NO305289B1 - FremgangsmÕte ved forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor - Google Patents

FremgangsmÕte ved forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor Download PDF

Info

Publication number
NO305289B1
NO305289B1 NO922007A NO922007A NO305289B1 NO 305289 B1 NO305289 B1 NO 305289B1 NO 922007 A NO922007 A NO 922007A NO 922007 A NO922007 A NO 922007A NO 305289 B1 NO305289 B1 NO 305289B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fuel
engine
air
combustion
ethanol
Prior art date
Application number
NO922007A
Other languages
English (en)
Other versions
NO922007L (no
NO922007D0 (no
Inventor
Rudolf W Gunnerman
Original Assignee
Rudolf W Gunnerman
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rudolf W Gunnerman filed Critical Rudolf W Gunnerman
Publication of NO922007D0 publication Critical patent/NO922007D0/no
Publication of NO922007L publication Critical patent/NO922007L/no
Publication of NO305289B1 publication Critical patent/NO305289B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B47/00Methods of operating engines involving adding non-fuel substances or anti-knock agents to combustion air, fuel, or fuel-air mixtures of engines
    • F02B47/02Methods 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 water or steam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/023Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for spark ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • C10L1/026Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only for compression ignition
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor, for å utvikle tilnærmet så mye energi som av det samme volum av bensin, idet forbrenningsmotoren er i stand til å arbeide i et bestemt område av antall omdr. pr. minutt og har ett eller flere forbrenningsrom samt en forgasser eller et innsprøytningssystem for blanding av drivstoffet og luft og for å føre blandingen inn i forbrenningsrommet eller -rommene.
Forbrenningsmotorer som arbeider med bensin og dieselolje produserer uakseptabelt store mengder av forurensninger som er helseskadelig og som kan skade jordens atmosfære.
I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en fremgangsmåte for forbrenning som vil minske forurensningene som produseres av forbrenningsmotorer som arbeider med bensin.
Fremgangsmåten kjennetegnes ved de trekk som fremgår av det etterfølgende patentkrav 1.
Ved fremgangsmåten kan det således benyttes drivstoff som er mindre kostbart enn bensin eller dieselolje, på grunn av at den primære ingrediens er vann.
Drivstoffet som kan benyttes ved fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse har omtrent 1/3 av den potensielle energi i bensin, men når det benyttes for drift av en forbrenningsmotor vil det frembringe tilnærmet like mye energi som den samme mengde bensin. Dette er meget overraskende, og antas å skyldes frigjøring og forbrenning av hydrogen og oksygen når drivstoffet forbrennes i henhold til fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen.
I sine videste aspekter omfatter det vannholdige drivstoffet som benyttes betydelige mengder vann, fra 20 til 70 volum % av det samlede volum av drivstoffet, samt et karbonholdig drivstoff valgt fra gruppen som består av bensin, etanol, metanol, dieselolje eller blandinger av disse. Ved bruk av dette drivstoffet i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen forvarmes forbrenningsluft og tilføres motorens forgasser eller innsprøytningssystem for å blandes med det vannholdige drivstoffet. Når det benyttes en motor med forgasser forvarmes forbrenningsluften til i en temperatur i området 177 - 204°C før den kommer inn i forgasseren. Når det benyttes en motor med et innsprøytningssystem for drivstoffet forvarmes luften til en temperatur i området 50 - 70°C før den kommer inn i innsprøytningssystemet. Blandingen av luft og drivstoff tilføres deretter forbrenningskammeret eller -kamrene og forbrennes i nærvær av en hydrogenproduserende katalysator for drift av motoren.
Etanol og metanol inneholder generelt små mengder vann når de produseres kommersielt. Kommersielle kvaliteter av etanol og metanol markedsføres som f.eks. 50 % etanol, henholdsvis 50 % metanol. 50 % etanol betyr at drivstoffet inneholder 50 % etylalkohol og 50 % vann, og 90 % betyr at drivstoffet inneholder 90 % etylalkohol og 10 % vann, osv.
Det vannholdige drivstoffet kan benyttes i konvensjonelle bensin- eller dieseldrevne forbrenningsmotorer til bruk i biler, lastebiler og liggende, ved bruk av konvensjonelle forgassere eller innsprøytningssystemer for drivstoffet. Den eneste modifikasjon som er nødvendig for slike motorer for å gjøre dem brukbare sammen med drivstoffet er montering av en hydrogenproduserende katalysator i forbrenningsrommet eller - rommene i motoren, montering av en varmeinnretning for å forvarme forbrenningsluften til motoren'og montering av en varmeveksler for bruk av de varme eksosgasser fra motoren for å forvarme forbrenningsluften etter at motoren er startet, hvoretter varmeinnretningen settes ut av funksjon.
Ved utførelse av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen forvarmes forbrenningsluft til motoren før den innføres i forgasseren eller innsprøytningssystemet. Ved bruk av en motor med forgasser forvarmes som nevnt forbrenningsluften til 177 - 204°C før den kommer inn i forgasseren. Ved bruk av en motor med et innsprøytnings-system for drivstoffet forvarmes forbrenningsluften til 50 - 70°C før den kommer inn i innsprøytningssystemet. Det vannholdige drivstoffet tilføres også i forgasseren eller innsprøytningssystemet og blandes med forbrenningsluften. Det vannholdige drivstoffet kan forvarmes, men det tilføres fortrinnsvis i forgasseren eller innsprøytningssystemet ved omgivelsestemperatur. Blandingen av luft og drivstoff tilføres deretter forbrenningsrommet eller -rommene, der en gnist fra en tennplugg antenner blandingen av luft og drivstoff på konvensjonell måte når stempelet i forbrenningsrommet kommer til forbrenningsstillingen i forbrenningssyklusen. Nærværet av en hydrogenproduserende katalysator i forbrenningsrommet og forvarmet tilstand i forbrenningsrommet antas å frigjøre hydrogen og/eller oksygen fra vannet i det vannholdige drivstoffet når tennpluggen antenner blandingen av luft og drivstoff. Hydrogenet og oksygenet antennes også under forbrenningen for å øke mengden av energi som avgis av drivstoffet. Det ble således påvist ved eksperimenter ved bruk av 50 % alkohol som drivstoff at motoren ga de samme energimengder som den samme mengden av bensin. Dette er meget overraskende på bakgrunn av det faktum at 50 % etanol inneholder omtrent 3200 kcal/l, mens bensin har omtrent 8200 kcal/l, dvs. nesten tre ganger så mye. Det faktum at det mindre energiholdige etanol er i stand til å gi like mye energi som den mere energiholdige bensin indikerer at energiøkningen må skyldes frigjøring og forbrenning av hydrogen og/eller oksygen fra vannet.
Det er påvist at 50 % etanol er et tilfredsstillende drivstoff til bruk i fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, men det vil fremgå at andre egnede drivstoffer kan fremstilles ved å blande etanol og/eller metanol med bensin eller dieselolje, avhengig av hvorvidt drivstoffet skal benyttes i en bensin- eller en dieselmotor. Eksperimenter indikerer også at 42 % etanol (58 % vann) også kan benyttes som drivstoff, og det antas at vannholdige drivstoffer som inneholder så mye som 70 % vann kan benyttes. For å demonstrere oppfinnelsen ble det valgt en motor som også hadde mulighet til å måle en forutbestemt ytelse. Den valgte motor var en ensylindret forbrenningsmotor på 8 hk, tilkoblet en 4000 W vekselsstrømgenerator. Motoren og generatoren var fremstilt av General Corporation, Waukesha, Wisconsin under varenavnet Generac, Model No. 8905-0 (S4002). Motoren og generatoren er angitt å ha en maksimal kontinuerlig ytelse på 4000 W enfase.
Motorspesifikasjonene er følgende:
Motorprodusent: Tecumseh
Produsentens modell nr.: HM80 (type 155305-H)
Angitt ytelse: 8 hk ved 3600 omdr/min.
Slagvolum: 318 cm<3.>
Sylinderblokk-materiale: aluminium med støpejernsforing.
Type regulator: mekanisk, fast hastighet.
Innstilt hastighet: 3720 omdr./min. uten belastning. (Angitt spenning og vekselstrømsfrekvens (120/240 V ved 62 Hz) oppnås ved 3600 omdr./min. Innstillingen ved 3720 omdr./min. uten belastning gir 124/248 V ved 62 Hz. En
noe høy innstilling uten belastning bidrar til å sikre at motorhastigheten, spenningen i og frekvensen ikke faller vesentlig ved stor elektrisk belastning.)
Type luftfilter: foldet papirelement.
Type starter: manuell, snorinnspoling.
Lyddemper: gnistsperre-type.
Tenningssystem: elektronisk med svinghjulsmagnet.
Tennplugg: Champion RJ-17LM (eller tilsvarende).
Tennpluggåpning: 0,76 mm.
Tennpluggtiltrekning: 20,3 Nm
Oljekapasitet i bunnpanne: 0,7 I
Anbefalt olje: olje klassifisert "For Service SC, SD or SE".
Primært anbefalt olje: SAE 10W-30 multiviskositetsolje.
Akseptabel erstatning: SAE 30-olje.
Drivstofftankens kapasitet: 3,8 I
Anbefalt drivstoff: primært ren, fersk blyfri bensin.
Akseptabel bensin: ren, fersk, blyholdig, vanlig bensin.
En varmeveksler ble montert på motoren for utnyttelse av de varme eksosgasser fra motoren for å forvarme forbrenningsluften. En platinastav ble montert på undersiden av motorens topplokk som danner toppen av forbrenningsrommet. Platinastaven veide 28 g og målte 58 mm i lengde, 1 9 mm i bredde og 1,6 mm i tykkelse. Platinastaven ble festet til innsiden av topplokket med tre rustfrie stålskruer.
En annen drivstofftank som hadde en kapasitet på 2 I ble festet til en første 1 -liters drivstofftank. En T-kopling ble påsatt den eksisterende drivstoffledningen til motoren for kommunikasjon med drivstoffledningen til hver drivstofftank. En ventil ble innsatt mellom T-koplingen og drivstoffledningene til hver drivstofftank, slik at hver tank kunne benyttes separat for å tilføre drivstoff til forgasseren eller til å blande drivstoffer i drivstoffledningen som fører til forgasseren.
En serie forsøk ble utført for å bestemme hvorvidt 50 % etanol kunne benyttes i motoren som var modifisert slik som angitt ovenfor, og i såfall for å sammenligne ytelsen av 50 % etanol med den samme mengden bensin. 2 I blyfri bensin ble fylt i den andre drivstofftanken, med ventilen for den andre tanken i stengt stilling. 3,8 I 50 % etanol ble fylt i tanken på 3,8 I med ventilen i stengt stilling. Ventilen for bensintanken ble åpnet slik at motoren først kunne startes på bensin.
Innen 3 min. etter start av motoren ble forbrenningsluften som kom inn i forgasseren målt til 82°C. På dette tidspunkt ble drivstoffventilen under etanoltanken åpnet og ventilen under bensintanken ble stengt. På dette tidspunkt hadde temperaturen i luften som kom inn i forgasseren steget til 93°C.
Etanol var nå det primære drivstoffet i motoren, hvilket bevirket en viss grad av uro under drift inntil strupemekanismen ble regulert ved minskning av luftinntaket til motoren med omtrent 90 %. Umiddelbart etter ble to 1800 W varmeinnretninger med en angitt temperaturytelse på 204°C aktivert og benyttet for å oppvarme forbrenningsluften når den kom inn i forgasseren. Temperaturen i luften fra varmeinnretningene ble målt til 199 - 201° C.
Etter at motoren var drevet på etanol i omtrent 20 min. stabiliserte temperatur-målingene i den innkommende forbrenningsluften seg mellom 175°C og 178°C. Motoren ble drevet på 50 % etanoldrivstoff i 40 ytterligere min., tilsammen 1 time, inntil det var brukt 2 I etanol. Ventilen under etanoltanken ble deretter stengt og motoren ble stanset. 1800 ml etanol var igjen i tanken.
Struperen ble deretter innstilt på 90 % lukket stilling, og motoren ble startet på nytt. Motoren startet umiddelbart og gikk like jevnt på 50 % etanol som den gjorde under driften i én time.
Motoren ble stanset og startet på samme måten tre ganger etter hverandre med de samme resultater.
Ved drift av motoren på 50 % etanol ble ytelsen til generatoren målt og indikerte at etanolen produserte 36.000 W i en periode på en time ved bruk av 2 liter etanol med 3200 kcal/l.
Etter at motoren var stanset etter driften på etanol ble den kjørt på nytt med 2 liter bensin i bensintanken. Etter 47 min. stanset motoren fordi den gikk tom for bensin. Målinger gjort på generatoren indikerte at når motoren ble drevet på bensin produserte den 36000 W i 47 min. ved bruk av 2 I bensin med 8200 kcal/l.
i En sammenligning av disse ytelsesmålinger indikerer at 2 liter 50 % etanol produserer den samme mengde energi som to liter bensin. Dette er overraskende fordi bensinen
har omtrent 2,5 ganger så høyt energiinnhold som den samme mengden 50 % etanol. Dette indikerer at tilleggsytelsen med etanol må skyldes frigjøring og forbrenning av hydrogen og/oksygen fra de forholdsvis store mengder vann i drivstoffet.
Selv om bensin ble benyttet som startdrivstoff for å forvarme motoren og således danne varme eksosgasser for forvarming av forbrenningsluften, er ikke bruken av bensin som startdrivstoff nødvendig og kan erstattes med en elektrisk varmeinnretning for å forvarme forbrenningsluften inntil varmeveksleren kan ta over og forvarme forbrenningsluften, hvoretter den elektriske varmeinnretningen kan slås av.
De ovenfor angitte forsøk som sammenligner bruken av 50 % etanol og bensin ble gjentatt tre ganger, hver gang med de samme resultater.
En annen rekke forsøk ble utført, identisk med forsøkene angitt ovenfor, med det unntak at det ble benyttet 42 % etanol (42 % etylalkohol og 58 % vann) i stedet for 50 % etanol. Etter drift i omtrent 30 sek. med 42 % etanol stanset imidlertid motoren plutselig, og en større mengde olje under høyt trykk rant ut fra et hovedlager i motoren. Motoren ble startet på nytt, og stanset på nytt plutselig etter drift i omtrent 20 sek.
Stansingen synes å skyldes tidlig antennelse av hydrogenet og/eller oksygenet under bevegelsen av stempelet oppover, hvilket bevirket trykkøkning i veivhuset, hvilket i sin tur drev olje under trykk gjennom hovedlageret. Trykket inne i forbrenningsrommet synes å ha virket forbi stempelringene og ned i veivhuset og videre gjennom hovedlageret.
Den tidlige antennelsen av hydrogenet og/eller oksygenet ble sannsynligvis forårsaket av dannelsen av en større mengde oksygen og hydrogen, hvilket ikke skjedde ved bruk av 50 % etanol som hadde en mindre mengde vann.
Problemet med tidlig antennelse kan sannsynligvis unngås ved bruk av en motor med mindre slaglengde, for å minske oppholdstiden til drivstoffet, inkludert hydrogen og oksygen, i forbrenningsrommet, eller ved å regulere forgasseren eller det elektronisk styrte innsprøytningssystemet for å bidra til minskning av oppholdstiden, for å unngå at det dannes for store mengder hydrogen og oksygen. Motoren som ble benyttet i eksperimentet hadde en forholdsvis stor slaglengde, på 15 cm. Stempelets slaglengde bør ikke være mere enn omtrent 3,8 cm, for å unngå problemet med tidlig antennelse i denne særskilte motoren.
En rekke forsøk ble utført med en motor som har et elektronisk styrt innsprøytningssystem, for å bestemme om dette ville løse problemet med tidlig antennelse som er forklart ovenfor. Motoren som ble benyttet for dette formål var en 3-sylindret, turboladet, elektronisk regulert forbrenningsmotor fra en 1987 Chevrolet Sprint som var kjørt omtrent 60000 km.
Topplokket på motorblokken ble fjernet og rengjort for å fjerne karbonavsetninger. Tre platinaplater ble festet til innsiden av hver sylindertopp slik at de ikke var noen hindring for ventiler som beveger seg inne i sylindertoppene under drift. Hver platinaplate var 1 cm i lengde og bredde og 0,8 mm i tykkelse. Hver platinaplate ble festet til topplokket med en rustfri stålskrue gjennom midten av hver plate. Karbonavsetninger ble fjernet fra hver stempeltopp, og motoren ble montert på nytt ved bruk av nye pakninger.
Ledningen for forbrenningsluft som forløper fra turboen til innsprøytningsenheten ble delt på midten og festet til en varmeveksler for å kjøle forbrenningsluften som avgis til innsprøytningsenheten. Det ble dannet "by-pass" rundt varmeveksleren ved bruk av to Y-overganger på hver side av varmeveksleren og ved montering av en spjeldventil på den siden som er nærmest turboladeren, slik at den varme luftstrømmen kunne ledes rundt varmeveksleren og tilføres direkte i innsprøytningsenheten. Alt utstyr for minskning av forurensninger ble fjernet fra motoren, men generatoren ble stående på plass. Transmisjonen ble festet til motoren fordi monteringsstedet for starteren er festet til transmisjonen. Transmisjonen ble ikke brukt under forsøkene. Denne motoren ble montert i en Chevrolet Sprint med et eksosrør- og lyddempersystem som var nødvendig for korrekt drift av motoren. Katalysatoren ble stående igjen i eksossystemet, men det indre av katalysatoren ble fjernet fordi det ikke var nødvendig. To drivstofftanker av plast på 3,8 I ble koblet til drivstoffpumpen ved hjelp av en T-overgang med manuelle ventiler, slik at det hurtig kunne skiftes drivstoff til drivstoffpumpen ved å åpne eller stenge ventilene.
En rekke forsøk ble utført for å bestemme hvordan motoren modifisert som angitt ovenfor ville gå ved bruk av forskjellige drivstoffer.
Det første forsøket benyttet 100 % metanol som startdrivstoff. Motoren startet og arbeidet når drivstof f trykket ble øket til 415-515 kPa. Ved bruk av bensin stilles drivstofftrykket vanligvis på 24 - 34 kPa.
Mens motoren ble drevet på 100 % metanol ble drivstoffet endret til 50 % denaturert etanol, og motoren fortsatte å arbeide jevnt ved 3500 omdr./min. Etter omtrent 2 min. ble forsøket avbrutt og motoren stanset fordi drivstof f slangene bulet og ble usikre. Disse slanger ble skiftet ut med høytrykkslanger, og plastkoblingene og T-stykkene ble også skiftet ut med koblinger og T-stykker av kobber. En ny trykkmåler ble montert. Under forsøket ble det funnet at drivstoffblandingen trengte mere forbrenningsluft og at den elektroniske styringen av motoren ikke kunne reguleres for å gi ekstra luft. For å bøte på dette ble innløpsventilen åpnet.
Etter disse modifikasjoner ble det utført en ny rekke forsøk ved bruk av 100 % metanol i en av to drivstofftanker. Motoren startet på 100 % metanol, og omdreiningstallet ble innstilt på 3500. Motoren ble kjørt noen få min. I løpet av denne tiden ble drivstofftrykket regulert, og det ble funnet at 445 kPa syntes å være passende. Et termoelement ble innsatt nær innsprøytningsenheten og viste 65°C etter omtrent 5 min.
En drivstoff blanding som inneholdt 500 ml destillert vann og 500 ml 100 % metanol ble fylt i den andre drivstofftanken og ble benyttet for drift av motoren. Uten å endre luftstrømmen steg temperaturen i forbrenningsluften fra 65 til 75°C etter omtrent 1 min. Omdreiningstallet falt til 3100 omdr./min. Motoren gikk meget jevnt, og ble stanset og startet på nytt uten problemer.
Det nest trinn i forsøksrekken var å bestemme hvordan variasjoner i vanninnholdet i drivstoffet påvirket motorytelsen. Ved bruk av 99 % denaturert metanol som startdrivstoff startet motoren umiddelbart. Trykket i drivstoffet ble minsket fra 445 kPa til 345 kPa. Forbrenningsluften målte 65°C, omdreiningstallet var 3500, og motoren arbeidet jevnt.
Drivstoffet ble deretter endret til 80 % denaturert etanol. Drivstofftrykket ble opprettholdt på 345 kPa. Temperaturen i forbrenningsluften ble målt til 67°C, omdreiningstallet sank til 3300, og motoren arbeidet jevnt.
Etter 10 min. ble drivstoffet endret til 70 % denaturert etanol. Temperaturen i forbrenningsluften steg til 70°C, omdreiningstallet steg til 3500, og motoren arbeidet jevnt.
Etter 10 min. ble drivstoffet endret til 60 % denaturert etanol. Temperaturen i forbrenningsluften steg til 73°C, omdreiningstallet avtok til 3300, og motoren arbeidet jevnt.
Etter 10 min. ble drivstoffet endret til 50 % denaturert etanol. Temperaturen i forbrenningsluften steg til 74°C, omdreiningstallet avtok til 3100, og motoren arbeidet jevnt.
Etter 10 min. ble drivstoffet endret til 45 % denaturert etanol. Temperaturen i forbrenningsluften holdt seg på 74°C, omdreiningstallet avtok til 3100, og motoren arbeidet jevnt.
Etter 10 min. ble drivstoffet endret til 40 % denaturert etanol. Temperaturen i forbrenningsluften steg til 76°C, og omdreiningstallet avtok til 2900. På dette tidspunkt skjedde det av og til ettertenning i motoren. 50 % denaturert etanol ble da benyttet som primærdrivstoff, og "by-pass"-ledningen til varmeveksleren ble stengt. Temperaturen i forbrenningsluften steg til 160°C, og steg i løpet av de neste minutter til 170°C. Omdreiningstallet øket til 400 omdr./min. og motoren arbeidet jevnt.
En annen rekke forsøk ble utført med motoren regulert til å arbeide ved 3500 omdr./min. og med varmeveksleren fjernet. Motoren ble startet med 100 % etanol som drivstoff, og så snart temperaturen i den tilførte luften ved innsprøytnings-enheten hadde steget til omtrent 50°C ble drivstoffet endret til 50 % etanol, og motoren arbeidet jevn. Lufttemperaturen steg til 70°C, der den stabiliserte seg. Motoren ble stanset, startet på nytt, og fortsatte å arbeide jevnt. Ved regulering og åpning av luftinntaket kunne omdreiningstallet økes til over 4000. Ved å lukke luftinntaket noe kunne omdreiningstallet minskes til 1500. Ved begge områder for omdreiningstall arbeidet motoren jevnt, og ble stanset og startet på nytt uten problemer, og fortsatte å arbeide jevnt.
Omdreiningstallet til en motor kan ved bruk av fremgangsmåten i henhold til den foreliggende oppfinnelse reguleres ved regulering av mengden av luft som strømmer inn i forbrenningsrommet. I en konvensjonell bensinmotor reguleres motorens omdreiningstall ved regulering av mengden av bensin som tilføres forbrenningsrommene.
Gassformede drivstoffer slik som metan, etan, butan eller naturgass og lignende kan flytendegjøres og erstatte etanol og metanol til bruk i den foreliggende oppfinnelse.
Den foreliggende oppfinnelse kan også anvendes i jetmotorer, som er en annen form for forbrenningsmotor.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor, for å utvikle tilnærmet så mye energi som det samme volum av bensin, idet forbrenningsmotoren er istand til å arbeide i et bestemt område av antall omdr. pr. minutt og har ett eller flere forbrenningsrom samt en forgasser eller et innsprøytningssystem for blanding av drivstoffet og luft og for å føre blandingen inn i forbrenningsrommet eller -rommene, karakterisert ved at luften forvarmes for forbrenning, og at den forvarmede luften innføres i forgasseren eller innsprøytningssystemet, at det vannholdige drivstoff tilføres forgasseren eller innsprøytningssystemet for å blandes med forbrenningsluften, idet drivstoffet omfatter vann fra 20 volum% til 70 volum% av det samlede volum av drivstoffet, samt et karbonholdig drivstoff valgt fra gruppen som består av etanol, metanol, bensin, dieselolje og parafin eller blandinger av disse, og at det vannholdige drivstoff og forbrenningsluften innføres og forbrennes i forbrenningsrommet eller -rommene i nærvær av en hydrogenproduserende katalysator, for drift av motoren.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat drivstoffet omfatter vann fra 20 volum% til 50 volum% av det samlede volum av drivstoffet.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat det karbonholdige drivstoff er valgt fra gruppen som består av etanol, metanol og bensin, eller blandinger av disse.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat forbrenningsluften først oppvarmes av en varmeinnretning og deretter oppvarmes av varme fra varme eksosgasser fra motoren etter at motoren er satt i drift.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat katalysatoren er valgt fra gruppen som består av platina, en platina-nikkel-legering og edelmetaller.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat katalysatoren er platina
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat luften forvarmes til en temperatur i området 177°C - 204°C før den kommer inn i forgasseren.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat luften forvarmes til en temperatur i området 50°C - 70°C før den kommer inn i innsprøytningssystemet.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat det vannholdige drivstoffet tilføres forgasseren eller innsprøytningssystemet ved omgivelsestemperatur.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat antall omdr. pr. minutt reguleres ved regulering av luftstrømmen inn i forgasseren eller innsprøytningssystemet.
NO922007A 1989-11-22 1992-05-21 FremgangsmÕte ved forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor NO305289B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US44022489A 1989-11-22 1989-11-22
PCT/US1990/006395 WO1991007579A1 (en) 1989-11-22 1990-11-05 Aqueous fuel for internal combustion engine and method of combustion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO922007D0 NO922007D0 (no) 1992-05-21
NO922007L NO922007L (no) 1992-07-22
NO305289B1 true NO305289B1 (no) 1999-05-03

Family

ID=23747935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO922007A NO305289B1 (no) 1989-11-22 1992-05-21 FremgangsmÕte ved forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor

Country Status (22)

Country Link
EP (1) EP0431357B1 (no)
JP (1) JP3233630B2 (no)
KR (1) KR0140975B1 (no)
CN (2) CN1098765A (no)
AT (1) ATE137529T1 (no)
AU (2) AU654941B2 (no)
BR (1) BR9007865A (no)
CA (1) CA2029654C (no)
CZ (1) CZ282364B6 (no)
DE (1) DE69026797T2 (no)
DK (1) DK0431357T3 (no)
ES (1) ES2088942T3 (no)
FI (1) FI922307A0 (no)
GR (1) GR3020480T3 (no)
MX (1) MX172598B (no)
NO (1) NO305289B1 (no)
PL (1) PL165835B1 (no)
RU (1) RU2085756C1 (no)
SG (1) SG43320A1 (no)
SK (1) SK549090A3 (no)
WO (1) WO1991007579A1 (no)
ZA (1) ZA908921B (no)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0140975B1 (ko) * 1989-11-22 1998-07-01 더블유. 군너만 루돌프 내연기관용 수성연료와 그 연소방법
CN1055982C (zh) * 1993-10-27 2000-08-30 J·莱尔·金特 水蒸汽--空气蒸汽机
EP0682101A1 (de) * 1994-03-17 1995-11-15 Gerhard Auer Wasser-Krafstoffemulsion für Brennkraftmaschinen
DE19632179A1 (de) 1996-08-09 1998-02-12 Ludo De Ir Clercq Brennkraftmaschine mit erweitertem Arbeitszyklus
JP2001508117A (ja) 1997-01-16 2001-06-19 クラリアント・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 燃料−水−エマルジョン
US6074445A (en) * 1997-10-20 2000-06-13 Pure Energy Corporation Polymeric fuel additive and method of making the same, and fuel containing the additive
CN1127557C (zh) * 1999-07-01 2003-11-12 霍尔多托普索埃公司 醇连续脱水制备用于柴油发动机燃料的醚和水
CN2520456Y (zh) * 2002-02-01 2002-11-13 潘伟标 水分解合成燃料用燃烧装置
JP2007526363A (ja) * 2004-02-09 2007-09-13 オー2ディーゼル コーポレーション ディーゼル酸化触媒と合わせてエタノール/ディーゼル燃料を使用する、ディーゼルエンジン排気からの粒子状物質の排出を減少させる方法
CN1293170C (zh) * 2004-08-18 2007-01-03 吉林大学 乙醇柴油混和燃料及助溶剂配方
KR100812423B1 (ko) * 2006-12-13 2008-03-10 현대자동차주식회사 연료 중의 에탄올 농도 계산 방법 및 그 장치
CN101168684A (zh) * 2007-11-01 2008-04-30 姜万兴 乳化油
KR20130105307A (ko) * 2010-08-17 2013-09-25 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 수분 유입방지를 위한 엔진 보호 장치
PL2643438T3 (pl) * 2010-11-25 2018-01-31 Gane Energy & Resources Pty Ltd Proces zasilania silnika o samoczynnym zapłonie
RU2674168C2 (ru) * 2012-03-21 2018-12-05 МЭЙМАН РИСЕРЧ, ЭлЭлСи Двигатель внутреннего сгорания, использующий в качестве топлива смесь на основе воды, и способ его работы
GB201316775D0 (en) * 2013-09-20 2013-11-06 Rosen Ian K Internal combustion engines
BR112016024767A8 (pt) * 2014-04-23 2017-12-19 Fan Pinliang método para fazer um veículo de motor a gasolina funcionar à base de uma mistura de álcool e água como combustível, módulo de controle, veículo híbrido e método de conversão
DE102018217759A1 (de) * 2018-10-17 2020-04-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung von Wasser in Kraftstoff
CN109859582A (zh) * 2019-03-20 2019-06-07 西北农林科技大学 一种基于斯特林热机的燃烧焓测定实验教具及其测定方法
CN113914974B (zh) * 2020-07-08 2023-02-03 长城汽车股份有限公司 一种降低氮氧化物排放的方法、装置和汽车
CN114032123A (zh) * 2021-11-24 2022-02-11 孺子牛新能源科技有限公司 一种高比例甲醇柴油添加剂及其使用方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB205582A (en) * 1922-07-21 1923-10-22 Percy Lennox Improvements in or relating to inflammable vaporisable liquid fuels
GB669037A (en) * 1940-12-19 1952-03-26 Standard Oil Dev Co Improved motor fuels
US2460700A (en) * 1947-07-01 1949-02-01 Leo Corp Method of operating an internal-combustion engine
US4048963A (en) * 1974-07-18 1977-09-20 Eric Charles Cottell Combustion method comprising burning an intimate emulsion of fuel and water
GB2057563B (en) * 1979-08-23 1983-10-26 Ricardo Consulting Engs Ltd Catalytic combustion engines
US4333739A (en) * 1979-10-23 1982-06-08 Neves Alan M Blended ethanol fuel
US4476817A (en) * 1980-09-25 1984-10-16 Owen, Wickersham & Erickson, P.C. Combustion and pollution control system
JPS58208387A (ja) * 1982-05-31 1983-12-05 Furuhashi Kiyohisa アルコ−ル燃料添加剤及びその製法
DE3401143C2 (de) * 1983-03-12 1986-08-07 Forschungsgesellschaft für Energietechnik und Verbrennungsmotoren mbH, 5100 Aachen Verfahren und Vorrichtung zur Einbringung eines flüssigen Mediums in den Arbeitsraum einer Verbrennungskraftmaschine
US4594991A (en) * 1983-10-06 1986-06-17 Richard Harvey Fuel and water vaporizer for internal combustion engines
NO864988D0 (no) * 1986-12-10 1986-12-10 Dyno Industrier As Oppgradering av tunge voksholdige oljefraksjoner til bruk som lette fyringsoljer eller dieseloljer samt oppgraderte oljer.
EP0312641A1 (en) * 1987-10-23 1989-04-26 "Harrier" Gmbh Gesellschaft Für Den Vertrieb Medizinischer Und Technischer Geräte Method for mixing fuel with water, apparatus for carrying out the method and fuel-water mixture
KR890017344A (ko) * 1988-05-03 1989-12-15 서규석 유수(油水)혼합 자동차 연료유의 제조방법
KR0140975B1 (ko) * 1989-11-22 1998-07-01 더블유. 군너만 루돌프 내연기관용 수성연료와 그 연소방법
WO1992007922A1 (en) * 1990-11-05 1992-05-14 Gunnerman Rudolf W Aqueous fuel and combustion method for engines

Also Published As

Publication number Publication date
AU6337594A (en) 1994-07-21
AU654941B2 (en) 1994-12-01
SK280027B6 (sk) 1999-07-12
WO1991007579A1 (en) 1991-05-30
CN1098765A (zh) 1995-02-15
ES2088942T3 (es) 1996-10-01
CA2029654C (en) 1999-02-23
SK549090A3 (en) 1999-07-12
FI922307A (fi) 1992-05-21
EP0431357B1 (en) 1996-05-01
MX172598B (es) 1994-01-03
CA2029654A1 (en) 1991-05-23
DE69026797D1 (de) 1996-06-05
RU2085756C1 (ru) 1997-07-27
FI922307A0 (fi) 1992-05-21
PL165835B1 (pl) 1995-02-28
CN1051928A (zh) 1991-06-05
DK0431357T3 (da) 1996-07-29
JP3233630B2 (ja) 2001-11-26
SG43320A1 (en) 1997-10-17
GR3020480T3 (en) 1996-10-31
AU6730290A (en) 1991-06-13
ZA908921B (en) 1991-09-25
ATE137529T1 (de) 1996-05-15
BR9007865A (pt) 1992-09-08
NO922007L (no) 1992-07-22
KR0140975B1 (ko) 1998-07-01
NO922007D0 (no) 1992-05-21
CZ549090A3 (en) 1993-07-14
EP0431357A1 (en) 1991-06-12
JPH05502920A (ja) 1993-05-20
PL287705A1 (en) 1991-10-21
DE69026797T2 (de) 1996-09-05
CZ282364B6 (cs) 1997-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO305289B1 (no) FremgangsmÕte ved forbrenning av et vannholdig drivstoff i en forbrenningsmotor
US5156114A (en) Aqueous fuel for internal combustion engine and method of combustion
US20200003161A1 (en) Carbureted engine having an adjustable fuel to air ratio
EP0102956A1 (en) METHOD FOR OPERATING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH ALTERNATIVE FUELS, AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE FOR ALTERNATIVE FUELS.
BRPI0703981A2 (pt) sistema de motor de combustão interna
USRE35237E (en) Aqueous fuel for internal combustion engine and method of combustion
GB2290348A (en) Engine supplied with vaporised secondary fuel
Davis et al. The development and performance of a high blend ethanol fueled vehicle
EP0209550B1 (en) Additional liquid fuel vaporizer for internal combustion engine
WO1992007922A1 (en) Aqueous fuel and combustion method for engines
Varde et al. A comparison of burn characteristics and exhaust emissions from off-highway engines fueled by E0 and E85
PT97742B (pt) Processo para efectuar a combustao de um combustivel aquoso num motor de combustao interna
Kurniawan et al. The Influence of Air Fuel Ratio on the Performances and Emissions of a SINJAI-150 Bioethanol Fueled Engines
NZ250641A (en) Combusting aqueuos fuel in i.c. engine using hydrogen-producing catalyst and high voltage spark
IE911726A1 (en) Aqueous fuel for internal combustion engine and method of combustion
Yousufuddin et al. Performance evaluation of a hydrogen-ethanol fuelled engine
Fueled 2004-28-0045 A Comparison Of Burn Characteristics And Exhaust Emissions From Off-Highway Engines Fueled By EO And E85 Keshav S. Varde and Christopher P. Clark
Sun Low Emission Propane-Fueled Lawn and Garden Engines
Barman Performance of a compression ignition engine using LPG-diesel dual fuel
Han An Experemental Study on Performance Characteristics of a Hydrogen Fuelled Spark Ignition Engine
MacHardy co-operation and assistance rendered by its staff, and for the use of its facilities
Irick Investigation and demonstration of a rich combustor cold start device for alcohol-fueled engines