DE2152529A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abgasentgiftung von Verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

DIPL-ING. GÜNTHER EIGENFÜHR

DIPL.-ING. DIETER. K. SPEISER 2152529

PATENTANWÄLTE Aktenzeichen: Neuanme Idling 28"BREMENI BaRGERMEISTER-SMIOT-STR. M ANMELDERNAME: ENERGY SCIENCES INCORPORATED (T R . N t O A D - H A U S>

TELEFON: <0431)ΐυ«77 TELEQRAMME: FERROPAT

BREMER BANK 1009072 POSTSCHECK HAMBURQ 255787

UNS. ZEICHEN: E 34

datum·. 21. Oktober 1971

ENERGY SCIENCES INCORPORATED, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Kalifornien, 343 Coral Circle, Sl Segundo, Kalifornien,(Y. St. A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Abgasentgiftung von l«rbrennungekraftmaechinen.

Die Erfindung betrifft die Aktivierung des brennbaren Gemisches von Verbrennungskraftmaschine!!, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung dtr Giftstoffe im Abgas, zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zur Reduzierung des Brennstoffverbrauches von Verbrennungekraftmaschinen .

In letzter Zeit ist sich die Öffentlichkeit des Problemes der Luftverschmutzung durch Kraftfahrzeuge bewußt geworden. Verbrennungskraftmaschinen verschmutzen die Luft durch drei Giftstoffe: Kohlenaonoiyd, Kohlenwasserstoffe und Stickoxyde. Durch praktikable Abgasentgiftungsmaßnahmen konnten bisher in gewissem Umfang der Ausstoß von ein oder zwei aber nicht von aLlen drei Giftstoffen reduziert werden. Z.B. lassen sich der Kohlenmonoxyd-und der Kohlenwasserstoffausstoß reduzieren durch eine Erhöhung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bis zum Punkt der vollkommenen Verbrennung; durch die dadurch bedingte

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Erhöhung der Wärmeerzeugung in den Zylindern steigt jedoch der Stickoxydpegel. Wenn das Luft-Brennstoff-Verhältnis über den Punkt der vollkommenen Verbrennung hinaus gesteigert wird, nimmt «war der Stickoxydpegel ab, da.durch den Luftüberschuß die Zylinder gekühlt werden, jedoch wird der Wirkungsgrad der Haschine durch das magere Verbrennungsgemisch beeinträchtigt.

Die beiden Hauptquellen der Luftverschmutzung durch Verbrennungskraftmaschinen sind die Kurbelkastenentlüftung und die Auspuffgase. Die aus öltropfen und unverbrann- ψ tem Brennstoff in form von Durchblasegasen bestehenden Kurbelkastenemissionen sind durch ihre Rückführung in einem Luftgemisch in das Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine zur Verbrennung reduziert worden. Das Stan— dartverfahren der Rückführung der Kurbelkastemissionen in das Ansaugsystem wird als aktive Kubelkastenentlüftung (AKE) bezeichnet. Bei einem AKE-System verbindet eine Leitung den Vergasereintritt mit dem Kurbelkasten und eine zweite Leitung den Kurbelkasten mit dem Vergaseraustritt, so daß nur teilweise verbrannte Verbrennungsprodukte aus dem Kurbelkasten zur Wiederverbrennung mit dem im Vergaser gebildeten Verbrennungsgemisch gespült werden. Ein druckabhängiges Schnappventil in der zweiten Leitung, das während des Leerlaufes und des Geradeausbetriebes ein Teil der rückgeführten Mischung der Kurbelkastenemissionen in das Ansaugsystem leitet, öffnet bei Beschleunigungen voll. In gewissem Umfang reduziert das AKE-System zwar den Kohlenwasserstoff- und den Kohlenmonoxyd-Anteil, dagegen kann es jedoch den von der Maschine erzeugten Stickoxydanteil vergrößern. In der Tat können einige der von dem AKE-Syttem zur Wiederverbrennung rückgeführten Kurbelkastenemissionen dennoch durch das Auspuffsystem in die Atmosphäre gelangen. Ferner ist eine häufige Wartung erforderlich, um zu verhindern, daß das AKE-Ventil in der öeschlossen-Position hängen bleibt, wodurch das AKE-System unwirksam werden würde.

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Zur Bekämpfung der Abgasemissionen muß entweder die Verbrennung verbessert oder die unvollständig verbrannten Abgase in einem Nachbrenner o.dgl. behandelt werden.

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, den Brennstoff noch in dem Vergaser feiner zu zerstäuben, um in der Maschine eine vollkommene Verbrennung des Verbrennungsgemisches zu erreichen und dadurch die von der Maschine erzeugten Giftstoffe zu reduzieren. Eine Zerstäubergattung, für die eine sich drehende Scheibe charakteristisch ist, benutzt die Maschine selbst als Leistungsquelle zur Zerstäubung des Brennstoffes. Diese Zerstäuber sind im Allgemeinen so unwirksam, daß zu einer wirksamen Zerstäubung des Brennstoffes ein wesentlicher Teil der von der Maschine zur Verfügung gestellten Leistung verbraucht wird. Dadurch wird der Maschinenwirkungsgrad unerwünscht beeinträchtigt. Eine andere Zerstäubergattung verwendet einen elektrisch betriebenen Ultraschallgenerator, der durch einen Piezoelektrischen Kristall charakterisiert ist. Infolge der starken Dämpfung der erzeugten Ultraschallwellen muß der Brennstoff jedoch, wenn er wirksam zerstäubt werden soll, in Berührung mit der Oberfläche des Kristalles gebracht werden. Bei dieser Technik ist nicht gtwährleistet, daß der Brennstoff bis zur Verbrennung in dem zerstäubten Zustand verbleibt.

Zur Entgiftung der Kraftfahrzeugabgase wurde auch die Brennstoffeinspritzung eingesetzt. Das zur Erzielung zufriedenstellender Resultate erforderliche Gerät ist jedoch infolge der notwendig zeitlich exakten Brennstoffeinspritzung sehr kompliziert und teuer.

Dem gegenüber ist es Prinzip der Erfindung, Energie in Form von Druckwellen, d.h. Knall- oder Schall-Wellen in das Ansaugsystem von Verbrennungskraftmaschinen einzuleiten. Diese Druckwellen besitzen die Fähigkeit Kraft-

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stoff wirksam zu zerstäuben und sich ohne nennenswerte Dämpfung auszubreiten, d.h. sie besitzten eine große Reichweite. Dadurch breiten sich die Druckwellen durch das gesamte Ansaugsystem aus und aktivieren das darin enthaltend' Verbrennungsgemisch. Das Verbrennungsgemisch wird in eine feine Suspension zerstäubt und in diesem Zustand gehalten, bis es verbrannt wird. Dadurch läßt sich eine vollständigere und wirksamere Verbrennung des Gemisches erreichen, so daß die Kohlenmonoxyd- und die Kohlenwasserstoff-Emission reduziert, der Wirkungsgrad der Maschine verbessert und der Brennstoffverbrauch re-P duziert wird.

Obwohl die die Energie führenden Druckwellen auch Knallwellen enthalten können, enthalten sie vorzugsweise Schallwellen, die die Fähigkeit besitzen, in dem Ansaugsystem einschließlich des Zylinders stehende Wellen zu bilden. Ferner besitzen diese Schallwellen vorzugsweise als Funktion der Wellenlänge eine kohärente Energieverteilung statt einer ungeordneten Energieverteilung. Es hat sich gezeigt, daß durch eine ausreichende Einstrahlung dieser Energie nicht nur die Kohlenmonoxyd- und die Kohlenwasserstoffemission sondern auch die Stickoxydemission der ^ Maschine reduziert wird. Es wird vermutet, daß die stehen- * den Schallwellen die Wärmeübertragung durch die Zylinderwände ertiöhen,u. die Bildung von Brennstoff tropfen an den Zylinderwänden und die chemische Verbindung von Sauerstoff und Stickstoff verhinderen. Obwohl der Spitzenwert der Wärmeerzeugung während des Arbeitshubes in jedem Zylinder infolge der Zerstäubung des Verbrennungsgemisches wesentlich ansteigt, ist durch die Wirkung der stehenden Schallwellen die durchschnittliche Wärmebelastung jedes Zylinders über seinen gesamten Hubzyklus merklich niedriger.

Eine erfindungsgemäße Neuheit ist die Verwendung des von der Maschine geschaffenen Vakuums als Energiequelle zur

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Erzeugung von Druckwellen. Durch das Maschinenvakuum wird aus der Atmosphäre ein Luftstrom in das Ansaugsystem gezogen. Ein Teil der Energie dieses Luftstromes wird in Druckwellen umgeformt; dabei ist das die Druckwellen erzeugende Gerät so orientiert, daß der Hauptanteil der Druckwellenenergie sich in Strömungsrichtung ausbreitet und von dem Luftstrom mitgerissen wird. Beim Eintritt des Luftstromes in das Ansaugsystem werden die Druckwellen freigegeben und breiten sich im gesamten Ansaugsystem aus. Erstens,ist eine wirksame Übertragung der Druckwellen in den Innenraum des Ansaugsystems möglich, da die Bewegungsenergie der den Innenraum ausfüllenden Luftmoleküle in Druckwellenenergie umgeformt wird. Dadurch können sich selbst dann Druckwellen durch das gesamte Ansaugsystem ausbreiten, wenn der Druckabfall von der Atmosphäre zum Ansaugsystem gering ist. Im Gegensatz dazu ist die Übertragung der Druckwellenenergie auf den der Oberfläche eines überlicherweise zur Zerstäubung eingesetzten, im Ultraschallbereich schwingenden Piezoelektrischen Kristalls benachbarten Raum vernachlässigbar. Weitgehend die gesamte von einem Kristall erzeugte Energie verbleibt in seinen Grenzen, so daß zur Erzielung einer wirksamen Zerstäubung eine Berührung mit seiner Oberfläche erforderlich ist. Zweitens ,läßt sich der Betrag der in das Ansaugsystem eingestrahlten Druckwellenenergie in Abhängigkeit von dem im Ansaugsystem herrschenden Druck regeln, der ein Kriterium für die Betriebsart der Maschine ist. Dadurch läßt sich die Druckwellenenergie in dem Maße in das Ansaugsystem einstrahlen, in dem sie bei der jeweiligen Betriebsart der Maschine benötigt wird. Drittens, ist die die Druckwellen erzeugende Energiequelle jeder Verbrennungskraftmaschine eigen, so daß keine separate Energiequelle erforderlich ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Neuheit ist die Regelung der in das Ansaugsystem eingestrahlten Druckwellenenergie in

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Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Maschine, d.h. bei Beschleunigungen wird mehr Druckwellenenergie eingestrahlt als im Leerlauf. Wenn die Druckwellenenergie, wie beschrieben, von einem durch das Maschinenvakuum induzierten Luftstrom erzeugt wird, läßt sich die Regelung des Energiebetrages durch ein druckabhängiges Ventil, durch das die Luft in das Ansaugsystem strömt, einfach durchführen. Dieses Ventil ist bei Beschleunigungen offen und im Leerlauf, bei Verzögerungen und im Geradeausbetrieb außer eine Mindestmengenblende geschlossen. Ferner läßt sich zur Regelung der erzeugten Druckwellenenergie ein ^ Energieumwandlungsgerät einsetzen, dessen Mengenfluß direkt abhängig von dem absoluten Druck ist. Dadurch nimmt bei einem Absinken des absoluten Druckes im Ansaugsystem, d.h. wenn das Vakuum besser wird, der Mengenfluß und damit die Energieumformung ab.

Die Druckwellenenergie läßt sich auf eine oder mehrere der folgenden Arten in das Ansaugsystem einstrahlen: Aktivierung des durch den Vergaser fließenden Luftstromes; Einstrahlung an der Trennfläche zwischen Vergaser und Ansaugsystem in Querrichtung zum Vergaserstrom; Aktivierung des Verbrennungsgemisches in der AKE-Rückführungsleitung; Einstrahlung direkt in das Ansaugsystem; " und Einstrahlung direkt in die Zylinder durch die zugeordneten Einlassventile. Aus Gründen des einfachen Einbaues in eine Standart-Verbrennungskraftmaschine werden die Einstrahlung der Druckwellenenergie an der Trennflä ehe zwischen Vergaser und Ansaugsystem und die Aktivierung des Verbrennungsgemisches in der AKE-Rückführungsleitung bevorzugt. An der Trennfläche zwischen Vergaser und Ansaugsystem läßt sich die Druckwellenenrgie durch eine zwischen die Flansche des Vergasers und des Ansaugsystemes eingebaute Resonanzplatte einstrahlen. Das Verbrennungsgemisch in der AKE-Rückführungsleitung läßt sich durch ein in die AKE-Leitung eingebautes Energieumwand-

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lungsgerät aktivieren. In beiden Fällen ist der Einbau einfach und eine Umkonstruktion des Vergasers oder des Ansaugsystems nicht erforderlich.

Es hat sich gezeigt, daß die Eiretrahlung von Druckwellenenergie auf mehr als eine der obengenannten Arten einen synergistischen Effekt hat. Wenn die Kosten es gestatten, läßt sich die Druckwellenenergie sehr wirksam durch gleichzeitige Aktivierung des Luftstromes durch den Vergaser, Einstrahlung an der Trennfläche zwischen Vergaser und Ansaugsystem und ergänzende Einstrahlung direkt in das Ansaugsystem zu führen. Auf diese Weise wird das im Vergaser durch sich in Strömungsrichtung ausbreitende Druckwellen aktivierte Verbrennungsgemisch beim Verlassen des Vergasers und beim Eintritt in das Ansaugsystem erneut durch sich quer zur Strömungsrichtung ausbreitende Druckwellen aktiviert. Zusätzliche Druckwellenenergie wird intermittierend direkt in das Ansaugsystem eingestrahlt, wenn der Betriebszustand der Maschine mehr Energie erfordert.

Wenn das von der Maschine geschaffene Vakuum als Energiequelle für die Erzeugung von Schallwellen verwendet wird, lassen sich besonders vorteilhaft die in den US-Patenten 3.531.048 und 3.554.443 beschriebenen Geräte als Knallwellenquelle zur Erregung der Resonanzkammer einsetzen. Bei diesen Geräten ändern sich die Abmessungen von von Grenzschichtmedium geformten konvergierenden-divergierenden Düsen in Abhängigkeit vom Druck.Dadurch läßt sich die Wellenlänge der von der Düse erzeugten Knallwellen weitgehend konstant halten,auch dann, wenn sich das Vakuum während des Betriebsablaufes ändert, so daß die Resonanz nicht verloren geht. Infolge der großen Reichweite der Knallwellen lassen sich die Düsen ferner in einem nennenswerten Abstand von der Resonanzkammer anordnen und mit dieser durch eine geeignet dimensionierte Leitung verbinden.

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Auf diese Weise kann der Resonator in inniger Verbindung mit dem Ansaugsystem angeordnet werden, d.h. in einer zwischen Vergaser und Ansaugsystem eingebauten Platte, während sich die Düsen an einer entfernten Stelle, an der Platz zur Verfügung steht, anordnen lassen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Es zeigt:

Pig. I einen teilweise geschnittenen Aufriß eines mit Ausführungsformen der Erfindung ausgerüsteten konventionellen Kraftfahrzeugvergaser;

Fig. 2 einen Teilschnitt 2-2 des Vergasers gemäß Fig.l;

Fig. 3 und 4 vergrößerte perspektivische Ansichten einer in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eingesetzten Düse;

Fig. 5 einen vergrößerten teilweise geschnittenen Aufriß der Leerlaufdüse gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine Endansicht eines Teiles des Vergasers gemäß Fig. 1 in ausgebautem Zustand;

Fig. 7 «einen Schnitt 7-7 gemäß Fig. 6;

Fig. 8 einen teilweise geschnittenen Aufriß eines Vergasers ähnlich Fig. 1 jedoch mit anderen Ausführungsformen der Erfindung ausgerüstet;

Fig. 9 einen vergrößerten Schnitt eines Teiles des Vergasers gemäß Fig. 8;

Fig. 10 einen teilweise geschnittenen vergrößerten Aufriß der Leerlaufdüse gemäß Fig. 8;

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Pig. 11 einen teilweise geschnittenen Aufriß eines Vergasers ähnlich Fig. 1, jedoch mit alternativen Ausführungsformen der Erfindung ausgerüstet;

Fig. 12 einen teilweise geschnittenen Aufriß einer mit dem Vergaser gemäß Fig. 11 verbundenen alternativen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 eine Draufsicht der Ausführungsform gemäß Fig. 11 und der zugehörigen Teile des Vergasers;

Fig. 14 ein Schnitt eines Teiles der Ausführungsform gemäß Fig. 13,aus der die Konstruktion des Adapters und einer der vier identischen Zellen ersichtlich ist;

Fig. 15 ein Schnitt ähnlich Fig. 14 mit einer alternativen Ausführungsform der Zelle;

Fig. 16 einen Schnitt 16-16 der Ausführungsform gemäß Fig. 12;

Fig. 17 ein Prinzipschaltbild eines aktiven Kurbelkastenentlüftungssystemes einer Verbrennungskraftmaschine ,aus der die Einstrahlung von Druckwellenenergie in das Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine durch eine aktive Kurbelkastenentlüftungsleitung ersichtlich ist;

Fig. 18 ein Prinzipschaltbild des Ansaugsystems einer Verbrennungskraftmaschine , in dem die verschiedenen Arten der gleichzeitigen Einstrahlung von Schallwellenenergie ersichtlich sind;

Fig. 19 und 20 perspektivische Ansichten alternativer Vorrichtungen zur Erzeugung von Schallwellen;

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Pig. 21 eine geschnittene Frontansicht einer alternativen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung von Schallwellen;

Fig. 22 eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 21;

Fig. 23 eine geschnittene Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 21 und 22;

Fig. 24 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstrahlung von Schallwellen in den in einen Vergaser eintretenden Luftstrom;

Fig. 25 einen Querschnitt einer zwischen den Vergaser und das Ansaugsystem einer Verbrennungskraftmaschine einbaubaren weiteren alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Schallwellen;

Fig. 26 einen Schnitt 26-26 gemäß Fig. 25;

Fig. 27 ein schematisches Blockschaltbild der drei Arten gleichzeitiger Einstrahlung von Druckwellenenergie in ein Ansaugsystem;

Fig. 28 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Einstrahlung von Schallwellenenergie direkt in einen Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine an seinem Einlaßventil;

Fig. 29 ein Diagramm der effektiven Blendenquerschnittsfläche eines Zweipunkt-Luftregelventiles in Abhängigkeit vom Maschinenvakuum;

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Fig. 30 ein schematisches Blockschaltbild eines effektiver als das Zweipunkt-Luftregelventil arbeitenden Irtiftregelsyit eines;

Fig. 31 ein Diagramm der effektiven Blendenquerschnittsfläche des Luftregelsystemes gemäß Fig. 30 als Funktion des Maschinenbetriebes;

Fig. 32 ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren effektiven Luftregelsystemes;

Fig. 33 ein Diagramm des Luftmengenstromes durch das Luftregelsystem gemäß Fig. 32 als Funktion des Maschinenbetriebes;

Fig. 34- ein schematisches Blockschaltbild einer weiteren zum Luftregelsystem gemäß Fig. 30 alternativen Ausführungsform .

In dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "Knallwellen¹¹ periodische, positive Druckimpulse, die vorwiegend unipolar sind, d.h. in einem gegebenen Raumpunkt pulsiert der Druck zwischen dem Umgebungsdruck und einem über ihn liegenden Druck, so daß eine wiederholte Kompression der Mediummolektile auftritt, obwohl zwischen den positiven Druckimpulsen auch leichte negative Druckimpulse auftreten können. "Kohärente Knallwellenenergie" besteht aus Knallwellen der gleichen Wellenlänge oder aus einer Anzahl von Ober- und Unterwellen, deren Längen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen. Der Ausdruck "Schallwellen" bezeichnet periodische, bipolare Druckwellen, d.h. in einem gegebenen Raumpunkt schwingt der Druck sinusförmig zwischen einem über und einem unter dem Umgebungsdruck liegenden Wert hin und her, so daß die Mediummoleküle alternierend komprimiert und entspannt werden. Der Ausdruck "Ultraschallwellenenergie" bezeich-

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net Schallwelienenergie, deren Frequenz oberhalb des hörbaren Bereiches liegt. "Kohärente Schallwellenenergie" besteht aus Schallwellen der gleichen Wellenlänge oder aus Ober- und Unter-Wellen, deren Längen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen. Der Ausdruck "kohärente Druckwellen" ist der Oberbegriff für kohärente Knallwellen und kohärente Schallwellen.

Es hat sich gezeigt, daß die von den erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzeugten Druckwellen eine große Reichweite ohne wesentliche Dämpfung besitzen, so daß sie sich fc in dem Ansaugsystem einer Verbrennungskraftmaschine ausbreiten können. Ferner ist ihre dreidimensionale Ausbreitung überraschend gleichmäßig, d.h. ihre Intensität in der X-, Y-, Z-Dimension ist gleich.

Die Schallwellen erzeugen infolge ihrer bipolaren Natur höhere Druckgradienten und besitzen daher eine größere Zerstäubungsleistung als Knallwellen eines vergleichbaren Druckpegels. Im Gegensatz zu Knallwellen können Schallwellen in einem abgeschlossenen Raum stehende Wellen bilden. Infolge der ausgezeichneten Ordnung kohärenter Wellen sind sie besonders wirksam zur Aktivierung des Verbrennungsgemisches im Ansaugsystem geeignet. Da- w her werden kohärente Schallwellen zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt.

In der Praxis bleibt die Kohärenz von Druckwellen bis zu Wellenlängen erhalten, die um eine Viertelwellenlänge von dem ganzzahligen Verhältnis abweichen. Das gleiche gilt für das Verhältnis der Druckwellenlängen zu den Abmessungen der später beschriebenen Vorrichtung. Als Auslegungskriterum kann dienen, daß, wenn die tatsächlichen Dimensionen im Verhältnis zur Wellenlänge um -10# von dem vorgeschriebenen Wert abweichen, sich die beschriebenen Resultate noch wirksam erzielen lassen. Wenn die

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Abweichung mehr als +10$ beträgt, nimmt die Wirksamkeit der Resultate ab, wobei sie jedoch noch verwendbar sein können. Ferner lassen sich die beschriebenen günstigen Resultate auch dann noch erzielen, d.h. die Kohärenz ist auch dann noch nicht gestört, wenn einige Druckwellen vorhanden sind, deren Wellenlänge kein ganzzahliges Verhältnis mit den Hauptwellenlängen bildet, oder wenn eine dem Rauschen analoge statistisch verteilte Druckwellenenergie vorliegt.

Gemäß Fig. 1 und 2 werden zwei Venturidüsen 2 einer konventionellen Verbrennungskraftmaschine durch Brennstoffleitungen 5 und Brennstoffeintrittsöffnungen 6 von einem Brennstoffvorratstank (nicht dargestellt) mit Brennstoff und durch eine Lufteintrittsöffnung 7 mit Luft versorgt. Die Venturidüsen 2 sind in der Eintrittsöffnung von zwei Venturitrichtern 3 und 4 angeordnet. Drossel-Klappen 8 und 9 steuern den Mengenstrom des Brennstoff-Luft-Gemisches in ein unter dem Vergaser 1 angeordnetes Ansaugsystem 10, von dem nur ein kleiner Teil dargestellt ist. Während des Leerlaufes der Maschine wird Brennstoff durch Leerlaufdüsen 11 in den unteren zylindrischen Wänden 12 und 13 der Trichter 3 und 4 zugeführt, wobei der Mengenstrom mit Hilfe konventioneller Leerlaufschrauben 14 einstellbar ist.

In jedem der Trichter 3 und 4 ist eine Haltevorrichtung 15 mit einem Kragen 16 angeordnet, dessen äußerer Durchmesser 15.87 mm und dessen innerer Durchmesser 14,35 mm beträgt. Der Kragen 16 umgibt den oberen Teil der Venturidüse 2; gemäß Fig. 7 besitzt er Nuten 17 für die Brennstoffleitung 5. Der Kragen 16 ist durch drei Stege 18 von je 3,3 mm Länge mit einem weiteren Kragen 19 verbunden, der gemäß Fig. 6 ,und 7 eine rohrförmige Zelle 20 trägt. Die Zelle 20 enthält ihrerseits eine Düse 21 gemäß Fig. 3 und 4. Die Stege L8 ragen nach innen, um

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Knaggen 22 zur Abstützung der Zelle 20 zu bilden.

Ein Staurohr 23 mit einer 60°-Phase 24 an seinem erweiterten Eintrittsende ist außen an den Kragen 19 angelötet. Das Staurohr 23 erstreckt sich von der Lufteintrittsöffnung 7 des Vergasers 1 bis zum Boden des Kragens 19 zwischen den beiden Stegen 18.

An den Kragen 19 und das Staurohr 23 ist eine zweite Zelle 25 mit einer zweiten Düse 26 angelötet. Die Zelle 25 und die Düse 26 sind der Zelle 20 und der Düse 21 identisch. Die Mittellinien der Düsen 21 und 26 sind parallel zur Mittellinie des Staurohres 23.

Die Düsen, Zellen, Rohre und Haltevorrichtungen in den Trichtern 3 und 4 sind einander identisch, mit der Ausnahme, daß sie spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.

Jede der Düsen 21 und 26 besitzt eine an ihrem Austrittsende offene Zylinderwand 27 mit einem äußeren Durchmesser von 8,79 mm und einem inneren Durchmesser von 6,6 mm. Die Austrittsöffnung besitzt eine 45°-Phase 28 und ist von einem Ringflansch 31 mit einer Stirnfläche 32 umgeben. Eine Stirnwand 34 ist mit einer axialen Eintrittsöffnung 33 mit einem Durchmesser von 4,49 mm ausgerüstet. Die Eintrittsöffnung 33 ist konzentrisch zu einem imaginären Teilkreis (Durchmesser 5,74 mm) von acht mit gleichem Abstand zueinander angeordneten Löchern 35 (Durchmesser je 0,8 mm) angeordnet. Vier radiale Löcher 36 (Durchmesser je 2,36 mm) in der Wand 27 sind mit ihren Achsen in einer Ebene, um 90° versetzt zueinander angeordnet.

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Die Düse 21 ist derart in die Zelle 20 (größter Innendurchmesser 10,95 mm) eingebaut, daß ihr Flansch 31 in einer Senkbohrung 41 dicht an einem Flansch 37 (innerer Durchmesser 10,11 mm) anliegt. Die Zelle 20 besitzt eine Eintrittsöffnung 38 (Durchmesser 8,76 mm) in einer Stirnwand 39·

Die Kombination Düse-Zelle besitzt ferner folgende Dimensionen:

Länge der Zelle 20 zwischen
der stromabwärtsgelegenen
Fläche der Stirnwand 39
und der stromaufwärtsgelegenen Fläche der Senkbohrung 41 6,78 mm

Länge der Düse 21 zwischen der

Stirnwand 34 und der Phase 28 5»61 mm

Tiefe der Phase 28 0,74 mm

Gemäß Fig. 2 und 5 ist ein Gewinderohr 40 in die Senkbohrung 41 einer weiteren der Zelle 20 identischen Zelle 42 eingelötet und liegt an der Stirnwand 32 einer der Düse 21 identischen Düse 44 an. Das andere Ende des Gewinderohres 40 ist gegenüber der Leerlaufdüse 11 in eine Gewindebohrung 45 der Vergaserwand eingeschraubt; es ragt in eine zum Ansaugsystem hin offene Kammer 46 und steht dadurch unterhalb einer Trennwand 47 mit den beiden Trichtern 3 und 4 in Verbindung. Das Gewinderohr ist durch eine Mutter 48 gesichert. Ein an die Zelle angelöteter Hebel 49 trägt einen Bimetallstreifen 50. Gemäß Fig. 5 ist ein Ende des Bimetallstreifens 50 mit einem Ventilstopfen 51 ausgerüstet, der die Eintrittsöffnung 38 der Zelle 42 verschließt, wenn sich der Bi-

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metallstreifen 50 aus seiner dargestellten Offenstellung gegen den Vergaser biegt.

Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine wird durch einen Unterdruck im Ansaugsystem Luft durch die Eintrittsöffnungen 33 und die Löcher 35 und 36 der Düsen 21 und 26 und durch die Senkbohrung 28 angesaugt. Gemäß US-Patent 3.554.443 und 3-531.048 formen die Zellen 20 und

25 einen Teil der Energie des durch sie fließenden Mediumstromes in kohärente Knallwellenenergie um. Durch die Leitungen 5 angesaugter Brennstoff wicrd zerstäubt und

™ vermischt sich mit der durch die Düsen 21 und 26 strömenden aktivierten Luft und der restlichen von der Lufteintrittsöffnung 7 in die Trichter 3 und 4 strömenden Luft (nur ein geringer Teil der durch die Trichter 3 und 4 strömenden Luft ist vorher auch durch die Düsen 21 unü

26 geströmt). Die Zellen 20 und 25 sind so ausgerichtet, daß der Hauptanteil der von ihnen erzeugten Knallwellenenergie sich in Strömungsrichtung des Vergaserluftstromes ausbreitet.

Wenn die Drosselklappen 8 und 9 geschlossen sind, läuft die Maschine im Leerlauf, wobei die Brennstoffversorgung fc durch die Leerlaufdüse 11 erfolgt. Durch den in der gleichen Weise wie durch die Zellen 20 und 25 durch die Zelle 42 und die Düse 44 fließenden Luftstrom wird der Leerlaufbrennstoff bei seiner Vermischung mit diesem Luftstrom in dem Ansaugsystem unterhalb der Kammer 46 aktiviert, so daß dadurch selbst unter Leerlaufbedingungen die Emission von Giftstoffen reduziert wird. Die Zelle 42 ist so ausgerichtet, daß der Hauptanteil der von ihr erzeugten Knallwellenenergie sich in Strömungsrichtung des durch das Rohr 40 von dem Unterdruck in dem Ansaugsystem angesaugten Luftstrom ausbreitet. Beim Eintritt des Luftstromes in die Kammer 46 werden die Knallwellen freigegeben und breiten sich im Ansaugsystem quer rum

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Vergaserluftstrom aus. Diese sich quer ausbreitenden Knallwellen wirken synergistisch mit den sich in Richtung des Vergaserluftstromes ausbreitenden Knallwellen zusammen, um den Zerstäubungsprozeß zu verstärken. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 7 hält der Bimetallstreifen 50 bei niedrigen Temperaturen die Eintrittsöffnung 38 der Zelle 42 geschlossen, so daß wunschgemäß der kaltstartenden Maschine fettes Brennstoffgemisch zugeführt wird.

Das auf die beschriebene Art aktivierte brennbare Luft-Brennstoff gemisch wird der Maschine zur Verbrennung zugeleitet. Es hat sich gezeigt,daß die Verbrennung vollständiger ist, d.h. der Ausstoß an Kohlenmonoxyd und unverbrannten Kohlenwasserstoffen niedriger ist als, wenn der gleiche Vergaser unter den gleichen Bedingungen jedoch ohne die Düsen 21, 25 und 44 betrieben wird. Als Beispiel wurde ein Oldsmobile-Vergaser des Baujahres 1969 mit und ohne den Düsen der Ausführungsform gemäß Fig. 1 nach dem US-Abgasemissionstest (Federal Exhaust Emission Test) gemäß Federal Register, Vol. 33, No. 108, Part I (4 Juni 1968) getestet. Das Resultat war eine durchschnittliche (gewichtete) Reduktion des Kohlenmonoxyd (in Prozent des Abgases) von 1,2 % auf 0,44 # und der Kohlenwasserstoffe (in ppm Hexan im Abgas) von ungefähr 180 ppm auf 142 ppm. Im Leerlauf wurde der Kohlenmonoxydlusstoß von ungefähr 1 % oder mehr auf 0,6 # beim Kaltstart und 0,2 % beim Warmstart und der Kohlenwasserstoff-Ausstoß von ungefähr 180 ppm auf 164 ppm beim Kaltstart und 90 ppm beim Warmstart reduziert.

Fig. 8 bis 10 zeigt einen den Figuren 1 und 2 identischen, konventionellen Kraftfahrzeugvergaser, bei dem Zellen 52 in die Unterseite von mit Innengewinden ausgerüsteten Venturidüsen 53 eingeschraubt sind. Mit Ausnahme der Gewinde sind die Zellen 52 den Zellen 20 und die Yenturi-

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düsen 53 den Venturidüsen 2 identisch. Jede Zelle 52 enthält eine den Düsen 21 identische Düse 54. Ein Gewinderohr 55 ist in eine Senkbohrung einer Zelle 56 eingelötet. Die Zelle 56 ist der Zelle 20 identisch mit der Ausnahme, daß ihre Stirnwand 57 verdickt ist, um eine abgesetzte Eintrittsöffnung mit einer äußeren Eintrittsöffnung 58 (Durchmesser 4,37 mm) und einer inneren Eintrittsöffnung 59 (Durchmesser 8,76 mm) aufnehmen zu können. Der Durchmesser (6,66 mm) des von der zylindrischen Wand 27 gebildeten axialen Kanales liegt zwischen den Durchmessern der beiden Eintrittsöffnungen 58 und 59. " Die Zelle 56 enthält eine der Düse 21 identische Düse 60. Das Gewinderohr 55 erstreckt sich in der gleichen Weise wie das Rohr 40 durch ein Loch in die Kammer 46. Mit der Düse 60 lassen sich ähnliche Reduktionen der Emissionen erzielen wie mit der Düse 44 des Rohres 40.

Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine wird Brennstoff durch eine Leerlaufdüse, ähnlich der Leerlaufdüse 11 gemäß Fig. 1 und 2, angesaugt und von der durch die Zelle 56 eintretenden Luft zerstäubt, wie es am Beispiel der Zelle 42 bereits beschrieben wurde. Durch die Düsen 54 strömt sowohl Luft von der Eintrittsöffnung 7 und den | Venturidüsen 53 als auch Brennstoff von den Brennstoffeintrittsöffnungei 6,wobei der Brennstoff zerstäubt und mit der restlichen von der Eintrittsöffnung 7 zuströmenden Luft vermischt wird. Wie bei der Ausführungsform gemäß Pig. 1 bis 7 breiten sich die Knallwellen einerseits in der und andererseits quer zur Strömungsrichtung des Vergaserluftstromes aus, um das Verbrennungsgemisch im Ansaugsystem zu aktivieren. Bei einem mit den Zellen 52 ausgerüsteten Oldsmobile-Vergaser des Baujahres 1969 wurde eine Reduktion des Kohlenmonoxydausstoßes beim Warmstart von 1,2 # auf 0,45 % und des Kohlenwasserstoffausstoßes von 180 ppm auf 87 ppm gemessen. Dabei wurde ein

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Clayton-Dynamometer zur Messung der Drehzahl und ein "Lyra Gauge" zur Messung der Auspuffemissionen verwendet.

Fig. 11 bis 16 zeigt einen den Figuren 1, 2 und 8 identischen konventionellen Kraftfahrzeugvergaser mit zusätzlichen ein Dreibein formenden und eine Gewindehülse 65 tragenden Leisten 64 und mit einer drehbaren Starterklappe 66. Ein konventioneller Kfz-Luftfilter 67 mit einem ringförmigen Filtereinsatz 68 ist mit einem Gewindebolzen 69 und einer Flügelmutter 70 auf den Tragleisten 64 befestigt.

An eine Zylinderwand 73 eines Adapters 71 sind in gleichem Umfangsabstand zueinander vier Zellen 72 angelötet. Jede Zelle 72 ist weitgehend identisch der Zelle 56 gemäß Fig. 10; sie ist mit einer der Düse 21 identischen Düse 74 ausgerüstet. Alternativ sind vier rohrförmige Zellen 75 eingesetzt, die den Zellen 72 mit der Ausnahme identisch sind, daß die Eintrittsöffnung 58 der Zelle 72 in diesem Fall in einer separaten Kappe 76 angeordnet ist, die in einem Preßsitz auf eine äußere zylindrische Wand 77 aufgeschrumpft ist. Eine innere Stirnfläche 78 der Kappe 76 kann in einem geringen Abstand von einer Stirnfläche 79 der Wand 77 angeordnet sein.

Der Adapter 71 besitzt eine gleitend über den Bolzen 69 passende axiale Bohrung 80 und vier nach unten ragende, in gleichem Abstand zueinander angeordnete bogenförmige Distananocken 81. Gemäß Fig. 13 sind die Distanznocken 81 derart mit Abstand zueinander angeordnet, daß sie zwischen die Tragleisten greifen, um Rotationsbewegungen des Adaptere 71 zu verhindern und die Zellen 72 so auszurichten, daß sie in die Trichter 3 und 4 eintretende Luftströme erzeugen. Eine Mutter 82 drückt den Adapter 71 gegen die Gewindehülse 6^. In Fig. 11 sind zur besseren Darstellung der Adapter 71 und die Mutter β? am ΒοΙστπ 69

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nach oben geschoben.

Gemäß Pig. 12 steht eine Ölrückführungsleitung 83 in Form eines konventionellen Gummischlauchs (nur gebrochen dargestellt) an ihrem einen Ende über ein durch eine Öffnung in der Vergaserwand führendes und mit einer Mutter 84 gesichertes Rohr (nicht dargestellt, jedoch ähnlich dem Rohr 40) mit der Kammer 46 im Innenraum des Vergasers in Verbindung; in sein entgegengesetztes Ende treten Öltropfen ein, die dem Vergaser zur Wiederverbrennung zuge- ^ führt werden. Ein zylindrisches Rohr 85 mit einem Außen- - durchmesser von 25,4 mm und einem Innendurchmesser von 22,1 mm ist mit Hilfe von Wülsten 86 und Rohrschellen 87 mit dem Rückführungsschlauch 83 verbunden. Das Rohr 85 ist in einer Kappe 89 mit einem axialen Eintritt 88 mit einem Durchmesser von 7,92 mm und in einer Kappe 91 mit einem axialen Austritt 90 gleichen Durchmessers ausgerüstet. Die Kappen 89 und 91 sind satt in Senkbohrungen 92 und 93 des Rohres 85 eingepresst, das gemäß Pig. 12 über die äußeren Stirnflächen der Kappen gebördelt ist.

Rohrförmige Zellen 104 und 105 sind in um 180 ° zueinander versetzte radiale Bohrungen 96 und 97 mit einem Durchmesser von 13,1 mm in der Wand des Rohres 85 angeordnet. Jede Zelle 104 bzw. 105 besitzt eine Zylinderwand 90 mit einem Außendurchmesser von 13,49 mm und einen in einem Preßsitz in die Bohrung 96 bzw. 97 eingepressten zylindrischen Teil 99 mit einem Außendurchmesser von 13,16 mm. Eine Innenwand 100 mit einem Durchmesser von 10,95 mm der Zellen 104 und 105 ist mit einer Senkbohrung 101 mit einem Durchmesser von 11,94 mm ausgerüstet. Düsen 102 und 103 sind derart in die Zellen 104 und 105 eingebaut, daß ihr Flansch 106 mit einem Außendurchmesser von 11,89 mm dadurch in der Senkbohrung 101 befestigt ist, daß ihre Außenwand umgebördelt ist. Mit Außnahme des Flansches 106

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mit vergrößertem Durchmesser sind die Düsen 102 und 103 sonst der Düse 21 identisch. Die Zellen 104 und 105 sind je mit einer koaxial zur Eintrittsöffnung 33 der Düsen und 103 angeordneten abgesetzten Eintrittsöffnung ausgerüstet, die aus einer inneren Bohrung 107 mit einem Durchmesser von 8,76 mm und einer äußeren Eintrittsbohrung mit einem Durchmesser von 3,81 mm bestehen.

Eine der rohrförmigen Zelle 104 identische rohrförmige Zelle 109 enthält eine der Düse 102 identische Düse 110. Die Zelle 109 ist in eine zentrale Öffnung 111 mit einem Durchmesser von 13,10 mm einer Befestigungsplatte 112 eingepaßt. Die Befestigungsplatte 112 ist mit bogenförmigen Luftdurchtrittsoffnungen 113 ausgerüstet; sie sitzt in der Senkbohrung 92 und wird von einem Distanzring 114 in Abstand von der Eintrittskappe 89 gehalten.

Die in das Rohr 85 eingebaute Kombination von Zellen und Düsen besitzt ferner folgende Dimensionen:

Länge des Rohres 85 47,63 mm

Länge der Senkbohrung 92 10,72 mm Länge der Senkbohrung 93 1,42 mm Abstand zwischen der Mittellinie der radialen Bohrung 96
oder 97 und der äußeren Kante
der Senkbohrung 93 10,16 mm

Das mit den Zellen 104, 105 und 109 ausgerüstete zylindrische Rohr 85 ist auch in Verbindung mit den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 10 anstelle der Leerlaufluftrohre 40 und 55 und der Zellen 42 und 56 eineetzbar. Wohingegen die im Luftfilter angeordneten Zellen 72 (oder 75) vorzugsweise mit den an den Venturidüsen ange-

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brachten Zellen gemäß Fig. 1 bis 10 kombiniert werden, obwohl sie mit den Leerlaufluftrohren und Zellen gemäß Fig. 1 bis 10 kombiniert werden können.

Beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine wird durch den Unterdruck im Ansaugsystem ein Teil der durch den Luftfilter 67 eintretenden Luft durch die Eintrittsöffnungen 58 und 59 der Zellen 72 oder 75 und durch die Düsen 74 in die Venturitrichter 3 und 4 des Vergasers gesaugt, pie Zellen 72 oder 75 sind um den Adapter 71 herum so angeordnet, daß sie den maximal möglichen Luftstrom in die Eintrittsöffnungen der Trichter 3 und 4 richten. Durch die Anordnung der Zellen 72 oder 75 im Luftfilter 67 wird die Luft vor dem Eintritt in den Vergaser 1 aktiviert, so daß für die Zerstäubung mehr Zeit zur Verfügung steht. Die aktivierte Luft fließt um und durch die Venturidüsen 2 und das erzeugte, aktivierte Verbrennungsgemisch strömt dann zur Verbrennung in die Verbrennungskraftmaschine. An einem mit den Zellen gemäß Fig. 11 ausgerüsteten Chevrolet-Impala-Vergaser des Baujahres 1969 wurde eine Reduktion des Zohlenmonoxydausstoßes von 1,65 % auf 0,35 # und eine Reduktion des Kohlenwasserstoffausstoßes von 230 ppm auf 120 ppm mit einem "Lyra Gauge" bei einer mit einem "Clayton Dynamometer" gemessenen Geschwindigkeit von ungefähr 25 km/h gemessen.

Beim Einsatz des zylindrischen Rohres 85 (auch wenn es anstelle der im Luftfilter angeordneten Zellen eingesetzt wird) wird durch den Unterdruck im Ansaugsystem ein Öltropfen/Luft-Gemisch durch die Rückführungsleitung 83 und durch den axialen Eintritt 88 in das zylindrische Rohr 85 und durch die Zelle 109 und die Luftdurchtrittsöffnungen 113 gesaugt. Gleichzeitig wird eine kleine Menge atmosphärischer Luft durch die Zellen 104 und 105 rechtwinklig zum Öl/Luft-Strom von der Eintrittsöffnung 88 angesaugt. Der kombinierte Strom verläßt durch den axiai

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len Auetritt 90 das Rohr 85 und wird anschließend gemäß Fig. 2 durch das Loch 45 und die Kammer 46 direkt in das Ansaugsystem 10 der Verbrennungskraftmaschine zur Verbrennung zugeführt. Beim Durchströmen des Öltropfen/Luftgemieches durch das Rohr 85 werden kohärente Knallwellen erzeugt und dadurch das Gemisch aktiviert. Infolge ihrer Kohärenz gelangen die Knallwellen selbst bei langen Rückführungsschläuchen 83 unbeeintrachtigt und ohne wesentliche Dämpfung durch den Rückführungsschlauch 83 in das Ansaugsystem 10. Beim Eintritt in das Ansaugsystem 10 werden die Knallwellen freigegeben und breiten sich quer zur Strömungsrichtung des Vergaserstromes aus, mit dem sie auf die gleiche Weise reagieren wie die von der Zelle 42 gemäß Fig. 2 erzeugten Knallwellen. An einem mit der Ausführungsform gemäß Fig. 12 ausgerüsteten Dodge-Polara-Vergaser des Baujahres 1965 wurde eine Reduktion des Kohlenmonoxydausstoßes von 1,15 auf 0,09 % und des Kohlenwasserstoffausstoßes von 150 ppm auf 80 ppm (gemessen mit einem "Lyra Gauge") bei einer Geschwindigkeit von ungefähr 50 km/h (gemessen mit einem "Clayton Dynamometer") festgestellt.

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen wird die Größe der verwendeten axialen Eintrittsöffnungpder Zelle u.a. von dem an der Stelle, an der die Zellen Angeordnet sind, erforderlichen Mengenstrom bestimmt. Z.B. wird an einer Stelle, an der ein eine bestimmte Brennstoffmenge mitnehmender Luftstrom (in einer Venturidüse) erforderlich ist, eine große Zelleneintrittsöffnung verwendet.

Gemäß Fig. 12 ist ein Knallwellengenerator in einer Ölrtickführungsleitung einer aktiven Kurbelkastenentlüftung angeordnet. In Fig. 17 ist eine verbesserte Alternative dieser Art der Einstrahlung von Druckwellenenergie in das Ansaugsystem einer Verbrennungskraftmaschine dargestellt. Die Verbrennungskraftmaschine ist mit einem Luftfilter

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120, einem Vergaser 121, einer Drosselklappe 122 und einem Kurbelkasten 125 ausgerüstet. Die während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine erzeugten brennbaren Kurbelkastenemissionen enthalten Durchblasegase, d.h. unvollständig verbrannte an den Kolbenringen vorbeiströmende Substanzen, und in der Luft des Kurbelkastens suspendierte Ölpartikel. Durch die aktive Kurbelkastenentlüftung werden diese Kurbelkastenemissionen zur Wiederverbrennung in der Verbrennungskraftmaschine, wie dargestellt, am Austritt des Vergasers oder am Eintritt in die Ansaugleitung in das Ansaugsystem zurückgeführt. Durch einen Verbindungsschlauch 124 wird über einen Öleinfüllstutzen 125 dem Kurbelkasten vom Luftfilter 120 saubere Luft zugeführt. Diese durch Pfeile 126 dargestellte saubere Luft vermischt sich mit den durch Pfeile 127 dargestellten Durchblasegasen und spült diese (durch Pfeile 129 dargestellt) über ein aktives Kurbelkastenentlüftungsventil 128 aus dem Kurbelkasten 125. Das Ventil 128 ist durch einen Verbindungsschlauch 150 mit dem Ansaugsystem verbunden. Der Schlauch 150 dient als Ölrückfuhrungsleitung der aktiven Kurbelkastenentlüftung. Mit dem Schlauch 150 ist ein Druckwellengenerator 151 in Serie geschaltet. Die beschriebene aktive Kurbelkastenentlüftung ist ein konventionelles System; das nur durch eine Feder mit einer kleineren federkonstanten im Ventil 128 modifiziert zu werden braucht. Dadurch kann das Ventil 128 normal arbeiten, d.h. es schließt während des Leerlaufes, der Verzögerungen und des Geradeausbetriebes und öffnet während der Beschleunigungen trotz des durch den Druckwellengenerator bedingten kleineren Druckabfalles. Es ist jedoch zu beachten, daß das Ventil 128 eine zusätzliche Funktion erfüllt: es steuert den Betrag der in das Ansaugsystem eingestrahlten Druckwellenenergie. Bei im folgenden beschriebenen alternativen Ausführungsformen wird diese Funktion von einem Ventil eines Luftmengenregelsystems ausgeführt. Zum Einbau des Druckwellengenerators 151 wird der Schlauch

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130 einfach durchschnitten und die beiden durch den Schnitt entstehenden Schlauchenden mit den Anschlüssen des Druckwellengenerators 131 verbunden.

Wenn die Mischung aus brennbaren Kurbelkastenemissionen und Luft durch den Druckwellengenerator 131 strömt, wird sie aktiviert und dadurch direkt zerstäubt. Zusätzlich breiten sich die Druckwellen in das Ansaugsystem aus (durch die Punktierung zwischen dem Druckwellengenerator

131 und dem Vergaser 121 dargestellt) und zerstäuben indirekt das aus dem Vergaser in das Ansaugsystem eintretende Verbrennungsgemisch. Diese indirekte Zerstäubung ist dann besonders wirksamn, wenn der Druckwellengenerator 131 ein kohärente Schallwellenenergie erzeugender Schallwellengenerator ist. In diesem Fall dringen die kohärenten Schallwellen in geordneter Form quer zum Vergaserstrom in das Ansaugsystem vor und bilden eine den Austritt des Vergasers 121 verschleiernde stehende Welle, die das Verbrennungsgemisch vor seinem Eintritt in das Ansaugsystem passieren muß. Die stehende Welle breitet sich ferner auch in das Ansaugsystem aus. Dadurch wird das Verbrennungsgemisch des Vergasers 121 fein zerstäubt. Obwohl ein Knallwellengenerator auch ein wirksamer Druckwellengenerator ist, ist er doch nicht so wirksam wie ein Generator für kohärente Schallwellen. Wenn die sich in Querrichtung ausbildenden Knallwellen in den Vergaser 121 eingedrungen sind, werden sie ungeordnet von dem ersten in ihrem Weg auftretenden Hinderniss reflektiert und verschwinden dann. Dadurch ist ihre Reichweite und ihre Wirksamkeit wesentlich geringer als die kohärenter Schallwellen (verschiedene Ausführungsformen von Knallwellengeneratoren sind in den US-Patentanmeldungen 13.977 und 17.484 beschrieben).

Gemäß Fig. 18 wird kohärente Schallwellenenergie auf mehrere verschiedene Arten in das Ansaugsystem einer Verbren-

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nungskraftmasehine eingestrahlt. Über einem Vergaser ist ein mit seinem Eintritt verbundener Luftfilter 135 angeordnet. Der Vergaser 136 ist auf einem Ansaugsystem 137 befestigt. Die durch den Luftfilter 135 in den Vergaser 136 angesaugte Luft wird von einem in dem Filterelement des Luftfilters 135 angeordneten Schallwellengenerator aufbereitet. Dieser in Fig. 18 nicht dargestellte Schallwellengenerator wird anhand von Fig. 24 beschrieben. Als beispielhafte Ausführungsform ist der Vergaser 136 als Doppelvergaser mit zwei durch Querschnittseinschnürungen 138 und 139 definierten Venturitrichtern und mit zwei Vergaseraustrittsblenden 142 und 143 steuernden Drosselklappen 140 und 141 dargestellt. Eine ebene Metallplatte 144 mit Öffnungen 145 und 146 ist mit Hilfe von Vergaserbefestigungsbolzen 147 und 148 zwischen dem Vergaser 136 und dem Ansaugsystem 137 eingeklemmt» Dia Platte 144 ist mit einem schematisch dargestellten und anhand von Fig.19 beschriebenen Schallwellengenerator 149 ausgerüstet. Der Schallwellengenerator 149 strahlt kohärente Schallwellenenergie an der Trennfläche zwischen dem Vergaser 136 und dem Ansaugsystem 137 in den Vergaseraustrittsstrom. Das Ansaugsystem 137 ist mit Eintrittsblenden 150 und 151 ausgerüstet.. Die Öffnungen 145 und 146 der Platte 144 besitzen gemäß Fig. 18 die gleiche Größe und die gleiche Form wie die Eintrittsblenden 150 und 151 des Ansaugsystemes 137. Gemäß Fig. 18 sind ferner einerseits die Blende 142, die Öffnung 145 und die Blende 150 und andererseits die Blende 143, die Öffnung 146 und die Blende 151 axial zueinander ausgerichtet, um einen unbehinderten Strömungskanal für das vom Vergaser 136 gebildete Verbrennungsgemisch zu formen. Das Ansaugsystem 137 besitzt Ansaugrohre 152 und 153, die es mit den Zylindern 154 und 155 der Verbrennungskraftmaschine verbinden. Der Zylinder 154 ist im Zustand des Ansaughubes dargestellt, bei dem ein Einlaßventil 156 offen und ein Auslaßventil 157 geschlossen ist, während eine

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Pleuelstange 158 einen Kolben 159 nach unten zieht. Der Zylinder 155 ist im Zustand des Ausstoßhubes dargestellt, bei dem ein Einlaßventil 160 geschlossen und ein Auslaßventil 161 offen ist, während eine Pleuelstange 162 einen Kolben 163 nach oben schiebt. Ein Auspuffsystem ist über die Auslaßventile 157 und 161 durch Auspuffkrümmer 164 und 165 mit den Zylindern 154 und 155 verbunden. Ein schematisch dargestellter Schallwellengenerator 133 ist über ein Luftmengenregelventil 134 an einer zentral zu den Einlaßventilen aller Zylinder der Verbrennungskraftmaschine gelegenen Stelle mit dem Ansaugsystem 137 verbunden.

Alle bisher beschriebenen Teile mit Ausnahme des in dem Luftfilter 135 angeordneten Schallwellengenerators, der Platte 144» des Schallwellengenerators 149 und des Schallwellengenerators 133 sind konventionelle Teile einer Verbrennungskraftmaschine. Zunächst wird die Wirkung des Schallwellengenerators 149 unter der Annahme beschrieben, daß der Schallwellengenerator im Luftfilter 135 und der Schallwellengenerator 133 nicht vorhanden sind. Der Schallwellengenerator 149 erzeugt kohärente Schallwellenenergie, die sich zunächst durch die Öffnungen 145 und 146 parallel zur Platte 144, d.h. in Pig. 18 horizontal, ausbreitet, um quer zu den Öffnungen 145 und 146 stehende Schallwellen zu bilden. Weiterhin breitet sich die von dem Schallwellengenerator 149 erzeugte Schallwellenenergie 145 und 146 stromabwärts in das Ansaugsystem 137 aus und dringt bei jeder Öffnung der zugeordneten Einlaßventile in die Zylinder (unter anderem auch in die Zylinder 154 und 155) der Verbrennungskraftmaschine ein. Dadurch werden auch in dem Ansaugsystem 137 und den Zylindern stehende Wellen (durch Punktierung in Fig. 18 dargestellt) er zeugt. Durch die Punktierung im Zylinder 155 und den Auspuffkammern 164 und 165 dargestellt, überleben die stehenden Wellen zum Teil den Verbrennungsprozeß und wer-

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den während des Ausstoßhubes in das Auspuffsystem geschoben. Zu einem geringeren Teil breitet sich die Schallwellenenergie auch stromaufwärts in den Vergaser 136 aus, um gedämpfte stehende WeIlen(im Innenraum des Vergasers 136 als Punktierung dargestellt) zu bilden. Die in dem Ansaugsystem 137 und den Zylindern 154 und 155 dichtere Punktierung als im Vergaser 136 symbolisiert, daß die stehenden Schallwellen in den ersten Komponenten wesentlich stärker sind als die Schallwellen in dem Vergaser 136.

Die stehenden Schallwellen treffen beim Eintritt in die Blenden 150 und 151 des Ansaugsystemes 137 auf das Verbrennungsgemisch, um es in einen feineren Suspensionszustand zu zerstäuben, der im Ansaugsystem 137 und den Zylindern durch die darin gebildeten stehenden Wellen aufrecht erhalten wird. Der durch die stehenden Schallwellen herbeigeführte hohe Zerstäubungsgrad gewährleistet eine vollkommenere und wirksame Verbrennung des Verbrennungsgemisches in der Verbrennungskraftmaschine. Dadurch ist der Kohlenmonoxyd- und der Kohlenwasserstoff-Ausstoß der Verbrennungskraftmaschine geringer, während mehr Kohlendioxyd erzeugt wird. Die Reduktion des Kohlenmonoxyd- und des Kohlenwasserstoffausstoßes ist wesentlich stärker als eine durch eine Einspeisung der gleichen Luftmenge direkt in das Ansaugsystem ohne Erzeugung von kohärenten Schallwellen erzielbare Reduktion. (Das gleiche gilt ,wenn auch in geringeren Umfang ,für die Einspeisung der gleichen Luftmenge mit kohärente Knallwellenenergie.) Tatsächlich ist für einige Arten der Einstrahlung von Schallwellenenergie keine zusätzliche Luft erforderlich, z.B. bei einem im Luftfilter 135 angeordneten Schallwellengenerator oder bei einem in der Rückführungsleitung der aktiven Kurbelkasteentlüftung angeordneten Schallwellengenerator ohne Querzellen. Der in dieser Beschreibung verwendete Ausdruck "ausreichende kohärente Druck-

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wellenenergie zur feineren Zerstäubung eines Verbrennungsgemisches "ist durch die resultierende Reduktion des Kohlenmonoxyd- und des Kohlenwasserstoff-Ausstoßes bestimmt diese Reduktion muß spürbar stärker sein als eine durch Zusatzluft ohne kohärente Druckwelleneinstrahlung erzielte Reduktion.

Es ist eine anerkannte Tatsache, daß die Menge der in einer Verbrennungskraftmaschine erzeugten Stickoxyde der Durchschnittswärmebelastung der Zylinder direkt proportional ist, d.h. der über alle vier Hübe eines Hubzyklus gemittelten im Zylinder erzeugten Wärme. Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Druckwellengeneratoren wird zusätzlich zu der beschriebenen Reduktion des Kohlenmonoxyd- und des Kohlenwasserstoff-Ausstoßes die Erzeugung von Stickoxyden merklich reduziert. Es wird vermutet, daß die Reduktion des Stickoxyde von zwei den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine beeinflußenden Effekten der stehenden Schallwellen abhängt. Erstens, verhindern die stehenden Schallwellen die Bildung von Brennstofftropfen an den Innenwänden des Ansaugsystemes 137 und der Zylinder. Das Äichtvorhandensein von Brennstofftropfen an den Innenwänden der Zylinder ist von besonderer Bedeutung, da dadurch verhindert wird, daß der Verbrennungsprozeß im physischen Kontakt mit diesen Wänden stattfindet. Dadurch werden die Innenwände der Zylinder während des Verbrennungshubes nicht so stark aufgeheizt. Zweitens, verbessern die stehenden Schallwellen nach dem Verbrennungshub die Wärmeübertragung durch die Zylinderwände nach außen, da sie die WärmeÜbergangszahl an den Zylinderwänden erhöhen. Zusammengefaßt wird durch den hohen Zerstäubungsgrad des Verbrennungsgemisches in den Zylindern während des Verbrennungshubes mehr Wärme erzeugt, so daß sich ein höherer Wirkungsgrad ergibt; obwohl mehr Wärme erzeugt wird, wird durch die Isolation des Verbren-

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nungsgemisches von den Zylinderwänden vor und während jedes Verbrennungshubes die Wärmebelastung der Zylinderwände während des Verbrennungshubes niederig gehalten; und schließlich wird durch die verbesserte Wärmeübertragung durch die Zylinderwände nach außen die während des Verbrennungshubes erzeugte Wärme nach der Verbrennung schneller abgeführt. Obwohl der Spitzenwert der Wärmeerzeugung während des Verbrennungshubes höher ist, ist die durchschnittliche Wärmebelastung der Zylinder geringer, Daher ist, da die Wärmeentwicklung in den Zylindern starker in dem Zeitintervall konzentriert ist, in dem sie " sich zum Antrieb des Kolbens ausnutzen läßt, die Reduktion der Stickoxyderzeugung mit einer Reduktion des KoIilenmonoxyd- und des Kohlenwasserstoff-Ausstoßes, einer Verbesserung des Maschinenwirkungagrades und einer Reduktion des Brennstoffverbrauches verbunden.

Es wird ferner vermutet, daß die Reduktion der Stickoxyderzeugung auf bisher noch nicht geklärte Art teilweise durch mit den kohärenten Schallwellen verbundene Magnetfelder bewirkt wird. Diese Magnetfelder könnten tatsächlich die chemische Bindung von Sauerstoff mit Stickstoff verhindern.

Durch die Anordnung des Schallwellengenerators im Luftfilter 135 und des Schallwellengenerators 133 wird synergistisch die Wirkung des Schallwellengenerators 149 verstärkt. Durch die Einstrahlung von Schallwellenenergie durch den Luftstrom aktiviert der in dem Luftfilter angeordnete Schallwellengenerator stromabwärts den gesamten Vergaserstrom, um das Verbrennungsgemisch zu zerstäuben, bevor es die Platte 144 erreicht, und verstärkt an dieser Stelle die Zerstäubungswirkung der von der Platte 144 eingestrahlten, sich in Querrichtung ausbreitenden kohärenten Schallwellenenergie. Der Schallwellengenerator, der vorzugsweise nur während solcher Betriebszustände der

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Verbrennungskraftmaschine eingeschaltet wird, die einen großen Betrag kohärenter Schallwellenenergie erfordern, verstärkt die stehenden Wellen im Ansaugsystem 137 und in den Zylindern. Das Luftregelventil 134 kann ein vakummbetätigtee Schnappventil sein, daß während der Beschleunigungen öffnet und gemäß der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 27 während der anderen Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine bis auf eine Mindestmengenblende geschlossen bleibt; oder es kann gemäß der Beschreibungen der Figuren 28. 30 und 32 ein Ventil mit einer aufwendigen Regelung sein.

Im Allgemeinen hat sich gezeigt, daß je mehr kohärente Schallwellenenergie in das Ansaugsystem eingestrahlt wird, desto besser die Resultate sind, vorausgesetzt, daß die zusätzlich in das Ansaugsystem eingespeiste Luft derart begrenzt ist, daß sie diese Resultate nicht beeinträchtigt. In Abhängigkeit von dem Betrag der eingestrahlten kohärenten Schallwellenenergie ließen sich durch die Erfindung drei Stufen der Verbesserung der Stickoxyderzeugung erzielen. Bei der ersten Stufe, bei der nur wenig kohärente Schallwellenenergie eingestrahlt wird, erhöht sich der Stickoxydausstoß bei sinkendem Kohlenmonoxyd- und Kohlenwasserstoff-Ausstoß; diese Erhöhung ist jedoch merklich geringer als diejenige Erhöhung des Stickoxyd-Ausstoßes, die auftritt, wenn versucht wird, die gleiche Reduktion des Kohlenmonoxyd- und des Kohlenwasserstoff-Ausstoßes durch eine Erhöhung des Luft/Brennstoff-Verhältnisses zu erziehlen. Bei der zweiten Stufe,bei der mehr kohärente Schallwellenenergie eingestrahlt wird, bleibt der Stickoxydausstoß weitgehend konstant, während der Kohlenmonoxyd und der Kohlenwasserstoffausstoß weiter sinkt. Bei der dritten Stufe, bei der noch mehr kohärente Schallwellenenergie eingestrahlt wird, sinkt der Stickoxydausstoß bei weitersinkendem Kohlenmonoxyd- und Kohlenwasserstoff-Auestoß. Der in dieser Beschreibung verwende-

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te Ausdruck "zur Unterbindung der Stickoxyderzeugung ausreichende kohärente Schallwellenenergie" umfaßt alle drei Verbesserungsstufen. Wie bereits erwähnt, wird bei allen drei Verbesserungsstufen eine wesentlich größere Reduktion des Kohlenmonoxyd- und des Kohlenwasserstoff-Ausstoßes erzielt als bei einer einfachen Einspeisung der gleichen Zusatzluftmenge in das Ansaugsystem ohne kohärente Schallwellen.

Pig. 19 zeigt die Platte 144 und den Schallwellengenerator 149 im Detail als Beispiel für eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Geräte zur Erzeugung ™ kohärenter Schallwellenergie. Es ist jedoch offensichtlich, daß diese spezielle Konfiguration des Schallwellengenerators für diesen Anwendungsbereich der Erfindung nicht ausschließend wesentlich ist. In diesem Bereich der Erfindung ist jeder andere SchaUwellengeneratortyp einsetzbar, der zur Erzeugung von stehende Schallwellen in einem abgeschlossenen Raum bildender kohärenter Schallwellenenergie geeignet ist. Der Schallwellengenerator 149 ist mit einem Knallwellengenerator 167, einer Resonanzkammer 168 und einer den Knallwellengenerator 167 mit der Kammer 168 verbindenden Leitung 169 ausgerüstet.

| Zum Einbau der Platte 144 in die Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 18 sind die folgenden Schritte erforderlich: Befestigungselemente 147 und 148 öffnen; Abheben des Vergasers 136 von der Planschfläche des Ansaugsystemes 137; Auflegen einer Dichtung 170 auf die Planschfläche des Ansaugsystemes 137; Auflegen der Platte 144 auf die Dichtung 170; Auflegen einer Dichtung 171 auf die Platte 144; Aufsetzen des Vergasers 136 auf die Dichtung 171; und anschließendes Anziehen der Befestigungselemente 147 und 148 zur Befestigung der gesamten Baueinheit gemäß Fig.18. Die Dichtung 170 ist vorzugsweise eine konventionelle Kraftfahrzeugdichtung; die Dichtung 171 ist vorzugsweise eine mit der Oberfläche der Platte 144 unlösbar verbun-

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dene Dichtung; die Dichtungen 170 und 171 entsprechen in Form und Größe der Platte 144 einschließlich der Öffnungen 145 und 146. Dadurch deckt die Dichtung 171 alle anderen Öffnungen in der Oberfläche der Platte 144 gemäß Fig. 19 ab.

Der Knallwellengenerator 167 besitzt zwei mittels zweier Hosenrohrstücke 176 und 177 zwischen ein Luftregelventil 174 und eine Kupplung 175 parallelgeschaltete Knallwellenerzeugungseinheiten 172 und 173. Das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Ventil 174 ist ein konventionelles ZweLstellungs-Schnappventil, das normalerweise den Luftstrom auf eine Mindestmenge begrenzt. Wenn die Druck- ' differenz zwischen der Atmosphäre und dem Innenraum des Hosenrohres 176 einen Mindestwert unterschreitet, schnappt das Ventil 174 in seine Offenstellung,um einen wesentlich größeren Luftstrom in die Einheiten 172 und 173 einzuspeisen. Diese Mindestdruckdifferenz tritt beim Übergang vom Leerlauf zur Beschleunigung auf. Das später anhand Fig. 27 beschriebene Ventil L74 unterbindet während des Leerlaufes, des Geradeausbetriebes und der Verzögerungen einen zu großen Luftstrom und sichert den Energiebedarf bei den verschiedenen Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine. Die Einheiten 172 und 173 sind vorzugsweise je mit einem Paar in Tandemart angeordneter Überschall- BtroB-Ereeugungszellen ausgerüstet, die vorzugsweise die im US-Patent 3.554.443 angegebenen Abmessungen und Öffnungsdurchmesser besitzen. Die einzige Abweichung besteht darin, daß der Durchmesser der Eintrittsöffnung des Zellengehäuses vorzugsweise gleich dem Durchmesser der axialen Eintrittsöffnung der Düse ist, anstatt grosser zu sein.

Für diese Beschreibung wird unterstellt, daß die einzelnen Zellen der Einheiten 172 und 173 die im US-Patent 3.554.443 angegebenen Abmessungen und Öffnungsdurchmes-

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ser beaitzten. En diesem Pall wird bei den normalerweise im Kraftfahrzeugbetrieb herrschenden Temperatur- und Druck-Verhältnissen ein Unterschalluftstrom in die Einheiten 172 und 173 angesaugt und in einen überschalluftstrom umgeformt, der kohärente Knallwellen erzeugt, deren Hauptenergiekomponente abhängig von den vorherrschenden Temperatur- und Druck-Bedingungen eine Wellenlänge im Bereich von 4,32 bis 4»93 mm besitzt. Zusätzlich zur Hauptwelle erzeugen die Zellen der Einheiten 172 und gemäß US-Patent 3.554.443 weitere Druckwellenkomponenten, die Ober- oder Unterwellen der Hauptwelle sind. "Es wird

P vermutet, daß durch das Vorhandensein mehrerer im ganzzahligen Verhältnis zur Wellenlänge der Hauptwelle stehender Ober- und Unterwellen die Kohärenz der Knallwellen- und der Schallwellen-Energie verstärkt wird, d.h. die Reichweite der Druckwellenenergie und die Fähigkeit das Verbrennungsgemisch zu zerstäuben erhöht wird. Die Platte 144 besitzt Befestigungslöcher 178, 179, 180 und 181,durch die die Befestigungselemente 147 und 148 passen. Zusätzlich zur Resonanzkammer 168, die an ihren Enden mit den Öffnungen 145 und 146 in Verbindung steht,ist die Plattt 144 mit mit der Öffnung 145 in Verbindung stehenden Resonanzkammern 182, 183 und 184 und mit mit der

k Öffnung 146 in Verbindung stehenden Resonanzkammern 185, 186 und 187 ausgerüstet. Gemäß Fig. 19 sind die Kammern 168, 182, 183 und 184 mit einem Winkelabstand von 90° um die Öffnung 145 und die Kammern 168, 185, 186 und 187 mit einem Winkelabstand von 90 ° zueinander um die Öffnung 146 verteilt. Die Dichtung 171 bildet mit der Oberfläche 188 der Platte 144 einen Verbund, so daß sie in die zur Oberfläche 188 hin offenen Bereiche der Kammern 168, 182, 183, 184, 185, 186 und 187 und des Kanales 169 gedrückt wird. Die Z-Dimension in Fig. 19, d.h. die Höhe der Kammern 168, 182 bis 187 und des Kanales 169 wird bei eingebauter Dichtung 171 gemessen, sie ist der Abstand

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zwischen der in die Öffnungen gepressten Unterseite der Dichtung 171 und der gegenüberliegenden von der Platte 144 gebildeten Oberfläche.Die Höhe Z, die Tiefe X und die Breite Y der Kammern 182 bis 187 sowie die Höhe Z und die Tiefe X der Kammer 168 und die Breite Y und die Höhe Z dee Kanales 169 sind vorzugsweise gleich der Wellenlänge der von den Einheiten 172 und 173 erzeugten Hauptwelle, z.B. 4,37 mm. Die Breite Y der Kammer 168 ist nicht von Bedeutung, sie wird lediglich durch den Abstand der öffnungen 145 und 146 zueinander bestimmt, der seinerseits durch den Abstand der Eintrittsblenden 150 und 151 zueinander festgelegt ist. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, die X-, Y- und Z-Dimensionen der Kammern 182 bis 187 sowie die X- und Y-Dimension des Kanales 169 und die X- und Z-Dimension der Kammer 168 in Abhängigkeit von der zu tolerierenden Zusatzluftmenge gleich einem ganzzahligen Vielfachen oder Bruchteil der Wellenlänge der Hauptwelle zu wählen. Der Kanal 169 kann statt des quadratischen Querschnittes auch einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser Y besitzen. Im Allgemeinen stehen die X-, Y- und Z-Dimensionen der Kammern und des Kanales und die Wellenlänge oder die Wellenlängen der Knallwelle in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander; das Verhältnis kann eins sein.

Der während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine im Ansaugsystem 137 erzeugte, gegen Atmosphäre gemessene Unterdruck schafft zwischen dem Ventil 174 und der Resonanzkammer 168 eine Druckdifferenz, durch die Luft durch die Einheiten 172 und 173 angesaugt wird, so daß Knallwellenenergie erzeugt wird. Die von den Einheiten 172 und erzeugte Knallwellenenergie wird durch den Kanal 169 in die Resonanzkammer 168 übertragen, in der durch die Resonanzwirkung die Knallwellenenergie in kohärente Schallwellenenergie umgeformt wird. Die Schallwellenenergie brei-

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tet sich in der Ebene der Platte 144 aus den Enden der Kammer 168 in die öffnungen 145 und 146 aus, um quer zu diesen stehende Schallwellen zu bilden. Ein Teil dieser Schallwellenenergie wird von den Resonanzkammern 182 bis 184 sowie den Resonanzkammern 185 bis 187 aufgefangen, um die Intensität und die Gleichförmigkeit der quer in den öffnungen 145 und 146 gebildeten stehenden Schallwellen weiterhin zu verstärken. Die Schallwellenenergie breitet sich dann von den Öffnungen 145 und 146 in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Platte 144 aus, so daß auch im Ansaugsystem 137 und den Zylindern ™ stehende Schallwellen gebildet werden . Das durch den Schallwellengenerator 149 in das Ansaugsystem 137 eingespeiste Zusatzluftvolumen ist sehr gering, d.h. kleiner 10 # des gesamten Ansaugluftvolumens, so daß das vom Vergaser erzeugte Verbrennungsgemisch durch die Einstrahlung der Schallwellenenergie nicht zu stark abgemagert wird.

Während des Betriebes der Verbrennungskraftmaschine schwankt die Druckdifferenz zwischen Atmosphäre und Innenraum des Ansaugsystemes 137 stark; bei Beschleunigungen wird diese Druckdifferenz sehr gering. Selbst bei einer kleinen Druckdifferenz ist der Schallwellengenerat tor 149 in der Lage eine kohärente Schallwellenenergie hoher Intensität zu erzeugen. Ferner kompensieren gemäß US-Patent 3.554.443 und 3.531.048 die in den Einheiten 172 und 173 enthaltenen Zellen Druckschwankungen selbsttätig, so daß sie bei Änderungen der Druckdifferenz die Erzeugung von Knallwellen weitgehend gleicher Wellenlänge, d.h. in einem Toleranzbereich von + 10 %, fortsetzen. Dadurch sind die Dimensionen X, Y und Z, nachdem sie einmal den Abmessungen der Zellen angepaßt worden sind, für alle Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine geeignet und wirksam.

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Pig. 20 zeigt eine alternative Ausführungsform des Knallwellengenerators 167 und der Platte 144. Die spezielle Form des äußeren Umfanges der Platte 144 ist durch die Form der Befestigungsflansche an der Trennfläche zwischen dem Vergaser 136 und dem Ansaugsystem 137 gegeben. In Fig. 20 sind die gleichen Bezugszahlen verwendet, um Teilen der Ausführungsform gemäß Fig. 19 entsprechende Teile zu kennzeichnen. Die Einzelteile des Knallwellengenerators 167 sind in einem zylindrischen Behälter 190 angeordnet. Die Einheiten 172 und 173 der Figuren 19 und 20 sind identisch. Das Ventil 174 ist durch einander identische Luftregelventile 174a und 174b ersetzt worden. Die Ventile 174a und 174b sind an einem Ende durch Kupplungen ' 191 und 192 mit den Einheiten 172 und 173 verbunden. Am anderen Ende sind die Ventile 174a und 174b mit Kupplungen 193 und 194 verbunden. Die Schläuche 195 und 196 verbinden die Kupplungen 193 und 194 mit Kupplungen 197 und an der Platte 144. Ein feines Sieb 199 deckt das den Kupplungen 193 und 194 gegenüberliegende Ende des Behälters 190 ab, um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. Durch den Unterdruck der Verbrennungskraftmaschine wird Luft durch das Sieb 199 in die Einheiten 172 und 173 und durch die Ventile 174a und 174b und die Schläuche 195 und 196 in die Platte 144 angesaugt.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 19 sind die Ventile 174a und 174b stromabwärts von den Einheiten 172 und 173 angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Anordnung.die Schnappventile bei Änderungen des Betriebszustandes der Maschine zuverlässiger Öffnen und Schließen.und daß der Pegel der in das Ansaugsystem eingestrahlten Schallwellenenergie etwas angehoben wird. Es wird vermutet, daß die Ventilkörper die von der Knallwellenerzeugungseinheit ausgestrahlten Knallwellen etwa» verstärken.

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Die paketartige Anordnung gemäß Pig. 20 ist ein besonders bedeutender praktischer Aspekt beim Einbau des Gerätes in dem Maschinenraum. Der Behälter 190 läßt sich unter der Motorhaube an jeder Stelle, an der Platz ist, anordnen und durch die Schläuche 195 und 196 mit der zwischen dem Vergaser und dsm Ansaugsystem angeordneten Platte verbinden. Solange der Durchmesser der Schläuche 195 und 196 in einem ganzzahligen Verhältnis zur Wellenlänge der Knallwellennergie steht, beeinflußt die Dämpfung in den Schläuchen 195 und 196 die Ergebnisse nicht wesentlich.

W In Fig. 20 haben Kanäle 169a und 169b den stromaufwärts gelegenen Teil des Kanales 169 ersetzt. Ein quer angeord- · neter Kanal 200 verbindet die Kanäle 169a und 169b mit dem stromabwärts gelegenen Teil des Kanales 169 und mit den Kammern 182 und 187. Die Kanäle 169a und 169c sind durch die Kupplungen 197 und 198 mit den Schläuchen 195 und 196 verbunden. Die Kanäle 169a und 169b besitzen kreisförmige Querschnitte, deren Durchmesser vorzugsweise gleich den X-, Y- und Z-Dimensionen der Kammern 168 und 182 bis 187 sind. Der Abstand U entlang des Kanales 200 zwischen den Kanälen 169a und 169 und der Abstand V entlang des Kanales 200 zwischen den Kanälen 169b und

fc 169 betragen je ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der Hauptwelle, z.B. 4,37 mm. Mit anderen Worten, die Abstände U und V sind ganzzahlige Vielfache der X-, Y- und Z-Dimensionen. Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Dimensionierung der Mengenstrom durch den Schallwellengenerator vom absoluten Druck im Ansaugsystem direkt abhängig ist. Dadurch erfolgt beim Öffnen und Schließen der Ventile 174a und 174b infolge von Druckänderungen während des Maschinenbetriebes die Änderung des Mengenstromes durch den Schallwellengenerator in das Ansaugsystem wesentlich stetiger als sie sich aus der plötzlichen Änderung des Öffnungsquerschnittes der Ventile allein ergeben würde. Die Kammern 182 bis 187 sind weitgehend kubisch, d.h.

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kubisch mit einer Toleranz von + 10 56 der Nennmaße, obwohl in der Praxis ihre Rückwände gerundet sind, um die zu ihrer Formung erforderliche Bearbeitungsoperation zu vereinfachen.

Fig. 21 und 22 zeigt einen Schallwellengenerator, dessen Mengenstrom noch stärker von dem Absolutdruck im Ansaugsystem abhängig ist. Ein Netz 205 aus Kanälen mit einem rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt, wird von in einer Seite einer Metallplatte 206 geformten Nuten und einer benachbarten Seite einer Metallplatte 207 gebildet. Die Platten 206 und 207 sind mit Hilfe von Befestigungselementen 208, 209 210 und 211 gegeneinandergedrückt. Das Kanalnetz 205 das nur aus Gründen der einfachen Fertigung eines Prototyps von den zusammengedrückten Platten 206 und 207 gebildet wird, läßt sich auch auf andere Art in einer geeigneten Struktur formen. Das Kanalnetz 205 besitzt gemäß Fig. 21 einen kreisförmigen Kanal 212, der einen in Form eines gleichseitigen Dreiecks verlaufenden Kanal 213 umschließt, die Ecken des dreieckigen Kanals 213 mit dem kreisförmigen Kanal 212 verbindende Kanäle 214, 215 und 216 und die Seitenmittelpunkte des dreieckigen Kanals 213 mit einem axialen zentralen Kanal 220 verbindende Kanäle 217,218 und 219.

Dieser Schallwellengenerator läßt sich in der Rückführungsleitung der aktiven Kurbelkastenentlüftung in gleicher Weise wie der Druckwellengenerator 131 gemäß Fig. 17 anordnen. Er ist auch als Schallwellengenerator 133 gemäß Fig. 18 oder als Ersatz für den Knallwellengenerator 167 einsetzbar. Ein Zweistellungs-Schnappventil 221 zur Luftmengenregelung und eine Überschallstrom-Generatorzelle 222 bilden mit den Platten 206 und 207 eine Konstruktionseinheit. Die Zelle 222 ist identisch einer der in Verbindung mit Fig. 19 beschriebenen Überschallstrom-Generatorzellen.

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Das Ventil 221 ersetzt das Kurtelkastenentlüftungsventil 128 gemäß Pig. 17, das beim Einbau des Schallwellengenerators vollständig ausgebaut wird. Ein Ende des zentralen Kanales 220 ist mit dem Ventil 221 und das andere Ende mit der benachbarten Zelle 222 verbunden, die in einem Presssitz in einer in der Platte 206 gebildeten Senkbohrung befestigt ist. Eine Anzapfleitung 225 verbindet den ringförmigen Kanal 212 mit der Atmosphäre außerhalb der Platte 206. Die brennbaren Emissionen des Kurbelkastens strömen (durch einen Pfeil 223 dargestellt) durch den Schlauch 130 zum Ventil 221 und von der Zelle 222 (durch einen Pfeil 224 dargestellt) durch den Schlauch 130 zum Ansaugsystem. Eine geringe Luftmenge (durch einen Pfeil 226 dargestellt) wird aus der Atmosphäre in die Leitung 225 angesaugt und vermischt sich mit dem aus dem Kurbelkasten abgesaugten brennbaren Gemisch.

Die Seiten der Querschnitte der Kanäle, d.h. gemäß Fig. 22 die Y- und die Z-Dimensionen, sowie die Abstände zwischen den Verbindungsstellen des kreisförmigen Kanals 212 mit den Verbindungskanälen 214, 215 und 216 und den Verbindungsstellen des dreieckigen Kanals 213 mit den Verbindungskanälen 217, 218 und 219, d.h. gemäß Fig. 21 die Dimensionen R, R·, S, S¹, T und T¹, stehen alle in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander. Durch diese Dimensionsverhältnisse wird die Energie des durch das Ventil 221 fließenden Mediumstromes in kohärente Schallwellenenergie umgewandelt, deren Wellenlänge gleich den Y- und ¹Z-Dimensionen, z.B. 4,37 mm, ist. Der Durchmesser der Anzapfleitung 225 steht ebenfalls in einem ganzzahligen Verhältnis zu den Y- und Z-Dimensionen; wenn z.B. die Y- und Z-Dimensionen 4,37 mm betragen hat die Anzapfleitung 225 einen Durchmesser von 2,18 mm. Durch dieses Dimensionsverhältnis verstärkt der geringe Luftstrom durch die Anzapfleitung 225 die Intensität der Schallwellenenergie.

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Die Dimensionen der Zelle 222 sind den X- und Y-Dimensionen des Kanalnetzes 20 angepaßt; wenn z.B. die X- und Y-Dimensionen 4,37 mm betragen, hat die Zelle 222 die im US-Patent 3.554.443 angegebenen Dimensionen, jedoch mit den in Verbindung mit den Zellen der Einheiten 172 und 173 gemäß Fig. 19 angegebenen Ausnahmen. Durch dieses Dimensionsverhältnis verstärkt die Zelle 222 ebenfalls die Intensität der in dem Kanalnetz 205 erzeugten Schallwellenenergie .

Pig. 23 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Schallwellengenerators gemäß Pig. 21 und 22. Insbesondere ist das Ventil 221 an die Leitung 225 angeschlossen, deren vergrößerter Durchmesser nun gleich den Y- und Z-Dimensionen ist. Perner ist der in der Platte 207 vorher vorhanden gewesene Teil des zentralen Kanals 220 eliminiert. Dadurch strömt das brennbare Gemisch aus der Kurbelkastenentlüftungsleitung durch das Ventil 221 in den kreisförmigen Kanal 212 und dann durch dreieckigen Kanal 213 zum zentralen Kanal 220. Aus dem zentralen Kanal strömt das Gemisch durch die Zelle 222 in das Ansaugsystem. Bei dieser Ausführungsform wird dem Kanalnetz keine Luft aus der Atmosphäre zugemischt. Sowohl die Schallwellengeneratoren gemäß Fig. 21 und 22 als auch die modifizierte Ausführungsform gemäß Pig. 23 aktivieren direkt im hohen Maße das durch das aktive Kurbelkastenentlüftungssystem zurückgeführte brennbare Gemisch und indirekt das Verbrennungsgemisch im Ansaugsystem.

Es ist offensichtlich, daß das Kanalnetz 205 als Erwei terung des im Prinzip aus den Kanälen 169a, 169b» 200 und 169 bestehenden Kanalnetzes betrachtet werden kann; dabei entsprechen die Kanäle 169a, 169b, 200 und 169 den Kanälen 214 und 215» dem Teil des Kanales 213 zwischen den Kanälen 214 und 215 und dem Kanal 217.

Pig. 24 zeigt eine ebene kreisförmige Metallplatte 227, die den Raum innerhalb eines Filterelementes 228 eines Kraftfahrzeugluftfilters ausfüllt. Die Platte 22? ist mit einem Kanalnetz 229 ausgerüstet, daß aus dem Kanalnetz in der Form identischen Nuten besteht.Mehrere Kanäle verbinden den Innenraum des Filterelementes 228 mit einem das Kanalnetz 229 umgebenden,kreisförmig verlaufenden Kanal. Die Platte 227 und eine andere Platte(nicht dargestellt die zur Bildung der Kanäle des Netzes 229 die Nuten abdeckt, sind derart im Filterelement 228 angeordnet, daß alle durch das Filterelement 228 strömende luft dem das

L· Kanalnetz 229 kreisförmig umlaufenden Kanal zugeführt wird. Der Querschnitt der Kanäle des Netzes 229 ist ausreichend groß, so daß die gesamte von der Verbrennungskraftmaschine benötigte Luft durch die Kanäle strömen kann. Die R, R¹, S, S¹, T und T'-Dimensionen sind ganzzahlige Vielfache der Y-Dimension; die Y- und Z-Dimensionen sind gleich; der Durchmesser der Kanäle 230 ist gleich der Y-Dimension. Infolge des größeren durchzusetzenden Mengenstromes sind diese Dimensionen im Allgemeinen wesentlich größer als die Dimensionen des in einer Kurbelkastenentlüftungsleitung einsetzbaren Schallwellengenerators gemäß Fig. 21 bis 23. Mit dem Kanalnetz 229 ist durch einen zentralen Kanal 232 in der Platte

P eine der Zelle 222 identische Überschallstrom-Generatorzelle 231 verbunden, deren Dimensionen jedoch der Y-Dimension des Kanalnetzes 229 angepaßt und ausreichend groß sind, um den Kanal mit genügend Luft zu versorgen. Das Kanalnetz 229 und die Zelle 231 strahlen in das Ansaugsystem gemäß Fig. 18 kohärente Schallwellen ein, die den gesamten durch den Vergaser 136 fließenden Luftstrom aktivieren. In Verbindung mit dieser Ausführungsform könnte es wünschenswert sein, gemäß Fig. 8 Überschallstrom- generator»eilen in den Venturidüsen einzusetzen.

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Alternativ zum Schallwellengenerator gemäß Fig. 24, der den gesamten Luftstrom vor der Vergasung aktiviert, könnte diese Punktion während oder nach der Vergasung ausgeführt werden. Es ist besonders vorteilhaft, den gesamten Verbrennungsgemischstrom gemäß Fig. 25 und 26 beim Übergang aus dem Vergaser durch die Eintrittsblende oder die Eintrittsblenden in das Ansaugsystem zu aktivieren. Diese Anordnung kombiniert die Eigenschaften des Schallwellengenerators 21 mit den Eigenschaften der Düse gemäß Fig. 3 in einem Ansaugsystem mit einem Einfachvergaser. Es ist jedoch offensichtlich, daß diese Ausführungsform auch in einem Mehrfachvergaser einsetzbar ist. Ein Einfachvergaser 285 ist auf einem Ansaugsystem 286 befestigt. Ein als integraler Teil des Gußstückes des Ansaugsystemes 286 dargestellter Leitapparat 287, der jedoch auch separat eingesetzt sein kann, ist in der Eintrittsöffnung des Ansaugsystemes 286 an seiner Verbindungsstelle mit dem Austritt des Vergasers 285 angeordnet. Der Leitapparat 287 besitzt eine große zentrale Öffnung 288 und mehrere ringförmig um die Öffnung 288 herum angeordnete kleinere Löcher 289. Der Durchmesser der Öffnung ist ein ganzzeiliges vielfaches des Durchmessers der Löcher 289. Der Durchmesser der Öffnung 288 könnte z.B. 26,21 mm und demnach der der Löcher 289 4,37 mm betragen. Bei Beibehaltung des ganzzeiligen Verhältnisses zwischen den Durchmessern der Öffnung 288 und den Löchern 289 wird die Öffnung 288 im Allgemeinen so groß wie möglich gemacht, um die durch den Leitapparat 287 bewirkte Einschnürung des Luftstromes klein zu halten. Das Ende der Eintrittsöffnung des Ansaugs.ystems 286 ist mit einer 45 -Senkbohrung 290 ausgerüstet. Im Gußstück des Ansaugsystemes 286 ist ein Kanalnetz 291 mit Kanälen rechteckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitts geformt. Alternativ können das Kanalnetz 291 und der Leitapparat 287 als separate Einheit hergestellt sein, die

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wie die Platte 144 gemäß Fig. 19 und 20 zwischen den Planschen des Vergasers und des Ansaugsystems angeordnet wird. Das Kanalnetz 291 erstreckt sich in einer imaginären Ebene, die die Eintrittsöffnung des Ansaugsystemes 286 zwischen dem leitapparat 287 und der Senkbohrung 290 schneidet. . Das Kanalnetz 291 besteht aus einem quadratisch verlaufenden Kanal 292, einem kreisförmig um den quadratischen Kanal laufenden und mit den Ecken des quadratisch verlaufenden Kanals 292 in Verbindung stehenden Kanal 293 und die Seitenmittenpunkte des quadratisch verlaufenden Kanals 292 mit der Eintrittsöffnung des Ansaugsystemes 286

* verbindenden Kanälen 294, 295, 296 und 297. Die Seiten der Querschnitte der Kanäle, d.h. die Y-Dimension gemäß Pig. 26 und die Z-Dimension, und die Abstände zwischen den Verbindungsstellen des kreisförmig verlaufenden Kanales 293 mit den Ecken des quadratisch verlaufenden Kanals 292 und den Verbindungsstellen des quadratisch verlaufenden Kanals 292 mit den Kanälen 294, 295» 296 und 297, d.h. die Dimensionen J, J¹, K und K¹ gemäß Pig. 26, stehen alle in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander. Der kreisförmig verlaufende Kanal 293 wird durch Luftrege lventile 298, 299, 300 und 301 über Leitungen 302, 303 304 und 305 geregelt mit Luft aus der Atmosphäre versorgt. Die je um 90° versetzt an den kreisförmig verlaufenden Kanal 293 angeschlossenen Leitungen 302 bis 305 haben entweder quadratischen, oder kreisförmigen Querschnitt; ihre Dimensionen stehen in einem ganzzahligen Verhältnis zu den X- und Y-Dimensionen. Die Dimensionen des Kanalnetzes 291 und der Leitungen 302 bis 305 stehen ebenfalls in einem ganzzahligen Vielfachen zu den Löchern 288 und 289. Z.B. könnten die Dimensionen K und K¹ 26,21 mm und die Dimensionen J und J¹ 30,58 mm betragen, wenn die Z- und Y-Dimensionen und der Kreisdurchmesser der Leitungen 302 bis 305 4,37 mm beträgt. Der Abstand P zwischen der stromabwärtsgelegenen Oberfläche des Leitapparates 287

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und der stromaufwärts gelegenen Oberfläche des Kanalnetzes 291 könnte, obwohl dies nicht von wesentlicher Bedeutung ist, 8,74 mm betragen. Die Ventile 298 bis 301 werden vorzugsweise mittels einer der im folgenden anhand Pig. 29 bis 34 beschriebenen Techniken geregelt; so ist während des Leerlaufes nur das Ventil 298, wäh·*· rend des Geradeausbetriebes und bei Beschleunigungen nur die Ventile 298 und 300, bei niedrigen Beschleunigungen nur die Ventile 298, 299 und 300 und bei hohen Beschleunigungen alle Ventile 298 bis 301 offen.

Die Öffnung 288, die Löcher 289, die Verbindungskanäle 294 bis 297 und die Senkbohrung 290 entsprechen der Eintrittsöffnung, den Löchern 35, den Löchern 36 und der Senkbohrung 28 der Düse gemäß Pig. 3. Die durch die Ver-. bindungskanäle 294 bis 297 in die Eintrittsöffnung des Ansaugsystemes 286 einströmende Luft und das durch die Löcher 289 in die Eintrittsöffnung des Ansaugsystems 286 einströmende Verbrennungsgemisch bilden in der gleichen Art wie die entsprechenden Löcher der Düse gemäß Pig. 3 konvergierende-divergierende Grenzschichten, dadurch wird der Verbrennungsgemischstrom (in Pig. 25 durch einen Pfeil 306 dargestellt) aus dem Vergaser 285 beim Durchströmen der Eintrittsöffnung des Ansaugsystemes 286 beschleunigt. Der kreisförmig verlaufende Kanal 293, der quadratische laufende Kanal 292, die Verbindungskanäle 294 bis 297 und die Leitungen 302 bis 305 entsprechen dem kreisförmig verlaufenden Kanal 212, dem dreieckig verlaufenden Kanal 213, den Verbindungskanälen 217, 219 und der Leitung 225 in Pig. 21. In dem dem Kanalnetz 219 durch die Leitung 302 bis 305 zugeführten Luftstrom werden kohärente Schallwellen erzeugt. Die Schallwellen gelangen durch die Verbindungskanäle 294 bis 297 in die Eintrittsöffnung des Ansaugsystemes 286, in dem sie die konvergierende-divergierende Grenzschicht stabilisieren und mit dem beschleunigten Strom des Verbrennungsgemisches

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aus dem Vergaser 285 derart Zusammenwirken, daß sie ihn aktivieren. Der Stabilisierungseffekt, den die kohärente Schallwellenenergie auf die Grenzschicht in der Eintrittsöffnung des Ansaugsystems'286 ausübt, ist von großer Bedeutung, da er die Größenbegrenzung der Düse aufhebt und dadurch eine durchgehende Aktivierung großer Mediumströme gestattet. Wenn im Gegensatz dazu die Düse gemäß Fig.3 merkbar vergrößert wird, wird sich die Grenzschicht ohne die günstige Wirkung kohärenter Schallwellen ablösen, verdicken und allgemein auflösen. Die Intensität der Aktivierung des Vergaserstromes hängt von der Menge der durch die leitungen 302 bis 305 zugeführten atmosphärischen Luft ab. Somit regeln die Ventile 298 bis 301 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine den Betrag der in den Vergaserstrom eingestrahlten Energie.

Wenn kohärente Druckwellenenergie gleichzeitig gemäß Fig. 17 in die Rückfuhrungsleitung der aktiven Kurbelkastenentlüftung und gemäß Fig. 18 an der Trennfläche zwischen Vergaser und Ansaugsystem eingestrahlt wird, ergibt sich ein synergistischer Effekt für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine. Fig. 27 zeigt eine solche Anordnung. Durchblasegase und andere Kurbelkastenemissionen werden von einer Rückführungsleitung 272 einer aktiven Kurbelkästenlüftung aus einem Kurbelkasten 270 in ein Ansaugsystem 271 geleitet. In der Rückführungsieitung 272 ist ein Druckwellengenerator 273 angeordnet. Der Druckwellengenerator 273 ist vorzugsweise ein Schallwellengenerator gemäß Fig. 21. Abgasemissionen aus einem Auspuffsystem 274 werden entweder direkt oder über ein Katalysatorbett einem Druckwellengenerator 275 zugeführt. Luft aus der Atmosphäre 276 wird einem Druckwellengenerator 277 zugeführt. Die Druckwellengeneratoren 275 und 277, die vorzugsweise Schallwellengeneratoren gemäß Fig. 19 oder 20 sind, strahlen kohärente Druckwellenenergie an der Ver-

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gaser/Ansaugsystem-Trennflache in das Ansaugsystem 271. Zu diesem Zweck können entweder zwei Platten übereinander oder eine einzelne mit zwei Knallwellengeneratoren ausgerüstete Platte zwischen die Flansche des Vergasers und des Ansaugsystemes geklemmt werden; wobei einer der Knallwellengeneratoren mit luft aus der Atmosphäre und der andere mit Abgasen aus dem Auspuffsystem gespeist wird.

Dadurch werden die Abgasemissionen von dem Generator 275 aktiviert und zur Wiederverbrennung in das Ansaugsystem 271 zurückgeführt. Zur Regelung der Druckwellenenergie und der rückgeführten Emissionen sind Luftregelventile (nicht dargestellt) auf die anhand der Fig. 27 bis 32 beschriebene Art mit den Generatoren 273, 275 und 277 in Reihe geschaltet. Wenn die Generatoren 273, 275 und 277 kohärente Schallwellen erzeugende Geräte sind, wird quer zur Strömungsrichtung des Vergaserstromes ein dreifacher Schleier stehender Schallwellen gelegt. Durch diesen Schleier wird nicht nur das frische Verbrennungsgemsich aktiviert, sondern auch die rückgeführten Abgas- und Kurbelkasten-Emissionen durchgreifend zerstäubt. Die Ausführungsformen gemäß Fig. 25 und 17 zeigen, daß sich durch die Erfindung bisher bekannte Techniken zur Verminderung von Emissionen von Verbrennungskraftmaschinen verbessern lassen. Den Umständen entsprechend ist es in einigen Fällen wünschenswert, nur zwei der drei Druckwellengengeneratoren einzusetzen. Ferner ist für einen oder für alle drei der Druckwellengeneratoren die Ausführungsform gemäß Fig. 25 einsetzbar; d.h., Abgasemissionen und Kurbelkastenemissionen können durch eine oder mehrere der Leitungen 302 bis 305 gemäß Fig. 26 anstelle der Einspeisung atmosphärischer Luft zurückgeführt werden.

Fig. 28 zeigt ein Brennstoffeinspritzsystem einer Verbrennungskraftmaschine, bei dem mit dem Brennstoff kohärente

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Schallwellenenergie direkt in die Zylinder eingestrahlt wird. Ein Verbrennungsluft lieferndes Ansaugsystem 233 ist über ein Einlaßventil 234 mit einem Zylinder 235 verbunden. In geringem Abstand von dem Einlaßventil 234 und auf das Einlaßventil 234 gerichtet, ist eine elektronisch oder mechanisch geregelte Einspritzdüse 236 im Ansaugsystem 233 angeordnet. Die Düse 236 wird von einer elektrischen Brennstoffpumpe 238 aus einem Brennstofftank 237 mit unter Druck stehendem Brennstoff versorgt. Die Regelung der Brennstoffeinspritzung ist konventionell. An einer Stelle zwischen der Düse 236 und dem Einlaßventil

P 237 wird durch einen Schallwellengenerator 239 kohärente Schallwellenenergie eingestrahlt. Der Schallwellengenerator 239 besitzt einen Knallwellengenerator 239a, ein Luftregelventil 239b und ein Netz 239c aus Kanälen und Kammern mit einem quadratischen Querschnitt. Obwohl als Schallwellengenerator 239 ein beliebiges Gerät einsetzbar ist, wird vorzugsweise ein Gerät ähnlich der Ausführungsform gemäß Fig. 19 jedoch mit drei Ausnahmen eingesetzt. Erstens, sind die Kanäle und Kammern direkt in die vorhandene Struktur der Verbrennungsmaschine gegossen, statt in einer separaten Platte geformt zu sein. Zweitens, an Stelle der zwei Öffnungen für einen Doppelvergaser ist nur eine mit dem Querschnitt des Ansaugsy-

" stemes 233 übereinstimmende Öffnung vorgesehen. Drittens, ist das Luftregelventil 239b, wie anhand Pig. 20 beschrieben, stromabwärts voa Knallwellengenerator 239a angeordnet, Für die anderen Zylinder der Verbrennungskraftmaschine sind separate Kanalnetze 239c vorgesehen, die alle von einem einzigen Generator 239a versorgt werden. Auf die gleiche Art ließe sich kohärente Druckwellenenergie direkt in die Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine einstrahlen.

Bei einer alternativen Ausführungsform des Brennstoff-209818/0731

einspritzsystems gemäß Pig. 28 wird kohärente Druckwellenenergie für alle Zylinder der Verbrennungskraftmaschine an einer einzigen Stelle des Ansaugsystems mittels der Ausführungsform gemäß Fig. 25 und 26 eingestrahlt, d.h. stromaufwärts von den Brennstoffeinspritzdüsen.

Von allen Betriebszuständen ist der Bedarf an kohärenter Schallwellenenergie bei Beschleunigungen aus drei Gründen am größten. Erstens, zerstäubt der Vergaser das Verbrennungsgemisch nicht so gut, da im Ansaugsystem nahezu Atmosphärendruck herrscht. Zweitens, ist die Verbrennung infolge der höheren Zündfrequenz weniger vollständig. Drittens, wird in den Zylindern mehr Wärme erzeugt, wodurch die Stickoxyderzeugung verstärkt wird. Daher muß bei der Erzeugung kohärenter Druckwellen aus der Energie eines von dem Vakuum der Verbrennungskraftmaschine induzierten Luftstromes sein Mengenstrom als Punktion des Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine geregelt werden, da die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und dem Ansaugsystem dem Bedarf der Verbrennungskraftmaschine an kohärenter Schallwellenenergie umgekehrt proportional ist. Anders ausgedrückt, die meiste kohärente Druckwellenenergie wird bei Beschleunigungen benötigt, d.h., wenn der absolute Druck im Ansaugsystem nahe dem Atmosphärendruck ist, und die wenigste kohärente Druckwellenenergie wird während des Leerlaufes benötigt,d.h., wenn der absolute Druck im Ansaugsystem am weitesten unterhalb des. Atmosphärendruckes liegt. Wenn für den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine zu wenig kohärente Druckwellenenergie eingestrahlt wird, lassen sich die im vorangegangenen beschriebenen, günstigen Resultate nicht voll erreichen. Wenn andererseits für den jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine zu viel kohärente Druckwellenenergie eingestrahlt wird, kann die mit der kohärenten Druckwellenenergie in das Ansaugsystem einge-

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speiste Zusatzluft das Luft/Brennstoff-Gemisch so wesentlich ändern, daß der Wirkungsgrad der Verbrennungskraftmaschine nachteilig beeinflußt oder die Emissionen erhöht werden. Der Mengenstrom dieses Luftstromes wird von dem Luftregelsystem in Übereinstimmung mit den im folgenden anhand Fig. 29 bis 34 beschriebenen erfindungsgemäßen Eigenschaften geregelt. Jedes dieser beschriebenen Luftregelsysteme kann das Luftregelventil in Pig. 17 bis 23 ersetzen.

) Das Luftregelsystem kann mehrere Ausführungsformen stark unterschiedlicher Kompliziertheit annehmen. Für ein vakuumbetätigtes, anhand Fig. 17 bis 23 beschriebenes Zweistellungs-Schnappventil zeigt Fig. 29 den effektiven Öffnungsquerschnitt des Ventiles als Funktion des absoluten Druckes im Ansaugsystem, der den Betriebszustand repräsentiert. Zur "Veranschaulichung wird angenommen, daß der Kegel des Ventiles von einer 5-kg-Feder in die Offen-Stellung gedrückt wird, wenn der Absolutdruck im Ansaugsystem 0,63 ata übersteigt und daß die Mindestmengenblenden für einen Mengenstrom zwischen 23 und 46 l/min ausgelegt ist, wenn das Ventil vom Vakuum der Verbrennungskraft-

^ maschine geschlossen ist. Im Leerlauf, im Geradeausbetrieb und bei Verzögerungen stellt sich im Ansaugsystem ein Absolutdruck unterhalb 0,63 ata ein, so daß der effektive Öffnungsquerschnitt des Ventiles seinem Mindestmengenwert entspricht (in Fig. 29 durch ein Kurvensegment 240 dargestellt).Wenn die Verbrennungskraftmaschine beschleunigt, stellt sich im Ansaugsystem ein Absolutdruck oberhalb 0,63 ata ein, die Feder öffnet das Ventil und der effektive Öffnungsquerschnitt des Ventiles wird wesentlich größer (in Fig. 29 als Kurvensegment 241 dargestellt).

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Das Luftregelventil gemäß Pig. 29 erfüllt den Bedarf der Verbrennungskraftmaschine an kohärenter Druckwellenenergie in vereinfachter Form. Insbesondere wird tatsächlich während des Geradeausbetriebes oder bei Verzögerungen mehr kohärente Druckwellenenergie benötigt als während des Leerlaufes und der Bedarf an kohärenter Druckwellenenergie bei Beschleunigungen ist in Wirklichkeit dem jeweiligen Beschleunigungswert der Verbrennungskraftmaschine direkt proportional. Fig. 30 zeigt schematisch ein Luftregelsystem das dem ersten dieser Faktoren Rechnung trägt und Fig. 32 zeigt schematisch ein Luftregelsystem, das beiden Faktoren Rechnung trägt.

Gemäß Fig. 30 wird einem Druckwellengenerator 242 Luft aus der Atmosphäre über ein Magnetventil 243 und ein in Reihe geschaltetes vakuumbetätigtes Ventil 244 zugeführt. Der Druckwellengenerator 242 ist mit einem Ansaugsystem 245 verbunden. Die beiden Ventile 243 und 244 sind Zweistellungs-Schnappventile mit einer Mindestmengenblende, die bei geschlossenem Ventil einen geringen Mengenstrom durchläßt. Die Mindestmengenblende des Ventiles 244 ist wesentlich größer als die Mindestmengenblende des Ventiles 243, dadurch bestimmt die Mindestmengenblende des Ventiles 243 den Mengenstrom, wenn beide Ventile geschlossen sind. Im Normalbetrieb ist das Ventil 243 geschlossen. Das Ventil 244 ist vom gleichen Typ wie das anhand von Fig. 29 beschriebene Ventil. Ein Generator 246, der eine bereits vorhandene konventionelle Komponente des elektrischen Systems von Kraftfahrzeugen ist, ist mit einem Schwellwertdetektor 247 verbunden. Wenn das elektrische Ausgangssignal des Generators 246 eine vorgegebene Amplitude überschreitet, die für die maximale Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine während des Leerlaufes charakteristisch ist, z.B. 800 Upm, erzeugt der Schwellwertdetektor 247 ein elektrisches Signal, das das Ventil 243 öffnet.

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Fig. 1 zeigt ein Diagramm des effektiven Öffnungsquerschnittes der Ventile 243 und 244,einzeln betrachtet,als Punktion des Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine. Ein als ausgezogene Linie dargestelltes Kurvensegment 248 zeigt den effektiven Öffnungsquerschnitt als" Punktion der Winkelgeschwindigkeit, d.h. der Drehzahl (RPM), der Verbrennungskraftmaschine und ein als gestrichel te Linie dargestelltes Kurvensegment 249 zeigt den effektiven Öffnungsquerschnitt als Punktion des Absolutdruckes im Ansaugsystem, d.h. P.. Wenn die Verbrennungskraftma-

fc schine mit weniger als 800 Upm läuft, reicht die Amplitude des vom Generator 246 erzeugten Signales nicht aus, um den Schwellwert des Detektors 247 zu überschreiten, so daß das Ventil 243 geschlossen bleibt. Gemäß Kurvensegment 248 besteht während des Leerlaufes nur ein sehr geringer effektiver Öffnungsquerschnitt, so daß dem Druckwellengenerator 242 Luft nur in einem geringen Mengenstrom zugeführt wird. Oberhalb 800 Upm überschreitet die Amplitude des Signals vom Generator 246 den Schwellwert des Detektors 247, so daß das Ventil 243 öffnet. Solange die Verbrennungskraftmaschine außerhalb des Leerlaufes läuft, besteht ein wesentlich größerer effektiver Öffnungsquerschnitt, der einen größeren Mengenstrom durchläßt. Gemäß

W Kurvensegment 249 bleibt der effektive Öffnungsquerschnitt auf einem Mittelwert, so lange der Absolutdruck im Ansaugsystem einen bestimmten Wert, z.B. 0,63 ata, nicht überschreitet undspringt auf einen größeren Wert, wenn der Absolutdruck im Ansaugsystem 0,63 ata überschreitet. Dadurch wird dem Druckwellengenerator 242 Luft im Leerlauf in einem geringen Mengenstrom, bei Beschleunigungen in einem relativ größeren Mengenstrom und während der restlichen Betriebszustände (Geradeausbetrieb und Verzögerungen) in einem mittleren Mengenstrom zugeführt.

Gemäß Pig. 32 wird ein Schalter 252 von einem Drehzahl-209818/07 3 1

messer 253 gesteuert, der mit der Verbrennungskraftmaschine zur Messung ihrer Winkelgeschwindigkeit verbunden ist. Gemäß Fig. 30 ist der Generator für diesen Zweck verwendbar. Durch den Schalter 252 können mit einem Ventilstellmotor 256 alternativ eine Vorspannungsquelle 254 und ein Beschleunigungsgeber 255 verbunden werden. Der Stellmotor 256 positioniert einen Ventilkegel eines Analogventiles zur Regelung des Mengendurchsatzes eines Luftstromes, der in kohärente Druckwellenenergie umgeformt wird. Der Stellmotor 256 könnte mit einem Regelkreis ausgerüstet sein, der den Ist-Mengenstrom durch das Ventil misst und das Ventil so lange verstellt, bis der Ist-Mengenstrom dem Soll-Mengenstrom entspricht. Fig. 33 zeigt ein Diagramm des Luftmengenstromes durch das vom Stellmotor 256 gesteuerte Analogventil als Funktion der Betriebszustände der Verbrennungskraftmaschine. Ein in ausgezogenen Linien dargestelltes Kurvensegment 257 zeigt den Luftmengenstrom als Funktion der Winkelgeschwindigkeit, d.h. der Drehzahl (RPM), der Verbrennungskraftmaschine und ein in gestrichelten Linien dargestelltes Kurvensegment 258 zeigt den Luftmengenstrom als Funktion der Beschleunigung, d.h. XL, der Verbrennungskraftmaschine. Wenn die Verbrennungskraftmaschine unterhalb einer niedrigen, den Leerlauf charakterisierenden Drehzahl von z.B. 800 Upm läuft, hält der Drehzahlmesser 253 den Schalter 252 in der in Fig. 32 dargestellten Stellung, so daß an dem Stellmotor 256 ein konstantes Vorspannungssignal anliegt. Gemäß Kurvensegment 257 wird durch das Vorspannungssignal während des Leerlaufes der Maschine ein weitgehend konstanter niedriger Mengenstrom eingehalten. Oberhalb der Leerlaufdrehzahl hält der Drehzahlmesser 253 den Schalter 252 in seiner anderen Stellung, so daß der Ausgang des Beschleunigungsgebers 255 mit dem Stellmotor 256 verbunden ist. Das Ausgangssignal des Beschleunigungsgebers 255 ist dem jeweiligen Beschleunigungswert der Verbrennungskraftmaschine direkt proportional. Dadurch ist,

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gemäß Kurvensegment 258 der Luftmengenstrom durch das Analogventil dem jeweiligen Beschleunigungswert der Verbrennungskraftmaschine direkt proportional. Pig. 32 ist ein schematisches Prinzipschaltbild des Luftregelsystems; in der Praxis sind elektrische, oder pneumatische Signale zur Steuerung des Stellmotors 256 verwendbar. Ferner läßt sich der konstante Leerlaufmengenstrom bei geschlossenem Ventil durch eine Mindestmengenblende aufrecht erhalten, statt durch eine Vorspannungsquelle.

Obwohl der Mengenstrom durch konventionelle Strömungsgeräte der an dem Strömungsgerät anliegenden Druckdifferenz direkt proportional ist, ist der Mengenstrom durch einige der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Geräte, insbesondere der Geräte gemäß Fig. 20 bis 26 in unterschiedlichem Maß vom Absolutdruck am Austritt des Gerätes abhängig. Ein Gerät, das diese Charakteristik besitzt, erfüllt die Aufgabe des Luftregelsystems. D.h. das Gerät selbst unterstützt in der richtigen Weise die Regelung des Mengenstromes als Funktion des Betriebszustandes der Verbrennungskraftmaschine, der durch den Absolutdruck im Ansaugsystem repräsentiert wird. In gewissem Umfang besitzt die Überschallstrom-Generatorzelle gemäß US-Patent 3.554.443 ebenfalls Selbstregelungseigenschaften, wenn ein vakuum-induzierter Luftstrom durch sie geleitet wird, da der effektive Querschnitt der Zelle sich vergrößert, wenn der Absolutdruck im Ansaugsystem ansteigt, d.h. die Druckdifferenz abnimmt. Es ist denkbar, daß in einigen Fällen das Luftregelsystem vollständig eliminiert oder zumindest stark vereinfacht werden kann.

Fig. 34 zeigt eine modifizierte Ausführungsform des Systemes gemäß Fig. 30. Das Ventil 243, der Generator 246 und der Detektor 247 sind durch ein pneumatisch betätigtes Ventil 278 ersetzt worden, das direkt vom Absolut-

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druck im Ansaugsystem betätigt wird. Zur Steuerung des Ventiles 278 ist es durch eine Leitung 279 mit dem Ansaugsystem 245 verbunden. Bei einem niedrigen, den Leerlauf charakterisierenden Absolutdruck ist das Ventil 278 bis auf eine kleine Mindestmengenblende geschlossen; oberhalb des niedrigen Absolutdruckes öffnet das Ventil 278. Als Druckwellengenerator 280 wird ein Gerät eingesetzt, dessen Mengenstrom vom Absolutdruck abhängig ist; dies ist vorzugsweise der Schallwellengenerator gemäß Pig. 21 und 22. Wenn in einem solchen Pall die Verbrennungskraftmaschine außerhalb des Leerlaufes betrieben wird und das Ventil 278 offen ist, hält der Druckwellengenerator selbst im Druckbereich des Ansaugsystems einen angenähert konstanten Luftmengenstrom aufrecht. Das Ventil 278 reagiert exakter auf Änderungen der Verbrennungskraftmaschine, da es direkt durch den Absolutdruck des Ansaugsystems gesteuert wird, anstatt durch die an ihm anliegende Druckdifferenz.

Die hier beschriebene Erfindung betrifft die Einstrahlung von kohärenter Druckwellenenergie in das Ansaugsystem einer Verbrennungskraftmaschine, ungeachtet der Konstruktion der Geräte zur Erzeugung der Druckwellen. Überall da, wonach dieser Beschreibung ein Knallwellengenerator oder ein Schallwellengenerator erforderlich ist, ist jedes der im vorangegangenen beschriebenen oder erwähnten Geräte einsetzbar. Insbesondere können der Schallwellengenerator gemäß Pig. 21 und 22 oder seine modifizierte Ausführungsform gemäß Pig. 23 den Knallwellengenerator 167 gemäß Fig. 19 oder 20 ersetzen. Der Schallwellengenerator gemäß Pig. 22 könnte über ein Joch, das als Hosenrohrstück dient, mit der Platte 144 verbunden werden. Ferner sind andere hier nicht beschriebene Gerätearten einsetzbar.

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,Er wird angenommen, daß die außergewöhnlichen Eigenschaften der gemäß der Krfindunq erzeugten Schallwellen wesentlich auf die starke räumliche Ordnung der Schallwellen und Druckimpulse, das heißt auf deren Kohärenz, zurück- . zuführen ist. Der resultierende intensive Energieanstieg scheint eine Ionisation des gasförmigen Mediums und die Erzeugung von Wellen zu bewirken, die Ähnlichkeit mit elektromagnetischen Wellen haben. Elektromagnetische Eigenschaften können mit kohärenter Druckwellenenergie auf folgende Weise zusammenhängen: Während der Behandlung des Mediums gemäß der Erfindung erzeugte elektromagnetische Wellen richten die Moleküle des Mediums räumlich aus und erzeugen eine resultierende Störung in der Form von Druckwellen; während ihrer Ausbreitung setzen die elektromagnetischen Wellen das Ausrichten und eine Verstärkung der resultierenden Störung, das heißt der Druckwellen, fort, so daß die Druckwellen während der Ausbreitung von den elektromagnetischen Wellen intensiviert und erneuert werden. Eine Unterstützung für diese Theorie ergibt sich aus der Tatsache, daß das Verhältnis von Lichtgeschwindigkeit zu Schallgeschwindigkeit in der Luft unter Normbedingungen gleich 8,7 χ 10⁵ ist. Dieser Wert ist das 2 χ 10⁵-fache von 4,35 (bzw. im Zollsystem das 5 χ 10 -fache von 0,174). Der Wert 4,35 mm (bzw. 0,174 ^H), genauer gesagt, ein Bereich von 4,3 bis 5 mm (bzw. O,170 - 0,195 ^M> hat sich als der Bereich herausgestellt, der eine Grunddimension für die wirksamste Ausführung der Erfindung darstellt. Die tatsächlich zu wählende Dimension im Bereich von 4,3 bis 5,0 mm (0,170 - 0,195 ") hängt von dem Druckabfall ab; je höher der Druckabfall ist, desto größer muß die Grunddimension innerhalb des Bereiches gewählt werden.

Die Verstärkung der Druckwellen kann ihre Ursache auch in Wellen von Schallgeschwindigkeit oder einer etwas darüber liegenden Geschwindigkeit haben, die den elektromagnetischen Wellen ähnlich sind oder aber zu diesem in einer ge-

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wissen Beziehung stehen. Insoweit wird auf die Veröffentlichung "Electrodynamics of particles and plasmas" von P. C. Clemmow und J. P. Dougherty, der Addison-Wesley Publishing Co. aus dem Jahre 1969 bezug genommen, in der elektromagnetisch-ähnliche Wellen beschrieben sind, die der Schallgeschwindigkeit eng zugeordnet sind. Es wird dort auch ausgeführt, auf welche Weise Energie zwischen solchen elektromagnetisch-ähnlichen Wellen und Schallwellen übertragen bzw. ausgetauscht werden kann.

In jedem Fall scheint es bei einer Beobachtung der Auswirkungen der Schallwellen-Energie so zu sein, daß diese die Gase ionisiert und elektromagnetische Eigenschaften annimmt. Wenn beispielsweise ionisierte Luft durch die im US-Patent 3 554 443 beschriebene Zelle geleitet wird, wird sie erheblich stärker ionisiert. Die Verstärkung der Ionisation wurde gemessen und durch die erhöhte Wirksamkeit der ionisierten Luft zum Reinigen von Isolierflächen von geladenen Partikeln bestätigt.

Es wird vermutet, daß die Ionisation ein Attribut eweier Eigenschaften der Erfindung ist: Die Wechselwirkung der einander in vielen Beziehungen zugeordneten Frequenzkomponenten der Druckwellen, wie sie zum Beispiel mit dem Knallwellen-Generator bwz. der Zelle des US-Patentes 3 554 443 erzeugt werden, und die Effektivität der Resonanzwirkung, wie sie beispielsweise in dem Netz von Kanälen von quadratischem Querschnitt gemäß Fig. 8 der vorliegenden Erfindung auftritt. Die gemäß der Erfindung erzeugten ionisierten Gase können verschiedene Zwecke erfüllen, zu denen die Oberflächenreinigung und die Verbrennung zählen. Beispielsweise wird bei der Verbrennung des Brennstoff-Luftgemisches der in diesem befindliche Stickstoff soweit ionisiert, daß er chemisch die Bildung von Stickoxyden während der Verbrennung hemmt bzw. verhindert. Diese Hemmung läßt sich auf einem der beiden fol-

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genden Wege erklären:

1. Der Stickstoff wirä chemisch dadurch inert, daß den Stickstoffatomen eine ausreichende Ionisationsenergie zugeführt wird, um die fünf Elektronen der äußeren Schale zu entfernen, so daß nur die beiden Elektronen der inneren Schale übrigbleiben. Solche Atome, die in ihrer äußeren Schale frei von Elektronen sind, haben kein Bestreben, sich mit anderen Atomen zu verbinden, so daß im vorliegenden Fall keine Stickstoffoxyde entstehen können.

2. Der Stickstoff wird ionisiert, und die Stickstoffatome nehmen eine elektrische Ladung an, die die ionisierten Atome des Sauerstoffs und/oder Brennstoffs abstoßen. Hierdurch wird bewirkt, daß sich der Sauerstoff eher mit dem Brennstoff als ' mit dem Stickstoff verbindet.

Ee hat sich gezeigt, daß die Verringerung der bei der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine erzeugten Stickoxyde weitgehend proportional der Größe der Druckwellenenergie ist, die in der erfindungsgemäßen Weise zugeführt wird. Dies deutet darauf hin, daß die Größe der Druckwellenenergie das Ausmaß der Stickstoff-Ionisation bestimmt, die ihrerseits ein Maß für die Inhibition der Bildung von Stickoxyden ist.

Es wird vermutet, daß die Stickstoff-Ionisation, die in der erfindungsgemäßen Weise erzeugt wird, beim Einsetzen der. Verbrennung im Zylinder einer Brennkraftmaschine stark vervielfacht und intensiviert wird. Diese Intensivierung, die die Ursache für den bemerkenswerten Abfall der Stickoxyd-Menge sein dürfte, ist ein Beispiel für ein wesentliches Charakteristikum der Erfindung, nämlich daß ein Anheben der inneren Energie eines Mediums entweder vor oder nach dem Durchlaufen der erfindungsgemäßen-Einrichtungen zu einer erheblichen Intensivierung, das heißt Ver-. Stärkung der Energiebeaufschlagung des Mediums führt. Die

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innere Energie des Mediums läßt sich thermisch durch Aufheizen oder elektrisch durch Ionisieren vergrößern. Insbesondere könnte man also das Medium vor dem Passieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufheizen oder nach dem Passieren zum Zwecke der Ionisierung einem elektrostatischen Feld aussetzen·

Schließlich wird angenommen, daß das Ausmaß der Multiplikation und Intensivierung der nach Verbrennungsbeginn im Zylinder stattfindenden Stickstoff-Ionisation in direkter Relation zur Flammtemperatur im Zylinder steht, und zwar derart, daß mit zunehmender Flammtemperatur die innere Energie ansteigt, und daß mit zunehmender innerer Energie die Verstärkung der Ionisation zunimmt. Experimentell wird dies dadurch bestätigt, daß die Verringerung des Stickoxyd—Anteils in dem Maße zunimmt, in dem man beim Betrieb der Brennkraftmaschine unter Anwendung der Erfindung sich d«r stöchiometrischen Verbrennung - gemessen an der Kohlendioxyd-Erzeugung - nähert. Im Gegensatz dazu hat der Anteil der Stickoxyde"beim Betrieb von Brennkraftmaschinen ohne Anwendung der Erfindung ein Maximum in der Nähe des stöchiometrischen Punktes auf Grund der maximalen Flammtemperatur.

Es wird deshalb beim Betrieb von Brennkraftmaschinen gemäß der Erfindung bevorzugt, da» Brennstoff-Luftgemisch für eine stöchiometrische Verbrennung einzustellen· Hierdurch wird die Erzeugung von Stickoxyden auf ein Minimum beschränkt.

Die Erfindung bringt noch ein weiteres günstiges Resultat mit sich:

Die den Druckwellen ausgesetzten Teile des Motors werden ultraschall-gesäubert. Des bedeutet, daß Ablagerungen von diesen Teilen, zum Beispiel den Zündkerzen, dem Vergaser,

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den Ein- und Auslaßventilen und dem Luftfilter entfernt werden.

Zusätzlich zu den beschriebenen Ausführungsformen kann die Erfindung auf zahlreiche andere Weisen modifiziert werden. Obwohl beispielsweise für die in den Fig. 19 gezeigten Platten vorzugsweise Aluminium

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verwendet wird, kann es in einigen Fällen vorteilhaft sein Gußeisen zu verwenden; mehrere der im Vorangegangenen beschriebenen Schallwellengeneratoren lassen öich aus Kunststoff statt aus Metall formen; das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind auch bei dem sogenannten Wankelmotor und bei anderen Verbrennungskraftmaschinenarten einsetzbar; der in Druckwellen umzuformende Luftstrom könnte auch durch einen einen Überdruck erzeugenden Kompressor statt durch das Vakuum der Verbrennungskraftmaschine induziert werden; es wäre auch denkbar, Druckwellen aus einer anderen Energieform als einem Luft- oder Mediumstrom zu erzeugen; und die Druckwellen können auf andere als die hier beschriebenen Arten oder mittels der hier beschriebenen Kombinationen in das Ansaugsystem eingestrahlt werden.

Die Erfindung besteht also im wesentlichen darin, daß Druckwellenenergie in den Innenraum des Ansaugsystemes einer Verbrennungskraftmaschine eingestrahlt wird. Vorzugsweise wird die Druckwellenenergie in Form von Schallwellen auf eine oder mehrere der folgenden Arten eingestrahlt, um in dem Ansaugsystem stehende Wellen zu erzeugen: Aktivierung des durch den Vergaser fließenden Luftstromes; Einstrahlung an der Trennfläche zwischen Vergaser und Ansaugsystem quer zum Vergaserstrom; Aktivierung des brennbaren Gemisches in der Rückführungsleitung der aktiven Kurbelkastenentlüftung; Einstrahlung direkt in das Ansaugsystem; und Einstrahlung direkt an den zugeordneten Einlaßventilen in die Zylinder. Vorzugsweise wird das Vakuum der Verbrennungskraftmaschine dazu benutzt einen Luftstrom in das Ansaugsystem zu ziehen. Ein Teil der Energie dieses Luftstromes wird in Druckwellen umgeformt. Der Mengenstrom dieses Luftstromes wird in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine geregelt, um exakt die erforderliche Menge an Druckwellenenergie zu erzeugen.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Verfahren zur Abgasentgiftung von Verbrennungskraftmaschinen nit einer oder mehreren Verbrennungskammern und einem Ansaugsystem mit einem oder mehreren Vergasunga- bzw. Zerstäubungsbereichen dadurch gekennzeichnet, daß das Verbrennungsgemisch im Ansaugsystem der Verbrennungskraftmaschine durch die Einstrahlung kohärenter Druckwellenenergie in das Ansaugsystem akti-

   ^ viert wird; und daß die kohärenten Druckwellen aus einer Hauptwelle und mehreren Ober- und Unterwellen bestehen, deren Wellenlängen relativ zueinander in einem ganzz&hligen Verhältnis stehen.

   2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Druckwellen kohärente Schallwellen verwendet werden.

   3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwellenenergie in einem gewissen Abstand stromaufwärts oder stromabwärts von dem das Verbrennungsgemisch bildenden Vergasungsbereich

   * eingestrahlt wird.

   4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß kohärente Druckwellenenergie in den durch den Vergaser fließenden Luftstrom in Strömungsrichtung und an der Trennfläche zwischen Vergaser und Verteilungskrümmer des Ansaugsystemes quer zur Strömungsrichtung des Vergaserstromes eingestrahlt wird.

   5. Verfahren nach einem der Anspruch 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente Schallwellenenergie dmrart in das Ansaugsystem eingestrahlt wird, daß sich

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   in dem Ansaugverteiler stehende Schallwellen bilden.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß ssur Erzeugung der kohärenten Druckwellen durch einen Unterdruck im Ansaugsystem ein Luftstrom aus der Atmosphäre durch einen Eintrittskanal in das Ansaugsystem angesaugt und ein Teil der Energie dieses Luftstromes in kohärente Druckwellen umgeformt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Mengenstrom der in das Ansaugsystem zur Erzeugung der Druckwellen einströmenden Luft in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine geregelt wird.

   8. In ein einen Verbrennungsgemischstrom in eine oder mehrere Verbrennungskammern leitendes, während des Betriebes unter einem geringen Unterdruck stehendes Ansaugsystem einer Verbrennungskraftmaschine einbaubare Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gekennzeichnet durch eine das Ansaugsystem (10, 137, 233, 245, 271, 286) mit einer unter einem höheren Druck als das Ansaugsystem (10, ...) stehenden Hediumquelle (123, 270, 276) derart verbindende Eintrittsöffnung (7, 38, 68, 120, 135, 174, 199, 226), daß durch die Druckdifferenz «wischen der Mediumquelle (123, . .·) und dem Ansaugsystem (10, ...) ein Mediumstrom von der Quelle (123, ...) durch die Eintrittsöffnung (7, ·..) in das Ansaugsystem (10, ...) gezogen wird; und durch die Energie des Mediumstromes derart in Druckwellenenergie umformende Einrichtungen (20, 25, 42, 52, 56, 72, 75, 104, 105, 109,164, 133, 144, 172, 173, 205, 222, 229, 239, 242, 273, 275, 277, 280, 291), daß sich der Hauptanteil der Druckwel-

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   len in Richtung dee Mediumstromes ausbreitet und in das Ansaugsystem (10, ...) eintritt.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Energieumformeinrichtungen (20, ...) für eine Unterbindung der Stickoxyderzeugung während der Verbrennung in den Kammern (154, ...) auereichende kohärente Schallwellenenergie in das Ansaugsystem (10, ...) einstrahlen.

   h 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) für eine Reduktion der Kohlenmonoxyd- und der Kohlenwasser·¹-etoff-Erzeugung und eine gleichzeitige Konstanthaltung der Stickoxydereeugung während der Verbrennung in den Kammern (154, ...) amereichende kohärente Schallwellenenergie in das Ansaugsystem (10 ) einstrahlen.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) für eine Reduktion der Kohlenmonoxyd- und der Kohlenwasserst off erzeugung und eint gleichzeitige Reduktion der Stickoxyderzeugung während der Verbrennung in den Kam·*-

   W mern (154, ...) ausreichende kohärente Schallwellenenergie in das Ansaugsystem (10, ...) einstrahlen.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mediumquelle (276) auf 4t«osphärendruck befindet.

   13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Druckwellen im Bereich von 4,3 bis 5,0 mm liegt.

   14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20,

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   ...) aus Einrichtungen (20, 25, 42, 52, 56, 72, 104, 105, 109, 133, 172, 173, 239, 273, 275, 277, 280, 242) zur Umformung der Energie des Mediumstromes τοη der Quelle (276) in kohärente Knallwellen, aus eines zur Umformung der Knallwellen in kohärente Schallwellen relativ zur Wellenlänge der Knallwellen geeigmet dimensionierten Resonator (144, 205, 229, 291) und aus Einrichtungen (83, 130, 175, 177, 195, 196) zur Übertragung der InaUwe11en zum Resonator (144,...) bestehen.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß der Resonator (144 ,...) am Ansaugsystem (10, ...) angeordnet ist und mit dem Ansaugsystem (10, ...) in Verbindung steht; daß die Einrichtungen (20, ...) zur Erzeugung kohärenter Knallwellen rom Ansaugsystem (10, ....) entfernt angeordnet sind; und daß die Verbindungseinrichtungen (83, ...) aus einer Leitung bestehen, deren Querschnittsdimensionen ganzzahlige fielfache der Wellenlänge der Knallwellen sind.

   16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) mit einer konvergierenden-divergierenden Überschalldüse (21, 26, 44, 54, 60, 74, 102, 103, 110, 287) ausgerüstet sind, deren Dimensionen sich in Abhängigkeit von den Änderungen des Absolutdruckee im Ansaugsystem (10, ...) ändern, so daß die Wellenlänge der erzeugten Knallwellen weitgehend konstant gehalten wird.

   17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, gekennzeichnet durch zusätzliche Einrichtungen (50, 134,174, 221, 239b, 243, 244, 246, 247, 252 bis 256, 278, 298 bis 301) zur Regelung des von der Mediumquelle (123, 270, 276) durch die Eintritteöffnung (7, ...) in das

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   Ansaugsystem (10, ...) angesaugten Mengenetrones in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine.

   18. Vorrichtung nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Regeleinrichtungen (50, ...) den Betrag der von den Umformungseinrichtungen (20, ...) in das Ansaugsystem (10, ...) eingestrahlten Druckwellenenergie in Abhängigkeit vom Betriebszustand der Verbrennungskraftmaschine regeln.

   19· Vorrichtung nach einem der Ansprüche θ bis 17 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) mit einem Schallwellengenerator (144, 205, 229, 219) ausgerüstet sind, durch den das von der Quelle (123, ·..) angesaugte Medium strömt und dabei kohärente Schallwellen erzeugt; und daß der Mengenstrom durch den Schallwellengenerator (144, ...) zum Teil direkt Ton dem im Schallwellengenerator (144, ...) herrschenden Absolutdruck abhängig ist.

   20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche S bis 19 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungeeinrichtungen (20,

   " ...) mit einem Druckwellengenerator (21, 26, 44, 54, 60, 74, 102, 103, 110, 287) ausgerüstet sind, durch den das von der Quelle (123, ...) angesaugte Medium strömt und dabei kohärente Druckwellen erzeugt; und daß der Mengenstrom durch den Druckwellengenerator (21, ...) zum Teil direkt von dem im Ansaugsystem (10, ...) herrechenden Abeolutdruck abhängig ist.

   21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 20 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwellenenergie in form einer Hauptwelle und mehreren Ober- und Unterwellen vorliegt, die alle in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen.

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   22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugsystem mit einem Vergaser (1, 121, 136, 285), in dem sich ein luftstrom mit Brennstoff mischt, und einem den Vergaser (1, ...) mit der Verbrennungskammer (154· ...) verbindenden Ansaugverteiler (10, ...) ausgerüstet ist; und daß die Umformungseinrichtungen (42, 56, 104· 105· 109, 144, 291) an der Trennfläche sswischen dem Vergaser (1, ...) und dem Ansaugverteiler (10, ...) Druckwellenenevgie quer zur Strömungsrichtung des Vergaserstromes in das Ansaugsystem einstrahlen.

   23. Vorrichtung nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, 25» 52, 72, 75· 229) zusätzlich den gesamten durch den Vergaser (1, ...) fließenden Luftstrom mit Hilfe von Druckwellenenergie aktivieren.

   24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 oder 23 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (133) zusätzlich Druckwellenenergie direkt in den Ansaugverteiler (137) einstrahlen.

   25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 24 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine mit einer Rückführungsleitung (83, 130) ausgerüstet ist, die unvollständig verbrannte Gemische aus dem Kurbelkasten (123, 270) in der Nähe der Trennfläche zwischen dem Vergaser (1, ...) und dem Ansaugverteiler (10, ...) in das Ansaugsystem zurückführt; und daß die Umformungseinrichtungen (104, 105, 109, 131, 205) zusätzlich das Gemisch in der Rückführungsleitung (83, 130) mit Hilfe von Druckwellen aktivieren.

   26. Vorrichtung nach einem der Anspruch·"& bis 25 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwellen Schallwellen sind.

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   27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 26 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskraftmaschine mit einem Auspuffsammler(164) ausgerüstet ist; und daß die durch den Auspuffsammler strömenden Abgase die Mediumquelle bilden.

   28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 27 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (239) Durckwellenenergie direkt in die Verbrennungskammern (154, ...) einstrahlen.

   W 29. Vorrichtung nach Anspruch 28 dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (235) mit einem Einlaßventil (234) ausgerüstet ist; daß das Ansaugsystem (233) einen Ansaugverteiler besitzt, durch den Luft zum Einlaßventil (234) strömt; daß eine Brennstoffeinspritzdüse (236) in dem Ansaugverteiler auf das Einlaßventil (234) ausgerichtet ist; und daß die Umformungseinrichtungen (239) Druckwellenenergie zwischen der Einspritzdüse (236) und dem Einlaßventil (234) derart in den Ansaugverteiler einstrahlen, daß Druckwellenenergie direkt in die Verbrennungskammer (235) gelangt.

   30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 29 dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (50, ...) aus einem von dem mediumdurchströmten, vakuumbetätigten Zweistellungs-Schnappventil (128, 134, 174, 221, 244) bestehen; daß das Schnappventil (128, ...) oberhalb eines vorgegebenen, Beschleunigungen repräsentierenden Absolutdruckes (248) im Ansaugsystem (10, ...) offen und unterhalb dieses vorgegebenen Absolutdruckes geschlossen ist; und daß das Schnappventil (128, ...) mit einer im geschlossenen Zustand des Ventile8 einen geringen Mediumstrom durchlassenden Mindestmengenblende ausgerüstet ist.

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   31. Vorrichtung nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (50, ...) zusätzlich mit einem normalerweise geschlossenen, mit einer im geschlossenen Zustand einen geringen Mediumstrom durchlassenden Mindestmengenblende versehenen Zweistellungs-Hilfs-Schnappventil (243), mit Einrichtungen (246) zum Messen der Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine und mit auf die Meßeinrichtungen (246) ansprechenden, das Hilfsventil (243) bei einer vorgegebenen, den Leerlauf repräsentierenden Winkelgeschwindigkeit (249) öffnenden Einrichtungen (247) ausgerüstet sind; und daß die Mindestmengenblende des vakuumbetätigten Ventiles (244) wesentlich größer ist als die Mindestmengenblende des Hilfsventiles (243).

   32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 29 dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (50, ...) mit einem Analogventil, mit ersten Einrichtungen (253) zum Messen der /Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine, mit zweiten Einrichtungen (255) zum Messen der Beschleunigungswerte der Verbrennungskraftmaschine, mit von den ersten Messeinrichtungen (253) derart abhängigen Einrichtungen (252, 254, 256) zum Regeln des Analogventiles, daß unterhalb einer vorgegebenen, den Leerlauf repräsentierenden Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine Medium in einem konstanten Mengenstrom in das Ansaugsystem (10, ...) angesaugt wird, und mit von den zweiten Meßeinrichtungen (255) derart abhängigen Einrichtungen (256) zur Regelung des Analogventiles, daß oberhalb der vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine Medium in einem der Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine direkt proportionalen Mengenstrom in das Ansaugsystem (10, ...) angesaugt wird, ausgerüstet sind.

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   33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 oder 31 dadurch gekennzeichnet, daß das Zweistellungs-Schnappventil (314, 239) durch die Leitung (83, ...) derart mit dem Resonator (144) verbunden ist, daß die Knallwellen auf ihrem Weg zum Resonator (144) das Schnappventil (134, 239) passieren; und daß das Schnappventil (134, 239) mit einem bei Beschleunigungen öffnenden und im Leerlauf schließenden Ventilkolben ausgerüstet ist.

   34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 33 dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (50, ...) im Leerlauf am wenigsten Druckwellenenergie und bei Beschleunigungen am meisten Druckwellenenergie in das Ansaugsystem (10, ...) einstrahlen.

   35· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutdruck im Ansaugsystem (10, ...) als Führungsgröße für die Regeleinrichtungen (280) dient.

   36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine als Führungsgröße für die Regeleinrichtungen (243, 246, 247) dient.

   37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine als Führungsgröße für die Regeleinrichtungen (253) dient.

   38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 34 dadurch gekennzeichnet, daß im Leerlauf die Winkelgeschwindigkeit der Verbrennungskraftmaschine und oberhalb des Leerlaufes die Beschleunigung der Verbrennungskraftmaschine als Führungegröße für die Regeleinrichtungen (278, 280) dient.

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   39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28 und

   30 bis 38 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (42, ...) aus einer mit in Größe und Porm den Eintrittsblenden (150) des Ansaugverteilers(10, ...) entsprechenden Öffnungen (14-5» 146) ausgerüsteten ebenen Platte (144) besteht; daß die Platte (144) derart zwischen dem Vergaser (1, ...) und dem Ansaugverteiler (10, ...) eingespannt ist, daß die Öffnungen (145, 146) der Platte (144) axial mit den Eintrittsblenden des Ansaugverteilers ausgerichtet sind; und daß die Druckwellenenergie durch Einrichtungen (168, 169, 182 bis 187) in der Platte (144) den Öffnungen (145, 146) derart zugeleitet wird, daß sie sich in der Ebene der Platte (144) quer zu den Öffnungen (145, 146) ausbreitet.

   40. Vorrichtung nach Anspruch 39 dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteinrichtungen (168, 169, 182 bis 187) eine oder mehrere in der Platte (144) gebildete und mit den Öffnungen (145, 146) der Platte (144) in Verbindung stehende Resonanzkammern (168, 182 bis 187) besitzen; und daß die Dimensionen der Resonanzkammern (168, 182 bis 187) zu den Wellenlängen der kohärenten Knallwellen in einem Resonanzverhältnis stehen.

   41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28 und

   30 bis 40 dadurch gekennzeichnet,daß in einem gewissen Abstand stromaufwärts oder stromabwärts von dem das Verbrennungsgemisch bildenden Vergasungsbereich in das Ansaugsystem (10, ...) eingestrahlt wird.

   42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28 und 30 bis 41 dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser (1, ...) über einen Luftfilter (67, 228) mit der Atmosphäre verbunden ist; und daß die Umformungseinrichtungen (229) den Luftstrom auf seinem Weg vom Filter (67, 228) zum Vergaser (1, ...) aktivieren.

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   43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28 und

   30 bis 42 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (287, 291) den Mediumstrom beim Eintritt in den Ansaugverteiler aktivieren.

   44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 43 dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwellen als Punktion der Wellenlänge eine den Kohlenmonoxyd- und den Kohlenwasserstoff-Ausstoß reduzierende und die Stickoxydbildnng inhibierende Energieverteilung besitzen.

   45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Kammer (1, ...) strömende Luft mit einer brennbaren Substanz zu einem Verbrennungsgemisch für eine Verbrennungskraftmaschine vermischt wird und durch eine Eintrittsöffnung ein Medium in die Kammer (1, ...) eintritt; daß die Düse (21, ...) einen einen axialen Strömungskanal mit einem Eintrittsende (34)und einem Austrittsende (32) bildenden Körper (27) besitzt; daß eine gerade Anzahl in um 180 ° zueinander versetzten koaxialen Paaren angeordneter radialer Blenden (36) in den axialen Strömungskanal zwischen seinem Ein- und seinem Austrittsende (32, 34) münden; daß die Düse (21, ...) derart mit ihrem Austrittsende (32) mit der Kammer (1, ...) in Verbindung steht, daß nur ein geringer Teil des durch die Kammer (1, ...) strömenden Mediums die Düse (21) durchströmt; und daß dadurch die Verbrennung der brennbaren Substanz in der Verbrennungskraftmaschine vollständiger ist, als wenn die Kammer (1, ...) unter sonst gleichen Bedingungen ohne die Düse (21, ...) betrieben wird.

   46. Vorrichtung nach Anspruch 45 dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1, ...) mit einer Eintrittsöffnung (6) für die brennbare Substanz ausgerüstet ist; und

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   daß die Düse (21, ...) stromaufwärts von der Eintritteöffnung (6) angeordnet ist,so daß die brennbare Substanz die Düse (21, ...) nicht durchströmt.

   47. Vorrichtung nach Anspruch 46 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Eintrittsöffnung (6) für die brennbare Substanz und der stromaufwärts angeordneten Düse (21, ...) größer ist als der Durchmesser des axialen Strömungskanales der Düse (21, ...).

   48. Vorrichtung nach Anspruch 45 dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1, ...) der mit einer Venturidüse

   (53) ausgerüstete Innenraum eines Vergasers ist, in die Brennstoff eingeführt wird; u.daß die Düse(54) der art am stromabwärts gelegenen Ende der Venturidüse

   (54) befestigt ist, daß Luft und Brennstoff durch die Düse (54) strömt.

   49. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 45 bis 47 dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1, ...) der mit einer Venturi-Düse (2) ausgerüstete Innenraum eines Vergasers ist, in die Brennstoff eingespeist wird; und daß die Düse (21) derart am stromaufwärts gelegenen Ende der Venturi-Düse (2) befestigt ist, daß die aus der Düse (21) austretende Luft in die Venturidüse (2) eintritt.

   50. Vorrichtung nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (21) in einem mit radialen öffnungen (18) zwischen dem Austrittsende (32) und der Venturi-Düse (2) ausgerüsteten Kragen (19) befestigt ist.

   51. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 oder 50 dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu den radialen Öffnungen (18) eine Quelle atmosphärischer Luft angeordnet ist.

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   52. Vorrichtung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (23) derart mit seinem einen offenen Ende benachbart zu den radialen Öffnungen (18) angeordnet ist, daß sein anderes offenes Ende (24) mit atmosphärischer Luft in Verbindung steht.

   53. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 49 bis 52 dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zur ersten Düse (21) eine zweite Düse (26) angeordnet ist; und daß die beiden Düsen (21, 26) relativ zueinander nicht koaxial angeordnet sind.

   54. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 45 bis 53 dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (1, ...) der Innenraum eines mit einer einen Brennstoffstrom einspeisenden Leerlaufdüse (11) ausgerüsteten Vergasers ist; und daß die Düse (44, 60) mit ihrem Austrittsende (32) derart zu dem Brennstoffstrom ausgerichtet angeordnet ist, daß die durch die Düse (44, 60) strömende Luft sich mit dem Brennstoffstrom vermischt.

   55. Vorrichtung nach Anspruch 54 dadurch gekennzeichnet, daß am Eintrittsende (34) der Düse (44) ein bei nieä-

   t rigen Temperaturen den Luftstrom durch die Düse (44)

   absperrendes, thermostatisch gesteuertes Ventil (51) angeordnet ist.

   56. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 45 bis 55 dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (27) der Düse (21, ...) einen eine Eintrittsöffnung (33) bildenden Teil (34) besitzt, deren Querschnittsfläche kleiner ist als die Querschnittsfläche des axialen Strömungskanales unmittelbar stromabwärts von der Eintrittsöffnung (33), so daß der axiale Strömungskanal eine erweiterte Bohrung der Eintrittsöffnung (33) darstellt.

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   57. Vorrichtung nach. Anspruch 56 dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (34) radial außerhalb der Eintrittsöffnung (33) mit in den axialen Strömungskanal öffnenden Öffnungen (35) auegerüstet ist; daß vier radiale Blenden (36) jeweils um 90 ° zueinander versetzt sind; und daß der Körper (27) am Austrittsende

   (32) des axialen Strömungskanales mit einer Senkbohrung (28) ausgerüstet ist.

   58. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 56 bis 57 dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (35) in einem Ring angeordnete kreisförmige Löcher sind; daß die Differenz zwischen dem Querschnitt der Eintrittsöffnung

   (33) und dem gesamten Querschnitt der radialen Blenden (36) kleiner ist als die Hälfte der Querschnittsfläche jeder beliebigen radialen Blende (36); daß die radialen Blenden (36) die Senkbohrung (28) berühren; daß die Düse (21, ...) an ihrem Austrittsende (32) einen Flansch (31) besitzt und derart in einem Rohr (20, ...) angeordnet ist, daß ,ein die Düse (21, ...) umgebender und mit den radialen Blenden (36) in Verbindung stehender Ringkanal gebildet wird; und daß das Rohr (20, ...) eine Eintrittsöffnung (38) besitzt, deren Durchmesser ungefähr gleich den Durchmesser der Düse (21, ...) an ihrem Eintrittsende (34) ist.

   59. Vorrichtung nach Anspruch 58 dadurch gekennzeichnet, <?a9 das Rohr (20, ...) mehrere in Reihe hintereinander angeordnete konzentrische axiale Eintrittsöffnungen (nicht dargestellt) bildende Stirnwandteile besitzt; und daß die Querschnittsfläche der äußeresten dieser Eintrittsöffnungen kleiner ist als die Querschnittefläche der innersten dieser Eintrittsöffnungen.

   60. Vorrichtung nach Anspruch 59 dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Eintrittsöffnung in einer einzigen,

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   gemeinsamen Stirnwand als Senkbohrung zur inneren Eintrittsöffnung ausgebildet ist.

   61. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 59 oder 60 dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Strömungskanal der Düse (21, ...) konzentrisch zu den axialen Eintrittsöffnungen (nicht dargestellt) des Rohres (20, ...) angeordnet ist; und daß seine Querschnittsfläche zwischen den Querschnittsflächen der größten und der kleinsten der axialen Eintrittsöffnungen liegt.

   62. Vorrichtung nach Anspruch 45 dadurch gekennzeichnet, daß eine Resonanzkanmer mit dem Austrittsende (32) der Düse (21, ...) und der Kammer (1, ...) in Verbindung steht; und daß die Resonanzkammer relativ zur Düse (21, ...) derart dimensioniert ist, daß für die Druckwellenenergie in dem die Düse passierenden Mediumstrom Resonanz eintritt.

   63. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 62 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) in den Innenraum des Ansaugsystemeβ (10, ...) ausreichend kohärente Druckwellenenergie zu einer feineren Zerstäubung des Verbrennungsgemisches einstrahlen.'

   64. Vorrichtung nach Anspruch 63 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) mindestens einen Teil der Energie des Mediumstromes in kohärente Druckwellen umformen; und daß Einrichtungen (144, ...) die umgeformten Druckwellen in das Ansaugsystem (10, einstrahlen.

   65· Vorrichtung nach Anspruch 64 dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrahlungseinrichtungen (144, ...) mit Ein-

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   richtungen zur Einstrahlung von kohärenten Schallwellen in das Gemisch ausgerüstet sind.

   66. Vorrichtung nach einem der Ansprüche θ bis 65 dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Eintritt und dem Ansaugsystem (245) angeordneten und von dem Mediumstrom von der Quelle (123*...) durchströmten Umformungseinrichtungen (242) einen Teil der Energie des Mediumstromes in Druckwellen umformen; und daß die Umformungseinrichtungen (242) das von der Quelle (123, ...) angesaugte Medium in einem dem im Ansaugsystem (245) herrschenden Absolutdruck direkt proportionalen Mengenstrom durchlassen.

   67. Vorrichtung nach Anspruch 66 gekennzeichnet durch ein von dem von der Quelle (123, ...) angesaugten Medium zwischen dem Eintritt und dem Ansaugsystem (245) durchströmten, vakuumbetätigten Zweistellungs-Schnappventil (244).

   68. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 66 oder 67 dadurch gekennzeichnet, daß das von der Quelle (123, ...) angesaugte Medium zwischen dem Eintritt und dem Ansaugsystem (245) ein zusätzliches Zweistellungs-Schnappventil (243) durchströmt; und daß das Schnappventil (243) im Leerlauf geschlossen und außerhalb des Leerlaufes offen ist.

   69. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 22 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (144, ...) Druckwellenenergie derart nahe der Trennflache zwischen dem Vergaser (1, ...) und dem Ansaugverteiler (10, ...) in das Ansaugsystem einstrahlen, daß quer über die Eintrittsblende (150) des Ansaugverteilers (10, ...) ein aktivierter Bereich gebildet wird.

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   70. Vorrichtung nach Anspruch 69 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (144, ··'·) mit Einrichtungen zur Einstrahlung kohärenter Knallwellenenergie in das Ansaugsystem (10, ...) ausgerüstet sind.

   71. Vorrichtung nach Anspruch 69 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (144, ...) mit Einrichtungen zur Einstrahlung kohärenter Schallwellenenergie in das Ansaugsystem (10, ...) ausgerüstet sind.

   72. Vorrichtung nach Anspruch 63 dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbrennung von Brennstoff ein Luftstrom aus der Atmosphäre durch das Ansaugsystem (10, ...) in die Verbrennungskammern (134, 155) gesaugt wird; und daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) Einrichtungen (229, 239, 287, 291) zur Aktivierung des gesamten Luftstromes vor seinem Eintritt in die Verbrennungskammern (154, 155) besitzen.

   73. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 72 dadurch gekennzeichnet, daß durch das Ansaugsystem (10, ...)

   | Gas in die Verbrennungskammern (154, 155) eingespeist wird; daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) in Abhängigkeit von dem Gasdurchsatz durch das Ansaugsystem (10, ...) Druckwellen vorgegebener Wellenlänge erzeugen; und daß sich die Druckwellen im Ansaugsystem (10, ...) ausbreiten, um das darin enthaltene Gas zu aktivieren.

   74. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 73 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (20, ...) im Ansaugsystem (10, ...) Ultraschallenergie mit weitgehend gleichmäßiger dreidimensionaler Intensität ausstrahlen.

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   75. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 74 gekennzeichnet durch einen in das Ansaugsystem (10, ...) mündenden Kanal (168) rechteckigen Querschnitts; und durch eine die Mediumquelle (123, ...) derart mit dem Kanal (168) verbindende Leitung (169» ...)» daß der Mediumstrom von der Quelle (123, ·..) durch die Leitung (169, ···) in das Ansaugsystem (10, ...) gesaugt wird.

   76. Vorrichtung nach Anspruch 75 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitendimensionen des rechteckigen Querschnittes des Kanales (168) in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen.

   77. Vorrichtung nach Anspruch 76 dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis eins ist, d.h., daß der Querschnitt quadratisch ist.

   78. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75 bis 77 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leitung (169) und dem Kanal (168) eine Verbindungsstelle besteht; und daß sich an dieser Verbindungsstelle der Kanal (168) quer zur Leitung (169) erstreckt.

   79. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75 bis 78 dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsdimensionen der Leitung (169) in einem ganzzahligen Verhältnis zu den Querschnittsdimensionen des Kanales (168) stehen.

   80. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75 bis 79 dadurch gekennzeichnet, daß die Seitendimeneionen des Querschnittes des Kanales (168) im Bereich von 4,3 bis 5,0 mm liegen.

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   81. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75 bis 80 dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (168) in seiner Längserstreckung eine geschlossene geometrische Figur (205,. 229, 291) bildet.

   82. Vorrichtung nach Anspruch 30 dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (128, ...) ein pneumatisch betätigtes Ventil ist; und daß das Ventil (128, ...) derart direkt mit dem Ansaugsystem (10, ...) verbunden ist, daß es direkt von den im Ansaugsystem (10, ...) herrschenden Absolutdruck betätigt wird.

   83. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 82 dadurch gekennzeichnet, daß die von den ümformungseinrichtungen (144, ...) an der Eintrittsblende (150) des Ansaugverteilers (10, ...) in das Ansaugsystem eingestrahlte kohärente Schallwellenenergie quer über die Eintritt sblende (150) stehende Schallwellen bildet.

   84. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 83 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (168, ...) zur Einstrahlung von Druckwellenenergie in die Öffnung (145, 146) der Platte (144) mit einer ein Eintrittsende und ein Austrittsende besitzenden langgestreckten Leitung (169), und mit einer sich quer zur Leitung (169) erstreckenden und mit ihrem Austrittsende in Verbindung stehenden länglichen Resonanzkammer (168) mit quadratischem Querschnitt, deren eines Ende mit der Öffnung (145, 146) der Platte (144) in Verbindung steht, ausgerüstet sind; das mit dem Eintrittsende der Leitung (169) eine einen Überschalluftstrom liefernde Quelle (149) verbunden ist; und daß der Überschalluftstrom kohärente Knallwellen mit einer vorgegebenen Wellenlänge bildet, die zu einer linearen Querschnittsdimension der Leitung (169) und einer Seitendimension des Querschnittes der Resonanzkammer (168)

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   in einem ganzzahligen Verhältnis steht.

   85. Vorrichtung nach Anspruch 84 dadurch gekennzeichnet, daß das ganzzahlige Verhältnis eins ist.

   86. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 83 bis 85 dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (145> 146) der Platte (144) entlang ihrer Peripherie mit mehreren im gleichen Abstand zueinander angeordneten, mit der öffnung (145, 146) in Verbindung stehenden quaderförmigen Resonanzkammern (182 bis 187) ausgerüstet ist; und daß die Seitendimension der quaderförmigen Resonanzkammern (182 bis 187) und die vorgegebene Wellenlänge im Verhältnis eines ganzzahligen Vielfachen eines gemeinsamen Devisore.zueinander stehen.

   87. Vorrichtung nach Anspruch 86 dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzkammern (182 bis 187) kubisch sind.

   88. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 39 bis 87 dadurch gekennzeichnet, daß die Quelle (149) des Überschalluftstromes mit einer an ihrem stromabwärts gelegenen Ende (32) offenen und an ihrem stromaufwärts gelegenen Ende (34) durch eine Stirnwand verschlossenen zylindrischen Düse (21) ausgerüstet ist; daß die Stirnwand (34) ein großes zentrales Loch (33) und mehrere in gleichem Abstand zueinander um das zentrale Loch (33) herum angeordnete periphäre Löcher (35) besitzt; daß die zylindrische Seitenwand (27) der Düse (21) mit mehreren paarweise einander gegenüberliegenden, in einer gemeinsamen Ebene in der Sähe des stromabwärts gelegenen Endes (32) der Düse (21) angeordneten seitlichen Löchern (36) zur Stabilisierung der Einschnürungsebene ausgerüstet ist; daß eine zylindrische Zelle (20) die Düse (12) derart umschließt, daß ein die zylindrische Seitenwand (27) der Düse (21)

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   umgebender Ringlcanal gebildet wird; daß die Zelle (20) die Düse (21) vollständig umgibt, mit Ausnahme einer mit den Löchern (33, 35) in der Stirnwand (34) der Düse (21) in Verbindung'stehenden Öffnung (38) an ihrem stromaufwärts gelegenen Ende (39); und daß das stromaufwärts gelegene Ende (34) der Düse (21) durch Einrichtungen (174» 176) mit der Atmosphäre verbunden ist.

   89. Vorrichtung nach Anspruch 88 dadurch gekennzeichnet, daß die Dimensionen der Düse (21) und der Zelle (20)

   ™ so gewählt sind, daß die Wellenlängen aller erzeugten

   Druckwellen ganzzahlige Vielfache eines gemeinsamen Teilers sind.

   90. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 88 oder 89 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (174, 176) zur Verbindung des stromaufwärts gelegenen Endes (34) der Düse (21) mit der Atmosphäre mit einem oberhalb eines vorgegebenen, Leerlaufbedingungen der Verbrennungskraftmaschine repräsentierenden Vakuums im Ansaugverteiler (152) den Luftmengenstrom begrenzenden und unterhalb des vorgegebenen Vakuums weitgehend vollständig öffnenden Luftregelventil (174)

   | ausgerüstet sind.

   91. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 90 dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungseinrichtungen (133, 144) kohärente Schallwellenenergie einer zur Erzeugung von ein Verbrennungsgemisch in einem feinzerstäubten Zustand haltenden stehenden Schallwellen im Ansaugverteiler (152) und in den Verbrennungszylindern (154, 155) ausreichenden Intensität in den Ansaugverteiler (152) einstrahlen.

   92. Vorrichtung nach Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ansaugverteiler (152) eingestrahlte

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   Schallwellenenergie aus einer Hauptwelle mit mehreren Ober- und Unterwellen besteht, deren Wellenlänge
   ganzzahlige Vielfache eines gemeinsamen Teilers sind.

   93. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 - 92, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Umformungseinrichtungen (239) in die Verbrennungskammern (235) eingestrahlte kohärente Schallwellenenergie in der Verbrennungskammer (235) ein Verbrennungsgemisch in einem feinzerstäubten Zustand haltende Schallwellen bildet.

   94. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium zusätzlich in den Verbrennungskammern mit Druckwellenenergie aktiviert wird.

   95. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 und 94, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in die Verbrennungskammern als auch in das Ansaugsystem Ultraschallenergie eingestrahlt wird.

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