DE2303712A1

DE2303712A1 - Verfahren und einrichtung zur kraftstoffversorgung von verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2303712A1
Application number: DE2303712A
Authority: DE
Inventors: Andre Alfred Malherbe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-27
Filing date: 1973-01-26
Publication date: 1973-08-02
Also published as: JPS4883222A; FR2169492A5; CA1009914A; BE794384A; ES410957A1; IT998085B; GB1385443A; US3847125A; CH577628A5

Description

DipL-Ing. Friedridi Köhne

P a t R η t λ η w a 11
E[KoIn 1 / Pc3tr£ch2?0265

24. Jan. 1973

Anmelder

Andre Alfred Malherbe
81, rue Pasteur

F - 59 Waziers / Frankreich

"Verfahren und Einrichtung zur Kraftstoffversorgung von Verbr ennung skr aftmas chinen"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Kraftstoffversorgung von Verbrennnungskraftmaschinen, vorzugsweise von Automobilmotoren, zur Erzielung sauberer, umweltfreundlicher Abgase, Anwendungsbereich der Erfindung ist also das gesamte Gebiet der Verbrennungskraftmaschinen, die strengen Abgasbestimmungen unterworfen sind, um einer Umweltverschmutzung entgegenzutreten und unschädliche Abgase zu erhalten·

309831/1006

Zur Kraftstoffversorgung von Verbrennungskraftmaschinen werden üblicherweise ein oder mehrere Vergaser oder Einspritzpumpen bzw. Einrichtungen zum direkten oder indirekten Einspritzen von Brennstoff verwendet,' die dazu bestimmt . sind, der von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft eine bestimmte dosierte Menge an Kraftstoff entsprechend dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine bzw· des Motors beizumischen· Eine vollständige exakte Dosierung des Kraftstoffes in allen Betriebszuständen kann nur durch außerordentlich komplizierte Vorrichtungen bzw· Anlagen erhalten werden, die infolgedessen hohe Herstellungskosten erfordern und die schwierig einzustellen sind und die außerdem die Neigung haben, sich während des Betriebs,, sei es durch Abnutzung oder andere Einflüsse, zu verstellen. Aus diesem Grunde ist in der Praxis die Dosierung des Kraftstoffes selten exakt angepaßt an den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine, so daß die Abgase infolgedessen eine nicht zu vernachlässigende, vielfach sehr erhebliche Menge von schädlichen, umweltverschmutzenden Anteilen enthalten, wie beispielsweise Kohlenoxide, Kohlendioxide, verschiedene Stickstoffoxide und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, weiterhin Bleitetraäthyl und weitere Additive, die in den Kraftstoffen enthalten sind, die aber nicht an der Verbrennung teilnehmen.

Um zu vermeiden, daß in Zukunft die schädlichen Wirkungen der Abgase Überhand nehmen, sind neuerdings Bestimmungen erlassen worden, denen alle in Zukunft hergestellten und auf den Markt

309831/1008

gebrachten Kraftfahrzeuge entsprechen müssen· Unter den zahlreichen bisher vorgeschlagenen Systemen zur Vermeidung schädlicher Abgase sind nur wenige, die in der Lage sind, diese Bestimmungen zu erfüllen, in jedem Falle aber sind diese wenigen Systeme allesamt so kompliziert in ihrer Konstruktion, daß aufgrund dieses Nachteiles eine erhebliche Kostensteigerung zu erwarten ist. Außerdem wird entweder die Leistung oder der Kraftstoffverbrauch dieser zukünftigen Kraftfahrzeuge nachteilig beeinflußt.

Der Erfindung liegt dem gegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Kraftstoffversorgung von Verbrennungskraftmaschinen zu schaffen, wodurch nicht nur eine einfache Arbeitsweise und geringe Kosten verursacht werden, sondern wodurch sich günstigere Abgaswerte ergeben, wie sich in zahlreichen amtlichen Versuchen und Prüfungen gezeigt hat, als sie von den verschiedenen inkraft befindlichen Bestimmungen oder zukünftig zu erwartenden Bestimmungen gefordert werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Beschleunigung und bei Teillast, insbesondere im Drehzahlbereich des größten Drehmomentes, der Verbrennungskraftmaschine ein trocknes, i dosiertes Kraftstoff gemisch zugeführt wird, welches durch Vergaserwirkung in einen von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luftstrom eingebracht und vorbereitet, anschließend in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl durch Zentrifugalwirkung getrocknet, dabei der evtl. ausgeschiedene Kraftstoffteil wiedergewonnen und im

309831/1006

Kreislauf zurückgeführt sowie der gesammelte Teil von Verunreinigungen ausgeschieden wird, daß im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine nur ein separat vorbereitetes, mengenmäßig vorbestimmtes, gasförmiges Kraftstoffgemisch mit einem geringen Anteil an Primärluft zugeführt wird, welches vor dem Zuführen, zua Beispiel durch Abgase, vorgewärmt und dem schließlich eine bestimmte Menge Sekundärluft zugegeben wird, und daß während eines Bremsvorganges bzw· einer Geschwindigkeits- oder Drehzahlverringerung die Kraftstoffversorgung zu der Verbrennungskraftmaschine unterbrochen und deren Einlaß mit dem Auslaß verbunden ±χ&χς±κχ wird.

Eine vorteilhafte Einrichtung bzw. Vorrichtung zur Durchführung dieses vorbeschriebenen Verfahrens wird dadurch geschaffen, daß eine Hauptvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu bestimmt ist, die Verbrennungskraftmaschine bei Beschleunigung, Vollast und bei Teillast, insbesondere im Drehzahlbereich des größten Drehmomentes, mit Kraftstoff zu versorgen, welche ferner in Ströraungsrichtung gesehen nacheinander an sich bekannte Mittel zum Vergasen des Kraftstoffes in der von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft aufweist, ferner geststehende Organe zum Trocknen des vorbereiteten Kraftstoffgemisches durch . Zentrifugalwirkung in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit, und schließlich angeschlossene Mittel zum Sammeln und Zurückführen evtl. ausgeschiedener Kraftstoffteile in Kreislauf some äsum Ausscheiden von gesammelten Verunreinigungen, das ferner eine Hilfsvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu bestimmt ist₉ die Verbrennungskraftmaschine im Leerlauf mit Kraftstoff

309831/1006

zu versorgen, welche derart ausgestaltete Mittel aufweist, daß ein Kraftstoffgemisch aus einer vorbestimmten Kraftstoffmenge und einem geringen Anteil an Primärluft gebildet wird, welche ferner Mittel zum Vorwärmen dieses Gemisches, zum Beispiel durch Abgase der Verbrennungskraftmaschine, aufweist, und welche ferner Mittel zum ergänzenden Zuführen einer ebenfalls vorgewärmten bestimmten Menge an Sekundärluft zu dem Gemisch besitzt, und daß eine Steuervorrichtung vorhanden ist, welche einerseits eine während des Beschleunigen sich öffnende Drosselklappe aufweist, welche so eingerichtet ist, daß sie die Verbindung zwischen der Hauptvorrichtung und dem Einlaß der Verbrennungskraftmaschine schließen kann, wobei die Steuervorrichtung zum anderen ein automatisches Dreiwegeventil besitzt, welches so eingerichtet ist, daß eine ärLeitung, welche in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drosselklappe mündet, wahlweise mit der Hilfsvorrichtung verbunden werden kann, oder wenn die Drosselklappe geschlossen ist und sich dabei die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine in einem Bereich oberhalb einer bestimmten Grenze befindet, eine Verbindung mit dem Auslaß der Verbrennungskraftmaschine erfolgt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und insbesondere aus den Ansprüchen 3 bis 12.

Durch die Erfindung werden im wesentlichen folgende Vorteile erzielt. Bei einer einfachen Wirkungsweise und einer einfachen

309831/1006

baulichen Gestaltung ist es möglich, eine Verbrennungskraftmaschine während aller ihrer Betriebszustände jeweils ein Kraftstoffgemisch zuzuführen, dessen Dosierung genau dem jeweiligen Bedarf entspricht; demgemäß kann bei Beschleunigung, gegebenenfalls bei Vollast oder auch bei Teillast, insbesondere im Drehzahlbereich der Verbrennungskraftmaschine entsprechend dem maximalen Drehmoment, ein Gemisch zugeführt werden, welches automatisch selbst in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit dosiert wird, so daß dieses Gemisch genau den Bedingungen der Arbeitsweise der Verbrennungskraftmaschine entspricht; zum anderen erhält die Verbrennungskraftmaschine im Leerlauf ein Kraftstoffgemisch, welches vollständig trocken ist und für alle Fälle des Leerlaufes dosiert ist. Weiterhin wird durch die Erfindung erreicht, daß während der Zeiträume, in denen die Drehzahl verringert, zum Beispiel ein Kraftfahrzeug abgebremst wird, die Kraftstoffversorgung der Verbrennungskraftmaschine vollständig unterbrochen bzw· abgeschaltet wirdj gerade in diesen Betriebszuständen tritt bisher ein unnützer Verbrauch von Kraftstoff auf und infolgedessen ergeben sich dann besonders starke schädliche Abgase. Dennoch wird eine Bremswirkung der Verbrennungskraftmaschine erhalten, und zwar wird diese durch die teilweise Zurückführung der Austrittsgase gewährleistet. Insgesamt gesehen ergibt die Erfindung nicht nur eine wesentliche Verringerung der schädlichen Abgase über alle Betriebsbereiche der Verbrennungskraftmaschine gesehen, sondern auch noch eine deutliche Verringerung an Kraftstoffverbrauch.

309831 / 1008

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Verbrennungskraftmaschine, welche mit einer erfindungsgemäßen Installation zur Verhinderung schädlicher Abgase ausgestattet ist,

Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig· I in vergrößertem Maßstab und im Längsschnitt gemäß Schnittlinie II - II in Fig. 3,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 2, Fig. 4 eine Seitenansicht gemäß Pfeil IV in Fig. 2 und

Fig. 5 eine elektrische Steuerschaltung zu der Installation.

/eine

Fig. 1 zeigt im Schema „und in Draufsicht Verbrennungskraftmaschine 1, welche mit Einlaßrohrstutzen 2 und einem Sammelrohr 3 für die Abgase versehen ist. Die erfindungsgemäße Installation umfaßt im wesentlichen ein Element 10, welches unmittelbar auf einem Kragen bzw. Flansch des EinlaßrohrStutzens 2 angeordnet ist. Dieses Element ist mit einer Beschleunigungssteuerung 5 ausgestattet. Das Element 10 ist ferner zum einen Tail mittels eines Anzapfrohres 6 mit dem Sammelrohr 3 für

309831/1006

die Abgase verbunden und zum anderen Teil an einen tachometrisehen Kommutator 7 angeschlossen, der auf dem Wellenende einer Lichtmaschine bzw. eines Wechselstromgenerators 8 angeordnet ist. Der Anschluß erfolgt mittels einer Stromleitung 9, während die anderen elektrischen Verbindungen mit der Masse und dem positiven Pol der Batterie durch die üblichen entsprechenden Symbole dargestellt sind.

Das Elelfeent 10 ist im einzelnen in den Fig. 3 und 4 dargestellt, und zwar im Horizontalschnitt und in Ansicht. Dieses Element weist im wesentlichen die Form eines zylindrischen Fläschgehäuses 20 auf, welches eine geringe Hohe besitzt und zwischen einem üblichen vereinfacht gezeichneten Vergaser 11 einerseits und dem Endflansch 12 des EinlaßrohrStutzens 2 andererseits eingesetzt ist. Dieses Flasischgehäuse besteht im wesentlichen aus einer rohrartigen Wandung 21 und ist einmal durch einen Boden 22 aus gleichem Material begrenzt (Fig. 2). Dieser Boden ist unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes auf dem Flansch 12 befestigt. Am anderen Ende ist die rohrartige Wandung 21 mit ein@ia abnehmbaren Deckel 23 versehen, und zwar erfolgt die Befestigung unter Zwischenschaltung eines Dichtungsringes auf dem nach außen ragenden Endflansch 24 der rohrartigen Gehäusewaiidiaag 21. Auf dem Deckel 23 ist der Gehäusekörper 13 des Vergasers 11 mit Hilfe von einschraubbaren Bolzen 14 befestigt. Der Vergaser 11 weist ein Venturirohrteil 15 auf, das seinerseits mit einer üblichen Vergaserdüse 16 ausgestattet ist.

309831/1006

Dieses Venturirohrteil 15 mündet an einem Anechlußteil eines Einlasses 25, welcher koaxial durch Bohrung in dem Deckel 23 gebildet ist. Der Boden 22 des Gehäuses 20 besitzt seinerseits einen nach innen ragenden ringförmigen Ansatz 26, der einen Auslaß 27 begrenzt. Dieser Auslaß 27 befindet sich koaxial zu dem Anschlußteil des Einlasses 25 und besitzt im wesentlichen den gleichen Durchmesser. Dieses Anschlußteil des Auslasses 27 wird diametral von einer Achse 28 durchquert, auf welcher eine Drosselklappe 29 sitzt und welche von der Steuerung des Beschleunigers 5 betätigt wird· Die Drosselklappe ist so ausgebildet, daß sie in der Lage ist, den Auslaß 27 dicht abzuschließen.

Im Innern des Planschgehäuses 20 sind weitere wesentliche Organe der Zufuhreinrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen. Diese erfxndungsgemaße Einrichtung tritt in Tätigkeit, wenn der Motor bzw. die Verbrennungskraftmaschine in gewissen nachfolgend noch näher erläuterten Bereichen arbeitet oder beim Beschleunigen, um die Dosierung zu korrigieren und eine ordnungsgemäße saubere Mischung des Brennstoffes zu gewährleisten, welche durch den Vergaser 11 aufbereitet wird. Diese Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Gesamtheit von feststehenden Organen 30* Darin sind einmal ein Bauteil mit elastisch deformierbaren Schaufeln 31 enthalten, welches in dem Anschlußteil des Einlasses 25 angeordnet und mit einem sich nach unten erweiternden Schlauchstück 32 fest verbunden ist. Zum anderen ist eine ringförmige Rinne 33 vorgesehen, die auf dem nach innen ragenden Vorsprung 26 des Auslasses 27 befestigt ist, und zwar unterhalb

309831/1008

des freien Endes des Schlauchstückes 32. Diese vorgehend erläuterten Organe bestehen vorzugsweise aus Kunststoff.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung besitzt das schaufelartige Bauteil 31 vier radial verlaufende Schaufeln bzw. Flügel. Jede dieser Schaufeln umfaßt ein vorderes Teil,, welches in axialer Richtung fest mit dem oberen Ende des Scha-L'uchstückes 32 verbunden ist, sowie ein nabenartiges Mittelteil und schließlich ein rückwärtiges freies, gebogenes und vorzugsweise profiliertes Teil. Die verschiedenen Schaufeln 31 dieses vorerläuterten Bauteiles sind vorzugsweise in dem gleichen Sinne gebogen, und zwar in der Weise, daß der Mischung des Brennstoffes, die durch den Einlaß 25 tritt, eine schraubenförmige Bewegung erhält. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die freien und gebogenen Teile der Schaufeln 31 dieses Bauteiles derart elastisch verformbar, daß sie sich in dem Maße absenken bzw. geraderichten können, in dem Maße die Geschwindigkeit des Brennstoff gemisches größer wird. Daru/ais folgt, daß das Gemisch einer Zentrifugation unterworfen wird, dessen Intensität in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit geringer wird, und zwar einer Gesetzmäßigkeit folgend, die durch das Profil und die Biegsamkeit der Schaufeln dieses Bauteiles bestimmt wird. Bei größeren Geschwindigkeiten werden die Schaufeln im wesentlichen in Strömungsrichtung gebracht und wirken infolgedessen praktisch nicht «ehr auf die Strömung des Gemisches ein.

309831/1006

Aufgrund dieser Zentrifugation werden die dichteren Teilchen des Brennstoffgemisches, vor allem die Staubteilchen und andere Verunreinigungen, die sich in Suspension in dem Gemisch befinden, sowie die feinen Tröpfchen des nicht vergasten Brennstoffes, nach dem Schlauch 32 hin herausgeworfen, von wo sie an der Innenwandfläche dieses Schlauches nach unten herabrieseln bis sie in die Rinne 33, die die Aufgabe eines Sammlers übernimmt, herabfallen, Der Außenrand dx3ser Rinne ist vorteilhafterweise leicht nach innen umgebogen· Die schwereren der gesammelten Teilchen fallen in den ringförmigen tiefer gelegenen Raum 34, der von dem Boden 22 des Gehäuses 21 gebildet wird und welcher die Aufgabe eines vorübergehenden Reservoirs übernimmt. Schließlich bildet der ringförmige Zwischenraum, welcher dem Schlauch 32 umgibt, eine Beruhigungskammer, die unter geringem Unterdruck steht, wodrfuch vermieden wird, daß die in dem Sanunelraum 34 gesammelten schweren Teile des Brennstoffgemisches wieder angesaugt werden·

Diese schweren Teilchen können auf verschiedene Weise wiedergewonnen und im Kreislauf zurückgeführt werden. Einmal ist es möglich, den Sammelraum 34 direkt mit einer Öffnung 17 zu verbinden, die im Bereiche des Halses des Venturirohres 15 vorgesehen ist, wobei die Verbindung mittels eines Rohres 36 erfolgen kann; das Rohr 36 arbeitet dann nach Art eines Siphons. Auf diese Weise wird eine fast sofortige Zurückführung des gesammelten Brennstoffes gewährleistet. Auf diese Weise kann sogar bei einem geringeren Druck auf den Beschleuniger,(Gashebel) eine Antriebsverbesserung bezüglich des Motors erreüit

309831 / 1006

werden, was zu einen wirtschaftlichen Verbrauch führt, ohne daß eine Leistungsverminderung eintritt. Die Zurückführung #es gesammelten Kraftstoffes kann auch in anderer Weise durchgeführt werden. So kann man den Sammelraum 34 mittels eines ebenfalls als Siphon wirkenden Rohres 37 mit einem dichten ReEipienten 38 verbinden (Fig. 2), wobei das betreffende Ende des Rohres 37 bis etwa zum Boden des Rezipienten geführt ist. Der obere Raum des Rezipienten kann dann mittels eines Ansaugrohres 39 an die beschriebene Öffnung 17 angeschlossen werden. Vorteilhafterweise ist das in den Rezipienten hineinragende Ende des Ansaugrohres 39 mit einem Filter oder mit einem Saugkopf versehen. Xn diesem letzteren Falle kann der in dem. Rezipienten 38 gesammelte Brennstoff unmittelbar von dem Vergaser 11 wieder benutzt bzw. verarbeitet werden, sobald der Flüssigkeitsspiegel in dem Rezipienten soweit angestiegen ist, daß sie die Hündung des Ansaugrohres 39 erreicht. Vorteilhafterweise wird dieser Brennstoff zunächst filtriert und sodann zu dem Brennstoff- bzw. Kraftstoffvorratsbehälter zurückgeführt, wodurch eine Durchkreuzung bzw. Beeinflussung der Arbeitsweise des Vergasers vermieden wird.

Wenn sich der Motor bzw. die Verbrennungskraftmaschine in der Drehzahl verlangsamt und wenn das Pedal des Beschleunigers, einfacher ausgedrückt das Gaspedal, völlig entlastet ist, so wird damit ein dichter Verschluß des Anschlußteiles des Auslasses 27 mittels der Drosselklappe 29 ermöglicht, so daß die Hauptvorrichtung für die Kraftstoffzufuhr außer Betrieb ge-

309831/1006

setzt ist. Unter diesen Bedingungen wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Brennstoffbzw. Kraftstoffgeraisch mittels einer Hilfszufuhrvorrichtung 40 der Verbrennungskraftmaschine zugeführt, die nachfolgend beschrieben werden soll.

Diese Hilfsvorrichtung weist eine Kammer 41 auf, die in ein seitliches aus dem Flanschgehäuse 20 herausragendes Bauteil eingearbeitet ist und die normalerweise mit einer Leitung 43 verbunden ist, die ihrerseits an einer Öffnung 44 des Anschlußteiles des Auslasses 27 mündet, und zwar in Stromrichtung gesehen hinter der geschlossenen Drosselklappe 29. Weiterhin steht die Kammer 21 unter Zwischenschaltung einer Sekundärluftdüse 45 frei mit der At-mosphäre in Verbindung. Zum anderen besteht eine Verbindnng mit einem Kanal 46, der in das vorspringende Bauteil 42 eingearbeitet ist und teilweise von einer Regelschraube 47 verschlossen ist. An der Bohröffnung des Kanals 46 ist eine Rohrleitung 48 angeschlossen, die mit dem anderen Ende zu einem Anschluß 18 führt, der seinerseits in Verbindung mit einer üblichen Leerlaufdüse innerhalb des Vergasers 11 in Verbindung steht. Im Zuge dieser Rohrleitung 48 sind Heizmittel vorgesehen, wie beispielsweise in Form von Rohrwindungen 49, die das Anzapfrohr 6 umgeben, welches wie Beschrieben an das Sammelrohr für die Abgase angeschlossen ist. Statt dessen kann auch eine elektrische Heizvorrichtung 49* mit Widerstandsheizung vorgesehen werden, wie in Fig. 4 im Schema dargestellt ist.

309831/1006

Die Hilfsvorrichtung zur Kraftstoffzufuhr, die vorhergehend erläutert worden ist, arbeitet wie folgt: Die Leedaufdüse '■ des Vergasers 11 ist so gewählt, daß sie ein sehr kraftstoffreiches bzw· fettes Gemisch erzeugt· Dieses Gemisch wird zu Anfang durch die Rohrschlange 49 oder durch den Heizwiderstand 49^f bis zu einer Temperatur erhitzt, die genügend hoch ist, um eine vollständige Verdampfung des Kraftstoffes hervorzurufen. Die Regelschraube 47 gestattet, die so erhaltene geringe Menge des erwärmten Gasgemisches einzustellen. Durch Wirkung· der Vergaserdüse 45 wird eine verhältnismäßig große Menge von frischer Sekundärluft hinzugefügt, so daß ein Kraftstoff gemisch für den Leerlauf des Motors entsteht. Dieses Gemisch wird der Verbrennungskraftmaschine unter Zwischenschaltung der Kammer 41, der Leitung 43 über die unterhalb der geschlossenen Drosselklappe 29 befindliche Öffnung 44 zugeführt. Die Verbrennungskraftmaschine erhält auf diese Weise ein brennbares Kraftstoffgemisch ohne jede flüssige Teile bzw. ohne Kraftstofftröpfchen. Die Verbrennungskraftmaschine kann also gleichmäßig umlaufen, und es ist praktisch nicht nur die Gefahr ausgeschlossen, daß Brennstoffteile vor dem Einlaß kondensieren, sondern es wird bei stoß- bzw. ruckfreier Arbeitsweise auch ein Ausstoß von unverbrannten Abgasen vermieden, die umweltverschmutzend wirken würden.

Wenn die Verbrennungskraftmaschine im Teillastbereich, insbesondere im Drehzählbereich des maximalen Drehmomentes, oder im Beschleunigungsbereich arbeitet, wird die Zufuhr des Leerlauf-

309831/10 0 6

gemisches durch die beschriebene Hilfsvorrichtung 40 nicht unterbrochen, sondern lediglich vermindert, und zwar aufcjrund der Tatsache, daß der in dem Einlaßrohrstutzen 2 vorherrschende Unterdruck verringert wird. Dies bringt keiner-lei Nachteile mit sich, weil die Hilfsvorrichtung für die Kraftstoffzufuhr nur eine begrenzte Menge eines Kraftstoffgeraisches in reiner Gasform abgibt·

Zum anderen kann nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die weitere Zufuhr des Leerlaufgemisches zu der Verbrennungskraftmaschine vollständig unterbrochen werden, und zwar während der Zeit eines plötzlichen Abbremsvorganges, das heißt wenn die Drosselklappe 29 geschlossen ist und sich die Verbrennungskraftmaschine noch mit einer Geschwindigkeit bzw· Drehzahl dreht, die erheblich über der Leerlaufdrehzahl liegt· Diese Unterbrechung der Zuführung des Kraftstoffgemisches zu der Verbrennungskraftmaschine während der Dauer des Abbremsvorganges begünstigt sehr wesentlich die Verringerung des Ausstosses von unverbrannten Abgasen. Diese vorgenannte Unterbrechung kann durch Wirkung einer elektromagnetischen Steuervorrichtung 50 erreicht werden, die nachfolgend beschrieben wird.

Diese Vorrichtung 50 weist im wesentlichen einen Elektromagneten 51 auf, der gemäß Fig. 3 und 4 am Ende des vorspringenden Bauteiles 42 des Flanschgehäuses 20 angeordnet ist und dessen beweglicher. Kern 52 unter dem Druck einer Feder 53 steht _o Der Kern ist mit einer Stange 54 verbunden, an deren äußerem Ende

309831/1006

ein Ventil 55 befestigt ist, welches in einer Ausnehmung 56 verschiebbar ist. Die Ausnehmung 56 ist zwischen der Kammer 41 einerseits und der Ansatzstelle des Anzapfrohres 6 für den Gasaustritt andererseits vorgesehen. Diese Ausnehmung 56 bildet einen Schieber, in dessen Mitte die Leitung 43 mündet, während das andere Ende der Leitung 43 zu der Öffnung 44 führt. Auf diese Weise entsteht je nach Stellung des Ventiles 55 eine Verbindung entweder mit der Kammer 41 oder mit dem Anzapfrohr 6. Das Ventil 55 bzw. dieser Ventilteller liegt dann entweder auf dem abdichtenden Ventilsitz 57 oder auf dem Ventilsitz 58 auf, wobei der letztere Ventilsitz 58 einfach durch eine Abfräsung am Ende des Anzapfrohres 6 gebildet wird.

Wie Fig. 5 im Schema zeigt, kann der Elektromagnet 51 durch einen Stromkreis 60 erregt werden, welcher zwei Schließkontakte 61, 62 aufweist, die entsprechend durch den Tachometerkommutator sowie durch Kommando des Beschleunigers 5 (Gashebel) betätigt werden. Diese Schließkontakte sind in Reihe zwischen Masse und der positiven Polklemme der Batterie geschaltet. Ferner ist eine Spule 63 eines Relais vorgesehen, bei dessen Erregung ein Kontakt 64 geschlossen wird. Dadurch wird der Elektromagnet .51 zwischen dem positiven Batteriepol und der Masse eingeschaltet. Die Tachometer vorrichtung 7, die beispielsweise nach Art »eeh+· einer Zentrifuge bzw. mit Zentrifugalkraft arbeitet, bewirkt, daß der Kontakt 61 dann geschlossen wird, wenn die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine eine bestimmte Grenze überschreitet, die oberhalb der Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine

309831/1006

liegt und beispielsweise 1500 Umdrehungen pro Minute beträgt. Durch das Kommando des Beschleunigers 5 wird wie gesagt der Kontakt 62 geschlossen, und zwar wenn die Drosselklappe 29 der Hauptvorrichtung 20 für die Zufuhr des Kraftstoffes selbst geschlossen ist. Infolgedessen wird der Kontakt vorteilhafterweise am Ende der Schwenkachse 28 der Drosselklappe 29 angebracht. Für die Unterbringung dieses Kontaktes dient zweckmäßig ein Gehäuse 66, in welchem auch das Relais 63, 64 angeordnet sein kann.

Aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Vorrichtung 50 ein Dreiwegeventil bildet, das elektromagnetisch gesteuert wird und durch welches der Einlaßrohrstutzen 2 der Verbrennungskraftmaschine wahlweise von der Hilfsvorrichtung 40 für die Kraftstoffzufuhr getrennt und an das Anzapfrohr 6 angeschlossen werden kann, wenn die Verbrennungskraftraaschine genügend schnell läuft, während die Drosselklappe der Hauptvorrichtung für die Kraftstoffzufuhr geschlossen ist. Durch Wirkung der Kombination dieses elektrisch gesteuerten Ventils und der Brosselklappe ist es somit möglich, während der Dauer des Abbremsvorganges bzw. beim Vermindern der Geschwindigkeit und der Drehzahl jede Kraftstoffzufuhr zu dem Motor abzusperren, Es ist erklärlich, daß dam der Austritt vra unverbrannten, umweit ver schmutz enden Abgasen vollständig unterbunden wird. Gleichzeitig kann der Motor aber noch als Bremsmotor wirken, und zwar dadurch, daß der Einlaß mit dem Auslaß wie beschrieben verbunden sind, deren Arbeitsweise währenddessen nicht behindert ist·

309831/1006

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung, vielmehr sind auch Änderungen und Anpassungen an die Gegebenheiten möglich. So kann man zum Beispiel mit Vorteil das oben beschriebene Dreiwegeventil mittels einer logischen Elektronik steuern, ausgehend von den Anzeigen bzw. Meßwerten eines isherm©- raetrischen Gebers, der anch anders als mit Zentrifugalkraft arbeiten kann· Weiterhin sind pneumatische oder hydraulische Mittel anwendbar. Ferner können die primären Kraftstoffgemische auch anders als durch einen Vergaser erzeugt bzw. aufbereitet werden.

309831/1006

Claims

Patentansprüche

il.) Verfahren zur KraftstoffVersorgung von Verbrennungskraftmaschinen, vorzugsweise von Automobilmotoren, zur Erzielung sauberer, umweltfreundlicher Abgase, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beschleunigung und bei Teillast, insbesondere im Drehzahlbereich des größten Drehmomentes, der Verbrennungskraftmaschine ein trocknes, -dosiertes Kraftstoffgemisch zugeführt wird, welches durch Vergaserwirkung in einen von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luftstrom eingebracht und vorbereitet, anschließend in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl durch Zentrifugalwirkung getrocknet, dabei der evtl. ausgeschiedene Kraftstoffteil wiedergewonnen und im Kreislauf zurückgeführt sowie der gesammelte Teil von Verunreinigungen ausgeschieden wird, daß im Leerlauf der Verbrennungskraftmaschine nur ein separat vorbereitetes, mengenmäßig vorbestimmtes, gasförmiges Kraftstoffgemisch mit einem geringen Anteil an Primärluft zugeführt wird, welches vor dem Zuführen, zum Beispiel durch Abgase, vorgewärmt und dem schließlich eine bestimmte Menge Sekundärluft zugegeben wird, und daß während eines Bremsvorganges bzw. einer Geschwindigkeits- oder Drehzahlverringerung die Kraftstoffversorgung zu der Verbrennungskraftmaschine unterbrochen und deren Einlaß mit dem Au\slaß verbunden wird»

309831/100S
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hauptvorrichtung vorgesehen ist, welche dazu bestimmt ist, die Verbrennungskraftmaschine bei Beschleunigung, Vollast und bei Teillast, insbesondere im Drehzahlbereich des größten Drehmomentes, mit Kraftstoff zu versorgen, welche ferner in Strömungsrichtung gesehen nacheinander an sich bekannte Mittel zum Vergasen des Kraftstoffes in der von der Verbrennungskraftmaschine angesaugten Luft aufweist, ferner feststehende Organe zum Trocknen des vorbereiteten Kraftstoffgemisches durch Zentrifugalwirkung in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit, und schließlich angeschlossene Mittel zum Sammeln und Zurückführen evtl. ausgeschiedener Kraftstoffteile im Kreislauf sowie zum Ausscheiden von gesammelten Verunreinigungen, daß ferner eine Hilfsvorrichtung vorgesehen ist, welche.dazu bestimmt ist, die Verbrennungskraftmaschine im Leerlauf mit Kraftstoff zu versorgen, welche derart ausgestaltete Mittel aufweist, daß ein Kraftstoffgemisch aus einer vorbestimmten Kraftstoffmenge und einem geringen Anteil an Primärluft gebildet wird, welche ferner Mittel zum Vorwärmen dieses Gemisches, zum Beispiel durch Abgase der Verbrennungskraftmaschine, aufweist, und welche ferner Mittel zum ergänzenden Zuführen einer ebenfalls vorgewärmten bestimmten Menge an Sekundärluft zu dem Gemisch besitzt, und daß eine Steuervorrichtung vorhanden ist, welche einerseits eine während des Beschleuniger^ sich öffnende Drosselklappe aufweist, welche so eingerichtet ist, daß sie die Verbindung zwischen der Hauptvorrichtung und dem Einlaß der Verbrennungs-

309831/1006

kraftmaschine schließen kann, wobei die Steuervorrichtung zum anderen ein automatisches Dreiwegeventil besitzt, welches so eingerichtet ist, daß eine ^jaeitung, welche in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drosselklappe mündet, wahlweise mit der Hilfsvorrichtung verbunden werden kann, oder wenn die Drosselklappe geschlossen ist und sich dabei die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine in einem Bereich oberhalb einer bestimmten Grenze befindet, eine Verbindung mit dem Auslaß der Verbrennungskraftmaschine erfolgt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptvorrichtung zum Vergasen des Kraftstoffes in die von der Verbrennungskraftmaschine angesaugte Luft eine Vergaserdüse aufweist, welche axial in dem Hals eines Venturirohres angeordnet ist und welche von einem Kraftstoffbehälter mit konstantem Niveau mit Kraftstoff beschickt wird, und daß die Hauptvorrichtung mit einem üblichen einfachen Vergaser ausgerüstet ist·
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptvorrichtung einen rohrförmigen Behälter aufweist, welcher am oberen Ende mit einem Einlaß und am unteren Ende mit einem Auslaß versehen ist, wobei Einlaß und Auslaß koaxial und im wesentlichen mit gleichem Durchmesser angeordnet sind, so daß das Kraftstoffgemisch in Axialrichtung strömt, daß in diesem Gehäuse ein elastisches verformbares Schaufelorgan vorgesehen ist, welches dem Kraftstoffgemisch in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit eine schraubenförmige Bewegung verleiht,

309831/1006

daß dieses Schaufelorgan von einem sich nach unten erweiternden Schlauchstück umgeben ist, an welchem die durch Zentrifugalwirkung ausgeschiedenen schweren Teile des Kraftstoffgemisches aufgefangen werden, und daß unterhalb des freien Endes dieses Schlauchstückes eine ringförmige Rinne angeordnet ist, welche einen Sammler bildet und deren Innenrand mit dem Auslaß des Gehäuses verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß in dem Gehäuseboden gebildet ist und eine in das Innere des Gehäuses hineinragende Verlängerung aufweist, as welche die ringförmige Rinne trägt, während der Gehäuseeinlaß von einem abnehmbaren Deckel gebildet ist, der seinerseits das Schaufelorgari und das Schlauchstück trägt, und daß im Bereich zwischen der Gehäusewandung und dem Schlauchstück eine Berühigungskammer vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Gehäuses derart ausgebildet ist, daß er einen ringförmigen Aufnahmeraum bildet, in welchem die schweren Teile des Kraftstoffgemisches, die in der Rinne gesammelt werden, aufnehmen kann, bevor diese zurückgewonnen werden.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe im Bereich des Gehäuseauslasses angeordnet ist und daß die Drehachse der Drosselklappe den Gehäuseauslaß diametral durchquert.

309831 / 1 006
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse der Haupteinrichtung aus einem Flanschrohr geringer Höhe gebildet ist, weiches unmittelbar auf dem Einlaßrohrstutzen der Verbrennungskraftmaschine angeordnet ist.
9. Installation nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dreiwegeventil mit einem Körper versehen ist, welcher einen Schieber bildet, daß in der Seitenwand des Schiebers eine Öffnung vorgesehen ist, an welche eine Leitung angeschlossen ist, daß an den Enden des Schiebers je ein dichtender Ventilsitz vorgesehen ist, daß die Öffnung des einen Ventilsitzes mit einer Aufnahmekammer für das gasförmige Kraftstoffgemisch, welches durch die Hilfsvorrichtung aufbereitet wird, verbunden ist, währedd an der Öffnung des anderen Ventilsitzes eine Rohrleitung angeschlossen ist, die mit dem Auslaß des Verbrennungsmotors verbunden ist, und daß die beiden Ventilsitze wahlweise mittels eines Ventiltellers verschließbar sind, welcher axial verschiebbar in dem Schieber gelagert ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller normalerweise mittels einer Druckfeder gegen den zweiten Ventilsitz dichtend angedrückt wird, und daß der Ventildeckel nach dem ersten Ventilsitz zu verschoben wird, wenn die Drosselklappe geschlossen ist und die Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine höher als ein vorbestimmter Grenzwert liegt.

309831/100 6
11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsvorrichtung in die Baueinheit mit dem Schieber ausgebildet ist, daß diese Hilfsvorrichtung Mittel zum Erwärmen des Kraftstoffgeraisches aufweist, vorzugsweise ein schraubenförmig gewundenes Rohr, daß eine Verbindung mit der Kammer zur Aufnahme des gasförmigen Kraftstoffgemisches vorgesehen ist und daß eine Düse zur Zufuhr von Sekundärluft eingesetzt ist, welche ständig nach der Atmosphäre öffnet·

12ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der in dem Schieber verschiebbare Ventilteller mittels eines Elektromagneten betätigbar ist, daß der Elektromagnet erregt wird, wenn gleichzeitig ein Schalter durch Wirkung der Drosselklappe und ein weiterer Schalter durch Wirkung eines tachometrischen Kommutators in Abhängigkeit von der Drehzahl und bezogen auf einen festgelegten Drehzahlgrenzwert, betätigt werden.

309831 / 1 006

Le

erseite