DE2057207A1 - Device against air pollution - Google Patents
Device against air pollutionInfo
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Description
Dr. Ing. Walter Abitz
Dr. Dieter F. M ο rf
Dr. Hans-A. BraunsDr. Ing.Walter Abitz
Dr. Dieter F. M ο rf
Dr. Hans-A. Browns
8 München 86, Pfeiueneuerstr.288 Munich 86, Pfeiueneuerstr. 28
20. November 1970 8 88 7 92November 20, 1970 8 88 7 92
DORADO RESEARCH INC. Huntington, N.' Y., V. St. A.DORADO RESEARCH INC. Huntington, N. ' Y., V. St. A.
Vorrichtung gegen LuftverschmutzungAir pollution device
Ks wur.de nach vielen Versuchen durch zahlreiche Regierungsbüros, Laboratorien und Gesellschaften festgestellt, daß die Hauptursache der Luftverscnmutzung durch Kraftfahrzeuge unverbrannte Kohlenwasserstoffe in den Abgasen sind. Ein grosser Aufwand an Geld und viele Stunaen Versuchsarbeit wurde der Lösung dieses Problems gewidmet und es wurden viele Geräte zur Verringerung einer solchen Art von Verschmutzung auf den Markt gebracnt. Beispielsweise wurde viel Mühe in der Richtung aufgewenaetj Kohlenwasserstoffe in den Abgasen dadurch zu beseitigen, daß ein Teil der oder alle Abgase von neuen, in Umlauf gesetzt wird bzw. werden, während andere Vorschlüge dahin gehen, die Menge von Kohlenwasserstoffen im Kraftstoff-Luft-Gemisch während der Motordrosselung dadurch herao^u^etzen, daß atmosphärische Luft in die · Saugleitung eingeleitet wird. Leider sind bisher alleAfter many attempts by numerous government offices, laboratories and societies, Ks was found that the main cause of air pollution from motor vehicles is unburned hydrocarbons in the exhaust gases. A great deal of money and hours of experimentation has been devoted to solving this problem, and many devices for reducing this type of pollution have been put on the market. For example, much effort has been made to eliminate hydrocarbons in the exhaust gases by recirculating some or all of the exhaust gases, while other proposals have been to reduce the amount of hydrocarbons in the fuel-air mixture during the engine throttling work by introducing atmospheric air into the suction line. Unfortunately all of them are so far
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diese Versuche weitgehend erfolglos geblieben, so dai6 Kraftfahrzeuge weiterhin die Luft verschmutzen.these attempts remained largely unsuccessful, so dai6 Motor vehicles continue to pollute the air.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung gegen Luftverschmutzung besitzt eine Platte mit mindestens einer Bohrung zwischen einem Vergaser und einer Saugleitung, durch welche Joarung ein Kraftstoff-Luft-Gemisch mit unvermischtem Kohlenwasserstoff strömt. Die Bohrung ist mit entsprechenden bohrungen im Vergaser und in der Saugleitung konzentrisch ausgefluchtet. Line erste Leitung umgibt die bohrung in der Platte und ein erster Kanal verbindet die Leitung mitA device according to the invention against air pollution has a plate with at least one hole between a carburetor and a suction line through which Joarung a fuel-air mixture with unmixed hydrocarbon flows. The bore is concentric with the corresponding bores in the carburetor and in the suction line aligned. Line first line surrounds the bore in the plate and a first channel connects the line with
. Zusatzluft. Line Anzahl Öffnungen zwischen der Bonrung und der Platte und der ersten Leitung bilden einen Austritt für Zusatzluft zur Bohrung. Eine zweite Leitung ist in einer arideren vertikalen Ebene als die Ebene angeordnet, in welcher der erste Kanal liegt und ist an ihrem einen Ende durch einen zweiten Kanal mit der Bohrung für den Austritt einer grösseren Menge Zusatzluft zur Bohrung während der Motordrosselung als die Menge der durch die Löcher austretenden Zusatzluft verbunden. Lin Ventil ist mit seinem Einlaß mit der Zusatzluft verbunden, während sein Auslaß mit dem zweiten Ende der zweiten Leitung verbunden ist. Jede der Bohrungen in der Platte weist eine Anzahl vertikaler Abschnitte auf, die durch. Additional air. Line number of openings between the bonrung and the plate and the first conduit form an outlet for additional air to the bore. A second line is arranged in a more different vertical plane than the plane in which the first channel lies and is on its one end through a second channel with the hole for the exit of a larger amount of additional air to Bore associated with engine throttling as the amount of additional air exiting through the holes. Lin The inlet of the valve is connected to the auxiliary air, while its outlet is connected to the second end of the second Line is connected. Each of the bores in the plate has a number of vertical sections passing through
ψ einen zylindrischen Abschnitt, einen konvergierenden Abschnitt und einen divergierenden Abschnitt gebildet werden, und die zweite Leitung mündet in die Bohrungen im zylindrischen Abschnitt, während die erste Leitung in die Bohrungen im divergierenden Abschnitt mündet, so daß Zusatzluft in den ersten Kanal eintritt und durch die erwähnte Anzahl von Löchern geleitet wird, so daß sie durcn den divergierenden Abschnitt während aller Betriebs-[,iicisen des Motors austritt, um dem Kral estofiluftgenisch jiaen zyklonischen Strömungsverlauf :^u verleihen und die unvexTiischten .Kohlenwasserstoffe gründlich mit Luft zn ψ a cylindrical section, a converging section and a diverging section are formed, and the second line opens into the bores in the cylindrical section, while the first line opens into the bores in the diverging section, so that additional air enters the first channel and through the The number of holes mentioned above is passed so that it exits through the diverging section during all operation of the engine, in order to give the cyclonic flow course in terms of air conditioning and to mix the non-mixed hydrocarbons thoroughly with air
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vermischen, und eine grosse"zusätzliche Menge Zusatzluft wird durch das Ventil zum Austritt durch den zylindrischen Abschnitt geliefert, wenn der Motor gedrosselt wird. mix, and a large "additional amount of additional air is supplied through the valve to exit through the cylindrical section when the engine is being throttled.
Nachfolgena wird die Erfindung beispielsweise in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und zwar zeigen:The invention will be followed, for example, in connection described in more detail with the accompanying drawings, namely show:
Fig. 1 eine Ansicht im Längsschnitt eines Teils einer Brennkraftmaschine, welche insbesondere den Vergaser und die Saugleitung mit der zwischen beiden angeordneten verbesserten Regelvorrichtung zeigt;Fig. 1 is a view in longitudinal section of part of an internal combustion engine, which in particular the carburetor and shows the suction line with the improved control device disposed between the two;
Fig. 2 eine Draufsicht der Regelvorrichtung, teilweise im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. IjFig. 2 is a plan view of the control device, partially in section along the line 2-2 in Fig. Ij
Fig. 3 eine Draufsicht einer anderen Ausfuhrungsform der Regelvorrichtung, teilweise im Schnitt;Fig. 3 is a plan view of another embodiment the control device, partly in section;
Fig. U eine Ansicht der Ausführungsform nach Fig. 3 im Längsschnitt.Fig. U is a view of the embodiment of FIG Longitudinal section.
In den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugsziffern. gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, sind in Fig. 1 Teile einer Brennkraftmaschine dargestellt, bei welcher die erfindungsgemässe Vorrichtung gegen Luftverschmutzung eingetart ist, welche Teile durch eine Saugleitung 10 und einen Vergaser 11 mit einer Drosselklappe 12 herkönunlicher Art gebildet werden. Die allgemein mit 13 bezeichnete Vorrichtung gegen Luftverschmutzung kann zwischen dem Vergaser 11 und der Saugleitung 10 ein-In the drawings, in which like reference numerals. Identify the same or corresponding parts, parts of an internal combustion engine are shown in FIG. 1, at which the inventive device against air pollution is entered, which parts by a suction line 10 and a carburetor 11 with a throttle valve 12 of the traditional kind. The general with 13 designated device against air pollution can between the carburetor 11 and the suction line 10
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gebaut werden. Die Vorrichtung 13 besitzt zwei flache Platten 14 und 15, welche mit einer Dichtung 9 und Schrauben (nicht gezeigt) durch Öffnungen 8 (Fig. 2) zusammengespannt sind. Die Vorrichtung 13 ist zwischen dem Vergaserflansch 16 und dem Flansch 17 der Saugleitung durch nicht gezeigte Schrauben und Muttern oder durch irgendwelche andere an sich bekannte Mittel befestigt.. Dichtungen herkömmlicher Art, beispielsweise eine Dichtung 18, können zwischen der Platte 14 und dem Flansch bzw. zwischen der Platte 15 und dem Flansch 17 angeordnet werden, wie in Fig. 1 gezeigt.be built. The device 13 has two flat ones Plates 14 and 15, which with a gasket 9 and screws (not shown) through openings 8 (Fig. 2) are clamped together. The device 13 is between the carburetor flange 16 and the flange 17 of the suction line fastened by bolts and nuts not shown or by any other means known per se .. Seals of a conventional type, such as a gasket 18, can be placed between the plate 14 and the flange or between the plate 15 and the flange 17, as shown in FIG.
Die Platten 14 und 15 sind, wie sich am besten aus Fig. 2 ergibt, mit zwei ausgefluchteten Bohrungen 20 und 2 2 versehen, die zu den Bohrungen 11a und 10a (Fig.l) im Vergaser bzw. in der Saugleitung konzentrisch sind. Eine Anzahl Leitungen bzw., Kanäle 24 und 26 leiten atmosphärische Luft zu den Bohrungen 20 und 22. Eine Leitung 28 in der Platte 14 enthält ein Vakkumventil 30, das im Leerlauf leicht geöffnet ist und das noch weiter geöffnet wird, um eine grössere Menge Zusatzluft in die Bohrungen 20 und 2 2 über eine Kammer 2 9 eintreten zu lassen, wenn der Motor gedrosselt wird. Das Ventil 30 kann, wie in Fig. 2 gezeigt, ein herkömmliches Kugelrückschlagventil mit einer Feder 32 sein, welche normalerweise eine Kugel 34 gegen einen Ventilsitz 36 belastet. Daher wird, wenn das Vakuum in den Bohrungen und 22 zunimmt, die Kugel 34 von ihrem Sitz abgehoben, so daß mehr Luft in die Kammer 29 durch den VentileinIaS 30a eintreten kann. In die Kammer 2 9 irvtier Platte 13 eintretende Luft strömt in einen geraden Abschnitt 3 3 . jeder B.ohrung 20 und 22 durch eine Anzahl Öffnungen 35, 36 und 37, welche sich, wie in Fig. 1 gezeigt, in der Vergaserwand befinden, gegen welche das untere Ende derThe plates 14 and 15, as best shown in FIG. 2, have two aligned bores 20 and 2 2, which are concentric to the bores 11a and 10a (Fig.l) in the carburetor or in the suction line. A number of conduits or conduits 24 and 26 direct atmospheric air to the bores 20 and 22. One conduit 28 in the plate 14 contains a vacuum valve 30 which is slightly open when idling and which is still open is to enter a larger amount of additional air in the bores 20 and 2 2 via a chamber 2 9 when the engine is throttled. The valve 30, as shown in FIG. 2, can be a conventional ball check valve with a spring 32 which is normally a ball 34 is loaded against a valve seat 36. Therefore, when the vacuum is in the bores and 22 increases, the ball 34 is lifted from its seat so that more air can enter the chamber 29 through the valve inlet 30a can occur. In the chamber 2 9 irvtier plate 13 incoming air flows into a straight section 3 3. each B. bore 20 and 22 through a number of openings 35, 36 and 37, which, as shown in Fig. 1, are in the carburetor wall against which the lower end of the
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Drosselklappe 12 schließt. Es wurde durch eine umfevgreiche Versuchsarbeit festgestellt, daß beim Drosseln die Zusatzluft am wirksamsten bei der Vermischung mit unvermischten Kohlenwasserstoffen im Kraftstoffluftgemisch ist, wenn sie in die Platte auf dieser besonderen Seite des Vergasers eintreten kann.Throttle valve 12 closes. It has been through an extensive Experimental work found that when throttling, the additional air is most effective at mixing with unmixed hydrocarbons in the fuel-air mixture is when it can enter the plate on that particular side of the carburetor.
Die Leitungen 24 und 26 dienen dazu, atmosphärische Luft während aller Betriebsphasen des Motors zu einer Verteilungskammer 40 zu leiten, welche die Bohrungen 20 und 2 2 in der Platte 15 umgibt. Die Bohrungen 20 und 2 2 in der Platte 15 sind in der in Fig. 1 gezeigten Weise geformt und besitzen einen konvergierenden Abschnitt 42, einen divergierenden bzw. Diffusorabschnitt 44 und einen zylindrischen Abschnitt 46. Eine'Anzahl Löcher 48 um den Umfang der Bohrung herum verbindet die Verteilungskamriier mit den Bohrungen 20, 22 am Diffus or abs chnitt 44. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Löcher 48 miL einem kombinierten Winkel gebohrt, d.h. vom Diffusorabschnitt 44 nach unten zum zylindrischen Abschnitt 46 und nicht radial mit Bezug auf die Mitte der Bohrung, so daß in die Bohrung eintretende Luft nach unten und im Gegenzeigersinn (gesehen mit Bezug auf die Bohrung 20 in Fig. 2) mit-einem zyklonischen Strömungsbild strömt, was zur Folge hat, daß von den Wänden des Vergasers fallende Kohlenwasserstoffteilchen mit dem Kraftstoffluftgemisch vermischt v/erden, welches der Vergaser liefert.Es hat sich bei einem Doppel-Trommelmotor als-wünschenswert erwiesen, daß die zyklonischen Strömungsbilder in verschiedenen Winkelrichtungen wirksam sind. Beispielsweise ist die zyklonische Strömung in der Bohrung 2 nach unten und im Uhrzeigersinn, während, wie erwähnt, die Strömung in der Bohrung 20 nach unten und im Gugou-2eigersinn ist. Wenn gewünscht, kann sich jedes der1 Lo-The lines 24 and 26 serve to direct atmospheric air to a distribution chamber 40 which surrounds the bores 20 and 22 in the plate 15 during all phases of operation of the engine. The bores 20 and 22 in the plate 15 are shaped in the manner shown in FIG. 1 and have a converging section 42, a diverging or diffuser section 44 and a cylindrical section 46. A number of holes 48 around the circumference of the bore connects the distribution chamber to the bores 20, 22 on the diffuser section 44. In the preferred embodiment, the holes 48 are drilled at a combined angle, that is, from the diffuser section 44 down to the cylindrical section 46, rather than radially with respect to the center of the bore so that air entering the bore flows downward and in a counter-clockwise direction (viewed with respect to bore 20 in FIG. 2) with a cyclonic flow pattern, with the result that hydrocarbon particles falling from the walls of the carburetor mix with the fuel-air mixture v / earth which the carburetor supplies. It has proven to be desirable in a double drum motor that the cyclonic hen flow patterns are effective in different angular directions. For example, the cyclonic flow in bore 2 is downward and clockwise, while, as mentioned, the flow in bore 20 is downward and Gugou-2 reversed. If desired, each of the 1 lo-
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eher 48 von der Vertexlungskammer 40 zur Bohrung 20 bzw. 2 2 nach innen verjüngen. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die Leitungen 24 und 26, welche die Zusatzluft 'zur Verteilungskammer 40 liefern, vorzugsweise der Leitung 28 entgegengesetzt angeordnet, d.h. auf der gleichen Seite der Vergaserwand, gegen welche das obere Ende der Drosselklappe 12 schließt.rather 48 from vertex chamber 40 to bore 20 or 2 2 taper inwards. As shown in Figs. 1 and 2, the lines 24 and 26 which supply the auxiliary air 'to the distribution chamber 40, preferably located opposite the conduit 28, i.e. on top of the same side of the carburetor wall against which the upper end of the throttle valve 12 closes.
Daher tritt während aller Betriebsphasen des Motors Zusatzluft kontinuierlich in die Verteilungskammer 40 über die Leitungen 24 und 26 der Platte 15 wegen des in der Bohrung 20 bzw. 2 2 bestehenden Unterdrucks ein. Die durch die Löcher 48 eintretende Zusatzluft erhält einen zyklonischen Strömungsverlauf, wodurch die Wände von etwaigen Kohlenwasserstoffteilchen gründlich abgewischt werden und irgendwelche unvermischte Kohlenwasserstoffteilchen im Kraftstoff-Luft-Gemisch mit der Zusatzluft vermischt werden, um eine Verschmutzung zu verhindern.Therefore, additional air continuously enters the distribution chamber 40 during all phases of operation of the engine via the lines 24 and 26 of the plate 15 because of the negative pressure existing in the bore 20 or 2 2. The additional air entering through the holes 48 is given a cyclonic flow path, whereby the walls thoroughly wiped off any hydrocarbon particles and any unmixed hydrocarbon particles be mixed in the fuel-air mixture with the additional air in order to cause pollution impede.
Beim Drosseln wird eine grössere Menge Zusatzluft dem Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die Kammer 2 9 durch die grössere öffnung des Ventils 30 zugeführt, wie vorangehend beschrieben.When throttling, a larger amount of additional air is added to the The fuel-air mixture is supplied through the chamber 29 through the larger opening of the valve 30, as above described.
In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der ERfindung gezeigt, bei welcher das Vakuumventil 30 über eine Leitung 5 2 in der Platte 15a mit einer Kammer 5 3 verbunden ist, die der Kammer 29 in Fig. 1 und 2 ähnlich ist. Die Leitung 5 2 und die Kammer 5 3 befinden sich in einer Ebene oberhalb der Ebene der Leitungen 24 und 2 6 und die Kammer 5 3 ist mit den Bohrungen 20 und 2 2 über Kanäle '(nicht gezeigt) in der gleichen Weise verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt. Die Bohrungen 20 und 2 2 six;ci so geformt, daß sie einen geraden Abschnitt, einen konver-In Figs. 3 and 4 is another embodiment of the ER invention shown in which the vacuum valve 30 over a conduit 5 2 in the plate 15a is connected to a chamber 5 3 which is similar to the chamber 29 in Figs is. The line 5 2 and the chamber 5 3 are located in a plane above the plane of the lines 24 and 26 and the chamber 5 3 is connected to the bores 20 and 2 2 via channels' (not shown) in the same way as shown in Fig. 1. Bores 20 and 2 2 six; ci so shaped so that they have a straight section, a convertible
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gierenden Abschnitt und einen divergierenden Abschnitt 33, 4 2 bzw. 44 "haben, wie in Fig. 2 dargestellt, so daß Zusatzluft vom Ventil 30 zu den Bohrungen im geraden Abschnitt austritt und Luft aus dan Leitungen 24 und 26 zu den Bohrungen im divergierenden Abschnitt austritt. Die Platte ISa weist eine Kammer 54 auf, die der Kammer 40 ähnlich ist, und ist in allen anderen Beziehungen der Platte 15 ähnlich. Bei dieser Ausführungsform ist die Platte 15a unmittelbar zwischen der Ansaugleitung und dem Vergaser unter Verwendung geeigneter Dichtungen angeordnet, da in diesem Falle kein Bedarf für eine Platte besteht. Hierbei ist zu erwähnen, daß beim Zusammenbau die Platte 15a so angeordnet werden soll, daß das Vakuumventil 30, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1, an der Vergaserwand, gegen welche das untere Ende der Drosselklappe 12 schließt, aus den vorerwähnten Gründen angeordnet ist.yawing section and a diverging section 33, 4 2 and 44 "have, as shown in Fig. 2, so that additional air exits from valve 30 to the bores in the straight section and air from lines 24 and 26 to it exits the holes in the diverging section. The plate ISa has a chamber 54, that of the chamber 40 is similar, and is similar to plate 15 in all other respects. In this embodiment, the Plate 15a arranged directly between the intake line and the carburetor using suitable seals, since in this case there is no need for a plate. It should be mentioned here that when assembling the plate 15a is to be arranged so that the vacuum valve 30, as in the embodiment of FIG the carburetor wall, against which the lower end of the throttle valve 12 closes, arranged for the aforementioned reasons is.
Obwohl nicht gezeigt, können Löcher in den Platten 14,. 15 oder in der Platte 15a vorgesehen werden, so daß sie mit dem Saugleitungsflansch und mit dem Vergaserflansch verschraubt werden können. Natürlich müssen die Kanäle oder Leitungen 24, ,26, 28 und 52 für einen besonderen Motor von einer besonderen Grosse sein. Daher können, wenn gewünsch, die Leitungen für den Betrieb grösserer Motoren ausreichend groß gemacht und mit Öffnungen von abweichendem Durchmesser für kleinere Motoren versehen werden.Although not shown, holes in the plates 14,. 15 or in the plate 15a so that they can be connected to the suction pipe flange and to the carburetor flange can be screwed. Of course, the ducts or lines 24, 14, 26, 28 and 52 must be for a particular engine be of a special size. Therefore, if desired, the cables for the operation of larger motors can be used Made sufficiently large and provided with openings of different diameters for smaller engines.
Das Ventil 30 kann, wie erwähnt, ein einfaches.herkömmliches Kugelrückschlagventil sein.· Diese Art von Ventil erfordert jedoch eine gewisse Zeit zum öffnen, so daß das Ventil offen sein muß, wenn der Motor im Leerlauf ist, da sonst das Ventil nicht weit genug öffnet, um ausreichend Luft in die Bohrungen, während der Drosselung eintraten zu . lassen· Wenn ein Ventil von komplizierterer Bauart mit einerAs mentioned, the valve 30 can be a simple conventional one Be a ball check valve. · However, this type of valve requires a certain amount of time to open so that the valve can open must be open when the engine is idling, otherwise the valve will not open far enough to allow sufficient air into the bores, entered during the throttling. let · If a valve of a more complicated design has a
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raschen Öffnungszeit (d.h. ein Magnetventil mit Betätigung durch die Drosselklappenstellung) verwendet wird, würde keine Zusatzluft2u den Bohrungen durch das Ventil in der Leerlauf stellung erforderlich aeirv.fast opening time (i.e. a solenoid valve operated by the throttle valve position) is used no additional air would be supplied to the holes through the Valve in the idle position required aeirv.
Im Vorangehenden sind natürlich nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, welche nicht hierauf beschränkt ist, sondern innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren kann»The foregoing are of course only preferred embodiments of the invention described, which is not limited thereto, but within its scope can experience various changes »
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