DE19622836A1 - Zusatzanordnung zum Zuführen von Wasser für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
Zusatzanordnung zum Zuführen von Wasser für eine BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zusatzanordnung zum Zuführen
von Wasser für eine Brennkraftmaschine und insbesondere ei
ne Zusatzanordnung zum Zuführen von Wasser für eine Benzin-
Brennkraftmaschine.
Normalerweise enthält die Luft etwa 20% Sauerstoff und 80%
Stickstoff. Wenn ein Motor vollständig verbrennt, wird das
Auspuffgas des Motors vollständig in Wasser
(Wasserstoffoxid, H₂O) und Kohlendioxid (CO₂) umgewandelt.
Die Verbrennung eines Motors ist jedoch im allgemeinen un
vollständig, d. h. der Benzindampf in dem Motor kann nicht
vollständig in CO₂ und H₂O umgewandelt werden. Das Auspuff
gas des Motors enthält im allgemeinen CO und HC. CO ist ein
giftiges Gas, das tödlich sein kann. Die Verbrennung in ei
nem Motor erfolgt üblicherweise bei einer hohen Temperatur,
weshalb das Auspuffgas üblicherweise auch Stickstoffoxid
(NOx) enthält, das sich üblicherweise in einen photochemi
schen Nebel bzw. Smog umwandelt.
Kurz gesagt sind die zuvor genannten Verunreinigungsgase,
wie CO, HC und NOx nicht nur für die Gesundheit eines Men
schen, sondern auch für die Umgebung schädlich. Aus diesem
Grunde hat jede Regierung der Welt versucht, die Dichte der
von Kraftfahrzeugen ausgestoßenen, die Umwelt verschmutzen
den Gase zu verringern.
Im allgemeinen gibt es drei Verfahren zur Steuerung der aus
einem Kraftfahrzeug ausgestoßenen Abgase. Bei dem ersten
Verfahren handelt es sich um ein Steuersystem für die Kur
belkastenemission. Bei dem zweiten Verfahren handelt es
sich um ein Steuersystem für die Dampfemission. Bei dem
dritten Verfahren handelt es sich um ein Steuersystem für
die Auspuffemission.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den
Verbrennungszustand eines herkömmlichen Motorsystems zu
verbessern, um die Dichte der von dem System ausgestoßenen,
die Umwelt belastenden Gase zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch eine Zusatzanordnung zur Wasserzu
fuhr mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß:
- (a) die vorliegende Anordnung leicht in einem Kraft fahrzeug eingebaut werden kann, das die Fabrik bereits ver lassen hat, um den Wirkungsgrad der Verbrennung zu vergrö ßern, die Dichte der ausgestoßenen, die Umwelt belastenden Abgase zu verringern und die Lebensdauer des Motors zu ver größern,
- (b) durch die vorliegende Anordnung der Wirkungsgrad der Verbrennung vergrößert, die Dichte der schädlichen Ab gase verringert und die Lebensdauer eines Motors vergrößert werden können und
- (c) das vorliegende Zündverfahren es ermöglicht, daß der Motor eines Kraftfahrzeuges vollständig verbrennt und daß die Dichte des ausgestoßenen HC und CO klein ist.
Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen
im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die Beziehung zwischen der Fahrzeuggeschwindig
keit und dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis;
Fig. 2 ein Diagramm, das eine erfindungsgemäße Zusatz
anordnung zum Zuführen von Wasser für eine Brenn
kraftmaschine zeigt;
Fig. 3 ein Blockschaltbild der Erfindung, das eine Zu
satzanordnung zum Zuführen von Wasser für eine
Brennkraftmaschine zeigt;
Fig. 4 ein Ablaufdiagramm einer Computersteuereinheit
für die erfindungsgemäße Zusatzanordnung zum Zu
führen von Wasser einer Brennkraftmaschine;
Fig. 5A ein Zündimpulsdiagramm einer bekannten Zündvor
richtung und
Fig. 5B ein erfindungsgemäßes Zündverfahren für eine
Brennkraftmaschine.
Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen.
Die Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen der Fahrgeschwin
digkeit eines typischen Kraftfahrzeuges und dem
Luft/Kraftstoff-Verhältnis. Wenn ein Kraftfahrzeug gestar
tet wird, ist der Gasdampf wegen der niedrigen Zündtempera
tur gering. Aus diesem Grunde muß das Luft/Kraftstoff-Ver
hältnis klein sein, d. h. es muß mehr Benzin zugeführt wer
den. Der Wirkungsgrad der Verbrennung in dem Zylinder ist
jedoch nicht gut und es werden große Mengen von CO und HC
ausgestoßen. Wenn das Fahrzeug mit einer mittleren Ge
schwindigkeit (20 bis 113 km/Std) fährt, ist der Wirkungs
grad der Verbrennung besser. Dann werden die Mengen des
ausgestoßenen CO und HC verringert. Wenn der Motor mit ei
ner hohen Drehzahl läuft, ist ein größeres Luft/Kraftstoff-
Verhältnis erforderlich. Zu dieser Zeit weist der Motor ei
ne höhere Temperatur auf. Aus diesem Grunde entsteht ein
Zündungsklopfen oder eine Detonation und es wird daher mehr
NOx ausgestoßen.
Um die Dichte der die Umwelt verschmutzenden Gase, wie bei
spielweise HC, CO und NOx zu verringern, wurde im Rahmen
der vorliegenden Erfindung erkannt, daß die Zündvorrichtung
durch Verringerung der Maschinen- bzw. Motortemperatur und
Vergrößerung des Kontaktbereiches des Benzindampfes zur
Verbesserung des Wirkungsgrades der Verbrennung und zur
Vergrößerung der Sauerstoffzufuhr oder zur Verbesserung der
Zündzeit verbessert werden kann. Gemäß der vorliegenden Er
findung wird eine Verbesserung durch Vergrößerung der Kon
taktfläche des Benzindampfes, durch Vergrößerung der Sauer
stoffzufuhr und durch Verringerung der Verbrennungstempera
tur der Maschine erreicht. Das technische Verfahren, mit
dem die zuvor genannten Ergebnisse erreichbar sind, wird im
folgenden erläutert.
Im allgemeinen verbraucht ein Kraftfahrzeug, das in einem
trockenen Bereich, wie beispielsweise in einer Wüste fährt,
mehr Benzin. Im Gegensatz dazu verbraucht ein Kraftfahr
zeug, das in einem feuchten Bereich, wie beispielweise an
einer See- oder Meeresküste fährt, weniger Benzin. Mit an
deren Worten beeinträchtigt die Feuchtigkeit oder der Was
serdampf den Wirkungsgrad der Verbrennung eines Motors,
weil sich das spezifische Gewicht des Benzins von demjeni
gen des Wassers unterscheidet. Das spezifische Gewicht von
Benzin ist kleiner als dasjenige von Wasser. Aus diesem
Grunde können sich Benzin und Wasser nicht verbinden. Bevor
das verdampfte Benzin und das Wasser in die Verbrennungs
kammer eintreten, lagern sich die Partikel des Benzindamp
fes mit dem leichteren spezifischen Gewicht an der Oberflä
che der Wasserpartikel an. Nachdem die Wasserpartikel in
den Zylinder eingetreten sind, dehnen sie sich bei der ho
hen Temperatur und dem hohen Druck aus und die an ihnen an
haftenden Benzinpartikel werden geteilt oder kleiner. Dies
bedeutet, daß die Kontaktfläche zwischen dem Benzin und der
Luft vergrößert wird, d. h. der Wirkungsgrad der Vermischung
wird vergrößert. Der in dem Wasser enthaltene Sauerstoff
verbessert die Verbrennungswirkung, so daß eine vollständi
ge Verbrennung erfolgt. Mit anderen Worten wird die Lei
stung (Pferdestärke) des Motors vergrößert und wird gleich
zeitig Kraftstoff eingespart und die Abscheidung von Koh
lenstoff in dem Zylinder wird verringert. Als Ergebnis wer
den die Lebensdauer der Maschine vergrößert und die Unter
haltungs- bzw. Instandhaltungskosten werden verkleinert.
Außerdem wird der HC- und CO-Ausstoß verringert. Da Wasser
die Temperatur des Motors verkleinern kann, wird die ausge
stoßene NOx-Menge verringert. Die ausgestoßenen Abgase sind
daher für die Umwelt weniger schädlich.
Die erfindungsgemäße Zusatzanordnung zum Zuführen von Was
ser für eine Brennkraftmaschine basiert auf der zuvor be
schriebenen Theorie und den Charakteristiken des Benzinmo
tors. Wenn der Motor bzw. die Maschine mit einer hohen
Drehzahl oder bei einer hohen Temperatur läuft, kann eine
geeignete Wassermenge hinzugefügt werden, um den Wirkungs
grad der Verbrennung zu vergrößern und um den HC-, CO- und
NOx-Ausstoß zu verringern. Um den Wirkungsgrad der Verbren
nung eines Motors weiter zu vergrößern, wendet die vorlie
gende Erfindung ein Dauerzündverfahren an, bei dem eine
Mehrzahl von zyklischen zusätzlichen Zündimpulsen zwischen
den beiden Originalzündimpulse eingefügt werden, um den
Wirkungsgrad der Verbrennung des Motors, insbesondere dann
zu vergrößern, wenn der Motor kalt gestartet wird, und um
den HC- und CO-Ausstoß zu verringern.
Die vorliegende Erfindung besitzt den weiteren Vorteil, daß
sie leicht in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann, das
die Fabrik bereits verlassen hat (Nachrüstung), um den Wir
kungsgrad der Verbrennung zu verbessern und um den HC-, CO- und
NOx-Ausstoß zu verringern. Weitere Vorteile der vorlie
genden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Be
schreibung hervor.
Durch die vorliegende Erfindung wird der Wirkungsgrad der
Verbrennung des Motors vergrößert und wird die Dichte der
ausgestoßenen, die Umwelt belastenden Abgase verringert.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusatzanordnung zum
Zuführen von Wasser für eine Brennkraftmaschine, die auch
in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann, das die Fabrik
bereits verlassen hat, um den Wirkungsgrad der Verbrennung
des Motors zu verbessern und um die Dichte der von der Ma
schine ausgestoßenen, die Umwelt belastenden Abgase zu ver
ringern.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Zündverfahren werden eine Mehr
zahl von zyklischen, zusätzlichen Zündimpulsen zwischen die
beiden Originalzündimpulse eingefügt, so daß der Wirkungs
grad der Verbrennung des Motors vergrößert und die von dem
Motor ausgestoßenen, die Umwelt belastenden Abgase verrin
gert werden.
Die Fig. 2 zeigt eine vorliegende Zusatzanordnung zum Zu
führen von Wasser für eine Brennkraftmaschine. Diese Anord
nung 10 ist mit einem Benzinmotor 100 zusammengebaut. Der
Motor 100 kann von irgendeiner Art sein. Die Zusatzanord
nung 10 enthält eine Wasserzufuhrvorrichtung mit einem
kleinen Wasserbehälter 14, dessen Wasser aus einem großen
Wassertank 12 geliefert wird. Ein kleiner Behältersensor 30
ist in den kleinen Wasserbehälter 14 eingebaut. Sobald das
Wasser in dem kleinen Wasserbehälter 14 einen vorgegebenen
Pegel unterschreitet, wird eine Wasserpumpe 32 in Betrieb
gesetzt, um Wasser aus dem großen Wassertank 12 in den
kleinen Wasserbehälter 14 zu pumpen. Der kleine Wasserbe
hälter 14 ist mit einem Wasserrohr bzw. einer Wasserleitung
16 verbunden, in dem bzw. der ein Steuerventil 18, wie bei
spielsweise ein Solenoidventil, eingebaut ist. Das Steuer
ventil 18 wird durch ein Relais 40 gesteuert, daß wiederum
durch eine Steuereinheit 50 gesteuert wird. Die Steuerein
heit 50 wird im nachfolgenden Absatz ausführlich erläutert.
Die Wasserleitung 16 weist auch eine manuell betätigbare
Wasserregeleinrichtung 20 zur Steuerung des Wasserflusses
auf. Die Wasserleitung 16 ist mit einem ersten Ende eines
Dreiwegegliedes 22 verbunden, dessen zweites Ende mit einer
Auspuffrohrleitung verbunden ist. Das dritte Ende des Drei
wegegliedes 22 ist mit einer EGR-Vorrichtung 24 (exhaust
gas recirculation) verbunden, die mit dem Motor 100 verbun
den ist. Die Aufgabe der EGR-Vorrichtung 24 besteht darin,
die ausgestoßene NOx-Menge zu verringern. Wasser kann durch
die EGR-Vorrichtung 24 fließen und in den Motor 100 gleich
zeitig mit einem Teil des Auspuffgases eintreten, um die
Wirksamkeit der Verbrennung des Motors 100 zu vergrößern
und die Dichte der die Umwelt verschmutzenden Abgase, d. h.
von CO-, HC- und NOx zu verringern.
Gemäß der Fig. 3 weist die Steuereinheit 50 eine Eingangs
einheit L auf, die Signale empfangen kann, die von einem
Sensor 60 für den Wasserpegel des großen Wassertanks 12,
einem Sensor 64 für die Drehzahl des Motors, einem Sensor
62 für die Temperatur des Kühlmantels des Motors, einem
Einstellkreis E für die Temperatur des Motors und einem
Einstell- und Regelkreis F für die Drehzahl des Motors
übertragen werden.
Ein Zentralprozessor I empfängt Informationen von der Ein
gangseinheit L und führt ein Steuerprogramm J entsprechend
den Inhalten einer Datenbank K aus, um eine logische Beur
teilung vor der Aussendung eines Steuerbefehles auszufüh
ren.
Eine Ausgangseinheit M empfängt Befehle von dem Zentralpro
zessor I und wandelt die Befehle in ein elektrisches Signal
um, um das Relais 40 und einem Impulsgenerator 42 zu steu
ern. Das Relais 40 kann ein elektrisches Signal an das
Steuerventil 18 aussenden, bei dem es sich beispielsweise
um ein Solenoidventil handelt. Das Steuerventil 18 steuert
den Wasserfluß in der Wasserleitung 16, so daß eine geeig
nete Wassermenge in die EGR-Einrichtung 24 fließt. Ein
elektrisches Signal vom Impulsgenerator 42 wird an einen
Verstärkerkreis 44 gesendet, der mit der Hochspannungsspule
46 einer Zündvorrichtung verbunden ist.
Wie dies die Fig. 5A und 5B zeigen, kann der Impulsgene
rator 42 extra Zündimpulse zwischen zwei Zündimpulse einer
bekannten Zündvorrichtung einfügen, um den Wirkungsgrad der
Verbrennung des Motors zu vergrößern und die Dichte der
ausgestoßenen, die Umwelt verschmutzenden Abgase zu verrin
gern.
Die Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm der Steuereinheit 50
der Fig. 3. Wenn der Zentralprozessor I der Steuereinheit
50 die nachfolgend aufgeführten Zustände der Sensoren an
zeigt, sendet er ein elektrisches Signal aus, um das Relais
40 zu betätigen, das das Steuerventil 18 einschaltet, so
daß Wasser aus dem kleinen Wasserbehälter 14 in die EGR-
Einrichtung 24 eintritt, so daß gleichzeitig Wasser und
Auspuffgas in den Zylinder eintreten.
- (a) Der Sensor 60 für den Wasserpegel (Fig. 2) zeigt an, daß der Wasserpegel des großen Wassertanks 12 größer als ein voreingestellter Wert ist.
- (b) Der Sensor 62 für die Temperatur des Kühlmantels zeigt an, daß die Temperatur des Motors 100 größer als eine voreingestellte Motortemperatur ist.
- (c) Der Sensor 64 für die Drehzahl des Motors 100 zeigt an, daß die Motordrehzahl größer als ein voreinge stellter Wert ist.
Die zuvor genannten voreingestellten Werte des Wasserpe
gels, der Motortemperatur und der Motordrehzahl hängen vom
Fahrzeugtyp und dem Motorhubraum ab. Diese Daten sind in
der zuvor genannten Datenbank K gespeichert.
Die vorliegende Zusatzanordnung zum Zuführen von Wasser
kann auch ein lineares Steuerventil 18 aufweisen, das die
Öffnungsgröße des Ventils in Übereinstimmung mit der Motor
temperatur und der Motordrehzahl richtig steuern kann, so
daß eine geeignete Wassermenge an die EGR-Einrichtung 24
zur Vergrößerung des Wirkungsgrades der Verbrennung des Mo
tors 100 und zur Verringerung der Dichte der die Umwelt be
lastenden Abgase geliefert wird.
Durch das "Automotive Research of Testing Center" in Taiwan
wurde der folgende Bericht über einen Abgastest und einen
Energieverbrauchstest eines Kraftfahrzeuges gegeben.
Kraftfahrzeug: Toyota Corona
Model: EXSIOR AT2EPN GL1 1.6 Viertüriges Kraftfahrzeug mit einem Benzinmotor
Motorfamilie: G4A-FE-94 (keine Motorfamilie angewendet)
Motormodell: 4 Zylinder, im vorderen Bereich eingebaut
Kraftstoffzufuhr: Einspritzung
Fahrzeugkarosserie: AT2-8018870
Motornummer: 4AF 742631
Reifenmodell: 185/65R 14 85H
Getriebemodell: Automatik, 4 Gänge
Gefahrene Kilometer: 30237 Km
Testbedingungen:
Umgebungstemperatur: 23,3°C
Atmosphärendruck: 753,4 mmHg
Kraftstoff: Benzin 95, bleifrei
Fahrzeuggewicht: 1344 kg
Reifendruck: 2,5 kgf/cm²
Relative Feuchtigkeit: 51%
Leerlaufdrehzahl: 800 U/min
Stillstandszeit: Stunden
Straßenwiderstand: 446,9N bei 80 km/Std
Zeit: 8,35 sec (85-76 km/Std)
Transmissionszeit:
Model: EXSIOR AT2EPN GL1 1.6 Viertüriges Kraftfahrzeug mit einem Benzinmotor
Motorfamilie: G4A-FE-94 (keine Motorfamilie angewendet)
Motormodell: 4 Zylinder, im vorderen Bereich eingebaut
Kraftstoffzufuhr: Einspritzung
Fahrzeugkarosserie: AT2-8018870
Motornummer: 4AF 742631
Reifenmodell: 185/65R 14 85H
Getriebemodell: Automatik, 4 Gänge
Gefahrene Kilometer: 30237 Km
Testbedingungen:
Umgebungstemperatur: 23,3°C
Atmosphärendruck: 753,4 mmHg
Kraftstoff: Benzin 95, bleifrei
Fahrzeuggewicht: 1344 kg
Reifendruck: 2,5 kgf/cm²
Relative Feuchtigkeit: 51%
Leerlaufdrehzahl: 800 U/min
Stillstandszeit: Stunden
Straßenwiderstand: 446,9N bei 80 km/Std
Zeit: 8,35 sec (85-76 km/Std)
Transmissionszeit:
1. Die Tests des Laufzustandes des Kraftfahrzeuges, des
Leerlaufzustandes, des Kraftstofftanks und des EEC-
Ausstoßes wurden durchgeführt in Übereinstimmung mit den
Verfahren und Prozeduren, wie sie in "Request for test cer
tificate and new car spot check summary for gasoline car
and substitute fuel car of second exhaust control stan
dards" beschrieben sind.
2. Kurbelgehäuse (PCV): In Übereinstimmung mit den Test
verfahren und Prozeduren, wie sie in CNS 11496 D3166 be
schrieben sind.
Dynamische Ausmessung des Fahrzeugkörpers:
SCHENK KOMEG EMDY 48
SHED Test:
Verdampfung im abgeschlossenen Raum: ETC PJ-101394
Kraftstoff-Verarbeitungsmaschine: WEISS KT 100/200+5-40 DU-EX
HC-Analysator: PIERBURG FID PM-2000 METHAN
Abgas-Probensystem: HORIBA-9100S
Abgas-Analysiersystem: HORIBA MEXA-9300
CO-Analysator: HORIBA FLA-120
NOx-Analysator: HORIBA CLA-150
Leerlaufdrehzahl-Analysator: HORIBA MEXA 574GE
SCHENK KOMEG EMDY 48
SHED Test:
Verdampfung im abgeschlossenen Raum: ETC PJ-101394
Kraftstoff-Verarbeitungsmaschine: WEISS KT 100/200+5-40 DU-EX
HC-Analysator: PIERBURG FID PM-2000 METHAN
Abgas-Probensystem: HORIBA-9100S
Abgas-Analysiersystem: HORIBA MEXA-9300
CO-Analysator: HORIBA FLA-120
NOx-Analysator: HORIBA CLA-150
Leerlaufdrehzahl-Analysator: HORIBA MEXA 574GE
Testergebnisse:
Verunreinigungs-Testergebnisse:
Verunreinigungs-Testergebnisse:
Modell: Toyota Corona Exsior AT 2EPN LG1 1.6
Motormodell: 4 Zylinder, eingebaut im vorderen Teil
Motornummer: 4AF 742631
Getriebemodell: Automatik, 4 Gänge
Zündzeit: B.T.D.C.
Verwendeter Kraftstoff: Benzin 95, bleifrei
Leerlaufdrehzahl: 820 U/min
Umgebungstemperatur: 22,4°C
Reifendruck: 2,5 kgf/cm²
Relative Feuchtigkeit: 54%
Fahrzeuggewicht: 1344 kg
Atmosphärendruck: 100,97 K Pa
Transmissionszeit:
Gefahrene Kilometer: 30159 km
Motormodell: 4 Zylinder, eingebaut im vorderen Teil
Motornummer: 4AF 742631
Getriebemodell: Automatik, 4 Gänge
Zündzeit: B.T.D.C.
Verwendeter Kraftstoff: Benzin 95, bleifrei
Leerlaufdrehzahl: 820 U/min
Umgebungstemperatur: 22,4°C
Reifendruck: 2,5 kgf/cm²
Relative Feuchtigkeit: 54%
Fahrzeuggewicht: 1344 kg
Atmosphärendruck: 100,97 K Pa
Transmissionszeit:
Gefahrene Kilometer: 30159 km
Testergebnis zum Energieverbrauch
Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich zwischen den ge
testeten Werten eines Motors mit einer vorliegenden Zusatz
anordnung zum Zuführen von Wasser und den von der taiwane
sischen Provinzregierung vorgeschriebenen Umwelt-
Ausstoßkriterien. Es ist erkennbar, daß die vorliegende Er
findung die Dichte der ausgestoßenen, die Umwelt belasten
den Verunreinigungen bzw. die Abgase reduzieren kann.
Die vorliegende Zusatzanordnung zum Zurühren von Wasser für
eine Brennkraftmaschine kann leicht in irgendein Kraftfahr
zeug eingebaut werden, das die Fabrik bereits verlassen
hat. Dies bedeutet, daß sie an der EGR-Einrichtung eines
Kraftfahrzeuges angebaut werden kann, um die Wirksamkeit
der Verbrennung zu vergrößern, die Dichte der ausgestoße
nen, die Umwelt belastenden Abgase zu verringern und die
Lebensdauer des Motors zu verlängern.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungs
beispiel beschränkt. Modifikationen sind im Rahmen der Pa
tentansprüche möglich.
Die Erfindung betrifft eine Zusatzanordnung zum Zuführen
von Wasser für eine Brennkraftmaschine. Der Motor ist zur
Verringerung des NOx-Ausstoßes mit einer EGR-Einrichtung
verbunden. Die vorliegende Anordnung weist eine Wasserzu
fuhreinrichtung auf, die mit der EGR-Einrichtung verbunden
ist, um dieser Wasser zuzuführen. Die Wasserzufuhr wird
durch eine Computersteuereinheit gesteuert. Wasser und Ab
gas des Benzinmotors werden gleichzeitig in den Benzinmotor
zugeführt, um den Wirkungsgrad der Verbrennung des Motors
zu vergrößern, die Dichte der die Umwelt belastenden Gase
zu verringern und die Lebensdauer zu vergrößern.
Claims (16)
1. Zusatzanordnung zum Zuführen von Wasser für eine Brenn
kraftmaschine, die bei einem Benzinmotor (100) zusammen mit
einer EGR-Einrichtung (24) zur Verringerung des ausgestoße
nen NOx-Gehaltes verwendet wird, gekennzeichnet durch:
eine mit der EGR-Einrichtung (24) verbundene Wasserzu fuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) zum Zuführen von Wasser in die EGR-Einrichtung (24) und
eine Steuereinheit (50) zum Steuern der Wasserzufuh reinrichtung (14, 16, 18, 22), um eine geeignete Menge von Wasser zu der EGR-Einrichtung (24) zuzuführen, damit Wasser und ausgestoßenes Abgas gleichzeitig in den Benzinmotor (100) strömen, um die Wirksamkeit der Verbrennung des Ben zinmotors (100) zu vergrößern und die Dichte der ausgesto ßenen, die Umwelt belastenden Abgase zu verringern.
eine mit der EGR-Einrichtung (24) verbundene Wasserzu fuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) zum Zuführen von Wasser in die EGR-Einrichtung (24) und
eine Steuereinheit (50) zum Steuern der Wasserzufuh reinrichtung (14, 16, 18, 22), um eine geeignete Menge von Wasser zu der EGR-Einrichtung (24) zuzuführen, damit Wasser und ausgestoßenes Abgas gleichzeitig in den Benzinmotor (100) strömen, um die Wirksamkeit der Verbrennung des Ben zinmotors (100) zu vergrößern und die Dichte der ausgesto ßenen, die Umwelt belastenden Abgase zu verringern.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) einen Wasser
behälter (14) aufweist, der mit einer Wasserleitung verbun
den ist, die mit der EGR-Einrichtung (24) in Verbindung
steht, und daß in der Wasserleitung (16) ein Steuerventil
(18) zur Steuerung der Wasserströmung angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) eine
manuell betätigbare Regeleinrichtung (20) zur Steuerung des
Wasserflusses aufweist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) den Wasserfluß aus
der Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) in Überein
stimmung mit der Wassermenge in der Wasserzufuhreinrichtung
(14, 16, 18, 22), der Temperatur des Benzinmotors (100) und
der Drehzahl des Benzinmotors (100) steuern kann.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) ein elektrisches
Signal zur Steuerung der Wasserzufuhr an die EGR-
Einrichtung (24) sendet, wenn der Wasserpegel in der Was
serzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) höher als ein vorbe
stimmter Pegel ist, wenn die Temperatur des Benzinmotors
(100) größer als eine voreingestellte Temperatur ist und
wenn die Drehzahl des Motors (100) größer als ein voreinge
stellter Wert ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) einen Impulsgene
rator (42) aufweist, der mit einer Zündvorrichtung (46) des
Benzinmotors (100) verbunden ist, und daß der Impulsgenera
tor (42) eine Mehrzahl von zyklischen Zusatzzündimpulsen
zwischen den Originalzündimpulsen erzeugt, um den Wirkungs
grad der Verbrennung des Benzinmotors (100) zu vergrößern
und um die Dichte der aus dem Benzinmotor (100) ausgestoße
nen, die Umwelt belastenden Abgase zu verringern.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18,
22) ein lineares Steuerventil (18) zum Zuführen einer ge
eigneten Menge von Wasser zu der EGR-Einrichtung (24) in
Übereinstimmung mit der Temperatur des Benzinmotors (100)
und der Drehzahl desselben aufweist.
8. Brennkraftmaschinensystem mit einem Benzinmotor, da
durch gekennzeichnet, daß eine EGR-Einrichtung (24), zwi
schen der Ansaugrohrleitung und der Auspuffrohrleitung des
Benzinmotors (100) angeordnet ist, daß einer Wasserzufuh
reinrichtung (14, 16, 18, 22) die mit der EGR-Einrichtung
(24) verbunden ist, um Wasser zu der EGR-Einrichtung (24)
zuzuführen und daß einer Steuereinheit (50) zur Steuerung
der Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) derart, daß
diese eine geeignete Wassermenge zu der EGR-Einrichtung
(24) zuführt, vorgesehen ist, wobei Wasser und aus dem Ben
zinmotor (100) abgegebenes Abgas gleichzeitig in den Ben
zinmotor (100) zugeführt werden, um die Wirksamkeit der
Verbrennung des Benzinmotors (100) zu vergrößern und die
Dichte der aus dem Benzinmotor (100) ausgestoßenen Abgase
zu verringern.
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) einen Wasserbehäl
ter (14) enthält, der mit einer Wasserleitung (16) verbun
den ist, die mit der EGR-Einrichtung (24) in Verbindung
steht, und daß in der Wasserleitung (16) ein Steuerventil
(18) zur Steuerung der Wasserströmung angeordnet ist.
10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) eine ma
nuell betätigbare Wasserregeleinrichtung (20) zur Steuerung
der Wasserströmung aufweist.
11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) die Wasserströmung
aus der Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) in Über
einstimmung mit der Wassermenge der Wasserversorgungsein
richtung (14, 16, 18, 22), der Temperatur des Benzinmotors
(100) und der Drehzahl des Benzinmotors (100) steuert.
12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) ein elektrisches
Signal zur Steuerung der Wasserzufuhr zu der EGR-
Einrichtung (24) aussendet, wenn der Wasserpegel der Was
serzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22) größer ist als ein
voreingestellter Pegel, die Temperatur des Benzinmotors
(100) größer als eine voreingestellte Temperatur und die
Drehzahl der Benzinmotor (100) größer als ein voreinge
stellter Wert ist.
13. System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinheit (50) einen Impulsgene
rator (42) aufweist, der mit einer Zündvorrichtung (48) des
Benzinmotors (100) verbunden ist, und daß der Impulsgenera
tor (42) eine Mehrzahl von zyklischen Zusatzzündimpulsen
zwischen den Originalzündimpulsen erzeugt, um den Wirkungs
grad der Verbrennung des Benzinmotors (100) zu vergrößern
und die Dichte der aus dem Benzinmotor (100) ausgestoßenen,
die Umwelt belastenden Abgase zu verringern.
14. System nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18,
22) ein lineares Steuerventil (18) zum Zuführen einer ge
eigneten Wassermenge zu der EGR-Einrichtung (24) in Über
einstimmung mit der Temperatur des Benzinmotors (100) und
der Drehzahl desselben aufweist.
15. Zündverfahren für einen Benzinmotor, bei dem zyklische
Hochspannungs-Zündimpulse zur Zündung der Luft/Kraftstoff-
Mischung in dem Benzinmotor (100) erzeugt werden, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von zyklischen Zusatzim
pulsen zwischen den aufeinander folgenden Hochspannungs-
Zündimpulsen erzeugt werden, um die Wirksamkeit der Ver
brennung der Benzinmaschine (100) zu vergrößern.
16. Verfahren zum Steuern einer Wasserzufuhreinrichtung
(14, 16, 18, 22) für einen Brennkraftmotor, insbesondere
einen Benzinmotor (100) mit den folgenden Schritten:
- (a) Ermitteln des Wasserpegels eines Wasserbehälters (14) der Wasserzufuhreinrichtung (14, 16, 18, 22), Ermit teln der Temperatur der Brennkraftmaschine (100) und Ermit teln der Drehzahl derselben und
- (b) Zuführen von Wasser aus der Wasserzufuhreinrich tung (14, 16, 18, 22) zur Brennkraftmaschine (100), wenn der Wasserpegel höher als ein voreingestellter Wert ist, die Temperatur der Brennkraftmaschine (100) größer als ein vorbestimmter Temperaturwert und die Drehzahl derselben größer als ein voreingestellter Wert ist, um die Wirkungs grad der Verbrennung der Brennkraftmaschine (100) zu ver größern und die Dichte der abgegebenen, die Umwelt bela stenden Abgase zu verringern.
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