DE10012791A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Otto- und Dieselmotoren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Otto- und Dieselmotoren

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DE10012791A1
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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
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    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
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Abstract

Die Verbrennungsluft von Otto- und Dieselmotoren besteht zu ca. 20,9% aus Sauerstoff und 78% aus Stickstoff, einem inerten Gas, das dem Verbrennungsvorgang im Zylinder dieser Kraftmaschinen Energie entzieht, die nicht zur Arbeit genutzt werden kann. DOLLAR A Das Verfahren und die Vorrichtungt sollen ermöglichen, dem Verbrennungsmotor bei dessen Inbetriebnahme eine Mischluft als Verbrennungsluft bereit zu stellen, die gegenüber atmosphärischer Luft stickstoffreduziert und sauerstoffangereichert ist. DOLLAR A Die Vorrichtung, bestehend aus Grobfilter (1), Rückschlagventil (2), Mischkammer (3), Feinfilter (4), Steuereinrichtung (5) und Gastrennstufe (6) kann aus atmosphärischer Luft die erforderliche Verbrennungsluft erzeugen.

Description

Es ist bekannt, daß zum Betreiben von Otto- und Dieselmotoren neben Kraftstoff atmosphärische Luft, ein Gasgemisch von ca. 20,9% Sauerstoff und 78% Stickstoff, benötigt wird.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß das inerte Gas Stickstoff des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Zylinder dieser Verbrennungsmaschinen komprimiert, erwärmt und wieder ausgeschieden wird. Dabei entzieht Stickstoff dem Verbrennungsvorgang Energie, die nicht zur Verrichtung von Arbeit genutzt werden kann.
Die Auswirkung des Problems wird durch das Verfahren und die Vorrichtung nach Patentanspruch 1 vermindert. Dem Verbrennungsmotor wird bei dessen Inbetriebnahme eine Mischluft als Verbrennungsluft am Vergaser bzw. Luftansaugrohr bereit gestellt, die gegenüber atmosphärischer Luft stickstoffreduziert und sauerstoffangereichert ist. Die Teilsubstitution von Stickstoff durch Sauerstoff erfolgt mit Hilfe einer Gastrennstufe unter Beachtung der sich dabei veränderten sicherheitstechnischen Kenngrößen, wie Druckanstiegsgeschwindigkeit, Verbrennungsgeschwindigkeit, obere Explosionsgrenze, Explosionsdrücke, Zünd- und Flammtemperaturen. Die Veränderungen dieser Größen durch die Sauerstoffanreicherung der Verbrennungsluft wirken sich zusätzlich positiv auf die Verbesserung des Wirkungsgrades von Otto- und Dieselmotoren aus.
Der erzielte Vorteil der Erfindung besteht insbesondere im geringeren Kraftstoffverbrauch dieser Verbrennungsmaschinen bei gleicher Leistungsabgabe, sowie in einer besseren Zündfreudigkeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Außerdem kann die Vorrichtung nachträglich in Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren eingebaut werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnung 1 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Die Vorrichtung wird über eine Schlauchverbindung mit dem Vergaser bzw. dem Luftansaugrohr verbunden. Bei der Inbetriebnahme des Verbrennungsmotors wird atmosphärische Luft über den Eingang des Grobfilters (1) angesaugt. Ein Teil dieser Luft strömt über das Rückschlagventil (2), der Mischkammer (3) zum Vergaser bzw. dem Luftansaugrohr des Verbrennungsmotors. Der andere Teil gelangt nach dem Grobfilter (1) über ein Feinfilter (4), einer Steuereinrichtung (5), die eine definierte Luftmenge in Abhängigkeit von der Kurbelwellenumdrehung oder der Stellung des Gaspedales oder vom Sauerstoffgehalt der Mischluft passieren läßt, zur Gastrennstufe. Diese besitzt zwei Ausgänge. Ein Ausgang leitet die stickstoffangereicherte Luft zurück in die Atmosphäre. Der andere leitet die sauerstoffangereicherte Luft zur Mischkammer (3). Hier vermischen sich die sauerstoffangereicherte Luft mit der atmosphärischen Luft zu einer Mischluft, die als Verbrennungsluft dem Verbrennungsmotor zugeführt wird und einen Sauerstoffanteil bis 35% aufweist. Eine höhere Sauerstoffkonzentration in der Verbrennungsluft kann eine Selbstentzündung von Öl bewirken und ist für die auf dem Markt befindlichen Verbrennungsmotoren nicht zweckmäßig.

Claims (2)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Wirkungsgrades von Otto- und Dieselmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung dem Vergaser bzw. dem Luftansaugrohr des Verbrennungsmotors bei dessen Inbetriebnahme eine Mischluft als Verbrennungsluft bereit stellt, bei der der Stickstoffanteil gegenüber atmosphärischer Luft verringert und deren Sauerstoffanteil erhöht ist.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmenge mit erhöhtem Sauerstoffanteil in Abhängigkeit von der Kurbelwellen­ drehzahl des Verbrennungsmotors und/oder der Stellung des Gaspedales und/oder vom Sauerstoffgehalt der Mischluft steuerbar ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543884C2 (de) * 1995-11-24 1998-02-12 Air Liquide Gmbh Einspeisung von Sauerstoff in eine Verbrennungskraftmaschine
DE19810842A1 (de) * 1998-03-12 1999-09-23 Bosch Gmbh Robert Modulare Leistungsendstufe

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