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DE3303496A1 - Kraftstoffliefersystem fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffliefersystem fuer eine brennkraftmaschine

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Publication number
DE3303496A1
DE3303496A1 DE19833303496 DE3303496A DE3303496A1 DE 3303496 A1 DE3303496 A1 DE 3303496A1 DE 19833303496 DE19833303496 DE 19833303496 DE 3303496 A DE3303496 A DE 3303496A DE 3303496 A1 DE3303496 A1 DE 3303496A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fuel
chambers
valve
internal combustion
combustion engine
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Withdrawn
Application number
DE19833303496
Other languages
English (en)
Inventor
James W. 16103 New Castle Pa. Glass
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ENNCO Inc
Original Assignee
ENNCO Inc
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 ENNCO Inc filed Critical ENNCO Inc
Publication of DE3303496A1 publication Critical patent/DE3303496A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • F02M37/0023—Valves in the fuel supply and return system
    • F02M37/0035—Thermo sensitive valves
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    • F02M31/16—Other apparatus for heating fuel
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft insbesondere Kraftstoffsysteme und Kraftstoff gaserzeuger für Brennkraftmaschinen.
Die Erfindung ist ein Zusatz zur US-Patentanmeldung Serial-No. 321 820 vom 16. November 1981.
Kraftstoffsysteme für Brennkraftmaschinen verwenden für gewöhnlich Vergaser, denen das Benzin in einem Luftstrom eingespritzt und in eine Reihe von feinen Tröpfchen aufgeteilt wird, die ver- , dampfen und über das Einlaßrohr der Brennkraftmaschine zur Verbrennungsstelle gefördert werden. Nur die an der Oberfläche der Benzintröpfchen befindlichen Moleküle reagieren mit einer anderen Art von Molekülen (Sauerstoff). Daraus ergibt sich eine unvollständige Verbrennung, da die mögliche sehr kurze Zeit nur für eine sehr geringe Verdampfung des Kraftstoffs ausreicht. Brennkraftmaschinen geben daher große Mengen an unverbrannten Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid und Stickoxiden ab, die alle unerwünschte atmosphärische Verunreinigungen darstellen.
Versuche zur Verbesserung dieser Kraftstoffsysteme umfaßten sogenannte Kraftstoffeinspritzsysteme, bei denen flüssiger Kraftstoff unmittelbar in das Einlaßrohr der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Dies ergibt wieder eine nur teilweise Verdampfung des Kraftstoffs, auch wenn eine verbesserte Messung der gelieferten Kraftstoffmengen möglich ist.
Es wurden verschiedene Versuche zur Verbesserung der Verdampfung durch Kraftstof!!vergasung durchgeführt. Derartige Vorrichtungen zeigen die US-PS 3 968 775 und 4 112 889, in denen frühere Vorrichtungen angegeben sind. Die in diesen Patentschriften angegebenen Vorrichtungen waren nicht in der Lage, unter allen Betriebsbedingungen gasförmigen Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine zu liefern.
Weitere Versuche zur Erzeugung von gasförmigem Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine sind in den US-PS 4 023 538, 4 050 419, 4 114 556, 4 145 988, 4 197 819 und 4 333 422 angegeben.
Bei den in dieser Gruppe angegebenen Erfindungen wird in den flüssigen Kraftstoff Wasser eingeführt, wobei eine gleichzeitige Verdampfung von Wasser und Kraftstoff versucht wird. Die gemäß diesen verschiedenen Patentaschriften ausgeführten Vorrichtungen arbeiten unter idealen Betriebsbedingungen zufriedenstellend, waren aber häufig unwirksam auf Grund der Aufspaltung von flüssigem Kraftstoffdampf und Dampf in Tröpfchen, was eine unvollständige Verbrennung des Kraftstoffgemischs und einen gelegentlichen Stillstand der mit diesen Vorrichtungen ausgerüsteten Brennkraftmaschinen ergab, ideale Betriebsbedingungen für derartige Vorrichtungen benötigten im wesentlichten einen Betrieb mit gleichmäßiger Drehzahl oder stetigen Kilometern je Stunde.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Systems, das die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Gegenstände der Ansprüche 1 bzw. 6.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung betrifft im einzelnen ein Kraftstoffsystem und einen Verdampfer für eine Brennkraftmaschine. Das System enthält einen neuartigen Kraftstoffgaserzeuger in Form eines mit zwei Kammern versehenen Gehäuses, in dessen eine Kammer flüssiger Kraftstoff, etwa Benzin, eingeführt wird. Die Kammer wird auf einer optimalen Temperatur gehalten, die zum sofortigen Verdampfen des flüssigen Kraftstoffs mittels eines angrenzenden Wärmetauschers ausreicht, vorzugsweise mittels eines oder mehrerer elektrisch betriebane Widerstandsheizelemente. Der erzeugte heiße gasförmige Kraftstoff strömt durch eine ventilgesteuerte öffnung in die andere der beiden Kammern im Gehäuse. Das den Strom
steuernde Ventil spricht auf den Betrieb des Einlaßrohrdrucks in der Brennkraftmaschine an, mit dem der Kraftstoffgaserzeuger verbunden ist. Heißes Kraftstoffgas strömt von der anderen Kammer durch einen isolierten Kanal zu einem und durch ein mechanisches Ventil, das von dem die Brennkraftmaschine steuernden Gasgestänge betätigt wird, und in das Einlaßrohr der Brennkraftmaschine über eine Adapterplatte, an der der herkömmlicher Vergaser befestigt ist. Das Drosselklappenventil des Vergasers wird durch dasselbe Gasgestänge betätigt. Von einer geeigneten Quelle stammender Wasserdampf, etwa überhitzter Dampf, wird unter dem Drosselklappenventil in den Vergaser eingeführt und mischt sich mit dem in das Einlaßrohr geleiteten heißen Kraftstoffgas. Der überhitzte Dampf wird in einer gesonderten Kombination aus Steuerventil und Wärmetauscher erze.ugt. Das Steuerventil spricht auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine an. Der Wärmetauscher ist vorzugsweise ein elektrisch betriebenes Widerstandsheizelement.
Zusammengefaßt ist ein Kraftstoffsystem mit Verdampfer für eine Brennkraftmaschine angegeben, bei dem zur Erzeugung eines unter Druck stehenden heißen gasförmigen Kraftstoffs Benzin verdampft wird. Das System umfaßt Steuerventile, von denen eines auf den Einlaßrohrdruck anspricht, während das andere zur Steuerung des Betriebs der Brennkraftmaschine durch die Stellung des Gasgestänges gesteuert wird. Der die beiden Steuerventile verlassende Kraftstoff tritt in das Einlaßrohr der Brennkraftmaschine über eine mit Öffnungen versehene Adapterplatte ein, auf der ein herkömmlicher Vergaser und ein Luftfilter befestigt sind und die für das Leiten von Verbrennungsluft in das Ansaugrohr verwendet wird. Es wird eine kontrollierte Menge an Wasserdampf, etwa überhitztem Dampf, durch den Vergaser in das Einlaßrohr eingeführt, wo er die Moleküle des heißen verdampften Kraftstoffs mit Zwischenräumen anordnet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Kraftstoffsystems nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt einer Kombination aus einem Gaserzeuger und einem auf den Einlaßdruck ansprechenden Steuerventil im Kraftstoffsystem;
Fig. 3 einen Schnitt 3-3 von Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt 4-4 von Fig. 2;
Fig. 5 eine Draufsicht einer Adapterplatte und eines mechanischen Steuerventils im Kraftstoffsystem;
Fig. 6 eine Draufsicht der Adapterplatte und des mechanischen Steuerventils von Fig. 5;
Fig. 7 einen Schnitt 7-7 von Fig. 2;
Fig. 8 einen der Fig. 7 vergleichbaren Schnitt einer alternativen Wärmequelle.
Die Zeichnung, insbesondere Fig. 1, zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftstoffsystems mit Verdampfer in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine 10, deren Einlaßrohr 11 und deren Auspuffrohre 12. Eine Adapterplatte 13 ist auf dem Einlaßrohr befestigt, steht hiermit in Verbindung und trägt einen Vergaser 14, der seinerseits einen Luftfilter 15 trägt, so daß hierdurch Verbrennungsluft zum Einlaßrohr 11 geliefert werden kann. Der Vergaser 14 enthält das übliche Drosselklappenventil zur Steuerung der Verbrennungsluft und zu dessen Steuerung ein Gasgestänge 16, das sich an einer Seite des Vergasers 14 nach außen erstreckt. Ein mechanisches Steuerventil 17 (Fig. 5 und 6) steuert einen Einlaßkanal 18 in der Adapterp]atte 13. Ein Gestänge 19' dient zur Verbindung mit dem Gt.·.·; |-."in<jc· 16 des D.ros;;c!.1 klappenventil;;.
In üblicher Weise drückt normalerweise eine Federanordnung in don vom Gaspedal gesteuerten Gestängen 16 und 19 das Drosselventil im Vergaser 14 und das mechanische Steuerventil 17 in die beinahe geschlossene Stellung, in der die die Brennkraftmaschine reichende Luft mit Kraftstoff nur für den Leerlauf ausreicht. . Das Gaspedal öffnet das Drosselklappenventil im Vergaser 14 und das mechanische Steuerventil 17 gleichzeitig.
Ein isoliertes Rohr 18A steht mit dem Steuerventil 17 und einem kombinierten Gaserzeuger 19 zur Erzeugung von heißem Kraftstoffgas in Verbindung, was in Fig. 2 bis 4 am besten dargestellt ist und im folgenden beschrieben wird.
Eine Kraftstofflieferleitung 20 steht über eine Pumpe 21, ein Rückschlagventil 22 und eine eine einstellbare Öffnung aufweisende Vorrichtung 2 3 mit dem Gaserzeuger 19 in Verbindung.
Gemäß Fig. 1 steht eine Kombination aus Regler und Boiler 24 über ein isoliertes Rohr 22 unterhalb des Drosselklappenventils in Verbindung mit dem Vergaser 14. Die Kombination aus Regler und Boiler 24 wird mit Wasser übex eine Lieferleitung 26 beliefert, die ein Rückschlagventil 27, eine Pumpe 28 sowie einen Filter 29 enthält und sich zu einem Vorratsbehälter erstreckt, etwa einem geeigneten Behälter, der für den Zweck ausreichendes Wasser aufnimmt. Dem Wasser kann Alkohol als Frostschutz zugesetzt werden, um ein Einfrieren der Wasserzufuhr bei kaltem Wetter zu verhindern.
Die Kombination aus Regler und Boiler 24 besteht aus einer ersten Kammer, in der das Wasser geliefert wird und in der sich ein elektrisch betriebener Wärmetauscher in Form einer Widerstandsheizeinheit befindet. Der Wärmetauscher ist in der Lage, das In die Kombination aus Regler und Boiler 24 eingeführte Wasser zum Kochen zu bringen und überhitzten Dampf zu erzeugen, während der Reglerteil des Boilers die Lieferung des überhitzten Dampfs zum isolierten Rohr 25 und zum Vergaser 14 steuert. Der Regler
spricht auf den Einlaßrohrdruck und/oder auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine an, bei der das Kraftstoffsystem angewendet wird.
Gemäß Fig. 2 und 3 enthält -der Gaserzeuger zur Erzeugung von heißem Kraftstoffgas erste und zweite Kammern 30 bzw. 31, die in einem zylindrischen Gehäuse 32 ausgebildet und durch eine waagerechte Trennwand 33 getrennt sind. Eine Öffnung 34 in der Trennwand 33 steht mit dem mittleren Teil der ersten Kammer in Verbindung, die in mehrere miteinander in Verbindung stehende kreisförmige Kanäle unterteilt ist, die durch kreisförmige Trennwände 35, 36 bzw. 37 gebildet sind. Diese Trennwände haben Öffnungen 38, 39 bzw. 40, die zueinander entgegengesetzt angeordnet sind. Die Kraftstofflieferleitung 20 steht mit der Öffnung 38 in der kreisförmigen Trennwand 35 in Verbindung. Der Raum zwischen der Trennwand 35 und dem zylindrischen Gehäuse des Gasgenerators ist mit Isoliermaterial 41 ausgefüllt. Die kreisförmige Trennwand 36 hat einen kleineren Durchmesser als die kreisförmige Trennwand 35 und ist somit gegenüber dieser im Abstand angeordnet. Hierdurch wird dazwischen ein kreisförmiger Kanal derart gebildet, daß durch die Öffnung 38 eingeführter Kraftstoff durch den kreisförmigen Kanal zwischen den Trennwänden 35 und 36 zur Öffnung 39 fließen muß, wo er in den kreisförmigen Kanal zwischen den kreisförmigen Trennwänden 36 und 37 fließt. Der Kraftstoff ließt dann von dort zur Öffnung 40 in der Trennwand 37 in einen mittleren Bereich 42, mit dem die Öffnung 34 in Verbindung steht. Jeder der kreisförmigen Kanäle zwischen den kreisförmigen Trennwänden 35 bis 37 ist mit Met.allteilchen 43 ausgefüllt, die miteinander und mit der Bodenwand 40 des Gehäuses 32 in Berührung stehen. Diese Bodenwand befindet sich unmittelbar über einem Wärmetauscher aus einem oder mehreren elektrisch betriebenen Widerstandsheizelementen 45 in einem am Gehäuse 32 befestigten Gehäuse 46.
Elektrische Leiter 4 7 erstrecken sich von den Widerstandsheizelementen 4 5 zu einer Steuereinheit 4 8 über einen thermosta-
tisch gesteuerten Schalter 49, vgl. Fig. 1. Ein den Schalter steuernder Thermostat 50 befindet sich im Kanal 18 der Adapterplatte 13 angrenzend an das mechanische Steuerventil 17, vgl. Fig. 5 und 6.
Der Thermostat 50 aktiviert oder entaktiviert die Widerstandsheizelemente 45 im Gasgenerator 19 zum Aufrechterhalten einer Temperatur im Bereich von 204 bis 260° C in den durch die Trennwände 35 bis 37 gebildeten kreisförmigen Kanälen.
Gemäß Fig. 2 bis 4 kommt das in die erste Kammer 30 im Gaserzeuger 19 eingeführte Benzin sofort in Berührung mit den Metallteilchen 4 3 in den verschiedenen verbindenden kreisförmigen Kanälen mit dem Ergebnis, daß das flüssige Benzin sofort in kleine Teile aufgeteilt, sofort verdampft und anschließend auf einen vollständig gasförmigen Zustand erhitzt und bei optimaler Temperatur gehalten wird. Das heiße Kraftstoffgas verläßt die erste Kammer 30 zentral durch die Öffnung 34 in der Trennwand 33 und bewegt sich durch einen Kanal 51 zu einem senkrecht positionierten rohrförmigen Ventilsitz 52, der mit der zweiten Kammer 31 im Oberteil des Gaserzeugers 19 in Verbindung steht. Ein an einem Ende eines Ventilbetätigungshebels 54 getragenes Ventilglied 53 öffnet oder schließt den durch den Ventilsitz 52 gebildeten Kanal. Der Ventilbetätigungshebel 54 ist bei 55 an einem Vorsprung angelenkt. Eine zwischen der Wand der Kammer 31 und dem Ventilbetätigungshebel 54 angeordnete Feder 56 spannt normalerweise das Ventilglied 53 in Schließstellung vor. Das andere Ende des Ventilbetätigungshebels erstreckt sich zu einem im wesentlichen zentralen Teil der zweiten Kammer 31, wo es sich gemäß Fig. 4 erweitert und unmittelbar angrenzend an einen nach unten abstehenden Stift 57 angeordnet ist, der durch zwei kreisförmige Platten 59 an einer biegsamen Membran 58 zentral befestigt ist. Der Umfangsrand der Membran 58 befindet sich zwischen dem oberen Umfangsrand dos Gehäuses 32 und einem Verschluß 60, der einen Teil mit einer atmosphärischen Entlüftung aufweist. Eine öffnung 61 im Gehäuse 32 steht mit der zeiten Kammer 31 in Verbindung.
Somit kann der heiße gasförmige Kraftstoff durch die Öffnung 61 und das hiermit in Verbindung stehende isolierte Rohr 18A zum mechanischen Steuerventil 17 und dann in den Kanal 18 in der Adapterplatte 13 sowie in das Einlaßrohr 11 strömen. In diesem Augenblick mischt sich der überhitzte Dampf, der durch das isolierte Rohr 25 zum Vergaser 14 unterhalb dessen Drosselklappenventils geliefert wird, mit dem heißen Kraftstoffgas und bildet ein praktisch vollkommenes heißes Kraftstoffgasgemisch mit einer kontrollierten Menge an Wasserdampf in Form des überhitzten Dampfes, der dann unmittelbar durch das Einlaßrohr zum Ort der Verbrennung in der Brennkraftmaschine geliefert wird.
Die verschiedenen Widerstandsheizelemente 45 im Gehäuse 46 sind in Fig. 7 im Querschnitt dargestellt und bestehen aus langgestreckten Glühkerzen, die die oben angegebenen gewünschten Temperaturen herstellen und aufrechterhalten, wenn sie durch ein elektrisches System mit 12 Volt erregt werden, wie es in Kraftfahrzeugen angetroffen wird.
Eine Abänderung der oben beschriebenen Heizeinrichtung im Gasgenerator ist möglich. Gemäß Fig. 8 ist ein Gehäuse 62 im wesentlichen gleich dem Gehäuse 4 6 von Fig. 2. Im Gehäuse 62 ist ein elektrisch betriebenes Widerstandsheizelement 63 aus einem 115 Volt-Wechselstrom-Heizstab (CALROD) kreisförmig angeordnet, wobei sich elektrische Leiter 64 hiervon weg erstrecken. Die elektrische Energie für die abgeänderte Wärmequelle von Fig. 8 kann einen Festkörperwandler oder einen Motor-Generator-Satz umfassen, der mit dem 12 Volt-System des Kraftfahrzeugs arbeitet, dessen Brennkraftmaschine durch das Kraftstoffgassystem und den Gasgenerator nach der Erfindung mit Kraftstoff beliefert wird.
Im Betrieb verwendet das System von Fig. 1 die Steuereinheit 48, die über elektrische Leiter 65 mit der geeigneten elektrischen Energie beliefert wird. Leiter 66 erstrecken sich von der Steuereinheit 48 zur Pumpe 21, die den flüssigen Kraftstoff, etwa
Benzin, zum Gasgenerator 19 IJofert. Elektrische Leiter 67 erstrecken sich von der Steuereinheit 48 zur Pumpe 28, die das Wasser und/oder Wasser-Alkoholgemisch von seiner nicht dargestellten Quelle zum kombinierten Regler und Boiler 24 liefert.
Elektrische Leiter 68 erstrecken sich von der Steuereinheit 48 zum kombinierten Regler und Boiler 24 über einen thermostatischen Schalter 69, dessen betätigender Thermostat 70 im Boilerteil des kombinierten Regler und Boilers 24 angeordnet ist und die Temperaturen aufrechterhält, die sich zum Erzeugen des darin überhitzten Dampfs eignen.
Somit ist ersichtlich, daß ein verhältnismäßig einfaches, aber hochwirksames, verbessertes Kraftstoffsystem mit Gasgenerator zur Erzeugung von heißem Kraftstoffgas für eine Brennkraftmaschine angegeben ist, die flüssiges Benzin wirksam und schnell in einen gasförmigen Zustand bei einer optimalen Temperatur und bei einer anfänglichen Startzeit von einigen wenigen Sekunden umwandeln kann und die solche Mengen an heißem gasförmigen Kraftstoff ständig liefern kann, wie sie beim normalen Betrieb eines mit der Vorrichtung ausgerüsteten Krafrfahrzeugs erforderlich sind.
Die mit dem Kraftstoffsystem und dem Gasgenerator nach der Erfindung ausgerüstete Brennkraftmaschine kann, insbesondere im . kalten Zustand, unter Verwendung des herkömmlichen Vergasers gestartet werden, der beim Einbau der Erfindung an einem bereits im Betrieb befindlichen Kraftfahrzeug an seinem Einbauort bleibt. Derartige Einbauten umfassen die Steuereinheit 48, die vorzugsv/eise das zum herkömmlichen Vergaser gelieferte Benzin derart steuert, daß beim Starten der Brennkraftmaschine der herkömmliche Vergaser verwendet wird. Die Steuereinheit 48 erregt glc Lchzcitig das Widerstandsheizelement 45 im Gasgenerator 19 und die Pumpe 21 in der Kraftstofflieferleitung 20. Der thermostatisch gesteuerte Schalter 4 9 ist normalerweise geschlossen auf Grund der niedrigen Temperatur am Ort des Thermostats 50,
der angrenzend an das mechanische Steuerventil 17 angeordnet ist. Wenn die Brennkraftmaschine gestartet ist und etwa 1 Minute arbeitet, beginnt der Gasgenerator 19 heißen gasförmigen Kraftstoff zu erzeugen, der in die Adapterplatte 13 zu fließen beginnt. Temperatur- und/oder Drehzahlsensoren in der Steuereinheit 48 schließen das Ventil in der Benzinlieferleitung zum Vergaser 14, wonach die Brennkraftmaschine mit heißem gasförmigen Kraftstoff läuft. Ein derartiger Startvorgang mit dem herkömmlichen Vergaser ist nicht erforderlich, wenn die mit der Erfindung ausgerüstete Brennkraftmaschine nach einem anfänglichen Aufwärmen erneut gestartet wird, da der Gaserzeuger 19 das gewünschte aus vergastem heißem Kraftstoff bestehende Gas in verhältnismäßig wenigen Sekunden nach dem anfänglichen Aufwärmen erzeugen kann.
Die Steuereinheit 48 und ihre auf die Drehzahl und dem Einlaßrohrdruck ansprechenden Sensoren sowie der Schalter 69 erregen den Wärmetauscher im kombinierten Regler und Boiler 24 und die Pumpe 28, durch die Wasser und/oder Wasser- und Alkoholgemisch zum kombinierten Regler und Boiler 24 geliefert wird. Wenn der gewünschte Ansaugrohrdruck und/oder die gewünschte Drehzahl der Brennkraftmaschine erreicht sind, was bei einer geringfügig über der Leerlaufdrehzahl liegenden Drehzahl und/oder im wesentlichen bei einer Fahrtgeschwindigkeit von 16 km/h der Fall ist, öffnet der Reglerteil des kombinierten Reglers und Boilers 24 und beginnt eine gegebene Menge an überhitztem Dampf zum isolierten Rohr 25 zu liefern, das unmittelbar mit dem Vergaser 14 unterhalb dessen Drosselklapjje in Verbindung steht. Die bevorzugte Menge an von der Vorrichtung geliefertem überhitztem Dampf wird in Abhängigkeit vom Ansaugrohrdruck und/oder der Drehzahl der Brennkraftmaschine verändert, so daß ein Verhältnis von überhitztem Dampf zu überhitztem gasförmigem Kraftstoff von 1 : 9 verwirklicht ist. Der Fachmann wird beachten, daß dieses Verhältnis in Abhängigkeit von der Oktanzahl des verwendeten Benzins, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Drehmomentenbedarf abhängt. Es wurde festgelegt:, daß 2,50 Tolle von überhitztem
"·..: ;33Ό3496
Dampf zu je ') Toi lon von hei.ssem gasförmigem Kraftstoff verwendet worden können. Das Einführen von überhitztem Dampf für gewöhnlich mit einer Temperatur im Bereich von 1490C verbessert den Wirkungsgrad der Vorrichtung nach der Erfindung, da die zum Umwandeln des flüssigen Kraftstoffs in seinen Dampf bei einer gegebenen Temperatur erforderliche Wärmeenergie teilweise durch die Temperatur des überhitzten Dampfs geliefert wird. Dies beschleunigt das Erreichen der latenten Verdampfungswärme beträchtlich und gewährleistet die Lieferung des heißen gasförmigen Kraftstoffs zur Brennkraftmaschine in einem vollständig gasförmigen Zustand.
Versuche mit dem hier angegebenen verbesserten Kraftstoffsystem mit Heißgaserzeuger durch die Versuchsanlagen der Ethyl Corporation of Ferndale, Michigan, die durch die U.S. Environmental Protection Agency für derartige Versuche als geeignet angesehen werden, zeigen einwandfrei mehr als eine Verdopplung des Kraftstoffsverbrauchs je Kilometer, verglichen mit dem Kraftstoff-verbrauch einer nur mit dem Vergaser ausgestatteten Brennkraftmaschine.
Ein alternativer Steuereingang für den Steuerschalter 69 ist aus Fig. 1 ersichtlich, wo eine Vakuumsteuerleitung 71 mit dem Steuerschalter 69 verbunden ist, der ebenfalls auf den Ansaugrohrdruck anspricht.
Das verbesserte Kraftstoffsystem mit Heißgaserzeuger der Erfindung arbeitet erfolgreich und wirtschaftlich unter heissen und kalten Startbedingungen und bei allen Drehzahlen der Brennkraftmaschine oder Fahrtgeschwindigkeiten ohne Stillstand oder Ausfälle, die für die bisherigen Vorrichtungen charakteristisch waren.
Die Kammer 30 im zylindrischen Gehäuse 32 kann auch durch Leiten der Abgase von der Brennkraftmaschine in das Gehäuse am zylindrischen Gehäuse 32 erhitzt werden.
Leerseite

Claims (1)

  1. Patentanwälte
    BEETZ & PARTNER
    Steinsdorfsic. 1.0tSQÖÖ München 22
    1-34.6 35P ' - 2. Febr. 198 3
    ENNCO, INC.
    New Castle, Pennsylvania, V.St.A.
    Kraftstoffliefersystem für eine Brennkraftmaschine
    Patentansprüche
    Kraftstoffliefersystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr,
    gekennzeichnet
    - durch eine mit dem Ansaugrohr (11) in Verbindung stehende Vorrichtung (13),
    - durch eine mit der Vorrichtung (13) in Verbindung stehende Luftliefereinrichtung (15),
    - durch ein mit der Vorrichtung (13) in Verbindung stehendes Drosselventil (17),
    - durch ein auf den Einlaßrohrdruck stromauf des Drosselventils (17) ansprechendes Ventil (52, 53),
    - durch einen stromauf des Ventils (52, 53) angeordneten Gaserzeuger (19) zur Erzeugung von heißem Kraftstoffgas,
    - durch eine Kraftstoffliefereinrichtung (20-23) zum Liefern von flüssigem Kraftstoff zum Gaserzeuger (19),
    - durch einen im Kraftstoffliefersystem angrenzend an das Drosselventil (17) angeordneten Temperaturfühler (50) zum
    21~(421,898)
    Abgeben von die Temperatur im Kraf-tstof f liefersystem darstellenden Signalen,
    - durch eine mit dem Temperaturfühler (50) verbundene Signalkomparator-Steuereinrichtung (48) und
    - durch eine Heizeinrichtung (35-45) für den Gaserzeuger
    (19), die mit der Signalkomparator-Steuereinrichtung (48) verbunden ist und zum Regeln der Heizeinrichtung (35-45) auf die Signale anspricht, um für das Vergasen des flüssigen Kraftstoffs darin bekannte Temperaturen ausreichend aufrecht zu erhalten,
    - wobei der Gaserzeuger (19) aus einem zwei Kammern (30, 31) aufweisenden Gehäuse (32) mit einem Kanal (51) zwischen den beiden Kammern (30, 31) besteht,
    - wobei das auf den Einlaßrohrdruck ansprechende Ventil (52, 53) in einer (31) der Kammern (30, 31) angeordnet ist und den Kanal (51) steuert,
    - wobei di-e Heizeinrichtung (35-4 5) die andere (30) der Kammern (30, 31) erhitzt,
    - wobei mit der anderen Kammer (30) eine Einlaßöffnung (38) in Verbindung steht,
    - wobei die Kraftstoffliefereinrichtung (20-23) mit der Einlaßöffnung (38) in Verbindung steht und
    - wobei ein Gasgestänge (19 ') für die Brennkraftmaschine (10) derart mit dem Drosselventil (17) verbunden ist, daß das Drosselventil (17) den über die Vorrichtung (13) zur Brennkraftmaschine (10) gelieferten heißen gasförmigen Kraftstoff steuert.
    Kraftstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    -daß das Gehäuse (32) eine Trennwand (33) zwischen den Kammern (30, 31), eine Öffnung (34) in der Trennwand (33) und ein bewegliches Ventilglied (53) in einer (31) der Kammern (30, 31) zum Steuern der Öffnung (34) in der Trennwand (33) aufweist,
    - daß ein mit οLner Membran (58) und einer Feder arbeitender Regler (57,59 - 57, 59) das Ventilglied (53) normalerweise
    in eine Schließstellung bezüglich der öffnung (34) vorspannt und betätigbar ist zum allmählichen öffnen des Ventilglieds (53) bei einer Druckabnahme in der einen Kammer (30) und
    - daß eine Aus laß öffnung· (61) in der einen Kammer (30) mit dem Drosselventil (17) in Verbindung steht.
    3. Kraftstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - daß das Gehäuse (32) eine Trennwand (33) zwischen den Kammern (30, 31) und eine öffnung (34) in der Trennwand (33) aufweist,
    - daß die in der anderen (30) der Kammern (30, 31) gelegene Heizeinrichtung (35-4 5) aufweist: wenigstens eine Hilfstrennwand (36, 37), die die andere Kammer (30) in wenigstens zwei Hilfskammern teilt, wenigstens eine öffnung (39, 40) in der Hilfstrennwand (36, 37) und eine mit einer der Hilfskammern in Verbindung stehende Einlaßöffnung (38),
    - daß die Öffnung (34) in der zuerst genannten Trennwand (33) mit einer (4 2) der Hilfskammern in Verbindung steht und
    - daß ein Wärmetauscher (45) angrenzend an die andere (30) der Kammern (30, 31) angeordnet ist zum Erhitzen der Hilfs7 trennwände (36, 37), der Hilfskammern und von lose angeordneten Metallteilchen (43), die die Hilfskammern im wesentlichen derart ausfüllen, daß sie gewundene Kanäle erzeugen für den darin eingeführten flüssigen Kraftstoff und den hierdurch gebildeten heißen gasförmigen Kraftstoff.
    4. Kraftstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Heizeinrichtung (35-45) aus mehreren verbindende Kanäle bildenden Trennwänden (35-37) besteht,
    - daß teilchenförmiges Material (4 3) die Kanäle im wesentlichen derart ausfüllt, daß mehrere gewundene Kanäle für darin eingeführten flüssigen Kraftstoff und hierdurch gebildeten gasförmigen Kraftstoff gebildet werden, und
    - daß ein Wärmetauscher (4 5) angrenzend an die andere Kammer (30) angeordnet ist und die verbindenden Kanäle und das teilchenförmige Material (43) unmittelbar erhitzt.
    5. Kraftstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    - daß .die Heizeinrichtung (35-45) aus mehreren kreisförmigen Trennwänden (35-37) besteht, die die andere Kammer (30) in mehrere kreisförmige Kanäle teilt,
    - daß die Trennwände (35-37) im Abstand zueinander angeordnet sind,
    - daß die Einlaßöffnung (38) mit dem äußersten der kreisförmigen Kanäle in Verbindung steht,
    - daß in den kreisförmigen Trennwänden (35-37) ausgebildete Öffnungen (38-40) einander gegenüberliegen,
    - daß der innerste der kreisförmigen Kanäle mit dem zwischen den beiden Kammern (30, 31) gelegenen Kanal (51) in Verbindung steht und
    - daß ein Wärmetauscher (45) angrenzend an die kreisförmigen Trennwände (35-37) zu deren unmittelbarer Erhitzung angeordnet ist.
    6. Kraftstoffliefersystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugrohr,
    gekennzeichnet
    - durch eine mit dem Ansaugrohr(11) in Verbindung stehende Vorrichtung (13) ,
    - durch eine mit der Vorrichtung (13)in Verbindung stehende Luftliefereinrichtung (15),
    - durch ein mit der Vorrichtung (13) in Verbindung stehendes Drosselventil (17),
    - durch ein auf den Einlaßrohrdruck stromauf des Drosselventils (17) ansprechendes Ventil (52, 53),
    - durch einen stromauf des Ventils (52, 53) angeordneten Gaserzeuger (19) zur Erzeugung von heißem Kraftstoffgas,
    - durch eine Kraftstoffliefereinrichtung (20-23) zum Liefern
    von flüssigem Kraftstoff zum Gaserzeuger (19), durch einen im Kraftstoffliefersystem angrenzend an das Drosselventil (17) angeordneten Temperaturfühler (50) zum Abgeben von die Temperatur im Kraftstoffliefersystem darstellenden Signalen,
    durch eine mit dem Temperaturfühler (50) verbundene Signalkomparator-Steuereinrichtung (48),
    durch eine Heizeinrichtung (35-4 5) mit einem Wärmetauscher (45), der im Gaserzeuger (19) angeordnet und mit der Signalkomparator-Steuereinrichtung (48) verbunden ist und zum Regeln des Wärmetauschers (45) auf die Signale anspricht , um für das Vergasen des flüssigen Kraftstoffs dort bekannte Temperaturen ausreichend aufrecht zu erhalten, wobei der Gaserzeuger (19) aus einem Gehäuse (32) mit zwei Kammern (30, 31) und einem Kanal (51) zwischen den beiden Kammern (30, 31) besteht,
    wobei das auf den Einlaßrohrdruck ansprechende Ventil (52,53) in einer (31) der Kammern (30, 31) gelegen ist und den Kanal (5.1) steuert,
    wobei das Ventil (52, 53) einen Regler (57-59) mit einer Membran (58) und einer Feder aufweist, der normalerweise das Ventil (52, 53) in eine Schließstellung bezüglich des zwischen den beiden Kammern (30, 31) gelegenen Kanals (51) vorspannt und betätigbar ist zum allmählichen öffnen des Ventils (52, 53) bei einer Druckabnahme in dieser Kammer (31) ,
    wobei eine Auslaßöffnung (61) in dieser Kammer (31) mit dem Drosselventil (17) in Verbindung steht, wobei die Heizeinrichtung (35-45) in der anderen (30) der beiden Kammern (30, 31) angeordnet ist, wobei eine Einlaßöffnung (38) mit der anderen Kammer (30) in Verbindung steht,
    wobei die Kraftstoffliefereinrichtung (20, 23) mit der Einlaßöffnung (38) in Verbindung steht, durch eine Wasserdampfliefereinrichtung (24-29), durch ein stromab der Wasserdampfliefereinrichtung (24-29)
    -G-
    gelegenes Regelventil (24),
    - durch einen eine Verbindung zwischen dem Regelventil (24) und der Vorrichtung (13) herstellende Einrichtung,
    - durch eine Ab fülleinrichtung in der Brennkraftmaschine (10) zum Abgeben von die Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) darstellenden Signalen und
    - durch eine mit der Abfühleinrichtung verbundene Signalkomparator-Steuereinrichtung (48),
    - wobei das Regelventil (24) mit der Signalkomparator-Steuereinrichtung (48) verbunden ist und zum Regeln der Wasserdampfzufuhr auf die Signale anspricht zum Liefern von bekannten Wasserdampfmengen zur Vorrichtung, wenn die Brennkraftmaschine (10) eine gegebene Drehzahl erreicht, und zum Beenden der Wasserdampfzufuhr, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine (10) unter die gegebene Drehzahl abfällt.
    7. System zur Lieferung von heissem gasförmigem Kraftstoff zu einer Brennkraftmaschine,
    gekennzeichnet
    - durch ein Gehäuse (32) mit einer Kraftstoff verdampfungskammer (30) ,
    - durch eine an die Kraftstoffverdampfungskammer (30) angrenzende Zirkulationskammer (31) für heissen Kraftstoff,
    - durch eine zur Verdampfungskammer (3o) führende Kraftstoffeinlaßleitung (20),
    - durch eine aus der Zirkulationskammer (31) herausführende Kraftstoffauslaßleitung (18A),
    - durch ein Kraftstoffstrom-Regelventil (52, 53) zwischen der Kraftstoffverdampfungskammer (30) und der Kraftstoffauslaßleitung (18A),
    - durch eine Betätigungseinrichtung (54-59.) für das Kraftstoff strom-Regelventil (52, 53), die auf den stromab herrschenden Druck anspricht zum Betätigen des Kraftstoffstrom-Regelventils (52, 53),
    durch ein Kraftstoffstrom-Hilfsregelventil (17) stromab der Kraftstoffauslaßleitung (18A), durch eine Beschleunigungseinrichtung (19') für die Brennkraftmaschine (10), wobei das Kraftstoffstrom-Hilfsregelventil (17) auf die Beschleunigungseinrichtung (19') anspricht , und
    durch einen Montageadapter (13) zur Befestigung des Kraftstof f strom-Hilf sregelventils (17) angrenzend an ein und in Verbindung mit einem Ansaugrohr (11) der Brennkraftmaschine (10).
DE19833303496 1982-09-23 1983-02-02 Kraftstoffliefersystem fuer eine brennkraftmaschine Withdrawn DE3303496A1 (de)

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JPS5982560A (ja) 1984-05-12
IT8347791A0 (it) 1983-02-25
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