe dazu auch die <Prüfstandwerte>
(1140)
Bei Ottos atmosphärischer Gasmaschine hingegen, war dieses Phänomen nicht so ausgeprägt zu beobachten. Bei Belastung drehte der atmosphärische Motor zwar langsamer, aber der Wirkungsgrad blieb annähernd konstant, denn die Expansion konnte sich variabel nach der Kraftstoff, bzw. Gasmenge über den frei hochgeschleuderten Kolben einstellen. Das eine Mal höher, das andere Mal wurde der Kolben nicht so sehr  hochgeschleudert.
So gesehen kommt man unweigerlich, auch bei modernen Motoren, zu dem Schluß, daß hohe Leistung und hoher Wirkungsgrad nicht zusammenpassen. Ist die Leistung hoch, - ist der Wirkungsgrad niedrig, - ist der Wirkungsgrad hoch ist die Leistung niedrig. Alle Versuche dies zu ändern führten nur dazu, daß man die motorische Verbrennung für unantastbar erklärte, um den schlechten Wirkungsgrad zu rechtfertigen, zu vertuschen und damit auch entschuldigen zu können. Diese Wechselwirkung in der Entwicklung ist den Verbrennungsmotoren zum eigentlichen Verhängnis geworden. Ein eindeutiger Beweis ist der Wankelmotor - ein Viertaktmotor.

13

Der Weg zur Patenterteilung
Rotatationskolbenmaschinen, haben auf Erfinder und Ingenieure schon immer eine magische Anziehung ausgeübt.
Ein Automobilmotor mit Elektromotor-Eigenschaften, ist bis heute ein erstrebenswertes Ziel geblieben.
Dreh- oder Kreiskolbenmaschinen, es sind außergewöhnliche Maschinen, denen außergewöhnliche Ideen
zugrunde liegen.
Neue Ideen sind zwar  gefragt, sollten aber da anknüpfen, wo alte Vorstellungen am Ende waren.
Besonders Drehkolbenmotore haben es schwer, denn sie haben durch den Wankelmotor an Ansehen verloren. Es tut nichts zur Sache, dass der Wankelmotor ein Kreiskolbenmotor ist, wobei dabei hinzuweisen ist,  dass der Wankel- Motor ist ein Viertaktmotor ist, dem die Zeit zum Verbrennen mehr fehlte als dem Hubkolbenmotor.
Trotzdem zählen Dreh- und Kreiskolben- Motorentwicklungen weiter zu den Basisinnovationen.

Sachbearbeiter an den Patentämtern, werden von Anmeldungen zu Drehkolbenmotoren zwar nicht überschüttet, aber seit über hundert Jahren sammelten sich viele Drehkolbenideen an. Die auf den ersten Blick als Geistesblitze erscheinen und logisch aufgebaut sind. Bisher scheiterten alle eigentlich mehr oder weniger daran, weil ein Viertaktprozeß zugrundegelegt wurde, wie es beim Wankelmotor der Fall ist. Es hat lange gedauert  bis die Überzeugung reifte, dass der Viertaktprozeß nicht der geeignete Prozeß für Drehkolbenmaschinen ist. Die fehlenden Totpunkte, kein  Stillstand und Beschleunigung am Totpunkt  bedeuten Zeiteinbuße bei der Verbrennung, auch wenn man eine <Verbrennungszeitverlängerung> sehr nötig hätte.
(1160)
So gesehen wird  verständlich, dass der Eintaktprozeß der Dampfmaschine " Laden > Auspuffen" - auch der effektivste Prozeß bei Drehkolbenmaschinen mit verkürzter Verbrennungszeit sein könnte.
Drehkolbenmaschinen bereiten den Patentprüfern oft große Sorgen, denn jede dazukommende Drehkolbenerfindung macht die Prüfung aufwendiger.
Anfangs waren es rotierende Dampfmaschinen, danach ging es weiter mit rotierenden Verbrennungsmotoren.
Es konnte nicht ausbleiben, dass   Drehkolbenkonstruktionen oft gemeinsame Merkmale aufweisen. Man schätzt, nach Brauchbarkeit eingegrenzt, dass es heute noch weltweit mehr als zwei- bis dreitausend Schutzrechte gibt, von denen viele abgelaufen sind, die es aber wert sind, näher untersucht zu  werden.
Kombination aufzuzeigen ist das Ziel, wie es der Anfang derartiger Drehkolbenmaschinen zeigt, der bis in das Jahr 1880 zurückgeht.
Patentberater, aber auch kommerzielle Anwender von neuen Schutzrechtanmeldungen, sind der Meinung, daß es unter den gegebenen Umständen praktisch unmöglich ist, heute eine Patenterteilung auf einen Drehkolbenmotor zu erhalten. Wer dies versucht, muß mit unüberbrückbaren Hürden der bei der Beurteilung der Neuheit rechnen. Auf diese Weise wurde manche vielversprechende Innovation schon im ersten Anlauf erstickt. Möglicherweise wurde damit der Weg für etwas Neues, mindestens vorübergehend abgeblockt oder verbaut.

Eine Ausnahme scheint der Eintaktmotor zu sein, der die bekannten Berührungspunkte umgeht, so dass es für Schutzrechte ausreichte.
Der rotierende Dampfmotor, wurde 1880 veröffentlicht. (Siehe Bild)
Dieser Dampfmotor wurde die Inspiration für viele  Drehkolben- Erfinder.  Es gibt daher unzählige Erfindungen die diesen Motor als Grundlage haben.
Danach gab es die seltsamsten Erfindungsgebilde, nur weil der Drehkolben- Dampfmotor   für jedermann plausibel aufgebaut ist und daher auch logisch verständlich ist.
War die Phantasie erst anregt, kannten die Ideen keine Grenzen.

Die Drehkörper mit Verzahnung zu versehen findet sich in vielen Patentschriften wieder. Man war erstaunt mit welcher Phantasie die Verzahnung variiert wurde.
Der Dampfmotors von 1800, so könnte man meinen, versperrt seit 1880 allen ähnlichen Maschinen den Weg.
Interessant ist der Schlußsatz, der sich auf die Beurteilung dieses über hundert Jahre alten Dampfmotors mit Drehkolben bezieht, - und den man auch sinngemäß  bei der Beurteilung neuer Drehkolbenmotore zu hören bekommt.
In ökonomischer Beziehung steht diese rotierende Maschine durchaus nicht günstig da; bei einem ziemlich bedeutenden Brennmaterialaufwand vermag sie nur eine geringe Nutzleistung zu erzeugen und wird nur für ganz besondere Zwecke wie zum Antrieb von Dampf-Feuerlöschpumpen Anwendung finden. In eine entsprechende Konkurrenz mit den hin und hergehenden Maschinen wird diese Maschine nicht treten.
(1180)

Diese Formulierung ist typisch, wenn es darum geht, Verbrennungsmotore mit  Dreh- oder Kreiskolben zu beurteilen. Durch den Wankelmotor wurde diese Einstellung verstärkt.

Die Vorurteile beruhen auf den damaligen Stand der Technik. Aber auch heute gibt es Denkprobleme, wenn es darum geht, die Verbrennungszeit zu verlängern die nach allgemeiner Auffassung nicht zu verlängern ist ?

Ein Hub ist eben niemals länger wie eine halbe Umdrehung, ob es sich um einen Hubkolben oder um einen Drehkolben handelt.
Der Drehkolben, nach allgemeiner Auffassung  verkürzt wegen den fehlenden Totpunkten, die Verweilzeit am oberen Totpunkt und verkürzt dadurch die Verbrennungszeit und verschlechtert den Wirkungsgrad.
Diese logisch erscheinende Annahme, taucht im Gespräch oft auf. Daß der Drehkolbenhub und der Kurbelradius bei gleicher Drehzahl identisch ist, das stimmt zwar genau, aber der Einflügligen Eintaktmotor belehrt uns anders. mit diesem Eintaktmotor wie zu sehen ist, kann die Verbrennungszeit plus Expansion, auf eine nahezu ganze Motorumdrehung ausgedehnt werden.
Man ist durch das Eintaktsystem in der Funktion und konstruktiv sehr  variabel geworden. Siehe  Fig.24 der Patentschrift zeigt.

Der Drehkolben – Dampfmotor von 1880
  
(1200)

                                         m18080.jpg (8272 Byte)  bild                                    

14

Die auf dem Drehkolben bezogenen   Patente ?

Diese Konstruktion, des  ZWEI - WELLEN - MOTORs  ist in vielen Patentanmeldungen wiederzufinden. Das Wissen reichte damals nicht aus, um aus dem oben eingeschlagenen Weg einen brauchbaren Verbrennungsmotor zu konzipieren. Beim Verdichter der bei der Pumpe blieben alle Bemühungen hängen. Heute reicht der Mut nicht die Vorurteile abzulegen.
Zwar ist man sich einig, -  eine Alternative zum Ottomotor fehlt, man ist aber nicht in der Lage in die Zukunft reichende, wenn auch nur hypothetische Anregungen zu diesem Thema zu entwickeln, um der Energieverschwendung auf unseren Straßen Einhalt zu gebieten.
(1240)
In einer Frage gibt es keinen Widerspruch. Der einflüglige Zweiwellenmotor- der <270° - Expansionsmotor>  ist als voll wärmeisolierter Motor,  der kostengünstigste und schnellste Entwicklungsanfang um zu einem effizienten PKW- Motor zu kommen.
Dieser bis auf die letzte überflüssige Schraube abgespeckte Motor ist in allen Leistungsgrößen zu bauen, und birgt unendlich viele Variationen in- und für die Entwicklung.

zu einem  der in einem wärmeisolierten Segmenthubzylinder mit einer hohen Wandoberflächentemperatur und einem in Drehrichtung wirkenden Kolben mit unbegrenzter Expansionsmöglichkeit eine Lösung bereit steht.

Der einflüglige Eintaktmotor (270°- Expansionsmotor) Fig.24 der Patentschrift

einflarbeit.jpg (23641 Byte)

Bild

Die Verdichterseite dazu, kann ein- oder zweiflüglig ausgeführt werden. Der Einflügelverdichter  zeigt die günstige Unwuchtjustierung.
(1260)

Die einflüglige Verdichterseite

fig25.jpg (14117 Byte)

Wird der Motor im unteren Leistungsbereich gefahren ist der zweiflüglige Verdichter besser, denn es wird nicht der hohe Ladedruck des einflügligen Verdichters erreicht. 

einflverd2.jpg (10195 Byte) Bild

Der voll wärmeisolierte einflüglige Motor  gut ausgewuchtet zeigt  seine unübersehbaren Vorteile. Man denke nur an die den langen kreisförmigen Zylinder, mit der enormen Expansionsmöglichkeit für die Explosionsverbrennung, die Doppelnutzung der Zylinder, den niedrigen Auspuffdruck und die niedrige Auspufftemperatur.
Drehkolben und Sperrwalze sind streng genommen profilierte Konservendosen mit aufgesetzten Hohlachsen

(1280) Wird der für Motor in der  wärmeisolierten Dünnwandausführung gebaut, würde er im Leistungsgewicht  alle bisher bekannten Verbrennungsmotore übertreffen.
Die Zylinder- Außenisolierung ist nach dem Prinzip der Kugelpackung gut isolierend abzustützen, dies wurde innerhalb der Vorversuche getestet.

Der Motor in  voll wärmeisolierter Dünnwandausführung    (Dünnwand rot gezeichnet)
                                                                                  Vakuumisolierung blau gezeichnet

Siehe dazu die einflüglige <WIM - Ausführung>

unbenannt1.jpg (10271 Byte)Bild

                                                  

Rot eingezeichnet ist die Dünnwand aus austenitischen oder ferritischen hochtemperatur Metallegierungen. 

(1300)

Den Drehkolben für einen voll wärmeisolierten Zweiwellenmotor zeigt das untenstehende Bild.

 

konvor 4.jpg (13270 Byte)
Bild

Diese Konstruktion erlaubt die Fertigung optimal auszurichten.
7 sind die Hohlwellen 2 - 2 sind Rohrstücke, die Nabe und 4 ist die Stützscheibe die den Unwuchtausgleich für den Drehkolbenflügel  8 aufnimmt. 6 sind die scheibenförmigen seitlichen Abdichtelemente.

                              ____________________________________________________

(1320) Dieser Motor ist als Prototyp geeignet, der als Rasenmäher-Motor,   PKW -Motor ggf. auch als ein Motor für ein Kleinkraftwerk, getestet werden kann.

Der Verdichter zu dieser  kann wie Fig.25 zeigt einflüglig und auch zweiflüglig ausgeführt werden.
Die Anordnung kann einseitig oder doppelseitig vorgesehen werden. Für die Kraftstoffaufbereitung und Ladung ist es in diesem Falle belanglos.

Der Motor ist zum Bau eines Prototyps gut geeignet. Die Anhaltspunkte für die Konstruktion kann man kann man aus den Entwurfszeichnungen entnehmen Siehe: <Prototyp>   Register Zeichnungen und <Dimensionierung> der Motorgröße

Analog zu der der Arbeitsseite (oben) arbeiten beide Drehkolben  gut ausgewuchtet zueinander.
Beide Kolben drehen synchron zueinander wobei diese in der Regel zueinander nicht verstellbar angeordnet sind, aber je nach späteren Gegebenheiten auch der Funktion entsprechend verstellt werden können.
Es ist eine Ausführung für Klein- und Großmotore, mit dem Vorteil der einfachen Konstruktion, bei der die Funktion der Expansion ohne Wärmezufuhr in jedem Lastbereich ausreichend möglich ist.
Eine Vergrößerung des Explosions-Verbrennungsraumes ist mit wenig Einschränkung möglich. Dadurch kann das vorgegebene Verhältnis 1/3 Explosion 2/3 Expansion weiter optimal zueinander angepaßt werden.
Durch den einflügligen Drehkolben ist es möglich den Explosionsraum und die nachfolgende Expansionsstrecke der Anwendung anzupassen. Die dabei entstandene Unwucht ist recht gut, relativ problemlos zu kompensieren, indem die Kolbendrücke durch die Masse gemittelt werden. Erfahrungen liegen durch den Kolbentrieb im Ottomotor vor.

Der vergrößerte Hub ermöglicht es, dass auch  pastöse und niedrig viskose Kraftstoffe zur Anwendung kommen können. Ein träges Explosionsverhalten wird durch den überlangen Expansionsweg ausgeglichen. Teeröle. Abgebaute überhitzte Pflanzenöle können dann noch effektiv verbrannt werden.
Siehe dazu auch die  <Einflügel - Verdichterseite> EPB 25
Dieses Einflügelprinzip kann auch als VAV oder AVA Eintaktmotortype zur Anwendung kommen.
Der Motor, wie abgebildet ladet von der Sperrwalze her, wobei die Sperrwalze die Ventilsteuerung übernimmt. Der (1340)   Motor ist auch mit zwei seitlichen Steuerscheiben wie eingangs beschrieben, auszuführen.

14.1

Der Dreiwellenmotor in vereinfachter Ausführung

Dieser Schnitt soll eine Vorstellung davon geben , welche Variationsmöglichkeiten Im Eintaktsystem verborgen sind.
Ohne die unten sichtbaren Kraftstoffeinspritzdüsen  entspricht der Motoraufbau   der Type D-A-D die mit externer Duckluft als Verbrennungsluft betrieben wird wie es die Abbildung  14.2 zeigt.
Natürlich kann man auch diesen  gezeigten Motor in einer voll wärmeisolierten Ausführung bauen.

dad4.jpg (32786 Byte)
Bild

Der Motor arbeitet mit externer Druckluft oder Dampf ohne eigenen Verdichter und kann deshalb sehr vielseitig eingesetzt werden. Als Energiespeicher usw. Blau ist die  gespeicherte Druckluft zwischen 2 - 5 bar kann aber über Druckminderventile auch mit Flaschendruckluft von über 100 bar betrieben werden
Siehe dazu: <Energiespeicherung>
(1360)                                                                                                                 
15

Der dreiflüglige Eintaktmotor
ist ein Beispiel an dem man die Vielseitigkeit der Modifikationsmöglichkeiten dieses Systems erkennt. Analog zu diesem Bild ist je nach Teilkreisdurchmesser ein Motor mit vier , acht oder sechzehn Flügeln denkbar, wobei zwischen den Abständen der Flügel der Explosions- und Expansionsraum untergebracht wird. Der Teilkreisdurchmesser wird entsprechend groß und die Umfangsgeschwindigkeit,  die Hubgeschwindigkeit wird   mit ca. 6 m/s.beibehalten.

Mit der Vergrößerung vom Teilkreis sinkt die Drehzahl. Dies wirkt sich günstig auf die Lebensdauer der Motore aus.

fig18.jpg (18786 Byte) Bild

 

Auch dieser Motor arbeitet analog dem Motor auf (S 58) (L1) ist die Verdichterseite, - (K) ist die Explosionskammer (Zylinder). Durch zwei Sperrwalzen als VAV oder AVA – Motortyp ist auch eine mehrflüglige Bauweise zu optimieren.
Bei einem Teilkreis von 1000 mm Durchmesser und 30 kleinen Drehflügeln ist beispielsweise ein Motor auch denkbar. Das sei nur erwähnt um die Vielseitigkeit zu demonstrieren.   Das ergäbe dann eine langsam laufende Maschine mit einem hohen Drehmoment und einem hohen Wirkungsgrad.
(1380)
16

                                                                                                                                         
<Frischluftversorgung der Eintaktverbrennungsexplosion>.
 
Die Frischluftversorgung im Eintaktmotor eine andere als man es vom Ottomotor gewöhnt ist.
Der Ottomotor schöpft pro Hub immer das gleiche Frischluftvolumen, das durch den Vergaser, oder durch Einspritzung mit Kraftstoff stöchiometrisch aufbereitet  wird. Der Kraftstoff wird einem unveränderlichen Luftvolumen pro Hub zugeführt. Wird  mit einem zusätzlichen Lader mehr Luft zugeführt, bleibt die Verbrennungszeit trotzdem unverändert kurz wie vorher.. Die Leistung steigt - der Wirkungsgrad bleibt schlecht d.h. er sackt spürbar ab.(Bis 50% und mehr.

Bei der Eintaktverbrennung ist die Frischluftversorgung anders gelöst, denn der separat arbeitende Verdichter hat ein 50% bis 100% größeres Schöpfvolumen als die Motorzelle. der Verdichter- Drehkolben verdichtet niedrig auf nur 2 bis 5bar und richtet sich nach der momentanen Leistungsnachfrage. Der Bypass dosiert dann die reichlich bemessene, immer zur Verfügung stehende Frischluft, dem Kraftstoff zu. So wird die stöchiometrische Einstellung, ob im Leerlauf oder bei Beschleunigung immer konstant gehalten. Bei geschlossenem Bypass, wird für die Maximalleistung des Motors wird auch die maximale Verbrennungsluftmenge bereitgehalten, die mit der höchsten Drehzahl auch das Ladedruckmaximum erreicht. An dieser Funktion erkennt man, daß man auf einen zusätzlichen Lader verzichten kann. Selbst bei 2 bar Ladedruck wird noch korrekt verbrannt, natürlich aber mit einer entsprechend verminderten Leistung aber mit einem unverändert hohen Wirkungsgrad Dies ist ein bedeutender Vorteil im Stadtverkehr sein. Denn ist der Bypass stöchiometrisch richtig eingestellt, wird auch bei zwei bar Ladedruck optimal explosionsverbrannt und es werden CO2 angemessen hoch, was normal und unumgänglich ist, aber andere Schadstoffe CH und CO äußerst reduziert ausgestoßen. Den CO2-  Ausstoß kann man nur durch Kraftstoffreduzierung, d.h über einen höheren Wirkungsgrad mindern.
(1400)

 009

DER BYPASS 
     (Die Steuerung)

Der Bypass gestattet als Steuer-Element im Eintaktmotor, die Verbrennungs- Frischluft dem Kraftstoff stöchiometrisch optimal zuzuteilen. Als Steuerelement ist es die einfachste  Lösung im Vergleich mit der immer aufwendigeren elekronischen Steuerung beim Ottomotor.
Die Realisierung durch die Bypass-Steuerung ist deshalb so einfach, weil die empfindlichen Parameter der Viertakt Flammfronrverbrennung wegfallen.Die Verbindung zwischen Endpunkt der Verdichtung (Ladekanal), und dem Ansaugkanal bedeutet volle Luftmenge von 5 bar bei Höchstleistung, oder einer Teilluftmenge bei 2 bar.

Die Kraftstoffmenge wird durch eine elektrisch beheizten Lambdasonde gesteuert, die nahe dem Abgasausgang im beheizten Arbeitszylinder angebracht wird.

Dies klärt die Frage ab, denn ohne diese Überwachung würde mir zunehmender Drehzahl der Motor außer Kontrolle geraten.
Selbst bei einer Zylindertemperatur (Glühschicht) von 800°C kann möglicherweise die Betriebstemperatur der Sonde von 300°C nicht erreicht werden. Das trifft besonders beim 270° Expansionsmotor Typ V-A-V  mit einer extrem langen Expansionsstrecke zu.
Durch das  Drosselventil, das von der Lambdasonde angesteuert wird, wird der Bypass- Kanal geöffnet oder gesperrt. Ist das Ventil ganz geöffnet, kommt es zu keiner Verdichtung und Ladung. Deshalb ist die Grundeistellung so, dass im unteren Drehzahlbereich ein  Ladedruck von mindestens 2 bar zustandekommt. Zwischenwerte sind je nach geforderter Leistung einstellbar. D.h. die Luftmenge ist variabel !
In geschlossener Stellung wird die Maximal geschöpfte Luftmenge stöchiometrisch mit Kraftstoff aufbereitet und von beiden Seiten aus dem Zwischenspeicher, oder auch direkt geladen. Es steht daher  zu jeder Zeit eine ausreichende Frischluftmenge zur Verfügung.
Die Luft wird je nach Bedarf dosiert der Kraftstoffmenge zudosiert, nicht aber wie im Otto- oder Dieselmotor üblich, wird der Kraftstoff einer feststehenden unveränderlichen Luftmenge zugeführt.

Besonders im Eintaktmotor muß ein sauberer Leerlauf ohne größere  Abgasbelastung so sicher reagieren, wie bei Belastung und  Beschleunigung.
Das geschieht anders als beim Ottomotor. Im Ottomotor wird einer unveränderlichen Luftmenge der Kraftstoff zugeführt. Es wird im Leerlauf und bei Beschleunigung   fettes Gemisch verbrannt, was zu unsauberen Abgasen führt.
Der Eintaktmotor - Verdichter schöpft 50 - 75% mehr Luft als der Inhalt des Arbeitszylinders groß ist und verdichtet je nach Leistungsanforderung nur auf 2 bis 5 bar.In Verbindung mit der Lambdasonde.
(1420)
Eine hohe Verdichtung ist Energieverschwendung durch eine mit dem Druck steigende   Verdichterarbeit. im Eintaktmotor wird der natürliche Vorteil genutzt: Bei niedriger Drehzahl ist automatisch der Druck niedrig,  bei hoher Drehzahl ist der Druck hoch. Im Stadtverkehr stellt sich der Druck automatisch richtig ein, so dass auch bei einem Ampel zu Ampel Verkehr die Leistung z.B. bei 2 bar und damit auch eine ausreichende Frischluft für die Verbrennung zur Vefügung steht. 
Die Ladung zündet mit 2 bar im glühenden Zylinderraum als Leerlaufportion  genau so sicher,   wie bei der  Beschleunigungs und Vollgas Gemischportion. Der Explosionsraum ist ebenfalls  variabel, mit einen fließenden Übergang zum ebenfalls variablen Expansionsraum.
Eine Gemischanreicherung wie üblich ist nicht nötig um zuverlässig zu zünden. Siehe dazu <Zündung>
Durch diese, über die Drehzahl sich einstellende Automatik des Ladedrucks, ergibt sich eine beachtenswerte Arbeitseinsparung und Kraftstoffeinsparung.
Ein hoher Verdichtungsaufwand ist Energieverschwendung. Siehe : < der Mitteldruck >
In diesem Zusammenhang wird übersehen, dass ein bestimmtes Luftvolumen, ob verdichtet oder unverdichtet die gleiche Menge an reinen Sauerstoff hat. Dass diese Erkenntnis genutzt werden kann- -und nicht so hoch verdichtet wird, ist darauf zurückzuführen dass der Zylinder in der Oberfläche glühend betrieben wird und die Explosion zusätzlich durch Doppelzündkerzen gesichert ist.
 Siehe:   <Zündung>      <Motor im Vergleich>    <Thermischer Wirkungsgrad>  <Zündsteuerung>

Der Bypass im Eintaktmotor                 <Frage 11>

                            bypass.jpg (17357 Byte)

  (1440)                                                                   

1. Der Bypass liegt im Verdichter und steuert den Verdichtungsdruck zwischen 2 und 5 bar Verdichter ist nicht unbedingt an den Eintakt-Motorblock gebunden und kann ggf. durch einen außenliegenden Verdichter wie einen Roots-Verdichter ersetzt werden.
2. Bei maximaler Schöpfleistung der beiden Verdichter, die zusammen, ein mindestens 50% größeres Schöpfvolumen aufweisen, steht immer genügend Frischluft zur Verfügung, die von einem Maximum herunter über das Drosselventil bis zur Maximalleistung zudosiert wird.
3. Zu jedem Zeitpunkt steht genügend bis zu 50% und mehr Frischluft zur Verfügung, Weil die Schöpfleistung der beiden Verdichter durch die verbreiterten Drehflügel dies absichert.Dazu gehören auch die Schlupfverluste weil die Drehkolben ohne Dichtleisten arbeiten.
Die Zeichnung zeigt die Einstellung bei Maximalleistung unabhängig von der Drehzahl des Motors.

Siehe:<Bypass>
                              

17

 

Kraftstoffverbrauch bezogen auf den Wirkungsgrad :

Kg/kW

Liter/kW

100 %

0,0862

0,102 = (theor. ohne Verluste)

80 %

0,107

0,127 = Eintaktmotor heiß

75 %

0,115

0,136

70 %

0,123

0,245 = Eintaktmotor warm

60 %

0143

0,270 = Eintaktmotor kalt

50 %

0,172

0,204

40 %

0,215

0,255

30 %

0,287

0,340 Diesel m. Ladeluftkühlung

25 %

0,345

0,408 = Dieselmotor

20 %

0,431

0,510 = Otto m. Ladeluftkühlung

15%

0,574

0,680 = Ottomotor

     

10%

0,862

1,02 = Zweitaktmotor

5 %

1,724

2,04 = Formel 1 Rennwagen

2,5 %

3,448

4,08 = 2Takt-Rennmotore

     

Ein Eintaktmotor mit Heißzelle kann so bis zu 80% Wirkungsgrad erreichen. Aus 1 kg Dieselöl sind 100% entsprechend  11,66 kW

Spez.Heizwert Hu für Dieselöl: 42000 kJ/kg 34860 kJ/Liter 11,6 kW/kg = ca. 9,8 kW/l

1 J = 1Ws 1kWh = 3600 Ws 3600 kJ = 1kWh

= = 11,66 kW/kg >
6

bspez in g/kWh > obige Werte mal 1000
Peff = Leistung effektiv in kW
Pspez = Leistung in kW spez. auf kg oder Liter
= Wirkungsgrad effektiv in %
B = Kraftstoffverbrauch in kg/h oder l/h
Hu = unterer Heizwert in kJ/kg
bspez = spez. Kraftstoffverbrauch in g/kWh

= 4,8 l/h ist der Kraftstoffverbrauch (Dieselöl) eines Eintaktmotors bei einem Wirkungsgrad von 75%.
(1460)

18

x1. Abdichtung - 2. Selbstreinigung - 3. Passungsspiel -
4. Zylinderschmierung und  5. Wärmedehnung
Diese fünf Konstruktionsvorgaben müssen gesichert sein, will man einen wärmeisolierten Motor konstruktiv  zum Erfolg führen. Die völlig andere Entwicklungsrichtung zwingt zu den obigen Invarianten, die nur gegenseitig wirksam werden.
Die Zylinderschmierung  bei Rotglut z.B. verursachte das größte Erklärungsdefizit. Es war bisher nicht vorstellbar, dass bei 500°C Dunkelrotglut eine Schmiermöglichkeit gefunden werden kann, bzw. ein Motor betrieben werden kann. Im Radialbereich erscheinen die Möglichkeiten einigermaßen beherrschbar, im Axialbereich hingegen durch die Wärmedehnung gab es Probleme.
Um den Wirkungsgrad nachhaltig zu verbessern mußte eine Lösung zur heißen Zylinderwand gefunden werden. Dazu siehe <GLÜHWAND>
Die Ablagerungen und die gestauten Temperaturen waren bisher die Gründe warum viele Konstruktionen die den Drehkolben zur Grundlage hatten scheiterten. Ein Beispiel ist der Wankelmotor, der mit der Abdichtung schon einer mäßigen Temperatur von 80°C Probleme hatte.
Es wurde übersehen, dass durch das Viertaktprinzip mit der hohen Verdichtung alle bekannten Probleme nur verstärkt wurden.

Die Abdichtung ohne Dichtleisten und ohne Zylinderschmierung, wurde in Vorversuchen an einfachen Funktionsmodellen eingehend untersucht, mit dem Ergebnis, der Abbrand bei Ökotreibstoff oder bei Mischungen mit Dieselöl erzeugen bei einer Explosionsverbrennung sehr wenig Belag, der sich aber ohne Kontrolle störend aufbauen würde. Damit dies nicht geschieht,  wird der überflüssige  Abbrand durch die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten von Sperrwalze und Drehkolben abgerieben. Diese beiden wichtigen Motorelemente drehen berührungslos zueinander.
Die axiale Dichtigkeit wird je nach Kolbenbreite durch eine oder mehrere  Profilscheiben aus warmfesten
Profilscheiben  von ca. 0.3 mm kompensiert, die in der Art einer Tellerfeder wirken, die einen  Federweg ca.0,03 mm hat.
(1480)
Diese axialen Ausgleichscheiben kommen an den Rändern zum Glühen und binden Abbrand, der eine absolute Dichtigkeit wie das vorgegebene Axialspiel sichert.

die fünf Vorgaben wären beinahe wirkungslos, wenn die indirekte   Verbrennungszeitverlängerung damit nicht realisiert wäre.
Bei Zylinder-Innentemperaturen ab 200°C bis möglicherweise 500°C und 800°C die beim Eintaktmotor angestrebt werden, wird Schmieren zur Illusion. Bei diesen Temperaturen ist auch mit beachtlichen Wärmedehnungen zu rechnen die beherrscht werden müssen. Alles wurde über Funktionsmuster getestet.
Also mußten, ohne die Funktion zu stören Voraussetzungen geschaffen werden, die unter diesen Bedingungen einen derartigen Betrieb zulassen.
Für eine Schmierung, oder Eingrenzung von Toleranzen im Hundertstel Millimeterbereich, die Wärmedehnungen gleichzeitig berücksichtigen, - ohne die Funktion zu stören, mußte mindestens im Ansatz eine Alternative geschaffen werden.
Deshalb wurden schon in den Anfängen, d.h. vor der Patentanmeldung,  Versuche aufgebaut, die annähernd den Bedingungen im Motorzylinder entsprachen, die man nicht nur theoretisch, sondern den wirklichen Bedingungen im Zylinder entsprechend erproben konnte.
Dabei hat sich gezeigt, die Oberflächenglut im Zylinder ist ohne wesentlichen Energieaufwand aufrecht zu erhalten. 
Also konnte die Schmierung der heißen Zylinder entfallen.Die Berührungslosigkeit der Drehkörper zur  Zylinderwand erleichterte die Problemlösung.
Für die <Selbstreinigung> und Passungsspiel in Verbindung mit den Wärmedehnungen wurde eine Lösung gefunden, die es nicht nur erlaubt, den Brenn-, bzw. den Explosionsraum sauber zu halten, sondern dabei alle Drehelemente einschließlich Drehkolben ständig auf einer Toleranz von ca. minus 0,02 mm konstant hält.
D.h. die Genauigkeit der außerhalb der heißen Motorzelle im kalten Bereich liegenden Lager, bestimmt die Toleranz  für das Innenleben der Drehelemente in der glühenden Motorzelle.
Das allmähliche Zusetzen bzw. das Festwalzen durch Abbrand Ölkohle, Schlacken und Aschen im Verbrennungsraum hat manchen Drehkolbenmotor scheitern lassen.Beim Otto und Dieselmotor führen derartige Ablagerungen zu Glutnestern an denen sich unkontrolliert das Gemisch entzündet.Beim Eintaktmotor sind diese Glutnester erwünscht und unterstützen beim Laden die Zündung, denn Ldezeitpunkt ist Zündzeitpunkt
Im Eintaktmotor werden derartig glühende Zonen angestrebt zumal diese durch katalytische Wirkung die Explosion begünstigen.
Durch die Explosionsverbrennung wird die Temperaturbegrenzung nach oben aufgehoben.
Der Drehkolben und die dazugehörigen Sperrwalzen werden durch drei synchron laufende Zahnräder von gleichen Durchmesser angetrieben.
Dadurch haben die unterschiedliche Durchmesser, der Drehkörper unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten und reinigen sich auf dies Weise automatisch.
Das Ergebnis: Die Drehkolbennabe von 60 mm Durchmesser hat eine andere, eine niedrigere Umfangsgeschwindigkeit wie die Sperrwalzen mit 80 mm Durchmesser.
Das führt dazu, dass sich zwar ständig ein Belag sehr - sehr langsam bildet der ständig auf 0,02 mm konstant gehalten wird. Es ist praktisch das Lagerspiel.
Das Zuviel an Belag wird durch die unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten abgerieben und ausgeblasen.
(1500)
Der Motor wird in sich automatisch selbstheilend bei Vergrößerung der Toleranzen.
Die Lebensdauer der Lager und Zahnräder wird so praktisch zur Motorlebensdauer.
Um Temperaturdehnungen ohne Dichtleisten und Zylinderschmierung aufzufangen, wird, wie wir gesehen haben, der Abbrandbelag dazu benutzt. Den Schlupfspalt zwischen den Drehkörpern und der Zylinderwand konstant zu halten. Durch den Abbrand (Ölkohle) wird, ob im kalten, ob im glühenden Zustand, der sonst unvermeidliche, Passungsspalt auf dem kleinsten noch möglichen Abstand gehalten. Dies geschieht zuverlässiger als bei konventionellen Motoren, weil sich diese Passung (der Spalt) variabel nach dem Lagerspiel einstellt.
Die seitlichen Dehnungen von Drehflügel und Sperrwalzen wird nach der Maximaldehnung ausgerichtet. Den Rest besorgt der Verbrennungsrückstand, der auch an dieser Stelle für eine optimale Passung sorgt.
Es ist eine gewissermaßen ständige Selbstheilung der Zylinder die hier automatisch abläuft, wenn der Motor kalt oder mit Rotglut betrieben wird.
Zusammen mit der kurzen Einwirkzeit der Explosion und durch die hohe Explosionsgeschwindigkeit ist eine Undichtigkeit in Form von Schlupfverlusten nicht zu bemerken. Es entstehen deshalb auch kaum unerwünschte Druckverluste.
Bei der Explosionsverbrennung im Eintaktmotor werden diese Ablagerungen mit Absicht zur Unterstützung der Zündung genutzt. Schon ein kleines Glutnest ab 500°C läßt Diesel oder Pflanzenöl-Luftgemische (Nebel) zuverlässig, auch bei niedriger Verdichtung zünden.
Die sehr kleinen Gemischportionen prallen mit Überschallgeschwindigkeit zusammen - verwirbeln und entzünden sich an der Glut der Brennraumwand. Beim Start, oder bei schwer entzündbaren Gemischen (Nebel) wird der Vorgang durch Doppelzündkerzen hoher Leistung unterstützt. Die glühenden Verbrennungsschlacken, die verstärkt durch Pflanzenöl entstehen, werden katalytisch wirksam. Was bei der Viertaktverbrennung immer schon hinderlich war, wird bei der Explosionsverbrennung vorteilhaft genutzt.
Genau genommen wird mit dem Eintaktmotor die alte Lehre umgekehrt.
So wird das Eintaktprinzip zur einzig möglichen Alternative, die wirklich alle Scheinlösungen umgeht und zur Wirkungsgradverbesserung beitragen kann. Bisher ist kein anderer, ähnlicher Vorschlag bekanntgeworden, den man nachgehen könnte um den Wirkungsgrad nachhaltig zu verbessern.
(1520)
Der Verdichter :
Der Verdichter bzw. die beiden Verdicher haben kein Problem mit hohen Temperaturen, haben aber auch nicht die Möglichkeit den Abbrand als Abdichtung zu nutzen.
Ein minimaler Schlupf bei der Verdichtung ist aber hier nicht schädlich, er ist sogar vorteilhaft, denn der Kraftstoff wird diesmal in den Verdichter, auf die Sperrwalzen eingespritzt, angewärmt und homogenisiert.
Ein Selbstheilungseffekt ist mit Spezialschmiermitteln zu erreichen, z.B. mit Zusatz von Graphit.
Ein minimaler Schlupf geht zwangsläufig in den Ansaugkanal zurück und wird beim nächsten Ladevorgang, doppelt homogenisiert mitgenommen.
______________________________________________________________________________________

19

Der Verdichter und seine Anordnung :
Der Verdichter bzw. die beiden Verdicher haben kein Problem mit hohen Temperaturen und haben deshalb auch nicht die Möglichkeit den Abbrand als Abdichtung zu nutzen. Der Verdichter arbeitet ohne Dichtleisten analog den Kolbenringen, so dass die berechtigte Frage gestellt wird, wie wird abgedichtet.
Die beiden Verdichter  haben zusammen ein ca.50% bis 75% größeres Schöpfvolumen wie der heiße Arbeitszylinder.Das kompensiert nicht nur die Schlupfverluste aus, es schafft die Voraussetzung, um von einem Maximum der geschöpften Frischluft, diese nach schwankenden Bedarf dem  Kraftstoff  zudosieren zu können.
Ein minimaler Schlupf bei der Verdichtung ist nicht schädlich, wie oft angenommen wird, ein geringer Schlupf  wirkt sich sogar vorteilhaft aus, denn der Kraftstoff wird so nochmals in den Verdichter in den  Ansaugluftkanal zurückgeführt, und das zweite Mal angewärmt und homogenisiert.
Der Kraftstoff der in der Regel Bioöl ist neigt bei der mäßigen Verdichtungstemperatur zum Verkrusten dies wird genutzt, und hat den Vorteil dass minderwertige Ölsorten problemlos verwendet werden können,
(1540) 


Zellenanordnung  -  Basismotors Motortyp VAV              168
= Verdichter > Arbeit< Verdichter und 4 Hübe pro Umdr.

                                                             Verdichter > Arbeit < Verdichter

vav.jpg (14476 Byte)

   Einspritzdüse - Zündkerze - Einspritzdüse

Die Konstruktion hat für die Fertigung den Vorteil, daß gleiche Elemente zusammengefügt, einen Motor mit anderen Leistungseigenschaften entstehen lassen.
Ändert man die obige Zellenanordnung in der Seitenansicht in :
Der Motortyp AVA (Arbeit < Verdichter > Arbeit) schafft 8 Hübe pro Umdrehung, sind das 16 Hübe in der Viertaktablaufzeit - ohne Verbrennungszeitverkürzung.


Arbeit          <Verdichten>          Arbeit
ava.jpg (14269 Byte)

                                                          Zündkerze - Einspritzdüse - Zündkerze

In der Mitte liegend - der Verdichter, der 50% bis 100% mehr Schöpfvolumen wie beide außenliegenden Arbeitszellen zusammen hat. Der Kraftstoff wird in der Mitte in den Verdichter eingespritzt.
Diese Ausführung ist für die Impulsradislturbine vorgesehen

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Zu diesen  Zeichnungen sind alle   Einzelteile gezeichnet worden um von der Größenordnung einen Begriff zu bekommen. Außerdem sind einige konstruktiv brauchbare Elemente eingebracht wie z.B. die Getriebe-Schmierpumpe, oder die Gleitlageranordmung die mit dem Kraftstoff geschmiert werden kann usw.
(1560)

Die Achsenabstände sind Übertragbar, auch für  den Zweiwellenmotor.

                 Prototyp Motorzellen- seitig

aprototyp.jpg (31784 Byte)

Bild

v-prototyp.jpg (22822 Byte)

Prototyp Verdichter- seitig

Die Einzelteilzeichnungen wurden wegen den Anfragen nach im Formenbau üblichen Gesichtspunkten festgelegt, um eine Vorstellung über die Kosten zu erhalten. Die Motorgroße richtete sich an einem späteren PKW-Motor aus.
Die Einwände, ob man nicht einfacher zum Ziel kommen kann, führte dann zu dem Vorschlag den Prototyp als Kleinmotor zu bauen. S. <170° Expansionsmotor>
(1580)

Einen guten Gesamteindruck Eindruck vermittelt die dreidimensionale Zeichnung, die aber ohne Ventilscheiben gezeichnet ist, damit der Einblick übersichtlich bleibt.

Werden die außenliegenden Verdichter zu Arbeitszellen, und bekommen in der Motormitte einen gemeinsamen Verdichter so entspricht dieser Motor einer Impulsradislturbine oder einem 16-Zylindermotor.
Damit kommt man der VW Strategie von einem 24- Zylindermotor nahe. - Nur kostenmäßig ohne Vergleich.

3d-motor.jpg (70965 Byte)

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Der Eintaktablauf  kein bewegtes Bild
in 11 Bildern Verdichtung und Arbeit laufen synchron
.

Die Zellenanordnung des Ablaufs         Verdichter          Arbeit         Verdichter

vav.jpg (14476 Byte)

 

Der Ablauf
Einzelbilder ohne Bewegung

Bild 1

                                 

Wendepunkt  - Verdichtung (Anfang)

Beginn der Kraftstoffeinspritzung auf die Sperrwalzen (rot)
_______________________________________________________________________________

Bild 2

                                  

Verdichtung Anfang und Ansaugung

Ladekanal und Rückschlagventile feststehend sind als Kreise erkennbar angedeutet
_________________________________________________________________________

Bild 3

                                  

Verdichtung und Ansaugung + Kraftstoffeinspritzung

Verdichtung in den Zwischenspeicher oder direkt des mechanisch
aufgearbeiteten Gemisches
______________________________________________________________________________

Bild 4

                                

Verdichtung halb + Ansaugung und Kraftstoffeinspritzung

mögliche Schlupfverluste verweilen kurz auf der Kolbenrückseite im Zylinder und
werden beim nächsten Hub ohne Gemischverlust mitverwendet (mitgenommen)
___________________________________________________________________________

Ladezeitpunkt zwischen Verdichter und Motorzelle zeigen Bild 5 und Bild 6

Bild 5

                               

Verdichtungsende – Ansaugende.   Der Maximaldruck ist erreicht und es wird geladen wie in Bild 7 zu sehen ist.

Das ist die Stellung des Verdichterflügels kurz vor dem Wendepunkt
gleich ob direkt oder indirekt über den Zwischenspeicher geladen wird, die Rückschlag- Federventile sind die zusätzliche Sicherheit.

 

Bild 6
                                  
antr2.gif (4231 Byte)

  Der Ladeanfang ist das sichtbare rote Feld es sind die Blattfederrückschlagventile die sichtbar werden. Diese Ventile
  öffnen druckabhängig, so dass, das auf Abruf unter Druck stehende Gemisch mit etwas verschobenen Ladezeitpunkt
  wie im Bild 7 die Kammer geschossen wird.
  Bei der Direktladung  wird der Anfang der Einlaßbohrungen sichtbar.

Bild 7

Diese Stellung zeigt die Kolbenstellung nach dem verzögerten Ladezeitpunkt. An dieser Stelle steht  der Verdichter wie im Bild 5 zu sehen. Es ist der Zündzeitpunkt nach dem Zusammenprall der von beiden gegenüberliegenden Seiten geladenen Gemisches. (Ladedruck 2 - 5bar)

                             

Stellung des Arbeitskolbens zum Ladezeitpunkt

Dieser steht zum Verdichterkolben verschoben
und läuft mit diesem synchron.
Die gleichzeitige Explosion in Drehrichtung ist gepuffert.
Das Drehventil ist noch offen- kurz nach diese Stellung schließt das Blattfederventil
Die kurzzeitige Zündverzögerung über ca. 15° Winkelgrade  reicht zum schließen!
Dabei wird die Drehzahl  und die Einströmöffnung weitgehend angepaßt, besonders ist das der Fall bei einer Direktladung ohne mitlaufende Ventilscheiben.

Bild 8

                                

Der Arbeitskolben hat bei geschlossenem Ventil. nach der Explosion die erste halbe Expansionsstrecke durchlaufen.
___________________________________________________________________________

Bild 9

                              

Den Druck für die Arbeit hat zum Expansionsanfang entspannt, das Expansionende und Ausschiebeende ist erreicht. Das zweite Drittel der Expansionsstrecke ist durchlaufen (Die Ladebohrungen Kreise vor dem Drehflügel laufen mit)
Bei der Direktladung (ohne mitlaufende Ventilscheiben) sind die Ladebohrungen durch die Sperrwalzen verdeckt. verändern sich die Ladebohrungen nicht.

Bild 10

                              

Auspuffanfang und Ausschiebeende

Bild 11

                              

                                                               Wendepunkt (Arbeit) Kolben und Segmentzylinder wechseln, so dass sich die nutzbare Kolbenfläche verdoppelt, auf zwei Umdrehungen (4-Takt) verachtfacht.

                            Neuer Anfang         -Laden – Arbeit – Expandieren und Auspuffen sind beendet

Bezeichnend für die Eintaktfunktion sind die beiden Bilder 5 und 7 die man als Transparentzeichnung übereinandergelegt vorstellen muß. Der Verdichterflügel und der Arbeitsflügel sind ca. 60° zueinander Verschoben. Der Arbeitskolben eilt vor.

Siehe dazu den sich
<bewegenden Motor>  mit der <Vergleichsbeschreibung> zum Ottomotor

UMFANGSGESCHWINDIGKEITEN in m/s am Eintaktdrehkolben und 2-flügliger Ausführung

TK = Teilkreisdurchmesser in mm,
vm = Kolben- Umfangsgeschwindigkeit in m/s
n = Drehzahl 1 min.


Vergleich: Ottomotor Schnelläufer 15 m/s
Langsamläufer 10 m/s
Eintaktmotor Langsamläufer 6 m/s

<Siehe Tabelle  Fo 03>

 

Der Eintaktmotor, die Basiskonstruktion

Die Bezeichnung "Eintaktmotor" wurde gewählt, um zu einer Abgrenzung des Zwei- und Viertaktmotors zu kommen.
Der Eintaktmotor kann auf keine Vorbilder zurückgreifen, es sei denn auf die Ähnlichkeit der Funktion in der Expansionsdampfmaschine, die auf 1/5 des Hubes Heißdampf ladet und auf 4/5 expandiert, und danach auch als Eintaktmaschine bezeichnet werden kann. Dieser Zusammenhang war mit ausschlaggebend.

Ansaugen Verdichten und Laden sind beim Eintaktmotor mit dem Heißdampferzeuger vergleichbar. Diese Arbeitsgänge werden als Vorarbeit erledigt.
Laden und Explodieren sind in der Art " Moment-Dampf bzw. Heißgaserzeuger, die als Eintaktprozeß Wärme bzw. Druck in Arbeit umsetzen.
Der Drehflügel wird zwischen Sperrwalzen durch kurze Explosionen angetrieben, wobei der Explosionsverbrennung die Druckerzeugung, der  Expansion die Umsetzung in Arbeit zukommt.

Explosion und Expansion stützen sich dabei bei jedem Hub  gegen die Sperrwalzen ab. Es ist ein besonderes Merkmal des Eintaktmotors für eine nahezu kontinuierlich ablaufende Verbrennung. (Impulsradialturbine)

basis1.jpg (32334 Byte)

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Fo 20

Der Eintakt Kreisprozeß

Der Eintaktkreisprozeß bezieht sich in der Regel auf die Dampfmaschine, denn es ist eine Kraftmaschine mit einem eindeutigen Eintaktablauf. Laden > Auspuffen.
Auf einen Verbrennungsmotor anzuwenden ist gewagt, denn die Lehrmeinung sagt es deutlich: Man kann es drehen und wenden wie man will, der Gleichraum- oder Gleichdruckprozeß mit Wärmezufuhr einer relativ langsam durchbrennenden Flammfront (Otto - Viertaktprozeß) , bei einem minimalen Brennraumvolumen ist und bleibt der Prozeß mit dem höchsten Wirkungsgrad, der technisch "halbwegs" realisierbar ist. Führt man Wärme nicht im oberen Totpunkt zu, sondern da-vor oder danach, so führt das immer zur Verminderung des thermischen Wirkungsgrades. Allerdings führt eine Wärmezufuhr vor dem oberen Totpunkt zu einer weiteren Kompression des Arbeitsmediums mit entsprechend ansteigenden Spitzen-druck, - soweit die allgemeine Aussage, gültig auch nach dem heutigen Stand, - der mit der Thermodynamik beschäftigen Ingenieure.
Dieser Spitzendruck ist es, der aus der Temperatur heraus Arbeit verrichten soll. Gleichzeitig ist der Spitzendruck seit Otto - bis heute das eigentliche Problem geblieben.
Erschwert wird alles dadurch, denn wird zu früh vor dem Totpunkt gezündet gibt es zwei Möglichkeiten. Man bleibt unter der Explosionstemperatur oder der Motor klopft.
Zünder man genau am oberen Totpunkt setzt die Verbrennung zu spät ein. Explodiert- das Gemisch zu spät, ist es ein Nachklopfen, das die Arbeitsleistung - zusätzlichlich durch Verkürzung Verbrennungszeit mindert. Was also tun ?
Der Otto- Prozeß mit Gleichraumverbrennung zeigt im T-s Diagramm , unter der geschlossenen Prozeßkurve Schwarz, die aufgewendete Wärmeenergie in kg cal. für die Verdichtung bzw., die verlorengegangene Energie (Verlustenergie) an. An der Prozeßkurve ist nicht zu erkennen, daß bis an das Ende der Verbrennung Wärme durch eine Flammfront zugeführt wird.
Das der theoretische Prozeß stimmt soll das mechanisch abgenommene Indikator-Diagramm beweisen.

vprozess1.jpg (18880 Byte)

Bild1

Verdichterarbeit (gelb) !   Siehe dazu: <Eintakt- Energiespeicher>

Untenstehendes Bild 2 zeigt den Unterschied -  Prozeß- zum   Indikatordiagramm. Die gestrichelt eingezeichnete Adiabate 3 ist von Interesse, denn diese würde dem Druckverlauf im Ottomotor ohne Flammfront entsprechen.
Die Adiabate wäre gleich der, die in Bild 1 "Carnot" zu sehen ist. Eine Verbesserung tritt ein wenn zwischen Adiabate 1 verdichten, und Adiabate  -2 Wärme zugeführt wird und so Kühl- und Expansionsverluste ausgeglichen werden.
Die Vorgänge die durch das Indikatordiagramm aufgezeichnet werden, zeigen den Druckverlauf im Zylinder, ein reales Bild der Verbrennung ist aber nicht abzulesen, die bis in den Abgaskanal hinein ausbrennt. Rückschlüsse auf die zusätzliche Wärmezufuhr sind nicht erkennbar. Dazu wäre ein Diagramm ohne Wärmezufuhr nötig wie es der Carnot-Prozeß ist.
Dieses gezeichnete Bild hängt sehr nachteilig dem Eintaktprozeß nach, der gezeigte Carnot-Prozeß der angestrebt werden soll, besteht wie gezeichnet aus Ladung und Expansion von Heißdampf.
Analog dazu müßte die Eintakt-Explosion als Ladung gesehen werden, und ohne Wärmezufuhr die Expansion.
Die Frage nach der Eintakt- Arbeitsleistung bleibt.
Die Eintakt-Verbrennung wird verständlich, wenn wenn diese als Ladung analog dem Heißdampf gesehen wird.
Den Ausgleich für die geringere Arbeit pro Hub, erfolgt durch acht bis sechzehn Eintakthübe innerhalb zwei Umdrehungen. Der Ausgangspunkt ist dabei eine bis zu drei Mal höhere Temperatur und   Druck.

Die Forderung wird stets gestellt konkret den Eintaktprozeß darzustellen denn man wird die Vermutung nicht los der Eintaktprozeß ist in Wirklichkeit ein Zweitaktprozeß:
Nachfolgend der Versuch sich an den Vorgang heranzutasten:

Der Carnot - Kreisprozeß  und der Wirkungsgrad

 

1proz.jpg (10189 Byte)

1 - 2   isotherme Dehnung

2 - 3  adiabate Dehnung  die Temperatur fällt von  TI   auf   TII  Arbeitsgewinn ohne Wärmezufuhr

3 - 4  isotherme  Verdichtung   Arbeitsaufwand

4 - 1  adiabate  Verdichtung   Temperatur steigt  von  TII wieder auf TI    Arbeitsaufwand.

Die gewonnene Arbeit des Carnot- Prozesses  ist die Fläche L0    1 - 2 -3 - 4

                                     TI - TII
Der Wirkungsgrad =     TI            

Um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern muß   TI   so hochgetrieben  werden wie es der Werkstoff zuläßt. Die Temperatur  TII   wäre dann die Umgebungstemperatur.

Demnach ist der Carnotprozeß der beste Arbeitsprozeß, wie man an der Rechteck - Form im T,s  Diagramm erkennen kann.
Als Erklärungshilfe habe ich einmal  das Ts - Diagramm mit 100% angegeben, d.h. mit 100% Wirkungsgrad was natürlich falsch ist - und auch falsch verstanden wurde.
Das Diagramm in quadratischer Form richtet sich nach der Maschine die zur Verfügung steht. Verliert die Maschine bzw. der Verbrennungsvorgang große Wärmemengen, die im Kreisprozeß ersetzt werden müssen, so wird das Feld im  Ts -Diagramm kleiner - und es wird auch  nicht quadratisch sein.

Daraus folgt : Es ist anzustreben, eine adiabate Zustandsänderung d.h. es darf möglichst wenig Wärme verloren gehen, also eine gute Wärmeisolierung zu schaffen.

Eine isotherme Zustandsänderung zu schaffen ist unmöglich. Aber es ist in einem voll wärmeisolierten System in einem geschlossenen Kreislauf möglich - auf einen angehobenen Temperaturniveau mit wenig Zuwärme  das Arbeitsgas auf Temperatur zu halten. Dadurch können die adiabatischen Verluste  gering gehalten werden.
Die Arbeit wird zu isobar hin VDE   verschoben.

Im  p,v - Diagramm kann man sehen, dass nur hohe Drücke  p3   zu  p1 die Arbeit vergrößern. Werden dabei hohe Spitzendrücke in Kauf genommen, muß darauf geachtet werden, dass die mechanischen Verluste nicht zu hoch werden.
dies geschieht am besten durch einen Drehkolben

daex1.jpg (15351 Byte)

Bild 2

indikadi1.jpg (7994 Byte)

Vergleichende Indikator- und theoretische Vorgänge

Adiabate 1 und Adiabate 3 kurze Explosionsverbrennung ohne Flammfrontunterstützung
Der Inhalt vom Prozeßdiagramm entspricht der theoretischen - verlustlosen Leistung die nach dem thermischen Wirkungsgrad angenommen wird.

Zu erkennen ist, dass es ohne Flammfront zu keiner angemessenen Leistung kommen würde und der Wirkungsgrad sehr niedrig wäre. (Das Feld zwischen Adiabate 1 und gestrichelt 3 ist sehr klein.
Soll die Adiabate 3 (gestrichelt) in Richtung Adiabate 2 verschoben werden, gibt es zwei Möglichkeiten: (a) Daß man mit mehr Kraftstoff die über die Kühlung verlorene Wärme ersetzt, wie es im Normalfall, im Ottomotor praktiziert wird. Oder (b) man läßt wenig Kraftstoff wie bei der Adiabate 3 Explosionsverbrennen, kühlt den Kolben und Zylinder nicht, sondern wärmeisoliert den Motor. Danach Verschiebt sich die Adiabate 3 in Richtung Adiabate 2 und man hätte dann auf einem höheren Niveau auch ohne Wärmezufuhr wirklich expandiert - und so die gleiche Leistung erreicht.
Die Gleichdruckverbrennung wird so beschrieben :
Die Wärmezufuhr erfolgt bei annähernd konstanten Druck.
Richtiger wäre, - der konstante Druck kommt erst durch die Wärmezufuhr zustande.

Der Carnotprozeß gilt als optimaler Prozeß. Wie oben angegeben wird dieser Prozeß als Beispiel für gute und daher anzustrebende Effizienz bei Verbrennungsmotoren herangezogen. In Wirklichkeit aber, gilt die gezeigte Kurve nur für überhitzten Dampf bei dem der Wärmeinhalt anders zu beurteilen ist, wie die Verbrennungsgase im Ottomotor. Es wird auf ca.1/5 von einem sehr langen Kolbenweg Heißdampf nachgeschoben, bevor der Schieber sperrt. Danach erst entspannt der Dampf in einem wärmeisolierten Zylinder ohne weitere Wärmezufuhr. So ist das oben gezeigte Diagramm zu verstehen.

Anders liegt der Fall beim Verbrennungsmotor. Die Temperatur wird unten gehalten um ein Klopfen zu unterbinden, was sicher nicht zur Verbesserung der Verbrennung beiträgt.

Mit dem Dieselprozeß nähert man sich angeblich am besten dem Carnot - Prozeß. Schneidet man im obigen Carnotprozeß die auslaufenden Adiabaten ab, die bei Heißdampf   "Adiabate" auch verdienen, dann bleibt ein Mittelstück der Kurve übrig, das dem Dieselprozeß sehr ähnlich ist.
Bezogen auf den Eintaktprozeß wird die Isobare 3 - 4 verlängert leistet Arbeit und fällt isochor ab.

Bild 3

 

dediagr1.jpg (8960 Byte)


                                   

Das Bild versucht den Zusammenhang zu zeigen, um den Ablauf bei der Eintakt-Explosionsverbrennung vorstellbar zu machen, denn man hat für den Eintaktprozeß keine vergleichendes Prozeßdiagramm zur Verfügung.
Die Verdichtung auf 2 - 5 bar beginnt beim Eintaktmotor separat außerhalb vom eigentlichen Arbeitszylinder getrennt bei (1). > Bei Punkt (2), das ist der Ladepunkt und Zündzeitpunkt. Bei (2) erfolgt die Explosionsverbrennung (kleinster Gemischmengen) schlagartig und der Druck steigt bei nach oben unbegrenzter Temperatur bis auf (3) an. Temperatur und Druck sind wesentlich höher als der Mitteldruck beim Dieselmotor. Mit 15 bar ca. doppelt so hoch.( auf Klopferscheinungen muß keine Rücksicht genommen werden)
Von (3) bis (4) wird keine Wärme wie beim Dieselmotor zugeführt, sondern es setzt sofort, aber nur wenig fallend die Expansion ein. Den Punkt (4) kann man sich als Radius vorstellen. Dann sieht der Ablauf annähernd so aus:

Das Eintakt 180° Diagramm
Zeigt den Einfluß der Drehzahl auf die Ladung und Explosionsverbrennung
Die beste Ladung wird bei niedriger Drehzahl erreicht, so ist auch das Drehmoment recht hoch. Hingegen bei hoher Drehzahl verschlechtert sich die Ladung und das Drehmoment sinkt.
Eine hohe Drehzahl des Eintaktmotors ist deshalb nur bei der Heißkammer sinnvoll, wenn durch rekuperative Vorwärmung der verdichteten Luft das verminderte Drehmoment über die Drehzahl auskompensiert wird.

Man erinnerte sich an die Expansionsdampfmaschine und die verwandtschaftlichen Eigenschaften, das Eintaktprinzip. Der Eintaktmotor ist auch eine Eintaktmaschine.

Endlich hatte man einen nachvollziehbaren Vergleich den man gegenüber stellen konnte.
? Die Dampfmaschine ist eine Eintaktmaschine
? Es wird nur 1/5 Heißdampf geladen, der ohne weitere Wärmezufuhr,
                         auf 4/5 des Hubvolumens expandiert.

? Durch Hubverlängerung ist die Expansionsstrecke zu vergrößern
? Die Zylinder sind wärmeisoliert.

? Die Auspufftemperatur, damit der Auspuffdruck ist wesentlich

niedriger als der Ladedruck .

? Die Auspufftemperatur wird zur Vorwärmung des Speisewassers genutzt und kommt so der Arbeit zugute. Um dies zu unterstreichen sollte man das Prozeßdiagramm Betrachten
Bild

 

             

PDS = Dampfdruck entspannt bei der Volldampfmaschine in AVON
PEP = Eintakt-Explosionsdruck der das Volumen VDE ca. 1/3 Hub

Einnimmt und je nach Kaltzelle oder Heißzelle auf 2/3 expandiert

          VP = die externe Verdichtung im Motor und im kalten Bereich, kann
                   aber auch Außerhalb erfolgen.

 

(35) Die Zündung erfolgt zwischen 2 und 5 bar, baut den Druck auf, der ähnlich dem Dampfdruck PDS wirkt. Die Expansion erfolgt bei der Dampfmaschine mit Heißdampftemperatur von ca. 300°C, Bei der Eintaktexplosion bei ca. 1000°C ggf. auch höher.

Das sind Auffälligkeiten die auch den Eintaktmotor betreffen.

Nur allein der Hinweis, dass man einen Wirkungsgrad von 80 % bei einem Verbrennungsmotor für möglich hält, befremdet so stark, das man es besser unterläßt. Die den Wirkungsgrad zu verdreifachen oder sogar auf 80% zu kommen, rief natürlich mit Berechtigung die <Skeptiker> auf den Plan.

Prompt kam die Überlegung der Skeptiker  zustande, ein 200kW- Motor brauchte dann in diesem Falle sechzehn Mal weniger Treibstoff. Eine "Unmöglichkeit"!  Also mußte man mußte man versuchen möglichst ohne zu große Gedankensprünge, die Einstimmung auf das Thema versuchen.

Interessant ist, dass die andere "Unmöglichkeit" sechzehn Mal mehr Kraftstoff zu verschwenden weniger Skepsis erzeugt.

Bild 6

180d6.jpg (33029 Byte)


                           U1= 1000 U/min      U2=1500 U/min       U3=2000 U/min      U4=3000 U/min

Der Vorgang:
Ein Drehkolbenflügel durcheilt mit ca.6m/s 180°. Vom oberen Wendepunkt zum unteren Wendepunkt. (WP). Zur Arbeitsleistung wird nicht der ganze Weg genutzt. Für die beiden Wendepunkte gehen ca. 60° ab und es bleiben ca. 120° für Explosion und Expansion den eigentlichen Hub übrig. (LA) bis (HA) Laden (LA) und Zünden-den (HA) erfolgen gleichzeitig, die Zündverzögerung
bis zur Explosion sind berücksichtigt. Der Explosionsdruck steigt im unteren Dreh-Drehzahlbereich annähernd (isochor) bis zum Scheitelpunkt (S) an. Zwischen (S) = Maximaltemperatur (Maximaldruck) und (HE) = Hubende, expandiert der heiße Gasdruck und gibt Arbeit ab. Ausgepufft wird ab der Linie (HE) bei allen Drehzahlen.
Die rote Linie zwischen V und A trennt den kalten Verdichtungsvorgang von der heißen Arbeit, beide laufen synchron - gleichzeitig, aber ca. 50° - 60° verschoben ab.
Mit der Verdichtung (ES) bis zum Ladeanfang (LA), wird ein 50% - bis 75 % größeres-res Luftvolumen bereitgestellt wie das Hubvolumen des Arbeitszylinders.
Mit U1 einer relativ niedrigen Drehzahl von 1000 U/min kommt eine optimale Gemischladung zustande, die durch die hohe Explosionstemperatur einen hohen Druck aufbaut, der von (S) bis (HE) kurz und kräftig expandiert. Dieser Expansionshub leistet die Hauptarbeit. Ab (HE) dem Hubende wird ausgepufft.
Die blaue Auspufflinie ( HE ) kann bei der Konstruktion des Motors nach rechts verschoben werden, so dass für die Expansion genügend Reserve bleibt. Dies geht recht einfach, indem der Teilkreis am Drehkolben vergrößert wird.
Mit zunehmender Drehzahl U2, U3, U4, neigt sich die Explosionskurve , es wird mit hohem Druck, aber wegen der verkürzten Ladezeit weniger Gemisch geladen, die Expansionsstrecke wird zwar kürzer aber der hohe Wirkungsgrad bleibt erhalten. Die Leistung wird über den erhöhten Ladedruck und Drehzahl konstant gehalten.
Der entstehende Mitteldruck verändert sich mit der Drehzahl. Der Vorgang kommt einer automatischen Verdichtungsanpassung gleich.*
Das Auspuffen erfolgt schlagartig, annähernd isochor, so daß nach der intensiven isobaren  Arbeitsleistung die Auspuffgase am Austritt eine ungewöhnlich niedrige Temperatur aufweisen.
*Der Mitteldruck ist eine Druckangabe am Kolben die nicht gemessen, sondern die sich aus Leistung und Drehmoment errechnet.

<DER   WÄRMEISOLIERTE MOTOR>      (Anklicken  ab Absatz 30 geht es weiter !).

Schlußbemerkung
Mit diesen Ausführungen soll die Entwicklung der Otto-Motore unterbrochen werden, auf eine andere Spur geleitet werden, damit der Kraftfahrzeugantrieb effektiver und damit sauberer werden kann.
Was in den vergangenen 120 Jahren für unrealisierbar gehalten wurde, der  "wärmeisolierte Verbrennungsmotor", wird als Eintaktkonzept vorgeführt, mit der Einschränkung dass bisher kein Prototyp gebaut wurde, die Funktion aber durch Vorversuche überprüft wurde.
Das Ausbaupotential für dieses Vorhaben ist sehr groß - und könnte bei diesem   richtungsweisenden Anstoß eine ungeahnte  Eigendynamik entwickeln, die nicht aufzuhalten wäre.
Die Zurückhaltung der Groß- und Automobilhersteller entspricht einer Machtkonservierung die einen kapitalschwachen  Erfinder ruinieren kann.
Mit dieser CD werden die ersten Schritte sichtbar gemacht, - und es bleibt abzuwarten wann an der Startlinie Bewegung eintritt.  - Das Lizenzangebot - gilt weiter.
Der Einstieg zur Eintaktentwicklung besteht aus einer gut vorgearbeiteten   Erfindung. Der Großindustrie, bzw der Automobilindustrie ist ein unakademisches Urteilsvermögen zu wünschen, um das akademisch eingefahrene Denken zu ändern.
Die Anwendung von Wasserstoff als Kraftstoff ist absolut richtig, nur darf dieser nicht über Atomstrom produziert werden, wie es lt.<Memorandum>" die deutschen Professoren gerne sehen würden.
Das ist nicht nur sehr verlockend, sondern ist leider auch - "todernst" - gemeint.

Gleich wie die zukünftige Energiebeschaffung aussehen  mag, selbst bei der  nichtkonventionelle Energienutzung, besonders da, muß gegen Verschwendung angegangen werden. Alle Wege in diese Richtung sollte man bei aller Sparsamkeit -  zusammen mit dem Wirkungsgrad sehen
Bei nachwachsenden natürlichen Energiequellen ist wichtig  einen effizienten   Motor zur Verfügung zu haben.
Mit dem " wärmeisolierten  Eintaktmotor " könnten alle diese Überlegungen gelingen. So könnte der Wasserstoff als Energie besser durch den Eintaktmotor, als durch die Brennstoffzelle  genutzt werden,

Die Idee zum "Eintaktmotor" ist das Resultat  vieler Vorversuche.
Der neue Weg erscheint zwar verwegen, wenn am Ende der Entwicklung ein ein voll wärmeisolierter Motor stehen soll.
Einen Arbeitszylinder mit glühendem Innenleben zu betreiben sprengt die Vorstellung der Fachleute und schärft die Kritik. Festigkeit- Verbrennungs- und Verschleißprobleme sind die bekannten Gegenargumente.
An der Peripherie der Diskussionen zeigt es sich, das Entwicklungspotential, Eintaktmotor scheint unerschöpflich zu sein. Auf jeden Fall ist ist die Realisierung möglich.
Ein Beweis sind die aufgezeigten Möglichkeiten in der <Anwendung> die  teilweise mehr Interesse als der Motor selbst erwecken.

Diese  Eintakt- Vorschläge werden so lange gültig bleiben, bis der Wirkungsgrad der Motore verdoppelt oder verdreifacht ist. Ob dies durch den Eintaktmotor, oder einen anderen noch zu entwickelten Motor geschieht ist gleich. Nur sind andere - bessere Alternativen bisher nicht sichtbar, deshalb bleibt es vorläufig bei der Eintakt- Lösung.
Die auf dieser CD-ROM festgehaltene Vorarbeit erhebt keinen Anspruch ein Fachbuch zu sein.
Es soll nur helfen das festgefahrene uneffektive Viertaktprinzip zu verlassen. Erst danach, kann daraus ein umfangreiches Fachbuch entstehen.
Weitere Änderungen werden sicher  nicht ausbleiben. Es steht aber  jetzt schon fest, dass diese Vorschläge so lange gültig bleiben, bis andere bessere Alternativen sichtbar angegangen werden kann.
Das Vorhaben schien anfangs überzogen zu sein, denn mit dem Gedanken zu spielen und sich anzufreunden, ein Wirkungsgrad von  80% ist bei einem Automobilantrieb zu schaffen, rückte aber mit dem wärmeisolierten Motor in greifbare Nähe.
Steckengebliebene Entwicklungen wie die Gasturbine, der Stirlingmotor, der Dampfmotor bekommen durch das Eintaktsystem einen neuen Auftrieb.
Man man es dreht und wendet, eine Verbesserung vom Wirkungsgrad bei der inneren Verbrennung geht zum wärmeisolierten  Motor.
 
Man sollte sich bei dieser folgenschweren Aufgabe an der "Franklinschen Geisteshaltung" orientieren, 
Ein gelernter  Seifensieder erfand seinerzeit den Blitzableiter, ließ diesen aber nicht patentieren. Danach gefragt, antwortete er: Ich möchte nicht reich werden, ich habe mein Auskommen, ich möchte nur, dass die Gehöfte der Farmer bei Blitzschlag nicht abbrennen! So gesehen ist es gleich,  von wo der Anstoß für eine Erfindung ausgeht. 
Ob diese Geisteshaltung heute noch möglich ist ?
Bedenke: Die mineralische Energie ist Gottes Energiekredit auf Zeit.

Deshalb ist es sehr wichtig die nächste Generation mit dem Problem eines Energie-Sparmotors  bekannt zu machen. Unverantwortlich wäre es diese   Entwicklung zu ignorieren.

In diesem Sinne  

Walter   Müller

 
<Risikobeurteilung>  <Lösungswege>    189 - 001 - 187>