Suche ’Joint-Venture Partner’ für innovativen Gegenkolben-Motor

Diskutiere Suche ’Joint-Venture Partner’ für innovativen Gegenkolben-Motor im Luftfahrzeugtechnik u. Ausrüstung Forum im Bereich Grundlagen, Navigation u. Technik; . Dieser Beitrag ist schon seit Längerem in einem Arbeitsordner abgespeichert und ich war mir stets unschlüssig, diesen in dem „Fachforum FF“...

Moderatoren: Skysurfer
  1. #1 Vtg-Amtmann, 24.05.2012
    Zuletzt bearbeitet: 25.05.2012
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    Dieser Beitrag ist schon seit Längerem in einem Arbeitsordner abgespeichert und ich war mir stets unschlüssig, diesen in dem „Fachforum FF“ einzustellen. Der klasse Thread von ’banji’ (http://www.flugzeugforum.de/gedanken-lesers-70183.html#post1738946) und ein derzeit sich abzeichnender Umbruch in FF haben mich aber endgültig dazu ermutigt. Zu Verlieren gibt es ja Nichts, ganz im Gegenteil, man kann eigentlich nur in der Diskussion dazu gewinnen, u.a. ob ein wie folgend dargestelltes Antriebsaggregat überhaupt als Nischenprodukt marktfähig wäre (man denke z.B. an Thielert, SMA (SNECMA-SAFRAN) oder Zoche) ist die originäre Frage?

    Ausbau- bzw. Entwicklungsstufe 1 (Basis-System):

    2-Takt-Diesel, GKM (System Junkers), kerosin- & vielstoffgeeignet, Entfall der gegenüberliegenden Kurbelwellen samt deren mechanischer Kopplung, Mehrstoff-Kolben, Kolbenboden von Kolbenhemd thermodynamisch isoliert, 100% Masseausgleich 1ter und 2ter Ordnung, extrem guter Gleichlauf und keine radialen Belastungen und Biegemomente auf dem „Kurbeltrieb“, schadstoffarmes Motorenkonzept, Kolben-Synchronisation und Kolben-Überschneidungen bei Einlass- und Auslass-Querschnitten zum Zündzeitpunkt in Hub- und Phasenverschiebung (z.B. < 180°) sowie in Charakteristik der „sinusähnlichen Kurve“ konstruktiv variabel (hoher Drall der Gasströme, optimale Ausbreitung der Flammfront und drastisch reduzierte Spülverluste), das Wirkprinzip der gegenständlichen Motorkonzeption ist zudem selbstaufladend bzw. vorverdichtend (wie z.B. beim „Golle GKM“), gute Höhenleistungen, kein Gebläse oder ATL bei Ausbaustufe 1 erforderlich, optimale Hub-/ Bohrungsrelationen sind realisierbar, hemisphärische Brennräume, Common-Rail-Einspritzung mit zwei Düsen in Drallausrichtung je Zylinder, ECD-Mehrfacheinspritzung zwecks verbesserten Wirkungsgrad und Reduktion der Schwarzrauch- sowie Emissionswerte, extrem niedriger spezifischer Verbrauch, Öl-Innenkühlung zwecks optimalem thermischen Wirkungsgrad, keine externe Motorkühlung, Trockensumpf-Schmierung, modulare Bauweise der 2-, 3-, 4-, 5- und 6- Zylindervarianten, ca. 90% aller Bauteile sind identisch, der modulare Aufbau ist extrem wartungs- und instandsetzungsfreundlich, ellipsoide Stirnfläche, AStirnfläche und LBaulänge ist bei allen Varianten nahezu konstant und unabhängig von der Zylinderzahl, größere Ellipsenachse kann horizontal oder vertikal liegen, ein optimiertes Verhältnis von Bauvolumen zu Hubraum, zu Leistung und zu Gewicht ist gegeben, dies zunehmend bei gesteigerter Zylinderzahl, P/ltr ≈ 55 kW, das angestrebte spez. Leistungsgewicht beträgt 1,1 kg/kW oder besser, je nach physikalischen und technologischen Werkstoffeigenschaften.


    Ausbau- bzw. Entwicklungsstufe 2 (ATL-System):

    1 – 2 ATL + 1 - 2 LLK je nach Zylinderzahl, mit ATL-System ergibt sich P/ltr ≈ 75 kW, ≈ +36% Leistung, höheres M, breitere „M-Kurve“, besseres „Eta“, sehr gute Höhenleistungen, die Beherrschung der größeren Gasströme bei einem aufgeladenen Motor mittels größerer Ventile und erweiterter Strömungsquerschnitte der Ansaug- und Abgaskrümmer entfällt bei einem GKM, weil bauartbedingt bereits gegeben (Der Gegendruck sollte unter ca. 5 kPa liegen, demgegenüber beträgt der Standardatmosphärendruck ca. 100 kPa), hinzukommt, dass bei Flugmotoren die Turboaufladung bezweckt, die mit steigender Flughöhe durch die Verringerung von Luft-Druck und -Dichte sinkende Leistung zu kompensieren, entsprechend sich die Leistung der Engine durch EDC-Ladedruckregelung bis zum konstruktiv ausgelegten max. Ladedruck konstant halten lässt, größere Flughöhen bedingen nicht nur einen geringeren Luftwiderstand, sondern auch mit zunehmend geringeren Aussendruck verbessert sich der Wirkungsgrad des ATL, ferner sind eine geringere Abgastemperatur (550 C° statt 650 C°) gegeben, der impulsärmere Abgasstrom ermöglicht staudruckärmere Katalysator- und Schalldämpfer-Systeme, Das Triebwerk ist sehr gut für den Einsatz in leichten Hubschraubern und bei Constant-Speed-Props geeignet, ein ATL-Systemausfall wird vom EDC Management erkannt und die Restleistung PR/ltr beträgt ≈ 55 kW, Baulängen identisch zu Ausbaustufe 1, angestrebtes spez. Leistungsgewicht 1,0 – 0,9 kg/kW oder besser, je nach physikalischen und technologischen Werkstoffeigenschaften.


    Ausbau- bzw. Entwicklungsstufe 3 (ATL-System und TC-System):

    2 ATL + 2 LLK bei 4- und 6- Zylinder sowie Turbo-Compound-System, P/ltr ≈ 82,5 kW gegenüber Ausbaustufe 2: P ≈ + 10% (max. + 75 kW, da N1:N2 des TC-Systems = 25:1), „Eta“ ≈ + 4%, das Drehmoment des Schwungrades der Antriebswelle wird erhöht, d.h. geringere Rotationsschwingungen, höhere Leistung im genutzten Drehzahl- und Drehmoment-Band, ideal für den Einsatz in leichten Hubschraubern und bei Constant-Speed-Props, nochmals verbesserte Höhenleistungen, geringerer Verbrauch ≈ - 3%, nochmals geringere Abgastemperatur (440 C° statt 650 C°), erhöhte Abgasrückführungsrate, gesenkte CO2-Emissionen und um 95 % reduzierter NOx-Ausstoß, EEV-Abgaswerte können erreicht werden (analog „Grüne Kfz-Plakette“ für Euro 4, Euro 5 & EEV), nochmals impulsärmerer Abgasstrom ermöglicht extrem staudruckarme und dennoch effiziente Katalysator- und Schalldämpfer-Systeme (Blauer Engel), bei vom EDC Management erkanntem TC-Systemausfall beträgt die Restleistung PR1/ltr ≈ 75 kW, bei zusätzlichem ATL-Systemausfall beträgt die Restleistung PR2/ltr ≈ 55 kW, Baulängen ≈ + 100 mm gegenüber Ausbaustufe 1, zusätzliche Masse ≈ 35 kg für Arbeitsturbine, Reduktionsgetriebe und Hydrokupplung, angestrebtes spez. Leistungsgewicht 0,90 – 0,85 kg/kW oder besser, je nach physikalischen und technologischen Werkstoffeigenschaften.


    Diskussionsbeiträge zu Markt- und Anwendungspotialen sind höchst willkommen und stets dankenswert. Ernsthafte Interessenten (oder Hinweise auf solche) bitte per PN melden, Danke vorab.

    Dies zwecks Austausch direkter Kommunikationsdaten: Gegenstand werden dann die Benennung von Konstruktions-, FuE-, Prototypenbau-, Versuchs- und Fertigungs-Potentialen sowie ein aktuelles Wirtschaftsdetektei-File, „Wir über uns“ des/der Interessenten und „Vita des GF/CEO“ sowie „Entwurf eines NDA“ sein.


    Gruß @all, Vtg-Amtmann


    P.S.: **** Pseudo-Innovationen wie z.B. in Meiningen, Eisenach-Kindel, Neustadt-Glewe, Frankfurt (Oder), Lübesse (bei Schwerin) und Brand gab und gibt es genügend. Innovative Motoren-Konzeptionen gehen jedoch i.d.R. in ihrer Grundidee um Jahrzehnte zurück und sind mit dem Stand der Technik, speziell dem der Werkstoffkunde und dem der Elektronischen Steuerungs- , Regelungs- und Überwachungssysteme gewachsen.
     
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  3. EDCG

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    Bieten die o.g. Hersteller eigentlich auch auf dem US Markt an?
     
  4. #3 Vtg-Amtmann, 25.05.2012
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    Luftfahrt-Diesel im US-Markt

    Bei Thielert und SMA (SNECMA-SAFRAN) ist aufgrund deren zahlreicher FAA-Certifications sicher davon auszugehen. Die Zoche-Motoren sind augenscheinlich noch in einem Vorserienstadium bzw. in der Phase der Anpassungs- und Optimierungsentwicklung.

    Gruß @all, Vtg-Amtmann
     
  5. mariob

    mariob Fluglehrer

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    Hallo,
    soll jetzt nicht polemisch sein, aber der Herr Zoche soll mal nicht über dem Optimieren absterben, bei allen sonstigen Widrigkeiten. Mal so meine sonstige persönliche Meinung zu dem Thema, ich finde es gut das solche Konzepte dann hier hoffentlich sehr rege diskutiert werden. So vermeidet man auch Nischenentwicklungen, die für sich alleine eigentlich genial sind,aber eben Nischenentwicklungen bleiben, weil keine weiteren bewährten oder besseren Ideen mit einfließen.
    Wenn ich mir so dieses Konzept durchlese, so sind da viele Ideen drin, offensichtlich auch Dinge von dem Herrn mit der gewaltlosen Verbrennung in Dieselmotoren:TOP:, ich finde es einfach nur gut. Hoffentlich wirds was, mal so als Frage, könnte sich da nicht auch eine Uni damit beschäftigen?

    Gruß
    Mario

    Und noch ein P.S., es gibt da ein Schmierkonzept aus Nordhausen, das eigentlich den Herrn Elsbett noch perfektioniert, da sollte man vielleicht auch mit drüber nachdenken, spart noch mehr Gewicht.....
     
  6. #5 Vtg-Amtmann, 26.05.2012
    Zuletzt bearbeitet: 27.05.2012
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    Die diversen Erben von Junkers

    Uni’s und Institute gäbe es genügend interessierte, Frage sind aber auch hier stets die „Teuronen“ und die Verfügbarkeit von modernsten Werkzeugmaschinen (Das fängt bei Maho-Deckel Systemen an und hört bei Laser-Cuttern sowie Wasserstrahl-Schneidtechnologien auf).

    Die Technikerlegende Ludwig Elsbett und seinen „Duotherm-Motor“ durfte ich noch in Hilpoltstein (b. Roth) persönlich kennenlernen
    (vgl. Ludwig Elsbett & Elsbett-Motor & Impressum).

    Ebenso in Dresden den Golle-Gegenkolbenmotor und die L’Orange-Einspritzsysteme (vgl. Dresdner Einspritzsysteme GmbH & Co. KG) sowie in Dessau den Motor der Laukötter GmbH / Diesel-Air GmbH / Carmag (vgl. http://klspublishing.de/ejourns/e-Journ Tt-08 Gegenkolbenflugdiesel.pdf & Gegenkolbenmotor).

    In Polen bin ich an einem Universitätsinstitut auf einen Charkov Morozov 6TD-1 - 6-Zylinder-DKM-Diesel –Panzermotor gestoßen, wie diese u.a. in T80 und T84 verbaut wird(vgl. MilParade.ru | #31 | UKRAINIAN MODERN TANK DIESEL ENGINES)

    Handelt es sich bei dem Schmierkonzept aus Nordhausen, etwa um die „Ditzinger-Lager mit Lebenszeitfüllung“ (http://www.ditzinger.de/de/standorte)?

    Gruß @all, Vtg-Amtmann
     
  7. #6 Del Sönkos, 28.05.2012
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    Centurion (hat mit Thielert nicht mehr viel zu tun): Ist auf allen Kontinenten aktiv, auf dem US-Markt auch stark durch Antrieb für Drohnen
    SMA: Wurde 2010 von Teledyne-Continental aufgekauft, vom SR305 hab ich nicht viel Neues gehört, ihr?
    Zu nennen wäre noch Delta-Hawk: Ist jetzt seit wie vielen Jahren in Oshkosh?

    Ich finde bei der ganzen "Jet-A1-Problematik", und nur deshalb gibt es ja die ganzen Projekte, die Umsetzung der Cirrus SR-22T am Besten: Der TSIO-550K fliegt auch mit 94UL OHNE Blei und Turbo ohne große Leistungseinbußen.
    Man muss also nicht komplett einen neuen Motor entwickeln, mal sehen, wie sich 94UL langfristig entwickelt.
     
  8. #7 Vtg-Amtmann, 29.05.2012
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    „Mit dem Gegenkolbenflugdiesel – zurück in die Zukunft“

    .
    Also das Cirrus SR-22T-Konzept mit dem TSIO-550K ist schon für den derzeitigen Stand der Technik sehr beeindruckend und das Motor-Leistungsgewicht mit 1,12 kg/kW bei 9,05 l Hubraum durchaus respektabel. (Centurion 4.0 = 1,11 kg/kW/kg, Centurion 2.0s = 1,18 kg/kW, Junkers JUMO 208 = 1,08 kg/kW)

    Allerdings sieht es bei folgendem Vergleich mit den Literleistungen (P/l) bei den JUMO 207A und 208 DGKM mit ATL im Bereich von 38,9 kW/l bis 43,1 kW/l gegenüber dem TSIO-550K von 26 kW/l für den „Benziner“ schon deutlich schlechter aus.

    Anhänge:



    Gleiches gilt auch für den bis heute kaum unterbotenen spezifischen Verbrauch von 155 – 170 g/PSh der JUNKERS DGKM mit ATL sowie für den Fakt, dass die Zylinderköpfe samt der Ventile, dem Ventiltrieb und dessen Steuerung sowie die doppelte Zündanlage als mögliche Störungs- quellen entfallen.

    Hinzukommt, die Längsspülung sowie ein asymmetrischen Steuerdiagramm und damit ein Gasaustausch, der praktisch ebenso vollständig ist wie beim Viertakter, keinen Resonanzauspuff erfordert und eine Aufladung des Zweitaktdieselmotors ermöglicht. Ferner wird der einströmenden Luft ein Drall mitgegeben, was ebenso wie die Gleichlaufphase der Kolben und deren kalottenförmigen Brennräume den Verbrennungsablauf optimiert. Die doppelt so hohe Zündfolge gegenüber einem Viertaktmotor pro Kurbelwellenumdrehung erhöht Leistung und Drehmoment sowie das Gleich- laufverhalten. Bereits ein Zweizylinder gemäß GKM-System-Junkers hat freie Massekräfte erster und zweiter Ordnung sowie freie Massemomente erster und zweiter Ordnung von insgesamt „Null“, da er mit seinen vier Kolben in zwei Zylindern einem Vierzylinder-Inline-Boxer gleichzusetzen ist! (vgl. boxermotor.com | Inline-Boxermotor)

    Bei Junkers-DGK-Dieselmotoren und konventionellen Ottomotoren ist der thermische Wirkungsgrad zwar bei Volllast geringer als im Leerlauf. Allerdings verfügt speziell der Junkers-DGK-Dieselmotor im Vergleich zum Ottomotor sowohl im Leerlauf (ca. 77% vs. ca 53%) als auch bei Volllast (ca. 69% vs. 48%) über einen höheren thermischen Wirkungsgrad. Jedoch verringert sich der thermische Wirkungsgrad beim Ottomotor im Übergang vom Leerlauf- in den Volllastbetrieb weniger stark, da der Temperaturunterschied zwischen Leerlauf- und Volllastbetrieb beim Ottomotor geringer ist als beim DGM-Motor.

    Die Schwächen des Junkers-Diesel-Gegenkolben-Prinzips lagen in der hohen thermischen Belastung der Kolben, des Ölverbrauchs, der Russziffer bzw. der Neigung zur Partikelemission (der Auslass wurde vom konventionell geschmierten Kolben gesteuert) und des doppelten Kurbeltriebs nebst Stirnradkopplung samt deren Gewichts sowie deren hohen Rotationsträgheitsmomente („Unwilligkeit bei Drehzahlwechsel“). Hierbei ist aber zu bedenken, dass speziell die Werkstofftechnik der damaligen Zeit bei weitem nicht dem heutigen Stand entsprach (Kolben-, Kolbenring-, Laufbüchsen-, Lager-, Kurbelwellen-, Einspritzanlagen- und -ATL-Materialien sowie -Technologien). Die "schmierstoffarme" Paarung Keramik- zylinder und Karbonkolben sei hier nur ein Denkanstoss (vgl. http://www.google.de/url?sa=t&rct=j...sg=AFQjCNHiIguTAixkC6kdThWNAgHfHijFiw&cad=rja )

    Zu Zeiten von Hugo Junkers gab es noch keine „Jet-A1-Problematik“ und über den „zurückgehenden Bestand der Erdölresourcen“ wurde auch noch nicht diskutiert. Dennoch war das DGKM-Konzept weit seiner Zeit voraus und Klaus L. Schulte schreibt deshalb „Mit dem Gegenkolbenflugdiesel – zurück in die Zukunft“ (vgl. http://klspublishing.de/ejourns/e-Journ Tt-08 Gegenkolbenflugdiesel.pdf)!


    Gruß @all, Vtg-Amtmann
     
  9. #8 Del Sönkos, 29.05.2012
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    Der Centurion 2.0 hat einen spez. Verbrauch von 155g/PSh, da kommt wohl erstmal nichts drunter.
    Werte aus dem Flughandbuch entnommen und dann selbst berechnet:

    Anhänge:

     
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  10. #9 Vtg-Amtmann, 29.05.2012
    Zuletzt bearbeitet: 29.05.2012
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    Bravo

    So macht objektives Diskutieren Spaß und ist auch hilfreich!

    Diese 155g/PSh entsprechen nahezu dem spezifischem Verbrauch eines bekannten österreichischen bzw. bayerischen 4-Takt-Dieselaggregats, R/6/4 mit < 208 g/kWh bzw. mit < 153g/PSh, mit Registeraufladung durch 2 variable Turbolader, V = 2.992,6 cm³, P = 225 kW (= 306 Ps), M = 600 Nm bei 1.750 rpm, ladeluft-, wasser- und ölgekühlt, Common-Rail-Einspritzung, Piezoinjectoren, 2.000 bar, mit vollelektronischem Motor- management, bei einem spez. Leistungsgewicht 0,871 kg/kW bzw. 0,640 kg/PS, EU5 Abgasnorm, Normalbetrieb / Dauerbetrieb bei P = 75 %!

    Bleibt nur unter Einbezug der 60% bzw. 70% des Centurion 2.0 damit der Blick in Seiten 6 und 7 von http://klspublishing.de/ejourns/e-Journ Tt-08 Gegenkolbenflugdiesel.pdf, aber das ist auf die Schnelle noch nicht abgeklärt.

    Gruß, Vtg Amtmann
     
  11. #10 Vtg-Amtmann, 31.05.2012
    Zuletzt bearbeitet: 31.05.2012
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    Wo „BMW“ drauf steht, muss nicht „BMW“ drin sein?

    .
    Auch nicht BMW STEYR Motoren! Sondern es können auch mittels Kompressor geladene bzw. mittels Turbo aufgeladene Diesel-Gegenkolben-Motoren „System Junkers“ der BWM Ribs Limited (UK) sein, mit Wasser-Glykol-Kühlung und ganz erstaunlichen Leistungsgewichten von 1,25 kg/kW bzw. 1,06 kg/kW sein.

    Hier die technischen Daten und einige Aufnahmen von der „Boot 2012“ in Düsseldorf zur den "BWM Lightweight M-80 & M-100 Diesel Marine Engines":

    BWM Ribs - BWM M-80 Diesel Marine Engine
    BWM Ribs - BWM M-100 Diesel Marine Engine
    http://i239.photobucket.com/albums/ff120/oli5400/674689/IMG_1535.jpg
    http://i239.photobucket.com/albums/ff120/oli5400/674689/IMG_1534.jpg
    http://i239.photobucket.com/albums/ff120/oli5400/674689/IMG_1533.jpg
    http://i239.photobucket.com/albums/ff120/oli5400/674689/IMG_1588.jpg
    BWM Ribs - Home

    Zum Vergleich die EASA-TCDS für „ROTAX-Benziner-Serien“ 912S mit 0,928 kg/kW und 914F mit 1,05 kg/kW.
    http://www.easa.eu.int/certificatio...rain_Rotax_912_series_engines-03-26022010.pdf und http://www.easa.eu.int/certificatio...ain_Rotax_914_series_engines-03-26022010_.pdf

    Übrigens ist das Junkers DGKM-Prinzip auch in den USA wieder abgekommen (vgl. Watch "Opposed Piston Opposed Cylinder Engine" Video at Engineering Videos - Engineering TV) und das OPOC-Konzept der DARPA / ECOMOTORS wird mit 23,5 Millionen Dollar an Risikokapital von Microsoft-Gründer Bill Gates und dem renommierten IT-Kapitalgeber Khosla Ventures gefördert sowie im Nutzfahrzeugbereich in China zur Serienreife weiterentwickelt (vgl. Zweitakter Reloaded | Technology Review & EcoMotors: Reinventing the Internal Combustion Engine).

    Allerdings sind alle "Wiedererfindungen" des Junkers DGKM-Prinzips dadurch gekennzeichnet, dass entweder zwei gegenüberliegende Kurbel- wellen, oder für die jeweiligen Gegenkolben aussenliegende Zugpleuel erforderlich sind. So thermodynamisch elegant das Zweitakt-Diesel-Prinzip beim Junkers DGKM auch ist, da im P/V-Diagramm die untere Ladungswechselschleife des Viertakt-Motors aufgrund der Junker'schen Aufladung und der Gleichstromspühlung entfällt (vgl. http://www.flugzeugforum.de/attachment.php?attachmentid=718167&d=1338247276&thumb=1 ), so verbleiben gegenüber der bei gleichem Bauvolumen (Leistungsdichte) leistungsfähigeren, jedoch weniger effizienten Gasturbine (spezifischer Verbrauch) dennoch der oszillierende Kraftfluss über die Kolben und dessen Umwandlung in Rotationsenergie mittels Pleuel und mittels Kolbenbolzenlager sowie Pleuellager auf die Kurbelwellenzapfen der Kurbelwelle!

    Gefragt wäre also ein von Druck- und Zugkräften sowie von Biege- und Rotationsschwingungen freier, unmittelbarer Kraftfluss von den Kolben zur Antriebswelle und damit eine unmittelbare Umwandlung der Kolbenkräfte in Rotationsenergie (bei Entfall einer Vielzahl von Bauteilen bzw. Maschinenelementen, wie Kolbenbolzen, Pleuel samt Kolben- und Kurbelwellen-Lager, Kurbelwellen-Hubzapfen und Kurbelwellenwangen sowie deren Gegengewichte zwecks Ausgleich der rotierenden und oszillierenden Masen)!

    Gruß @all, Vtg-Amtmann
     
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    Hallo

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  13. #11 Del Sönkos, 23.07.2012
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    Update:
    Der SMA wurde von Cessna weitergeführt und ist jetzt ab Werk für die Cessna 182 verfügbar.
    Interessant: Jetzt für 18.000ft zugelassen.

    Bin mal gespannt auf den Vergleich zum Thielert gespannt!
    Der SMA ist glaub ich luftgekühlt und ehr mit einem normalen Boxer aus dem Hause Lycoming usw. vergleichbar, oder?
     
  14. #12 langlauf1, 19.09.2015
    langlauf1

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    Guten Tag,
    Vielleicht bin ich etwas spät dran. Ich betreibe ein Ingenieurbüro in der Nähe von Aachen und beschäftige mich mit der Weiterentwicklung von Flugzeug-Antriebskomponenten. Da ich nach neuen Projekten suche und auf Ihren Artikel gestoßen bin melde ich mich hiermit mit der Bitte um Rückmeldung zu diesem Projekt.
    Schönen Gruß,
    Ing. Rolf Schwartz
     
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