DE2433125A1 - Gemischfuehrung - Google Patents

Gemischfuehrung

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DE2433125A1
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DE
Germany
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droplets
mixture
wall
spark
electrostatic
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Pending
Application number
DE2433125A
Other languages
English (en)
Inventor
Helmut Dr Saeufferer
Karl Dr Willmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Publication date
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Publication of DE2433125A1 publication Critical patent/DE2433125A1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like
    • F02M27/04Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like by electric means, ionisation, polarisation or magnetism

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Gemischführung Die Erfindung betrifft eine mit vernebeltem flüssigen Kraftstoff betriebene gemischverdichtende Verbrennungskraftmaschine mit einer den Nebeltröpfchen eine elektrostatische Ladung erteilenden Einrichtung und mit zu den Arbeitsräumen der Verbrennungskraftmaschine führenden Gemischleitungen.
  • Aus der DT-OS 2 319 544 ist eine Einrichtung bekannt, mit der Kraftstoffnebeltröpfchen durch Anlegen eines der Oberflächenspannung der Tröpfchen entgegenwirkenden elektrostatischen Feldes im Strömungsweg der Tröpfchen in kleinere Tröpfchen zerteilt werden und so das Luft/Kraftstoff-Gemisch verbessert wird. Je kleiner die Nebeltröpfchen sind, um eo rascher und vollständiger verbrennen sie. Die Folge davon ist eine bessere Kraftstoffausnutzung und bessere Abgasqualität. Ein älterer Vorschlag der Anmelderin sieht eine elektrostatische Gemischerzeugung vor. Auch hierbei werden besonders kleine Nebeltröpfchen und eine gute Verbrennung erzielt. Eine solche Einrichtung vermittelt den Tröpfchen im übrigen eine elektrostatische Ladung von untereinander gleicher Polarität.
  • Von einer solchen zwar nicht vorbekannten aber Gegenstand einer älteren Anmeldung bildenden eingangs genannten Einrichtung geht die Erfindung aus.
  • Um nun die durch vermehrten Aufwand erzielte Tröpfchenverkleinerung nicht durch Koagulation der Tröpfchen bei WandT aufprall oder dergleichen auf dem Weg zum Arbeitsraum der Verbrennungskraftmaschine zunichte zu machen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Gemischleitungen wenigstens an ihrer inneren Oberfläche und wenigstens im Bereich von Strömungsumlenkungen aus elektrisch hoch isolierendem Werkstoff bestehen.
  • Die Erfindung macht sich die elektrostatische Ladung der Tröpfchen zunutze. Durch die isolierende Ausbildung oder Auskleidung der Gemischleitung können deren innere Oberflächen ebenfalls Ladungsträger sein. Eine elektrostatische Aufladung erhalten die Oberflächenschichten durch Aufprall von geladenen Nebeltröpfchen. Dank der nichtleitenden Eigenschaft der Innenwandung bleibt das Wandpotential örtlich erhalten. Da die Ladung der Wand ihrer Polarität nach die gleiche ist,wie die der Nebeltröpfchen, kommt es ab einer bestimmten Ladungshöhe zu einer AbstQssung gleicher Ladungsträger. Die Tröpfchen werden daher nicht nur untereinander, sondern auch von den gleich geladenen Wänden abgestoßen. Durch Tröpfchenaufprall besonders gefährdete Stellen werden besonders stark aufgeladen und können daher eine dementsprechend starke abstoßende Kraft auf die Tröpfchen ausüben. Da aufgrund der elektrostatischen Vorbehandlung des Nebels die Tröpfchen und dem entsprechend deren Masse besonders klein sind, ist die Flugbahnbeeinflussung der sehr kleinen geladenen Masseteilchen durch gleichgeladene Wandflächen besonders gut möglich. Die elektrische Isolierung ist auch an Heißstellen der Gemischführung sinnvoll.
  • Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden noch etwas erläutert; dabei zeigt die Figur den Arbeitsraum einer Verbrennungskraftmaschine und eine Gemischaufbereitungseinrichtung mit elektrostatischer Gemischverbesserung.
  • Die dargestellte Verbrennungskraftmaschine weist einen die Zylinderlaufbahn 1 enthaltenden Motorblock 2 und einen Zylinderkopf 3 auf. In der Zylinderlaufbahn gleitet der Kolben 4. Der Verbrennungsraum ist - wie dargestellt -durch den Kolbenboden des in der oberen Totstellung befindlichen Kolbens, die Zylinderlaufbahn 1 und den Zylinderkopfboden begrenzt. Während des Saughubes des Kolbens gelangt Luft/Kraftstoffgemisch durch die Ansaugleitung 5 und das geöffnete Einlaßventil 6 in den sich erweiternden Arbeitsraum. An einer Stelle des Verbrennungsraumes ist die Zündeinrichtung, eine Zündkerze 7 angeordnet. Die Zündimpulse werden der Zündkerze über das Zündkabel 8 von der nicht dargestellten Zündanlage des Motors zugeführt.
  • Zu dem Motor gehört noch die aus Luftfilter 14, Venturi-Vergaser 15 und elektrostatischem Gemischverbesserer 16/19,20 bestehende Gemischaufbereitungseinrichtung. Dem Venturi-Vergaser wird der Kraftstoff aus dem Vorratsbehälter 17 über die Kraftstoff-Förderpumpe 18 zugeleitet. Im Innern des elektrostatischen Venturi-Vergasers 15 ist ein von der Ansaugluft zu umströmender Düsenstock 19 mit mehreren fingerartig in Strömungsrichtung weisenden Düsen 20 angeordnet, die aus elektrisch leitendem Material bestehen und elektrisch leitend mit dem Gehäuse des Vergasers verbunden sind, also auf dem elektrischen Potential Null liegen. Die Düsenöffnungen haben untereinander die gleiche Entfernung zu der noch zu erwähnenden Elektrode und sie ragen gegenüber angrenzenden elektrisch leitend verbundenen Bauteilen um wenigstens einige Millimeter in Richtung auf die Elektrode vor und sind hinsichtlich der der Elektrode zugekehrten elektrisch leitenden Fläche möglichst klein gehalten. Aufgrund dieser Ausbildung kommt es im Bereich der einzelnen Düsen zu einer Feldlinieneinschnürung, also zu einer Feldverdichtung im Bereich der Tröpfchenentstehung, die eine elektrostatische Tröpfchenbildung wesentlich begünstigt. Die in Richtung auf die Elektrode aufgrund der Feld-Inhomogenität nachlassende Feldstärke verhindert eine allzu große elektrostatische Teilchenbeschleunigung und wirkt der Entstehung von Korona-Entladungen entgegen.
  • Im Bereich der Venturi-Düse ist - gegenüber dem Gehäuse elektrisch isoliert - eine bereits erwähnte strömungsdurchlässige Elektrode f angebracht, die über einen nach außen geführten Anschluß 21 an ein hohes elektrisches Potential gelegt werden kann. Dessen Polarität ist für die Funktion des Vergasers unbeachtlich. Als Spannung quelle dient der elektrisch parallel zur Funkenstrecke der Zündkerze liegende durch die Zündspannung stoßweise aufgeladene bzw. geladen gehaltene Kondensator 22 hoher Kapazität und hoher Durchschlagspannung. Die Masse- und Gehäuseteile des Motors sind über Masseleitungen 23 untereinander und mit dem Rahmen und der Karosserie des nicht dargestellten zugehörigen Fahrzeuges auf gleiches Potential Null gelegt. Elektrisch parallel zum Kondensator 22 ist ein Potentiometer 24 gelegt, dessen eines Ende ebenfalls auf Potential Null gelegt ist. Dadurch können an dem Potentiometer unterschiedliche Potentiale abgegriffen werden (Schleifkontakt 25). Der Schleifkontakt 25 ist über einen strombegrenzenden Hochohmwiderstand 27 (z.B.
  • 20 M ) mit dem Anschluß 21 der Elektrode 16 des Vergasers verbunden. Dieser Widerstand dient dazu, Funkenüberschläge im elektrostatischen Vergaser zu verhindern.
  • Xe innere Oberfläche der Gemischführung im elektrostatischen Gemischerzeuger und in der Gemischleitung 5 ist mit einer elektrischen Isolierschicht 9 bzw. to versehen, die gegen sehr hohe Spannungen isoliert und so gut wie keine Oberflächenkriechströme zuläßt. Auch die Innenseite des Ansaugkrümmers 12 im Zylinderkopf 3 ist mit einer elektrisch isolierenden Schicht 11 versehen, wie durch die strichlierte Linie angedeutet ist.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist nun kurz folgende: Beim Entstehen der im Vergaser 15 erzeugten Nebeltröpfchen werden aufgrund der Unter stützung durch das elektrostatische Feld nicht nur extrem kleine Nebeltröpfchen erzeugt, sondern sie erhalten auch eine dem Vorzeichen nach durch die Polarität der Elektrode 16 bestimmte, nämlich ihr gegenüber gegenpolige elektrostatische Ladung.
  • Die Tröpfchen werden zu Ladungsträgern. Diese Ladung behalten die Tröpfchen bei ihrem Weiterflug durch die Gemischleitung 5 bis in den Verbrennungsraum bei. Damit diese Ladung nicht durch Wandaufprall verlorengeht, sind die Wandoberflächen nichtleitend gemacht. Im Gegenteil, durch den Wand aufprall von Nebeltröpfchen bei Betriebsbeginn können Oberflächenpartien eine elektrostatische Ladung annehmen; ein Abfluß der Ladung in Oberflächenrichtung oder durch die Isolierschicht hindurch ist aufgrund der guten Isoliereigenschaft verhindert. Dank der hinsichtlich der Polarität gleichen elektrostatischen Aufladung von aufprallgefährdeten Wandungspartien wird elektrostatisch eine abstoßende Kraft auf die anfliegenden Nebeltröpfchen ausgeübt, so daß diese weitgehend berührungsfrei bis in den Verbrennungsraum gelangen. Wegen der gleichgepolten Ladung der Tröpfchen untereinander stoßen diese sich auch gegenseitig ab und eine Koagulation während des Fluges wird ebenso verhindert. Durch die erfindungsgemäße Innenauskleidung wird also die Gemischqualität bis in den Verbrennungsraum hinein aufrechterhalten.

Claims (1)

  1. Anspruch
    Mit vernebeltem flüssigen Kraftstoff betriebene gemischverdichtende Verbrennungskraftmaschine mit einer dem Nebeltröpfchen eine elektrostatische Ladung erteilenden Einrichtung und mit zu den Arbeitsräumen der Verbrennungskraftmaschine führenden Gemischleitungen, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,- daß die Gemischleitungen (5, 12) wenigstens an ihrer inneren Oberfläche und wenigstens im Bereich von Strömungsumlenkungen aus elektrich hoch-isolierendem Werkstoff (9, io, 11) bestehen.
    L e e r s e i t e
DE2433125A 1974-07-10 1974-07-10 Gemischfuehrung Pending DE2433125A1 (de)

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Cited By (5)

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