DE3905284A1 - Verfahren zur optimierten verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur optimierten verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
- Publication number
- DE3905284A1 DE3905284A1 DE3905284A DE3905284A DE3905284A1 DE 3905284 A1 DE3905284 A1 DE 3905284A1 DE 3905284 A DE3905284 A DE 3905284A DE 3905284 A DE3905284 A DE 3905284A DE 3905284 A1 DE3905284 A1 DE 3905284A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- fuel
- air
- chamber
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
- C10L10/02—Use of additives to fuels or fires for particular purposes for reducing smoke development
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B47/00—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
- F02B47/04—Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines the substances being other than water or steam only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
- F02B51/06—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines involving rays or sound waves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
- F02M25/0225—Water atomisers or mixers, e.g. using ultrasonic waves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
- F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
- F02M25/0228—Adding fuel and water emulsion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optimierten Verbrennung von Kraft
stoffen bei minimaler CO-Emission, unter Verwendung eines Additivs, das dem
Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. dem Kraftstoff vor der Verbrennung zugegeben
wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung die
ses Verfahrens.
Die hier in Rede stehenden verwendeten flüssigen Kraftstoffe beruhen auf
Erdölbasis, wobei Otto-Motoren leicht siedende und relativ zündunwillige,
Dieselmotoren hingegen relativ zündwillige Kraftstoffe erfordern.
Bei der Gemischbildung und Verbrennung im Otto-Motor werden "gasförmige"
Kraftstoffe meist in einer Mischkammer kurz vor Eintritt in den Zylinder mit
der Luft gemischt, flüssige Kraftstoffe in einer inkorrekt mit Vergaser be
zeichneten Zerstäubungseinrichtung. Bei Einspritz-Otto-Motoren wird flüssi
ger Kraftstoff nahe dem Einlaßventil in das Ansaugrohr gespritzt, seltener
unmittelbar in den Zylinder. Zum Zündzeitpunkt ist der Kraftstoff verdampft
und bildet mit der Luft ein möglichst homogenes Gemisch mit einem sich nur
in engen Grenzen ändernden Mischungsverhältnis als Voraussetzung für die
Zündung und Verbrennung. Die Verbrennung breitet sich aus, wenn die frei
werdende Energie genügt, um benachbarte zündfähige Gemischteile zur Reak
tion zu bringen, wobei bei normaler Verbrennung die Flammenausbreitung ohne
sprunghafte Geschwindigkeitsänderungen erfolgt, so daß sich die Flammen
front nahezu kugelförmig von der Zündkerze aus fortpflanzt. Die Flammen
frontgeschwindigkeit besteht aus der Brenngeschwindigkeit relativ zum un
verbrannten Gemisch vermehrt um die Geschwindigkeit, mit der die Flammen
front durch Eigenbewegung des Gasgemisches transportiert wird. Bekannt ist,
daß die durch den Einlaßvorgang und die Brennraumgeometrie des Motors be
einflußbare Transportgeschwindigkeit beeinflußbar ist, wobei hohe Turbulenz
der Strömung den Mischungsvorgang begünstigt, während gerichtete Strömungen
die Bildung eines homogenen Gemisches behindern. Als Störungen der Verbren
nung sind das sogenannte Zündungsklopfen sowie die Oberflächenzündung
(Frühzündung oder Nachzündung) bekannt. Beim Zündungsklopfen entzündet sich
ein Teil des von der Flammenfront noch nicht erfaßten Gemisches von selbst
und verbrennt so heftigt, daß Druckwellen hoher Frequenz entstehen, die
Klopf- und Klingelgeräusche sowie thermische und mechanische Überbeanspru
chung von Bauteilen, wie Kolben und Lager, verursachen. Bei der Oberflä
chenzündung erfolgt die initiierte Wärmezufuhr an das Gemisch unabhängig
vom Zündzeitpunkt durch heiße Stellen der Brennraumoberfläche, z.B. durch
glühende Ölkohlebeläge, vorstehende Dichtungskanten oder Zündkerzen zu
niedrigen Wärmewertes.
Beim Dieselmotor wird der Kraftstoff erst kurz vor dem oberen Totpunkt
durch eine Düse in die hochverdichtete heiße Luft eingespritzt, wobei sich
der Strahl in einzelne Kraftstofftröpfchen unterschiedlicher Größe und
Durchschlagkraft aufteilt und ein heterogenes Gemisch entsteht. Die Selbst
zündung setzt ein entsprechend hohes Verdichtungsverhältnis voraus, dessen
unterer Grenzwert mit dem Kolbendurchmesser abnimmt. Die Verbrennung setzt
bei einzelnen Brennstofftröpfchen ein, indem durch Wärmeaufnahme aus der
umgebenden heißen Luft Sieden und Verdampfen eintritt. Durch geeignete Dif
fusion von Kraftstoffdampf und Luft entsteht um den noch flüssigen Kraft
stoffrest eine Mischungszone unterschiedlicher Konzentration entsprechend
einem von Null (Tropfenoberfläche) auf unendlich zunehmenden Luftverhält
nis. Nachteilig bei Dieselmotoren ist die bekannte Rußbildung. Entsprechend
dem Siedeverhalten des Kraftstoffes verbrennen zuerst die Moleküle mit ho
hem Wasserstoffanteil, während schwersiedende Anteile zum Teil Crackreak
tionen unterliegen, wobei schwer entzündbare Moleküle aus nahezu reinem
Kohlenstoff enstehen und bei niedrigen Verbrennungstemperaturen im Abgas als
unverbrannter Ruß verbleiben. Er verursacht auch die starke leuchtende
Gelbfärbung einer Diffusionsflamme, wogegen vorgemischte Flammen von blauer
Farbe sind (Otto-Motor).
Insbesondere in den Abgasen von Otto-Motoren bildet das Kohlenmonoxid, das
infolge unzureichender Verbrennung entsteht, einen hohen Schadstoffanteil.
Es ist bekannt, daß Kohlenmonoxid vor allem im Luftmangelgebiet durch un
vollkommene Verbrennung entsteht, wobei der Reaktionsablauf weitgehend der
Wassergasreaktion folgt. Da das wirkliche Kraftstoff-Luft-Gemisch nicht
völlig homogen ist, tritt demnach auch bei Luftüberschuß noch CO auf. Aus
diesem Grunde sind die Versuche zur Schadstoffreduzierung durch entspre
chende Änderung der Brennraumgestaltung zur verbesserten Verwirbelung der
Verbrennung nur bedingt erfolgreich. Der Versuch, die Motoren im sogenann
ten Magerbetrieb arbeiten zu lassen, erfordert eine kontrollierte, ener
giereiche Zündung und ein Ausspülen der Restgase bei möglichst hoher Wand
temperatur der Brennkammer.
Zum Teil wirken sich die getroffenen Maßnahmen jedoch leistungsmindernd bei
den Motoren aus. Zum Teil zeigen sie nur unzureichende Wirkungen.
Nicht zuletzt der Gesetzgeber hat daher das Hauptforschungsinteresse auf
eine Abgasverminderung durch Verwendung von Katalysatoren gerichtet. Der
Katalysator benötigt wabenartige Oberflächen mit einer Platin-, Radium- und
Palladiumbeschichtung, auf der das endgültige Verbrennen von Kohlenwasser
stoffverbindungen (HC) und Kohlenmonoxid (CO) sowie die Reduzierung von NO x
in freien Stickstoff abläuft. Beim sogenannten Dreiwege-Katalysator wird
ein geschlossener Regelkreis für die Kraftstoffzufuhr gefordert (O2-Messung
als Regelgröße mittels der sogenannten "Lambda"-Sonde).
Nachteiligerweise erlauben die Katalysatoren jedoch nicht die Verwendung
von bleihaltigem Benzin, da dieses die wirksame Katalysatoroberfläche an
greift. Darüber hinaus erfordern Katalysatoren hohe Verbrennungstemperatu
ren von 600 bis zu 800°C. Ein nicht unwesentlicher Nachteil ist der er
höhte Kraftstoffverbrauch sowie die Forderung nach Motorkonzeptionen, die
mit bleifreiem Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl betrieben werden können.
Bei Dieselmotoren ist der beschriebene Katalysator praktisch wirkungslos,
da er den Ruß nicht oder nur unzureichend verbrennt.
Es ist zwar bereits bekannt, dem Benzin unmittelbar sogenannte Additive
beizugeben, die jedoch vornehmlich - falls sie überhaupt Wirkung zeigen -
die Schmierfähigkeit im Motorraum erhöhen sollen. In bezug auf eine
Schadstoffemissionsreduzierung sind die bisher vorgeschlagenen Additive
praktisch wirkungslos.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrich
tung der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Verbrennung dahinge
hend optimiert wird, daß der Kraftstoffverbrauch gesenkt und der Schad
stoffausstoß (insbesonder CO-Emission) erheblich vermindert wird.
Die Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 beschriebene Verfahren gelöst.
Erfindungswesentlicher Grundgedanke des Verfahrens ist es, eine vollstän
dige Verbrennung dadurch zu bewirken, daß der Kraftstoff vor Einleitung in
den Brennraum derart "zerstäubt" wird, daß während der Verbrennungszeit
nicht nur eine vollständige Oxidation der Kohlenstoff-Wasserstoffteilchen
im Bereich der Tröpfchenoberfläche abläuft, sondern aller Kohlenstoff-Was
serstoffmoleküle in einem Tröpfchen. Mit anderen Worten, durch Feinstzer
teilung der Kraftstoffpartikel wird die zur Verbrennung angebotene Oberflä
che vergrößert. Hierzu wird ein Flüssigkeitsnebel auf ein Luft-Kraftstoff-
Gemisch oder ein mit Luft vermengter Flüssigkeitsnebel auf einen Kraft
stoffstrom derart gelenkt, daß dieser die Benzintröpfchen in Feinsttröpf
chen zerteilt. Bei dieser Zerteilung entstehen in nicht unerheblichem Maße
positiv oder negativ geladene Benzintröpfchen, die sich normalerweise wie
dervereinigen würden. Diese Wiedervereinigung (Rekombination) wird dadurch
verhindert, daß die neutralen Flüssigkeitsteilchen die Benzin-Kleinsttröpf
chen in einem Gemisch umlagern und somit ihre Feinheit aufrechterhalten.
Durch die vollständigere Verbrennung wird der angebotene Kraftstoff hin
sichtlich seines Energiegehaltes auch mit der Folge vollständig ausgenutzt,
daß die Benzineinsparung beim Betrieb eines Otto-Motors bis zu 25%, teil
weise auch 30% erreicht wird. Mit dieser vollständigen Verbrennung geht
die Minderung der CO-Emission einher, in praktischen Versuchen konnten CO-
Restgehalte im Abgas unter 0,05% gemessen werden, die erheblich unter den
bisher mittels anderer Techniken erreichbaren Werten liegen.
Die Flüssigkeit bzw. ein Flüssigkeitsgemisch weist mindestens eine der
folgenden Eigenschaften auf:
- - spezifisch schwerer als der Kraftstoff, um ihn zerstäuben zu können,
- - eine hohe Klopffestigkeit, damit die Flüssigkeit die Verbrennung im Brennraum nicht verschlechtert,
- - die Flüssigkeit sollte in der Lage sein, die Verbrennungszeit zu ver längern bzw. die Verbrennungs-(Detonation-)geschwindigkeit zu hemmen, um die Kohlenwasserstoffe in jedem Benzintröpfchen vollständig ver brennen zu können.
Vorzugsweise sollte die Flüssigkeit einen niedrigen Gefrierpunkt haben, je
nach Einsatzort auch unter -25°C, damit er auch im Winterbetrieb verwend
bar ist und nicht einfriert.
Durch diese Maßnahmen wird die Ablagerung noch nicht vollständig verbrann
ter Kohlenwasserstoffe im Brennraum sowie der Ausstoß in den Abgasbereich
(Auspuff) verhindert; letzteres vermeidet die allgemein bekannte Verbren
nung unverbrannter Partikel erst im Auspuffbereich eines Fahrzeuges. Was
die Verminderung der Ablagerungen im Brennraum betrifft, so führt diese zu
sätzlich zu einer erheblichen Reibungsminderung bei der Kolbenbewegung; die
Schmierfähigkeit des Öls wird länger erhalten, da das Öl nicht durch unver
brannte Schadstoffe belastet wird. Als Nebeneffekt stellt sich somit der
weitere Vorteil ein, daß die Ölwechselintervalle erheblich verlängert wer
den können. Bei den bisher gebräuchlichen Otto-Motoren führt der Ausstoß
unverbrannter Kohlenwasserstoffe und deren Ablagerung im Auspuffbereich
auch dazu, daß diese den Gasausstoß behindern. Darüber hinaus sammelt sich
zwischen den Verkrustungen leicht Wasser an, was normalerweise zu einem
frühzeitigen Durchrosten der Auspufftöpfe führt. Eine Vermeidung der
Ablagerungen verlängert somit die Lebensdauer von Auspufftöpfen und Auspuff
rohren nicht unerheblich.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Flüssigkeit zum größten
Teil aus destilliertem Wasser. Versuche mit nichtdestilliertem Wasser haben
ergeben, daß die darin enthaltenen Verunreinigungen einen schädigenden Ein
fluß in Verbrennungsmotoren haben, der deren Lebensdauer nicht unerheblich
vermindert, während reines Wasser die vollständige Verbrennung der Kohlen
wasserstoffe fördert.
Weiterhin vorzugsweise enthält die Flüssigkeit auf zwei Volumenteile
destilliertes Wasser einen Volumenteil Alkohl, vorzugsweise niederkettige
Alkohole, davon insbesondere Methanol und/oder Ethanol, was den Vorteil
hat, daß es ebenso wie Wasser langsamer als Benzin verbrennt und eine
Rußbildung im Zylinder verhindert. Das Wasser schützt den Alkohol ferner
vor frühzeitigem ggf. explosivem Verbrennen. Schließlich wird in kleiner
Konzentration eine schwache organische Säure zugegeben. Die genannte Mi
schung besitzt insbesondere die bereits obenerwähnten Eigenschaften einer
Neutralisationsfähigkeit, welche die Zusammenballung (Adhäsion) kleiner
Benzinteilchen zu größeren verhindert, gute Antiklopffähigkeiten, was ins
besondere die Verwendung unverbleiten Benzins in hochverdichteten Motoren
gestattet und für eine bessere gleichmäßigere Verteilung der Zündflamme im
gesamten Brennraum sorgt.
Ferner ist die Flüssigkeit chemisch nicht aggressiv.
Dennoch wird die Verbrennung ohne scharfen Peak energiereicher, da alle
Partikel verbrannt werden, schließlich senkt der Alkohol den Gefrierpunkt
des Gemisches erheblich und hat ebenso wie die organische Säure gute Ver
brennungseigenschaften.
Insbesondere wirkt sich hierbei die gute Brennbarkeit der Alkohole aus, die
auch eine sonst zu befürchtende Abmagerung des Benzingemisches verhindert,
welche die Gefahr einer unzureichenden Verbrennung vermeidet.
Zur Erzeugung des Flüssigkeitsnebels wird die Flüssigkeit durch einen Un
terdruck, vorzugsweise 20 bis 30% unter dem Außendruck, verdampft bzw.
zerstäubt, bevor er bzw. sie dem Luft-Kraftstoff-Gemisch beigegeben wird.
Weiterhin vorzugsweise wird die Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter do
siert in die genannte Zerstäuberkammer abgegeben, in der ein etwa stets
gleichmäßiger Flüssigkeitsstand besteht, wobei in der Flüssigkeit ein porö
ser an Masse gelegter Formkörper liegt, durch den über den geringen Druck
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Luft von außen angesaugt wird, die die in
dem Formkörper befindliche Flüssigkeit aus der übrigen umgebenden Flüssig
keit feinsttropfenförmig (nebelartig) herauspreßt. Anschließend werden die
Feinsttröpfchen (Nebel) über ein Regelventil dem Luft-Kraftstoff-Gemisch
bzw. dem Kraftstoff beigemengt.
Das über dem Flüssigkeitsspiegel bestehende (Fast-)Vakuum übt eine Sogwir
kung aus, wobei die den Formkörper bzw. dessen feinen Kanäle verlassenden
Flüssigkeitströpfchen reibungsbedingt feinstzerteilt werden. Die auf die
Flüssigkeit ausgeübte Preßwirkung kann bei Benzin-Einspritzmotoren dadurch
erhöht werden, daß der Formkörper zusätzlich über eine regelbare Pumpe mit
einem Druck beaufschlagt wird. Die angesaugte Luft reißt dann die Flüssig
keitströpfchen mit in den über dem Flüssigkeitsspiegel bestehenden Unter
druckraum. Hierbei bleiben die Flüssigkeitströpfchen elektrisch neutral.
Um schädliche Polarisierungseinflüsse zu vermeiden, die durch etwa in der
Außenluft vorhandene Ladungsträger eingeschleust werden, ist nach einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die angesaugte Luft vorher ent
laden (neutralisiert) wird. Es versteht sich von selbst, daß die angesaugte
Luftmenge jeweils bei der Beimengung der übrigen Luft zu dem Kraftstoff be
rücksichtigt werden muß. Ferner und nach einer Weiterbildung der Erfindung
wird die Luftfeuchtigkeit der Außenumgebung dadurch berücksichtigt, daß
eine Membran die Luftzufuhr bei höherer Luftfeuchtigkeit mindert. Diese
Minderung ist deshalb vonnöten, weil ansonsten eine zu große Wassermenge in
den Verbrennungsraum geleitet werden würde und dort zu einer Abmagerung des
Kraftstoff-Gemisches führte.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeitsdosierung in die Zerstäuberkammer (Ver
dampferkammer) durch einen Schwimmer elektromagnetisch gesteuert. Dieser
Schwimmer hat in erster Linie die Aufgabe, den Flüssigkeitspegel in der
Zerstäuberkammer zu regeln, d.h., für einen im wesentlichen gleichblei
benden Flüssigkeitspegel zu sorgen. Des weiteren sorgt er bei Verbrauch der
Flüssigkeit dafür, daß die betreffende Versorgungsleitung abgesperrt wird
und das System auf den üblichen Luftansaugbetrieb - wie er nach dem Stand
der Technik bekannt ist - umschaltet. Die Luft wird dann ohne Beimengung
und Zerstäubung von Flüssigkeit über die Zerstäubungskammer angesaugt.
Um zu verhindern, daß zu große Flüssigkeitsteilchen in das Luft-Benzin-Ge
misch geraten, ist weiterhin vorzugsweise vorgesehen, den Flüssigkeitsnebel
über einen Tropfenabscheider zu leiten, der vor dem Kammerauslaß angeordnet
ist. Vorzugsweise wird hierzu ein feinmaschiges mehrlagiges Sieb verwendet,
alternativ wären zickzackförmige Leitflächen mit Prallblechen denkbar, wel
che die zu großen Tröpfchen durch Prallwirkung ausscheiden bzw. weiter zer
kleinern. Die dort festgehaltenen Tröpfchen fallen in das Flüssigkeitsbad
der Zerstäuber-(Verdampfer-)Kammer zurück.
Die Feinstzerteilung der Kraftstoff-Tröpfchen wird dadurch bewirkt, daß in
einem Diffusorraum der Flüssigkeitsnebelstrom über radiale Einlässe (Düsen)
als auch über eine zentrale Düse so auf den Kraftstoffteilchenstrom gelenkt
wird, daß die geforderte Scher- bzw. Zerkleinerungswirkung der Kraftstoff
teilchen eintritt. Gleichermaßen entsteht inmitten der Zerstäuber-Wirbel
kammer eine etwa ringförmige Unterdruckzone, die beschleunigend auf das
Flüssigkeitströpfchen-Kraftstoff-Luft-Gemisch wirkt. Die Flüssigkeitszugabe
wird hier z.B. durch das Öffnen der Vergaserklappe gesteuert. Die Teilchen
geschwindigkeit dürfte mehrere m/sec betragen. Gleichzeitig verhindern die
Flüssigkeitsteilchen, die sich anschließend mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch
vermengen, daß die kleinen Kraftstofftröpfchen sich zu größeren wieder ver
binden.
Zusätzlich - und zwar (zeitlich wie räumlich) vor der Zerstäubung durch die
beigemengte Flüssigkeit - kann vorzugsweise der Kraftstoff durch Ultra
schallbestrahlung direkt oder indirekt vorzerstäubt werden. Diese Maßnahme
allein dürfte jedoch nicht ausreichen, es sei denn, die Wiedervereinigung
der Kraftstoffteilchen wird - wie nach der vorliegenden Erfindung - durch
neutrale Flüssigkeitströpfchen, vorzugsweise kleineren Durchmessers, ver
hindert. Die Flüssigkeit hat vor allem auch den detonationshemmenden Cha
rakter, andererseits unterstützt sie die Aufrechterhaltung der Brennflamme
bis zur vollständigen Verbrennung der Kraftstoffteilchen. Der Motor arbeitet
leise und gleichmäßig. Nicht zuletzt hat die vorzugsweise beigefügte orga
nische Säure auf den Verbrennungsraum eine reinigende Wirkung. Das Gemisch
aus Wasser-Ethanol-organischer Säure ist für die Bedienungsperson völlig
ungiftig und bei Normaldruck/-temperatur nicht explosiv.
Es ist bekannt, daß bei herkömmlichem Betrieb eines Verbrennungsmotores die
Verbrennung sehr stark von der Motortemperatur bzw. den Motordrehzahlen ab
hängt. So ist die Verbrennung bei Motoren, wie sie nach dem Stand der Tech
nik bekannt sind, vor allen Dingen im Leerlauf besonders schlecht bzw. dann
ist der CO-Gehalt sehr hoch. Daher ist im Leerlaufbetrieb des Motors auch
eine höhere Flüssigkeitszugabe erforderlich als bei hohen Drehzahlen. Vor
zugsweise soll jedoch die Flüssigkeit bezogen auf die Kraftstoffmenge im
Verhältnis von 1 bis 2,5:100 zugegeben werden. Das heißt, bei einer
Kraftstoffmenge von 100 l werden nur 1 bis 2,5 l Zusatz-Flüssigkeit (Addi
tiv) benötigt, so daß der notwendige Flüssigkeitsvorratsbehältertank nur
einen geringen Raum beansprucht und keine aufwendige Vergrößerung des Mo
torraumes fordert.
Die auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird durch die
Merkmale des Anspruchs 18 gelöst. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 19 bis 32 dargelegt.
Wesentliche Teile des Apparates sind ein Vorratsbehälter für die Flüssig
keit, der hieraus gespeiste Verdampfer bzw. Zerstäuber für die Flüssigkeit
sowie eine Zerstäuber-Wirbelkammer mit den bereits oben beschriebenen ra
dialen Zuführungen und der zentralen Zuführung für den Flüssigkeitsnebel
sowie ggf. eine Neutralisationsvorrichtung für die angesaugte Luft. Wie be
reits oben angesprochen, wird in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen des
Motors der Flüssigkeitsnebel - mit oder ohne Luft - mit dem Kraftstoff,
meist in einer Vormischkammer, vermengt.
Der Zerstäuber bzw. Verdampfer für die Flüssigkeit besitzt dabei neben üb
licherweise notwendigen Regeleinrichtungen für die Flüssigkeitsbeimengung
eine mit dem Vorratsbehälter verbundene Vorkammer mit einem Schwimmer, der
mit einem den Flüssigkeitsfluß steuernden Magnetventil verbunden ist. Die
eigentliche Verdampfer- bzw. Zerstäuber- (oder auch Atomisier-)
Kammer weist einen Unterdruckregler auf, der gleichzeitig als Ausgang bzw.
Verbindungsglied zu der bereits erwähnten Zerstäuber-Wirbelkammer dient.
Als "Atomisator" für die Flüssigkeit dient ein poröser Formkörper, vorzugs
weise ein luft- und flüssigkeitsdurchlässiger gepreßter Verbundkörper, der
in der Flüssigkeit in der Zerstäuberkammer eingetaucht ist und der über
eine Leitung mit der Außenumgebung verbunden bzw. verbindbar ist. Die ge
nannte Leitung erhält einen weiteren Regler für die Luftzufuhr. Mit anderen
Worten, der Formkörper besitzt eine Luftsaugkammer, die mit dem Umgebungs
druck oder ggf. mit einer Pumpe (bei Einspritzmotoren) in Verbindung steht,
über die direkt oder indirekt ebenfalls eine Luftzufuhr möglich ist. Wäh
rend des Motorbetriebes bleibt der Unterdruck in der Zerstäuber-
(Verdampfer-) Kammer aufrechterhalten. Vorzugsweise durch die in den
Formkörper angesaugte Luft werden die Flüssigkeitsteilchen nicht nur mitge
rissen, sondern aufgrund der dünnen Formkörperkanäle reibungsbedingt zer
teilt und gelangen somit über den Auslaß in die Zerstäuber-Wirbelkammer, wo
sie auf den Kraftstoff-Teilchenstrom treffen. Die größeren Teilchen der
Flüssigkeit werden durch einen Tropfenabscheider zurückgehalten und fallen
in das Bad der Zerstäuberkammer zurück. Der Unterdruckregler hält nicht nur
den Vakuumdruck in der Zerstäuberkammer aufrecht, sondern regelt auch
gleichzeitig die Flüssigkeitszugabe zum Kraftstoff. Als weitere Steuerein
richtungen dienen ein Absperrventil zwischen dem Vorratsbehälter und der
Vorkammer, welches vorzugsweise taktweise Flüssigkeit in die Vorkammer ab
gibt, ein zentraler Schalter, der sowohl die Flüssigkeitsentnahme auf dem
Vorratsbehälter sowie die Sauerstoffzufuhr in die Zerstäuberkammer bei Ab
schalten des Motors unterbricht und der ebenfalls die erwähnte Pumpe aus
schaltet bzw. einschaltet, wenn die Flüssigkeit verbraucht ist und die Ver
brennungsmaschine auf den nach dem Stand der Technik bisher üblichen Be
trieb umgeschaltet wird. Ferner schaltet der zentrale Schalter auch den
Neutralisator für die von außen angesaugte Luft ein. Vorzugsweise besitzt
die Zuleitung zur Zerstäuber-Wirbelkammer noch einen elektronischen Vertei
ler, der den zentralen Düseneinlaß und die radialen Düsen bzw. deren Zufuhr
regelt. Insbesondere vermindert der elektronische Verteiler, daß sich die
Flüssigkeitsteilchen vor der Einspritzung in die Zerstäuber-Wirbelkammer
unter Bildung größerer Tropfen setzen. Der Zerstäuber-Wirbelkammer-Innen
raum ist so gestaltet, daß er zum Aufbau eines turbulenten Strömungsfeldes
geeignet ist. Dabei werden die Kraftstofftröpfchen auf der einen Seite
durch ein Bombardement von Teilchen (Tröpfchen) kleineren Durchmessers von
außen nach innen wie von innen nach außen zerteilt, mit den Tropfen zu ei
nem weitgehend homogenen Gemisch vermengt und allmählich aufgrund der Sog
wirkung in Richtung des Motorzylinders abgeführt. Die Zerstäuber-Wirbelkam
mer kann demnach sehr kurz ausgeführt sein, z.B. die Dicke einer Vergaser
dichtung besitzen, an deren Stelle die Zerstäuber-Wirbelkammer vorzugsweise
eingesetzt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist oberhalb der Zerstäu
ber-Wirbelkammer in vorzugsweise 1,5 bis 2 mm Abstand eine Ultraschallvor
richtung angeordnet, die etwa hochgewirbelte Benzin- und Flüssigkeitsteil
chen weiter zerkleinert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und
sollen im folgenden näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrich
tung zum Nachrüsten eines Benzin-Motors und
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
Zum Nachrüsten eines herkömmlichen Benzin-Motors benötigt man einen Vor
ratsbehälter 1, der über eine flexible Schlauchleitung 22 mit dem Zerstäu
ber 18 verbunden ist. Von diesem Zerstäuber 18 führt wiederum eine Verbin
dungsleitung 23 zu der Zerstäuber-Wirbelkammer 13, die an die Stelle der
üblicherweise vorhandenen Vergaserdichtung (Dichtungsring) tritt. Die Zer
stäuber-Wirbelkammer besteht aus einem gas- und flüssigkeitsdurchlässigen
Material, das elektrostatisch nicht aufladbar ist, also neutral bleibt.
Die zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung benötigte Luft wird über
den Luftansaugstutzen 24 angesaugt, der eine Membran aufweist, die sich bei
größerer Außenluftfeuchtigkeit entsprechend schließt und weniger Luft an
saugt. Im einzelnen enthält das Gehäuse 18 die in Fig. 2 dargestellte Vor
kammer 2, die mit einem Schwimmer 3 ausgerüstet ist, der dazu dient, den
Flüssigkeitsstand in der Zerstäuberkammer 4 zu regeln, die mit der Vorkam
mer 4 in Verbindung steht. Diese Verbindung kann ggf. - z.B. wenn die neu
trale Flüssigkeit aufgebraucht ist - durch den Schwimmer unterbrochen wer
den. In der Zerstäuberkammer 4 befindet sich ein poröser Formkörper 5, der
einerseits mit einer Leitung 19 über einen Regler 11 mit der Außenluft und
andererseits über eine Leitung 8 mit einer Pumpe 6 verbunden ist, die von
einem weiteren Regler 12 gesteuert wird. Die Zerstäuberkammer 4 besitzt
ferner ein zwischen dem porösen Formkörper 5 und dem Unterdruckregler, der
gleichzeitig als Auslaßventil der Zerstäuberkammer 4 dient, angeordneten
Tropfenabscheider 7, der nur Flüssigkeitstropfen unterhalb eines fest vor
gegebenen Durchmessers durchläßt. Des weiteren ist zwischen dem Vorratsbe
hälter 1 und der Vorkammer 2 ein steuerbares Absperrventil 10 vorgesehen.
Entweder in einem Vorraum oder über eine entsprechende Ansaugleitung 20
bzw. den bereits in Fig. 1 erwähnten Ansaugstutzen 24 ist eine Luftansau
gung möglich. In diesem Vorraum bzw. der Leitung 20 ist ein Neutralisator
eingebaut, der verhindert, daß Ladungsträger in die Zerstäuberkammer 4 ge
langen. Über den bereits erwähnten Unterdruckregler 9 und die Schlauchver
bindung 23 steht der Zerstäuber 4 mit der Zerstäuber-Wirbelkammer 13 in
Verbindung. Diese weist zunächst einen elektronisch gesteuerten Vertei
ler 14 auf, der sowohl die zentrale Düse 15 als auch radial angeordnete Dü
sen 16 mit nebelartiger Flüssigkeit derart bedient, daß diese Flüssigkeit
auf einen Kraftstoff bzw. Kraftstoff-Luft-Strom gerichtet wird und diesen
in noch feinere Kraftstoffteilchen als bisher möglich zerteilt und diese
Feinsttröpfchen auch aufrechterhält.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Die aus dem Vorratsbehälter 1 über Leitung 22 taktweise mittels des steuer
baren Absperrventils 10 in die Vorkammer 2 gelangende Flüssigkeit aus
2 Teilen destillierten Wasser, 1 Teil Ethanol und, bezogen auf das Wasser,
1:300 organische Säure, vorzugsweise eine solche, die reinigend auf den
Motorraum wirkt, wird in die Zerstäuberkammer 4 abgegeben, wo sie von dem
porösen Formkörper aufgesogen wird. Oberhalb des porösen Formkörpers bzw.
oberhalb des Flüssigkeitsspiegels herrscht in der Zerstäuberkammer 4 ein
starker Unterdruck, der zu einer "Verdampfung" der Flüssigkeit führt. Da
der Außendruck mindestens fünfzehnmal so groß ist wie der Unterdruck in der
Zerstäuberkammer 4, gelangt über die Leitung 19 Luft in den Formkörper,
welche beim Durchlaufen der feinen Kanäle des Formkörpers 5 die Flüssigkeit
mitreißt. Durch die hohe Fließgeschwindigkeit wird die Flüssigkeit durch
Reibungseffekte in feine Tröpfchen zerteilt, etwa die Flüssig
keitsoberfläche durchdringende Bläschen unterliegen einer derart großen
Scherwirkung, daß sie ebenfalls in viele kleine Bläschen zerplatzen. Dies
führt zur Bildung eines Nebels aus feinsten Flüssigkeitströpfchen. Die etwa
noch vorhandenen größeren Flüssigkeitströpfchen werden durch den Tropfenab
scheider 7 abgefangen und fallen wieder in das Flüssigkeitsbad bzw. auf den
Boden der Zerstäuberkammer 4 zurück. Von dem Unterdruckregler wird über die
Verbindungsleitung 23 der Flüssigkeitsnebel an den elektronisch gesteuerten
Verteiler 14 geführt, wo er an ringförmig angeordnete Düsen 16 sowie eine
zentrale Düse 15 dosiert verteilt wird. Die genannten Düsen sind in einer
Zerstäuber-Wirbelkammer 13 (Länge etwa 2 bis 5 cm) angeordnet, die vom
Kraftstoff bzw. Kraftstoff-Luft-Gemisch durchflossen wird. Treffen die
Flüssigkeitströpfchen auf den Kraftstoffstrom mit hoher Geschwindigkeit, so
zerteilen sie die Kraftstoffteilchen in feine Tröpfchen mit kleinem Durch
messer. Eine Wiedervereinigung der Tropfen wird dadurch verhindert, daß die
Flüssigkeit neutral ist, die sich als "Puffer" zwischen etwa elektrisch ge
ladene Benzintröpfchen befinden. Das aus der Zerstäuber-Wirbelkammer 13 ab
geführte Gemisch kann dann in einer Brennkammer, z.B. dem Zylinder eines
Otto-Motors, verbrannt werden, wobei die Flüssigkeit die Verbrennung in der
Weise unterstützt, daß sie unter Vermeidung einer schlagartigen Detonation
bis zur vollständigen Oxidation der Kohlenwasserstoffanteile des Benzins
aufrechterhalten wird. Die vollständige Verbrennung ist gleichbedeutend mit
einem Minimum an CO-Ausstoß, der selbst bei großvolumigen Motoren weit un
terhalb von 0,5% lag.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden auch Kohlenstoffablagerungen
im Verbrennungsraum vermieden, die in Verbindung mit Feuchtigkeit hoch kor
rosiv wirken. Ferner werden Kohlenstoffablagerungen auf Kolbenringen ver
mieden, die in der Regel bisher zur Minderung des Kompressionsdruckes sowie
zu einem schnellen Verschleiß des Zylinders geführt haben. Gleiches gilt
für die Ventilflächen, die Zündkerze sowie den gesamten Auspufftrakt.
Ein weiterer wesentlicher Nebeneffekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
das Vermeiden des sogenannten Motorklopfens. Die verwendete Flüssigkeit
sorgt für eine gleichmäßige Wärmeverteilung im Brennraum und verhindert den
Aufbau einer abrupten Verbrennung.
Im bisher durchgeführten Testbetrieb konnten Benzineinsparungen bis zu 35%
sowie reduzierte CO-Werte erreicht werden, die teilweise sogar bei Werten
unter 0,05% lagen.
Claims (32)
1. Verfahren zur optimierten Verbrennung von Kraftstoffen bei minimaler
CO-Emission, unter Verwendung eines Additivs, das dem Luft-Kraft
stoff-Gemisch bzw. dem Kraftstoff vor der Verbrennung zugegeben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Luft-Kraft
stoff-Gemisch ein (entionisierter) neutraler Flüssigkeitsnebel in
Feinsttröpfchenform oder dem Kraftstoff ein mit Luft vermengter neu
traler Flüssigkeitsnebel in einem turbulenten Strömungsfeld mit an
schließend weitgehend homogener Flüssigkeits-/Kraftstoff-Verteilung
beigegeben wird, wobei die Flüssigkeit spezifisch schwerer als Kraft
stoff, mit einer hohen Klopffestigkeit und/oder detonationsgeschwin
digkeitshemmend (die Verbrennung verlängernd) ausgestattet sein muß.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssig
keit bzw. ein entsprechendes Flüssigkeitsgemisch zusätzlich einen
niedrigen Gefrierpunkt, vorzugsweise -25°C, aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flüssigkeit zum größten Teil aus destilliertem Wasser besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit auf zwei Volumenteile destilliertes Wasser einen
Volumenteil Alkohol, vorzugsweise niederkettige Alkohole, enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Methanol
und/oder Ethanol verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit eine schwache organische Säure in einer auf das
destillierte Wasser bezogenen Konzentration zwischen 1/500 bis 1/200,
vorzugsweise 1/300, enthält.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schwache
organische Säure aus der Gruppe der Carbonsäuren stammt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit in einer Kammer mit möglichst geringem Druck,
vorzugsweise 20 bis 30% unter dem Außendruck, zerstäubt wird, bevor
sie dem Luft-Kraftstoff-Gemisch beigegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssig
keit aus einem Vorratsbehälter dosiert in eine Zerstäuberkammer abge
geben wird, in der ein in etwa stets gleichmäßiger Flüssigkeitsstand
besteht, wobei in der Flüssigkeit ein poröser Formkörper liegt, durch
den über den geringen Druck oberhalb des Flüssigkeitsspiegels Luft
von außen angesaugt wird, die die in dem Formkörper befindliche Flüs
sigkeit aus der übrigen Flüssigkeit feinsttropfenförmig (nebelartig)
herauspreßt, und anschließend die Feinsttröpfchen (der Nebel) über
ein Regelventil dem Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. dem Kraftstoff bei
gemengt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die angesaugte
Luft vorher entladen (neutralisiert) wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzu
fuhr, vorzugsweise durch eine Membran, derart geregelt wird, daß die
Luftzufuhr bei höherer Luftfeuchtigkeit entsprechend gemindert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeits-Dosierung in die Zerstäuberkammer über einen
Schwimmer elektromagnetisch gesteuert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Formkörper zusätzlich über eine regelbare Pumpe mit Druck be
aufschlagt wird, der dem Druck entspricht, mit dem Kraftstoff über
eine Einspritzdüse eingespritzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die nebelartige Flüssigkeit über einen Tropfenabscheider,
vorzugsweise ein feinmaschiges Sieb, geführt wird, der bzw. das nur
Tropfen unterhalb eines durch die Maschenweite festgelegten Durchmes
sers, vorzugsweise unter 0,3 mm, durchläßt, bevor sie unter Erzeugung
eines turbulenten Strömungsfeldes dem Luft-Kraftstoff-Gemisch beige
mengt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeits-Nebel über einen zentralen sowie radiale Ein
lässe (Düsen) in einen Diffusorraum unter Erzeugung eines turbulenten
Strömungsfeldes derart eingeblasen wird, daß die auf die
Kraftstoffteilchen auftreffenden Nebeltröpfchen die Kraftstoffteil
chen (mechanisch) zerteilen und sich mit den zerkleinerten
Kraftstoffteilchen derart durchmischen, daß eine Wiedervereinigung
der Kraftstoffteilchen zu Tröpfchen größeren Durchmessers verhindert
wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit, bezogen auf die Kraftstoffmenge im Verhältnis
von 1 bis 2,5:100 zugegeben wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kraftstoff vor oder bei dem Eindüsen des Flüssigkeitsnebels
durch Ultraschall (vor-)zerstäubt wird, vorzugsweise in dem die als
Prallblech für die Kraftstoffteilchen dienende Vergaserklappe mit Ul
traschall bestrahlt wird.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche
1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergaser oder einer Vor
mischkammer des Motors ein Zerstäuber (18) für eine Flüssigkeit und
eine Zerstäuberwirbelkammer (13) zur Vermischung des Flüssigkeitsne
bels mit dem Luft-Kraftstoff-Gemisch bzw. Kraftstoff vorgeschaltet
sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Zer
stäuber-Wirbelkammer (13) radiale und eine zentrale Zuführung (Dü
sen 16, 15) für den Flüssigkeitsnebel aufweist, die so gerichtet
sind, daß sie weitgehend senkrecht auf den Luft-Kraftstoff-Gemisch-
bzw. den Kraftstoff-Strom treffen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zuführungen (Düsen 16, 15) über einen Druckregler (9) und einen
elektronisch gesteuerten Verteiler (14) mit dem Zerstäuber (18) ver
bunden sind.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeich
net, daß der Zerstäuber (18) im wesentlichen einen Vorratsbehäl
ter (1) für die Flüssigkeit, eine Vorkammer (2) mit einem Schwim
mer (3), der mit einem den Flüssigkeitsnebelfluß steuernden
Magnetventil verbunden ist, und einer Zerstäuberkammer (4) mit einem
Unterdruckregler (9) besitzt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
dem Vorratsbehälter (1) und der Vorkammer (2) ein steuerbares Ab
sperrventil (10) vorgesehen ist, das vorzugsweise taktweise Flüssig
keit in die Vorkammer (2) abgibt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schwimmer (3) den Zufluß zwischen der Vorkammer (1) und der Zerstäu
berkammer (4) abriegelt, wenn keine Flüssigkeit mehr aus dem Vorrats
behälter (1) abgebbar ist bzw. der Flüssigkeitsstand in der Vorkam
mer (2) einen vorgebbaren Level unterschreitet.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeich
net, daß in die in der Zerstäuberkammer (4) anstehende Flüssigkeit
ein poröser Formkörper (5), vorzugsweise ein luft- und flüssigkeits
durchlässiger gepreßter Verbundkörper, mit einer Porosität bis zu
60%, vollständig eingetaucht ist, der über eine einen Regler (11)
aufweisende Leitung (19) mit der Außenumgebung(luft) verbunden bzw.
verbindbar ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß in den
Formkörper (5) eine weitere, mit einer regelbaren Pumpe (6) verbun
dene Leitung (8) mündet.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeich
net, daß vor dem Zerstäuberausgang bzw. dem Druckregler (9) ein Trop
fenabscheider (7) für solche Tröpfchen vorgesehen ist, die eine (be
stimmte) Größe von vorzugsweise maximal 0,3 mm überschreiten, vor
zugsweise ein mechanisches mehrlagiges Maschensieb (7).
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeich
net, daß im Luftansaugkanal (19) oder einem Vorraum (20) des Zerstäu
bers (4) ein Neutralisator (17), vorzugsweise ein Kondensator, vorge
sehen ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeich
net, daß sämtliche Regler bzw. Ventile und Verteiler (3, 9, 10, 11,
12 und 14) über eine zentrale Steuerung miteinander verbunden sind.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeich
net, daß eine Anzeige vorgesehen ist, die den Flüssigkeitsstand im
Vorratsbehälter (1) bzw. deren vollständigen Verbrauch anzeigt.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeich
net, daß der Zerstäuberwirbelkammer in der Kraftstoffzuführleitung
eine Ultraschallquelle vorgeschaltet ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultra
schallquelle auf die als Prallblech für den Kraftstoff dienende Ver
gaserklappe gerichtet ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultra
schallquelle unmittelbar über der Zerstäuber-Wirbelkammer, vorzugs
weise in 1,5 mm bis 2 mm Abstand, angeordnet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3905284A DE3905284A1 (de) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Verfahren zur optimierten verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
CA002046863A CA2046863A1 (en) | 1989-02-21 | 1990-02-19 | Process for optimising fuel combustion with the minimum co emission and device for implementing it |
EP90903146A EP0460006B1 (de) | 1989-02-21 | 1990-02-19 | Verfahren zur optimierung der verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
PCT/DE1990/000111 WO1990010149A1 (de) | 1989-02-21 | 1990-02-19 | Verfahren zur optimierung der verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchführung des verfahrens |
DE9090903146T DE59001452D1 (de) | 1989-02-21 | 1990-02-19 | Verfahren zur optimierung der verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3905284A DE3905284A1 (de) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Verfahren zur optimierten verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3905284A1 true DE3905284A1 (de) | 1990-08-23 |
Family
ID=6374584
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3905284A Withdrawn DE3905284A1 (de) | 1989-02-21 | 1989-02-21 | Verfahren zur optimierten verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
DE9090903146T Expired - Fee Related DE59001452D1 (de) | 1989-02-21 | 1990-02-19 | Verfahren zur optimierung der verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9090903146T Expired - Fee Related DE59001452D1 (de) | 1989-02-21 | 1990-02-19 | Verfahren zur optimierung der verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0460006B1 (de) |
CA (1) | CA2046863A1 (de) |
DE (2) | DE3905284A1 (de) |
WO (1) | WO1990010149A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19951585C2 (de) * | 1999-10-27 | 2002-04-11 | Daimler Chrysler Ag | Reaktoranlage zur katalytischen Brennstoffumsetzung mit Wasser und Sauerstoff |
DE10113127A1 (de) * | 2001-01-22 | 2002-08-08 | Joerg Petrich | Aqua Power Motor |
WO2008040104A1 (en) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Nunes Anizio Geraldes Roque | Nebulizer - magnetizer of fuel for combustion engines |
DE102017008127B3 (de) | 2017-08-30 | 2018-12-27 | Thomas Magnete Gmbh | Vorrichtung zur Einspeisung von Wasser in ein Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5992354A (en) * | 1993-07-02 | 1999-11-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Combustion of nanopartitioned fuel |
AU6486896A (en) * | 1995-07-11 | 1997-02-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Combustion of nanopartitioned fuel |
AU7682396A (en) * | 1995-11-15 | 1997-06-05 | American Technologies Group, Inc. | A combustion enhancing fuel additive comprising microscopic water structures |
CN113376401B (zh) * | 2021-04-28 | 2022-12-09 | 西安交通大学 | 一种流量可控式的示踪分子添加装置及其添加方法 |
CN115013197B (zh) * | 2022-06-19 | 2023-08-18 | 天津大学 | 一种一体式结构的射流混合器 |
US11807824B1 (en) | 2022-10-03 | 2023-11-07 | Clifton Ray Taylor | Fuel additive composition |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2534661A (en) * | 1945-11-30 | 1950-12-19 | Robert J Dieker | Vaporizer |
US2570369A (en) * | 1949-08-01 | 1951-10-09 | Walton D Murray | Humidifier for internal-combustion engines |
US3767172A (en) * | 1971-03-15 | 1973-10-23 | H Mills | Apparatus for producing a mist of a fluid |
US4076002A (en) * | 1975-04-18 | 1978-02-28 | Allan Mellqvist | Apparatus for the supply of liquids in finely-divided form to an internal combustion engine |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3169769D1 (en) * | 1981-01-05 | 1985-05-15 | Europ Economotor Ltd | Combustion control system |
SE442761B (sv) * | 1981-06-15 | 1986-01-27 | Ove Wellfelt | Sett och anordning for att i insugningsledningen till en forbrenningsmotor tillfora ett forbrenningen befremjande vetskeformigt medium |
GB8326182D0 (en) * | 1983-09-30 | 1983-11-02 | Hurley D M | Steam injection device |
US4800848A (en) * | 1986-02-14 | 1989-01-31 | Hubbard Von J | Water injection apparatus for internal combustion engines |
-
1989
- 1989-02-21 DE DE3905284A patent/DE3905284A1/de not_active Withdrawn
-
1990
- 1990-02-19 WO PCT/DE1990/000111 patent/WO1990010149A1/de active IP Right Grant
- 1990-02-19 DE DE9090903146T patent/DE59001452D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-19 EP EP90903146A patent/EP0460006B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-19 CA CA002046863A patent/CA2046863A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2534661A (en) * | 1945-11-30 | 1950-12-19 | Robert J Dieker | Vaporizer |
US2570369A (en) * | 1949-08-01 | 1951-10-09 | Walton D Murray | Humidifier for internal-combustion engines |
US3767172A (en) * | 1971-03-15 | 1973-10-23 | H Mills | Apparatus for producing a mist of a fluid |
US4076002A (en) * | 1975-04-18 | 1978-02-28 | Allan Mellqvist | Apparatus for the supply of liquids in finely-divided form to an internal combustion engine |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19951585C2 (de) * | 1999-10-27 | 2002-04-11 | Daimler Chrysler Ag | Reaktoranlage zur katalytischen Brennstoffumsetzung mit Wasser und Sauerstoff |
DE10113127A1 (de) * | 2001-01-22 | 2002-08-08 | Joerg Petrich | Aqua Power Motor |
WO2008040104A1 (en) * | 2006-10-02 | 2008-04-10 | Nunes Anizio Geraldes Roque | Nebulizer - magnetizer of fuel for combustion engines |
DE102017008127B3 (de) | 2017-08-30 | 2018-12-27 | Thomas Magnete Gmbh | Vorrichtung zur Einspeisung von Wasser in ein Kraftstoffeinspritzsystem und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE59001452D1 (de) | 1993-06-17 |
CA2046863A1 (en) | 1990-08-22 |
WO1990010149A1 (de) | 1990-09-07 |
EP0460006A1 (de) | 1991-12-11 |
EP0460006B1 (de) | 1993-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0118500B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur lösung von gas, insbesondere kohlendioxid in flüssigem brennstoff und dessen verteilung in verbrennungsluft im übersättigtem zustand | |
DE69419354T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren für die Brennstoffeinspritzung und Zündung in einer Brennkraftmaschine | |
WO1986003556A1 (en) | Process and arrangement for burning a liquid or gaseous fuel in a combustion chamber of an internal combustion engine | |
DE3905284A1 (de) | Verfahren zur optimierten verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emission und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE10115442A1 (de) | Kraftstoffzufuhrvorrichtung und Brennkraftmaschine, in der sie montiert ist | |
DE69613141T2 (de) | Kraftstoffeinspritzkolbenmotor | |
DE10052336B4 (de) | Brennkraftmaschine mit Einblasung von gasförmigem Kraftstoff | |
DE60314737T2 (de) | Kraftstoffeinspritzventil für eine brennkraftmaschine | |
DE60125412T2 (de) | Katalytische verbrennungsvorrichtung mit flüssigbrennstoffverdampfung auf heissen wänden | |
CN109967460A (zh) | 一种基于低温等离子体的发动机喷嘴积碳去除方法 | |
DE102012206307A1 (de) | Brennkraftmaschinenbaugruppe | |
DE19945544A1 (de) | Brennstoffzuführsystem für eine fremdgezündete Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer solchen Brennkraftmaschine | |
DE3241730A1 (de) | Vergasungsoelbrenner mit einer oelzerstaeubungsvorrichtung | |
DD292952A5 (de) | Verfahren zur optimierung der verbrennung von kraftstoffen bei minimaler co-emissionen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE3222731A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur reduzierung des kraftstoffverbrauchs einer verbrennungskraftmaschine | |
KR20050103909A (ko) | 내연기관용 분사 장치 | |
EP2655821A1 (de) | Verbrennungskraftmaschine und verfahren zum betreiben derselben | |
DE2610690A1 (de) | Brennkraftmaschine mit einer vorrichtung zum zufuehren von brennstoff | |
DE2439873A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum erzeugen wasserstoffreichen gases | |
WO1992013188A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung der brennstoffzerstäubung bei verbrennungsmotoren | |
DE3247978A1 (de) | Verfahren zur gemischaufbereitung in einem ottomotor und ottomotor zur durchfuehrung des verfahrens | |
DE69416308T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des verbrennungsprozesses | |
DE2043137A1 (de) | Verfahren zur Rauchverminderung | |
DE102016014531B3 (de) | Kraftstoffzuführungssystem | |
AT519104B1 (de) | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |