DE19912137A1 - Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine - Google Patents

Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine

Info

Publication number
DE19912137A1
DE19912137A1 DE19912137A DE19912137A DE19912137A1 DE 19912137 A1 DE19912137 A1 DE 19912137A1 DE 19912137 A DE19912137 A DE 19912137A DE 19912137 A DE19912137 A DE 19912137A DE 19912137 A1 DE19912137 A1 DE 19912137A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
internal combustion
combustion engine
oxygen
gas
air
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.)
Ceased
Application number
DE19912137A
Other languages
German (de)
Inventor
Winfried Degen
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.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE19912137A priority Critical patent/DE19912137A1/en
Publication of DE19912137A1 publication Critical patent/DE19912137A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • 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
    • F02M25/12—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 the apparatus having means for generating such gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

The internal combustion engine unit has means of creating an oxygen-enriched gas from supplied air in the warm running operation of the engine. It has a gas store (10) to store the oxygen-enriched gas and a device (13) to supply the oxygen-enriched gas from the store to the engine (14) during a cold start phase until a preset warm-running operating state is reached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschinenanlage mit Mit­ teln zur Erzeugung eines sauerstoffangereicherten Gases aus zu­ geführter Luft im warmgelaufenen Betrieb einer Brennkraftmaschi­ ne und ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschinenanla­ ge, bei dem einer Brennkraftmaschine wenigstens zeitweise ein gegenüber Luft sauerstoffangereichertes Gas zugeführt wird.The invention relates to an internal combustion engine system with to produce an oxygen-enriched gas led air in the warm-up operation of an internal combustion engine ne and a method for operating an internal combustion engine ge, in which an internal combustion engine at least temporarily oxygen-enriched gas is supplied to air.

Es ist bereits verschiedentlich vorgeschlagen worden, durch Zu­ fuhr von Sauerstoff bzw. von mit Sauerstoff angereicherter Luft anstelle von normaler Luft für die Bildung des zu verbrennenden Brennstoffgemisches bei einer Brennkraftmaschine durch vollstän­ digere Verbrennung eine Reduzierung von Schadstoffemissionen, wie Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid oder Ruß, zu erzielen. Durch die damit zwangsläufig verbundene Absenkung des relativen Stickstoff-Anteiles am Brennstoffgemisch ergibt sich außerdem eine Verringerung von NOx-Emissionen. Weiter kann durch den hohen Energieinhalt der Brennstoffgemischladung, der aus der Verwen­ dung des sauerstoffangereicherten Gases resultiert, eine Steige­ rung der Leistung bezogen auf das Gewicht der Brennkraftmaschine erzielt werden, und es ist bei verringertem Kraftstoffverbrauch ein verbesserter Motorwirkungsgrad erzielbar.It has already been proposed on various occasions by supplying oxygen or oxygen-enriched air instead of normal air for the formation of the fuel mixture to be burned in an internal combustion engine by more complete combustion to reduce pollutant emissions, such as hydrocarbons, carbon monoxide or soot achieve. The inevitably associated lowering of the relative nitrogen content in the fuel mixture also results in a reduction in NO x emissions. Furthermore, due to the high energy content of the fuel mixture charge, which results from the use of the oxygen-enriched gas, an increase in performance based on the weight of the internal combustion engine can be achieved, and an improved engine efficiency can be achieved with reduced fuel consumption.

So ist aus der DE 197 10 840 A1 eine Brennkraftmaschine bekannt, bei der in einem Anreicherungskanal angesaugte Luft durch eine vornehmlich für Sauerstoffmoleküle durchgängige Membran geleitet wird, um ein sauerstoffangereichertes Gas zu erzeugen. Dieses kann steuerbar zusätzlich zu normaler Luft über einen Ansaug­ luftkanal der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Dazu sind in dem Ansaugluftkanal Sensoren zum Erfassen des Sauerstoffgehaltes der Ansaugluft vorgesehen und mit einem Steuergerät verbunden. Dieses Steuergerät dient zum Verstellen einer ersten Drossel­ klappe, die den Zustrom von sauerstoffangereicherter Luft in den Ansaugluftkanal variiert, und einer zweiten Drosselklappe, mit­ tels der die Zufuhr von normaler Luft geregelt wird. Damit wird im normalen Betrieb der Brennkraftmaschine der Sauerstoffgehalt des angesaugten Gases auf einen erhöhten Wert eingeregelt, der einen schadstoffarmen Motorbetrieb und einen günstigen Wirkungs­ grad der Brennkraftmaschine ermöglichen soll.An internal combustion engine is known from DE 197 10 840 A1, in which the air sucked in an enrichment duct through a membrane passed primarily for oxygen molecules to generate an oxygen-enriched gas. This can be controlled in addition to normal air via an intake  air duct of the internal combustion engine are supplied. These are in the intake air duct sensors for detecting the oxygen content the intake air provided and connected to a control unit. This control unit is used to adjust a first throttle flap that prevents the inflow of oxygen-enriched air into the Intake air duct varies, and a second throttle valve, with means that the supply of normal air is regulated. So that will during normal operation of the internal combustion engine, the oxygen content of the sucked gas is adjusted to an increased value, the low-pollution engine operation and a favorable effect degree of the internal combustion engine should enable.

Die DE 196 11 898 A1 offenbart eine einer Brennkraftmaschine zu­ geordnete Vorrichtung zum Abscheiden von Sauerstoff aus einer Luftatmosphäre, die drei Kammern aufweist, welche jeweils durch semipermeable Membranschichten voneinander getrennt sind. Einer ersten Kammer wird atmosphärische Luft zugeführt, deren Sauer­ stoffanteil in eine zweite Kammer diffundiert. In der zweiten Kammer wird das darin befindliche Gasvolumen erhitzt, um eine Diffusion in eine dritte Kammer zu bewirken, aus welcher der Brennkraftmaschine eine sauerstoffangereicherte Gasatmosphäre bereitgestellt werden kann.DE 196 11 898 A1 discloses an internal combustion engine ordered device for separating oxygen from a Air atmosphere, which has three chambers, each through semipermeable membrane layers are separated from each other. One The first chamber is supplied with atmospheric air, the acid of which diffused into a second chamber. In the second The gas volume inside is heated to a chamber To cause diffusion into a third chamber from which the Internal combustion engine an oxygen-enriched gas atmosphere can be provided.

In der EP 0 312 910 B1 ist eine Vorrichtung zur Anreicherung ei­ ner Luftatmosphäre mit Sauerstoff beschrieben, bei der Luft mit normalem Sauerstoff- und Stickstoffgehalt durch in einem Behäl­ ter angeordnete Röhren geblasen wird, die aus Fasern aufgebaut sind, die aus Luft Sauerstoff aufnehmen. Der an die Fasern abge­ gebene Sauerstoff wandert durch das Fasermaterial, so daß die Röhren über ihre Außenseite den Sauerstoff dem Behältervolumen zuführen.EP 0 312 910 B1 describes a device for enrichment ner air atmosphere described with oxygen, in the air with normal oxygen and nitrogen content through in one container ter arranged tubes is blown, which is built up of fibers are that absorb oxygen from air. The abge on the fibers given oxygen migrates through the fiber material, so that the Tubing the outside of the oxygen to the container volume respectively.

Im Unterschied zu Ottomotoren beruht bei Dieselmotoren das Zün­ den des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Zylinderraum auf einer spontanen Entflammung des Gemisches bei hohen Drücken und hohen Temperaturen. Die Eigenschaft der spontanen Entflammung eines Kraftstoffs bei hohem Druck und hoher Temperatur wird auch als Zündwilligkeit bezeichnet und hängt von der chemischen Konstitu­ tion seiner Bestandteile ab. Die im Brennraum erzielbare Gastem­ peratur und der erreichte Gasdruck werden im wesentlichen durch das Verdichtungsverhältnis der Brennkraftmaschine bestimmt. Weil unter Kaltstartbedingungen die Wärme, die durch einen Kompressi­ onshub erzeugt wird, über kalte Wände von Zylinder, Zylinderkopf und Kolbenboden abgeleitet wird, sind hier Gasdruck und Gastem­ peratur des Luft-Kraftstoff-Gemisches niedriger als beim be­ triebswarmen Motor. Unter Kaltstartbedingungen ist daher beim Dieselmotor die spontane Entflammung des Gemischs erschwert. Ei­ ne sichere Entflammung beim Kaltstartvorgang wird herkömmlicher­ weise dadurch erzielt, daß Kraftstoffe mit hoher Cetanzahl, die ein empirisches Maß für die Zündwilligkeit von Kraftstoff dar­ stellt, eingesetzt werden und/oder der Motor mit hohem Verdich­ tungsverhältnis betrieben wird. Hochcetanige Kraftstoffe sind allerdings in der Regel teurer als Kraftstoffe mit niedriger Ce­ tanzahl. Wird ein Verbrennungsmotor mit hohem Verdichtungsver­ hältnis betrieben, so hat dies, zumindest bei vielen Motorgeome­ trien, einen verringerten Wirkungsgrad zur Folge, wodurch sich auch ein erhöhter Kraftstoffverbrauch einstellt. Weiter ist es bekannt, in einem Dieselmotor Glühkerzen vorzusehen, um auch bei tiefen Temperaturen einen sicheren Motorstart zu gewährleisten.In contrast to gasoline engines, ignition is based on diesel engines that of the air-fuel mixture in the cylinder chamber on one spontaneous ignition of the mixture at high pressures and high Temperatures. The property of spontaneous ignition of a Fuel at high pressure and high temperature is also called  Ignitability denotes and depends on the chemical constitution tion of its components. The Gastem achievable in the combustion chamber temperature and the gas pressure achieved are essentially by determines the compression ratio of the internal combustion engine. Because under cold start conditions the heat generated by a compress onshub is generated over cold walls of cylinders, cylinder head and piston crown is derived here are gas pressure and gas temperature of the air-fuel mixture lower than for the be warm engine. Under cold start conditions, the Diesel engine complicates the spontaneous ignition of the mixture. Egg ne safe ignition during the cold start process is becoming more conventional wise achieved in that fuels with a high cetane number an empirical measure of the ignitability of fuel represents, used and / or the engine with high compression tion ratio is operated. High-cetane fuels are however, generally more expensive than low Ce fuels number. If an internal combustion engine with a high compression ratio operated ratio, this has, at least in many engine geometries trien, result in a reduced efficiency, whereby also increases fuel consumption. It is further known to provide glow plugs in a diesel engine, also at to ensure a safe engine start at low temperatures.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Brennkraftmaschinenanlage der eingangs genannten Art, insbesondere einer solchen mit einem Dieselmotor, mit guter Kaltstartfähigkeit und ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschinenanlage derart bereitzustellen, daß eine verbesserte Kaltstartfähigkeit der Brennkraftmaschinen­ anlage erzielt wird.The object of the invention is an internal combustion engine system type mentioned, in particular one with a Diesel engine, with good cold start ability and a process for To provide operation of an internal combustion engine system in such a way that improved cold start capability of the internal combustion engines plant is achieved.

Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschi­ nenanlage gemäß Anspruch 9 gelöst.This task is accomplished by an internal combustion engine system Claim 1 and a method for operating an internal combustion engine nenanlage solved according to claim 9.

Die Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 1 enthält einen Gasspeicher zur Speicherung des erzeugten sauerstoffangereicher­ ten Gases und Mittel zur Zufuhr von im Gasspeicher gespeichertem sauerstoffangereichertem Gas zur Brennkraftmaschinenanlage wäh­ rend einer Kaltstartphase bis zum Erreichen eines vorgebbaren Warmlauf-Betriebszustandes der Brennkraftmaschinenanlage.The internal combustion engine system according to claim 1 contains one Gas storage for storing the generated oxygen enriched ten gas and means for supplying stored in the gas storage  select oxygen-enriched gas to the internal combustion engine system rend a cold start phase until a predefinable Warm-up operating state of the internal combustion engine system.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 9 wird im warmgelaufenen Be­ trieb der Brennkraftmaschine wenigstens zeitweise sauerstoffan­ gereichertes Gas mittels einer Sauerstoffabtrenneinheit aus Luft erzeugt und in einem Gasspeicher gespeichert. Bei einem Kalt­ start der Brennkraftmaschine wird dann zunächst sauerstoffange­ reichertes Gas aus dem Gasspeicher und ab Erreichen eines vor­ gebbaren Warmlauf-Betriebszustandes der Brennkraftmaschine nor­ male Luft zugeführt.In the method according to claim 9 is in the warmed up Be at least temporarily powered the internal combustion engine enriched gas by means of an oxygen separation unit from air generated and stored in a gas storage. With a cold The start of the internal combustion engine is then initially oxygenated enriched gas from the gas storage and from reaching one before specifiable warm-up operating state of the internal combustion engine nor male air supplied.

Bei der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinenanlage und dem er­ findungsgemäßen Betriebsverfahren wird die Erkenntnis genutzt, daß die spontane Entflammung eines Kraftstoffes nicht nur von Temperatur und Druck, sondern auch vom Sauerstoffgehalt des Luft-Kraftstoff-Gemisches abhängt. So liegt beispielsweise bei allen organischen Verbindungen die Zündtemperatur in reinem Sau­ erstoff deutlich niedriger als in Luft. Indem der Brennkraftma­ schine in der Startphase sauerstoffangereichertes Gas zugeführt wird, worunter eine Verbrennungsluftatmosphäre mit erhöhtem Sau­ erstoffanteil oder aus reinem Sauerstoff zu verstehen ist, kann auch bei Brennkraftmaschinen mit niedrigem Verdichtungsverhält­ nis ohne Verwendung von Kraftstoffen mit erhöhter Cetanzahl ein sicherer Kaltstart erzielt werden. Vorteilhafterweise wird die­ ses sauerstoffangereicherte Gas während der Kaltstartphase nur bis zum Erreichen eines vorgebbaren Warmlauf-Betriebszustandes eingesetzt. Die hierfür benötigte Menge an sauerstoffangerei­ chertem Gas wird einem Gasspeicher entnommen. Dieser wird be­ füllt, indem während Betriebsphasen mit warmgelaufener Brenn­ kraftmaschine sauerstoffangereichertes Gas aus Luft erzeugt und eingespeichert wird. Da üblicherweise die Warmlauf-Betriebs­ phasen deutlich länger andauern als Kaltstartbetriebsphasen, kann die Leistung der Sauerstoffanreicherungsmittel entsprechend kleiner gehalten werden als die benötigte Zufuhrleistung an sauerstoffangereichertem Gas während eines Kaltstarts. In the internal combustion engine system according to the invention and he operating method according to the invention, the knowledge is used, that the spontaneous ignition of a fuel not only by Temperature and pressure, but also from the oxygen content of the Air-fuel mixture depends. For example, is included the ignition temperature in pure sow for all organic compounds material significantly lower than in air. By the internal combustion engine in the start-up phase, oxygen-enriched gas is supplied becomes, including a combustion air atmosphere with increased sow portion of the material or can be understood from pure oxygen also for internal combustion engines with a low compression ratio nis without using fuels with an increased cetane number safe cold start can be achieved. Advantageously, the This oxygen-enriched gas only during the cold start phase until a predeterminable warm-up operating state is reached used. The amount of oxygenation required for this Gas is taken from a gas storage. This will be fills by during warm-up firing engine produces oxygen-enriched gas from air and is saved. Because usually the warm-up operation phases last significantly longer than cold start operating phases, can match the performance of oxygenating agents are kept smaller than the required feed rate oxygen-enriched gas during a cold start.  

In Weiterbildung der Brennkraftmaschinenanlage ist gemäß An­ spruch 2 der Gasspeicher als Druckgasspeicher ausgebildet, und es ist ihm ein Kompressor zur Zufuhr des sauerstoffangereicher­ ten Gases unter Druck zugeordnet. Auf diese Weise ist es mög­ lich, das erzeugte sauerstoffangereicherte Gas kompakt zwischen­ zuspeichern und der Brennkraftmaschine beim Kaltstart vorver­ dichtete, sauerstoffangereicherte Luft zuzuführen.According to An Say 2 of the gas storage designed as a compressed gas storage, and it is a compressor for supplying the oxygen-enriched assigned to ten gases under pressure. This way it is possible Lich, the oxygen-enriched gas generated compact between store and pre-ver the engine on cold start supply sealed, oxygen-enriched air.

In weiterer Ausgestaltung dieser Maßnahme ist gemäß Anspruch 3 der Kompressor mechanisch von der Brennkraftmaschine antreibbar und an diese angekoppelt. Auf diese Weise kann in günstigen Mo­ torbetriebsphasen überschüssige Motorleistung zur Verdichtung von sauerstoffangereicherter Luft eingesetzt werden. Dazu eignet sich besonders das Betriebsverfahren nach Anspruch 11, bei dem der Kompressor während Teillast- und/oder Bremsphasen von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Auf diese Weise wird eine unter energetischen Aspekten günstige Zwischenspeicherung von verdichtetem sauerstoffangereichertem Gas erzielt.In a further embodiment of this measure is according to claim 3 the compressor can be driven mechanically by the internal combustion engine and coupled to it. In this way you can in Mon door operating phases, excess engine power for compression of oxygen-enriched air. Suitable for this particularly the operating method according to claim 11, wherein the compressor during part load and / or braking phases of the Internal combustion engine is driven. In this way, one from an energetic point of view, temporary storage of compressed oxygen-enriched gas achieved.

In Weiterbildung der Brennkraftmaschinenanlage weisen nach An­ spruch 4 die Mittel zur Zufuhr von im Gasspeicher gespeichertem sauerstoffangereichertem Gas Direktzufuhrmittel zur direkten Zu­ fuhr dieses Gases in den oder die Brennräume der Brennkraftma­ schine auf. Auf diese Weise wird ein genaues Einstellen des Sauerstoffanteils am zu verbrennenden Luft-Kraftstoff-Gemisch ermöglicht. Dazu eignet sich das Betriebsverfahren nach Anspruch 12.In training of the internal combustion engine system according to An saying 4 the means for supplying stored in the gas storage oxygen-enriched gas direct supply means for direct supply drove this gas into the combustion chamber (s) of the internal combustion engine appear. In this way, an exact setting of the Percentage of oxygen in the air-fuel mixture to be burned enables. The operating method according to claim is suitable for this 12th

In Weiterbildung der Brennkraftmaschinenanlage weisen nach An­ spruch 5 die Mittel zur Erzeugung von sauerstoffangereichertem Gas eine Sauerstoffabtrenneinheit und einen Luftzufuhrverdich­ ter zu deren Speisung mit verdichteter Luft auf. Auf diese Weise wird der Einsatz einer Sauerstoffabtrenneinheit mit kleinen Ab­ messungen ermöglicht. In Weiterbildung dieser Maßnahme ist nach Anspruch 6 der Verdichter vom Verdichterteil eines Abgasturbola­ ders der Brennkraftmaschinenanlage gebildet. Auf diese Weise kann bei Brennkraftmaschinen mit Abgasturbolader zur Verbesse­ rung ihrer Kaltstartfähigkeit ein separater, als Kompressor aus­ gebildeter Luftzufuhrverdichter eingespart werden. In alternati­ ver Weiterbildung ist gemäß Anspruch 7 der Verdichter mechanisch von der Brennkraftmaschine antreibbar und an diese angekoppelt. Auf diese Weise kann in günstigen Motorbetriebsphasen überschüs­ sige Motorleistung zur Verdichtung von Luft für die Sauerstoff­ abtrenneinheit herangezogen werden. Geeignete Betriebsverfahren sind in den Ansprüchen 13 bis 15 angegeben.In training of the internal combustion engine system according to An Proverb 5 the means for the production of oxygen-enriched Gas an oxygen separation unit and an air supply compression to supply them with compressed air. In this way the use of an oxygen separation unit with small Ab enables measurements. In further training this measure is after Claim 6 of the compressor from the compressor part of an exhaust gas turbola ders formed the internal combustion engine system. In this way can improve in internal combustion engines with exhaust gas turbochargers  their cold start capability is a separate compressor formed air supply compressor can be saved. In alternati ver development is mechanical according to claim 7 of the compressor drivable by the internal combustion engine and coupled to it. In this way, there can be excess in favorable engine operating phases engine power to compress air for oxygen separation unit can be used. Appropriate operating procedures are given in claims 13 to 15.

In Weiterbildung der Brennkraftmaschinenanlage dient diese gemäß Anspruch 8 als Kraftfahrzeug-Motor und weist Mittel zur ein­ stellbaren Zufuhr von sauerstoffangereichertem Gas aus dem Gas­ speicher in einen Fahrzeuginnenraum auf. Auf diese Weise kann in einem Kraftfahrzeug eine Verbesserung des Innenraumklimas er­ zielt werden, wozu sich das nach Anspruch 15 weitergebildete Be­ triebsverfahren eignet.In a further development of the internal combustion engine system, this serves according to Claim 8 as a motor vehicle engine and has means for adjustable supply of oxygen-enriched gas from the gas store in a vehicle interior. In this way, a motor vehicle an improvement in the indoor climate aims, what the Be further developed according to claim 15 drive method is suitable.

In Weiterbildung des Betriebsverfahrens nach Anspruch 10 wird das sauerstoffangereicherte Gas während Teillast- und/oder Bremsphasen der Brennkraftmaschine erzeugt. Auf diese Weise kann sauerstoffangereichertes Gas unter energetischen Aspekten gün­ stig bereitgestellt werden.In a further development of the operating method according to claim 10 the oxygen-enriched gas during part-load and / or Braking phases of the internal combustion engine generated. That way oxygen-enriched gas gün always be provided.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are in the Drawings are shown and are described below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 in Blockdiagrammdarstellung ein erstes Ausführungsbei­ spiel einer Brennkraftmaschinenanlage mit Membranmodul- Sauerstoffanreicherungsmitteln, Fig. 1 in block diagram representation a first Ausführungsbei of an internal combustion engine system with play Membranmodul- oxygen enrichment means,

Fig. 2 in Blockdiagrammdarstellung ein zweites Ausführungsbei­ spiel einer Brennkraftmaschinenanlage mit Adsorber- Sauerstoffanreicherungsmitteln und Fig. 2 is a block diagram representation of a second game Ausführungsbei an internal combustion engine system with adsorber and oxygen enrichment

Fig. 3 in Blockdiagrammdarstellung ein drittes Ausführungsbei­ spiel einer Brennkraftmaschinenanlage mit Adsorber- Sauerstoffanreicherungsmitteln und Abgasturbolader. Fig. 3 is a block diagram representation of a third game Ausführungsbei an internal combustion engine system with adsorber oxygen enrichment and exhaust gas turbocharger.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer Brennkraftmaschinenanlage mit Mitteln zur Erzeugung eines gegenüber Luft sauerstoffangereicherten Gases saugt ein Verdich­ ter 3 durch eine Ansaugleitung 2, der ein Luftfilter 1 vorge­ schaltet ist, Umgebungsluft an und führt sie verdichtet einer als Membranmodul ausgebildeten Gastrennvorrichtung 5 zu. Dieses Membranmodul 5 stellt an einem ersten Auslaß 6 sauerstoffange­ reicherte Luft bereit und gibt über einen zweiten Auslaß mit Drosselventil 7 stickstoffangereicherte Luft an die Umgebung ab. Der erste Auslaß 6 des Membranmoduls 5 ist mit dem Eingangs­ anschluß eines Kompressors 8 verbunden, der über ein Rückschlag­ ventil 9 einem Druckgasspeicher 10 verdichtete, sauerstoffange­ reicherte Luft zuführt. Der Verdichter 3 und der Kompressor 8 sind mechanisch an die Brennkraftmaschine 14 angekoppelt und werden von dieser angetrieben. Es sei jedoch angemerkt, daß al­ ternativ auch ein elektrischer Antrieb von Verdichter 3 und Kom­ pressor 8 möglich ist. Der Fülldruck des Druckgasspeichers 10 wird mittels eines Druckgrenzwertgebers 11 überwacht, der, wenn ein gewünschter Befüllungsdruck erreicht ist, den Vorgang der Sauerstoffanreicherung und der Verdichtung abbricht.In the first embodiment shown in FIG. 1 of an internal combustion engine system with means for generating an oxygen-enriched gas, a compressor 3 sucks through an intake line 2 , which an air filter 1 is switched on, leads to ambient air and condenses a gas separation device designed as a membrane module 5 to. This membrane module 5 provides oxygen-enriched air at a first outlet 6 and 7 releases nitrogen-enriched air to the environment via a second outlet with throttle valve. The first outlet 6 of the membrane module 5 is connected to the input connection of a compressor 8 which supplies a compressed gas storage device 10 compressed, oxygen-enriched air via a check valve 9 . The compressor 3 and the compressor 8 are mechanically coupled to the internal combustion engine 14 and are driven by the latter. However, it should be noted that alternatively an electric drive of the compressor 3 and compressor 8 is also possible. The filling pressure of the compressed gas reservoir 10 is monitored by means of a pressure limit transmitter 11 , which, when a desired filling pressure is reached, terminates the process of oxygen enrichment and compression.

Weiter umfaßt die Brennkraftmaschinenanlage ein Steuergerät 12, das ein Ventil 13 steuert, um der Brennkraftmaschine 14 sauer­ stoffangereicherte Luft aus dem Druckgasspeicher 10 in steuerba­ rer Menge zuzuführen. Ziel der Zufuhr von sauerstoffangereicher­ ter Luft zur Brennkraftmaschine 14 ist, deren Kaltstartverhalten zu verbessern. Hat jedoch die Brennkraftmaschine ihre Betriebs­ temperatur nach einigen Arbeitstakten erreicht, ist eine weitere Zufuhr von sauerstoffangereicherter Luft aus dem Druckgasspei­ cher 10 nicht mehr erforderlich. Es ist vorgesehen, daß beim Starten der Brennkraftmaschine 14 im kalten Zustand in dem Druckgasspeicher 10 bei einem Druck zwischen 100 bar und 200 bar sauerstoffangereicherte Luft gespeichert ist. Wird die Brenn­ kraftmaschine 14 gestartet, so öffnet das Steuergerät 12 das Ventil 13, und es strömt sauerstoffangereicherte Luft zum An­ saugtrakt der Brennkraftmaschine 14. Es sei bemerkt, daß der Druck im Druckgasspeicher 10 auch ausreicht, sauerstoffangerei­ cherte Luft alternativ über Düsen direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine 14 einzublasen, wenn es sich um eine Brenn­ kraftmaschine mit innerer statt äußerer Gemischbildung handelt.The internal combustion engine system further comprises a control unit 12 which controls a valve 13 in order to supply the internal combustion engine 14 with oxygen-enriched air from the compressed gas storage 10 in a controllable amount. The goal of supplying oxygen-enriched air to the internal combustion engine 14 is to improve its cold start behavior. However, the internal combustion engine has reached its operating temperature after a few work cycles, a further supply of oxygen-enriched air from the Druckgasspei cher 10 is no longer required. It is provided that when the internal combustion engine 14 is started, oxygen-enriched air is stored in the compressed gas store 10 at a pressure between 100 bar and 200 bar in the cold state. If the internal combustion engine is started 14, the control device 12 opens the valve 13, and flows to the oxygen-enriched air to intake system of the internal combustion engine fourteenth It should be noted that the pressure in the compressed gas reservoir 10 is also sufficient to alternatively blow oxygen-enriched air via nozzles directly into the combustion chambers of the internal combustion engine 14 if it is an internal combustion engine with internal instead of external mixture formation.

Das Befüllen des Druckgasspeichers 10 mit sauerstoffangereicher­ ter Luft erfolgt im Normalbetrieb der Brennkraftmaschinenanlage in Situationen, in denen sauerstoffangereicherte Luft energe­ tisch günstig erzeugt werden kann, d. h. in Situationen, in denen die Brennkraftmaschine 14 überschüssige Leistung bereitstellt, mittels der der Verdichter 3 und der Kompressor 8 angetrieben werden können. Dies ist beispielsweise bei Teillastbetrieb oder Bremsvorgängen der Fall.The filling of the compressed gas reservoir 10 with oxygen-enriched air takes place in normal operation of the internal combustion engine system in situations in which oxygen-enriched air can be generated in an energy-efficient manner, ie in situations in which the internal combustion engine 14 provides excess power by means of the compressor 3 and the compressor 8 can be driven. This is the case, for example, in the case of partial load operation or braking operations.

Weil vorgesehen ist, sauerstoffangereicherte Luft nur in der Kaltstartphase zuzuführen, ist lediglich eine entsprechend be­ grenzte Menge an sauerstoffangereicherter Luft erforderlich, die für einige Arbeitstakte ausreicht. Demnach kann der Druckgasbe­ hälter 10 entsprechend klein dimensioniert sein, und Luftfilter 1, Verdichter 3, Gastrennvorrichtung 5 und Kompressor 8 können für einen geringeren Gasdurchsatz bemessen sein, als dies für eine kontinuierliche Zufuhr von sauerstoffangereicherter Luft erforderlich wäre.Because it is provided to supply oxygen-enriched air only in the cold start phase, only a correspondingly limited amount of oxygen-enriched air is required, which is sufficient for a few work cycles. Accordingly, the Druckgasbe container 10 can be dimensioned correspondingly small, and air filter 1 , compressor 3 , gas separation device 5 and compressor 8 can be dimensioned for a lower gas throughput than would be required for a continuous supply of oxygen-enriched air.

In der Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Brenn­ kraftmaschinenanlage mit Mitteln zur Erzeugung eines gegenüber Luft sauerstoffangereicherten Gases dargestellt, deren Aufbau weitestgehend mit dem der Brennkraftmaschinenanlage aus Fig. 1 identisch ist. Baugruppen mit der gleichen Funktion wie in Fig. 1 weisen einander entsprechende, jedoch mit einfachem Strich­ index versehene Bezugszeichen auf. Im Unterschied zur Gastrenn­ vorrichtung 5 aus Fig. 1 ist die Gastrennvorrichtung 5' in Fig. 2 nicht als Membranmodul, sondern als Adsorber-Gastrenn­ vorrichtung 5' ausgebildet. Eine Adsorber-Gastrennvorrichtung enthält Zeolith oder ein ähnlich selektives Adsorbermaterial. Zeolith oder ähnliche Adsorbermaterialien adsorbieren unter Druck aus einer Luftatmosphäre bevorzugt Stickstoff, so daß in einem freien Gasraum nach einiger Zeit Luft mit erhöhter Sauer­ stoffkonzentration zurückbleibt. Weil bei der Brennkraftmaschi­ nenanlage lediglich für einen Startvorgang sauerstoffangerei­ chertes Gas erzeugt werden braucht, genügt im Gegensatz zu übli­ chen Druckwechselanlagen ein einsträngiger Adsorber. Dem einzi­ gen Ausgang 6' der Adsorber-Gastrennvorrichtung 5' ist ein Ven­ til 7' zugeordnet, das über das Steuergerät 12' gesteuert wird. In einer Normalbetriebsphase der Brennkraftmaschine 14', in der energetisch günstig sauerstoffangereicherte Luft erzeugt werden kann, wird der Adsorber-Gastrennvorrichtung 5' über den Verdich­ ter 3' bei geschlossenem Ventil 7' vorverdichtete Luft zuge­ führt. Die sauerstoffangereicherte Luft wird mittels des Kom­ pressors 8' in den Druckgasbehälter 10' eingespeist. Erreicht der Druckgasbehälter 10', überwacht von dem Druckgrenzwertgeber 11', seine Volladung, so wird der Füllvorgang abgebrochen, und das Steuergerät 12' öffnet das Ventil 7', worauf das sich in der Adsorber-Gastrennvorrichtung 5' befindliche Gasvolumen an die Umgebung freigesetzt wird. Bei Absenken des Druckes in der Ad­ sorber-Gastrennvorrichtung 5' regeneriert sich das verwendete Adsorber-Material wieder, wobei der darin gespeicherte Stick­ stoff freigesetzt und an die Umgebungsluft abgegeben wird. Dann ist die Adsorber-Gastrennvorrichtung 5' wieder für einen neuen Befüllungsvorgang bereit. Ansonsten entspricht die weitere Funk­ tionsweise der in der Fig. 2 dargestellten Brennkraftmaschinen­ anlage derjenigen von Fig. 1.In Fig. 2, a second embodiment of an internal combustion engine system with means for generating an oxygen-enriched gas is shown, the structure of which is largely identical to that of the internal combustion engine system from Fig. 1. Modules with the same function as in Fig. 1 have corresponding reference numerals, but with a simple dash index. In contrast to the gas separation device 5 of FIG. 1, the gas separation device 5 'in Fig. 2 not as a membrane module, but as an adsorber gas separation device 5' is formed. An adsorber gas separation device contains zeolite or a similarly selective adsorber material. Zeolite or similar adsorber materials preferentially adsorb nitrogen under pressure from an air atmosphere, so that after a while air with an increased oxygen concentration remains in a free gas space. Because the internal combustion engine system only needs to generate oxygen-enriched gas for a starting process, a single-stranded adsorber is sufficient in contrast to conventional pressure change systems. The only gene output 6 'of the adsorber gas separation device 5 ' is assigned a Ven valve 7 'which is controlled by the control unit 12 '. In a normal operating phase of the internal combustion engine 14 ', in which energetically favorably oxygen-enriched air can be generated, the adsorber gas separation device 5 ' via the compressor ter 3 'with the valve 7 ' precompressed air supplied. The oxygen-enriched air is fed by means of the compressor 8 'into the compressed gas container 10 '. When the pressure gas container 10 ', monitored by the pressure limit transmitter 11 ', reaches its full charge, the filling process is stopped and the control unit 12 'opens the valve 7 ', whereupon the gas volume located in the adsorber gas separation device 5 'is released to the environment . When the pressure in the adsorber gas separation device 5 'is reduced, the adsorber material used is regenerated again, the nitrogen stored therein being released and released into the ambient air. Then the adsorber gas separation device 5 'is again ready for a new filling process. Otherwise, the further mode of operation of the internal combustion engine system shown in FIG. 2 corresponds to that of FIG. 1.

Die Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Brenn­ kraftmaschinenanlage mit Mitteln zur Erzeugung eines gegenüber Luft sauerstoffangereicherten Gases. Dabei sind Komponenten, die denjenigen in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 ent­ sprechen, mit gleichen Bezugszeichen, aber doppeltem Strich- Index versehen. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist der Brennkraftmaschine 14" ein Abgasturbolader 15 zugeordnet, dessen Verdichterteil Umgebungsluft über ein Luftfilter 1" und eine Luftleitung 2" ansaugt, um sie zum einen als vorverdichtete An­ saugluft dem Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 14" zuzuführen und zum anderen verdichtete Luft für eine Adsorber-Gastrennvor­ richtung 5" bereitzustellen. Dabei ist zur Steuerung der Zufuhr von vorverdichteter Luft aus dem Verdichterteil des Abgasturbo­ laders 15 in die Adsorber-Gastrennvorichtung 5" in einer Zufuhr­ leitung 4" ein Ventil 16 vorgesehen. Wie beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 2 ist der Adsorber-Gastrennvorrichtung 5" ein Kompressor 8" nachgeschaltet, der über ein Rückschlagventil 9" einen Druckgasspeicher 10" beaufschlagt. Bei Normalbetrieb der Brennkraftmaschine 14" ist zunächst das Ventil 16 geöffnet, um über die Adsorber-Gastrennvorrichtung 5" sauerstoffangereicherte Luft zu erzeugen und diese dem Druckgasspeicher 10" zuzuführen, bis dieser seinen Betriebsdruck erreicht hat. Ist dies der Fall, so wird das Ventil 16 geschlossen, und das Steuergerät 12" öff­ net das Ventil 7", um, wie anhand des Ausführungsbeispieles der Fig. 2 erläutert, eine Regeneration der Adsorber-Gastrennvor­ richtung 5" zu ermöglichen. Fig. 3 shows a third embodiment of an internal combustion engine system with means for generating an oxygen-enriched gas. Components that correspond to those in the exemplary embodiments in FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals but with a double dash index. In this third exemplary embodiment, the internal combustion engine 14 "is assigned an exhaust gas turbocharger 15 , the compressor part of which sucks ambient air through an air filter 1 " and an air line 2 "in order to supply it to the intake tract of the internal combustion engine 14 " as pre-compressed air and on the other hand to supply compressed air for to provide an adsorber gas separating device 5 ". In this case, a valve 16 is provided for controlling the supply of pre-compressed air from the compressor part of the exhaust gas turbocharger 15 into the adsorber gas separating device 5 " in a supply line 4 ". As in the exemplary embodiment of FIG. 2, the adsorber gas separation device 5 "is followed by a compressor 8 " which acts on a compressed gas store 10 "via a check valve 9 ". During normal operation of the internal combustion engine 14 ", the valve 16 is first opened in order to supply oxygen-enriched air via the adsorber gas separation device 5 " generate and this the compressed gas storage 10 "until it has reached its operating pressure. If this is the case, the valve 16 is closed and the control device 12 "opens the valve 7 " in order to enable regeneration of the adsorber-Gastrennvor device 5 ", as explained with reference to the exemplary embodiment in FIG. 2.

Das Einblasen von sauerstoffangereicherter Luft für den Kalt­ start wird in derselben Weise wie bei den anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispielen bewirkt. Das heißt für ei­ nige Zeit öffnet das Steuergerät 12" beim Kaltstart das Ventil 13", und sauerstoffangereicherte Luft strömt unter Druck aus dem Gasspeicher 10" zum Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine 14". Hat dann nach einiger Zeit die Brennkraftmaschine 14" ihre Normalbe­ triebstemperatur erreicht, wird das Ventil 13" geschlossen und der Brennkraftmaschine 14" mittels des Abgasturboladers 15 ver­ dichtete Umgebungsluft zugeführt.The blowing in of oxygen-enriched air for the cold start is effected in the same way as in the exemplary embodiments described with reference to FIGS. 1 and 2. That means for some time, the control unit 12 "opens the valve 13 " on cold start, and oxygen-enriched air flows under pressure from the gas reservoir 10 "to the intake tract of the internal combustion engine 14 ". After a while the internal combustion engine 14 "has reached its normal operating temperature, the valve 13 " is closed and the internal combustion engine 14 "is supplied with compressed air 15 by means of the exhaust gas turbocharger 15 .

Es sei bemerkt, daß im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 Luft für die Adsorber-Gastrennvorrichtung 5" über das Luftfilter 1" ange­ saugt wird, das gleichzeitig das Luftfilter der Brennkraftma­ schine 14" darstellt. Entsprechend ist es bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen möglich, Luft für die Gastrennvorrichtungen 5 bzw. 5' nicht über ein separates Luft­ filter 1, 1' anzusaugen, sondern dazu das Luftfilter vorzusehen, welches der Brennkraftmaschine 14 bzw. 14' zugeordnet ist. Da­ rüber hinaus sei bemerkt, daß in einem weiteren, modifizierten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein kann, sauerstoffangereicher­ te Luft aus dem Druckgasspeicher 10, 10', 10" auch für andere Zwecke einzusetzen, wie beispielsweise bei Kraftfahrzeuganwen­ dungen zum Zugeben von Sauerstoff zur Umluft für den Innenraum des Fahrzeuges. In diesem Fall wird dann dem Druckgasspeicher 10, 10', 10" vorzugsweise ein Aktivkohlefilter zugeordnet, mit dem das sauerstoffangereicherte Gas, das in den Fahrzeuginnen­ raum geleitet wird, wirksam gereinigt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den von Insassen in einer geschlossenen Fahrzeugkabine verbrauchten Sauerstoff zu ersetzen.It should be noted that, in the embodiment of Fig. 3 air for the adsorber gas separator 5 "over the air filter 1" is drawn, the 14 represents the same machine, the air filter of the internal combustion ". Accordingly, it is in the in FIGS. 1 and 2 shown embodiments possible to suck air for the gas separation devices 5 and 5 'not through a separate air filter 1 , 1 ', but to provide the air filter, which is assigned to the internal combustion engine 14 or 14 ' In a further, modified exemplary embodiment, oxygen-enriched air from the compressed gas storage 10 , 10 ', 10 "can also be used for other purposes, such as, for example, in automotive applications for adding oxygen to the ambient air for the interior of the vehicle. In this case, the compressed gas store 10 , 10 ', 10 "is then preferably assigned an activated carbon filter, with which the oxygen-enriched gas which is led into the vehicle interior can be effectively cleaned. In this way, it is possible for the occupants to be cleaned in one closed vehicle cabin to replace used oxygen.

Claims (16)

1. Brennkraftmaschinenanlage mit
  • - Mitteln zur Erzeugung eines sauerstoffangereicherten Gases aus zugeführter Luft im warmgelaufenen Betrieb einer Brennkraftma­ schine,
gekennzeichnet durch
  • - einen Gasspeicher (10, 10', 10") zur Speicherung des erzeugten sauerstoffangereicherten Gases und
  • - Mittel (13, 13', 13") zur Zufuhr von im Gasspeicher gespei­ chertem sauerstoffangereichertem Gas zur Brennkraftmaschine (14, 14', 14") während einer Kaltstartphase bis zum Erreichen eines vorgebbaren Warmlauf-Betriebzustandes der Brennkraftmaschine (14, 14', 14").
1. Internal combustion engine system with
  • - Means for generating an oxygen-enriched gas from supplied air during the warm-up operation of an internal combustion engine,
marked by
  • - A gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") for storing the oxygen-enriched gas generated and
  • - Means ( 13 , 13 ', 13 ") for supplying oxygen-enriched gas stored in the gas storage to the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ") during a cold start phase until a predeterminable warm-up operating state of the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ").
2. Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspeicher (10, 10', 10") als Druckgasspeicher ausgebildet ist und ihm ein Kompressor (8, 8', 8") zur Zufuhr des erzeugten sauerstoffangereicherten Gases unter Druck zugeordnet ist.2. Internal combustion engine system according to claim 1, characterized in that the gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") is designed as a compressed gas storage and it is assigned a compressor ( 8 , 8 ', 8 ") for supplying the oxygen-enriched gas generated under pressure. 3. Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (8, 8', 8") mechanisch von der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") antreibbar an diese angekoppelt ist. 3. Internal combustion engine system according to claim 2, characterized in that the compressor ( 8 , 8 ', 8 ") is mechanically coupled to the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 "). 4. Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zufuhr (13, 13', 13") von im Gasspeicher (10, 10', 10") gespeichertem sauerstoffangereichertem Gas zur Brenn­ kraftmaschine (14, 14', 14") Direktzufuhrmittel zur direkten Zu­ fuhr von sauerstoffangereichertem Gas aus dem Gasspeicher (10, 10', 10") in den oder die Brennräume der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") aufweisen.4. Internal combustion engine system according to claim 2 or 3, characterized in that the means for supplying ( 13 , 13 ', 13 ") in the gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") stored oxygen-enriched gas to the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ") direct supply means for direct supply of oxygen-enriched gas from the gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") in or the combustion chambers of the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 "). 5. Brennkraftmaschinenanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erzeugung von sauerstoffangereichertem Gas eine Sauerstoffabtrenneinheit (5, 5', 5") und einen Luftzufuhrver­ dichter (3, 3', 15) zu deren Speisung mit verdichteter Luft auf­ weisen.5. Internal combustion engine system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the means for generating oxygen-enriched gas, an oxygen separation unit ( 5 , 5 ', 5 ") and an air supply compressor ( 3 , 3 ', 15 ) for feeding them with compressed Show air. 6. Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter vom Verdichterteil eines Abgasturboladers (15) der Brennkraftmaschinenanlage gebildet ist.6. Internal combustion engine system according to claim 5, characterized in that the compressor is formed by the compressor part of an exhaust gas turbocharger ( 15 ) of the internal combustion engine system. 7. Brennkraftmaschinenanlage gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (3, 3') mechanisch von der Brennkraftmaschine (14, 14') antreibbar an diese angekoppelt ist.7. Internal combustion engine system according to claim 5, characterized in that the compressor ( 3 , 3 ') is mechanically coupled to the internal combustion engine ( 14 , 14 ') so that it can be driven. 8. Brennkraftmaschinenanlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kraftfahrzeug-Motor (14, 14', 14") dient und Mittel zur einstellbaren Zufuhr von sauerstoffangereichertem Gas aus dem Gasspeicher (10, 10', 10") in einen Fahrzeuginnenraum aufweist. 8. Internal combustion engine system according to one of claims 1 to 7, characterized in that it serves as a motor vehicle engine ( 14 , 14 ', 14 ") and means for the adjustable supply of oxygen-enriched gas from the gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") into a vehicle interior. 9. Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschinenanlage, bei dem
  • - einer Brennkraftmaschine wenigstens zeitweise ein sauerstoffangereichertes Gas zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - im warmgelaufenen Betrieb der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") wenigstens zeitweise sauerstoffangereichertes Gas mittels einer Sauerstoffabtrenneinheit (5, 5', 5") aus Luft erzeugt und in einem Gasspeicher (10, 10', 10") gespeichert wird und
  • - bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") zunächst sauerstoffangereichertes Gas aus dem Gasspeicher (10, 10', 10") und
  • - ab Erreichen eines vorgebbaren Warmlauf-Betriebszustandes der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") normale Luft zugeführt wird.
9. Method for operating an internal combustion engine system, in which
  • an oxygen-enriched gas is supplied to an internal combustion engine at least temporarily,
characterized in that
  • - In the warmed-up operation of the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ") at least occasionally oxygen-enriched gas is generated from air by means of an oxygen separation unit ( 5 , 5 ', 5 ") and is stored in a gas store ( 10 , 10 ', 10 ") and
  • - With a cold start of the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ") initially oxygen-enriched gas from the gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") and
  • - Normal air is supplied to the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ") after reaching a predeterminable warm-up operating state.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffangereicherte Gas während Teillast- und/oder Bremsphasen der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") erzeugt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the oxygen-enriched gas is generated during part-load and / or braking phases of the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 "). 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffangereicherte Gas mittels eines Kompressors (8, 8', 8") in dem Gasspeicher (10, 10', 10") gespeichert wird und der Kompressor (8, 8', 8") während Teillast- und/oder Bremspha­ sen der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") von dieser angetrieben wird.11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that the oxygen-enriched gas is stored by means of a compressor ( 8 , 8 ', 8 ") in the gas reservoir ( 10 , 10 ', 10 ") and the compressor ( 8 , 8 ' , 8 ") during partial load and / or Bremspha sen the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 ") is driven by this. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffangereicherte Gas direkt in die Brennräume der Brennkraftmaschine (14, 14', 14") eingeblasen wird.12. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the oxygen-enriched gas is blown directly into the combustion chambers of the internal combustion engine ( 14 , 14 ', 14 "). 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffabtrenneinheit (5, 5', 5") von einer Luftverdich­ tereinheit (3, 3', 15) mit verdichteter Luft gespeist wird.13. The method according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the oxygen separation unit ( 5 , 5 ', 5 ") from an air compressor tereinheit ( 3 , 3 ', 15 ) is fed with compressed air. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffabtrenneinheit (5") vom Verdichterteil eines Ab­ gasturboladers (15) der Brennkraftmaschine (14") mit verdichte­ ter Luft gespeist wird.14. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the oxygen separation unit ( 5 ") from the compressor part of a gas turbocharger ( 15 ) of the internal combustion engine ( 14 ") is fed with compressed air. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftverdichtereinheit (3, 3') während Teillast- und/oder Bremsphasen von der Brennkraftmaschine (14, 14') angetrieben wird.15. The method according to any one of claims 9 to 13, characterized in that the air compressor unit ( 3 , 3 ') is driven by the internal combustion engine ( 14 , 14 ') during part-load and / or braking phases. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15 für eine Brenn­ kraftmaschinenanlage eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß sauerstoffangereichertes Gas aus dem Gasspeicher (10, 10', 10") in einen Fahrzeuginnenraum einstellbar eingeleitet wird.16. The method according to any one of claims 9 to 15 for an internal combustion engine system of a motor vehicle, characterized in that oxygen-enriched gas from the gas storage ( 10 , 10 ', 10 ") is introduced adjustable into a vehicle interior.
DE19912137A 1999-03-18 1999-03-18 Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine Ceased DE19912137A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19912137A DE19912137A1 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19912137A DE19912137A1 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19912137A1 true DE19912137A1 (en) 2000-10-12

Family

ID=7901460

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19912137A Ceased DE19912137A1 (en) 1999-03-18 1999-03-18 Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19912137A1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001018369A1 (en) * 1999-09-06 2001-03-15 Innovationen Zur Verbrennungstechnik Gmbh Internal combustion engine for a motor vehicle and method for operating the same
EP1464831A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-06 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Method for starting an internal combustion engine
EP2072809A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-24 GM Global Technology Operations, Inc. Combustion engine and start system therefore
DE102008022637A1 (en) * 2008-05-08 2009-11-26 Phillip Reisenberg System for internal combustion engines of motor vehicles, and for use with pressure generator, has pressure operated membrane which produces oxygen-enriched air for internal combustion engine, and is supplied to ambient air
ITGE20090047A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-09 Bruno Garbarino FUEL GAS SUPPLY SYSTEM FOR THERMAL MOTORS, FUEL OR SIMILAR CELLS
DE102010061239A1 (en) 2010-12-15 2012-07-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for increasing performance of petrol engine of motor car, involves compensating responding behavior of turbocharger in partial load operation in which air is supplied to engine at beginning of sudden load variation in engine
DE10325413B4 (en) * 2003-06-05 2015-03-05 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a Kraftfahtzeuges and apparatus for performing such a method
DE102016107783B3 (en) * 2016-04-27 2017-08-10 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Reciprocating internal combustion engine with a designed for the regeneration of an air separator valve train
FR3132327A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-04 Bruno SANGLE-FERRIERE Combustion device comprising an oxygen concentrator.

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543884A1 (en) * 1995-11-24 1997-07-17 Air Liquide Gmbh Feeding oxygen@ to internal combustion, especially diesel, engines
DE19710842A1 (en) * 1997-03-15 1998-09-17 Bosch Gmbh Robert Reduction of polluting vehicular exhaust emissions, especially carbon mon:oxide and hydrocarbon(s)

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19543884A1 (en) * 1995-11-24 1997-07-17 Air Liquide Gmbh Feeding oxygen@ to internal combustion, especially diesel, engines
DE19710842A1 (en) * 1997-03-15 1998-09-17 Bosch Gmbh Robert Reduction of polluting vehicular exhaust emissions, especially carbon mon:oxide and hydrocarbon(s)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001018369A1 (en) * 1999-09-06 2001-03-15 Innovationen Zur Verbrennungstechnik Gmbh Internal combustion engine for a motor vehicle and method for operating the same
EP1464831A1 (en) * 2003-03-31 2004-10-06 Ford Global Technologies, LLC, A subsidary of Ford Motor Company Method for starting an internal combustion engine
DE10325413B4 (en) * 2003-06-05 2015-03-05 Audi Ag Method for operating an internal combustion engine of a vehicle, in particular a Kraftfahtzeuges and apparatus for performing such a method
EP2072809A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-24 GM Global Technology Operations, Inc. Combustion engine and start system therefore
DE102008022637A1 (en) * 2008-05-08 2009-11-26 Phillip Reisenberg System for internal combustion engines of motor vehicles, and for use with pressure generator, has pressure operated membrane which produces oxygen-enriched air for internal combustion engine, and is supplied to ambient air
ITGE20090047A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-09 Bruno Garbarino FUEL GAS SUPPLY SYSTEM FOR THERMAL MOTORS, FUEL OR SIMILAR CELLS
DE102010061239A1 (en) 2010-12-15 2012-07-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method for increasing performance of petrol engine of motor car, involves compensating responding behavior of turbocharger in partial load operation in which air is supplied to engine at beginning of sudden load variation in engine
DE102016107783B3 (en) * 2016-04-27 2017-08-10 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Reciprocating internal combustion engine with a designed for the regeneration of an air separator valve train
FR3132327A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-04 Bruno SANGLE-FERRIERE Combustion device comprising an oxygen concentrator.
WO2023148044A1 (en) * 2022-02-03 2023-08-10 Sangle Ferriere Bruno Combustion device comprising an oxygen concentrator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69732461T2 (en) Fuel injection control device for a direct injection engine
DE19838725C2 (en) Multi-cylinder internal combustion engine and method for operating such
EP0916829B1 (en) Method of operation of a diesel engine
DE2706696C2 (en) Method for starting the combustion chamber of an internal combustion engine
DE69909952T2 (en) Exhaust emission control device for a hybrid vehicle
DE4497012B4 (en) Improvements in the catalytic treatment of engine exhaust
EP1247007A1 (en) Method for operating an internal combustion engine, in particular, of a motor vehicle
DE102017130886A1 (en) Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust aftertreatment of an internal combustion engine
DE2130986A1 (en) Gas engine
DE69816579T2 (en) Internal combustion engine with NOx catalyst for lean mixture combustion
DE19912137A1 (en) Internal combustion engine unit, with gas store and device to supply oxygen-enriched gas to engine
EP1212524B1 (en) Method for operating an internal combustion engine for a motor vehicle
DE10055098B4 (en) Exhaust gas temperature raising device and method for an internal combustion engine
DE10243317B4 (en) Internal combustion engine with gas delivery system and operating method therefor
EP2876275A1 (en) Reciprocating piston combustion engine and method for operating same
DE19951096A1 (en) Engine control system for diesel engine with exhaust gas turbocharger, has special mode in which exhaust gas temperature or pressure is increased
DE10252343B4 (en) Emission control system and method for an internal combustion engine
DE10040574A1 (en) Operating an internal combustion engine involves igniting fuel vapor taken from fuel tank or from activated carbon container connected to combustion chambers of internal combustion engine
DE3145114C2 (en) Working method of a piston internal combustion engine with exhaust gas turbocharger
DE2460203A1 (en) METHOD FOR PURIFYING EXHAUST GAS FROM A MULTICYLINDER COMBUSTION ENGINE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
DE69722260T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR REDUCING EXHAUST GAS EMISSIONS IN SYSTEMS WITH CATALYTIC CONVERTERS
DE10101593B4 (en) Method for operating an internal combustion engine provided with direct fuel injection into the combustion chamber
DE69908858T2 (en) Diesel engine with combustion heater
DE102009045306A1 (en) Method and device for operating an internal combustion engine
DE3322168A1 (en) DIESEL INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection