Die Ventilbetätigung über mehrere Stationen und Geräte ist kompliziert und verbraucht viel Energie.
Eine mechanische Betätigung z.B. über eine Nockenwelle ähnlich wie beim Auto ist zwingend notwendig.
2. Die Thermodynamik muss verändert werden.
So wurde beim Q- Motor die Thermodynamik dahingehend massiv verschlechtert,
weil das Maximum der Kompression unmittelbar vor dem Öffnen des Ventils Wärmekammer zur Expansionskammer erreicht wird.
Leider wurde erst während des Projektes entdeckt, dass mit einer Einkolbenvariante
bzw. einem Expansions- und einen Kompressionskolben eine Verbesserung sehr gut möglich ist.
Dies führt zur nächsten Forderung.
verbesserte Konstruktion |
Q-Motor |
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Nach Projektende wurde schmerzhaft erkannt, das die Expansion und Kompression in einen doppelt wirkenden Zylinder schwer zu verwirklichen ist, da die notwendige Volumenreduktion beim Kompressionskolben mittels eingeführter Buchse zu massiven Abdichtungsproblemen führt.
Eine Konstruktion mit zwei getrennten Zylindern ist daher anzustreben.
Weitere Möglichkeiten den Wirkungsgrad zu erhöhen.
1. Zwei doppelt wirkende Zylinder könnten die Kolbenreibung im Verhältnis zum bewegten Arbeitsgas deutlich reduzieren.
2. Die Ventilschließzeiten könnten so gelegt werden, dass die Ventile allein durch den anliegenden Druck öffnen und schließen.
Die Nockenwelle hätte dann lediglich eine Haltefunktion.
3. Die Zylinderaußenwand könnte auch für Wärmeeintrag genutzt werden.
Dies hätte den Effekt, dass die Expansion länger stattfinden kann, bzw. die Kolbenfläche vom Expansionszylinder zum Kompressionszylinder sich vergrößert.
Wodurch ein höherer mechanischer Wirkungsgrad erreicht wird.
4. In einen Rekuperator -als Bestandteil der Wärmekammer- könnte verbliebene Restwärme aus dem zurückliegenden Prozess in den zukünftigen Prozess übernommen werden.
Dadurch wird eine deutliche Erhöhung des Wirkungsgrades erreicht.
5. Mit den Einsatz von Helium als Arbeitsgas wird die mechanische Energieausbeute durch den vergrößerten Adiabatenexponenten 1,66 Helium zu 1,4 Luft deutlich erhöht.
Dies ist besonders ratsam, bei einen offenen System, in dem die verbliebene Restwärme -beispielsweise bei einen solaren Einsatz- nicht zu Heizzwecken genutzt werden soll.
Eine einfache Konstruktion