Idee, wie man Bremsenergie speichern und nutzen könnte

Moin Schrauber,

hab mir mal Gedanken gemacht, wie man Bremsenergie speichern und wieder nutzen könnte, ohne sie aufwändig in Strom zu verwandeln und in Akkus / Kondensatoren zu speichern. Hintergrund ist, daß ein austalischer Tüftler eine Art Hydraulikspeicherung für LKW gebaut hat, die beim Bremsen Druck aufbaut und diesen zum Beschleunigen des LKW wieder abbaut.
Dabei kam mir folgende Idee:
Ein Diesel hat ja eine recht große Verdichtung, was ihn dafür pedestiniert auch als Kompressor arbeiten zu können. Wenn man nun (leicht) bremsen muß (normales Bremsen im Stadtverkehr / Autobahn), könnte man den Motor doch als Kompressor laufen lassen und die angesaugte Luft in einen Speicher pressen lassen.
Dazu müßte jeder Zylinder nur ein zusätzliches (elektrisch gesteuertes) Ventil erhalten, welches im Verdichtungstakt geöffnet wird. Der Kolben drückt die Luft dann in den Druckspeicher. Diesel wird aufgrund der Schubabschaltung eh nicht eingespritzt.
Ein TDI müßte je nach größe des Speichers innerhalb kurzer Zeit einen Druck von annähernd 18-19 bar aufbauen können. Da der Kompressionsdruck im 'Arbeitstakt ohne Einspritzung' fehlt, müßte die Bremswirkung des Motos relativ gut sein.
Jetzt stellt sich die Frage, was man mit der gepressten Luft anfangen kann.
Eine Idee wäre, sie in der auf die Bremsphase folgenden Beschleunigungsphase wieder zu nutzen:
1. Dazu wäre es denkbar, dem Motor über ein (!) weiteres Ventil die Pressluft über den Ansaugtrakt wieder zuzuführen. Man bräuchte zusätzlich eine Art Drosselklappe bzw. Rückschlagventil um ein Entweichen in Richtung Turbo zu verhindern. Die so zugeführte Pressluft wird mittels Drucksensor auf ein vertretbares Maximum eingestellt. Der Vorteil wäre, daß auch bei Leerlauf schon ein maximaler Ladedruck ansteht und der Motor dadurch schon bei niedriegen Drehzahlen ordendlich Wumms hat.
2. Alternativ könnte man die Luft ja auch während des Arbeitstaktes durch das o.g. Ventil wieder in die Zylinder strömen lassen und so den Verbrennungdruck während des Anfahrens ersetzen. Es ist klar, das dann kein Treibstoff eingespritzt werden darf. Der Motor läuft dann ähnlich wie eine Dampfmaschine. Zum Anfahren im Stadtverkehr müßte es reichen. Große Schiffsdiesel werden ja auf diese Weise angelassen. Das müßte auch bei kleineren Motoren funktionieren.

Der Druckspeicher könnte als isolierter Tank ausgeführt werden. Das hätte den Vorteil, daß die Wärmeenergie, die durch die Kompression 'entstanden' ist, erhalten bleibt. Eine Alternative wäre ein Tank aus mehreren Röhren, die unterhalb des Fahrzeugs angeordnet sind (aus Platzgründen).
Theoretisch müßte das so funktionieren. Praktisch wäre es natürlich schon aufwändig, weil eine elektrische Steuerung und mechanische Mimik konstruiert werden müßte.

Was haltet Ihr davon?

Grüße

Eike

prinzipiell hört sichs gut an. aber der aufwand ist doch enorm. die fehleranfälligkeit damit dann auch. und der einspareffekt wird wohl den aufwand nicht rechtfertigen

Doch, doch,

hört sich sehr gut an, zumindest was die Theorie angeht.

So wie du es beschreibst, kann es sicherlich funktionieren. Nur wird das ganze leider wegen sehr ausgeklügelter Steuerung und deutlich größerem Hardwareaufwand nicht in Serie gehen, zumindest nicht in den nächsten paar Jahren.

Respekt, ein guter und nützlicher Gedankengang.

Gruß, Georg

Hallo,

gute Idee. Der Nachteil ist der geringe Wirkungsgrad der Druckluftbetriebenen Maschinen. Ich denke mal das Du mit Kompression, Temperaturverlusten im Speicher und Verlusten beim Arbeitstakt nicht über 30% Wirkungsgrad der Bremsenergie kommst. Die Speicher sind obendrein noch schwer. Verglichen mit exisitierenden Hybridfahrzeugen (Prius, Insight) durfte der Vergleich bezüglich Gewicht, Aufwand, Kosten aber gar nicht so schlecht sein (der Gesamtwirkungsgrad des elektrischen Antriebes von Bremsenergie bis Antrieb wird da auch nicht viel über 60% liegen). Besonders wenn ich mir den Aufwand mit 2 Elektromotoren, Spezialgetriebe und NimH Akkus im Prius anschaue.
Pressluftantriebe wurden bis z.B. von Grubenlokomotiven (Ex Schutz) auch sonst viel im Bergbau, Torpedos (Ex Schutz weniger wichtig scnr) Unterwasserscootern eingesetzt. Grössere Diesel werden schon lange genau wie vorgeschlagen mit Druckluft gestartet.

Ist irgendjemandem bekannt, das so ein System von Eike schon mal von der Industie getestet wurde?

Mit freundlichem Gruß
Christian

http://www.umweltfibel.de/lexikon/d/lex_d_druckluftauto.htm

http://www.aircar-luftauto.de
http://www.aircars.de


man beachte die betriebsbedingungen


CU Gremlin

Da gab's doch mal einen Golf3, mit Namen "Ecomatic". Hatte der nicht so eine (mechanische, über Schwungrad) Schwungnutzautomatik???

Hi!

Wenn man den PKW-Dieselmotor als Kompressor verwendet, arbeitet jeweils der verdichtende Kolben gegen den Druck im Druckspeicher. Dieser Gegendruck bestimmt das Bremsdrehmoment.

Für moderate Bremsleistung und nicht blockierende Räder kommt damit nur ein mittlerer Speicherdruck von schätzungsweise 10 bar in Frage. (aufgrund der relativ großen Kolbenfläche des Dieselmotors)

Bei so einem niedrigen Speicherdruck muß der Speicher aber ein gewaltiges Volumen haben, um brauchbare Energiemengen speichern zu können. Zudem ist bei einem starren Speicher der Druck stark vom Füllgrad abhängig, d.h., die Bremswirkung wäre nicht konstant würde mit steigendem Füllgrad zunehmen.

Einen Ausweg bieten Gummiblasenspeicher, die aufgrund der Blasen-Konstruktion einen nahezu konstanten Druck unabhängig vom Füllgrad aufweisen.

Bleibt noch die Frage, wo man mehrere Kubikmeter komprimierte Luft in einem PKW unterbringen soll. Ich könnte mir eine Gummiblase auf dem Autodach vorstellen, die sich zu einem Ballon von 1,50 - 2 m Durchmesser aufbläst.

Gruß