DE2315470A1

DE2315470A1 - Verbrennungskraftmotor

Info

Publication number: DE2315470A1
Application number: DE2315470A
Authority: DE
Inventors: Hajime Ariga; Shuzo Maruyama
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-04-03
Filing date: 1973-03-28
Publication date: 1973-10-11
Also published as: JPS4899519A

Description

Verbrennungskraftmotor Die Erfindung betrifft einen Verbrennungskraftmotor.
Es handelt sich hierbei im besonderen um einen Verbrennungskraftmotor, bei dem die Abgabe von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und nachteiligen Chemikalien vermieden oder wenigstens auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Die Abgase von bislang bekannten Verbrennungskraftmotoren enthalten unverbrannte oder teilweise verbrannte Kohlenwasserstoffe oder andere nachteilige Chemikalien, wie Kohlenmonoxyd und Stickoxyde, die in der Hauptsache nachträglich die 1(uftverschmutzung in Stadtgebieten verursachen. Verschiedene Vorrichtungen sind demzufolge vorgeschlagen und in der Praxis eingesetzt worden, um die giftigen Bestandteile in den Auspuffgasen bespnders von Verbrennungskraftmotoren bei Automobilen oder den Motoren für industrielle Verfahren zu vermindern. Zur Verminderung des Kohlenmonoxyds und der unverbrannten Kohlenwasserstoffe In den.Abgasen sind beispielsweise verschiedene Einrichtungen entwickelt worden, in dem Bemühen, eine vollständige Verbrennung des Benzins oder der Kohlenwasserstoffe in den Verbrennungskammern des Motors herbeizuführen oder die verbrennbaren Gemische in den Abgasen, die durch die Äbgaseinrichtungen des Motors hindurchströmen, zu reoxydieren oder nachzuverbrennen.
Die vollständige Verbrennung des Kraftstoffs in dem Motor oder die Reoxydation der Abgase, die die unverbrannten verbrennbaren Gemische enthalten, führen zur Erzeugung von Stickoxyden. Es wurden daher verschiedene Versuche unternommen, einen brauchbaren Kompromiß zwischen den wechselseitig sich widersprechenden Forderungen zur Verminderung des Kohlenmonoxyds und der unverbrannten Kohlen wasserstoffe und zur Veraninderung der Stickoxyde in den Abgasen von Verbrennungskraftmotoren zu finden.
Es ist jedoch ersichtlich, daß diese Forderungen mit den bekannten Verbrennungskraftmotoren nicht vollstindig erfüllt werden körnen, die mit einem Gas-Luft-Gemisch arbeiten, das für die Bildung von Stickoxyden verantwortlich ist.
Der erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen neuen und brauchbaren Verbrennungskraftmotor zu schaffen, in dem der Kraftstoff in der Weise verbrannt wird, daß die von dem Motor abgegebenen Abgase frei von den giftigen Stickoxyden bzw. frei oder zumindest weitgehend frei von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und giftigen Chemikalien sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst in Sombination durch eine VerDrennungskammer, durch eine Einrichtung zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während eines Ansaugtaktes des Motors und durch eine Sinrichtung zum Zuführen von Oxydationsgas, das Wasserstoffsuperoxyd enthilt, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei@das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch.
in Nasser und Sauerstoff zerfillt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verorennungskammer während des Verbrennungstaktes des Motors erzeugt wird.
Infolge des Fehlens von Stickstoff in dem OxqWdationsgas des Kraftstoffs kann der Kraftstoff mit erhöhter Wirksamkeit und Temperatur verbrannt werden, so daß die Abgase des Motors nicht nur von Stickoxyden, sondern auch von dem Kohlenmonoxyd und- unverbrannten Kohlenwasserstoffen frei sind, die sich andernfalls bei der unvollständigen Verbrennung des Kraftstoffs ergeben.
Das Oxydationsgas kann ein Gas sein, das Wasserstoffsuperoxyd (H2O2) oder Sauerstoffgas (02) enthält, wenngleich auch das erstere wegen der Sicherheit der leichten Lagerung und Handhabung während der Benutzung des Motors vorzuziehen ist. der Kraftstoff andererseits kann aus Kohlenwasserstoffen (CnHm) in festem, flüssigem oder gasförmigem Zustand bestehen oder ein Wasserstoffgas sein.
Wenn Wasserstoffsuperoxyd als Oxydations-Bestandteil des Kraftstoffs mit Hilfe eines Katalysators, der vorzugsweise auf Silber basiert, verwendet wird, wird das -'basserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasserdampf und Sauerstoff wie folgt zerlegt: Die exothermische Zerlegung des Wasserstoffsuperoxyds wird durch die Erzeugung von Warme bei Temperaturen von etwa 700°C begleitet. Die Mischung aus Wasserdampf und Sauerstoff enthält in großem Anteil naszierenden Sauerstoff, so dafJ das auf diese Weise erzeugte Gas eine außerordentlich hohe chemische Aktivit@t besitzt. Wenn daher das heiße Gasgemisch aus Wasserdampf und Sauerstoff mit dem Kraftstoff in der Form von Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoffgas in Berührung gebracht wird, wird die folgende Reaktion ohne Hilfe jeglicher äußerer mittel unmittelbar stattfinden: Wenn Sauerstoff als Oxydationsgas für den Kraftstoff, wie Kohlenwasserstoffe oder Wasserstoff, verwendet wird, wird die folgende Reaktion erfolgen: Die Temperatur des Gasgemisches aus Wasserdampf und Kohlendioxyd (H2a + CO2) erreicht Werte bis zu etwa 200000, was mehr als genug ist, um eine vollständige Verbrennen des Kraftstoffs in der Form von Kohlenwasserstoffen zu erreichen, so daß die von der Verbrennung nerrührenden Abgase vollständig frei von Kohlenmonoxyd und unverbrann'-ten Kohlenwasserstoffen sind.
Die als Ergebnis der Verbrennung der Kohlenwasserstoffe oder des 'vÇasserstoffgases erzeugte Wärme verursacht einen Druck auf die Gase, die in einer Verbrennungskammer des Motors enthalten sind und als Antrieb für einen Kolben in dem Wotorzylinder wirken. Die oben angegebene Temperatur von etwa 20000C ist übermäßig hoch und das Volumen des Gases, das auf den Kolben einwirkt, ist zur Erreichung eines konstanten Verbrennungszustandes in dem Motor ungenügend. Aus diesem Grunde ist es vorzuziehen, daß ein zusätzliches Gas oder zusitzliche Gase der Verbrennungskammer zugefuhrt wird bzw. werden, um zu der Menge der Gase, die auf den Kolben einwirken, hinzugefügt zu werden und um die Betriebstemperatur des Motors auf ein geeignetes Niveau in Abhängigkeit von den sich verindernden Betriebsbedingungen des ;otors herabzusetzen. Zu diesem Zweck kann jegliches chemisch inertes Gas oder deren mehrere, wie Luft, Wasserdampf oder die Abgase, die sich bei der Verbrennung des Kraftstoffs in dem rotor ergeben, mit dem OxJdationsgas, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, mit dem Brennstoff in flüssigem oder gasförmigem Zustand oder mit einer Mischung aus flüssigem- oder gasförmigem Kraftstoff und Wasserstoffsuperoxyd vermischt werden. Wenn es gewunscht wird, die Abgase als zusätzliches Arbeitsmedium zu verwenden, können die Abgase entweder im wesentlichen vollstandig oder teilweise der Verbrennungskammer rückgeführt werden. Wenn andererseits Luft als zusftzliches Arbeitsmedium verwendet wird, können die giftigen Stickoxyde in den Abgasen des Motors enthalten sein. Wegen der begrenzten Luftkonzentration in den Gasen, die in die Verbrennungskammer eingesaugt werden, und aufgrund der-Tatsache, daß die Betriebstemperatur des Motors durch die Luft selbst bedeutsam herabgesetzt ist, kann der Anteil an abgegebenen Stickoxyden auf praktisch zulässige Grenz-Werte begrenzt werden.
Das Mengenverhältnis von Kraftstoff, Masserstoffsuperoxyd und zusätzlichem Gas kann wie folgt bestimmt werden: Im Hinblick auf die Molekulargewichte von Wasserstoffsuperoxyd, Wasser und Sauerstoff in dem zuvor beschriebenen Verhältnis, das die Zersetzung von Wasserstoffsuperoxyd bestimmt, erzeugen zwei (2) Teile Masserstoffsuperoxyd (Molekulargewicht: 34) annähernd ein (1) Teil Wasser (Molekulargewicht: 18) und annihernd ein (1) Teil Sauerstoff (Molekulargewicht: 16) auf Gewichtsbasis, so daß H2O2 : H20 : 02 = 2 1 : 1 (1) Berücksichtigt man, daX ein üblicher Verbrennungskraftmotor mit einer verbrennbaren Mischung mit einem Kraft stoff-Luft-Verhältnis von 1 : 15 arbeitet, werden thenretisch drei (3) Gewichtsteile Sauerstoff zur vollstandigen Verbrennung von einem (1) Gewichtsteil Kraftstoff erforderlich, während etwa zwölf (12) Gewichtsteile Stickstoff sich für die Arbeit auf den Kolben eignen. Daraus folgt: O2 : N2 : CnHm ~ 3 : 12 : 1 (2) Um drei (3) Gewichtsteile Sauerstoff für die Verbrennung von einem (1) Gewichtsteil Kraftstoff in dem Verbrennungskraftmotor gemaß der Erfindung zu erhalten, müssen etwa sechs (6) Gewichtsteile Wasserstoffsuperoxyd in 5fasser und Wasserstoff zerlegt werden, wie aus Gleichung (1) ersichtlich wird. Dies führt zur Erzeugung von drei (3) Gewichtsteilen Wasser. Wenn daher der Kraftstoff dieselbe Zusammensetzung aufweist, wie der Kraftstoff, der bei bislang bekannten Verbrennungskraftmotoren verwendet wordes ist, so daß ungefähr zwölf (12) Gewichtsteile an Arbeitsmedium der Verbrennungskammer des Motors für ein (1) Gewichtsteil Kraftstoff zugeführt werden müssen, müssen neun (9) Gewichtsteile an zusätzlichem Arbeitsmedium zu den drei (3) Gewichtsteilen an Wasser hinzugefügt werden, das von der Zersetzung des Wasserstoffsuperoxyds herrührt.
Als Schlußfolgerung ergibt sich daher, daß theoretisch etwa neun (9) Gewichtsteile an zusätzlichem Arbeitsmedium in die -Yebrennungskamme-r für -ein (1) Gewichtsteil Kraftstoff bei dem Verbrennungskraftmotor gemäß der Erfindung eingesaugt werden müssen. Wenn jedoch der Wasserdampf oder die Abgase, wie die Mischung aus Wasserdampf und Kohlendioxyd, wie zuvbr angedeutet, als zusätzliches Arbeitsmedtum verwendet werden, können ungefähr sechs (6) bis sieben (7) Gewichtsteile dieses Arbeitsmediums zu einem (1) Gewichtsteil Kraftstoff verwendet werden, weil des Wasser oder die Mischung aus Wasser und Kohlendioxyd eine mehratomige Substanz ist.
Bevorzugte Ausführungsbeisiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung zusammen mit den erzielten Vorteilen naher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine schematische teilweise geschnittene Ansicht eines Verbrennungskraftmotors gemäß der Erfindung mit hin- und hergehendem Kolben; Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Einspritzventils zur Verwendung bei einem Verbrennungskraftmotor gemaß Fig. 1; Fig. 3 einen schematischen uerschnitt eines erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmotors mit Drehkolben; Fig. 4 einen vergrößerten L-angsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Einspritzventils das zur Verwendung bei einem Verbrennungskraftmotor gemäß Fig. 3 geeignet ist; Fig. 5 einen schematischen querschnitt eines anderen erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmotors mit Drehkolben; Fig. 6 einen vergrößerten Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Einspritzventils- zur Verwendung bei dem Verbrennungskraftmotor gemaß Big. 5; Fig. 7. einen L+ngsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform eines Einspritzventils, das zur Verwendung insbesondere bei einem Diesel;notor en-tsnrechend der Erfindung geeignet ist; Fig. 8 eine teilweise geschnittene schematische ansicht eins anderen erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmotors mit hin- tirid hergehendem Kolben; Fig. 9 eine scheinatische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmotors mit hin- und hergehendem Kolben; Fig. 10 einen vergrößerten Längsschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines einspritzventils zur Verwendung bei dem Verbrennungskraftmotor gemaß Fig. 9; Fig. 11 einen L-ngsschnitt eines anderen bevorzugten Ausführungs@eispiels eines Einspritzventils für den Verbrennungskraftmotor gemaß Fig. 9; Fig. 12 eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Verbrennungskraftmotors mit hin- und hergehendem Kolben gemäß Fig. 9; Fig. 13 einen vergrößerten Lingsschnitt eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Einspritzventils zur Verwendung bei dem Verbrennungskraftmotor gemäß Fig. 12; Fig. 14 eine schematisehe Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmotors mit hin- und hergehendem Kolben; Fig. 15 eine sch.ematische Ansicht eines bevorzugten Ausführungs bcisniels einer Steuereinrichtung der Ventiles die bei der Verbrennungskraftmaschine gemäß Fig. 14 angeordnet sind; und.
Fig. 16 eine schematische Ansicht einer Abwandlung des Verbrennungskraftmotors gemäß Fig. 15.
Der Verbrennungskraftmotor gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig. 1 ist ein liegt taktmotor mit hin- und hergehendem Kolben. Der Moter @@-fa@t einen Motorzylinder 20 und einen Kolben 21, der von der Zylinderbohrung aufgenommen wird und antriebsmäßig @ie gewöhnlich über eine Pleuelstange und einen Xuroelzsnfen (nicht dargestellt) mit einer Kurbelwelle 22 verbunden ist Eine Verbrennungskammer 23 ist zwischen der O@erfl@che des Kolbens 21 und einem Zylinderkopf 24 ausgebildet, der ane A@schlußwand des Zylinders 20 bildet. Der Zylinderko@f 24 weist in ihm ausgebildete ltintritts- und Auslaßöffnungen 25 und 26 auf, die aur Verbrennungska@@er 23 hin offen sind. Zwischen der Ver@rennungskammer und der Eintritts- und Auslaßöffnung 25 und 26 sind ein Einlaß- und ein Auslaßventil 27 und 28 angeordne-t, die zuin zyklischen, mit der Drehung der Kurbelwelle 22 synchronisierten Öffnen und schließen des EinlaB- und Auslaßventils dienen, Das Einlaß- und Auslaßventil 27 und 28 sind von bekannter Bauart mit Ventilführungen, Ventilfedern und Federtellern, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist..-Der Zylinderkop-f 24 trägt ein -Dreiwege-Eins-pritzve -til 29. Das Einspritzventil weist Einlaßöffnungen 30 und 31 auf, die mit einem Behälter 32 für einen flüssigen oder -gssförmigen laftstoff bzw. mit einem Behälter 33 für ein Oxydationsgas, wie Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas', über Leitungen 34 bzw. 35 in Verbindung stehen. In der Leitung 34 ist eine Kraftstoff-Speisepumpe 76 eingegliedert, die angetrieben wird, um dem Einspritzventil 29 den flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff von dem Kraftstoff-Behälter 32 zuzuführen. Der auf diese Weise dem Einspritzventil. 29 zugeführte Kraftstoff wird dem Wasserstoffsuperoxyd oder dem Sauerstoffgas aus 1dem Qxdationsgas-Behälter 33 gemischt. Wenn als Oxydationsgas Wasserstoffsuperoxyd verwendet wird, zerfällt das Wasserstoffsuperoxyd. sofort nach der Berührung mit dem Kraftstoff in dem Einspritzventil 29 exothermisch in Wasser und Sauerstoff und erzeugt einen großen Wärmebetrag von einer Temperatur von etwa 7000C. In diesem Fall kann die Zuführleitung 35 für das Oxydationsgas mit einem Katalysator versehen sein, z.B. einem solchen auf SilberDasis, um die exothermische Zersetzung des Wasserstoffsuperoxyds zu beschleunigen. Der Kraftstoff, der aus Kohlenwasserstoffen bestehen kann, wird demzufolge bei einer Temperatur von etwa 200002 verbrannt-, und die sich ergebenden Verbrennungsgase treten in die Verbrennungskammer 23 durch die Auslaßöffnung 37 ein, die in dem Zylinderkopf 24 ausgebildet ist.
Die Auslaßöffnung 26 steht mit einer Abgas-Leitung 33 -in Verbindung, in der eine Abgas-Umwälzpumpe 39 eingegliedert ist. Die pumpe 39 wird über Riemenscheiben 40 und 40' und einen endlosen Riemen 41 mit einer Geschwindigkeit, die der Antriebsdrehzahl des Motors eroportional ist, anbetrieben. Die Abgas-Leitung 98 ist in eine Abgas-Abführleitung 42, die über ein Durchflußregelventil 43 zur htloosphare geöffnet ist, und in eine Abgas-Rückführleitung 44 aufgeteilt, die ein Durchflußregelventil 45, eine Verengung oder ein Venturi 46 und einen Abgas-Sammelbehalter 47 umfaßt und in der Einlaßöffnung 25 der Verbrennungsklammer 23 endet. Das Durchflußregelventil 45 wird von außerhalb des Motors bedingt, um die Durchflubmenge der Abgase, die über die Leitung 44 in die Verbrennungskammer 23 rückgeführt werden, und demgemäß die Ausgangs.leistung des rotors zu steuern. Ein Saugwirkungsfühler 48 erfaßt die Durchflußmenge an Abgasen, die wodurch das Venturi 46 hindurchströmen, um die darin herrschende Saugwirkung zu messen, um dadurch die Fördermenge der Kraftstoff-Speisepumpe 36 und die S-tell-ung des Durchflußregelventils 43 hinsichtlich der dem Kraftstoff-Einspritzventil 29 zugeführten Menge und die von dem Motor nach außen abgegebenen Auspuffgase zu steuern, die durch die Durchflußmenge der zu der Verbrennungskammer 23 rückgeführten Abgase bestimmt ist.
Wie zuvor bemerkt, besteht der aus dem Behilter 32 zugeführte Kraftstoff entweder aus einem Nasserstoffgas oder aus Kohlenwasserstoffen, wie Kerosin, was zur Folge hat,daß die von der Verbrennung des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer 23 herrührenden Abgase ausschließlich Wasserdampf oder ein Gemisch von Wasserdampf und Kohlendioxid aufweisen. Die aus Wasserdampf oder einer Mischung aus wasserdampf und Kohlendioxyd bestehenden Abgase werden über die Abgas-Umwälzpumpe 39 durch die Abgas-Leitung 38 gefördert und werden wihrend des Ansaugtaktes des Kolbens 21 über die Abgas-Rückführleitung 44 in die Verbrennungskammer 23 in einer enge rückgeführt, die durch die gewählte Stellung des Durchflußregelventils 45 bestimmt ist. Die auf diese Weise der Verbrennungskammer 23 zugeführten Abgase dienen zum Strecken der in ihr e.rzeugten Verbrennungsgase, um die Temperatur der heißen Verbrennungsgase auf einen zweckmäßigen Bereich der Motorbetriebstemperatur abzumindern und um der Menge der auf den kolben 21 wirkenden Gase hinzugefügt zu werden. Wenn das Durchflußregelventil 45 in der Abgas-Rückführleitung in eine Teillaststellung oder geschlossene stellung gebracht ist, um die Durchflußmenge an rückgeführten Abgasen zu begrenzen, dann erfaßt der Saugwirkungsfühler 48 die ansteigende Saugwirkung in- denl Venturi 46 und bet'itigt die Kraftstoff-Speisepumpe 36 und das Durchflußregelven til 43 in aber Abgas-Abführleitung, wodurch eine verminderte Menge an Kraftstoff an das Einspritzventil 29 abtregeben wird und eine teilweise Abgabe von Abgasen aus dem Motor über die Äbgas-ÄbfThrleitung 42 erfolgt.
Die Ausgangsleistung des zuvor beschriebenen Verbrennungskraftmotors ist im wesentilcien proportional der enge der in die Verbrennungskammer 23 rückgeführten Abgase. Die Menge der rückgeführten Abgase ist wiederum weitgehend proportional zu einem Produkt aus dem Grad der Öffnung des Durchflußregelventils 45 in der Abgas-Rückführleitunfr und de Liefergrad der Abgas-Umwälzpumpe 39.
Da die Liefermenge der Abgas-Umwälzpumpe 39 proportional der Drehgeschwindigkeit des Motors ist, ist die Ausgangsleistung des 1Motors im wesentlichen nroportionsl entsprechend dem Öffnungsgrad des Durchflußregelventils 45 in der Abgas-Rückführleitung und der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors Dies bedeutet, dalJ das Arbeitsprinzip des zuvor beschriebenen rotors im wesentlichen in Übereinstimmung mit demjenigen eines üblichen Verbrennungskraftmotors steht, deren verbrennbares Gemisch' aus Kraftstoff und Luft verwendet.
Das zusätzliche Arbeitsmedium, von dem angenommen worden ist, daß es die aus der Abgas-Leitung 38 rückgeführten Abgase sind, kann von einer unabhängigen quelle, z.. von wasser oder Luft, zugeführt werden In diesem Fall können die Abgas-Umwälzpumpe 39, das Durchflußregelventil 43 in der Abgas-Abführleitung und die Abgas-Rückführleitung 44 bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung entfernt werden. Wenn Wasser als zusätzliches Arbeitsmedium verwendet wird, kann enc geeignete Einrichtung zur Einspritzen des Wassers in einer geregelten @enge in die Verbrennungskammer 23 vorgesehen sein, so daß in der Verbrennungskammer durch die Warme der darin erzeugten hei@en Verbrennungsgase Wasserdampf erzeugt wird. Wenn dagegen Luft als zusätzliches Ärbe itsmedium verwendet wird, kann eine geeignete Luft-Zuführeinrichtung dem Motorzylinder zugeordnet werden, so daß atmospharische Luft durch die Eintrittsöffnung 25 der Verbrennungskammer 23 zugeführt wird. Die Verwendung von Luft als zusätzliches Arbeitsmedium führt zur Erzeugung einer beträchtlichen Menge an giftigen Stickoxyden in den Abgasen, aber die j&onzentration an Stickoxyden kann durch die Verwendung von geeigneten Gegenmaßnahuien auf einen praktisch zulässigen Eereich begrenzt werden, weil die Luft der Verbrennungskammer nur in einer begrenzten enge zugeführt wird und weil die Temperatur der Gase in der Verbrennungskammer durch die Luft selbst beträchtlich herabgesetzt wird.
Das EinsPritzventil 29, das ein Teil des zuvor beschriebenen Verbrennungskraftmotors bildet, kann in jeglicher gewünschten Art aufgebaut sein. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Ventils ist in Fig. 2 dargestellt.
Das. Einspritzventil 29 umfaßt ein Ventilgehäuse 49, in dem die Kraftstoff-Einlaßöffnung 30 und die Oxydationsgas-Sinlaßöffnung 31 ausgebildet sind. Die Kraftstoff-Einlaßöffnung 30 geht in eine Ventilkammer über, die eine zylindrische Bohrung 50, eine Verengung 51 und ein erweitertes Düsenteil 52 aufweist, das zur Verbrennungskammer 23 geöffnet ist. Die zylindrische Bohrung 50 weist einen vergrößerten Bereich 50a auf, der die Form einer umfangsseitigen Nut hat, die in dem die Bohrung 50 bestimmenden Teil des Ventilgehauses 49 ausgebildet ist; der erweiterte nereich befindet sich im Abstand von der Verengung 51, die zwischen der Bohrung 50 und dem Düsenteil 52 liegt. Ein als Förderventil wirkender Kolben 53 ist in der zylindrischen Bohrung 50 axial verschiebbar angeordnet und kann in eine gerade Linie mit dem vergrößerten Bereich 50a der Bohrung 50 gebracht werden, wenn er in eine vorbestimmte Stellung gebracht ist, die dargestellt ist. Eine Kolbenstange 54 ist an dem Kolben 53 angebracht und erstreckt sich durch die zylindrische Bohrung 50 und die Verengung 51 in das Düsenteil 52. Die Kolbenstange 54 trigt an ihrem Vorderende einen Ventilteller 55, der ein vergrößertes Ende aufweist. Das Düsenteil 52 und der Ventilteller weisen .uerschnitte auf, die im wesentlichen konzentrisch zueinander sind und die sich zu ihrem der Verbrennungskammer 23 zugewandten Ende hin vergrößern. Eine vorgesnannte Feder 56 ist mit ihrem einen Ende an dem Kolben 53 und mit ihrem anderen Ende an einem abgestuften Wandungsbereich der zylindrischen Bohrung 50 nahe der Verengung 51 gelagert, so daß der Kolben 53 von der Verengung 51 weggedr.ngt wird, d.h. auf die Kraftstoff-Einlaßöffnung 30 zu oder auf eine Stellung zu, in der der kolben 53 den erwei-ter-Len Bereich, 50a in der Bohrung 50 verschließt.
Die Einlaßöffnung 31, für das Oxydationsgas steht delngegenüber mit einer ringförmigen Leitung 57 in Verbindurlg, die in dem Ventilgehäuse 49 ausgebildet ist. Die ringförmige Leitung 57 umgibt die oben beschriebene Ventilkammer und steht über eine Leitung 58 mit dem Düsenteil 52 der Ventilkammer in Verbindung.
Wenn sich der Motor in Ruhe befindet, so daß kein Kraftstoff der Kraftstoff-Einlaßöffnung 50 des zuvor beschriebenen Einssritzventils 29 zugeführt wird, wird der Kolben 53 der Wirkung der vorgespannten Feder 56 zufolge in einer Stellung gehalten, in der der vergrößerte Bereich 50a der zylindrischen Bohrung 50 verschlossen ist.
Demzufolge wird der Ventilteller 55 in einer stellung zum Verschließen des Düsenteils 52 gehalten, um den Durchflu@ von Oxydationsgas in die Einlaßöffnung 31 zu unterbrechen.
Wenn der Motor läuft, so daß die Kraftstoff-Speisepumpe 36 (Fig. 1) kraftstoff an die Kraftstoff-Einlaßöffnung 30 des Einspritzventils 29 abgibt dann wird der Kolben 55 dem Druck des zugeführten Kraftstoffs unterworfen und entgegen der Kraft der vorgespannten Feder 56 axial in eine Stellung bewegt, in der er mit dem vergrößerten Bereich 50a der zylindrischen Bohrung 50 ausgerichtet ist, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Unter dieser Voraussetzung wird der Ventilteller 55 auf.,das erweiterte Ende des Düsenteils 52 zu bewegt, so daß eine ununterbrochene Verbindung zwischen der Kraftstoff-Einlaßöffnung 30 des Einspritzventils 29 und der Verbrennungskammer 23 des Motorzylinders 20 über den vergrößerten Bereich 50a der zylindrischen Bohrung 5O, die Verengung 51 und das Düsenteil 52 hergestellt ist.
Der sich in flüssigem oder gasförmigem Zustand befindliche Kraftstoff strömt folglich mit hoher Geschwindigkeit durch das Düsenteil 52, so daß das Oxydationsgas von der Einlaßöffnung 31 in,das Düsenteil 52 eingesaugt wird.
Die von der Einlaboffnung 30 in die Verbrennungskammer 23 strömende Kraftstoffmenge steigt kontinuierlich an, wenn der auf'den Xolben 53 wirkende Druck des Kraftstoffs ansteigt. Dementsprechend wird der Ventilteller 55 auf das erweiterte Ende des Düsenteils 52 zu bewegt, das in die Verbrennungskammer 23 offen ist. In diesem Zustand wird das Oxydationsgas in erhöhter Menge dem Düsenteil 52 zugeführt, so daß das Mengenverhältnis an Kraftstoff und Oxydationsgas während sich verändernder Betriebsbedingungen des Motors im wesentlichen konstant gehalten wird.
Obgleich der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verbrennungskraftmotor als Viertakt-Einzelzylinder-otor angenommen ist, so dient dies nur als Beispiel und die Ausbildung des dargestellten Motors kann bei Motoren mit hinun-d hergehenden Kolben jeglicher Art angewandt werden, die Zwe itakt-Motoren, Vielzylinder-Motoren und Motoren mit Hochspannungszündung oder Verdichtungszündung sein können.
Fig. 3 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Verbrennungskraftmotors gemäß der Erfindung, wobei der Motor als Wankel-Drehkolbenmotor dargestellt ist.
Der dargestellte Wankel-Drehkolbenmotor umfaßt ein Rotorgehäuse 59, das eine epitrochoidale Verbrennungskammer 60 aufweist, in der ein dreiflügeliger Rotor 61 umlauf. Der Rotor 61 ist an einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) über einen an dem Rotor ausgebildeten Innenzahnkranz 62 und einen an der Rotorachse ausgebildeten Außenzahnkranz 63 angeordnet. Da der Aufbau und die Wirkungsweise des Wankel-Drehkolbenmotors in ihrer Art bekannt sind und für das Verstindnis der erfindungageheißen Merkmale unwichtig sind, wird, von einer weiteren Beschreibung derselben zur Vereinfachung der Beschreibung abgesehen.
Die a'bgeführten Abgase des Drehkolbenmotors enthalten schädliches Kohlenmonoxyd und unverbrannte Sohlenwasserstoffe in Konzentrationen, die bedeutsam höher sind als diejenigen von-solchen Bestandteilen,.die in den von üblichen Verbrennungskraftmotoren mit hin- und hergehenden Kolben ausgestoßenen Abgasen enthalten sind, was hinlänglich bekannt ist. Verschiedene Abgas-Reinigungseinrichtungen sind daher bislang vorgeschlagen worden, um das Kohlenmonoxyd und die unverbrannten Kohlenwasserstoffe aus den Abgasen von Drehkolbenmotoren zu entfernen.
Repräsentativ für derartige Abgas-Reinigungseinrichtungen können die thermischen Resktoren und oxydierenden Katalysatoren für eine sichere Reoxydation der verbrennbaren Rückstände in den abgegebenen Abgasen sein. Jedoch im Hinblick auf die beträchtlich vergröß'erte Bauform des Motors, der eine derartige Abgas-Reinigungseinrichtung verwendet, und im Hinblick auf die betrachtliche Wärme, die als Folge der Wiederverbrennung der brennbaren Riickstande erzeugt wird, sind die gegenwärtig vorgeschlagenen Abgas-Reinigungseinrichtungen besonders, ffir die Verwendung in Kraftfahrzeugen nicht annehmbar, abgesehen von der Tatsache, daß die giftigen Bestandteile aus den Abgasen sogar bei denjenigen Abgasen, die in den Abgaseinrichtungen der Motoren auf diese eise wiederverbrsnnt werden, nicht vollständig entfernt werden können. s ist auch darauf hingewiesen worden, daß die Abgase von Drehkolbenmotoren beträchtliche Mengen an Stickoxyden enthalten; obgleich die Konzentrationen derselben auf Werte begrenzt sind, die bei den verschiedenen örtlichen gegenwichtig verstirkten Luftverschmutzungs-Vorschriften zulässig sind. Es ist jedoch zweifellos vorzuziehen, die Stickoxyde aus den Abgasen vollständig zu entfernen. Es sind daher in verschiedenen Industriebereichen Anstrengungen auf der Suche nach weiter fortgeschrittenen, die Luftverschmutzung verhindernden Einrichtungen zur Verwendung bei Drehkolbenmotoren gemacht worden, die eine zunehmende Nachfrage erfahren.
Zum Entfernen des Kohlenmonoxyds und der @nverbrannten Kohlenwasserstoffe aus den Abgasen von Drehkolbenmotoren ist es wichtig, dalj die verbrennbare rjiscbung in dem rotor mit erhöhtem Wirkungsgrad verbrannt wird und daß zum Verhindern der Erzeugung von Stickoxyden unter derartigen Verbrennungsbedingungen der Kraftstoff ohne Hilfe von einem elementaren Stickstoff enthaltenden Oxdationsmittel verbrannt wird. Dies kann erfolgreich durch Anwendung des neuen Verbrennungsprinzips erreicht werden, das mit der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, wobei der Kraftstoff mit Hilfe von dem Oxydationsgas, das wie zuvor beschrieben Wasserstoffsupeoxyd oder Sauerstoff ist, verbrannt wird.
Gemäß der Erfindung umfaßt der Drehkolbenmotor - wie in Fig. 7 dargestellt ist - das Rotorgehäuse 59, des ein Paar Einspritzventile 64 trägt. Die Einspritzventile sind in einen Verbrennungsraum der Verbrennungskw.wer 60 geöffnet. Es ist somit die Verwendung von zwei Einspritzventilen bei dem hier dargestellten Drehkolbenmotor vorgesehen, mit dem Zweck, die beiden Stöpsellöcher, die oei üblichen Drehkolbenmotoren vorgesehen sind, zu verwenden; es kann aber auch nur ein Einspritzventil oder es können mehr als zwei Einsnritzventile verwendet werden Der ins einzelne gebende Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform des Einspritzventils 64 wird später beschrieben. Jedes der Einspritzventile 64 weist zwei Einlaßhffnungen auf, von denen die eine mit einem Kraftstoff-Behälter 65 über eine Kraftstoff-Zuführleitung 66 und eine Kraftstoff-Speisepumpe 67 und die andere mit einem Oxydationsgas-Behalter 68, wobei das Gas Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff sein kann, über eine Oxydat ionsga s-Zuführle itung 69 und eine OxydationsgaoSpeisepumpe 70 in Verbindung stehen. Der Kraftstoff-Behälter 65 bevorratet einen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff, der wie zuvor beschrieben in der Form von Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoffgas vorliegen kann. Die dem Behälter 65 zugeordnete Kraftstoff-Speilsepumpe 67 kann von der Kurbelwelle (nicht dargestellt) des Motors angetrieben werden.
In dem Rotorgehäuse 59 sind eine Eintritts- und eine Austrittsöffnung 71 bzw. 72 ausgebildet, die miteinander über eine Abgas-Rückführleitung 73, in der ein Abgas-Sammelbeh'ilter 74 eingefügt ist, über eine Verengung oder ein Venturi 75 und ein Durchflußregelventil 76 in Verb-indung stehen. Das Venturi 75 ist nach dem Abgas-Sammelbehalter 74 angeordnet, und das Durchflußregelventil 76 ist nach dem Venturi 75 angeordnet. Die aus dem Abgasraum der Verbrennungskammer e)O abgeführten Abgase werden bber die Abgas-Rückführleitung 73 in einer durch das Durchflußregelventil 76 regulierten Menge einem Zuführraum der Verbrennungskammer zugeführt. Das Regelventil 76 wird gewöhnlich von außerhalb des Motors betätigt. Die dem Einspritzventil 69 zugeführte Menge an Oxydationsgas wird über die unterschiedliche Abgasmenge der Oxydationsgas-Speisepumpe 70 durch Erfassen der in dem Venturi 75 vorhandenen Saugwirkung mittels einer Saugwirkungs-Fühlleitung 77, die von der Pumpe 70 ausgeht und zu dem Venturi 75 geöffnet ist, gesteuert. Der Abgas-Sammelbeh@lter 74 ist vorzugsweise mit einem Rückschlagventil 78 versehen, das betitigbar ist, um die Abgase nach außen abzufiihren, wenn der Druck der in den Sammelbehälter eingesaugten Abgase beginnt, einen vorbestimmten Wert zu überschreiten. Das Rückschlagventil 78 umfaßt daher ein Ventilgehäuse 79, das einen zur Ätmosphjre geöffneten Auslaß 80 aufweist. Ein Ventilkopf 81 reicht mit seinem kegelförmigen endteil durch eine in der Wandung des Sammelbehälters ausgebildete Oeffnung in den Abgas-Sammelbehälter 74. Der Ventilkopf 81 ist durch diese Öffnung mittels der Führung einer Ventilfbhrung 82 axial bewegbar, die axial verschiebbar von dem Vefltilgeh:1u5e 79 getragen ist. Eine vorgespannte Peder 83 ist mit ihrem einen Ende an einer Stirnwand des Ventilgehäuses 79 und mit ihrem anderen Ende an der Rückseite des Ventilkopfes gelagert, wodurch der Ventilkopf 81 in eine Stellung zum Verschließen der in der Wandung des Abgas-Sammelbehälters 74 ausgebildeten öffnung beaufschlagbar ist, Beim Betrieb wird der flüssige oder gasförmige Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoff kontinuierlich mittels der Kraftstoff-Speisepumpe 67 von dem Kraftstoff-Behilter 65 über die Kraftstoff-Zuführleitung 66 zu dem Einspritzventil 64 gepumpt. Gleichzeitig wird das Oxydationsgas, das Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas sein kann, mittels der Pumpe 70 von dem Oxydationsgas-Beh.alter 68 über die Oxydationsgas-ZuSührleitung 69 dem Einspritzventil 64 zugeführt. Wenn Wasserstoffsuperoxyd als Oxydationsgas verwendet wird, zerlegt sich das Superoxyd bei Berührung mit dem Kraftstoff aus der Zufuhrleitung 66 sehr schnell und erzeugt eine große Wärme. Die derartige- Zersetzung des Wasserstoffsuperoxyd gases kann durch Vorsehen eines auf Silberbasis beruhenden oder eines anderen geeigneten Katalysators in jedem der Einspritzventile- 64 - wie noch beschrieben wird - beschleunigt werden. Der in das Einspritzventil 64 eintretende Kraftstoff wird auf diese Weise durch die derart durch die exothermische Zersetzung des Wasserstoffsuperoxydgases erzeugte Wärme oder durch das heiße Sauerstoffgas verbrannt. Die sich hierbei ergebenden Verbrennungsease übe einen Druck auf den Rotor 61 aus. Unter dieser Voraussetzung werden die in den Verbrennungsraum der Kammer 60 eingeführten heißen Verbrennungsgase den Abgasen zugemischt, die über die Eintrittsöffnung 71 während des torangegangenen Verbrennungszyklus des Motors in die Ver brennungskammer 60 rückgeführz worden sind. Die in dem Verbrennungsraum befindlichen heißen Verbrennungsgase werden somit mit den rückgeführten Abgasen verdünnt, was zum Ergebnis hat, daß auf den Rotor 61 eine erhöhte Menge an Kraftstoff wirkt und die Temperatur der heißen Verbrennungsgase im Hinblick auf die Hitzebeständigkeit der Einzelteile des Motors auf etwa 10000C herabgesetzt wird Die Durchflußmenge an der Verbrennungskammer 60 rückgeführten Äbasen wird durch das von außen betitigbare Durchflußregelventil 76 in Abhängigkeit von der auf den Motor wirkenden Belastung gesteuert. Wenn in diesem Fall der Druck der der Abgas-@ückführleitung 73 zugeführten Abgase ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau erreicht.
wirkt dieser Druck auf den Ventilkopf 81 des Rückschlagventils 78 in dem Abgas-Sammelbehälter 74, so daß der Ventilkopf 81 entgegen der Kraft der vorgespannten eder 83 zurückweicht, wodurch es den in dem Sammelbehälter 74 befindlichen Gasen möglich ist, über die Offnung in der Wandung des @ammelbehälters und den in dem Ventilgehäuse ausgebildeten Auslaß 80 aus dem Motor nach außen zu entkommen. Der Druck der Abgase in daher Abgas-Rückfübrleitung 73 wird auf diese Weise während unterschiedlicher Betriebsbedingungen des Motors jederzeit unter dem vorbestimmten Wert gehalten. Wenn in diesem Fall die Abgase nur i'asoerd.qmnf oder die Mischung aus Wasserdampf und Kohlendioxyd enthalten, was von der Art des verwendeten kraftstoffs abhangt, sind. die über das Rückschlagventil 78 an die Außenseite abgegebenen Abgase vollständig unschädlich. Wenn zu befürchten ist, daiJ die enge an Abgasen, die zu der Verbrennungskammer 60 rückgeführt werden, nicht ausreichend ist, um ein zufriedenstellendes Arbeiten des Motors zu gewährleisten, wie iln Falle des Anlassens oder des schnellen Beschleunigen des Motors, kann der Abgas-Sammelbehälter 74 außerdem mit einem geeigneten Lufteinlaß versehen werden, der auf einen geringeren Druck des Abgases als die vorbestimmte Grenze anspricht und der dazu eingerichtet ist, atmosphärische Luft in den Sammelbehilter 74 einzulassen, sobald der Druck unter das vorbestimmte Niveau absinkt. Das Einführen von Luft zu den Abgasen kann zum erzeugen einer beträchtlichen Alenge an Stickoxyden führen; da aber die Luft nur zeitweilig und in einer begrenzten Menge zugeführt wird, entsteht durch die Verwendung von Luft kein ernsthaftes Problem. Wenn jedoch angestrebt wbrd, die Erzeugung von Stickoxyden in den Abgasen vollständig zu vermeiden, kann die Abgas-Rückführleitung 73 oder insbesondere der Abgas-Sammelbeh@lter 74 mit einer geeigneten Speichereinrichtung versehen werden, die zum zeitweiligen Speichern eines Überschusses an Abgasen dient, um die gespeicherten Abgase an die Rückführleitung 73 oder an den Sammelbehälter 74 abzugeben, wenn der Druck der Abgase auf ein vorbestimmtes niveau abgesunken ist, wie z.B. während des Anlassens oder der schnellen Beschleunigung des Motors.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeisoiel-der Ausbildung des Einspritzventils 64 ist in Fig. 4 dargestellt. Das Einspritzventil 64 umfaßt ein Ventilgehäuse 84, das zwei getrennte Einlaßöffnungen 85 und 86 aufweist. Die Einlaßöffnungen 85 und 86 sind an die Kraftstoff-Zuführleitung 66 bzw. an die Oxydat ionsgas-Zufuhrle itung 69 angeschlossen. Die Oxydationsgas-Einlaßöffnung 86 führt zu einer Kammer 87, die in dem einen Endteil des Ventil6eh'iuses 84 ausgebildet ist. In der Kammer 87 ist ein einwegiges Rückschlagventil 88 untergebracht, das in der Kammer 87 axial bewegbar ist. Das Einwege-Rückschlagventil 88 weist einen kegelförmigen, axial sich erstreckenden Ansatz 89, der sich auf die Einlaßöffnung 86 hin erstreckt, und einen Durchlaß 90 auf, der eine stindige Verbindung quer durch das Rückschlagventil 88 zur Kammer 87 herstellt. Eine vor gesnannte Feder 91 ist mit ihrem einen Ende an einer der Einlaßöffnung 86 gegenüberliegenden ringförmigen Stirnwand der Kammer 87 und mit ihrem anderen Ende an dem Rückschlagventil 88 gelagert, um das Rückschlagventil in eine Stellung zum Verschließen der Einlaßöffnung 86 mittels ihres axialen Ansatzes 89 zu beaufschlagen, wie in Fig. 4 dargestellt ist. In dem Ventilgehäuse 84 ist außerdem eine Kammer 92 ausgebildet, mit der die zuvor erz ahne Kammer 87 über eine Öffnung 93, die durch die ringförmige Stirnwand der Kammer 87 bestimmt ist, in ständiger Verbindung steht. Die zweite Kammer 92 geht in eine Verengung 94 über, die wiederum in ein Düsenteil 95 übergeht, das einen zu seinem Ende hin erweiterten Querschnitt aufweist. Zwischen der Kammer 92 und der Verengung 94 ist ein Drallelement 96 angeordnet, um eine kreisende Strömung der hindurchströmenden Flüssigkeit zu erhalten. Wenn bei dem dargestellten Rotor als Oxydationsgas für den Kraftstoff asserstoffsuperoxyd"verwendet wird, ist ein Katalysator 97 z.B. -aus einem Material auf Silberbasis vorzugsweise vor dem Drallelement 96 in der Kammer 92 angeordnet, so daß die exothermiscne Zersetzung des Wasserstoffsuperoxyds beschleunigt wird.
Die Kraftstoff-Einlaßöffnung 85, die von der Kraftstoff-Zuführleitung 66 herführt, steht mit einem Durchlaß 98 in Verbindung, der in dem Düsengehäuse 84 ausgebildet ist und in das Düsenteil 95 nach der Verengung 94 einmündet. In der Kraftstoff-Zuführleitung 66 und unmittelbar vor der Kraftstoff-Einlaßöffnung 85 ist ein einwegiges Rückschlagventil 99 angeordnet, das eingerichtet ist, um den Durchfluß des Kraftstoffs in die Sinlaßöffnung 85 zu ermöglichen, und verhindert, daß der Kraftstoff in umgekehrte Richtung von der Einlaßöffnung 85 weg fließt.
Bei dem in der zuvor beschriebenen Weise aufgebauten Einspritzventil 64 wirkt das auf die Einlaßöffnung 86 der Kammer 87 gerichtete Oxydationsgas zuerst auf den axial kegelförmigen, die Einlaßöffnung 86 verschließenden Ansatz 89 des einwegigen Rückschlagventils 88 und bewegt das Ventil 88 entgegen der Wirkung der vorgesnannten Feder 91 von der Einlaßöffnung 86 weg, so daß der Ansatz 89 des Ventils 88 die Einlaßöffnung freigibt. Das Wasserstoffsuperoxydgas wird folglich der Kammer 87 zugeleitet und strömt durch den in dem Ventil 88 ausgebildeten Durchlaß 90 und die öffnung 91, die die Verbindung zwischen den beiden Kammern 87 und 92 herstellt, zu der zweiten kammer 92. Wenn in diesem Fall der nach dem einwegigen Buckschlagventil 88 herrschende Gasdruck aus irgendeinem Grunde höher wird als derjenige vor deia Rückschlagventil 88, wird das Rückschlagventil 88 auf die Einlaßöffnung 86 hin gedrückt, die demzufolge durch den axialen Ansatz R9 des Rückschlagventils geschlossen wird, so daB das in die Kammer 87 eingeleitete Oxydationsgas an dem Zurückströmen in umgekehrter Richtung in die Einlaßöffnung 86 gehindert ist.
Das in die zweite Kammer 92 eintretende Vasserstoffsuperoxydgas zerfallt schnell in eine mischung aus Wasser und Sauerstoff, wenn es durch den Katalysator 97 hindurchströmt, und erzeugt als Folge der exothermischen Zersetzung eine große Wärme. Die Strömung der heißen Mischung aus Wasserdampf und Sauerstoffgas wird dann durch das nach dem Katalysator 97 angeordnete Drallelement 96 verwirbelt. Die sich hierdurch ergebende kreisende Strömung an heißen Gasen spritzt durch die Verengung 93 mit einer erhöhten Geschwindigkeit in das Düsenteil 95, so daß in dem Düsenteil 95 eine Saugwirkung entsteht Die Saugwirkung zieht den Kraftstoff aus der Z-uführleitung 66 durch die Kraftstoff-Einlaßöffnung 85 und veranlaßt9 daß der Kraftstoff unverzüglich durch die Wärme der heißen Mischung aus 1Wasserdampf und Sauerstoffgas, das in beträchtlichem Anteil naszierenden Sauerstoff enthält, verbrannt wird.
,Es ist einleuchtend, daß der Katalysator 97 entbehrt werden kann, wenn Sauerstoffgas als Oxydationagas für den Kraftstoff anstelle von Wassarstoffsuperoxyd verwendet wird.
Die zuvor beschriebene Ausführungsform des Drehkolben-Verbrennungskraftmotors ist zum unmittelbaren Mischen des flüssigen oder gasförmigen Kraftstoffs mst dem in die Verbrennungskammer des Motors eintretenden Oxydationsgas eingerichtet. Bei Bedarf kann Jedoch der flüssige oder ges förmige Kraftstoff mit den Abgasen, die zu der Einlaßöffnung der Verbrennungskammer zurückgeführt werden, vermischt werden, so daß das Oxydationsgas aus Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff in dem Verbrennungsraum der Verbrennungskammer mit der Mischung aus Kraftstoff und den rückgeführten Abgasen vermischt wird. Den bevorzugten Autbau einer solchen Ausführungsform zeigt Fig. 5.
Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform ist eine einfache Abwandlung der in Fig. 3 geziegten Ausführungsform; in beiden Figuren bezeichnen deshalb auch gleiche Ziffern einander entsprechende Teile. Bei dem Verbrennungs kraftmotor mit Drehkolben gemäß Fig. 5 endet die von dem Behälter 65 für flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff über die Kraftstoff-Speisepumpe 67 kommende Kraftstoff-Zuführleitung 66 an einer Ausstoßdüse 66a, die in der Verengung oder dem Venturi 75 der Abgas-Rückführleitung 73 einmündet. Wenn Kraftstoff in flüssigem Zustand verwendet wird, kann ein Vergaser 100 vorzugsweise unmij;telbar vor der Ausstoßdüse 66a zum Zerstsuben des flüssigen Kraftstoffs angeordnet warden, bevor dieser in das Venturi 75 eingespritzt wird. Die von der Oxydatiensgas-Speisepumpe 70 ausgehende Zuführleitung 69 endet dementsprechend in Einspritzventilen 101, deren Austrittsöffnungen in den Verlfrennungsraum der Kammer 60 einmünden. Die Einspritzventile 101 können in beliebiger Weise ausgebildet sein; ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 6 dargestellt. Die in Fig. 6 gezeigte Ausbildung des Einspritzventile 101 ist dem in Fig. 4 dargestellten Einspritzventil, einschließlich dem einwegigen Rückschlagventil 88, dem nach außen sich erweiternden Düsenteil 95, dem Drallelement 96 und außerdem dem Katalysator 97, wenn Wasserstoffsuperoxyd als Oxydationagas fiir den Kraftstoff verwendet wird, im wesentlichen -ihnlich. Da jedoch der Kraftstoff in dem Motor gemäß Fig. 5 der Abgas-Rückführleitung 73 zugeführt wird,- entbehrt das in Fig. 6 dargestellte Einspritzventil:101 die Kraftstoff-Einlaßöffnung 85 und den Durchlaß 98, die bei den Einspritzventil 101 gemaR Fig. 4 vorgesehen sind.
Der Kraftstoff, der von dem. Kraftstoff-Behälter 65 über die Kraftstoff-Zuführleitung 66 und, wenn ein flüssiger Kraftstoff verwendet wird, außerdem durch den Vergaser 100 in das Venturi 75 gepumpt wird, vermischt sich daher mit den Abgasen, die über das Venturi 75 von dem Abgas-Sammelbehälter 74 rückgeführt werden. Die sich hierbei ergebende Mischung aus Kraftstoff und Abgasen wird beim Ansaugtakt der Verbrennungskammer 60 zugeleitet. Die Mischung wird verdichtet, wenn sich der. Rotor 61 in der Kammer 60 dreht, und wird bei dem Verbrennungstakt des Motors mit den heißen Gasen in Berührung gebracht, die von den Einspritzdüsen 101 aus in den Verbrennungsraum der Kammer 60 eingespritzt werden, wodurch der Kraftstoff sogleich verbrannt wird um einen Druck auf den Rotor 61 auszuüben. Die sich ergebenden Abgase werden n die abgas- Rückführleitung 73 abgegeben und beim nachsten Verbrennungszyklus in die Verbrennungskammer 60 zusammen mit dem Kraftstoff von der Ausstoßdüse 66a rückgeführt. Der ein Teil der Abgas-Rückführleitung 73 des hier dargestellten Drehkolbenmotors bildende Abgas-Sammelbeh@lter 74 ist nicht nur mit dem Rückschlagventil 78 der beschriebenen Art, sondern auch mit einem Luft-Einlaßventil 102 ausgestattet, das dazu eingerichtet ist, zusitzliche Luft dem Abgas-Sammelbehälter zuzuführen, wenn die Menge der in die Verbrennungskammer 60 zurückgeführten Abgase unzureichend ist, wie im Fall des Startens oder schnellen seschleunigung des Motos. Das Luft-Einla@ventil 102 umfaßt ein Ventilgeh@use 103, das über Öffnungen 104 st@ndig mit dem Innenraum des Abgas-Sammelbehälters 74 in Verbindung steht und an dem ein Luftfilter 105 angeordnet ist, der zur freien Luft hin offen ist. Das Ventilgehäuse 103 steht über eine Öffnung, die an einer Zwischenwand zwischen dem Ventilgehäuse 103 und dem Luft filter 105 ausgebildet ist, und über einen Ventilkopf 106, der durch die Öffnung zwischen dem Ventilgehäuse 103 und dem luftfilter 105 mit Hilfe einer Ventilführung 107 bewegbar ist, mit e;n Luftfilter 105 in Verbindung. Die Ventilführung 107 ist durch die Wandung des Sammelbehäl ters 74 hindurch bewegbar. Eine vorgespannte Feder 108 ist in dem Ventilgehäuse 103 in der Weise gelagert, daß der Ventilkopf 1C in eine Stellung zum Verschließen der Öffnung zwischen dem Ventilgehäuse 103 und dem Luftfilter 105 gedrängt wird. Der Ventilkopf 106 des Luft-Einlaßventils 102 wird somit in einer Stellung zum Verschließen der Öffnung zwischen dem Ventilgehäuse 103 und dem Luftfilter 105 gehalten, wenn der in dem A Abgas-Sammelbehälter 74 herrschende Druck höher als, ein vorbestimmter Grenzwert ist. Wenn der Druck in-dem Sammelbehälter 74 un-ter dieses vorbestimmte Niveau absinkt, das gewöhnlich unter dem Atmosphärendruck liegt, entsteht in dem Ventilgehiuse 103 eine Saugwirkung, so daß der Ventjlkonf 106 von der Öffnung zwischen dem Ventilgehäuse 103 und der. Luftfilter 105 weg bewegt wird, wodurch es atmosphärischer Luft mögli.ch ist, über den Luftfilter 105, das Ventilgehäuse 103 und. die Öffnungen 104 in der Wandung des Sammelbehälters 74 in den Abgas-Sammelbehälter 74 einzutreten bis der Druck in dem Sammelbehälter wieder ein Niveau erreicht, das höher als der vorbestimmte Grenzwert ist. ie zuvor angedeutet ist, bedingt die in der oben beschriebenen .7eise in die Verbrennungskammer 60 eingeführte Luft die Erzeugung von einer beträchtlichen Menge an giftigen Stickoxyden in den Auspuffgasen, aber praktisch entsteht hierdurch kein Problem, weil die Luft ffer Verbrennungskammer 60 nur zeitweilig und in einer begrenzten Menge zugeführt wird.
Der Drehkolbenmotor mit dem in den Fig. 3 und 4 gezeigten Aufbau ist nicht nur dazu eingerichtet, die giftigen Festandteile in den ausgesto@enen Abgasen zu beseitigen, sondern ist auch durch einen einfachen und preiswerten Aufbau gekennzeichnet, weil keine positive Zündeinrichtung, wie die üblichen Zündkerzen, und zugeordneten elektrischen Einrichtungen zum Verbrennen des Kraft stoffs verwendet werden. Es ist jedoch. augenscheinlich, daß der Motor vermindert werden kann, so daß der Kraftstoff vermittels des Wasserdampfes oder atmosphärischen Luft anstelle von Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas und mit Hilfe von Zündkerzen verbrannt wird.
Fig. 7 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Einsoritzventils, das im besonderen zur Verwendung bei einem Motor mit Eigenzündung oder einem Dieselmotor ausgebildet ist.
Bei Dieselmotoren, die mit üblichem Verbrennungsprinzip unter Verwendung von verdichteter Luft und einem Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen arbeiten, ist es wichtig, daß die Luft während des Verdichtungshubes außerordentlich hoch verdichtet wird, so daß sich recht komplizierte und teuere Bauformen des rotors ergeben. enn jedoch der Kraftstoff unter mitwirkung von Wasserstoffsuperoxyd, wie gemäß der Erfindung vorgesehen ist, verbrannt wird, kann eine zum Entzünden des Kraftstoffs ausreichende Temneratur ohne die Verwendung von hochverdichteter Luft erreicht werden. Es wird daher nicht nur die Abgabe von giftigen Bestandteilen, wie Kohlenmonoxyd, Kohlenwasserstoffen und Stickoxyden, in den Abgasen vermieden, sondern es kann auch der Aufbau des Motors bedeutsam vereinfacht und wirtschaftlich gemacht werden, wenn die Besonderheiten, die gemäß der Erfindung vorgesehen sind, bei dem Dieselmotor eingesetzt werden.
Das in Fig. 7 gezeigte erfindungsgemäße Einspritzventil für den Dieselmotor umfaßt ein Ventilgehäuse 109, das von einem Zylinderko@f 110 getragen wird. Der Zylinderkopf ist oben auf einer Verbrennungskammer 111 angeordnet. In dem Ventilgehäuse 109 ist eine im wesentlichen' zylindrische Bohrung 112 ausgebildet. Die Bohrung 112 steht mit einer vor ihr ausgebildeten Kraftstoff-Einlaßöffnung 113 und mit einer danach- ausgebildeten sich nach außen erweiternden Gemisch-Austrittsdüse 114 über eine Verengung 115 in Verbindung. Die Kraftstoff-Einlamöffnung 113 steht mit einem Behilter (nicht dargestellt) fiir einen geeigneten flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff, wie Kerosin, in Verbindung. Die Gemisch-Austrittsdüse 114 ist mit ihrem sich erweiternden Ende zur Verbrennungskammer 111 hin geöffnet. Ein Kolbenzylinder 11 ist in. einer Stellung innerhalb der zylindrischen Bohrung 112 in dem Ventilgehäuse 109 gehalten und est eine öffnung 117, die in seinem Stirnende, das der Kraftstoff-Einlaßöffnung 113 zugewandt ist, ausgebildet ist, und eine Öffnung 118 auf, die an seinem Stirnende nahe der Verengung 115 ausgebildet ist. In dem Kolbenzylinder 116 ist ein Kolben 119 axial verschiebbar angeordnet. Eine Kolbenstange 120 erstreckt sich von dem Kolben 119 aus durch die Verengung 115 in die Gemisch-Austrittsdüse 114. Die Kolbenstange 120 trägt an ihrem in der Düse 114 gelegenen vorderende einen Ventilteller 121, der zu seinem Ende hin unter einem Winkel vergrößert ist, der mit dem Winkel übereinstimmt, hunter dem sich die Düse 114 auf ihr Ende hin verbreitert.
Eine vorgespannte Druckfeder 122 ist mit ihrem einen Ende an der Stirnwand des Kolbenzylinders 116 und mit ihrem anderen Ende an der Stirnseite des Kolbens 119 gelagert.
Hierdurch wird der Kolben 119 auf die Stirnwand mit.der Öffnung 117 zu beaufschlagt, so daß der Ventilteller 121 in eine Stellung nahe der Gemisch-Austrittsdüse 114 gedrängt wird, wie in Fig. 7 gestrichelt angedeutet ist.
Zwischen der Einlaßöffnung 113 und derbenachbarten Stirnwand des Kolbenzylinders 116 ist ein einwegiges Rückschlagventil 123 angeordnet, das das Zurückströmen des kraftstoffs von der zylindrischen Kainwer 112 zur Einlalöffning hin verhindert. Das Einwege-Röckachlagventil 123 umfaßt ein ringförmiges Sitzglied 124, das eine Öffnung 125 aufweist und an dem Ventilgehluse 109 in einer Stellung zwischen der Kraftstoff-Einlaßöffnung 113 und der zylindrischen Kammer 112 in dem Gehäuse 109 befestigt ist. Eine vorgespannte Druckfeder 126 ist mit ihrem einen Ende an der Innenfläche des Sitzgliedes 124 gelagert und tragt an ihrem anderen Ende ein scheibenförmiges Ventilelement 127, das einen Durchmesser aufweist, der größ genug ist, um das durchlochte Sitzglied 124 zu verschließen, wenn es mit diesem in Berührung kommt. Das Ventilelement 127 ist unmittelbar neben der Stirnwand des Kolbenzylinders 116 gelagert. Um eine ununterbrochene Verbindung, mit dem kolbenzylinder h.erzustellen, ist auf der Stirnwand desselben gegenüber dem Ventilelement 127 ein geeignetes Anschlegteil 128 oder es sind mehrere davon befestigt, wie Fig.
7 zeigt.
An dem Ventilgehäuse 109 ist ferner eine Oxydationsgas-Einlaßöffnung 129 ausgebildet, die über eine Oxydationsgas-Zuführleitung 130 mit einem Beh-ilter (nicht dargestellt) für Wasserstoffsuperoxyd in Verbindung steht.
Die Oxydstionsgas-Einlaßöffnung 129 ist mit einem ebenfalls in dem Ventilgehäuse 109 ausgebildeten Durchlaß 131 verbunden. Der Durchlaß 131 ist zur Gemisch-Austrittsdüse 114 hin geöffnet, wobei der Auslaß des Durchlasses 131 so angeordnet ist, dal e verschlossen ist, wenn sich der Ventilteller 121 in einer die Düse 114 verschließenden Stellung befindet, wie gestrichelt dargestellt ist. In der Wjitte zwischen der Oxydationsgas-EinlaßöffnunE 129 und der Zuführleitung 130 ist ein einwegiges Rückschlag ventil 132 beliebigen Aufbaues -etwa einem dem einwegigen Rückschlagventil 123 ähnlichem Aufbau - vorgesehen. Das hier dargestellte einwegige Rückschlagventil 132 weist ein gelochtes Sitzglied 133, das an der Zuführleitung 130 fest ist, eine vorgespannte Druckfeder 134, die an dem Sitzglied 133 gelagert ist und nach demselben angeordnet ist, ein Ventilelement 135, das von dem Ende der Druckfeder 134 getragen wird, und einen Anschlag 136 auf1 der an der Einlaßöffnung 129 befestigt ist, wie dargestellt ist. Dei einem Dieselmotor mit mehreren Zylindern ist das EinsDritzventil mit dem, zuvor beschriebenen Aufbau auf jedem der Zylinder angebracht. Bei dieser Anordnung kann die Oxydationsgas-Einlaßöffnung 129 über einen Tunnel 197 mit den Durchlässen 131 in den einzelnen Einspritzventilen in Verbindung stehen, wobei der Tunnel für alle diese Durchlässe 131 gemeinsam ist.
Wenn beim Betrieb der flüssige oder gasförmige Kraftstoff, wie kerosin, in die in dem Ventilgehäuse 109 ausgebildete zylindrische Kammer 112 durch die Kraftstoff-Einlaßoffnung 113 , durch die oeffnung 125 in dem bitzglied 124 und durch den Zwischenraum zwischen dem Sitzglied 124 und dem Ventilelement 127, das der Wirkung der vorgespannten Feder 126 zufolge von dem Sitzglied 126 weg gedringt wird, wie dargestellt ist, gepumpt wird, wirkt der Druck des Kraftstoffs über die in der Stirnwand des Kolbenzylinders 116 ausgebildete Öffnung 117 auf die Stirnfliche des Kolbens 119. Der Kolben 119' wird demzufolge entgegen der Kraft der vorgespannten Druckfeder 122 von der Öffnung 117 weg gedrängt, so daß der Ventilteller 121 mittels der Kolbenstange 120 aus der mit unterbrochenen Linien angedeuteten Stellung in eine Stellung zum Öffnen der Gemisch-Austrittsdüse 114 bewegt wird. Dem Kraftstoff, der in die zylindrische Kammer 112 eindringt, ist es somit möglich, über die in dem Kolbenzylinder 116 ausgebildete Öffnung 118 und die Verengung 115 in die Gemisc'h-Austrittsdüse 114 zu strömen. Wenn unter dieser Voraussetzung der Kraftstoff aus der Verengung 115 in die Gemisch -kustrittsdüse 114 spritzt, ist ein plötzlicher Druckabfall in der Kraftstoffströmung bedingt, so daß Wasserstoffsuperoxydgas, das aus der Zuführleitung 130 durch die Oxydationsgas Sinlaßöffnung 129 geströmt ist, kraftvoll in die Gemisch-Austrittsdüse 114 gesaugt wird und mit dem darin befindlichen Kraftstoff vermischt wird. Durch die Berührung mit dem in der Düse 114 befindlichen Kraftstoff zerfällt das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in ein heißes aktives Gemisch aus Wasser und Sauerstoffgas, das in einem großen Verhältnis naszierenden Sauerstoff enthält, und erzeugt eine große Wärmemenge. Wenn daher die heißen Gase der Verbrennungskammer 111 in Zyklen zugeführt werden, die mit deui Verdichtungstakt des Kolbens übereinstjmuien,'wira der Kraftztoff durch die Wärme, die durch die exothermische Zersetzung des Wasserstoffsuper,oxyds erzeugt wird, vollst-ndig verbrannt, und der Kolben wird bei verhältnismäßig niedrigem VerdichtuDgsverniltnis der Gase, die aus dem Wasserstoffsuperoxyd erzeugt werden, angetrieben. Wenn in diesem Fall zwei Gewichtsteile von Wasserstoffsuperoxyd konstant zu einem Gewichtsteil Sauerstoffgas fübren, kann das Verhältnis zwischen der Menge an Kraftstoff und Sauerstoff konstant gehalten werden. Ein zustzliches Medium, wie die rückgeführten Abgase, -Nasserdampf oder Luft, kann aus den zuvor angegebenen Grunde und bei Verwendung der zuvor beschriebenen Anordnung der Verbrennungskammer zugeführt werden. Wenn es nicht gewünscht wird, Luft in die Verbrennungskammer einzuführen, können der Kraftstoff und das Wasserstoffs uperoxyd vorzugsweise in dem Verhiltnis 1 : 6 bis 1 : 7 miteinander vermischt werden. Die Menge an Wasserstoffsuperoxyd ist angemessen herabzusetzen, wenn Luft mit den Gasen in der Yerbrennungskammer vermischt wird.
Die Einwege-Rückschlagventile 123 und 132 dienen dazu, den Rückfluß von Kraftstoff und Wasserstoffsuperoxyd in ie Kraftstoff-Einloßöffnung 113 aus der zylindrischen Kammer 112 und in die Zuführleitung 130 aus der Oxydationsgas-Einlaßöffnung 129 zu verhindern, wenn der Druck in der Gemisch-Austrittsdüse 114 als Folge der Verbrennung des Kraftstoffs in derselben ansteigt. Der Kraftstoff wird in solchen Zyklen zu der Kraftstoff-Einlaßöffnung 113 gepumpt, um während des Verdichtungshubes einen Nulldruck in der Kammer 112 einzustellen. Während des Verdichtungshubes wird der Kolben 119 somit der Wirkung der vorgespannten Feder 122 zufolge und aufgrund des fehlenden Druckes in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, so daß der Ventilteller 121 in die Stellung zum Verschlieis.en der Gemisch-Austrittsdüse 114 zurückkehrt, wie mit unterbrochenen Linien angedeutet ist.
Um die exothermische Zersetzung des Wasserstoffsuperoxy'ds zu beschleunigen, bevor es den Ausgang des Durchlasses 131 erreicht, kann ein Katalysator (nicht dargestellt),z.B. aus einem auf Silberbasis bestehendem Material, in dem Tunnel 137 angeordnet sein.
Der Motorzylinder, mit dem das Einspritzventil der zuvor beschriebenen Art verbunden ist, ist von üblicher Bauart, die allgemein bekannt ist, weshalb eine Reschreibung desselben nicht erforderlich ist.
mHJie zuvor angedeutet ist, ist der Verbrennungskraftmotor gemäß der Erfindung mit jeglicher Kraftstoffart betreibbar, wobei der Kraftstoff nicht nur flüssig oder gasförmig sein kann, sondern es kann auch fester Kraftstoff verwendet werden, der gewöhnlich aus Kohlenwasserstoffen besteht. Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Verbrennungskraftmotors, der festen Kraftstoff aus Kunststoffabf'illen verwendet. Von dem hier dargestellten rotor wird daher erwartet, das, er nicht nur zur Vermeidung des Ausstotes von giftigen Bostandteilen in den Abgasen beiträgt, sondern auch die sich aus dem KunststoffabfallmatelMial herrührende Verunreinigung herabsetzt.
Der hier gezeigte Verbrennungskraftmotor dient als Beispiel für einen Viertaktmotor mit hin- und hergehendem Kolben ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten motor. In Fig. 8 sind daher Teile und Einzelheiten, die denjenigen der Fig. 1 entsprechen, mit denselben Ziffern bezeichnet.
Der. Verbrennungskraftmotor gemaß Fig. 8 umfaßt eine Verbrennungskammer 23 mit je einer Eintritts- und Auslaßöffnung 25 und 26, die mit federbelasteten Sinlaß- und Auslaßventilen 27 und 28 versehen sind. Die AUgas-Auslaßöffnung 26 steht mit einer Abgasleitung 38 in Verbindung, in der eine Abgas-Umwälzpumpe 39 eingegliedert ist.
Die Pumpe 39 wird durch die in dem Motorzylinder 20 angeorVnete Kurbelwelle 22 über treibende und angetriebene Riemenscheiben 40 und 40' und einen über die Riemenscheiben laufenden Riemen 41 angetrieben. Die Abgas-Leitung 38 ist hinter der Abgas-Umwälzpumpe 39 in eine Abgas-Abführleitung 42 und eine Abgas-Rückführleitung 44 aufgeteilt.
In der Abgas-Rückführleitung 44 ist ein Durchflußregelventil 45 und ein Abgas-Sammelbehälter 47 eingegliedert, der hinter dem Durchflußregelventil 45 angeordnet ist und in der Einlaßöffnung 25 endet. DieAbgas-Abführleitung 42 endet dagegen in einer Abgas-Auslaßöffnung 138, die zur Außenseite des Motors geöffnet ist. Die Abgas-Auslaßöffnung 138 ist mit einem einwegigen Rückschlagventil 139 versehen, das in Abhängigkeit von einem über einem vorbestimmten Niveau liegenden kbgasdruck geöffnet werden kann.
Das einwegige Rückschlagventil 139 weist deshalb eine vorgespannte Zugfeder 140 auf, die an einem abgestuften Wandteil, das die Abgas-Auslaßöffnung begrenzt, fest ist und-die an ihrem Ende ein Ventilelement 141 trägt. Das Ventilelement weist eine Arbeitsfläche auf, die grot: genug ist, um die Auslaßöffnung 1)8 zu verschließen, wenn sie der Wirkung der Zugfeder 1140 zufolge an die Auslaßöffnung gedrückt wird.
An dem Motorzylinder 20 ist ein Oxydetionsgas-Einspritzventil 142 angeordnet, das eine Auslaßdüse 143 aufweist, die in die Verbrennungskammer 23 oeöffnet ist. Das Einspritzventil 142 besitzt eine Einlaßöffnung 144, die mit einem Behälter 145 fur ein geeignetes Oxydationsgas, wie Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff, über eine Oxydationsgas-Zuführleitung 146 in Verbindung steht, in der die Oxydationsgas-Speisepumpe 147 eingegliedert ist. Die Oxydationsgas-Sneisepumpe 147 wird ähnlich wie die Abgas-Umwälzpumpe 39 von der Eurbelwelle 22 des rotors über eine treibende und eine angetriebene Riemenscheibe 148 und 1482 mittels eines endlosen Riemens 149 angetrieben. Wenn Wasserstoffsuperoxyd als Oxydationsgas für den Kraftstoff verwendet wird, kann dem Oxydationsgas-Einspritzventil 142 in bevorzugter eise ein Katalysator, wie z.B. oben angedeutet aus einem Material auf Silberbasis, zugeordnet sein. Das Einspritzventil 142, das in Fig. 8 nur schematisch dargestellt ist, kann in jeglicher gewünschten Art ausgebildet sein; zB. ähnlich der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform des Einspritzventils.
An dem Motorzylinder 20 ist ferner ein Behalter 151 für festen Kraftstoff ange'oracnt, der sich seitlich des Zylinders 20 und vorzugsweise in Ausrichtung mit der Düse 143 des Oxydationsgas-Einspritzventils 142 erstreckt. Der Kraftstoff-Behälter @151 nimmt einen festen Kraftstoff 152 in Stabehenform von Kunststoffabfällen auf. Die festen Kraftstoffstäbchen 152 sind in dem Kraftstoff-Behilter 151 axial bewegbar, so daß deren vordere Enden wenigstens teilweise zur Verbrennungskammer 23 hin frei sind. An dem der Verbrennungskammer 23 gegenüberliegenden Endbereich des Kraftstoff-Beh'ilters 151 ist eine Gegendruckkammer 153 ausgebildet, die über eine Leitung 154 in ständiger Verbindung mit der Abgas-Abführleitung 42 steht. Die der Abgas-Abführleitung 42 zugeführten Abgase werden somit teilweise der Gegendruckkammer 157 hinter den festen Kraftstoffstäbchen 152 in dem Kraftstoff-Behälter 151 zugeleitet, so daß die Kraftstoffstächen 152 im wesentlichen gleichmifig mittels des Druckes der Abgase, die auf das rückwirtige Ende der Kraftstoffteilchen wirken, auf die Verbrennungskammer 23 zu bewegt werden.
Sofern Wasserstoffsuperoxydgas als Oxydationsmittel für den Kraftstoff 152 verwendet wird, zerfillt das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in eine Mischung aus Wasser und Sauerstoff, wenn es durch den Katalysator 150 in dem Oxydationsgas-Einspritzventil 142 hindurchströmt. Die Mischung, die wie zuvor erliutert auf eine Temperatur von etwa 7000C erwärmt ist, wird von der Düse 1ZK3 i0us in die Verbrennungskammer 23 eingespritzt und trifft kraftvoll auf die freiliegende Oberfliche der festen Araftstoffstäbchen 152 in dem Kraftstoff-Behälter 151. An der freiliegenden Oberfl'iche der Kraftstoffteilchen 152 findet somit die Verbrennung statt, wodurch heiße Verbrennungsgase aus Wasserdampf und Kohlendioxyd entstehen, Die Verbrennungsgase werden mit den Abgasen verdünnt, die über die Abgas-Rückführleitung 44 und die Eintri.ttsöffnung 25 während des vorhergehenden Ansaugtaktes in die Verbrennungskammer rückgeführt worden sind; die sich hierbei ergebende Mischung aus Verbrennungsgasen und rückgeführten Abgasen wirkt auf den Kolben 21 ein. Die während des folgenden Ausoufftaktes ausgestoßenen Auspuffgase werden durch die Abgas-IImwälzpumpe 39 abgepumpt und zum Teil über die Abgas-Abführleitung 42 nach außen abgeführt und zum Teil während des nächsten Ansaugtaktes des Kolbens über die Abgas-Rückführleitung 44 in die Verbrennungekam mer rückgeführt.
Der zuvor beschriebene Verbrennungskraftmotor kann in der Weise abgewandelt werden, daß anstelle der rückgeführten Abgase Wasser oder atmosphärische Luft der Verbrennungsksmmer zugeführt werden. In diesem Fall kann auf die.Abgas-Leitung 38 mit der Abges-Umwälzpumpe verzichtet werden; die Leitung 38 ist von der Eintrittsöffnung zu trennen. Die Eintrittsöffnung 25 kann somit mit einer geeigneten Einrichtung zum Einspritzen von Nasser in die Verbrennungskammer oder mit einem geeigneten Lutt-Zutührventil verbunden werden.
Fig. 9 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform des Verbrennungskraftmotors gemäß der Erfindung. Der hier dargestellte Verbrennungskraftmotor arbeitet mit einem gasförmigen Kraftstoff aus iJasaerstoff der unter Vermittlung von Wasserstoffsuperoxyd verbrannt wird, so daß in den Abgasen keine Kohlenmonoxyde und Stickoxyde enthalten sind. Bis- auf die Verwendung von @asserstoffgas als Kraftstoff ist der-Verbrennungskraftinotor gemäß Fig. 9 im wesentlichen dem Verbrennungskraftmotor mit hin- und hergehendem Kolben gemäß Fi0. 1 ihnlich. Der in Fig. 9 dargestellte Motor umfaßt daher eine Verbrennungskammer 23 mit einer Eintritts- und einer Auslaßöffnung 25 und- 26, die mit federbelasteten Einlaß- und Auslaßventilen 27 bzw.
28 versehen sind. Die Auslaßöffnungen eines Dreiwege-Einspritzventils 29 sind zur Verbrennungskammer 23 hin offen, wohingegen die Einlaßöffnungen über Leitungen 34 und 35 mit Behältern 32 bzw. 35 für wasserstoff bzw. Wasserstoffsuperoxyd in Verbindung stehen. Die Kraftstoff-Zuführleitung 34 ist mit einem eingegliederten Druckregler.-155 dargestellt, wohingegen die Oxydationsgas-Zuführleitung 35 mit darin eingegliederter Speisepumpe 156 und zeitlich steuerbaren Einsoritzpumpe 157 dargestellt ist.
Die Auslaßöffnung 26 steht mit einer Abgas-Rücklaufleitung 158, die einen Abgas-Sammelbehälter 159, eine Verengung oder ein Venturi 160, das nach dem Sammelbehälter angeordnet ist, aufweist, und mit einem Durchflußregelventil 161 in Verbindung, das nach dem Venturi angeordnet ist. Die Abgas-Rücklaufleitung 158 endet in der Einlaßöffnung 25, so daß die über die Auslaßöffnung 26 ausgestoßenen Abgase w-shrend des Ansaughubes des Kolbens 21 in einer- durch das Durchflußregelventil 161 gesteuerten Henge in die Verbrennungskammer 23 rückgeführt werden.
Das aus dem Behälter 32 zugeführte Wasserstoffgas wird über die Kraftstoff-Leitung 34 dem Einspritzventil 29 in einer enge zugeführt, die durch den Druckregler 155 reguliert wird, während das. aus dem Behälter 33 zugeführte Wasserstoffsuperoxyd dem Einspritzventil 29 über die Oxydationsgas-Zufübrleitung 35 in Zyklen, die mit den Ansaughüben des Kolbens 21 übereinstimmen, durch die Speisepumpe 156 und die Einspritzpumpe 157 zugepumpt wirt. Die Liefermenge der Einspritzpumpe 157 wird im Verhältnis zu der durch das Venturi 160 in der Abgas-Rücklaufleitung 158 rückgeführten Durchflußmenge an Abgasen gesteuert. Zu diesem Zweck ist ein Saugwirkungsfühler 162 an dem Venturi 160 angebracht, so das die durch die hindurchströmenden Abgase aufgebaute Saugwirkung iiper die Saugleitung 163, an die Einspritzpumpe 157 übermittelt wird. Das Einspritzventil 29 ist mit einen Katalysator (nicht dargestellt), z.B. aus einem Material auf Silberbasis, versehen, so daß das sNasserstoffsuperoxyd bei Berübrung mit dem in dem Einspritventil 29 befindlichen Katalysator exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerlegt wird und die sich ergebende heiße ,.TischunF; aus Wasser und Sauerstoff sich mit des den; Einspritzventil 29 zugeführten Wasserstoffgas $vermischt. Die Mischung aus dem Wasserstoffgas, heißem Wasser und Sauerstoff wird der Verbrennungskammer 23 zugeführt, so daß das Wasserstoffgas unter Erzeugung von heißem Wasserdampf verbrannt wird, der dann auf den Kolben wirkt. Die Abgase des in Fig. 9 dargestellten Motors enthalten nur Wasserdampf, so daß überhaupt keine giftigen Bestandteile in ihnen enthalten sind.
Der Abgas'-Saminelbehälter 159 ist mit einem Sicherheitsventil 164 versehen dargestellt, das dazu dient, einen Ueberschuß an Abgasen nach außen abzugeben, wenn der Druck der Aogase in dem Sammelbehälter 159 über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt. Das Sicherheitsventil 164 umfaßt ein Ventilgehäuse 165, das fest an dem Abgas-Sammelbehilter 159 angebracht ist und mit einer Anzahl von Öffnungen oder Austritten 166 versehen ist. Ein Ventilkopf 167 ist durch eine in der Wand des Sammelbeh'ilters 159 ausgebildete Öffnung hindurch bewegbar und mittels ein.er Ventilführung 168 geführt. Der Ventilkopf 167 wird mittels' einer vorgespannten Feder 169, die in dem Ventilgehause 165 untergebracht ist, in eine Stellung zum Verschließen der in der Wand des tammelbehilters 159 ausgebildeten Öffnungen beaufschlagt. Wenn der Druck der Abgase in dem Abgas-Sammelbeh-ilter 159 über die vorbestimmte Grenze ansteigt, dann wirkt der Druck von dem Inneren des Sammelbehälters her auf den Ventilkopf 167 und veranlaßt denselben, sich entgegen der Kraft der vorgespannten Feder 169 zum Offnen der in der Vand des Sammelbehilters ausgebildeten Öffnung zurückzuziehen, so daß die Abgase an die freie Luft abgegeben werden, bis der Druck in dem Sammelbehälter auf das vorbestimmte Niveau abfällt.
Die Fig. 10 und 11 zeigen bevorzugte Ausführungsbeispiele des Einspritzventils 29, die bei der Ausführungsform des zuvor beschriebenen Verbrennungskraftmotors verwendbar sind.
Das Einspritzventil gemäß Fig. 10 umfaßt ein Ventilgehause 170, das eine im allgemeinen zylindrische Bohrung 171 aufweist. Die zylindrische Bohrung 171 steht mit einem Ende mit einer Einlaßöffnung 172 in Verbindung, die von der OxydationsCas-Zuführleitung 35 herführt; das anoere Ende der zylindrischen Bohrung geht in eine Verengung 173 über, die wiederum in ein sich nach außen erweiterndes.Düsenteil 174 üoergeht, das zur Verbrennungskammer hin, offen ist. In der zylindrischen Bohrung 171 ist ein Katalysator 175, z.B. aus einem Material auf Silberbasis, angeordnet, der zwischen im Abstand angeordneten Auflageflächen 176 und 177 eingefügt ist, von denen jede Öffnungen aufweist, wodurch eine hindurchgehende Verbindung geschaffen ist. In der Bohrung 171 ist ein Ventilkopf 178 auf die Einlaßöffnung 172 für das Wasserstoffsuperoxyd hin und von dieser weg axial bewegbar. Der Ventilkopf ist mit einer Ventilführung 179 verbunden, die in einer in der vor dem Katalysator angeordneten Auflage 176 ausgebildeten Bohrung axial verschiebbar gelagert ifit. Der Ventilkopf 178 wird mittels einer vorgespannten Druckfe-180 in eine Stellung zum Verschließen der Einlaßöffnung 172 der Oxydationsgas-Zuführleitung 35 beaufschlagt. Die Feder ist mit ihrem einen Ende an der Aubenfl-iche des Auflagers 176 und mit ihrem anderen Ende an der Rückseite des Ventilkopfes 178 gelagert. Die Druckfeder 180 weist eine Federkonstante auf, die so ausgewählt ist daß der Ventilkopf aus seiner Ausgangsstellung zum Öffnen der Einla£öffnung 172 zurückgedrängt wird, wenn das Wasserstoffsuperoxydgas mit einem Druck, der gröber als ein vorbestimmtes Niveau ist, auf die Ei@laßöffnung 172 zu gerichtet ist. In dem Ventilgehäuse 170 ist ferner eine Kraftstoff-Einlaßöffnung 181 ausgebildet, die mit der Kraftstoff-Zuführleitung 34 in Verbindung steht und die in die Düse 174 mündet, so daß das heiße Gemisch aus Wasser und Sauerstoff, das von der exothermischen Zersetzung des '-lrasserstoffsuneroxyds in dem Katalysator 175 herrührt, wirkungsvoll mit dem Wasserstoffgas vermischt wird, das aus d.er Kraftstoff-Einlaßöffnung '181 in die Düse 174 angesaugt wird. In der Mitte zwischen der Kraftstoff-Einlaßöffnung 181 und der Kraftstoff-Zuführleitung 34 kann vorzugsweise ein einwegiges Rückschlagyentil 18» vorgesehen sein, um das Rückströmen von Wasserstoffgas in die Zuführleitung zu verhindern, das durch den plötzlichen Druckanstieg in der Düse während der Verbrennung des;Wasserstoffgases in der Verbrennungskammer bedingt sein kann.
In Fig. 11 ist ein Einspritzventil dargestellt, das ein mit einer axialen Bohrung 184 ausgebildetes Gehiuse 187 aufweist. Die axiale Bohrung 184 steht mit ihrem einen Ende mit einer Kammer 185 und mit ihrem anderen.
Ende mit einer kegelstumpfförmigen Kammer 186 in Verbindung. In der axialen Bohrung 184 ist ein Ventilkolben 187 axial verschiebbar angeordnet, der ein rückseitig geflanschtes Endteil, das sich in die Kairirner 185 erstreckt, und ein stufenweise verklcinertes vorderseitiges Endteil aufweist, das durch die kegelstumpfförmige Kammer 186 axial bewegbar ist. Die kegelstumpfförmige Kammer 186 weist ein nach vorn gerichtetes, sich verengendes Ende oder ein Öffnung 188 auf, das bzw, die in ein Venturi 189 übergeht. Zwischen der Öffnung 188 und dem Venturi 189 ist. ein im allgemeiner, scheibenförmiger Eat;alasator 190 angeordnet. In der dem Venturi 189 gegenüberliegenden Endteil des Ventilgehauses 183 ausc;ebildeten Kammer 185 ist eine vorgespannte Druckfeder 191 untergebracht, deren eines Ende an der Endwandung der Kammer 185 und deren anderes Ende an einem an dem rückwärtigen Endteil des sich in die Kammer 185 erstreckenden Ventilkolbens 187 ausgebildeten Flansch 187a anliegt, so daß der Ventilkolben 187 nach vorn beaufschlagt wird, wodurch dessen stufenweise verjüngtes Endteil zum Verschließen der zwischen der kegelförmigen Kammer 186 und dem Venturi 189 ausgebildeten Öffnung 188 gedringt wird. Der Flansch 187a des Ventilkolbens 187 dient auch als Anschlag zum Begrenzen der nach vorn gerichteten Bewegung des Ventilkolbens durch die zylindrische Bohrung 184. Die kegelstumpfförmige Kammer 186 steht an ihrem Anfang mit einer Oxydationsgas-Einlaßöffnung 192 in Verbindung, die von dem Behälter für das Wasserstoffsuperoxyd ausgeht. In dem Ventilgehäuse 183 ist weiterhin eine Kraftstoff-Einlaßöffnung 193 ausg.ebildet, die von der Kraftstoff- oder Wasserstoffgas-Zuführleitung herführt und in das Venturi 189 befindet.
Der Ventilkolben 187, der der Wirkung der vorgespannten Feder 191 zufolge eine Ruhestellung zum Verschließen der Öffnung 188 einnimmt, wird entgegen der Kraft der vorgespannten Feder von der öffnung 188 weg bewegt, wenn das Wasserstoffsuperoxydgas mit einem höheren Druck als einem vorbestimmten Niveau entspricht der kegelstumpfformigen Kammer 186 zugeführt wird. Die Öffnung 188 wird folglich von deni stufenweise verjüngten Endteil an dem auf diese Weise zurückgezogenen Ventilkolben frei gegeben, so daß das Wasserstoffsuperoxyd durch die Öffnung 188 zu dem hatalysator 190 strömt. Das Wasserstoffsuperoxyd zerfallt somit bei Berührung mit dein Katalysator exothermisch, und die sich ergebende heiße- Mischung aus .Vasser und Sauerstoff sDritzt in das Venturi 189. Hierdurch entsteht eine Saugwirkung in dem Venturi 189, so daß das Wasserstoffgas aus der Kraftstoff-Einlaßoffnung 195 in das Venturi gesaugt wird und in diesem mit dem heißen Gemisch aus Wasserdampf und Sauerstoff vermischt wird.
Aufgrund der verminderten Dicke des Katalysators 190 kann das Wasserstoffsuperoxyd im wesentlichen sogleich zersetzt werden, so daß das heiße Gemisch in einer genau regulierbaren Einstellung in die Verbrennungskammer, in die das Venturi 189 mündet, ausgestoßen wird, Fig. 12 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des Verbrennungskraftmotors gemäß Fig. 9. Während der in Fig. 9 dargestellte Verbrennungskraftmotor derart ausgebildet ist, daß das als Brennstoff verwendete Wasserstoffgas in das heiße Gas, das sich bei der Zersetzurg des Wasserstoffsuperoxyds ergibt, eingespritzt wird, ist die Ausführungsform nach Fig. 12 dazu vorgesehen, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 5 das Wasserstoffgas in die Abgas-Rückführleitung einzuführen, Zu diesem Zweck miindet die Kraftstoff-Speiseleitung 34, die von dem Behälter 32 für Wasserstoff huber den Druckregler 155 herführt, in das Venturi 160 in der Abgas-Rückführleitung 158, so daß das Wasserstoffgas den Abgasen oder dem Wasserdampf, die über das Venturi 160 rückgeführt werden, beigemischt wird. Das Gemisch aus Wasser dampf und Wasserstoffgas wird über die Einlaßöffnung 25 in die Verbrennungskammer 23 eingeleitet, und der Wasserstoff wird vermitt,els der aus einem Einspritzventil 194 eingespritzten heißen Gasen verbrannt. Das Einspritzventil 194 weist eine Einlaßöffnung auf', die über die Speisepumpe 156 und Einspritzpumpe -157 mit dem Beh-ilter 33 für Wasserstoffsuperoxyd in Verbindung steht, Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des zur Verwendung bei dein zuvor beschriebenen Verbrennungskraftinotor vorgesehenen Einspritzventils 194 ist in Fig. 13 dargestellt. Das gezeigte Einspritzventil ist im wesentlichen entsprechend dem in Fig. 10 dargestellten Einspritzventil aufgebaut. Das Einspritzventil $weist ein Ventilgehäuse 195 auf, das mit einer zylindrischen Bohrung 196 versehen ist-, Die zylindrische Bohrung steht einlaufseitig. somit einer Einlaßöffnung 197 in Verbindung, die zu der Oxydationsgas-Speiseleftung 35 führt0 Ein Katalysator 198 wird in einer Stellung innerhalb der zylindrischen Bohrung 196 mittels axial im Abstand angeordneter gelochter Stützglieder 199 und 200 gehalten, die an dem Ventilgehäuse 195 befestigt sind. Ein Ventilkopf 201 ist mit. einer Ventilfüh rung 202 verbunden, die in einem Ventilführungsloch axial verschiebbar ist, Das Führungsloch ist in dem nahe der Einlaßöffnung 197 angeordneten Stützglied 199 ausgebildet, so daß der Ventilkopf 201 auf die Einlaßöffnung'197 zu und von dieser weg bewegbar ist0 Eine vorgespannte Druck feder 203 sitzt mit ihrem einen Ende an der Außenfläche des Stützgliedes 199 und mit ihrem anderen Ende an der Rückseite des Ventilkopfes 201 , um den Ventilkopf 201 gegen eine umfangsseitige, die Einlaßöffnung 197 begrenzende Kante zu drängen. Zwischen dem stützglied 200 nach dem Katalysator 198 und der der Einlaßöffnung 197 gegenüberliegenden Stirnwand des Ventilgehäuses 195 ist eine Kammer 204 ausgebildet, die über Öffnungen 205 in die Verbrennungskammer 23 des M.otorzylinders (Fig. 12) mündet. Der Strom an Wasserstoffsuperoxyd, der durch die Einlafsöffnung 197 eintritt, wirkt auf den Ventilkopf 201 und drückt diesen von der Einlaßöffnung 197 weg, so daß das Wasserstoffsuperoxyd der zylindrischen Bohrung 196 in dem Ventilgehäuse 195 zugeführt wird. Das Wasserstoffsuperoxyd strömt somit durch die in dem Stützglied 199, das.vor dem Katalysator 198 ausgebildet ist, ausgebildeten Öffnungen zu dem Katalysator 198 und zerfillt exothermisch in das heiße Gemisch aus Wasser und Sauerstoff.
Das heiße Gemisch strömt dann durch die Kammer 204 und wird aus dieser durch die oeffnungen 205 in die Verbrennungskammer eingespritzt. Um das heiße Gemisch in der Verbrennungskammer gleichmäßig zu verteilen, können die öffnungen 205 vorzugsweise radial nach außen gerichtet ein, wie dargestellt ist.
Die Ausführungsformen gemifo den FiE. 9 und 12 kann nen abgewandelt werden, so dab atmosphirische Luft cl"n Abgasen oder dem Wasserdampf, die zu der Verbrennungskam mer rückgeführt werden, in begrenzter enge zusätzlich zugemischt wird. Zu diesem Zweck kann die sbgas-Rückführleitung 158 mit einem Luft-Einlaßventil 206 versehen werden, das in der Mitte zwischen dem Abgas-Sammelbehälter 159 und dem Venturi 160 angeordnet ist, wie in den Fig.
9 und 12 mit gestrichelten Linien angedeutet ist.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, ist der Verbrennungskraftmotor gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoff aus Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoff unter Vermittlung von Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas verbrannt wird, wodurch Wärme von erhöhter Temperatur erzeugt wird, die vorteilhaft ist, um das Kohlenmonoxyd und die unverbrannten Kohlenwasserstoffe in den Abgasen zu beseitigen; außerdem ist kein elementarer Stickstoff in den Abgasen enthalten, der sonst die uelle für Stickoxyde in den Abgasen ist. Das Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas kann von Zeit zu Zeit der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden, die in ortsfesten Industrieanlagen, wie Kraftwerken, Bergwerksanlagen und Anlagen für Untertage- oder Unterwasserbetrieb, verwendet wird. In dem Fall, daß der Verbrennungskraftmotor der beschriebenen Art bei motorbetriebenen Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, verwendet wird, besteht eines der hauptsächlichen Probleme in-dem Farsungsvermögen des Beh-slters oder Tanks zum Speichern des Wasserstoffsuperoxyds oder des Sauerstoffgases. Im Hinblick auf das begrenzte Speichervermögen an Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas ist es daher vorzuziehen, den Verbrauch eines derartigen Oxydationsgases auf ein praktisch zulässiges aß zu beschr'-nken. Unter Verwendung von Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff kann der erfindungsgemäße Verbrennungskraftmotor derart aufgebaut sein, daß der Motor unter Bedingungen betrieben wird, in der der Ausstol' an giftigen Bestandteilen unter einem zulässigen Niveau gehalten wird oder daß kein ernsthaftes problem auftritt, wie im Falle der Verwendung des Motors in vorstädtischen oder unbewohnten Gegenden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeis piel eines VelArennungskraftmotors dieser besonderen Art ist in Fig. 14 dargestellt, Der hier dargestellte Verbrennungskraftmotor ist ebenfalls als Viertaktmotor mit hin- und hergehendem Kolben angenommen, wobei dessen Auf bau im wesentlichen einer Kombination der Ausführungsformen gemäß den Fig. 9 und 12 entsnricht. Die den Ausführungsformen gemaß den Fig. 9 und 12 entsprechenden Teile und Elemente sind daher in Fig. 14 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Der Verbrennungskraftmotor gemaß Fig. 14 verwendet zwei im wesentlichen unabhängige Kraftstoff-Zuführleitungen, die von einem gemeinsamen Behälter 32 für einen flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff ausgehen, wobei der Kraftstoff entweder in der Form von Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoffgas vorliegen kann. Der Kraftstoff-Behalter 32 steht über eine Krsftstoff-Abgabeleitung 207 mit einem Dreiwege-Umschaltventil 208 in Verbindung. Von diesem Umschaltventil 208 gehen zwei Kraftstoff-Speiseleitungen 209 und 209' aus. Die eine Kraftstoff-Zuführleitung 209 ist wirksam, um den Kraftstoff der Verbrennungskammer-23 des Motorzylinders 20 während eines Betriebszustandes zuzuführen, in dem der Motor unter Verwendung von Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff betrieben wird, und endet daher in einem Einspritzventil 29, das zur Verbrennungskammer 23 hin geöffnet ist0 Die andere Kraftstoff-Zuführleitung 209' dient dazu, den Kraftstoff der Verbrennungskammer 23 über eine Abgas-Rückführleitung 158 zuzuführen, und endet demzufolge in einer Verengung oder einem Venturi 160, die bzw, das in der Abgas°Riickführleitung 158 aus gebildet ist. Wenn flüssiger Kraftstoff aus Sohlenwasserstoffen - wie Benzin. - verwendet wird, kann die Kraftstoff-Zuführleitung 209', vorzugsweise über einen Vergaser 210 und eine Ausstoßdüse 211 in das Venturi 160 münden, Die Abgas-Rückfiihrleitun; 158 umfaßt zusätzlich zu einem Abgas-Sammelbehälter 159, der hinter dem (vor dem) Venturi 160 angeordnet ist, und zu einem Durchflußregelventil- 161, das zwischen dem Venturi 160 und der Einlaßöffnung 25 angeordnet ist, ein Abgas-Ablaßventil 212, d das in der Mitte zwischen der Auslaßöffnung 26 und dem Abgas- Sammelbehälter 159 angeordnet ist, sowie eine Abgas-Umwälzpumpe 213,- die in der Mitte zwischen dem Abgas-Sammelbehälter 159 und dem Venturi 160 angeordnet ist.
Der Abgas-Sammelbehälter 159 ist t hier mit einem Überdruckventil 164 versehen dargestellt, dessen Aufbau und Wirkungsweise in Bezug auf Fig. 12 beschrieben ist und hier nicht wiederholt wird.
Das Abgas-Ablaßventil 212 dient zum -ffnen der AOgos-Rückführleitung 158 vor dem Abgas-Sammelbehälter 159, wenn sich das Umschaltventil 208 in einer stellung befindet, um Kraftstoff an die Kraftstoff-Zuführleitung 209 abzugeben, und verschließt die Abgas-Rückführleitung 15, wenn das Umschaltventil 208 die Abgabe von Kraftstoff an die Kraftstoff-Zuf'hrleftung 209' bedingt Von der Abgas-Rückführleitung 158 zweigt daher eine Abgas-Abführleitung 214 bei dem Abgas-Ablaßventil 212 ab und ist nach auBerhalb des Notors geöffnet. Die Abgas-Umwälzpumpe 213 wird von der Kurbelwelle 22 des Motorzylinders 20 über eine treibende und eine angetriebene Riemenscheibe 215 und 216 und mittels eines endlosen Riemens 217 - wie dargestellt -angetrieben. Eine Luft-Zuführleitung 213 ist mit ihren einen Ende zur Atmosphire hin offen und mündet mit ihrem anderen Ende zwischen der Abgas-Umwälzpumpe 213 und dem Venturi 160 in die Abgas-Rückführleitung 158. An der Absteigung zwischen der Abgas-Rückführleitung 158 und der Luft-Zuführleitung 218 ist ein Zweistellungs-limsteuerventil 219 angeordnet, das in zwei verschiedene. Stellungenverstellbar ist, wie in Fig. 14 mit ausgezogenen Linien und unterbrochenen Linien dargestellt ist. In der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung des Umsteuerventils 219 unterbricht dieses die Verbindung zwi schen der Luft-Zuführleitung 218 und der Abgas-Rückführleitung 158, so daß die aus dem Abgas-Samnelbeh:ilter 159 von der Pumpe 216 hergepumpten Abgase vollstindig über -das Venturi 160 und das Durchflußregelventil 161 der Verbrennungskamuler 23 zu strömen. Wenn sich das Umsteuervontil 219 in der anderen, in- gebrochenen Linien dargestellten.Stellung befindet, wird diese Verbindung über das Ventil 219 unterbrochen und stattdessen tritt die Luft Zuführleitung 218 mit der Verbrennungskammer über das Venturi 160 und das Durchflußregelventil 161 in Verbindung ; hierdurch werden die Abgase daran gehindert, in das Venturi 160 einzutreten, und Frischluft wird in das Venturi 160 eingeführt. Die ersterwihnte Stellung des ULS-steuerventils 219 wird ausgewählt, wenn sich das Umschaltventil 208 in einer Stellung befindet, um Kraftstoff an die Kraftstoff-Zuführleitung 209 abzugeben, und die zweiterwähnte Stellung des Umsteuerventils 219 wird ausgewählt, wenn das Umsteuerventil 208 die Abgabe von Kraftstoff an die andere Kraftstoff-Zuführleitung 209' verlegt.
Das Einspritzventil 29 kann in jeder gewünschten Weise, vorzugsweise ähnlich den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4, 7 oder 10, aufgebaut sein und kann einen Katalysator 29a aus einem Material z.B. auf Silberbasis enthalten, wenn Wasserstoffsuperoxydgas als OxZdationsgas für den Kraftstoff verwendet wird. Das Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas wird von einem Behalter 33 aus über eine Oxydationsgas-Zuführleitung 35 zugeführt, in die eine Einspritzpumpe 157 eingegliedert ist. Die Einspritzpumpe 157 wird von der Kurbelwelle 22 des Motor zylinders 20 über eine treibende und eine angetriebene Riemenscheibe 215 und 220 mittels eines endlosen Riemens 221; der wie dargestellt über die Riemenscheiben läuft, angetrieben. Die Einspritzpumpe 157 ist über eine Leitung 222 mit einem Saugwirkungsfühler 223 verbunden, der zum Erfassen der in dem Venturi 160 herrschenden Saugwirkung dient, um die Abgabe und die abgabemenge der Einspritzpumpe 157 zu steuern.
Das Umschaltventil 208, das Abgas-Ablaßventil 212, das Umsteuerventil 219 und der Saugwirkungsfühler 223 arbeiten der Regelung einer geeigneten Steuereinrichtung zutolge miteinander zusammen, die auf sich verändernde Betriebsbedingungen des Motors oder eines Kraftfahrzeugs anspricht, wenn der Motor in ein Kraftfahrzeug eingegliedert ist. B nn der Vsrbrennungekraftnotor des zuvor beschriebenen Aufbaus in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist, können die Ventile 208, 212, und 219 und der Saugwrirkungsfühler 223 entsprechend der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs im Hinblick auf die tatsache gesteuert werden, daß das Kraftfahrzeug während des Fahrens im Stadtbetrieb weitaus häufiger beschleunigt oder bei verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeiten betrieben wird als beim Fahren auf vorstädtischen Schnellstraßen oder in unbewohnten Gegenden und daß das Luftverschmutzungsproblem im Stadtbereich ernsthafter ist als in vorst.idtischen oder in unbewohnten Gegenden. Zu diesem Zweck kann die Steuereinrichtung für die Ventile 208, 212 und 219 und den Saugwirkungsfiihler 223 zum Steuern derselben derart ausagebildes sein, daß der Kraftstoff und das Wasserstoffsuperoxyd der Verbrennungskammer 23 über d Einspritzventil 29 während einer Bedingung zugeführt wird, bei der der Motor bei einer geringeren Geschwindigkeit als eine vorbestimmte Grenze z.B. von 40 km/h angetrieben wird, und daß die Mischung aus Kraftstoff und Luft der Verbrennungskammer 23 während einer Bedingung zugeführt wird, bei der der Motor mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, die hoher als ein solche vorbestimmte Grenze ist. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung ist in Fig. 15 dargestellt.
Die Steueranordnung gemäß Fig. 15' für das Dreiwege- Umschaltventil 208, das Abgas-Ablaßventil 212, das Zweistellungs-Umsteuerventil 219 und den Saugwirkungsfühler 223 umfaßt eine zentrale Steuereinrichtung 224, die dazu dient, ein elektrisches Signal bei einer größeren Fahrzeuggeschwindigkeit als einem vorbestimmten ert von z.B.
40 km/h - wie zuvor angedeutet - zu erzeugen. Die zentrale Steuereinrichtung 224 kann - wenn auch nicht dargestellt - eine die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfassende Einrichtung, eine ein Spannung erzeugende Einrichtung, die in Abhängigkeit von der die Geschwindigkeit erfassenden Einrichtung arbeitet, um eine von derselben erste, der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende proportionale Spannung zu erzeugen, und eine Vergleichseinrichtung umfassen, die die aus der die Spannung erzeubenden Einrichtung abgegebene Spannung aufnim;nt. Hierdurch ist es möglich, die Spannung mit einer vorbestiiriten Vergleichsspannung zu vergleichen, die für eine vorbestimTnte Fahrzeuggeschwindigkeit repräsentativ ist, so daL die Vergle ichseinrichtun£ ein elektrisches Steuersignal erzeugt, wenn die aus der die Spannung erzeugenden Einrichtung abgegebene Spannung größer ist als die vorbestimmte Vergleichsspannung. Die zum Erreichen dieser l.Virkungen vorgesehene Schaltungsanordnung kann leicht durch Verwendung z.B. eines Drehzahlgebers verwirklicht werden. Eine weitere ins einzelne gehende Beschreibung des Aufbaus der hier eingesetzten Steuereinrichtung 224 wird deshalb nicht erforderlich.
Wenn die Steuereinrichtung 224 in der zuvor beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird das Dreiwege-Umschaltventil 208 beaufschlagt, um Kraftstoff der Eraftstoff-Zuführleitung 209 zuzufuhren, die zu dem Einspritzventil führt, wird das Abges-Ablaßventil 212 beaufschlagt, um die Abgas-Rückführleitung 158 zu öffnen, die zu dem Abags-Sammelbehälter 159 führt, wird das Zweistellungs-Umsteuerventil 219 beaufschlagt, um eine Verbindung zwischen der Abges-Umwälzpumpe 213 und dem Venturi 160 herzustellen, und wird der Saugwirkungsfühler 223 beaufschlagt, um die in dem Venturi herrschende Saugwirkung über die Leitung 222 auf die Oxydationsgas-Einspritzpumpe 157 zu richten. Mit anderen Worten, die Ventile 208, 212 und 219 und der Saugwirkungsfühler 223 dienen alle dazu, den Motor mit Hilfe des Wassersteffsuperoxyds oder des Sauerstoffs bei Vorhandensein der Ausgangsseannung von der zentralen Steuereinrichtung 224 zu betätigern. Um die Ventile 208, 212 und 219 entgegen den ihnen in dieser leise aufgegebenen entsprechenden Vorspannungskräften zu bewegen, sind sie mit geeigneten Antriebseinrichtungen versehen, die mittels nicht bezifferter elektrischer Leitungen mit der 8teuereinrichtung 224 verbunden sind. Der Saugwirkungsfühler a23 dient dazu, die Abgabe an Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas aus der Oxydationsgas-Eins pritzpumpe 157 bei fehlender Ausgangs spannung aus der Steuereinrichtung 224 zu beenden. Zu disem Zweck kann der Ssugwirkungsfuhler 223 ein Gehiuse 225 umfassen, das mit einer Kammer 226 versehen ist. Die Kammer 226 nitindet mit ihrem einen Ende in das Venturi 160 und steht- mit ihrem anderen Ende über die Leitung 222 (Fig. 14) mit der Oxydationsgas-Einspritzpumpe 157 in Verbindung. An dem Gehiuse 225 ist ein von einem Solenoid betätigbares Steuerventil 227 angeordnet, das eine Eanimer aufweist. Diese Kammer steht mit ihrer einen Seite über eine in der Stirnwand des Gehäuser 225 ausgebildete Öffnung 228 mit der Kammer 226 in Verbindung und mündet mit ihrer anderen weite über eine Öffnung 229 in die freie Luft. Ein Ventilglied 230, das einen Durchlaß aufweist, der ein Querverbindung herstellt, iut in die öffnung 228 bewegbar und wird mittels einer vorgespannten Druckfeder 231 in eine Stellung zum Verschließen der Öffnung 228 beaufschlagt. Das Ventil glied 230 wird aus dieser Stellung entgegen der Kraft der vorgespannten Druckfeder 231 durch die Wirkung eines Magnetfeldes, das durch eine das Ventilglied 230 umgebende Solenoidspule 232 erzeugt wird, oder eines mit dem Ventilglied 230 verbundenen Kerns (nicht dargestellt) bewegt.
Die Solenoidspule 232 ist über elektrische Leitungen mit dem Ausgang der zentralen Steuereinrichtung 224 verbunden.
Die Wirkungsweise des Verbrennungskraftmotors wird anhand der Fig. 14 und 15 beschrieben.
Wenn das Kraftfahrzeug., in das der zuvor beschriebene Verbrennungskraftmotor eingebaut ist, bei einer niedrigeren Geschwindigkeit als dem vorbestimmten Wert von etwa 40 km/h - wie wihrend der Stadtfahrt' - betrieben wird, dann erzeugt die Steuereinheit 224 keine Ausgangsspannung, so daß die Ventile 208, 212 und 219 in ihrer beaufschlagten Stellung gehalten werden. Das Dreiwege-Umschaltventil 208 gibt somit Kraftstoff aus des Kraftstoff-Behälter 32 über die Kraftstoffzuführleitung 209 an as Einspritzventil 29 ab, während die Oxydationsgas-Einspritzpumpe 157 Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas an die OxRdationsgas-ZuführleitunD 35 und an das Einspritzventil 29 abgibt, da der Saugwirkungsfühler 223 in einem solchen Zustand gehalten wird, daß die Solenoidspule 232 bei fehlender Ausgangsspannung aus der Steuereinrichtung 224 stromlos bleibt, Hierdurch wird das Ventilglied 230 durch die vorgespannte Feder 231 zum Verschließen der Öffnung- 228 beaufechlagt, wodurch die Saugwirkung in dem Venturi in die Oxydationsgas-Einspritzpumpe 157 eintritt. Der in das Einspritzventil 23 eintretende Kraftstoff und das Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas werden miteinander vermischt. Die somit in dem Einspritzventil 29 erzeugte heiße Mischung wird in die Verbrennungskammer 23, des Motorzylinders 20 ein-gefiihrt.
Unter-dieser Voraussetzung wird das Abgas-Abalßventil 212 in der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung zum Öffnen der Abgas-Rückführloitung 158 die zu dem Abgas-Sammelbehälter 159 führt, und zum Verschlie1:.en des Einlasses der Abgas-Abführleitung 214 gehalten. Das Zweistellungs-TTmsteuerventil 219 wird in der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung gehalten, um-eine freie Verbindung zwischen der Abgas-Umwälzpumpe 213 und dem Venturi 160 herzustellen. Als Folge hiervon werden die aus der Verbrennungskammer 23 in die Auslaßöffnung 26 ausgestoßenen Abgese vollständig dem Abgas-Sammelbehälter 159 zugeführt und die in dem Sammelbehälter 159 befindlichen Abgase werden mittels der Abags-Umwälzpumpe 213 über das Venturi 160 und das Durchflußregelventil 161, das von außerhalb des Motors zum Regeln der Durchflußmenge der in die Verbrennungskammer 23 rückgeführten Abgase betätigt wird, in die Verbrennungskammer 23 gepumst.Die Abgase werden somit während der Ansaugtakte der Verbrennungskammer 23 zugeführt und in derselben mit den Verbrennungsgasen vermiKscht. Während des Zustandes, in dem der Motor gemäß dem zuvor beschriebenen Prinzip arbeitet, werden die Kraftstoff-Zuführleitung 209' und die Luft Zuführleitung 218 unwirksam gehalten, so daß kein Kraftstoff in das Venturi 160 geleitet wird.und keine Frischluft in die Abgas-Rückführleitung 158 angesaugt wird. Die aus der Yerbrennungskammer 23 ausgestoßenen Abgase enthalten daher keine giftigen Bestandteile und werden darüber hinaus daran gehindert, über die Abgas-Abführleitung 214 in die freie Luft zu treten. Für den Fall, daß der Druck in dem Abgas-Sammelbehälter 159 über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt, öffnet sich jedoch das Überdruckventil 164, so da£ ein in dem Sammelbehälter 159 enthaltener Uberschuß an Abgasen an die Atmosphäre abgegeben wird, bis das vorbestimmte Druckniveau in dem Sammelbehalter wieder hergestellt ist.
Wenn demgegenüber das mit dem in Fig. 14 dargestellten Verbrennungskraftmotor ausgerüstete Kraftfahrzeug mit einer höheren Geschwindigkeit als das vorbestimmte Niveau, wie im Fall des Fahrens auf Vorortstraßen oder in unbewohnten Gegenden, luft, entsteht nun in der zentralen Stenereinrichtung 224 das Steuersignal, so daP. das Dreiwege-Umschaltventil 208 den kreftstoffstrom zur Kraftstoff-Zufiihrleitung 209' umlenkt, die in d dem in der Abgas-Rückführleitung 158 angeordneten Venturi 160 endet. Wenn dieser Zustand eintritt, wird die Solenoidspule 232 des mittels des Solenoids betftigten Ventils 22.7 des Saugwirkungsfühlers 223 von der Steuereinrichtung 224 eeregt, wodurch das Ventilglied 230 entgegen der Wirkung der vorgespannten Druckfeder 231 bewegt wird und die Öffnung 228 freigibt, so daß die Kammer 226 in dem Gehäuse 225 über die in dem Ventilglied vorhandene Öffnung 228 und die Öffnung 229 zur freien Luft hin geöffnet ist. Die indem Venturi 160 herrschende Saugwirkung wird somit aus der Kammer 226 abgezogen, wodurch die durch die Saugwirkung gesteuerte Oxydationsgas-Einspritzpumpe 157 aufhört, 'Vasserstoffsuperoxyd oder Sauers to ffgas' der Zuführle itung 35 zuzuführen. Unter dieser Bedingung wird das Abgas-Ablaßventil 212 in die in den Fig. 14 und 15 mit unterbrochenen Linien dargestellte Stellung bewegt, wodurch der Abgasstrom zu dem Abgas-Sammelbehälter 159 unterbrochen wird und die Abgase über die Abgas-Abführleitung 214 an die offene Luft abgegeben werden' die Leitung 214 steht nun mit der Auslaßöffnung 26 der Verbrennungskammer 23 in VerDindung. Gleichzeitig wird das Zweistellungs-Umsteuerventil 219 denl Steuersignal von der Steuereinrichtung 224 zufolge in eine in den Fig. 14 und 15 in gebrochenen Linien dargestellte Stellung bewegt;, wodurch die Verbindung zwischen der Abgas-Umwälzpumpe 213 und dem Venturi 160 abgeriegelt und eine Verbindung zwischen der Luft-Zuführleitung 218 und dem Venturi hergestellt wird.
Der Luftdruck veranlaßt somit, daß die atmophärische Luft über die Luft-Zuführleitung 218 in das Venturi 160 angesaugt und mit dem aus der Austrittsdüse 211 in das Venturi 160 eingespritzten Kraftstoff vermischt wird. Das sich hierbei ergebende Gemisch aus Luft und Kraftstoff wird dann der Verbrennungskammer 23 in einer durch das Durchflußregelventil gesteuerten tPenge während der Ansnugtakte des Kolbens 21 zugeführt. Die bei der Verbrennung des Gemisches aus Kraftstoff und Luft in der Verbrennungskammer 23 erzeugten Abgase enthalten in erheblichem Verhältnis giftige Bestandteile, wie unverbrannte Wohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxyd und Stickoxyde, aber der Ausstoß an derartigen giftigen Bestandteilen kann hier als zulässig angesehen werden, weil das MenJgenverh)iltnis derartiger Bestandteile aufgrund der verhältnismäßig hohen Antriebsdrehzahl des Motors verhältnismäßig niedrig ist und weil das Kraftfahrzeug, in das der Motor, eingegliedert ist, in solchen Gegenden fährt, die nur dünn oder im wesentlichen nicht besiedelt sind.
Wenngleich es in der vorhergehenden Beschre-ibung nicht angedeutet ist, kann die von der Kurbelwelle 22 des Motorzylinders angetriebene Abgas-Umwälzpumpe 213 in geeigneter Weise mittels des von der zentralen teuereinrichtung .224 abgegebenen Steuersignals abgeschaltet werden.
Die Ventile 208, 212 und219 sind zuvor als von der Steuereinrichtung 224 elektrisch gesteuert beschrieben; sie können aber auch auf andere geeignete Weise gesteuert werden, wie mit Hilfe von' mechanischen Gestängen oder auf pn@umatische oder hydraulische Art und Weise mit oder ohne Verwendung von Solenoideinric-htungen.
Das Abgas-Ablaßventil 212 und die Abgas-Abfürhleitung 214 können von der Vorrichtung gemäß Fig. 14 entfernt werden, wenn der Abgas -S ammelbeh:ilt er 159 mit dem Uberdruckventil 164 des zuvor beschriebenen Aufbaus versehen ist. In diesem Fall ist es wichtig, daß die-Arbeitsflache des Ventilkopfes 167 und/oder die.Federkonstante der vorgespannten Druckfeder 169 derart gewählt werden, daß der Ventilkopf 167 entgegen der Kraft der vorgespannten Druckfeder 169 bei einem höheren Druck als gegenüber einem verhaltnis,äßig niedrigen Wert bewegt wird.
Von der zentralen Steuereinrichtung 224 ist bislang angenommen worden, daß sie in Abhangigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs tätig wird, in das der Verbrennungskraftmotor der beschriebenen Art eingebaut ist. Dies dient jedoch nur als Beispiel. Die Ventile 208, 212 und 219 und der Saugwirkungsfühler 223 können aber auch nach Maßgabe von verschiedenen anderen Betriebsveranderungen des Motors oder des Kraftfahrzeugs gesteuert werden, wie z.B. der Betriebsweise des Motors, die den Leerlauf, das Beschleunigen, normales Fahren und das Abbremsen umfaßt, die durch die Drehzahl des Motors, die Saugwirkung in der Abgas-Rückführleitung unmittelbar vor der Einlaßöffnung der Verbrennungskammer, die Winkelstellung des Durchflußregelventils in der Abgas-Rückführleitung, die Temperatur der in die Einlaßöffnung eintretenden Gase oder durch ein Kühlmedium für den Motorzylinder oder durch jeglicher Kombination derselben wiedergegeben werden können.
Eine abgewandelte Ausführungsform des in Fig. 14 gezeigten Verorennungskraftmotors ist in Fig. 16 dargestellt. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform werden die Abgase im wesentlichen vollstandig zu- der Verbrennungskammer 23 unter der Voraussetzung rückgeführt, daß der Motor uner Verwendung von Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas betrieben wird. Wenn dagegen der Motor mit einem Gemisch aus Kraftstoff und Luft betrieben wird, werden die Abgase teilweise zu der Verbrennungsk-ammer rückgeführt, wohingegen der Hauptteil der Abgase an die freie Luft abgegeben werden. Demzufolge sind die das Abgas-Ablaßventil 212 und die zugehörige Leitung 214, die bei dem in Fig. 14 dargestellten Verbrennungskraftmotor verwendet sind, von der hier dargestellten.Ausführungsform entfernt worden Demgegenüber ist das Zweistellungs-Umsteuerventil, das nun mit der Ziffer 219' bezeichnet ist, so angeordnet, daß es die Luft-Zuführleitung 218 vollständig von der Abgas-Rückführleitung 158 trennt, wenn der Motor mit der Mischung aus Kraftstoff und Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff betrieben wird, und eine beschränkte Verbindung zwischen dem Abgas-Sammelbehalter 159 und dem Venturi 160 herstellt, -wenn das Ventil 219' in die Stellung verdreht ist, in der atmosphärische Luft in das Venturi 160 eintreten kann. In diesem Fall ist das Sberdruckventil 164 so auszubilden, daß die Abgase aus dem Abgas-Sammelbehälter 159 an die offene Luft abgegeben werden, wenn der Druck der Abgase in dem Sammelbehälter höher ist als ein verhältnismäßig niedriger Wert, wie zuvor erwähnt ist. Der Verbrennungskraftmotor mit dem zuvor beschriebenen Aufbau ist zum Vermindern der Menge an Kohlenstoffmonoxyd und unverbrannten Kohlenwasserstoffen in den ausgestoßenen Abgasen brauchbar, wenn der Motor mit dem Gemisch aus Kraftstoff und Luft arbeitet, weil, die in die Verbrennungskammer rückgeführten Abgase unter einer solchen Bedingung in die Verbrennungskammer rückgeführt werden, bei der die brennbare Mischung in den rückgeführten Abgasen verbrannt wird.
Die beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen des Verbrennungskraftmotors gemäß der Erfindung lassen die folgenden Vorteile erkennen: 1. Da die Abgase nur Wasserdampf oder ein Gemisch aus Wasserdampf und Kohlendioxyd enthalten, wenn der Kraftstoff mit Hilfe von Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoffgas vollständig verbrannt wird oder wenn sogar atmospharische Luft mit dem Kraftstoff, dem Wasserstoffsuperoxyd oder Sauerstoff vermischt wird, sind die von dem Motor abgegebenen Abgase vollständig frei von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, Kohl-enmonoxyd und Stickoxyden, die sonst ernsthafte Probleme der Luftverschmutzung verursachen.
2. Der Verbrennungskraftmotor ist mit jeglicher Art von Kraftstoffen betreibbar, die feste, flüssige und gasförmige Kraftstoffe in der Form von Kohlenwasserstoffen und Wasserstoffgas sein können. Wenn fester Kraftstoff, wie Kunststoffabfälle, verwendet wird, kann nicht nur-die Luftverschmutzung vermieden werden, sondern auch die von dem Müll des Kunststoffabfallmaterials herrührende Verunreinigung kann wirksam und wirtschaftlich vermindert werden, ohne daß die Verwendung von besonderen kostenaufwendigen Kunststoff-Beseitigungsanlagen erforderlich wird.
Wenn dagegen Wasserstoff als Kraftstoff verwendet wird, können die Kosten für den Kraftstoffverbrauch bedeutsam vermindert werden, weil Wasserstoffgas praktisch unerschöpflich zur Verfügung steht.
3. Da die- Verbrennung des Kraftstoffs in Abwesenheit von Luft erfolgt, fehlen nicht nur die Stickoxyde in den Abgasen, sondern der Motor kann auch dort verwendet werden, wo die Luft besonders dünn ist oder gänzlich fehlt.
Wenn somit der Motor in der Weise aufgebaut ist, daß er vollständig geschlossen ist (wobei die Abgas-Auslaßöffnung, wenn eine solche vorhanden ist, mit einem geeigneten Einwege-Absperrventil versehen ist, wie es bei einigen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist), dann kann der Verbrennungskraftmotor als Antriebsquelle für Unterwasserbetrieb eingesetzt werden, wo die Luft außerordentlich dünn oder verdünnt ist.
4. Aufgrund der Einfachheit des Verbrennungsprinzips und entsprechend auch des Aufbaus kann der Verbrennungskraftmotor von jeglicher gegenwärtig verwendeten Art sein, wie Zweitakt- und Viertaktmotoren, Ein- und Mehrzylindermotoren, Motoren mit Zündungsfunke und Eigenzündung und Motoren mit hin- und hergehendem Kolben und Drehkolben. Der Verbrennungskraftmotor gemäß der Erfindung kann einen breiten Anwendungsbereich finden, wie z.B.
allgemein mit eigenem Kraftantrieb versehene Landfahrzeuge, Boote und Schiffe, Eisenbahnen, Fördereinrichtungen, Schiffseinrichtungen, Raumfahrzeuge, Kraftwerksanlagen, Bergwerksanlagen und Anlagen für den Tiefbau und deren Betrieb.
5. Da der Kraftstoff ohne die Verwendung von Zündkerzen verbrannt wird, besonders wenn Wasserstoffsuperoxyd als Oxydationsgas für den Kraftstoff verwendet-wird, entstehen keine Kosten, die sonst für die Anbringung der teueren Zündkerzen und der zugehörigen elektrischen und anderen Einrichtungen erforderlich sind, wodurch sich eine Herabsetzung der Herstellungskosten des Motors insgesamt ergibt.
6. Die Sicherheit der Lagerung und Handhabung des Wasserstoffsuperoxyds kann gewährleistet werden, wenn, die Verwendung von zweckdienlichen Schutzeinrichtungen vorgesehen wird und ausreichende Sorgfalt bei der Handhabung desselben ausgeübt wird.
Der Verbrennungskraftmotor gemäß der Erfindung läßt somit einen Beitrag zur Behebung des Problems der Luftverschmutzung erwarten, das bei dem Ausstoß von Abgasen aus Kraftfahrzeugen und verschiedenartigen Industrieanlagen entsteht.

Claims

Patent ans prüche

1. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23; 60; 111), durch eine Einrichtung (29,32,34,36; 64-67; 113; 151,153,154; 29,32,34,155; 32,34,155,194) zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während eines Ansaugtaktes des Motors und durch eine Einrichtung (29,33,35; 64,68,69,70; 68-70,101; 129,130; 142-147; 29,33,35,156,157) zum Zuführen von Oxydationsgas, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und SBuerstoff zerfällt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während des Verbrennungstaktes des Motors erzeugt wird (Fig. 1, 3, 5, 7, 8, 9, 12, 14, 16).

2. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23; 60; 111), durch eine Einrichtung (29,32,34,36; 64-67; 113; 151,153,154; 29,32,34,155; 32,34,155,194) zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes des Motors, durch eine Einrichtung (29,33,35; 64,68,69,70; 68-70,101; 129,130; 142-147; 29,33,35,156,157) zum Zuführen eines Oxydationsgases, ds Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerfällt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während des Verbrennungstaktes des Motors entsteht, und durch eine zusätzliche Zuführeinrichtung (44; 73; 158) zum Zuführen eines zusätzlichen Mediums in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes des Motors, um die Temperatur des Gemisches aus dem Wasser und Sauerstoff herabzusetzen und um die Gesamtmenge der Gase in der Verbrennungskammer zu ergänzen (Fig. 1, 3, 5, 7, 8, 9, 12, 14, 16).

3. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23; 60), die eine Eintritts- und eine Auslaßöffnung (25; 71 bzw. 26; 72) aufweist, durch eine Einrichtung (29,32,34; 64,65,66; 65, 66,66a,100; 29,32,2d9; 32,209',210) zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes des Motors, durch eine Einrichtung (29,33,35; 64,68,69; 68,69,101; 142-147) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerfällt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer des Motors entsteht, und durch eine Abgas-Rückführleitung (44; 73; 158), die von der Auslaßöffnung (26; 72) zu der Eintrittsöffnung (25; 71) der Verbrennungskammer führt, um wenigstens einen Teil der Abgase von der Auslaßöffnung über die Einlaßöffnung in die Verbrennungskammer während des Verbrennungstaktes des Motors rückzuführen (Fig. 1,3, 5, 8, 9, 12, 14).

4. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23; 60), die eine Eintrittsöffnung und eine Auslaßöffnung (25; 71 bzw. 26; 72) aufweist, durch eine Einrichtung (29,32,34; 64-66; 65, 66,66a,100;, 151; 29,32,209) zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während eines Ansaugtaktes des Motors, durch eine Einrichtung (29,33,35; 64,68,69; 68,69, 101; 144-147) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerfällt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während eines Verbrennungstaktes des Motors entsteht, durch eine Abgas-Rückführleitung (38,44; 73; 158), die von der Auslaßöffnung (26; 72) zu der Eint5ittsöffnung (25; 71) der Verbrennungskammer führt, um wenigstens einen Teil der Abgase aus der Austrittsöffnung über die Binlaßöffnung in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes des Motors rückzuführen, und durch eine Abgas-Abfahreinrichtung (42,43; 78;-139; 164) zum teilweisen Abführen der Abgase aus der Abgas-Rückführleitung, wenn der Druck der Abgase in der Rückführleitung über ein vorbestimmtes Niveau ansteigtCFig. 1, 3, 5, 8, 9, 12, 14, 16).

5. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23; 60), durch eine Einrichtung (29,32,34; 64-66) zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während eines Ansaugtaktes des Motors, durch eine Einrichtung (29,33,35; 64,68,69) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wassersto,ffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerfällt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während eines Verbrennungstaktes des rotors entsteht, durch eine Einrichtung (158) zum Zuführen von Wasser in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das- Wasser durch die Wärme in der Verbrennungskammer verdampft,und durch eine Einrichtung (164) zum Abführen der Abgase aus der Verbrennungskammer aus dem Motor heraus.(Fig. 9, 12).

6. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23), durch eine Einrichtung (29,32,209) zum Zuführen von Kraftstoff in die Verbrennungskammer während eines Ansaugtaktes des Motors, Durch eine Einrichtung (29,33,35) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zersetzt wird, wodurch Warme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während eines Verbrennungstaktes des Motors erzeugt wird, durch eine Einrichtung (218,219) zum Zufuhren von Luft in die Verbrennungskammer während des snsaugtaktes des kotors und durch eine Einrichtung (158; 164) zum Abführen der Abgase aus der. Verbrennungskammer aus derselben heraus.(Fig 16).

7. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23; 60), die eine Eintrittsöffnung (25; 71) und eine Auslaßöffnung (26; 72) aufweist, durch ein Einspritzventil (29; 64), das in die Verbrennungskammer mündet, durch eine Einrichtung (32,34; 65,66) zum Zuführen eines flüssigen Kraftstoffs in das Einspritzventil, durch eine Einrichtung (33,35; 68,69) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in das Einspritzventil, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff in der Einspritzdüse zersetzt wird, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während eines Verbrennungstaktes des Motors erzeugt wird,.und durch eine Abgas-Rückführleitung (38,44; 73), die von der Auslaßöffnung ausgeht und in der Eintritts öffnung endet, um wenigstens einen Teil der Abgase aus der Auslaßöffnung über die Eintritts öffnung in die Verbrennungskammer während des Ansaugtaktes des Motors rückzuführen (Fig. 1, 3).

8. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (29; 101) ein Ventilgehäuse (49; 109) aufweist, in dem eine erste Einlaßöffnung (30; 113) ausgebildet ist, die mit der Einrichtung (32,34) zum Zuführen des Kraftstoffs in Verbindung steht, in dem eine Auslaßdüse (52; 114) vorgesehen ist, die zur Verbrennungskammer (23; 111) hin offen ist, in dem eine zweite Einlaßöffnung (31; 129) vorgesehen ist, deren eines Ende mit der Einrichtung (33,35) zum Zuführen des Oxydationsgases in Verbindung steht und deren anderes Ende zu der Auslaßdüse hin offen ist, und in dem eine Kammer (50; 112) vorgesehen ist, die eine Verbindung zwischen der ersten Einlaßöffnung und der Auslaßdüse herstellt, daß ein Ventilglied (55; 121) in der Kammer zwischen Stellungen zum Öffnen und Verschließen der Auslaßdüse durch einen Druck des Kraftstoffs bewegbar ist, der auf das Ventilglied einwirkt, und daß eine elastische Vorspannungseinrichtung (56; 126) vorgesehen ist, die das Ventilglied in eine Stellung zum Verschließen der Auslaßdüse drängt, wobei das Ventilglied entgegen der Wirkung der elastischen Vorspannungseinrichtung in eine Stellung zum Öffnen der Auslaßdüse in Abhangigkeit von dem Druck bewegbar ist, der auf das Ventilglied wirkt, wodurch das Oxydationsgas durch eine in der Düse entstehende Saugwirkung in die Auslaßdüse eingesaugt wird (Fig. 2, 7).

9. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein Katalysator vorgesehen ist., der vor der zweiten Einlaßöffnung (31; 129) des Einspritzventils (29; 101) angeordnet ist, um die exothermische Zersetzung des in die Auslaßdüse (52; 114) eintretenden Wasserstoffsuperoxyds zu beschleunigen.

10. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (101) außerdem ein einwegiges Rückschlagventil (125) enthält, das wirksam ist, um ein Zurückströmen des Kraftstoffs aus der Kammer (112) in die erste Einlaßöffnung (113) zu verhindern (Fig. 7).

1.1. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einspritzventil (101) außerdem ein einwegiges Rückschlagventil (132) vorgesehen ist, das wirksam ist, um ein Zurückströmen des Oxydationsgases aus der zweiten Einlaßöffnung (129) zu der Einrichtung (130) zum Zuführen des Oxydationsgases zu verhindern.

12. Verbrennungskraftm-stor nach Anspruch 7, dadurch, gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (29; 64) ein Venteilgehäuse (84; 170) aufweist, in dem eine erste Einlaßöffnung (85; 181? ausgebildet ist, die mit der Einrichtung (66) zum Zuführen-des Kraftstoffs in Verbindung steht, in dem eine Auslaßdüse (95; 174) vorgesehen ist, die zur Verbrennungskammer (23; 60) hin geöffnet ist, in dem eine zweite Einlaßöffnung (87; 172) ausgebildet ist, deren eines Ende mit der Einrichtung (69; 35) zum Zuführen des Oxydationsg.ases und deren zweites Ende mit einer Kammer (92; 171) in Verbindung steht, die eine Verbindung zwischen der zweiten Einlaßöffnung und der Auslaßdüse herstellt, daß ein Ventilglied (88; 178) in der Kammer zwischen Stellungen zum Unterbrechen und Herstellen der Verbindung zwischen der zweiten Einlaßöffnung und der Auslaßdüse durch den Druck des Oxydationsgases bewegbar ist, das auf das Ventilglied aus der zweiten Einlaßöffnung wirkt, und daß eine elastische Vorspannungseinrichtung (91; 180) vorgesehen ist, um das Ventilglied in eine Stellung zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der zweiten Einlaßöffnung und der Auslaßdüse drängt, daß das Ventilglied entgegen der Wirkung der elastischen Vorspannungseinrichtung in eine Stellung bewegbar ist, um eine Verbindung zwischen der zweiten Einlaßöffnung und der Auslaßdüse in Abhängigkeit von dem Druck, der auf das Ventilglied wirkt, bewegbar ist, wodurch der Kraftstoff und das Oxydationsgas durch die Auslaßdüse hindurchströmen (Fig. 4, 10).

13. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (29; 64) außerdem einen Katalysator (97; 175) enthält, der in der Kammer (92; 171) angeordnet ist, um die exothermische Zersetzung des der Kammer zugeführten Wasserstoffsuperoxyds zu beschleunigen.

14. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (29; 64) außerdem ein Einwege-Rückschlagventil (88; 178) aufweist, das wirksam ist, um ein Rückströmen des Oxydationsgases aus der Kammer (92; 171) in die zweite Einlaßöffnung (87; 172) zu verhindern.

15. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (29; 64) außerdem ein Einwege-Rückschlagventil (99; 182) enthält, das wirksam ist, um ein Rückströmen des Kraftstoffs von der ersten Einlaßöffnung (85; 181) zu der Einrichtung (66; 34) zum Zuführen des Kraftstoffs zu verhindern.

16. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Einspritzventil (64) außerdem ein Drallelement (96) angeordnet ist, das in der Kammer (92) unmittelbar vor der Auslaßdüse (95) angebracht ist, um eine kreisende, Strömung in der- Auslaßdüse aufzubauen.

17. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Abgas-Abfuhreinrichtung (42,43; 78) vorgesehen ist,.um einen Überschuß an Abgasen aus der Abgas-Rückführleitung (38; 73) anzuführen, wenn der Druck der Abgase in der Rückführleitung über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt.

18. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23), d-ie eine Eintrittsöffnung (25) und eine Auslaßöffnung (26) aufweist, durch eine Abgas-Rückführleitung (158), die von der Einlaßöffnung ausgeht und in der Auslaßöffnung der Verbrennungskammer endet, um wenigstens einen Teil der aus der Auslaßöffnung ausgestoßenen Abgase über die Rückführleitung zurückzuführen, durch eine Einrichtung (32,209',210,211) zum Zuführen eines flüssigen Kraftstoffs in die Abgas-Rückführleitung, um den Kraftstoff mit den durch dieselbe rückgeführten Abgasen zu vermischen, wobei die sich ergebende Mischung aus Kraftstoff und den rückgeführten Abgasen über die Einlaßöffnung in die Verbrennungskammer während eines Ansaugtaktes des Motors eingeführt werden, durch ein Einspritzventil (29), das zur Verbrennungskammer hin offen ist und durch eine Einrichtung (33,35) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in das Einspritzventil, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerlegt wird und in die Verbrennungskammer eingespritzt wird, wodurch Wärme zum Verbrennen des in der Mischung enthaltenen Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während eines Verbrennungstaktes des Motors erzeugt wird (Fig. -14, 16).

19. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (29) ein Ventilgehäuse (84; 170) aufweist, an dem eine Einlaßöffnung (86; 172) ausgebildet ist, die mit der Einrichtung (35; 69) zum Zuführen des Oxydationsgases in Verbindung steht, daß eine Auslaßdüse (95; 174), die zur Verbrennungskammer (23) hin offen ist, und eine Kammer (87; 17,1) vorgesehen sind, die eine Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßdüse herstellt, daß ein Ventilglied (88; 178) in der Kammer zwischen Stellungen zum Unterbrechen und Herstellen der Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßdüse durch den Druck des Oxydationsgases bewegbar ist, das auf das Ventilglied aus der Einlaßöffnung wirkt, und daß eine elastische Vorspannungseinrichtung (91; 180) vorgesehen ist, die das Ventilglied in eine Stellung zum Unterbrechen der Verbindung zwischen der'Einlaßöffnung und der Auslaßdüse drängt, und daß das Ventilglied entgegen der Wirkung der elastischen Vorspannungseinrichtung in eine Stellung bewegbar ist, in der die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung und der AuslaB-düse in Abhängigkeit von dem auf das Ventilglied wirkenden Druck herstellbar ist (Fig. 4, 10).

20. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23), durch einen Behälter (151) zum Aufnehmen eines festen Kraftstoffs (152), der teilweise in die Verbrennungskammer hineinreicht, durch eine Einrichtung (142,145-147) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das -Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerlegt wird, wodurch Wärme entsteht, durch die der feste Kraftstoff während eines Verbrennungstaktes des Motors an seiner dem heißen Gemisch aus Wasser und Sauerstoff ausgesetzten Oberfläche verbrannt wird (Fig. 8).

21. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23), die eine Eintrittsöffnung (25) und eine Auslaßöffnung (26) aufweist, durch einen Behalter (151) zum Aufnehmen eines festen Kraftstoffs (152), der teilweise in die Verbrennungskammer-hineinreicht, durch eine Einri«htung (142,145-147) zum, Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in die Verbrennungskammer, wobei das WasserstoffsuDeroxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerlegt wird, wodurch Wärme erzeugt wird, durch die der feste Kraftstoff während eines Verbrennungstaktes des Motors an seiner dem heißen Gemisch aus Wasser und Sauerstoff berührenden Oberfläche verbrannt wird, und durch eine zusätzliche Medium-Zuführeinrichtung (44), um ein zusätzliches Mittel während eines Ansaugtaktes des Motors durch die Einlaßöffnung der Verbrennungskammer zuzuführen.

22. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Einrichtung zum ßuführen eines Mediums eine Abgas-Rückführleitung (38,44) aufweist, die Von der Auslaßöffnung (26) ausgeht und in der Einlaßöffnung (25) endet, um wenigstens einen Teil der Abgase aus der Auslaßöffnung über die Eintrittsdff-.

nung in die Verbrennungskammer (23) während des Ansaugtaktes des Motors zurückzuführen.

23. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Abgas-Abführeinrichtung (42,138) vorgesehen ist, um einen Überschuß an Abgasen aus der Abgas-Rückführleitung (38) nach außen abzuführen.

24. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 23, dadurch gekeLnzeichnet, daß sußerdem eine Einrichtung (154) vorgesehen ist, um die Abgase aus der Abgas-Abführeinrichtung (42s138) auf einen der Verbrennungskammer (23) gegenüberliegenden Endbereich (153) des festen Kraftstoffs (152) zu richten, um den Kraftstoff auf die Verbrennungskammer zu zu bewegen.

25. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (142,145-147) zum Zuführen des Oxydationsgases ein Einspritzventil (142) umfaßt, das eine Auslaßdüse (143) aufweist, die im wesentlichen mit der freiliegenden Oberfläche des festen Kraftstoffs (152) ausgerichtet ist.

26. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (142) einen Katalysator (150) enthält, um die exothermische Zerlegung des Wasserstoffsuperoxyds zu beschleunigen.

27. Verbrennungskraftmotor, gekennzeichnet in Kombination durch eine Verbrennungskammer (23), die eine Eintrittsöffnung (25) und eine Auslaßöffnung (26) aufweist, durch ein Einspritzventil (29), das zur Verbrennungskammer'hin geöffnet ist, durch eine Abgas-Rückführleitung (158), die von der Eintrittsöffnung ausgeht und in der Auslaßöffnung endet, durch eine erste Eraftstoff-Zuführeinrichtung (32,207-209), um Kraftstoff dem Einspritzventil zuzuführen, aurch eine zweite Etraftstoff-Zuführeinrichtung (32,207,20t,209',210,211), um Kraftstoff der Abgas-Rückführleitung zuzuführen, durch ein Umschaltventil (208) zum wahlweisen Bedienen der ersten und zweiten Kraftstoff-Zuführeinrichtung, durch eine Oxydationsgas-Zuführeinrichtung (33,35,157), um Oxydationsgas, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, dem Einspritzventil zuzuführen, wobei das Wasserstoffsuperoxyd in dem Einspritzventil exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerlegt wird, durch eine Luft-Zuführleitung (218), die mit der Abgas-Rückführleitung in Verbindung steht, durch ein Zwjeistellungs Umsteuerventil (219; 219'), das eine erste Stellung einnehmen kann, um die Verbindung zwischen der Luft-Zuführleitung und der Abgas-Rückführleitung zu unterbrechen und um eine ununterbrochene Verbindùng in der Abgas-Rückfuhrleitung herzustellen, wodurch wenigstens ein Teil der Abgase von der Auslaßöffnung (26) über die Eintrittsöffnung (25) der Ve'rbrennungsk-ammer (23) während eines Ansaugtaktes des Motors rückführbar ist, und das eine zweite Stellung zum wenigstens teilweisen Unterbrechen der Verbindung zwischen der Eintritts- und Auslaßöffnung einnehmen kann, wodurch eine Verbindung zwischen der Luft Zuführleitung (218) und der Eintrittsöffnung hergestellt wird, um während eines Ansaugtaktes des Motors Luft durch die Eintrittsöffnung in die Verbrennungskammer zu leiten, und durch eine Steuereinrichtung (224), um das Umschaltventil (208), die Oiydationsgas-Zuführeinrichtung (33,35, 157) und das Zweistellungs-Umsteuerventil (219; 219') in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Zustand zu steuern, wobei die Steuereinrichtung einen ersten Zustand erfaßt, in dem die erste Kraft stoff -Zuführeinrichtung (32, 207-209) und die Oxydations-Zuführeinrichtung (33,35,157) betätigbar sind, so daß Kraftstoff und Oxydationsgas dem Einspritzventil zugeführt werden, und in dem das Umsteuerventil die erste Stellung einnimmt, und wobei die Steuereinrichtung einen zweiten Zustand erfaßt, in dem die zweite Kraftstoff-Zuführeinrichtung (32,207,208,209', 210,211) betatigbar ist, um Kraftstoff in die Abgas-Rückführleitung (158) einzuführen, und in dem das Umsteuerventil die zweite Stellung einnimmt (Fig. 14, 16).

28. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Abgas-Abführeinrichtung (212,214) vorgesehen ist, um im wesentlichen sämtliche Abgase aus der Abgas-Rückführleitung (158) nach außen abzuführen, wenn die zweite Kraftstoff-Zuführeinrichtung (32,207,208,209',210,211) wirksam ist, um Kraftstoff in die Abgas-Rückführleitung einzuleiten, und das Zweistellungs-Umsteuerventil- (219) in die zweite Stellung verdreht ist (Fig. 14).

29. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Zweistellungs-Umsteuerventil (219') derart betätigbar ist, daß es möglich ist, eine begrenzte Menge an Abgasen in die Verbrennungskammer (23) durch die Eintrittsöffnung (25) zurückzuführen, wenn das Umsteuerventil die zweite Stellung einnimmt (Fig. 16).

30. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem eine Abgas-Abführeinrichtung (164) vorgesehen ist, um einen Überschuß an Abgasen aus der Abgas-Rückführleitung (158) abzuführen, wenn der Druck der Abgase über ein vorbestimmtes Niveau ansteigt.

31. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch-27> dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (224) einen Saugwirkungsfühler (223) zum Erfassen einer Saugwirkung in der Abgas-Rückführleitung (158) enthält, wobei die Oxydationsgas-Zuführeinrichtung (33,35,157) in Abhängigkeit von der Saugwirkung steuerbar ist.

32. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugwirkungsfühler (223) eine Saugwirkungs-Abführeinrichtung (222) aufweist, die von dem vorbestimmten Zustand abhängig ist, um die von dem Saugwirkungsfühler erfaßte Saugwirkung nach außerhalb abzuführen, wenn die Steuereinrichtung (224,) auf den vorbestimmten Zustand angesprochen hat.

33. Verbrennungskraftmotor mit Eigenzündung, gekennzeichnet in Kombination dadurch,' daß eine Verbrennungskammer (111) vorgesehen ist, daß ein Flüssigkeits-Einspritzventil vorgesehen ist,(Fig 7), das zur Verbrennungskammer hin offen ist, daß eine Einrichtung zum Zuführen eines flüssigen Kraftstoffs in das Einspritzventil vorge-.

sehen ist und daß eine Einrichtung (130) zum Zuführen eines Oxydationsgases, das Wasserstoffsuperoxyd enthält, in das Einspritzventil vorgesehen ist, wobei das Wasserstoffsuperoxyd exothermisch in Wasser und Sauerstoff zerfällt, wodurch Wärme zum Verbrennen des Kraftstoffs in der Verbrennungskammer während eines Verbrennungstaktes des Motors erzeugt wird, daß das Einspritzventil ein Ventilgehause (109) umfaßt, das mit einer im wesentlichen zylindrischen Kammer (112) versehen ist, deren eines Ende mit einer Kraftstoff-Eintrittsöffnung (113) in Verbindung steht, die zu der Zuführeinrichtung führt, um Kraftstoff zuzuführen, und deren anderes Ende mit einer Austrittsdüse (114) in Verbindung steht, die in die Verbrennungskammer mündet, daß die Austrittsdüse mit einer Oxydationsgas-Einlaßöffnung (129) in Verbindung steht, die zu der Zuführeinrichtung führt, um Oxydationsgas zuzuführen, daß ein Kolbenzylinder (116) in einer Stellung innerhalb der zylindrischen Kammer gehalten ist und eine Öffnung (117) aufweist, die nahe der Kraftstoff-Eintrittsöffnung (113) angeordnet ist, und daß eine Öffnung (118) vorgesehen ist, wodurch eine Verbindung zwischen der zylindrischen Kammer und der Austrittsöffnung hergestellt ist, daß ein Kolben (119) in dem Kolbenzylinder (116) axial verschiebbar ist, daß ein Ventilglied (121) mit dem Kolben verbunden ist und sich in die Austrittsdüse (-114) erstreckt, daß eine elastische Vorspannungseinrichtung (1?2) vorgesehen ist, um den Kolben in. eine Stellung zu drängen, in der das Ventilglied die Austrittsdüse verschließt, daß der Kolben entgegen der Kraft der elastischen Vorspannungseinrichtung in eine Stellung bewegbar ist, in der das Ventilglied die Austrittsdüse durch den Druck des Kraftstoffs öffnet, der auf das Ventilglied von der Kraftstoff-Einlaßöffnung (113) her durch die Öffnung(117) in dem Kolbenzylinder (116) wirkt, so daß der Kraftstoff durch die zylindrische Kammer (112) und' die Öffnung (118) in dem Kolbenzylinder hindurchströmt, wobei das Oxydationsgas in die Austrittsdüse durch die Oxydationsgas-Eintrittsöffnung gerichtet ist (Fig. 7).

34.Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (Fig. 7) außerdem ein Einwege-Rückschlagventil (123) aufweist, das betätigbar ist, um ein Zurückströmen des Kraftstoffs aus der zylindrischen Kammer (112) in- die Kraftstoff-Einlaßöffnung (113) zu~verhindern.

35. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 34 dadurch gekennzeichnet, daß das Einwege-Rückschlagventil (123) ein Sitzglied (124) aufweist, das in der Mitte zwischen der Kraftstoff-Einlaßöffnung (113) und der zylindrischen Kammer (112) angeordnet ist und das mit einer Öffnung (125) versehen ist, die eine uerverbindung durch das Sitzglied herstellt, daß eine Federanordnung (126) vorgesehen ist, deren eines Ende gesichert an einer Innenflache des Sitzgliedes sitzt, und daß ein Ventilelement (127) an dem anderen Ende der Federanordnung getragenwird und in der Nahe der in dem Kolbenzylinder (116) ausgebildeten Öffnung (117) angeordnet ist.

36. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (Fig. 7) außerdem einen Anschlag (128) aufweist, wodurch die Bewegung des Ventilelementes (127) auf die Öffnung (117) zu begrenzt wird.

37. Verbrennungskraftmotor nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspritzventil (Fig. 7) außerdem ein Einwege-Rückschlagventil (132) aufweist, das betätigbar ist, um ein Zurückströmen des Oxydationsgases aus der Oxydationsgas-Einlaßöffnung (129) zu der Oxydationsgas-Zuführeinrichtung (130) zu verhindern.