DE2125715A1

DE2125715A1 - Process for increasing the performance, improving the efficiency and reducing exhaust gas pollutants in internal combustion engines

Info

Publication number: DE2125715A1
Application number: DE19712125715
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M Antrag
Original assignee: Ernst, Karl August, Dipl.-Ing., 8000 München
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1971-05-25
Publication date: 1972-12-07

Description

Verfahren zur Leistungssteigerung@ Wirkungsgradverbesserung und Abgasschadstoffverringerung von Brennkraftmaschinen. Process for increasing performance @ improving efficiency and reducing exhaust emissions of internal combustion engines.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Leistungssteigerung, Wirkungsgradverbesserung und Abgasschadstoffverringerung von Brennkraftmaschinen.The invention relates to a method for increasing performance and improving efficiency and reduction of exhaust emissions from internal combustion engines.

Diese Verfahren sind in der unterschiedlichsten Art seit langem bekannt.These methods have long been known in a wide variety of ways.

Die thermodynamischen Kreisprozesse von Brennkraftmaschinen, wie z.B. Gasturbinen, Dieselmotoren und Ottomotoren werden von der Temperatur der angesaugten Verbrennungsluft beeinflußt. Z.B. ergeben sich bei Temperaturdifferenzen von 100°C, beispielsweise von + 40° auf - 60°C Leistungsdifferenzen bis ca. 100% und Wirkungsgradänderungen von 10 - 20%. Diese Effekte ergeben sich durch die mit der Ansaugtemperatur variablen spezifischen Luftvolumina bzw. durch die damit geänderten Ansauggewichte und Luftdurchsätze. Bei Gasturbinen ändert sich außerdem noch das Verdichtungsverhältnis.The thermodynamic cycle processes of internal combustion engines, e.g. Gas turbines, diesel engines and Otto engines are dependent on the temperature of the sucked in Combustion air influenced. E.g. with temperature differences of 100 ° C, for example, from + 40 ° to - 60 ° C, power differences of up to approx. 100% and changes in efficiency from 10 - 20%. These effects result from the variables that vary with the intake temperature specific air volumes or the changed suction weights and air flow rates. In the case of gas turbines, the compression ratio also changes.

Erfindungsgemäß soll dieses bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zur Leistungssteigerung, Wirkungsgradverbesserung und Abgasschadstoffverringerung dadurch ausgenutzt werden, daß die Saugluft vorgekühlt wird.According to the invention, this is intended for a method of the type mentioned at the beginning Kind to increase performance, improve efficiency and reduce exhaust emissions can be used in that the suction air is pre-cooled.

Diese Vorküblung kann in der unterschiedlichsten Weise erfolgen. Beispielsweise kann dieses im einfachsten Fall dadurch geschehen, daß der Saugluft eine verdampfende Flüssigkeit zugesetzt wird, die unter Raumtemperatur gelagert wird und eine hohe Verdampfungswärme aufweist. Bei Ottomotoren ka@ diese u verdampfende Flüssigkeit dem Vergaserkraftsoff zugemischt oder in ihm gelöst sein. Bei diesen Motoren- und Gasturbinen kann die Zusatzflüssigkeit der Saugluft separat zugogebe werden, und die Küblung kann auch nach dem Eintritt in den Ver ichtungsraum während des Verdichtens erfolgen.This pre-tubing can take place in the most varied of ways. For example In the simplest case, this can be done by the suction air evaporating Liquid is added that is below room temperature is stored and has a high heat of vaporization. With gasoline engines this u can evaporate Liquid mixed with the gasoline or dissolved in it. With these Motor and gas turbines can add the additional liquid to the suction air separately be, and the Küblung can also after entering the United urning room during of compaction.

Als Zusatzflüssigkeit kann z.B. NH3 oder Gemische und Lösungen mit NH3 verwendet werden, und da es sich Iiierbei um eine brennstoff handelt, beteiligt sich diese Flüssigkeit an dem Verbrennungsvorgang.For example, NH3 or mixtures and solutions with NH3 can be used, and since it is a fuel, involved this liquid is involved in the combustion process.

Die Flüssigkeit kann insbesondere bei Ott- bzw. Vergasermotoren auch vor dem üblichen Vergasersystem zur Vorkühlung separat zugeführt werden, um die Strömungsquerschnitte von vorhandenen Motorenkonstruktionen trotz größeren Luftdurchsatzes nicht verändern zu müssen. Auch ist es möglich, die Flüssigkeit mit einem zu- oder abschaltbaren Zusatzgerät wahlweise zuzuführen.The liquid can also be used, especially in Otto or carburetor engines before the usual carburetor system for pre-cooling are fed separately to the Flow cross-sections of existing engine constructions despite greater air throughput not having to change. It is also possible to add or remove the liquid with a Optionally supply disconnectable additional device.

Bei einer derartigen Saugluftkühlung unter 100°C ist der Effekt der Eisbildung aus Luftfeuchtigkeit zu berücksichtigen, der durch Eisablagerungem z.B. die Strömungsquerschnitte unzulässig verringern würde.With such a suction air cooling below 100 ° C, the effect is Ice formation from air humidity must be taken into account, caused by ice deposits e.g. would reduce the flow cross-sections impermissibly.

Dieses Tatsache kann dadurch Rechnung getragen werden, daß die zu verdampfende Flüssigkeit die Luftfeuchte vorher löst und auf diesem Wege die Eisbildung verhindert Es ist aber auch möglich, das Wasser bei der Kühlung, die stufenweise erfolgen kann, oberhalb 0°C auszukondensieren und ausgefälltes Eis unterhalb 0°C in einem Abscheider, z.B. Zyklonabscheider getrennt zu sammeln Das bagetrennte Eis oder Wasser kann regenerativ durch vorzukühlende Saugluft aufgetaut und ausgeschieden oder zur Weiterverwendung gespeichert werden.This fact can be taken into account that the to evaporating liquid dissolves the humidity beforehand and in this way the formation of ice It is also possible to prevent the water from cooling in stages can take place above 0 ° C condense out and precipitated ice below 0 ° C in a separator, e.g. cyclone separator to collect the Separated ice or water can be thawed regeneratively using pre-cooled suction air and eliminated or saved for further use.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die Flüssigkeit nicht der Saugluft zuzumischen, sondern diese nach regenerativer Saugluftvorkühlung in einen Speicherbehälter zurückzuführen. Dieser in einem getrennten System geführte Kühlstoff kann z.U. zunächst flüssig gelagert und nach der Verdampfungswärmeabgabe entweder in die Außenluft abgeblasen oder in einem Gassneicher gesammelt und in einem Rückverflüssiger in den ansaugbehälter zurückgeführt werden.According to the invention, it is also possible to keep the liquid out of the suction air to be mixed, but this after regenerative suction air pre-cooling in a storage tank traced back. This coolant, which is carried in a separate system, can, under certain circumstances, first stored in liquid form and after the evaporation heat release either into the outside air blown off or collected in a gas niche and in a condenser in returned to the suction tank.

Erfindungsgemäß soll insbesondere für Otto-Motoren die Vorkühlung der Saugluft auch dazu dienen, daß währen.d der Verdichtung, neben niedriger spezifischer Verdichterleistung eine niedrigere ompressionsendtemperatur erreicht wird, damit die Klopfneigung verringert und entweder höhere Verdichtungsverhältnisse oder eine Beseitigung von Antiklopfmitteln, z,B. Bleiverbindungen ermöglicht wird.According to the invention, the precooling is intended in particular for Otto engines The suction air also serve to ensure that during compression, in addition to lower specific Compressor output a lower compression end temperature is reached so that the tendency to knock is reduced and either higher compression ratios or a Elimination of anti-knock agents, e.g. Lead compounds is made possible.

Das gleiche gilt für zuzusätzende Flüssigkeiten, die nicht nur während des Ansaugvorganges eine Vorkühlung der Saugluft durch ihre- Verdampfung bewirken, sondern auch während des Kompressionsvorganges bei entsprechend ausreichender Gastemperatur verdampfen und das Kompressionsgut auf eine niedrigere Kompressionsendtemperatur kühlen, so daß die Klopfneigung geringer ist und Antiklopfmittel z.B. Bleiverbindungen nicht mehr erforderlich sind. Diese, zuletzt genannten Flüssigkeiten, die unter Umständen nur während der Kompression verdampfen und kühlen und dabei auch die Kompressionsarbeit reduzieren, können bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck gelagert werden. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, H20 oder H20-Lösungen oder Mischungen von H20 mit anderen Stoffen undjoder dem üblichen Kraftstoff hierzu zu verwenden. Die Flüssig-Reiten, wie z.B. NH3, können bei Umgebungstemperatur, aber nicht bei Umgebung3druck gelagert werden.The same goes for extra fluids, not just during the suction process cause a pre-cooling of the suction air through its evaporation, but also during the compression process when the gas temperature is adequate evaporate and the compression material to a lower compression end temperature cool so that there is less tendency to knock and anti-knock agents E.g. lead compounds are no longer required. These last-mentioned liquids, which may only evaporate and cool during the compression and at the same time can also reduce the compression work at ambient temperature and pressure be stored. According to the invention it is also possible to use H20 or H20 solutions or Mixtures of H20 with other substances and / or the usual fuel for this purpose use. The liquid riding, such as NH3, can be at ambient temperature, however not be stored at ambient pressure.

Im Normalfall ist ein.e Verdampfungskühlung der Saugluft nur mit Stoffen möglich, deren Siedetemperatur bei Ummindestens gebungsdruck unter der Umgebungstemperatur bei/der etwa gewünschten Kühltemperatur liegt.Normally, evaporation cooling of the suction air is only possible with substances possible, whose boiling point at ambient pressure is at least below the ambient temperature at / is about the desired cooling temperature.

Es ist aber auch möglich, die Verdampfungskühlung mit Stoffen, deren Siedetemperatur über der Umgebungstemperatur liegt, durchzuführen. Dies geschieht in vorteilhafter Weise dadurch, daß die Luft zunächst adiabatisch auf höheren Druck und höhere Temperatur in einem separaten Verdichter verdichtet und dan.n die Verdampfungskühlung durch Einspritzen und Verdampfen des Kühlmittels vorgenommen wird.But it is also possible to use evaporative cooling with substances whose Boiling temperature is above the ambient temperature. this happens advantageously in that the air is initially adiabatically at higher pressure and higher temperature compressed in a separate compressor and then evaporative cooling is made by injecting and evaporating the coolant.

zu Im Gegensatz/der bekannten Kompressionsaufladung von Kolbenmaschinen, die zunächst nur höhere Leistung, aber noch keinen deutlichen besseren Wirkungsgrad ergibt, kann hierdurch nach der Vorkompression und Rückkühlung eine Rückexpansion auf Umgebungsdruck bei weiterer Temperaturabsenkung erfolgen. Die Brennkraftmaschine, z.B. ein Otto-Motor .saugt dann mit dem serienmäßigen normalen Vergaser wie üblich Luft von eimer Atmosphäre an und reichert diese wie üblich mit Itraftstoff an. Die direkte Verdampfungskühlung kann luft dabei auch externe indirekte Außenkuhlul3g oder indirekte Verdampfungskühlung unter einer Atmosphäre sein. In contrast to / the well-known compression charging of piston engines, the initially only higher performance, but not yet a significantly better degree of efficiency results, a re-expansion after the pre-compression and re-cooling to ambient pressure if the temperature drops further. The internal combustion engine, E.g. a gasoline engine then sucks with the standard normal carburetor as usual, air from a bucket atmosphere and enriches it with fuel as usual at. The direct evaporative cooling can also provide external indirect external cooling or indirect evaporative cooling under one atmosphere.

Bei der Vorkühlung der der Verbrellllungsluft mit Hilfe der Brennstoffe und/oder zusätzlicher besonderer Kühlflüssigkeit können erfindungsgemäß auch weitere Wärmekapazitäten als die ihrer Verdampfungswärme zur Kühlung ausgenutzt werden. Beispielsweise können Lösungswärmen bei Lösungen, Schmelzwärmen sowie die Wärmemengen von unterkühlten Flüssigkeiten und Gasen ausgenutzt werden.When pre-cooling the combustion air with the help of the fuels and / or additional special cooling liquid can, according to the invention, also further Thermal capacities than that of their heat of vaporization are used for cooling. For example, the heat of solution in the case of solutions, heat of fusion and the amounts of heat be exploited by supercooled liquids and gases.

Weiterhin ist es möglich, tieftemperaturverflüssigtes Erdgas bei weiterem Wärmeentzug teilweise oder ganz zu gefrieren und nacheinander bei der Saugluftvorkühlung die Schmelzwärme, die Wärmekapazität der Flüssigkeit bis zur Siedegrenze, die Verdampfungswärme und schließlich die Wärmekapazität der verdampften, immer noch im Verhältnis zur Umgebungstemperatur kälteren Gase abgeben.Furthermore, it is possible to use low-temperature liquefied natural gas at further To freeze heat extraction partially or completely and one after the other with the suction air precooling the heat of fusion, the heat capacity of the liquid up to the boiling point, the heat of vaporization and finally the heat capacity of the evaporated, still in proportion to the Ambient temperature give off colder gases.

Bei normalem Benzin ist zwar eine gewisse geringe Verdampfungskühlung im Vergaser bekannt, aber auch hier kann erfindungsgemäß ein vorgekühltes und/oder gefrorenes Bezin eine wesentliche größere Kühlwirkung aufweis en.With normal gasoline there is a certain amount of low evaporative cooling known in the carburetor, but here too, according to the invention, a pre-cooled and / or Frozen gasoline has a much greater cooling effect.

Für die bereits erwähnte Anwendung von NH3 als zuzusetzende Flüssigkeit gilt die gleiche Möglichkeit, um mit einer Lagertemperatur unter dem Umgebungsdruck größere Wärmekapazitäten einschließlich der Schmelzwärme zu nutzen. All diesen Systemen mit Lagerung der Brennstoffe bzw. der zuzusätzenden Flüssigkeiten unter der Raumtemperatur ist gemeinsam, daß sie isolierte Tanl.anlagen aufweisen müssen, die die gewünschte Lagertemperatur über einen bestimmten Lagerzeitraum aufrechterhalten. Hierbei ist es in vorteilhafter Weise möglich, einen Schmelzwarmeanteil zum längeren Tiefentemperatuerhalten im Tank auszunutzen und einen anderen Anteil zum Verbrennungsluftvorkühlen zu verwenden.For the already mentioned use of NH3 as a liquid to be added the same way applies to having a storage temperature below ambient pressure to use larger heat capacities including the heat of fusion. All of these systems with storage of the fuels or the additional liquids below room temperature What they have in common is that they must have insulated tanks that provide the desired Maintain storage temperature for a certain period of time. Here it is advantageously possible to maintain a proportion of melted warmth for a longer depth of temperature in the tank and to use a different proportion for pre-cooling the combustion air.

Diese Möglichkeit einschließlich der Forderung nach einem isolierter Tank wäre z.ß. richtig, sowohl für die erwähnten Kühlmittelflüssig-Erdgas unterkühltes Benzin oder unterkühltes NH3 Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, die Saugluft unter Ausnutzung der in den Abgasen und/oder in dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine befindlichen Energien vorzukühlen.This possibility including the requirement for an isolated Tank would be z.ß. correct, both for the mentioned coolant liquid-natural gas supercooled Gasoline or supercooled NH3 Furthermore, according to the invention, it is possible to use the suction air using the in the exhaust gases and / or in the coolant of the internal combustion engine to pre-cool the energies.

Dies geschieht beispielsweise in einem Absorberkühlsystem oder in einem Kompressions- oder Saugstranlpumpenkühlsystem.This happens, for example, in an absorber cooling system or in a compression or suction pump cooling system.

Hierdurch liegt die Verdichtungstemperatur, z.B. bei Otto-Motoren, trotz gleichem Verhältnis niedriger.This means that the compression temperature, e.g. in Otto engines, is lower despite the same ratio.

Dies ist durch die niedrigere Anfangstemperatur der Verbrennungsluft bedingt. Es können also weniger klopffeste Benzine, z.B. ohne Bleizusätze verwendet werden.This is due to the lower initial temperature of the combustion air conditional. So less knock-proof petrol, e.g. without lead additives, can be used will.

Die Abgasgiftbestandteile liegen niedriger.The exhaust gas components are lower.

Außerdem kann sich die Ausnutzung der Abgaswärme zur Vorkühlung der Saugluft in ähnlicher Weise auswirken, wenn z.B. die Abkühlung der Abgase unter den Taupunkt mit Auskondensierung der bei der Verbrennung entstandenen H@O-Bestandteile durch Mischung und/oder Lösung von Schadstoffen in diesem Wasser fixiert und zusammen mit dem Wasser als Flüssigkeit separiert und schadlos entfernt werden.In addition, the exhaust gas heat can be used to pre-cool the Suction air affect in a similar way, e.g. when cooling the exhaust gases below the dew point with condensation of the H @ O components produced during combustion by mixing and / or dissolving pollutants in this water and fixed together separated with the water as a liquid and removed without damage.

Die niedrigeren Saugluftt emperaturen ermöglichen es wiederum durch niedrigere Kompressionsendtemperaturen die Klopfneigung zu verringer-l bzw. Antiklopfmittel zu erübrigen.The lower suction air temperatures allow it through lower compression end temperatures to reduce the tendency to knock-l or anti-knock agents are unnecessary.

brenn erfindungsgemäß das entfernte Eis ein einer Regenerativkühlung von zuströmender Ansaugluft zum Abfließen aufgetaut wird, kann die Saugluft dabei gleichzeitig vorgekühlt werden.burn according to the invention the removed ice in a regenerative cooling is thawed by inflowing intake air to drain, the suction air can thereby be pre-cooled at the same time.

Weiterhin kann das verwendete Kühlsystem eine Schalldämpferanlage überflüssig machen.Furthermore, the cooling system used can be a silencer system make superfluous.

Ähnlich wie bei dem Fall, bei dem die thermische Abgasellergie mit einem Absorberkühlsystem zur Vorkühlung der Saugluft herangezogen wird, kann. die thermische Abgasenergie auch bei der Vorkompression hinzu@@ezogen werden, indem die thermische Abgasenergie zur Dampferzeugung verwendet wird, und ein Verdichter, z.B. mit einer Dampfturbine an.getrieben wird. Eine Kupplung mit einem üblichen Abgasladersystem ist ebenfalls möglich.Similar to the case in which the thermal exhaust gas energy with an absorber cooling system is used to pre-cool the suction air. the thermal exhaust gas energy can also be added in the case of pre-compression by the thermal exhaust gas energy is used to generate steam, and a compressor, e.g. driven by a steam turbine. A clutch with a usual Exhaust gas charger system is also possible.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis unter iiinweis auf die Zeichnung an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following, the invention is explained with reference to the Drawing explained in more detail on the basis of various exemplary embodiments.

Es zeigt: Fig. l eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit direkter Saugluftkühlung durch eine zu verdampfende Flüssigkeit; Fig. 2 eine schematische Ansicht der Brennkraftmaschine nach Fig. l, jedoch mit weiteren Zusatzaggregaten; Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Brennkraftmaschinç mit indirekter Saugluftkühlung.It shows: FIG. 1 a schematic view of an internal combustion engine with direct suction air cooling through a liquid to be evaporated; Fig. 2 a schematic view of the internal combustion engine according to FIG. 1, but with further additional units; 3 shows a schematic view of an internal combustion engine with indirect suction air cooling.

Figo 4 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Brennkraftmaschine nach Fig.1; Bei der in Fig. 1 dargestellten Brennkraftmaschine 10 handelt es sich um einen Otto-Motor mit einem Einlaßventil 11 und einem Auslaßventil 12. FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of FIG Internal combustion engine according to Figure 1; In the internal combustion engine shown in FIG 10 is an Otto engine with an inlet valve 11 and an outlet valve 12th

Aus einem Tank 13 gelangt der Treibstoff in den Vergaser. Die Saugluft strömt dem Vergaser durch ein isoliertes Ansaugrohr 14 zu. Beim Eintritt in dieses An-Ansaugrohr wird die Saugluft in einem Zersteuber 17 mit zu verdampfender Fleüssigkeit zur Vorkühlung angereichert. In dem Luftfilter 15 befindet sich noch eine Luftdralleinrichtung 16.The fuel enters the carburetor from a tank 13. The suction air flows to the carburetor through an insulated suction pipe 14. When entering this On-suction pipe is the suction air in a Zersteuber 17 with liquid to be evaporated enriched for pre-cooling. An air twisting device is also located in the air filter 15 16.

Die zu verdampfende Flüssigkeit wird aus einem Behälter l9 über eine Zumeß- und Regeleinrichtung 18 zugeführt.The liquid to be evaporated is from a container l9 via a Metering and regulating device 18 supplied.

Die Steuerung und Regelung erfolgt über eine Einrichtung, die aus einem Meßwertaufnahmer A einem direkten Regler (z.B. Drehzahlregl.r) B und einem indirekten Regler (z.B. Temperaturregler) C besteht.The control and regulation takes place via a device that consists of a measured value recorder A a direct controller (e.g. speed controller r) B and a indirect controller (e.g. temperature controller) C exists.

Folgende Meßstellen sind vorgesehen: Auß enlufttemperatur-Messung 1 Saugluftvorkühltemperatur-Messung 2 Vergaserstellungs-Messung 3 Gashebelstellungs-Messung 4 Drehzahl-Messung 5 Drehzahlnachregulierung 6 Temperaturverstellung 7 Bei der Ausführung'sform nach Fig. 2 wurde die Wasserkühlung 20 der Kolbenbrenngasmaschine 10 zeichnerisch dargestellt. In ihrem Grundaufbau entspricht diese Ausführungsform derJenigen nach Fig. 1.The following measuring points are provided: Outside air temperature measurement 1 Suction air pre-cooling temperature measurement 2 Carburetor position measurement 3 Accelerator lever position measurement 4 Speed measurement 5 Speed readjustment 6 Temperature adjustment 7 With the version According to FIG. 2, the water cooling system 20 of the piston fuel gas engine 10 is shown in the drawing shown. In its basic structure, this embodiment corresponds to the ones below Fig. 1.

Zusätzlich ist eine Turbine 36 vorgesehen, die entweder eine Abgasturbine oder eine Dampfturbine sein kann oder wie bei 23 schematisch dargestellt mechanisch mit der Welle der Brennkraftmaschine gekoppelt sein kann.In addition, a turbine 36 is provided that either one Can be an exhaust gas turbine or a steam turbine, or as shown schematically at 23 can be mechanically coupled to the shaft of the internal combustion engine.

Wenn. es sich um eine Abgasturnine handelt, werden die Abgase durch die Abgasleitung 21 zu und durch die Ahgasleitung 37 abgeführt.If. it is an exhaust gas turnine, the exhaust gases are through the exhaust pipe 21 to and discharged through the exhaust pipe 37.

Wenn es sich um eime Dampfturbine handelt, werden die Abgase durch die gestrichelt dargestellte Leitung 21a direkt einem Dampferzeuger 24 zugeführt. Ein Vorratsbehälter für Wasser ist mit 25 bezeichnet.If it is a steam turbine, the exhaust gases will pass through the line 21a shown in dashed lines is fed directly to a steam generator 24. A storage container for water is denoted by 25.

Mit 29 ist ein Abgasaustritt aus einem Kondensatabscheider 28 bezeichnet. Der Kondensatabscheider 28 ist über eine Leitung 27 mit einer Wasserpumpe 26 verbunden.An exhaust gas outlet from a condensate separator 28 is designated by 29. The condensate separator 28 is connected to a water pump 26 via a line 27.

Ein Ventil 38 ermöglicht die wahlweise Wasserentnahme aus dem Kondensatabscheider 28 oder aus dem Kühlkreislauf über ein.e Leitung 22.A valve 38 enables water to be optionally withdrawn from the condensate separator 28 or from the cooling circuit via a line 22.

Weiterhin ist der Fig. 2 zu entnehmen, daß die Saugluft durch einen Verdichter 31 aufgeladen werden kann. Der Eintritt in den Bereich des Luftfilters 15 erfolgt bei 32o Mit 33 ist eine variabele Expenßionsdüse bezeichnet.Furthermore, FIG. 2 shows that the suction air through a Compressor 31 can be charged. Entry into the area of the air filter 15 takes place at 32o. 33 is a variable expansion nozzle.

Zusätzlich zu dem Kraftstoffbehälter 31 kann noch ein Frischwasserbehälter 34 vorgesehen sein, der mit der Kühlung 20 durch eine Leitung 35 verbunden ist. Die Leitung 3@ führt in die Hauptleitung 39 des geschlossenen Wenn es gewünscht wird, kann der Wasserttehält.er 25 mit @@@ @ena@@er @@ durch eine Leitung @@ ver@@nden s@in, urn eine Zumischung von Kondenswasser zu der zu verdampfenden Flüssigkeit zu ermöglichen.In addition to the fuel tank 31, a fresh water tank can also be used 34, which is connected to the cooling system 20 by a line 35. The line 3 @ leads into the main line 39 of the closed If so desired the water container 25 can be nden with @@@ @ ena @@ er @@ through a line @@ ver @@ s @ in, urn an admixture of condensed water to the liquid to be evaporated to enable.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erfolgt eine indirekte Saugluftvorkühlung durch ein Adsorptions- oder Kompressionssaugluftkühlsystem 40.In the embodiment shown in FIG. 3, there is an indirect one Pre-cooling of suction air by an adsorption or compression suction air cooling system 40.

Bei 41 erfolgt der Abgasaustritt. Bei 42 tritt das Kühlwasser und bei 43 die Saugluft ein. Der Austritt der kalten Saugluft erfolgt in die isolierte Leitung 49. über die Welle 47 erfolgt der Pumpen- und der Ventilantrieb. Durch die Abgasleitung 46 treten die Abgase in das Kühlsystem 40 ein..At 41 the exhaust gas is discharged. At 42 the cooling water occurs and at 43 the suction air. The cold suction air is discharged into the isolated one Line 49. The pump and valve drive takes place via the shaft 47. Through the Exhaust line 46, the exhaust gases enter the cooling system 40 ..

Ein Zykloneisabscheider 50 mit einem Abfluß 51 für das Wasser sorgt für die gewünschte Abführung der Luftfeuchte.A cyclone ice separator 50 with a drain 51 provides for the water for the desired removal of air humidity.

Mit 13 ist wiederum ein Treibstofftank bezeichnet.With 13 a fuel tank is again referred to.

Durch eine Leitung 52 wird das Kühlwasser abgeführt, das über eine Leitung 44 zugeführt wird. Die Leitung 45 dient der Abführung von Luftfeuchtigkeitskondensat.The cooling water is discharged through a line 52, which is via a Line 44 is supplied. The line 45 serves to remove air moisture condensate.

Es ist erfindungsgemäß also auch möglich, das Wasser zur Dampferzeugung aus dem Kondenswasser der Abgase zu nehmen und in einem halboffenen Kreislauf zu verwenden.According to the invention, it is therefore also possible to use the water to generate steam to take from the condensed water of the exhaust gases and to increase in a semi-open circuit use.

Bei Verwendung von Frischwasser zur Dampferzeugung sell das Wasser zunächst im Kühlkreislauf der Hauptbrennkraftmaschine vorge@ärmt und durch die dase nachgeheizt werden, um auch einen Teil der @@@ @erlustwärmen nutzen zu können.When using fresh water to generate steam, sell the water first preheated in the cooling circuit of the main internal combustion engine and through the dase be reheated in order to be able to use part of the @@@ @ lost heat.

Die Brennkraftmaschine der Fig. 4 entspricht in ihrem Aufbau grundsätzlich derjenigen nach Fig. 1. Zusätzlich ist aber eine regenerative Luftvorkühlunf an. dem kälter Saugluftkondensator vorgesehen. Hierzu ist ein regenerativer Wärmetauscher 55 eingebaut, der das Kondensat erwärmt, und über eine Leitung 56 an den FGrischwasserbehälter 34 (Fig. 2) abgibt. Weiterhin ist eine zweite regenerative Vorkühlung dadurch vorgesehen, daß die von dem Kondensat 55 vorgekühlte Luft an dem Ansaugrohr 14 bzw. dem Verdampfungskühler weit-er regenerativ vorgekühlt wird. Zu diesem Zweck strömt die Luft durch einen Ringraum 57 und von dort in einen Kondensatabscheider 58. Dieser ist wie aus Fig. 4 ersichtlich über einen Überlauf 59 und die Luftdralleinrichtung 16 mit dem Verdampfungskühler, d.h. mit dem An.saugrohr 14 verbunden.The internal combustion engine of FIG. 4 basically corresponds in its structure that of FIG. 1. In addition, however, regenerative air pre-cooling is on. the colder suction air condenser is provided. A regenerative heat exchanger is used for this 55 installed, which heats the condensate, and via a line 56 to the fresh water tank 34 (Fig. 2) releases. Furthermore, a second regenerative pre-cooling is provided, that the air precooled by the condensate 55 at the intake pipe 14 or the evaporative cooler furthermore it is regeneratively pre-cooled. For this purpose, the air flows through one Annular space 57 and from there into a condensate separator 58. This is as shown in Fig. 4 can be seen via an overflow 59 and the air twist device 16 with the evaporative cooler, i.e. connected to the suction pipe 14.

Claims

9 procedures for increasing performance, improving efficiency and Reduction of exhaust gas pollutants from internal combustion engines, characterized in that that the suction air is pre-cooled.

2. The method according to claims 1, characterized in that the suction air an evaporating liquid is added.

3. The method according to claim 2, characterized in that the to be added, evaporating liquid is stored below room temperature but under increased pressure.

4. The method according to claim 2, characterized in that the to be added, Liquid to be evaporated at ambient pressure but below room temperature is stored.

5. Procedure. according to one of claims 2 - 4, characterized in that that the added liquid time to be evaporated is partially or completely frozen and successively heat of fusion, heat of vaporization and heat capacity of. deeper Gives evaporation temperature up to cooling temperature.

6. The method according to one or more of claims 2-5, characterized This indicates that the liquid to be added and evaporated is part of the propellant or Fuel itself corresponds.

7. The method according to one or more of claims 2-5, characterized characterized in that the liquid to be added and evaporated is a mixture and / or a solution of propellant or fuel and additional liquid iat.

8. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid before entering the combustion chamber cools by evaporation.

9. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid after entering the combustion chamber cools during compression by evaporation.

lOo method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid regenerates the suction air by evaporation pre-cooled, whereby the vaporized liquid is discharged into the atmosphere, in one Containers stored, reliquefied in a closed circuit and / or as fuel the suction air is supplied.

11. The method according to one or more of claims 1 - 9, characterized in that characterized in that fuel is added to the liquid to be evaporated.

12. The method according to claim 8, characterized in that diz to vaporizing liquid is fed in front of the gasifier system and vaporizes.

13. The method according to claim 12, characterized in that the feed the additional liquid to be evaporated can optionally @ be switched off and on.

14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid to be evaporated is NH3 or equivalent Represents mixtures or solutions of NH3.

15. Method according to one or more of the preceding claims 1 - 13, characterized in that the liquid to be evaporated is liquefied at low temperatures natural gas or a corresponding rental with this natural gas.

16. The method according to one or more of the preceding claims 1 - 13, characterized in that the liquid to be evaporated is normal gasoline represents in pre-cooled and / or partially frozen form.

17. The method according to one or more of claims 1-14, characterized gg indicates that in the liquid to be evaporated (e.g. NH) there is a dissolved Additive, e.g.

3 ammonitrate (NH4 N03) is contained, the additional heat of combustion gives away.

i8. Ancestors according to one or more of the preceding claims, characterized in that the liquid causing the cooling is a liquid whose boiling point is above ambient temperature, with the air initially adiabatically to higher pressure and higher temperature in a separate compressor compressed and then evaporative cooling by injecting and evaporating the Liquid is made.

19. The method according to claim 1, characterized in that the suction air taking advantage of the in the.

Exhaust gases and / or located in the coolant of the internal combustion engine Energies is pre-cooled.

20. The method according to claim 19, characterized in that the pre-cooling by an absorber cooling system using the exhaust gas heat or the cooling heat the internal combustion engine takes place.

21. The method according to claim 19, characterized in that the pre-cooling takes place by a compression or jet pump cooling system, with the compression line from the main internal combustion engine and / or from an additional machine using the exhaust energy (e.g. exhaust gas charger or Dawpfturbine) is delivered.

Method according to one of Claims 19-21, characterized in that that during the pre-cooling process the water or ice that forms from the air humidity with a cyclone or centrifugal separator in front of the narrowing suction cross-section Will get removed.

23. Method according to one or more. of claims 19 - - 22, thereby marked that the pre-cooling of the suction air takes place in stages.

24. The method according to claim 22, characterized in that the removed Ice is thawed in a regenerative cooling system by the incoming suction air.

25. The method according to one or more of claims 19-24, characterized characterized in that the pollutant reduction by mixing and / or dissolving in condensed combustion water and collected as a liquid.

26. The method according to claim 25, characterized in that the exhaust gases are cooled in the cooling system to below the dew point and the combustion water is added separately in liquid form or used further.

27. The method according to claim 2, characterized in that an auxiliary liquid causes pre-cooling to the possible boiling point (e.g. NH3 = -33 ° C) and that a fuel with an even lower boiling point, but with sufficient heat capacity an after-cooling (e.g. propane (C 3 ü 8). up to approx. 430C) is achieved.

28. The method according to claim 2, characterized in that the fuel the pre-cooling takes over (e.g. butane (C 4 H 10) to - 110C) and that an auxiliary liquid (e.g. NH3 -33 C) causes further cooling.

29o method according to one or more of claims 2, 27 and 28, characterized in that the gradual cooling with only one liquid which is mixed from different liquids and their components evaporate one after the other.

30 @ The method according to claim 2, characterized in that an indirect regenerative pre-cooling of the suction air on the direct injection cooling system takes place and after such a pre-cooling (e.g. 0 ° C) a condensation or ice separation takes place before the coolant (e.g. NH3) is injected into the suction air.

31o The method according to claim 19, characterized in that a pre-cooling indirectly through an exhaust gas-heated absorption cooling system and / or compression cooling system and after-cooling by means of a liquid that evaporates directly in the suction air is carried out.

32. The method according to claim 2, characterized in that a pre-cooling carried out by direct evaporation of cooling liquids in the suction air and after-cooling is carried out using a compression or absorption cooler.

L e r s e i t e