Quelltext der Seite Elsbett-Motor

[[Datei:motor.gif|mini|Elsbett-3-Zylinder-Reihenmotor]]
Ein '''Elsbett-Motor''' ist ein [[Vielstoffmotor|Vielstoff-]][[Hubkolbenmotor]], der nach dem [[Dieselmotor|Dieselprinzip]] arbeitet. Das charakteristische Merkmal ist die Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs in der im Kolbenraum rotierenden Verbrennungsluft. Dabei soll die wandnah strömende Luft nicht an der Verbrennung teilnehmen, um die Wärmeabgabe gering zu halten. Das Prinzip kann unabhängig von [[Verbrennungsmotor#Nach Bauformen und Anzahl der Zylinder|Bauweise]] und [[Verbrennungsmotor#Nach dem Arbeitsverfahren|Arbeitsverfahren]] der Motoren eingesetzt werden. Die Motoren können mit geringen [[Kühlung (Verbrennungsmotor)|Kühlverlusten]] betrieben werden.<ref name="Funktionsweise">[http://www.elsbett-museum.de/funktionsweise/funktion.html Funktionsweise Elsbett-Motoren]</ref>

Der Begriff Elsbett-Motor geht auf den Namen seines Erfinders [[Ludwig Elsbett]] zurück.

== Geschichte ==
[[Datei:opposite piston engine.gif|mini|Beispiel eines Gegenkolbenmotors]] [[Datei:Swashplate anim metal.gif|mini|Die Schrägscheibenmaschine war Vorlage für den Elsbett-Taumelscheibenmotor]]
Die Ursprünge<ref>[http://www.elsbett.com/de/ueber-uns/zeitreise.html Chronologie der Elsbett-Motorenentwicklung]</ref> der Elsbett-Motoren liegen 1937 bei den [[Junkers Flugzeug- und Motorenwerke|Junkers-Flugzeugwerken]]. Der letzte von Ludwig Elsbett entwickelte ''[[Dieselmotor|Diesel]]-Zweitakt-[[Gegenkolbenmotor]]''<ref>[http://www.elsbett-museum.de/gegenkolben/gegenkolben.html Zweitakt-Gegenkolbenmotor von Elsbett]</ref> gleicht den ersten Entwicklungen, an denen er mitgearbeitet hat. Bereits der [[Junkers Jumo 205]] arbeitete nach diesem Prinzip, das beim [[Junkers Jumo 207|Jumo 207]] zu hohen Wirkungsgraden führte.

In den Jahren 1973 bis 1978 wurden Dreizylinder-[[Reihenmotor]]en und Sechszylinder-[[V-Motor]]en hergestellt.<ref>[http://www.elsbett-museum.de/fotos/fotos.html Fotos von Elsbett-Motoren: Dreizylinder-Reihenmotor, Sechszylinder-V-Motor, 14-Zylinder-Taumelscheibenmotor]</ref> Ein Prototyp eines 14-Zylinder-[[Taumelscheibenmotor]]s nach dem Prinzip der [[Schrägscheibenmaschine]] wurde gebaut, kam aber nie zum Einsatz.

Für die Landwirtschaft wurde 1989 der Traktor „Eicher 3108 Elsbett (3026/ZF T3345)“ mit 96&nbsp;kW (130&nbsp;PS) auf der [[Agritechnica]] vorgestellt. Ausgangsbasis war ein Eicher-Dreizylinder-EDL-Motor. Mit größeren Zylindern wurde ein Hubraum von 3890&nbsp;cm³ erreicht. Das maximale Drehmoment betrug 430&nbsp;Nm bei 1500 min<sup>−1</sup>, ein [[Drehmomentanstieg]] von 29 Prozent. Der Wirkungsgrad lag bei 40 Prozent. Der Motor hatte einen [[Ölkühler]]. Da der [[Landmaschine]]nhersteller [[Eicher]] kurze Zeit darauf in wirtschaftliche Schwierigkeiten geriet, blieb dieser Traktor erfolglos. Einige Bestandteile der Erfindungen Elsbetts werden in jüngster Zeit von dem Traktorenhersteller [[Deutz-Fahr]] wieder aufgegriffen.<ref>[http://www.landtechnikmagazin.de/traktoren.php?article=544 'Landtechnikmagazin' Grüne Revolution: Pflanzenöltraktor Agrotron NaturalPower von Deutz-Fahr]</ref>

Dem Elsbettmotor wurde in den 1980er-Jahren eine große Zukunft vorausgesagt, da er gegenüber den damaligen PKW-Dieselmotoren einen Verbrauchsvorteil von 20 bis 25 Prozent hatte. Gegenüber modernen Dieselmotoren mit [[Direkteinspritzung]] auch in PKWs, kennfeldgesteuerten Stufen- oder Mehrfacheinspritzung und [[Turbolader|Turboaufladung]] mit [[Ladeluftkühlung]] hat er keine Vorteile mehr.

Der gegenüber herkömmlichen Motoren höhere Herstellungspreis kann als Grund für seine geringe Verbreitung betrachtet werden. Auch die externe Patentlage mag bei vielen Konzernen eine Rolle gespielt haben.

Möglicherweise haben sich auch manche Entscheidungen Elsbetts negativ auf den Erfolg ausgewirkt.<ref>{{Literatur |Autor=Martin Spiewak |Titel=Der schmale Grad des Erfolgs |Sammelwerk=Die Zeit |Ort=Hamburg |Datum=1999-08-26 |ISSN=0044-2070 |Online=https://www.zeit.de/1999/35/199935.beispiel_neg_.xml/komplettansicht |Abruf=2019-08-14}}</ref><ref name=":0">{{Literatur |Autor=Rainer Olbert |Titel=Der Elsbett-Motor, Saubere Energie aus Pflanzenöl? |Sammelwerk=Kultur & Technik |Nummer=2 |Datum=1990 |Seiten=62-71 |Online=[https://vwp-europe.com/hp632/Der-Elsbett-Motor-Saubere-Energie-aus-Pflanzenoel.htm Digitalisiert in Vereinigte Werkstätten für Pflanzenöltechnologie] |Abruf=2019-08-14}}</ref>

Durch die Kooperation mit der damaligen [[Dieselmotorenwerk Schönebeck|Antriebs- und Maschinentechnik GmbH]] in [[Schönebeck (Elbe)|Schönebeck]] wurden dort Elsbett-Motoren in Lizenz gefertigt und spezielle Versionen<ref name="TU Muenchen">{{Webarchiv |url=http://www.tfz.bayern.de/sonstiges/16411/dbu_bericht.pdf |text=Technische Universität München Blockheizkraftwerke/Elsbett-Motoren |wayback=20070813131632 }} (PDF; 997&nbsp;kB)</ref> für den stationären Betrieb ([[Blockheizkraftwerk]]) weiterentwickelt. Schon die [[Junkers Flugzeug- und Motorenwerke]] haben in Schönebeck Motoren gebaut, und auch die [[Gegenkolbenmotor#Golle-Motor|aktuellen Entwicklungen]] (2008) der Golle Motor AG knüpfen technisch an die Entwicklung der Junkers-Flugmotoren an, bei denen Elsbett beteiligt war.

== Technik ==
[[Datei:MAN-M-Verfahren.jpg|mini|Prinzipskizze des MAN M-Verfahrens]]
[[Datei:4-Stroke-Engine.gif|mini|Der Ladungswechsel umfasst die Takte 1 (Ansaugen) und 4 (Ausschieben)]]
[[Datei:Zylinderlaufbuchse1a.jpg|mini|Zylinderlaufbuchse eines [[Gegenkolbenmotor]]s:<br />1) Einlassbereich (Einlassschlitze)<br />2) Kühlbereich des Arbeitsraumes<br />3) Auslassbereich (Auslassschlitze)<br />4) Kühlbereich des Auslasses]]
Hauptmerkmal der Elsbett-Motoren ist die technische Gestaltung des [[Motor]]s, um die beim Verbrennungsprozess freiwerdende [[Energie]] des [[Kraftstoff]]es mit einem höheren [[Wirkungsgrad]] als bei herkömmlichen Motoren zu nutzen. Dazu wurde der Elsbett-Motor unter anderem in folgenden Bereichen verbessert:
* [[Ladungswechsel]]
* [[Gemischbildung]]
* [[Direkteinspritzung]]
* [[Thermomanagement]]

Charakteristisch für den Elsbett-Motor sind der Gelenkkolben<ref>{{Patent|Land=EP|V-Nr=0028287|Titel=|Erfinder=|V-Datum=}}</ref><ref>{{Patent|Land=DE|V-Nr=1998002488|Titel=|Erfinder=|V-Datum=}}</ref> mit Verbrennungsraum, die Rotationsspülung<ref>{{Patent|Land=DE|V-Nr=3343677|Titel=|Erfinder=|V-Datum=}}</ref> und die [[Vielstoffmotor|Vielstoffeignung]], die durch ein sogenanntes „nicht wandverteilendes“ Einspritzverfahren realisiert wurde. Der Kraftstoff wird dafür in einer Weise in den Verdichtungsraum eingespritzt, dass die umgebenden Wände (Patentgrafik<ref>[http://v3.espacenet.com/textdraw?DB=EPODOC&IDX=DE1526321&F=0&QPN=DE1526321 Patentzeichnung zur „Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine“]</ref> Zylinderkopf, -wand und Kolbenboden) nicht benetzt werden (Vergleich: [[Mittenkugelmotor]]). Dadurch werden Wärmeverluste verringert und das Verkoken des Motors vermieden. Deshalb können nahezu alle dieselähnlichen Kraftstoffe, auch Pflanzenöle hoher [[Viskosität]], eingesetzt werden.

„Duothermische Verbrennung“ wird als Begriff benutzt, um die Wirkung der Elsbett-Motoren zu beschreiben.<ref name="Funktionsweise" /> Das ''Duotherm-Verfahren'' und ''Doppel-Duotherm-Verfahren'' findet sich in verschiedenen Veröffentlichungen.<ref name="TU Muenchen" />
Ziel dieser Anwendung ist die Optimierung der Verbrennung deren Problematik in nachstehenden Artikeln beschrieben ist:
* [[Seiliger-Kreisprozess]]
* [[Gleichraumprozess]]
* [[Diesel-Kreisprozess]]

Die in den vorstehenden Artikeln erklärten Theorien gehen von einer gleichförmigen Verteilung des [[Verbrennungsluftverhältnis]]es in der Brennkammer (Zylinder) aus. Unberücksichtigt bleiben Kraftstoffverluste durch Niederschlagung an den Brennraumkammeroberflächen. Vordringlich werden Motoren, die auf dem Dieselprinzip basieren, mit einer [[Qualitative Gemischregulierung|qualitativen Gemischregulierung]] – mit [[Stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis|Luftüberschuss]] – betrieben. Für Dieselmotoren wurde ein Optimum (λ = lambda) mit einem mageren Gemisch (Luftüberschuss), von 1,3&nbsp;<&nbsp;λ&nbsp;<&nbsp;2,2 ermittelt. Diese Werte werden im Kern der Verbrennung durch die duothermische Verbrennung erreicht, wobei die Abwärme genutzt wird, um den an der Verbrennung unbeteiligten Außenmantel des Gaskerns zu erhitzen. Dem Anteil der [[Stickoxide]] (NO<sub>x</sub>) wird entgegengewirkt, indem nur die im Verbrennungskern beteiligten Gasanteile Temperaturen erreichen, um diese zu bilden (siehe [[Stickoxide#Brennstoff|NO<sub>x</sub>-Synthese]]). Zu diesem Zweck sind die Zuführungskanäle der Verbrennungsluft so angeordnet, dass sie im Verbrennungsraum rotiert. Weil sich dabei die Gase dem Rotationsmittelpunkt nähern, steigt die [[Rotation (Physik)|Rotationsgeschwindigkeit]]. Die Zündung der Verbrennung erfolgt im Kern der rotierenden Verbrennungsluft. Die Rotation der Verbrennungsluft führt dazu, dass die schwereren kalten Schichten der unverbrannten Luft einen Kern aus verbrannten Gasen umhüllen. Die Einspritzung in die rotierende Gasmasse im halbkugelförmigen Kolbenverbrennungsraum bedingt eine relativ langsame, gleichmäßige Verbrennung im Vergleich zu regulären Otto- und Dieselmotoren. Für den Elsbett-Motor ist aufgrund seiner Bauart und des hohen [[Wirkungsgrad]]es keine [[Wasserkühlung]] erforderlich; ein kleiner Ölkühler reicht aus, um die verlorene Wärme abzuführen. Öl aus dem Kurbelwellengehäuse wird zu Kühlzwecken von unten in den Kolben an den Zylinder gespritzt. Elsbett-Motoren wurden als [[Hubkolbenmotor]]en, mit Arbeitsverfahren als [[Zweitaktmotor]]en- und Viertaktmotoren gebaut.

Das [[Abgas|Emissionsverhalten]] der Elsbett-Motoren wurde unter anderem in einer Studie zum „Pflanzenölbetriebenen Blockheizkraftwerken“<ref name="StMLU Muenchen">[http://www.lfu.bayern.de/energie/pflanzenoele/doc/teil1.pdf 'Bayrischen Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen (StMLU), Studie: Pflanzenölbetriebene Blockheizkraftwerke] (PDF; 2,2&nbsp;MB)</ref> vom ''Bayrischen Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen'' (StMLU) untersucht.

=== Vorteile ===
* Durch das Fehlen des Flammkontaktes mit der Brennraum- und Zylinderwand nur geringe Wärmeverluste über die Wandungen, was deren Kühlung überflüssig macht
* Guter Wirkungsgrad, allerdings nicht viel höher als bei modernen Direkteinspritzern
* Lange Lebensdauer durch geringere Belastung des Motors und niedrige Drehzahlen
* Prinzipiell vielstoffgeeignet
* Ruhigerer Lauf als Dieselmotor

=== Nachteile ===
* Schlechtes Masse/Leistungs-Verhältnis; leistungsstarke Motoren werden dadurch sehr schwer
* Kaltstart problematisch
* Geringe Drehzahldynamik

== Abgrenzung ==
Die Technik der Elsbett-Motoren bezieht sich auf Motoren nach dem Dieselprinzip. Leicht flüchtige Kraftstoffe, die bei der Verwendung der [[Flexible Fuel Vehicle|Flexible-Fuel-Vehicle]]-Technik beschrieben werden, sind ausgenommen.

== Patentinformationen ==
* [http://v3.espacenet.com/results?sf=a&DB=EPODOC&PGS=10&CY=ep&LG=en&ST=advanced&IN=Elsbett&FIRST=1 Übersicht der Elsbett-Patente]
* {{Patent|Land=DE|V-Nr=889959|Titel=Patentschrift Kreiselverdichter|Erfinder=Ludwig Elsbett|V-Datum=1953-09-14}}
* {{Patent|Land=DE|V-Nr=1026574|Titel=Brennkraftmaschine, z.&nbsp;B. Zweitakt-Einspritzmotor|Erfinder=Ludwig Elsbett|V-Datum=1958-03-20}}
* {{Patent|Land=DE|V-Nr=1526321|Titel=Viertakt-Hubkolben-Brennkraftmaschine|Erfinder=Ludwig Elsbett|V-Datum=1970-07-09}}
* {{Patent|Land=DE|V-Nr=3343677|Titel=Reduzierung der Wärme- und Schadstoffemissionen bei Dieselmotoren|Erfinder=Ludwig Elsbett|V-Datum=1985-06-13}}

== Siehe auch ==
* [[BtL-Kraftstoff]] (Kraftstoff aus Biomasse)
* [[CtL-Kraftstoff]] (Coal to Liquid)
* [[Gas-to-Liquids|GtL-Kraftstoff]] Flüssigkraftstoffherstellung aus (Erd-)Gas
* [[Kohleverflüssigung]]
* [[Biogas]]
* [[Biodiesel]]
* [[Cellulose-Ethanol]]
* [[Homogene Kompressionszündung]] (HCCI)

== Literatur ==
* L. Elsbett: ''Der ELSBETT-Motor''. In ''Motortechnische Zeitschrift(MTZ)'', Nr. 9, 1956 ([http://www.elsbett.com/fileadmin/elsbett/archiv/de/leelsbettmotor.pdf PDF-Datei])
* Elsbett-Hilfsmotor (1-Zylinder-2-Takt), technische Beschreibung [http://www.elsbett.com/fileadmin/elsbett/archiv/de/vertrieb/zweitaktmotor.pdf PDF-Datei]
* Bernd Hercksen: ''Öko-Motor: besser als die Industrie erlaubt.'' In: ''DER3.WEG-Februar 1999'' [http://www.wfg-gk.de/freieenergie1.html online]

== Weblinks ==
{{Wikibooks|Motoren aus technischer Sicht/ Zweitaktmotor|Motoren aus technischer Sicht – Zweitaktmotor}}
* [http://www.elsbett-museum.de/index.html Website des Elsbett-Museums]
* [http://www.saechsisches-industriemuseum.de/c1/c1/redaktion?latestVersion=true&format=HTML&workshop=-1&context=WWW&loginName=wwwnutzer&loginPassword=walter&workshop=-1&URLID=6052 Website des Sächsischen Industriemuseums, Darstellung eines 3-Zylinder-Elsbett-Motors mit Gelenkkolben]
* [http://www.elsbett.com/ Website der heutigen Firma Elsbett]
* [http://www.keveney.com/gnome.html Massenausgleich von Hubkolbenmotoren (animiert)]
* [http://biocar.de/story/story.htm private Website, Bericht über 10 Jahre „Biofahren“ mit 14.000 Liter Pflanzenöl]
* [http://www.zeit.de/1999/35/199935.beispiel_neg_.xml?page=1 'Die Zeit' 1999, Bericht über Probleme, Zitat: „Ihr seid gute Techniker, aber kaufmännische Idioten“]
* [http://www.rapskraft.de/fua.html Rapskraftde: Fragen und Antworten zu Pflanzenölmotoren]
* Achmed A. W. Khammas: ''[http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_03_10_elsbett_grenzen.htm Buch der Synergie, Teil C, Der Elsbett-Motor]''

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Umwelttechnik]]
[[Kategorie:Vielstoffmotor]]