DE2306026A1

DE2306026A1 - Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer brennkraftmaschine, insbesondere eines otto-motors, mit einem spaltgasgenerator

Info

Publication number: DE2306026A1
Application number: DE2306026A
Authority: DE
Inventors: Wolfang Dr Rer Nat Frie; Paul Hini; Christian Dipl Ing Koch; De Bucs Eugen Dr Ing Suabo
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1974-08-22
Also published as: NL7401281A; BE810716A; JPS49111028A; FR2216452B1; BR7400893D0; US4121542A; SU712040A3; IT1014543B; GB1461090A; ZA74744B; FR2216452A1; PL100143B1; CS174230B2; LU69333A1; CA995992A; SE406000B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Otto-Motors, mit einem Spaltgasgenerator

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Otto-Motors, mit einem Spaltgasgenerator, in dessen einen Katalysator enthaltendem Reaktionsraum versprühter oder verdampfter kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff unter Beimischung von Luft und/oder aus der Brennkraftmaschine rückgeführtem Abgas bei erhöhter Temperatur in ein Methan, Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff enthaltendes Brenngasgemisch umgesetzt wird, und wobei dieses Brenngasgemisch mit weiterer Luft vermischt den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt und dort verbrannt wird.

Ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Otto-Motors, mit einem Spaltgasgenerator ist bereits durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 103 008 bekannt. Bei diesem Verfahren wird versprühter oder verdampfter kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff unter Beimischung von Luft und/oder aus der Brennkraftmaschine rückgeführtem Abgas dem Reaktionsraum eines Spaltgasgenerators zugeführt und an einem in diesem Reaktionsraum angeordneten Katalysator bei erhöhter Temperatur, d.h. oberhalb der Temperatur, bei welcher der Katalysator im Sinne einer Umsetzung wirksam wird und unterhalb der temperaturmäßigen Grenzbelastung des Katalysators, in ein. Methan und Kohlenmonoxid und gegebenenfalls auch Wasserstoff enthaltendes Brenngasgemisch umgesetzt, welches dann unter Beimischung weiterer Luft den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt und dort verbrannt wird. Als Katalysatorträger im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators sind dabei insbesondere hochporöse Sinterkörper, beispielsweise aus Aluminiumoxid, geeignet, die

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mit einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten, in Strömungsrichtung verlaufenden Durchtrittsöffnungen für das umzusetzende Gasgemisch versehen sind. Als Katalysatoren, die in diese Sinterkörper eingebracht werden, sind "beispielsweise die in der deutschen Offenlegungsschrift 2 103 008 erwähnten Nickel- oder Platinkatalysatoren geeignet oder insbesondere Oxid-Katalysatoren, wie sie in den Patentanmeldungen Akt.Z. P 22 10 3.65.7, P 22 10 401.4 und P 22 61 222.2 vorgeschlagen wurden. Insbesondere die Verwendung derartiger Sinterkörper als Katalysatorträger ermöglicht eine sehr kompakte -Bauweise der Spaltgasgeneratoren, die sie auch zum Einbau in Kraftfahrzeuge geeignet macht. Das im Spaltgasgenerator erzeugte Brenngas hat eine hohe Octanzahl und läßt sich in den Brennräumen der Brennkraftmaschine mit wesentlich weniger schädlichen und umweltverschmutzenden Rückständen verbrennen als die üblicherweise in den Brennräumen von Brennkraftmaschinen verbrannten flüssigen Brennstoffe. Als Brennstoffe zur Umsetzung in Spaltgasgeneratoren kommen insbesondere schadstoffarme flüssige Brennstoffe in Frage, d.h. Brennstoffe, die insbesondere bleifrei sind, keine ringförmigen Kohlenwasserstoffe oder nur einen geringen Prozentsatz solcher ringförmigen Kohlenwasserstoffe enthalten und außerdem nur einen geringfügigen Schwefelgehalt von vorzugsweise 10 ppm oder weniger aufweisen. Unter einem geringen Prozentsatz an ringförmigen Kohlenwasserstoffen ist dabei ein Gehalt zu verstehen, der nicht über den üblicherweise in den herkömmlichen Destillatbenzinen vorhandenen Prozentsatz hinausgeht. Zusätze, welche die Octanzahl erhöhen und sich insbesondere in den Abgasen schädlich auswirken, sind bei den einzusdbzenden flüssigen Brennstoffen nicht erforderlich, da wie bereits erwähnt, das im Spaltgasgenerator erzeugte Brenngasgemisch bereits eine hohe Octanzahl aufweist.

Pur eine gute Ausnutzung der durch Spaltgasgeneratoren gegebenen Möglichkeiten zum Betrieb von Brennkraftmaschinen

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kommt es insbesondere auf eine günstige Dosierung der an der Umsetzung im Spaltgasgenerator beteiligten Stoffe, also von Brennstoff, Luft und rückgeführtem Abgas an.

In der Patentanmeldung Akt.Z. P 21 35 650.3 wurde bereits vorgeschlagen, die dem Reaktionsraum des Spaltgasgenerators zuzuführenden Mengen an Brennstoff, Luft und rückgeführtem Abgas so zu bemessen, daß eine vorbestimmte Betriebstemperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators aufrechterhalten bleibt. Durch unterschiedliche Bemessung der Anteile von Luft und Abgas an dem mit dem Brennstoff vermischten Luft-Abgas -Gemisch läßt sich nämlich die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators steuern, da die Umsetzung des Brennstoffes mit Luft im wesentlichen exotherm, die Umsetzung des Brennstoffes mit Abgas im wesentlichen endotherm verläuft. Bei diesem älteren Vorschlag dient insbesondere die Temperatur im Reaktionsraum' des Spaltgasgenerators als Führungsgröße für die Bemessung der diesem Reaktionsraum zuzuführenden Mengen an Luft, Brennstoff und Abgas, während der Brennstoffbedarf der Brennkraftmaschine lediglich durch eine überlagerte Steuerung der Brennstoffdosiervorrichtung in Abhängigkeit von der Stellung des Lastventiis, also der Drosselklappe, vorgesehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein weiter verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Spaltgasgenerator anzugeben, welches noch besser an die Erfordernisse des Betriebs einer Brennkraftmaschine, insbesondere im Kraftfahrzeug, angepaßt ist und gleichzeitig auch die Betriebsbedingungen des Spaltgasgenerators selbst berücksichtigt. Das Verfahren soll ferner eine verbesserte Ausnutzung des eingesetzten Brennstoffes bei weitestgehender Reduzierung der mit dem Abgas abgegebenen Schadstoffe ermöglichen.

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Zur lösung dieser Aufgabe wird der Brennstoff in einer dem jeweiligen Bedarf der Brennkraftmaschine wenigstens annähernd proportionalen Menge dem Spaltgasgenerator zugeführt und dort in versprühter oder verdampfter Form mit soviel durch den Spaltgasgenerator hindurch angesaugter luft und/oder soviel rückgeführtem Abgas vermischt, daß für den Luftanteil des Gemisches die Luftzahl für die Umsetzung des Brennstoffes im Spaltgasgenerator wenigstens 0,05» höchstens aber 0,5 beträgt und der Abgasanteil die der Luftzahl 0,05 äquivalente Abgasmenge nicht unter- die der Luftzahl 0,5 äquivalente Abgasmenge nicht überschreitet, und daß das so erzeugte Brenngasgemisch vor der Zuführung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine mit soviel weiterer von der Brennkraftmaschine angesaugten Luft vermischt wird, daß die Luftzahl für die Verbrennung in diesen Brennräumen wenigstens gleich 1 ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist also der Bedarf der Brennkraftmaschine, beispielsweise gegeben durch Gaspedalstellung und Drehzahl, die Hauptführungs größe für die Bemessung der dem Spaltgasgenerator zuzuführenden Brennstoffmenge. Die mit dem Brennstoff zu vermischende, zur Umsetzung im Spaltgasgenerator erforderliche Luft wird dabei von der Brennkraftmaschine durch den Spaltgasgenerator hindurch mgesaugt und kann daher, da sich auch die pro Zeiteinheit von der Brennkraftmaschine angesaugte Luft mit deren Belastung und damit mit dem Brennstoffbedarf ändert, in einfacher V/eise den sich bei wechselnden Betriebszuständen ändernden Brennstoffmengen angepaßt werden. Die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator soll dabei erfindungsgemäß wenigstens 0,05» höchstens aber 0,5 betragen,, Bei einer" Luftzahl von weniger als 0,05 kann nämlich nicht mehr sichergestellt werden, daß die Umsetzung im Spaltgasgenerator einerseits noch rußfrei verläuft, andererseits aber die zur Aufrechterhaltung der Reaktion erforderliche Wärme noch

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aufgebracht werden kann. Bei einer Luftzahl von mehr als 0,5 wird dagegen bereits im Spaltgasgenerator ein zu großer Anteil des zugeführten Brennstoffes in nicht mehr brennbare Gase umsetzt und der Heizwert des Brenngasgemisches und damit die Ausnutzung der im flüssigen Brennstoff enthaltenen Energie zu stark herabgesetzt. Die dem Spaltgasgenerator zuzuführende Luft kann, wie im einzelnen noch erläutert wird, ganz oder teilweise durch rückgeführtes Abgas ersetzt werden, dabei soll aber auch der Abgasanteil die der Luftzahl 0,05 äquivalente Abgasmenge nicht unterschreiten und die der Luftzahl 0,5 äquivalente Abgasmenge nicht überschreiten. Das im Spaltgasgenerator erzeugte Brenngasgemisch wird schließlich vor der Einleitung in die Brennräume der Brennkraftmaschine mit soviel weiterer, von der Brennkraftmaschine angesaugter Luft vermischt, daß die Luftzahl für die Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine wenigstens gleich 1 ist. Durch letztere Maßnahme wird eine möglichst vollständige Verbrennung des Brenngasgemisches in der Brennkraftmaschine gesichert, so daß insbesonderejkeine größeren Mengen unverbrannter Rückstände in den Abgasen auftreten.

Zur genaueren Erläuterung dessen, was unter den verschiedenen Luftzahlen und insbesondere der einer Luftzahl äquivalenten Abgasmenge zu verstehen ist, sei kurz auf die im Spaltgasgenerator und in der Brennkraftmaschine ablaufenden Reaktionen eingegangen. Die Verbrennung eines Brennstoffes läßt sich allgemein mit folgender Formel darstellen:

B + A₁₃ L > A . . ₍₁₎

B bedeutet dabei ein Mol Brennstoff, L die zur stöchiometrischen Verbrennung des Brennstoffes erforderliche Luftmenge und A die bei der Verbrennung erzeugte Abgasmenge. Bei einer stöchiometrischen Verbrennung ist ^₁, gleich 1₅bei

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übereiner/stöchiometrischen Verbrennung (abgemagertes Gemisch) größer als 1. Die sogenannte Gesamtluftzahl A₁₅ gibt somit das Verhältnis der tatsächlich pro Mol Brennstoff insgesamt eingesetzten Luftmenge zu der zur stöchiometrischen Verbrennung pro Mol Brennstoff erforderlichen Luftmenge an. Beim vorliegenden Verfahren wird die Umsetzung des Brennstoffes in zwei Stufen durchgeführt. Die erste Stufe

B + A₁₂L > S, (2)

wobei S die pro Mol Brennstoff erzeugte Brenngasmenge bedeutet, läuft dabei im Spaltgasgenerator ab, die zweite Stufe

S + Cl₁₃ - A₁₂)L — > A (3)

bei der Verbrennung des Brenngases S in den Brennräumen der Brennkraftmaschine.

Die Luftzahl für die Umsetzung des Brennstoffes im Spaltgasgenerator zu Brenngas ist demnach/}..«· Diese Luftzahl A₁₂ ist gleich dem Verhältnis der tatsächlich dem Spaltgasgenerator pro Mol Brennstoff zur Umsetzung zugeführten Luftmenge zu der zur stöchiometrischen Verbrennung pro Mol Brennstoff erforderlichen Luftmenge. Diese Luftzahl A₁₂ ^S°H erfindungsgemäß nicht kleiner als 0,05 und nicht größer als 0,5 sein.

Aus den Gleichungen (2) und (3) kann man formal die Größe L eliminieren. Man erhält dann folgende Reaktionsgleichung für die Umsetzung des Brennstoffes im.Spaltgasgenerator mit Abgas:

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Man kann also ein Brenngasgemisch gleicher Zusammensetzung statt aus Brennstoff und Luft auch aus Brennstoff und Abgas herstellen. DaA^/U-j-z "λ-^ g^rößer als 1 ist, erhält man bei der Reaktion mit Abgas etwas mehr Brenngas -als bei der Reaktion mit Luft. Bezogen auf die gleiche umzusetzende Brennstoffmenge ist die der Luftzahl ^₁ ρ äquivalente Abgasmenge pro Mol des mit Abgas umzusetzenden Brennstoffes gleich

J. ist dabei gleich dem Verhältnis der tatsächlich pro Mol Brennstoff zur Umsetzung eingesetzten Abgasmenge zu der bei stochiometriseher oder überstöchiometrischer Verbrennung eines Moles Brennstoff erzeugten Abgasmenge. Unter "Mol Brennstoff" sind jeweils soviele G-ramm Brennstoff zu verstehen, wie das mittlere Formelgewicht des Brennstoffes angibt. Wird dem Brennstoff im Spaltgasgenerator nicht reine Luft oder reines Abgas zugemischt, so gelten die Begrenzungen für die Luftzahl und die dieser Luftzahl entsprechenden Abgasmengen jeweils getrennt für den Luftanteil und den Abgasanteil des Luft-Abgas-G-emisches.

Die Luftzahl ^n^ ^^r ^^^e Verbrennung des Brenngasgemisches in den Brennräumen der Brennkraftmaschine ergibt sich aus der Formel

Dabei bedeutet L₀ die zur stöchiometrischen Verbrennung der Brenngasmenge S erforderliche Luftmenge. A«, ist also das Verhältnis der der Brennkraftmaschine tatsächlich zugeführten Luftmenge zu der zur stöchiometrischen Verbrennung des der Brennkraftmaschine zugeführten Brenngasgemisches erforderlichen Luftmenge. Da L^₁ = (1 - 3.^) ^L ist, besteht zwischen den verschiedenen Luftzahlen der Zusammenhang

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λ _ 13 12
23 - 1 - λ₁₂ . (7)

Erfindungsgemäß soll ^ρ3 wenigstens gleich 1 sein.

Um die vorstehenden schematisch angegebenen Formeln noch zu verdeutlichen, sei angemerkt, daß beispielsweise zur stöchiometrisehen Verbrennung eines Moles Brennstoff der Zusammen-·

setzung C_nH_21n ^die Luftmenge L = (n + ^) (°2 ⁺ ^ ^N2^ ^er"^forderlich ist und daß bei dieser Verbrennung die Abgasmenge

A = nCO₂ + rnEUO + 4 (n + f)N₂ entsteht.

Bevorzugt wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der dem Spaltgasgenerator zugeführte Brennstoff mit soviel Luft und/ oder Abgas vermischt, daß die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator zwischen 0,07 und 0,3 liegt, bzw. das Abgas die der Luftzahl 0,07 äquivalente Abgasmenge nicht unter- und die der Luftzahl 0,3 äquivalente Abgasmenge nicht überschreitet. Bin Arbeiten mit einer Luftzahl ^₁₂ unter 0,3 ist deshalb besonders vorteilhaft, weil der bei der Umsetzung im Spaltgasgenerator auftretende Heizwertverlust des eingesetzten Brennstoffes bis zu etwa /^₂ = 0,3 herunter annähernd proportional der Luftzahl ist, während unterhalb dieses Wertes die Verluste geringer sind, weil in zunehmendem Maße endotherme Spaltreaktionen stattfinden, die einen Teil der entstehenden Wärme unter Bildung von Produkten höheren Heizwertes wieder verbrauchen.

Noch vorteilhafter ist es daher, wenn der dem Spaltgasgenerator zugeführte Brennstoff mit soviel Luft und/oder Abgas vermischt wird, daß die Luftzahl A₁₂ ^^r ^^e Umsetzung im Spaltgasgenerator zwischen etwa 0,09 und etwa O₉2 liegt bzw. das rückgeführte Abgas die der Luftzahl 0,09 äquivalente Abgasmenge nicht unter und die der Luftzahl 0,2 äquivalente Abgasmenge nicht überschreitet. Einerseits wird in diesem

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Bereich der Luftzahl ^₁₂ eine Rußbildung mit Sicherheit vermieden und zum anderen ein Brenngasgemisch mit sehr hohem Heizwert erzeugt. Ganz besonders günstig ist es mit einer Luftzahl Xj₂ ^von etwa 0,1 zu arbeiten.

Wie aus der vorstehend angegebenen Beziehung (7) zu entnehmen ist, ist bei einer Luftzahl ^₁₂ ^von wenigstens 0,05 und einer Luftzahl ^ ₂, von wenigstens 1 die Gesamtluftzahl ^₁ -2 für die Umsetzung des Brennstoffes im Spaltgasgenerator und die anschließende Verbrennung in der Kraftmaschine immer größer als 1. Diese Gesamtluftzahl kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch größer als 1 sein, sollte jedoch den Wert 2 nicht überschreiten, da bei aner Gesamtluf tzahl größer als 2 in dem bei der Verbrennung entstehenden Abgas schon soviel Luft enthalten ist, daß auch die Umsetzung des Brennstoffes mit rückgeführtem Abgas im Spaltgasgenerator exotherm verläuft und eine noch zu erläuternde Regelung der Temperatur des Reaktionsraums des Spaltgasgenerators nicht mehr möglich ist. Dem Brenngasgemisch sollte daher vor der Zuführung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine nur soviel weitere Luft beigemischt werden, daß die Gesamtluf tzahl \*~ für die Umsetzung des Brennstoffes im Spaltgasgenerator und die anschließende Verbrennung in der Brennkraftmaschine höchstens gleich 2 ist.

Während so hohe Luftzahlen sich insbesondere beim Betrieb von speziell für den Gasbetrieb vorgesehenen Gasmotoren auch auf den Betrieb vorteilhaft auswirken können, sollte insbesondere beim Betrieb von Kraftfahrzeug-Otto-Motoren, die auf ein niedriges Leistungsgewicht ausgelegt sind, dem Brenngasgemisch vor der Zuführung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine nur soviel weitere Luft beigemischt werden, daß die Luftzahl (^3) für die Verbrennung in den Brennräumen der Kraftmaschine zwischen etwa 1,0 und etwa 1,3 liegt. Bei höheren Luftzahlen würde die Füllung der Brennräume der Otto-Motoren mit Brenngas zu gering werden

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und die leistung zu stark absinken.

Zur Dosierung des dem Spaltgasgenerator zuzuführenden Brennstoffes ist es besonders vorteilhaft, wenn der flüssige Brennstoff in einer den jeweiligen Bedarf der Brennkraftmaschine wenigstens annähernd proportionalen Menge in eine strömungsmäßig vor dem Reaktionsraum des Spaltgasgenerators angeaüne.te Verdampfungseinrichtung eingespritzt wird. Durch solches Einspritzen läßt sich nämlich die Brennstoffmenge besonders genau dosieren.

Eine besonders günstige Dosiermöglichkeit ergibt sich, wenn der flüssige Brennstoff in einer im wesentlichen zur Gaspedalstellung und zur Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionalen und zur absoluten Temperatur der mit dem Brenngasgemisch zu vermischenden Luft umgekehrt proportionalen Menge in die Verdampfungseinrichtung eingespritzt wird. Durch die temperaturabhängige Einspritzung wird dabei berücksichtigt, daß das von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftvolumen bei höherer Lufttemperatur eine geringere Menge von mit dem Brenngas umzusetzenden Luftmolekülen enthält als bei niedrigerer Temperatur. Unter Gaspedalstellung ist im vorliegenden Zusammenhang immer die Abweichung des Gaspedals von der Ruhestellung zu verstehen. In besonders einfacher Weise kann die Brennstoffzumessung erfolgen, wenn die Zahl der Einspritzvorgänge proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine und die Dauer jedes Einspritzvorganges proportional zur Gaspedalstellung und umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur der mit dem Brenngasgemisch zu vermischenden Luft ist. Im Bereich hoher Drehzahlen kann die einzuspritzende Brennstoffmenge, um eine Überfettung zu vermeiden, vorteilhaft entsprechend dem abnehmenden Füllungsgrad der Brennkraftmaschine verringert werden.

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Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn beim Überschreiten einer bestimmten Belastung der Brennkraftmaschine die durch den Spaltgasgenerator hindurch/angesaugte Luftmenge nicht weiter erhöht, jedoch entsprechend der erhöhten Belastung mehr flüssiger Brennstoff zugeführt und damit die Luftzahl Λ ίο ^{iür die} Umsetzung im Spaltgasgenerator verringert und der Heizwert des erzeugten Brenngasgemisches gesteigert wird. Der Brennkraftmaschine wird dann oberhalb einer bestimmten Belastung ein Brenngas mit höherem Heizwert zugeführt und dabei die Leistung der Brennkraftmaschine erhöht. Während unterhalb der erwähnten bestimmten Belastung im wesentlichen nur die Menge (Quantität) des der Brennkraftmaschine zugeführten Brenn-

wird
gases geändert wird ,/also oberhalb der bestimmten Belastung die Zusammensetzung des Brenngases (Qualität) geändert. Man kann daher bei dieser Art der Brennstoffzumessung von einer kombinierten Qualitäts-Quantitäts-Regelung sprechen. Vorzugsweise kann nach Überschreiten der bestimmten Belastung der Brennkraftmaschine, also im "Qualitätsbereich" die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator durch erhöhte Benzineinspritzung von etwa 0,2 auf etwa 0,1 vermindert werden.

Eine andere Möglichkeit zur Leistungssteigerung besteht insbesondere bei kleineren Spaltgasgeneratoren darin, daß bei Überschreiten einer bestimmten Belastung der Brennkraftmaschine in das aus dem Sp'altgasgenerator austretende Brenngasgemisch zusätzlich flüssiger Brennstoff eingespritzt wird.

Wie bereits erwähnt, kann die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators vorteilhaft durch Änderung des Verhältnisses der dem Spaltgasgenerator zuzuführenden Mengen an Abgas und Luft geregelt werden. Insbesondere kann die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators dadurch annähernd konstant gehalten werden, daß der Abgasanteil am

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zuzuführenden Luft-Abgas-Gemisch bei Abweichung der Isttemperatur von der Solltemperatur nach oben erhöht und bei Abweichung der Isttemperatur von der Solltemperatur nach unten verringert wird.

Wie aus der eingangs erwähnten Formel (4) hervorgeht, wird bei der Umsetzung einer bestimmten Benzinmenge mit Abgas im Spaltgasgenerator etwas mehr Brenngas erzeugt als bei der Umsetzung der gleichen Benzinmenge mit Luft. Mit wachsendem Abgasanteil am Abgas-Luft-Gemisch nimmt daher die für die Brennkraftmaschine verfügbare Brenngasmenge zu. Dies kann erforderlichenfalls dadurch ausgeglichen werden, daß die dem Spaltgasgenerator zuzuführende Brennstoffmenge entsprechend dem Abgasanteil am zugeführten Luft-Abgas-Gemisch gegenüber der bei ausschließlicher Zuführung von Luft zuzuführenden Brennstoffmenge verringert wird.

Bei der Inbetriebnahme der mit einem Spaltgasgenerator versehenen Brennkraftmaschine ist es wichtig, daß der Reaktionsraum des Spaltgasgenerators möglichst rasch auf die zur Brenngaserzeugung erforderliche Temperatur erhitzt wird. Man kann vorteilhaft in der Weise vorgehen, daß beim Starten der Brennkraftmaschine zunächst in einer dem Spaltgasgenerator vorgeschalteten Startvorrichtung eine Brennstoffflamme entzündet wird, deren Flammgase von der Brennkraftmaschine, die dabei vom Anlasser in Bewegung gehalten wird, solange durch einen eine im Verhältnis zur Katalysatormenge des Spaltgasgenerators kleine Katalysatormenge enthaltenden Reaktionsraum der Startvorrichtung und durch den Spaltgasgenerator hindurchgesaugt werden, bis der Katalysator der Startvorrichtung die zur Erzeugung eines Methan, Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff enthaltenden Brenngasgemisches erforderliche Temperatur erreicht hat. Anschließend kann unter Löschung der Flamme und mit einer

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gegenüber der Verbrennung in der Flamme herabgesetzten Luftzahl im Reaktionsraum der Startvorrichtung aus angesaugter Luft und zugeführtem Brennstoff solange ein solches Brenngasgemisch erzeugt, durch den Spaltgasgenerator zu dessen Erwärmung hindurchgesaugt und nach Beimischung weiterer Luft in den Brennräumen der Brennkraftmaschine verbrannt werden, bis der Katalysator des Spaltgasgenerators die zur Erzeugung des Brenngasgemisches erforderliche Temperatur erreicht hat. Nach Erreichen dieser Temperatur können dann dem Spaltgasgenerator selbst die zur Erzeugung des Brenngasgemisches erforderlichen Mengen an Brennstoff und Luft und/oder Abgas zugeführt und die Startvorrichtung abgeschaltet werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß sich die kleine Katalysatormenge in der Startvorrichtung rascher auf die zur Erzeugung des Brenngases erforderliche Temperatur erhitzt als der Katalysator im Spaltgasgenerator und daß die Brennkraftmaschine, während der Spaltgasgenerator noch durch das in der Startvorrichtung erzeugte Brenngas aufgeheizt wird, bereits mit diesem Brenngas anlaufen kann. Gegebenenfalls kann durch entsprechende Bemessung der der Startvorrichtung zugeführten Luftmenge der zugeführte Brennstoff nur teilweise verbrannt werden. Die dabei entstehenden noch unverbrannten Flammgase können dann nach dem Durchtritt durch den Katalysator der Startvorrichtung und den Spaltgasgenerator und nach Beimischung weiterer Luft in den Brennräumen der Brennkraftmaschine verbrannt werden. Bei dieser Betriebsweise kann die Brennkraftmaschine bereits mit den Flammgasen der Startvorrichtung anlaufen. Während des Startvorganges wird vorteilhaft die den Brenngasen vor der Verbrennung in der Brennkraftmaschine beizumischende, von der Brennkraftmaschine anzusaugende Luftmenge gegenüber ETormalbetrieb verringert.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich insbesondere eine Vorrichtung, die einen Spaltgasgenerator mit wenigstens einem einen Katalysator enthalten-

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den Reaktionsraum, einer diesem Reaktionsraum strömungsmäßig vorgeschalteten Brennstoffverdampfungseinrichtung und einer vor dem Reaktionsraum angeordneten Mischkammer zur Vermischung des Brennstoff dampf es mit Luft bzw. Abgas enthält und ferner eine in diese Mischkammer mündende Luftzuführung, eine den Reaktionsraum des Spaltgasgenerators mit der Luftansäugleitung der Brennkraftmaschine verbindende Brenngasleitung und eine in der Luftansaugleitung vorgesehene Brenngas-Luft-Mischeinrichtung mit einer an die Druckverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators angepaßten Druckverlustcharakteristik aufweist. Durch diese Anpassung der DruckverlustcEarakteristiken' kann das Verhältnis des von der Brennkraftmaschine aus der Brenngasleitung angesaugten Brenngasvolumens zu dem durch die Luftansaugleitung angesaugten Luftvolumen in einfacher Weise eingestellt und während des Betriebs der Brennkraftmaschine zumindest annähernd konstant gehalten werden. Dies ermöglicht zusammen mit roch zu erwähnenden Maßnahmen eine einfache Regelung der Zusammensetzung des der Brennkraftmaschine zuzuführenden Brenngas-Luft-Gemisches. Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzuge Vorrichtung besitzt weiter einen Temperaturfühler in der Luftansaugleitung, eine Steuereinrichtung, durchweiche die in die Verdampfungseinrichtung einzuspritzende Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Gaspedalstellung und der Temperatur der durch die Luftansaugleitung anzusaugenden, dem Brenngasgemisch zuzumisehenden Luft steuerbar ist, einen die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators erfassenden Temperaturfühler und einen Regler, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal dieses Temperaturfühlers über ein Stellglied das Mischungsverhältnis des der Mischkammer des Spaltgasgenerators zugeführten Luft-Abgas-Gemisches ändert. Um eine rasch ansprechende Temperaturregelung zu erhalten, kann das Stellglied vorteilhaft an oder in der Nähe der Mündung der Abgasrückführung in die Luftzuführung angeordnd; sein und

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den Einströmquerschnitt des Abgases in die Luftzuführung ändern. Obwohl die genaue bei der Umsetzung mit Abgas anstelle von Luft einzusparende Brennstoffmenge, wie die einleitend erwähnte Formel (4) zeigt, von den iuftzahlen λ.- undX., abhängt, läßt sich eine bei üblichen Betriebsbedingungen völlig ausreichende anteilige Verringerung der Brennstoffmenge bereits dadurch erreichen, daß die Stellung des erwähnten Stellgliedes als zusätzliche Steuergröße für die Brennstoffeinspritzsteuereinrichtung dient.

Die Brenngas-Luft-Mischeinrichtung kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft derart ausgebildet sein, daß die Brenngasleitung zwischen der Eintrittsöffnung der Luftansaugleitung und der durch das Gaspedal betätigbaren Drosselklappe in die Luftansaugleitung mündet und daß zwischen dieser Mündung und der Eintrittsöffnung ein mittels mehrerer Federn unterschiedlicher Federkonstanten an die Druckverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators angepaßtes Luftventil vorgesehen ist.

Zum Anfahren kann dem Spaltgasgenerator vorteilhaft eine mit absperrbarer Luft- und Brennstoffzufuhr versehene Startvorrichtung vorgeschaltet sein, die einen Katalysator mit kleinerem Volumen als der Spaltgasgenerator enthält und mit einer Anfahrsteuerung verbunden ist, die beim Betätigen des Anlassers die Startvorrichtung einschaltet und nach Erreichen einer vorgegebenen Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators die Brennstoffzufuhr zu diesem ein- und die Startvorrichtung abschaltet. Das in der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine vorgesehene Luftventil kann vorteilhaft so ausgebildet sein, daß sein freier Strömungsquerschnitt mittels der Anfahrsteuerung, beispielsweise über einen das Ventil verstellenden Elektromagneten, während des Betriebs der Startvorrichtung verringerbar ist.

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Die einzelnen Steuer- und Regeleinrichtungen können vorteilhaft zu einer zentralen elektronischen Steuer- und Regeleinheit zusammengefaßt sein, die dann aus einer die Starteinrichtung betätigenden Anfahrsteuerung, einer aus den Eingangsgrößen Gaspedalstellung, Drehzahl, Ansauglufttemperatur und gegebenenfalls einer das Abgas-Luft-Verhältnis angebenden Größe Steuerimpulse für die Brennstoffeinspritzvorrichtung bildenden Brennstoffmengensteuerung und einem Regler besteht, der die Zusammensetzung des dem Spaltgasgenerator zuzuführenden Abgas-Iuft-Gemisches in Abhängigkeit von der Temperatur im Reaktionsraum regelt.

Anhand einiger Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Spaltgasgenerator,

Fig. 2 zeigt schematisch ein Funktionsschaltbild: für eine beim erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft einsetzbare elektronische Brennstoffeinspritzsteuerung, Fig. 3 zeigt schematisch im Schnitt eine Ausführungsform einer beim erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft einsetzbaren Brenngas—Luft-Mischeinrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Spaltgasgenerator 1, einem diesem Spaltgasgenerator vorgeschalteten Startgerät 2,. einer zentralen elektronischen Steuer- und Regeleinrichtung 3 und einer Brennkraftmaschine 4 mit einer Luftansaugleitung 5, an deren Einlaßöffnung ein Luftfilter 6 vorgesehen ist. Die im Reaktionsraum 7 des Spaltgasgenerators 1 angeordneten, den Katalysator enthaltenden, hochporösen, mit Durchtrittsöffnungen versehenen Sinterkörper sind mit 8 bezeichnet. Die zur Erzeugung des Brenngases im Spaltgasgenerator 1 erforderliche Luft wird von der Brennkraftmaschine 4 zunächst durch die Luftzuführung 9

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in den Mischraum 10 des Spaltgasgenerators und von dort nach Vermischen mit dem zugeführten Brennstoffdampf in den Reaktionsraum 7 eingesaugt. Vor dem Eintritt in den Mischraum 10 durchsetzt die Luft einen Wärmetauscher 11, in welchem sie durch das heiße aus dem Reaktionsraum 7 austretende Brenngasgemisch erwärmt wird. Der dem Spaltgasgenerator zuzuführende Brennstoff wird mittels eines Einspritzventils 12 in einen weiteren als Verdampfungseinrichtung dienenden Wärmetauscher 13 eingespritzt, dort durch das immer noch heiße Brenngasgemisch verdampft und in Dampfform über eine Leitung 14 dem Mischraum 10 zugeleitet. Das den Spaltgasgenerator 1 verlassende Brenngasgemisch wird in' einem Kühler 14a beispielsweise mit Luft oder Wasser weiter abgekühlt. Durch diese Abkühlung wird das Volumen pro Mengeneinheit des Brenngasgemisches verringert und der Füllungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht. Über die Brenngasleitung 15 wird dann das Brenngasgemisch der Luftansaugleitung 5 der Brennkraftmaschine zugeführt und dort mit der zur Verbrennung in der Brennkraftmaschine erforderlichen Luft vermischt. Zwischen der Eintrittsöffnung der Luftansaugleitung 5 und der Mündung der Brenngasleitung 15 befindet sich ein Luftventil 16, dessen Druckverlustcharakteristik an die Druckverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators 1 derart angepaßt ist, daß die Luftzahl "λρ^ ^{fur 1}^i e Verbrennung in der Brennkraftmaschine 4 zwischen 1 und etwa 1,3 liegt. Zwischen der Mündung der Brenngasleitung 15 in die Luftansaugleitung 5 und der Brennkraftmaschine 4 ist eine Drosselklappe 17 angeordnet, die durch das Gaspedal 18 betätigbar ist. Das Abgas verläßt die Brennkraftmaschine 4 durch eine Leitung 19· Ein Teil des Abgases kann über eine Rückführungsleitung 20 der dem Spaltgasgenerator 1 über die Leitung 9 zugeführten Luft ■ beigemischt werden. Die Menge des rückgeführten Abgases wird durch eine Dosiervorrichtung 21, beispielsweise ein verstellbares Ventil oder eine verstellbare Klappe, eingestellt. Diese Dosiervorrichtung 21 wird, wie bereits erwähnt, vorteilhaft an oder in der Nähe der Mündung der Leitung 20 in

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die Leitung 9 angebracht und ist in Fig. 1 lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit an anderer Stelle eingezeichnet.. Der Mischraum 10 des Spaltgasgenerators 1 ist ferner über eine Leitung 22 mit dem Startgerät 2 verbunden, das einen ebenfalls auf einen mit Durchtrittsöffnungen versehenen hochporösen Sinterkörper 23 aufgebrachten Katalysator enthält. Der Sinterkörper 23 hat ein kleineres Volumen als die Gesamtheit der Sinterkörper 8 und kann daher schneller als diese aufgeheizt werden. Das Startgerät 2 ist weiterhin mit einer durch ein Ventil 24 absperrbaren Luftzuführung 25» zwei Brennstoffeinspritzventilen 26 und 27 und einer Zündelektrode 28 versehen. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines solchen Startgerätes ist in der gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung "Schnellstartgerät für Spaltgasgeneratoren", Akt.Z. P ". ο.......... (VPA 73/7502), beschrieben.

Die zentrale elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 3 besteht aus der Anfahrsteuerung 29, der Brennstoffeinspritzsteuerung 30 und dem Temperaturregler 31· Die Funktion dieser Steuer- und Regeleinrichtung, die aus an sich bekannten elektronischen Elementen besteht, soll zunächst näher erläutert werden.

Beim Starten, also bei Betätigung des Anlassers, wird zunächst durch die Anfahr steuerung 29 über eine Leitung 32 und eine Magnetspule 45 das Luftventil 16 so verstellt, daß die Brennkraftmaschine durch das Luftventil weniger Luft ansaugt als im Normalbetrieb. Dies ist erforderlich, um den zusätzlichen Druckverlust des Startgerätes 2, das zudem eine kleinere Brenngasmenge als der Spaltgasgenerator im Normalbetrieb liefert, auszugleichen und das im Startgerät 2 erzeugte heiße Gas möglichst rasch durch den Spaltgasgenerator hindurchzusaugen, um diesen zu erwärmen. Gleichzeitig öffnet die Anfahrsteuerung 29 bei Betätigung des Anlassers über die Leitung 33 das Ventil 24 an der Luftzuführung 25 und betätigt

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über eine Leitung 34 das Brennstoffeinspritzventil 26. Der eingespritzte Brennstoff wird mittels der über die Leitung ■ 35 durch die Anfahrsteuerung 29 betätigten Zündelektrode 28 gezündet. Brennstoff und Luft werden dabei vorzugsweise

so aufeinander abgestimmt, daß die Verbrennung mit einer Luftzahl größer als T erfolgt. Die bei der Verbrennung entstehenden heißen Plammgase werden von der vom Anlasser angetriebenen Brennkraftmaschine 4 durch den Katalysator 23 und den Spaltgasgenerator 1 hindurchgesaugt. Dabei wird zunächst der Katalysator 23 auf die zur Erzeugung eines Brenngasgemisches erforderliche Temperatur von beispielsweise 600 bis 700⁰C erwärmt. Wenn diese Temperatur erreicht ist, gibt die Anfahrsteuerung 29 über eine Leitung 36 ein Signal an die Brennstoffeinspritzsteuerung 30. Das Signal kann beispielsweise durch eine Messung der Temperatur des Katalysators 23 oder einfacher nach einer zur Erwärmung des Katalysators ausreichenden an den Anfahrsteuerung'29 fest eingestellten Zeit ausgelöst werden. Die Brennstoffeinspritzsteuerung 30 betätigt dann über eine Leitung 37 das Einspritzventil 27,

etwa. ' ^^ei Leerlauf

welches eine/dem !Bedarf der Brennkraftmaschine/entsprechende Menge Brennstoff zur Erzeugung von Brenngas in das Startgerät 2 einspritzt. Der Brennstoff kann dabei vorteilhaft in Eichtung der Oberfläche des heißen Katalysators 23 gespritzt werden und verdampft dann, bevor er auf den Katalysator auftrifft. Anschließend wird das Einspritzventil 26 abgestellt, so daß die im Startgerät 2 brennende Flamme erlischt, ferner wird das Luftventil 24 soweit zurückgestellt, daß die Luftzahl für die Umsetzung des durch das Ventil 27 eingespritzten Brennstoffes zu Brenngas etwa0,1 beträgt.

Das im Startgerät 2 erzeugte Brenngas wird weiterhin durch den Spaltgasgenerator 1 hindurchgesaugt und in den Brennräumen der Brennkraftmaschine 4, die nunmehr zündet, verbrannt." Die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators 1 wird über einen Temperaturfühler 38 gemessen. Sobald die zur

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Erzeugung von Brenngas erforderliche Temperatur von etwa 600 bis 700°0 erreicht ist, wird durch die mit dem Temperaturfühler 38 über eine Leitung 39 verbundene Anfahrsteuerung 29 ein Signal an die Brennstoffeinspritzsteuerung 30 gegeben, welche über die Leitung 46 nunmehr Einspritzimpulse an das Einspritzventil 12 gibt, das Brennstoff in die nunmehr ebenfalls erwärmte Verdampfungseinrichtung 13 einspritzt. Gleichzeitig wird das Luftventil 16 auf Normalbetrieb umgeschaltet. Sobald im Spaltgasgenerator genügend Brennstoff erzeugt wird, werden das Luftventil 25 und das Einspritzventil 27 am Startgerät 2 geschlossen. Zweckmäßig ist in der Luftleitung 9 ein Absperrventil 47 vorgesehen, das von der Anfahrsteuerung 29 über die Leitung bei Startbeginn geschlossen und erst mit Beginn der Brennstoffeinspritzung in den Spaltgasgenerator geöffnet wird.

Die durch das Einspritzventil 12 in den Spaltgasgenerator eingespritzte Benzinmenge wird durch die Einspritzsteuerung 30 im wesentlichen proportional zum Bedarf der Brennkraftmaschine 4 gesteuert. Als Eingangsgrößen werden der Einspritzsteuerung zu diesem Zwecke die beispielsweise über ein Potentiometer 40 gemessene Stellung des Gaspedals 18, die am Zündverteiler 41 abgegriffene Drehzahl, die mittels eines Temperaturfühlers 42 gemessene Temperatur der Ansaugluft und die beispielsweise mittels eines Potentiometers 43 gemessene Stellung'der Abgasdosier einrichtung 21 zugeführt, die ein Maß für den Abgasanteil des dem Spaltgasgenerator zugeführten Luft-Abgas-Gemisches ist.

Der Regler 31 vergleicht die durch den Temperaturfühler 38 gemessene Temperatur im Reaktionsraum 7.des Spaltgasgenerators 1 mit einer vorgegebenen Solltemperatur und verstellt in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Istwert und Sollwert über einen Stellmotor 44 die Abgasdosiereinrichtung 21.Da das Abgas an der Dosiereinrichtung 21 mit einem gewissen Druck ansteht, kann es auch in die Luftleitung 9 unter Druck einströmen. Dadurch wird durch die Luftleitung 9 weniger Luft angesaugt, so daß ein Teil der dem Spaltgasgenerätor zugeführten Luft durch Abgas ersetzt wird. Falls die Temperatur im Reaktionsraum 7 in einem gewissen Bereich schwanken kann, was

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im einzelnen vom verwendeten Katalysator abhängt, kann der Regler 31 auch so ausgebildet sein, daß die Abgasdosiereinrichtung 21 erst verstellt wird, wenn die Differenz zwischen Solltemperatur und Isttemperatur einen bestimmten Betrag überschreitet.

Die Steuerung der Brennstoffmenge durch die Brennstoffeinspritzsteuerung 30 erfolgt vorteilhaft entsprechend der folgenden Formel:

M = Hf(Ii)Ot₁P^ (i-b.a.Qt,₂).

Dabei ist M die pro Zeiteinheit in die Verdampfungseinrichtung 13 des Spaltgasgenerators einzuspritzende Brennstoffmenge, η die am Zündverteiler 41 abzunehmende Drehzahl der Brennkraftmaschine. f(n) ist ein drehzahlabhängiger Korrekturfaktor, durch den im Bereich höherer Drehzahlen die einzuspritzende Brennstoffmenge entsprechend der Verringerung der Zylinderfüllung verkleinert wird, die auf den erhöhten Druckverlust an den Einlaßventilen der Brennkraftmaschine zurückzuführen ist. Der Korrekturfaktor f(n) kann beispielsweise

—8 2 folgende Punktion von η sein: f(n) = 1-10 η . η ist dabei in Umdrehungen pro Minute zu messen. Bei diesem Korrekturfaktor wird die Einspritzmenge beispielsweise bei einer Drehzahl von 3000 U/min etwa um den Faktor 0,91 und bei einer Drehzahl von 6000 U/min etwa um den Faktor 0,64 verringert. Ohne einen solchen Korrekturfaktor besteht die Gefahr, daß das von der Brennkraftmaschine angesaugte Gemisch überfettet wird. Dies kann zu einem unerwünschten Hochlaufen der Drehzahl und damit zu einem unruhigen Lauf führen, der häufige Korrekturen mittels des Gaspedals erforderlich macht.oo* ist ein Maß für die Stellung des Gaspedals 18 bzw. des mit diesem verbundenen Potentiometers 40 und kann beispielsweise eine Zahl zwischen 0 und 1 sein, jeweils proportional zur Gaspedalauslenkung, also (X/. = 0 bei Ruhestellung des Gaspedals und = 1 bei Vollgas. Bei dieser Yfahl der Größe Oc-.. muß aller-

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dings im Leerlauffall, wenn sich das Gaspedal in Ruhestellung "befindet, zusätzlich zu der vorstehend angegebenen Brennstoffmenge M beispielsweise durch ein eigenes Einspritzventil eine für den Leerlauf ausreichende Brennstoffmenge in die Verdampfungseinrichtung 13 des Spaltgasgenerators eingespritzt werden. Einfacher ist es jedoch, bei in Ruhestellung befindlichem Gaspedal den Wert O^ etwas größer als Null zu wählen, so daß die bei in Ruhestellung befindlichem Gaspedal eingespritzte Brennstoffmenge für den Leerlauf ausreicht. Zum Ansaugen der auch im Leerlauf erforderlichen Verbrennungsluft kann beispielsweise in der Drosselklappe 17 eine Öffnung oder eine entsprechende Umwegleitung um die Drosselklappe vorgesehen sein.

Im einfachsten Pail kann Oc₁ auch der prozentualen Öffnung der in der Ansaugleitung 5 angeordneten Drosselklappe 17 entsprechen. In diesem Falle ist die Drosselklappe erst bei Vollast, d.h. bei voll durchgetretenem Gaspedal 18, geöffnet. Um insbesondere im mittleren Lastbereich den Brennstoffverbrauch und auch den Stickoxidgehalt in den Abgasen möglichst gering zu halten, andererseits aber im hohen Lastbereich eine möglichst hohe Leistung zu erreichen, empfiehlt es sich jedoch, die bereits erwähnte kombinierte Qualitäts-Quantitäts-Regelung anzuwenden.

Dies gelingt vorteilhaft dadurch, daß die Drosselklappe 17 durch das Gaspedal 18 in der Weise betätigt wird, daß sie bereits vor dem Erreichen der Vollast, beispielsweise bei etwa 80 $> der Vollast^voll geöffnet ist und ihre Stellung bei weiterer Leistungserhöhung nicht mehr ändert. Geändert wird dann bei weiterer Verstellung des Gaspedals 18 lediglich die Stellung des mit diesem verbundenen Potentiometers 40, welche der Drosselklappenstellung dann nur noch in dem Lastbereich proportional ist, in dem die Drosselklappe nicht vollständig geöffnet ist. Nach dem vollen Öffnen der Drosselklappe steigt die Saugleistung der Brennkraftmaschine nicht

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mehr an. Die von der Brennkraftmaschine pro Hub angesaugten Volumina von Brenngas und Luft ändern sich daher praktisch nicht mehr. Infolge der weiteren Verstellung des Potentiometers 40 wird jedoch Qu, und damit die in den Spaltgasgenerator eingespritzte Brennstoffmenge erhöht. Dadurch gewinnt das im Spaltgasgenerator erzeugte Brenngasgemisch, dessen Zusammensetzung sich ändert, an Heizwert. Der Brennkraftmaschine wird daher bei gleicher Füllung ein energiereicheres Gemisch zugeführt. Im unteren und mittleren Lastbereich bis zur vollen Öffnung der Drosselklappe steigt dagegen die Saugleistung der Brennkraftmaschine etwa propotional zur Drosselklappenöffnung an. Dadurch wird jeweils entsprechend mehr Luft und Brenngas angesaugt, jedoch bleibt das Volumenverhältnis von Luft zu Brenngas und die Zusammensetzung des Brenngasgemisches, also auch dessen Heizwert, etwa gleich, wenn die Druekverlustcharakteristik des Luftventils 16 entsprechend an die Druekverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators 1 angepaßt ist. Da die Drosselklappenöffnung, d.h. der von der Drosselklappe freigegebene Strömungsquerschnitt in der Luftansaugleitung 5 der Drosselklappenstellung, welcher im unteren und mittleren Lastbereich die Größe <$L·^ entspricht, nicht völlig proportional ist, wird im unteren Lastbereich bei kleiner Drosselklappenöffnung im Verhältnis zu der durch den Spaltgasgenerator 1 und durch die Ansaugleitung 5 angesaugten Luftmenge wiederum etwas mehr Brennstoff in den Spaltgasgenerator eingespritzt. Im unteren Lastbereich ist daher das der Brennkraftmaschine zugeführte Brenngas-Luft-Gemisch etwas fetter als im mittleren Lastbereich. Dies hat den Vorteil, daß im unteren Lastbereich der Heizwert des Brennstoffes besser ausgenützt werden kann. Die Stickoxidemission ist im unteren Lastbereich infolge des niedrigeren Mitteldruckes der Brennkraftmaschine ohnehin bereits reduziert. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Brennstoff- und Luftmengen so aufeinander abzustimmen, daß im unteren Lastbereich, etwa bei Leerlauf, λ., ρ ⁼ °>15 und ^p =1,1, im mittleren Lastbereich λ..« ⁼ O>2 und

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λ23 ⁼ ^'^ ^¹¹¹^ im Vollastbereich nach Übergang zur Qualitätsregelung etwa λ^2 = 0,1 und ^3 = 1 »0 sind.

Durch den Paktor (1-b.a.o^) in der Pormel für die Brennstoffmenge ili wird die Verringerung des Brennstoffbedarfs berücksichtigt, die sich aufgrund der Abgasrückführung in den Spaltgasgenerator ergibt. 06p entspricht dabei dem prozentualen Volumenanteil des Abgases an dem dem Spaltgasgenerator zugeführten Abgas-Luft-G-emisch. Bei entsprechender Bemessung, des an der Abgasdosiervorrichtung 21 anstehenden Abgasdruckes kann Öd« beispielsweise der Öffnung der Abgasdosiervorrichtung 21 proportional sein und am Potentiometer 43 abgegriffen ο werden. Bei vollständigem Ersatz der dem Spaltgasgenerator zugeführten Luft durch Abgas ist dann OC₂ = 1 j ohne Abgasrückführung ist OCp = 0.

Der Paktor a gibt den Umsetzungsgrad des Abgases im Spaltgasgenerator 1 an. Dieser hängt vom Katalysator und vom Katalysatorvolumen des Spaltgasgenerators ab. Die meisten Katalysatoren setzen in der Eegel bevorzugt Luft um und das Abgas nur in dem Maß, in dem Katalysatorvolumen und Katalysatoraktivität ausreichen. Bei vollständiger Abgasumsetzung ist a = 1, findet keine Abgasumsetzung statt, ist a = 0. Ein-technisch realistischer Wert ist beispielsweise a = 0,7. Der Paktor b gibt die maximale prozentuale Brennstoffersparnis für den Fall an, daß dem Spaltgasgenerator statt Luft nur Abgas zugeführt und dieses vollständig umgesetzt wird. Wie aus den eingangs angegebenen Pormeln (2) und (4) zu entnehmen ist,, kann iei der Umsetzung mit Abgas aus der Brennstoffmenge — B die gleiche Menge Spaltgas erzeugt werden wie aus der Brennstoffmenge B bei der Umsetzung mit Luft. Die prozentuale Brennstoffersparnis bei der Ersetzung von Luft durch Abgas ist daher b = v-—. Die Größe b könnte nun zwar beispielsweise durch Messung von ^₁₂ und ^₁, mit entsprechenden Sauerstoffmeßsonden gemessen v/erden, in der Regel wird es jedoch als Näherung genügen, b durch mittlere im Betrieb auftretende

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Werte von λ ₂ und λ _ fest vorzugeben. Beispielsweise kann man b = 0,125 setzen. Da die Brennstoffersparnis durch Abgasbeimischung bei normalem Betrieb ohnehin weniger als 10 $ der einzusetzenden Brennstoffmenge beträgt, kann der Abgasanteil, also der Faktor (i-b«a«O£<₂) unter Umständen bei der Brennstoffeinspritzsteuerung auch unberücksichtigt bleiben.

■> 243

Durch den Faktor —ψ- wird berücksichtigt, daß mit zunehmender Temperatur T. (rn ⁰K) der angesaugten Luft deren Dichte geringer wird und somit bei steigender Temperatur die pro Hub angesaugte Luftmenge abnimmt, so daß auch die erforderliche Brennstoffmenge kleiner wird. Der Faktor 243/Ta ist hier so gewählt, daß er bei einer Ansauglufttemperatur von -3O⁰C (= 243 K) gleich 1 ist. Die Bezugstemperatur, in diesem Falle -30⁰C, kann aber auch anders gewählt werden.

Der Faktor ρ gibt schließlich den maximalen Brennstoffverbrauch der aus Spaltgasgenerator und Brennkraftmaschine bestehenden Anlage bei der Bezugstemperatur T. = 243 K, bei geschlossener Abgasrückführung (OC₂ = 0) und bei kleinen Drehzahlen (f(n) =1) an. ρ ist somit von den Eigenschaften des Spaltgasgenerators als auch denen der Brennkraftmaschine abhängig und ist jeweils so zu wählen, daß bei Vollast, also -bei höchstem Brennstoffbedarf, ausreichend Brennstoff vorhanden ist, um in der Brennkraftmaschine die gewünschte Luftzahl ^₂, zu erreichen.

Die Verarbeitung der in der Formel für die einzuspritzende Brennstoffmenge M enthaltenen Größen zu den Einspritzventilen zuzuführenden Impulsen in der Brennstoffeinspritzsteuerung 30 soll anhand der ein Funktionsschaltbild der wesentlichen Teile der Brennstoffeinspritzsteuerung 30 darstellenden Fig. 2/noch näher erläutert werden. Diese Einspritzsteuerung ist so aufgebaut, daß die Dauer der Einspritzimpulse dem Produkt fCn)Q₁P^pC 1-b.a.D6₂) und die Zahl der Ein^jspritzimpulse der Drehzahl η entspricht. Die Steuereinrichtung

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arbeitet als Analogrechner mit den einzelnen Größen analogen elektrischen Größen. Die Steuerung besteht im wesentlichen aus einer Dividierstufe 100, drei Multiplikationsstufen 101, 102 und 103, einer Subtraktionsstufe 104, einem Punktionsgeber 105 für die Funktion f(n) und einem Impulsgenerator 106. In der Dividierstufe 100 wird aus dem fest eingegebenen Wert 1 und der mit dem Thermofühler 42 gemessenen Ansauglufttemperatur T. der Quotient 1/Ta gebildet. Dieser wird in der Multiplikationsstufe 102 mit 243 multipliziert. Das Ausgangssignal der Multiplikationsstufe 102 (243/l_A) wird der Multiplikationsstufe 103 zugeleitet. In der Multiplikationsstufe 101 wird aus den fest eingestellten Größen b und a und der am Potentiometer 43 abgenommenen GrößeCxa, das Produkt b«a»o^ gebildet. Dieses wird der Subtraktionsstufe 104 zugeführt, in welcher die Differenz 1-b-a·^ gebildet wird, die schließlich ebenfalls der Multiplikationsstufe 103 zugeführt wird. Weiterhin werden der Multiplikationsstufe 103 die fest eingestellte Größe.ρ und die am Potentiometer 40 abgenommene GrOBeOo₁ sowie die im Funktionsgenerator 105 in Abhängigkeit von der am Zündverteiler 41 abgenommenen Drehzahl η gebildete Größe f(n) zugeführt. In der Multiplikationsstufe 103 wird aus den fünf ihr zugeführten Größen das Produkt gebildet, welches in den Impulsgenerator 106 eingegeben wird. Ferner wird in den Impulsgenerator die am Zündverteiler 41 abgenommene Drehzahl η eingegeben. Im Impulsgenerator 106 werden in Abhängigkeit von den eingegebenen Größen die Zündimpulse erzeugt, die dann dem Einspritzventil 12 zugeleitet werden. Falls ein Einspritzventil zum Einspritzen der erforderlichen Brennstoffmenge nicht ausreicht, können natürlich auch zwei oder mehrere Einspritzventile vorgesehen werden, die dann einen jeweils entsprechenden Bruchteil der Brennstoffmenge einspritzen.

Anhand der Fig. 3, die schematisch ein Ausführungsbeispiel für die in der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine an-

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geordnete Brenngas-Luft-Mischeinrichtung zeigt, soll diese Einrichtung noch näher erläutert werden. Die Luftansaugleitung ist in der Figur mit 200, die in die Luftansaugleitung mündende Brenngasleitung mit 201 bezeichnet. Zur Dosierung der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge dient das aus Ventilsitz 202 und Ventilteller 203 bestehende Luftventil, das durch verschiedene Federn, beispielsweise die Blattfeder 204 und die gegen eine Halterung 205 abgestützte Spiralfeder 206 geschlossen gehalten wird. Der Strömungsquerschnitt, den das Ventil bei durch die Brennkraftmaschine 4 in der Luftansaugleitung 200 erzeugtem Unterdruck freigibt, kann durch entsprechende Bemessung der Federkonstanten der Federn 204 und 206 und gegebenenfalls auch weiterer Federn so eingestellt werden, daß die Druckverlust charakteristik, d.h. der bei einem bestimmten Unterdruck in der Luftansaugleitung 200 am Luftventil auftretende Druckverlust derart an die Druckverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators angepaßt ist, daß das Volumenverhältnis der durch die Luftansaugleitung 200 und die Brenngasleitung 201 angesaugten Gasströme etwa konstant bleibt. Bei einem Spaltgasgenerator, der hochporöse, parallel zur Gasströmung verlaufende Durchtrittsöffnungen aufweisende Sintersteine enthält, liegt der Druckverlust etwa zwischen dem bei vollständig laminarer Strömung und dem bei vollständig turbulenter Strömung auftretenden Druckverlust. Bei laminarer Strömung ist der Druckverlust 4p /v y, bei turbulenter Strömung ist 4p ~ V . Bei den erwähnten Spaltgasgeneratoren tritt üblicherweise ein Druckverlust ^p *■** V ' bis V ' auf. Der genaue Wert ist jeweils experimentell zu bestimmen. V bedeutet dabei das den Spaltgasgenerator pro Zeiteinheit durchströmende Gasvolumen. Zur Verstellung der Ventilcharakteristik während des Anfahrvorganges ist an dem in Fig. 3 dargestellten Luftventil zusätzlich ein Eisenkern 207 vorgesehen, der in die Spule 208 hineingezogen wird, wenn diese während des Anfahrvorganges erregt wird. Die Ventilöffnung kann dadurch während des Anfahrvaganges beispielsweise auf die Hälfte

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des bei Normalbetrieb üblichen Y/ertes verringert werden.

Y/ie bereits erwähnt, können durch das erfindungsgemäße Verfahren die in den Abgasen der Brennkraftmaschine auftretenden Schadstoffe auf sehr geringe Werte abgesenkt werden. So liegt beispielsweise der CO-Gehalt des Abgases im gesamten Lastbereich zwischen A₂₅ = 1 und A₂₅ = 1»3 unterhalb von 0,1 fo, während der Gehalt des Abgases an unverbrannten Kohlenwasserstoffen weniger als 100 ppm beträgt. Der Stickoxidgehalt des Abgases kann insbesondere im Leerlaufbetrieb mit Ap-z = 1 s 1 und im Teillastbetrieb mit ^₂, = 1,3 unterhalb von 50 ppm gehalten werden und steigt lediglich im Volllastbetrieb mit A₂₅ = 1 auf höhere Werte an. Dies wirkt sich jedoch nicht besonders nachteilig aus, da in der Eegel nur kurzzeitig mit Vollast gefahren wird und außerdem im Stadtverkehr, bei dem sich Schadstoffemissionen besonders schädlich auswirken, mit Vollastbetrieb in der Regel nicht zu rechnen ist. Der Heizwertverlust des eingesetzten flüssigen Brennstoffes, der bei der Umsetzung im Spaltgasgenerator auftritt, ist insbesondere bei kleinen Luftzahlen A₁₂ verhältnismäßig gering. Bei A₁₂ = 0,1 beträgt der Energieverlust bei reiner Umsetzung mit Luft nur noch etwa 5 %· Dieser geringe Energieverlust wird in der Praxis durch die besseren Brenneigenschaften des gebildeten Brenngasgemisches überkompensiertj so daß sich ein Betrieb einer Brennkraftmaschine mit einem Spaltgasgenerator auch hinsichtlich des Brennstoffverbrauches vorteilhaft auswirkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung zu dessen Durchführung können gegenüber den anhand der Figuren erläuterten, besonders vorteilhaften Ausführungsformen noch weiter abgewandelt werden. Beispielsweise kann anstelle der'. Gaspedalstellung auch der zwischen Drosselklappe und Brennkraftmaschine auftretende Unterdruck als Maß für die Belastung der Brennkraftmaschine zur Steuerung der Benzineinspritzung ausgenutzt werden. Bei Ausnutzung der Gaspedalstellung läßt sich jedoch die kombinierte Quantitäts- Quaütäts -

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Regelung einfacher verwirklichen.

Der Spaltgasgenerator 1 kann auch mehrstufig aufgebaut sein. Bei einem solchen mehrstufigen Spaltgasgenerator, der bereits in der Patentanmeldung Akt.Z. P 22 32 506.0 vorgeschlagen wurde, sind" mehrere Reaktionskammern strömungsmäßig hintereinandergeschaltet. Während der Brennstoff dem Mischraum vor der ersten Reaktionskammer zugeführt wird, wird von der zuzuführenden Luft bzw. dem zuzuführenden Luft-Abgas-Gemisch nur ein Teil dieser Mischkammer zugeführt, während weitere Teile zwischen den einzelnen Reaktionskammern dem den Spaltgasgenerator durchströmenden Gasgemisch beigemischt werden, was sich vorteilhaft auf den Reaktionsablauf in den Reaktionskammern auswirkt. Auch die Brennstoffverdampfungsvorrichtung kann beispielsweise gegenüber der in Mg. 1 dargestellten Ausführungsform variiert werden. Eine andere BrennstoffVerdampfungseinrichtung, bei welcher ein poröser Verdampferkörper verwendet wird, ist beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung Akt.Z. P 22 16 196.2 vorgeschlagen. Y/esentlich ist jedoch, daß der Brennstoff in Abhängigkeit vom Bedarf der Brennkraftmaschine der Verdampfungseinrichtung zugeführt wird.

25 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

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- 30 Patentansprüche

verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Otto-Motors, mit einem Spaltgasgenerator, in dessen einen Katalysator enthaltendem Reaktionsraum versprühter oder verdampfter kohlenwasserstoffhaltiger Brennstoff unter Beimischung von Luft und/oder aus der Brennkraftmaschine rückgeführtem Abgas bei erhöhter Temperatur in ein Methan, Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff enthaltendes Brenngasgemisch umgesetzt wird, und wobei dieses Brenngasgemisch mit weiterer Luft vermischt den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführt und dort verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in einer dem jeweiligen Bedarf der Brennkraftmaschine wenigstens annähernd proportionalen Menge dem Spaltgasgenerator zugeführt und dort in versprühter oder verdampfter Form mit soviel durch den Spaltgasgenerator hindurch angesaugter Luft und/oder soviel rückgeführtem Abgas vermischt wird, daß für den Luftanteil des Gemisches die Luftzahl für die Umsetzung des Brennstoffes im Spaltgasgenerator wenigstens 0,05, höchstens aber 0,5 beträgt und der Abgasanteil die der Luftzahl 0,05 äquivalente Abgasmenge nicht unter-, die der Luftzahl 0,5 äquivalente Abgasmenge nicht überschreitet, und daß das so erzeugte Brenngasgemisch vor der Zuführung'zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine mit soviel weiterer von der Brennkraftmaschine angesaugter Luft vermischt wird, daß die Luftzahl für die Verbrennung in diesen Brennräumen wenigstens gleich 1 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Spaltgasgenerator zugeführte Brennstoff mit soviel Luft und/oder Abgas vermischt wird, daß die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator zwischen 0,07 und 0,3 liegt, bzw. das Abgas die der Luftzahl 0,07 äquivalente Abgasmenge nicht unter- und die der Luftzahl 0,3 äquivalente Abgasmenge nicht überschreitet.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Spaltgasgenerator zugeführte Brennstoff mit soviel Luft und/oder Abgas vermischt wird, daß die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator zwischen etwa 0,09 und etwa 0,2 liegt bzw. das rückgeführte Abgas die der Luftzahl 0,09 äquivalente Abgasmenge nicht unter- und die der Luftzahl 0,2 äquivalente Abgasmenge nicht überschreitet.
4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenngasgemisch vor der Zuführung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine nur soviel weitere Luft beigemischt wird, daß die Gesamtluftzahl für die Umsetzung des Brennstoffes im Spaltgasgenerator und die anschließende Verbrennung in der Brennkraftmaschine höchstens gleich 2 ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brenngasgemisch vor der Zuführung zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine soviel weitere Luft beigemischt wird, daß die Luftzahl für die Verbrennung in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zwischen 1,0 und etwa 1,3 liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff in einer dem jeweiligen Bedarf der Brennkraftmaschine wenigstens annähernd proportionalen Menge in eine strömungsmäßig vor dem Reaktionsraum des Spaltgasgenerators angeordnete Verdampfungseinrichtung eingespritzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Brennstoff in einer im wesentlichen zur Gaspedalstellung und zur Drehzahl der Brennkraftmaschine proportionalen und zur absoluten Temperatur der mit dem Brenngasgemisch zur vermischenden Luft umgekehrt proportionalen Menge in die Verdampfungseinrichtung eingespritzt wird.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Einspritzvorgänge proportional zur Drehzahl der Brennkraftmaschine und' die Dauer jedes Einspritzvorganges proportional zur Gaspedalstellung und umgekehrt proportional zur absoluten Temperatur der mit dem Brenngasgemisch zu vermischenden Luft ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich hoher Drehzahlen die einzuspritzende Brennstoffmenge entsprechend dem abnehmenden Füllungsgrad der Brennkraftmaschine verringert wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer bestimmten Belastung der Brennkraftmaschine die durch den Spaltgasgene-

, pro Hub
rator hindurch/angesaugte Luftmenge nicht weiter erhöht, jedoch entsprechend der erhöhten Belastung mehr flüssiger Brennstoff zugeführt und damit die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator verringert und der Heizwert des erzeugten Brenngasgeinisches gesteigert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überschreiten der bestimmten Belastung der Brennkraftmaschine die Luftzahl für die Umsetzung im Spaltgasgenerator durch erhöhte Benzineinspritzung von etwa 0,2 auf etwa 0,1 vermindert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer bestimmten Belastung der Brennkraftmaschine in das aus dem Spaltgas- · generator austretende Brenngasgemisch zusätzlich flüssiger Brennstoff eingespritzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators durch Änderung des Verhältnisses der dem

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Spaltgasgenerator zuzuführenden Mengen an Abgas und Luft geregelt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators dadurch annähernd konstant gehalten wird, daß der Abgasanteil am zuzuführenden Luft-Abgas-Gemisch bei Abweichung der Isttemperatur von der Solltemperatur nach oben erhöht und bei Abweichung der Isttemperatur von der Solltemperatur nach unten verringert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Spaltgasgenerator zuzuführende Brennstoffmenge entsprechend dem Abgasanteil am zugeführten Luft-Abgas-Gemisch gegenüber der bei ausschließlicher Zuführung von Luft zuzuführenden Brennstoffmenge verringert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß beim Starten der Brennkraftmaschine zunächst in einer dem Spaltgasgenerator vorgeschalteten Startvorrichtung eine Brennstoffflamme entzündet wird, deren Flammgase von der Brennkraftmaschine solange durch einen eine im Verhältnis zur Katalysatormenge des Spaltgasgenerators kleine Katalysatormenge enthaltenden Reaktionsraum der Startvorrichtung und den Spaltgasgenerator hindurchgesaugt werden, bis der Katalysator der Startvorrichtung die zur Erzeugung eines Methan, Kohlenmonoxid und/oder Y/asserstoff enthaltenden Brenngasgemisches erforderliche Temperatur erreicht hat, daß anschließend unter Löschung der Flamme und mit einer gegenüber der Verbrennung in der Flamme herabgesetzten Luftzahl im Reaktionsraum der Startvorrichtung aus angesaugter Luft und zugeführtem Brennstoff solange ein solches Brenngas-Gemisch erzeugt, durch den Spaltgasgenerator zu dessen Erwärmung hindurchgesaugt und nach Beimischung weiterer Luft in

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den Brennräumen der Brennkraftmaschine verbrannt wird, bis der Katalysator des Spaltgasgenerators die zur Erzeugung des Brenngasgemisches erforderliche Temperatur erreicht hat, und daß nach Erreichen dieser Temperatur dem Spaltgasgenerator selbst die zur Erzeugung des Brenngasgemisches erforderliche Mengen an Brennstoff und luft und/oder Abgas zugeführt werden und die Startvorrichtung abgeschaltet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Bemessung der der Startvorrichtung zugeführten Luftmenge in der Brennstoffflamme nur eine Teilverbrennung des zugeführten Brennstoffs erfolgt und die unverbrannten Flammgase nach dem Durchtritt durch den Katalysator der Startvorrichtung und den Spaltgasgenerator und nach Beimischung weiterer Luft in den Brennräumen der Brennkraftmaschine verbrannt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß während des Startvorganges die den Brenngasen vor der Verbrennung in der Brennkraftmaschine beizumischende, von der Brennkraftmaschine anzusaugende Luftmenge gegenüber Normalbetrieb verringert wird. .
19· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, gekennzeichnet durch einen Spaltgasgenerator mit wenigstens einem einen Katalysator enthaltenden Reaktionsraum und einer diesem Reaktionsraum strömungsmäßig vorgeschalteten Brennstoffverdampfungseinrichtung sowie einer vor dem Reaktionsraum angeordneten Mischkammer zur Vermischung des Brennstoffdampfes mit Luft bzw. Abgas, eine in diese Mischkammer mündende Luftzuführung, eine den Reaktionsraum des· Spaltgasgenerators mit der Luftansaugleitung der Brennkraftmaschine verbindende Brenngasleitung, eine in der Luftansaugleitung vorgesehene Brenngas -Luft-Mischeinrichtung ndfc einer an die Druckverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators angepaßten Druckverlustcharakteristik,

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einem Temperaturfühler in der Luftansaugleitung, einer Steuereinrichtung, durch welche die in die Verdampfungseinrichtung einzuspritzende Brennstoffmenge in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, der Gaspedalstellung und der Temperatur der durch die Luftansaugleitung anzusaugenden, dem Brenngasgemisch zuzumisehenden Luft steuerbar ist, einen die Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators erfassenden Temperaturfühler und einen Regler, der in Abhängigkeit vom Ausgangssignal dieses Temperaturfühlers über ein Stellglied das Mischungsverhältnis des der Mischkammer des.Spaltgasgenerators zugeführten Luft-Abgas-Gemisches ändert.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied an oder in der Nähe der Mündung der Abgasrückführung in die Luftzuführung angeordnet ist und den Einströmquerschnitt des Abgases in die Luftzuführung ändert.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung des Stellgliedes als zusätzliche Steuergröße für die Brennstoffeinspritzsteuereinrichtung dient.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngasleitung zwischen der Eintrittsöffnung der Luftansaugleitung und der durch das Gaspedal betätigbaren Drosselklappe in die Luftansaugleitung mündet und daß zwischen dieser Mündung und der Eintrittsöffnung ein mittels mehrerer Federn unterschiedlicher Pederkonstanten an die Druckverlustcharakteristik des Spaltgasgenerators angepaßtes Luftventil vorgesehen ist.
23· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, gekennzeichnet durch ein dem Spaltgasgenerator vorgeschaltetes mit absperrbarer Luft- und Brennstoffzufuhr versehene "Startvorrichtung, die einen Katalysator mit kleinerem Volumen als der Spaltgasgenerator enthält, und eine Anfahrsteuerung, die

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beim Betätigen des Anlassers die Startvorrichtung einschaltet und nach Erreichen einer vorgegebenen Temperatur im Reaktionsraum des Spaltgasgenerators die Brennstoffzufuhr zu diesem ein- und die Startvorrichtung abschaltet.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 und 23» dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt des Luftventils mittels der Anfahrsteuerung während des Betriebs der Startvorrichtung verringerbar ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 24, gekennzeichnet durch eine zentrale elektronische Steuer- und Regeleinheit, bestehend aus einer die Starteinrichtung betätigenden Anfahrsteuerung, einer aus den Eingangsgrößen Gaspedalstellung, Drehzahl, Ansauglufttemperatur und gegebenenfalls einer das Abgas-Luft-Verhältnis angebenden Größe Steuerimpulse für die Brennstoffeinspritzvorrichtung bildenden Brennstoffmengensteuerung und einem die Zusammensetzung des dem Spaltgasgenerator zuzuführenden Abgas-Luftgemisches in Abhängigkeit von der Temperatur im Reaktionsraum regelnden Regler.

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