alphagamma® Motoren

Die langjährige intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit führte zu einem neuen Motorentyp, der die Vorteile des Alpha- und des Gamma-Typs zusammenführt und gleichzeitig deren Nachteile vermeidet.

Die alphagamma® Technologie schafft die Grundlage für eine höchst einfache und kostengünstige Konstruktion, deren Schwerpunkt auf Wartungsarmut und Langlebigkeit bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad gelegt sind.

Betrachtet man die Arbeitsverteilung der Kolben bei den bekannten Motorentypen, so kann folgender Vergleich gezogen werden:

Anmerkung: Die Angaben sind Richtwerte und stammen von Messdaten ausgeführter Maschinen, erhärtet durch isotherme und polytrope Berechnungsergebnisse. Je nach Phasenwinkel, Hubvolumenverhältnis und Temperaturverhältnis kann eine erheblich abweichende Verteilung der Kolbenarbeit auftreten.

Neuheit

Die alphagamma® Technologie reduziert die Arbeit des Expansionskolbens um etwa die Hälfte im Vergleich zum Alpha-Typ und um ca. 30 % im Vergleich zum Beta- und Gamma-Typ. Beide Kolben leisten positive Arbeit. Einhergehend sinken die Kolbenkräfte, die Kolbenreibung und die Lagerbelastung bei den Pleuel- und Kurbelwellenhauptlagern.

Die neue Technologie bietet daher die Voraussetzung, trotz schmierölfreiem Betrieb höchste Lebensdauererwartungen an die Wälzlager zu setzen und insbesondere höhere Wirkungsgrade infolge geringerer Reibungskräfte zu erreichen. Unsere Prüfstandergebnisse bestätigen eindeutig die hohen Erwartungen.

Die Neuheit wurde im Deutschen Patent Nr. DE102017109967 (A1) bestätigt. Kern der Innovation ist ein durch den kleinen Durchmesser eines Stufenkolbens durchgeführtes Pleuel, das zusammen mit dem zweiten Pleuel an einem Kurbelzapfen angelenkt ist.

Die Tragweite dieser zunächst als simple Einrichtung anmutenden Erfindung nimmt jedoch ein Ausmaß an, das in den oben erwähnten Vorteilen nur zum Teil beleuchtet wird. Ein einfachster Massenausgleich einhergehend mit geringen Vibrationen und lediglich fünf bewegte Maschinenelemente tragen darüber hinaus zu einem extrem reduzierten und dennoch und effizienten Aufbau der neuen Motorengeneration bei.

Um Missverständnissen vorzubeugen möchten wir an dieser Stelle hervorheben, dass Stufenkolben an sich nicht neu in der Stirlingmotorentechnik sind. Schon 1990 hob Budliger (Swiss) im Rahmen des Europäischen Stirlingforums in Osnabrück hervor, dass Verdrängerkolben – als Stufenkolben ausgebildet – in der Lage sind, positive Arbeit abzugeben.

WISSENSCHAFTLICHE GUTACHTEN

Wir haben Prof. Dr.-Ing. Bernd Thomas von der Hochschule Reutlingen ersucht, die alphagamma® Technologie zu analysieren und ein Gutachten zu verfassen.

Prof. Thomas beschäftigt sich mittlerweile seit mehr als 30 Jahren mit thermodyamischen Maschinen, insbesondere auch mit Stirlingmotoren und –kältemaschinen.

Nehmen Sie einen Einblick in seine respektable berufliche Entwicklung:

https://www.tec.reutlingen-university.de/de/fakultaet/personen/professoren/#bernd-thomas

Darüber hinaus war es uns ein Anliegen, ein weiteres unabhängiges Gutachten zu erhalten. Wir durften Herrn Dr. Michael Gschwendtner von der Auckland University of Technology kennenlernen, der sich seit vielen Jahren mit thermodynamischen Berechnungsmethoden insbesondere im Bereich der Stirlingtechnologie auseinandersetzt.

Über sein Wirken nehmen Sie bitte Einblick unter folgendem Zugang:

https://academics.aut.ac.nz/michael.gschwendtner

https://scholar.google.de/citations?user=pJsCt00AAAAJ&hl=en

https://ts-dot-engineering.com

ENTWICKLUNGSSTAND

Einhergehend mit dem Aufbau des neuen alphagamma® Stirlingmotors entwickelten wir einen exakt auf die Anforderungen der Hochtemperatur-Wärmeübertragung abgestimmten Gasbrenner, der sich insbesondere für den Betrieb mit Schwach- und Sondergasen biogener Herkunft eignet.

Auf den betriebseigenen Prüfständen und in Erprobungseinsätzen bei zukünftigen Kunden werden sowohl die Langzeitstabilität der Motoren als auch die Abgase der Brennereinrichtung laufend einem Monitoring unterzogen.

Verfolgen Sie bitte die neuesten Ergebnisse in unseren News-Meldungen.

Aktuell befinden sich Maschinen mit 600ccm Hubvolumen und einer mech. Wellenleistung von 7,5 kW im Einsatz:

Ausblick

Frauscher Stirlingmotoren nach dem alphagamma® Verfahren bilden die Grundlage für die weiteren Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Hier setzen wir sowohl einen Schwerpunkt in der Verstromung fester Biomasse als auch in der Entwicklung leistungsstärkerer Motoren.

Ein spannendes Entwicklungsziel ist die Anwendung als Auxiliary Power Unit, beispielsweise für die Bordstromversorgung parkender Fahrzeuge.

Die Verbesserung des Leistungsgewichtes ist eine weitere Aufgaben, die uns herausfordert.