Breitenbach Axialkolben-Motor als Antrieb für das ChemCar 2015 der TU-Dortmund

Was ist der ChemCar-Wettbewerb?

Beim deutschlandweit ausgetragenen ChemCar-Wettbewerb treten jährlich die Teams verschiedener Universitäten gegeneinander an. „Ziel des ChemCar-Wettbewerbs ist es ein Modellfahrzeug zu konstruieren, das durch eine (bio)-chemische Reaktion angetrieben wird. Hierbei genügt es jedoch nicht, das schnellste Auto zu entwerfen und zu bauen: Gefragt ist Präzision, da eine kurz vor dem Rennen ausgeloste Distanz möglichst genau gefahren werden muss. Dabei muss ein Zusatzgewicht von bis zu 30% des Fahrzeuggewichts transportiert werden. […] Ebenso wichtig wie das Rennergebnis ist aber auch ein innovatives Konzept und dessen Präsentation in Form eines Posters.“ (http://www.chemcar.de)

Worin besteht das Konzept der TU Dortmund?

In der konkreten Ausführung besteht der Reaktor aus einem Doppelrohr. Im inneren Kompartiment findet die Reaktion zweier Feststoffe statt. Dabei handelt es sich um eine endotherme Reaktion, die aber trotzdem spontan abläuft, es werden Temperaturen von bis zu -25 °C erreicht. Im äußeren Kompartiment des Reaktors befindet sich Wasser, welches bei Ablaufen der Reaktion gefriert. Mit dem Gefrieren geht eine Volumenausdehnung einher, wodurch Wasser verdrängt wird. Anschließend erfolgt ein Phasenwechsel von Wasser zu Hydrauliköl, womit der hydraulische Motor angetrieben wird.Die Grundidee des Dortmunder Fahrzeugkonzepts besteht im Jahr 2015 darin, eine Kältereaktion zum Betreiben des ChemCars zu nutzen.

Wie wurde der Motor eingesetzt?

Für das ChemCar kam die Motor-Variante M6 zum Einsatz. Da das verdrängte Volumen etwa 100 mL beträgt, ist das geringe Hubvolumen von 1,69 cm³ optimal, da mehrere Umdrehungen benötigt werden. Der Hydraulik-Motor wird axial mit dem anzutreibenden Rad direkt, ohne weitere Übersetzung, verbunden. Im belasteten Zustand (Gesamtgewicht: 20 kg) fährt der eingebaute Motor zuverlässig bei einem Druck von 12 bar an. Ohne den Motor wäre eine Umsetzung des Konzeptes nicht möglich gewesen.

Das ChemCar 2015 Poster