Was ist ein Split-Cycle-Motor?

Split‐Cycle‐Motoren verteilen die vier Takte des Ansaugens, Verdichtens, Arbeitens und Ausstoßens auf zwei separate, jedoch paarweise angeordnete Zylinder. Der erste Zylinder dient dem Ansaugen und Verdichten. Anschließend wird die verdichtete Luft durch einen Überleitungskanal vom Verdichtungszylinder in den zweiten Zylinder geleitet, in dem Verbrennung und Ausstoß stattfinden. Ein Split‐Cycle‐Motor ist eigentlich ein Kompressor auf der einen Seite mit einer Verbrennungskammer auf der anderen. 

 

Frühere SplitCycleMotoren

Motoren mit geteiltem Taktzyklus gab es bereits 1914. Seither wurden zahlreiche Split‐Cycle‐Konstruktionen entwickelt; dennoch wurden Wirkungsgrad oder Leistung herkömmlicher Motoren nie erreicht. 

Probleme früherer SplitCycleMotoren

Die damaligen Split‐Cycle‐Motoren litten unter zwei Hauptproblemen - geringem Volumenstrom (volumetrischer Wirkungsgrad) sowie geringem thermischen Wirkungsgrad. 

Volumenstrom (volumetrischer Wirkungsgrad)

Das Problem des Volumenstroms wurde durch Druckgas verursacht, das sich im Verdichtungszylinder verfing. Dieses eingeschlossene Druckgas musste sich erneut ausdehnen, bevor erneut Luft in den Verdichtungszylinder gesogen werden konnte, was die Luftpumpleistung des Motors stark reduzierte und zu inem schwachen volumetrischen Wirkungsgrad führte.

Geringer thermischer Wirkungsgrad

Der thermische Wirkungsgrad von Split‐Cycle‐Motoren war stets deutlich niedriger als bei herkömmlichen Otto‐Motoren. Der Hauptgrund: Sie versuchten alle wie bei einem herkömmlichen Motor zu zünden - vor dem oberen Totpunkt.

Um in einem Split‐Cycle‐Motor vor dem oberen Totpunkt zu zünden, wird es der im Überleitungskanal eingeschlossenen verdichteten Luft ermöglicht, sich in den Arbeitszylinder auszudehnen, während sich der Arbeitskolben in seinem Aufwärtstakt befindet. Durch Freisetzen des Drucks der verdichteten Luft geht die im Verdichtungszylinder verrichtete Arbeit verloren. Der Arbeitskolben verdichtet die Luft erneut, um vor dem oberen Totpunkt zu zünden. Wenn sich das verdichtete Gas im Überleitungskanal in den Arbeitszylinder ausdehnen kann, muss der Motor die Verdichtungsarbeit doppelt verrichten. Bei einem herkömmlichen Motor wird die Verdichtung nur einmal vorgenommen, wodurch dieser einen viel besseren thermischen Wirkungsgrad erzielt.