DE2438217A1 - Verfahren und system zur herabsetzung des ausstosses von luftverunreinigungsstoffen bei verbrennungsmotoren - Google Patents

Verfahren und system zur herabsetzung des ausstosses von luftverunreinigungsstoffen bei verbrennungsmotoren

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Description

Verfahren und System zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunreinigungsstoffen "bei Verbrennungsmotoren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunreinigungsstoffen bei Verbrennungsmotoren. Insbesondere ist durch die Erfindung eine Mischvorrichtung für Verbrennungsmotoren gegeben, die gleichzeitig flüssigen Kraftstoff zerstäubt, diesen Kraftstoff mit einer optimalen Ifenge von Wasserstoff vermischt und dieses Gemisch mit einer bestimmten Menge von Luft vereinigt. Eine Drosselvorrichtung steuert die Brennstoffabgabe zum Verbrennungsmotor und begrenzt außerdem ^as Kraftstoff-zu-Luft-Äquivalenzverhältnis auf eine bestimmte obere Grenze,
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um die Erzeugung von Luftverunreinigungsstoffen zu verhindern, und auf eine untere Grenze, die oberhalb der unteren Entflamm-bzw. Zündbarkeit des Gemisches liegt.
Die Erfindung entstand im Rahmen der Arbeit der NASA und unterliegt den Bestimmungen von Section 305 des National Aeronautics and Space Act of 1958, Public Law 85-568 (72 Stat. 435?42 USC 2457).
Die Erfindung umfaßt also ein Verfahren und Mittel, um Verbrennungsmotoren im wesentlichen luftverunreinigungsfrei zu machen, insbesondere Verbesserungen dazu.
Zum Stande der Technik ist zu sagen, daß bereits sehr viel Untersuchungsarbeit in das Problem der Verminderung des Luftverunreinigungsausstoßes von Verbrennungsmotoren investiert wurde, die mit Kohlenwasserstoff-Kraftstoff betrieben werden. Es hat sich gezeigt, daß Kohlenmonoxid und andere Verunreinigungsstoffe umsoweniger vorkommen, je magerer das Gemisch bzw. je kleiner das Kraftstoff-zu-Luft-Verhältnis gemacht wird. Das Kraftstoff-zu-Luft-Verhältnis ist auch als "Äquivalenzverhältnis" bekannt, wenn es mit dem stöchiometrischen Y/ert für den Kraftstoff verglichen wird. Jedoch wird in jedem Falle, wenn das Gemisch kraftstoffarm gemacht wird, sehr bald ein Punkt erreicht, bei welchem das Gemisch nicht mehr gezündet werden kann. Es erscheinen deshalb Mittel wünschenswert zu sein, mit denen das Äquivalenzverhältnis in den ultra-mageren Bereich erweitert werden kann, in welchem das Gemisch immernoch zündbar ist, wobei aber der Luftverunreinigungsausstoß von dem betreffenden Verbrennungsmotor auf einen Minimalwert herabgesetzt werden kann. Da die Belastungsanforderuruen an den Verbrennungsmotor veränderbar sind ist es auiBerdem nötig, das Äquivalenzverhältnis des
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Kraftstoff-Luft-Gemisches eines Verbrennungsmotors über dessen möglichen Belastungsbereich hinweg zu regeln,innerhalb eines mageren Gemiechbereiches, wenn der Verbrennungsmotor im wesentlichen frei von einem Luftverunreinigungsausstoß betrieben werden soll.
Durch die US-PS 1 379 077 ist die Lehre gegeben, Wasserstoff-und Sauerstoffgase durch einen schweren Kohlenwasserstoff-Kraftstoff hindurchzuleiten, um dadurch seine Vergasung zu erleichtern. Weiter ist es aus der US-PS 1 520 772 bekannt, eine feste Menge Wasserstoff und eine feste Menge Luft mit einem Kohlenwasserstoff-Kraftstoff zu mischen, dessen T>Tenge von Null bis zu einem Maximalwert verändert werden kann, entsprechend dem keine Last bis Maximallast umfassenden Bereich. Der Kohlenwasserstoff und der Wasserstoff werden in Abwesenheit von Luft mit einander gemischt und anschließend im Kolben bzw.Zylinder des Verbrennungsmotores mit Luft vermischt. Eine weitere US-PS 3 653 lehrt, wie man Wasserstoffgas herstellen und dann in den Einlaß bzv/. Verteilerkanal unterhalb des Vergasers einbringen kann, um es mit Kraftstoff und Luft zu mischen. Das Wasserstoffgas dient zur Erzielung höherer Verbrennungstemperaturen und dadurch zur Verminderung der Menge von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, die in die Atmosphäre ausgestoßen werden.
Durch Mischen von Wasserstoff mit einem Kohlenwasserstoff-Kraftstoff-Luft-Gemisch können die Entflammbarkeit-bzw.Zündgrenzen erweitert werden, jedoch ist bisher noch Niemand darauf gekommen, wie zu allen Zeiten die Kontrolle behalten werden kann, wenn Wasserstoff verwendet wird, und zwar über eine obere und untere Grenze des Kraftstoff-Luft-Äquivalenzverhältnisses Über den weiten Bereich von Geschwindigkeit und weniger wichtigeren Erfordernissen eines Automotors.Dieses Problem wird
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infolge der Tatsache kompliziert, daß ein Gemisch aus zwei oder mehr Kraftstoffen für etwas verwendet wird, bei welchem die "Qualität" (Mengenanteil von einem Kraftstoff in der Gesamtheit) des Kraftstoffes sich ununterbrochen ändert. Die Verwendung einer konstanten Wasserstoffströmung und einer ungehinderten Luftströmung, wie dies durch den bekannten Stand der Technik gelehrt wird, löst dieses Problem nicht.
Durch die Erfindung soll eine Verbesserung bei Verbrennungsmotoren geschaffen werden, durch welche diese im wesentlichen keine Luftverunreinigungsstoffe mehr erzeugen.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Wasserstoff-Kraftstoff-Luft-Gemischsystems, durch welches die Erzeugung von Luftverunreinigungsstoffen durch Verbrennungsmotoren über deren gesamten Betriebsbereich verringert wird.
Weiter wird durch die Erfindung ein System gegeben, durch welches ein Gemisch aus Wasserstoff-Kraftstoff und Luft für Verbrennungsmotoren über, deren Betriebshereich innerhalb bestimmter Grenzwerte gehalten wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer neuen und vorteilhaften Kraftstoff-Luft-Gemisch-Steuerung zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunreinigungsstoffen bei Verbrennungsmotoren.
Die vorstehend aufgeführten und weitere Eigenschaften werden gemäß der Erfindung erreicht durch ein Einlaßbzw· Ansaugsystem für Verbrennungsmotoren, das eine interne Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung mit veränderbarem Durchlaßquerschnitt aufweist, die unter einer
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Drosselsteuer mg für das Fischen von Wasserstoff und Kraftstoff zur Aufrechterhaltung bestimmter Proportionen über den Betriebsbereich des Verbrennungsmotors dient, ^ine Drossel-"Übersteig"-Überwachungsvorrichtung dient zur Einhaltung einer oberen Grenze für die Strömungsmenge dieses Gemisches mit Bezug auf irgendeine gegebene Luftströmung innerhalb des Betriebsbereiches des Verbrennunfismotors. Die Luftströmung zum Verbrennungsmotor wird auch durch die Drossel derart gesteuert, daß sicher gestellt ist, daß das Äquivaleiizverhältnis des Wasserstoff-Kraftstoff-Luft-Gemisches innerhalb vorgeschriebener Grenzen gehalten wird und daß bei hohen Fotordrehzahlen brennbare Gemische sicher gestellt sind, wenn nur geringe Leistungen erforderlich sind.
Weitere neue Terkrnale der "^rfiniung sind in den Ansprüchen besonders aufgeführt.
Die Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Von den Zeichnungen zeigen
Fig.l ein Kurvenschaubild zur Darstellung der- charakteristischen Beziehung zwischen spezifischem Verunreinigungsausstoß (NO ) und Äquivalenzverhältnis bzw. Gleichvvertigkeitsverhältnis für einen Funken-Verbrennungsmotor,
Fig.2 eine schematisuhe Darstellung eines Personenautos mit den verschiedenen untergebrachten Teilen des erfindungsgemäßen Systems,
Fig.3 eine schematische Darstellung eines Einlaß-bzw. Ansaugsystems nach der Erfindung.
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Pig.4 eine schematische Darstellung einer Kraftstoffströmungs-Steuerabsperrvorrichtung, die zusammen mit einer "Übersteig^tJberwachungsvorrichtung ("override control" zur Überwachung, daß ein bestimmter Wert nicht "überstiegen" wird) in dem Einlaß-bzw.Ansaugsystem untergebracht ist,
Fig.5 eine schematische Schnittzeichnung, die ein Absperrelerent und Kanäle in der Kraftstoffströmung-Steuerabsperrvorrichtung zeigt,
ig.6 eine schematische Seitenansicht der Kraftstoffs r-römung-Steuerabsperrvorrichtung,
Pig.7 ein Kurvenschaubild mit mehreren Kurven zur Darstellung der Betriebsgrenzen eines Verbrennungsmotors entsprechend der Erfindung, und
Pig.6 eine schematische Darstellung eines Wasserstoffgenerators, der im Kähnen der Erfindung Anwendung finden kann.
Die Kurve 8 in Fig.l zeigt die charakteristische Beziehung zwischen spezifischen Verunreinigungen, die hier durch NO gegeben ist, und dae Aq.uivaleiizverh.altnis bzw. Gleichwertigkeitsverhältnis für einen Funken-Verbrennungsmotor. Diese Kurve kann durch irgendeine einer Vielzahl von Betriebsvariablen modifiziert werden, beispielsweise durch Vorzündung, Verdichtmtsverhältnis, Motordrehzahl usw. Wenn man jedoch die Leistung und den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors auf Maximalwerte bringt und die NO -Bildung mit Bezug auf die Wärme normalisiert, die während jedem Verbrennun^s-Arbeitsspiel hinzukommt, dann zeigt sich in der Korrelation der NO - Bildung immer das Vorherrschen der Stöchiometrie. Die Kurve zeigt ein charakteristisches Maximum,
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wenn es an einer Stelle (Äquivalenzverhältnis o.83-0,85) auftritt,die geringfügig niedriger liegt, als diejenige des stöchiometrischen Gemisches (Äquivalenzverhältnis 1,0).
W'-nn man in einem Versuch zur Steuerung des NO -Verunreinigungsausstoßes einen in herkömmlicher Weise mit Kraftstoff (z.B.Benzin) versorgten Verbrennungsmotor mit einem sehr mageren Gemisch betreibt, dann beginnen sich beim Verbrennungsmotor Fehlzündungen einzustellen , wenn man sich der Zündgrenze des Kraftstoffes (Äquivalenzverhältnis 0,7) nähert. Ungünstigerweise stellt sich diese Begrenzung für Gemische mit verhältnismäßig hohen NO -Bildungsmengen ein, so daß sich dadurch für die herkömmlichen Kraftstoffe ernsthafte Beschränkungen hinsichtlich der unteren Betriebsgrenze bzw. der Betriebsgrenze für magere Gemische ergeben. Auf der anderen Seite ist Wasserstoff in dieser Hinsicht einzigartig, da es Zündgrenzen aufweist, die nur bei 13% seines stöchiometrischen Gemisches (Volumenbasis) liegen. Demzufolge ist es entsprechend der Darstellung in Fig.l möglich, den Ausstoß von NO nahezu bis auf Null ( weniger als 1 ppm ) zu reduzieren, indem einfach als Kraftstoff Et2 verwendet und die Maschine bei sehr niedrigen Äquivalenzverhältnissen betrieben wird.
Bezüglich anderer ausgestoßenen Luftverunreinigungsstoffe, z.B. CO und unverbrannte Kohlenwasserstoffe, ist selbst bei Kohlenstoffhaltigen Kraftstoffen der Betrieb nahe der unteren Zündgrenze eine wirkungsvolle Steuertechnik. Wenn der Kraftstoff lOOjC EL· ist, werden diese Kraftstoffe in dem Verbrennungsprozeß offensichtlich nicht erzeugt.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß alle Kraftstoffe ähnliche Emissions-bzw.Verunreinigungseigenschaften
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zeigen (wenn richtig normalisiert wird), die auf vernachläirigbar kleine Werte reduziert werden können, wenn die Verbrennung bei einem niedrigen Äquivalenz-Verhältnis (z.B. niedriger als 0,6) stattfindet. Da nun erkannt wurde, daß diese Eigenschaften bei allen Kraftstoffen vorhanden sind, folgt, daß Gemische aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen sich in ähnlicher Weise verhalten, wobei eine Verringerung des Verunreinigungsausstoßes nur durch die Zündgrenzen des Gemisches begrenzt ist. Demzufolge dienen die bekannten Gesetze über die Zündgrenzen von Kraftstoffgemischen als Basis zurBildung der niedrigen Äquivalenzverhältnisgrenzen, die eine Zündung sicherstellen, während die durch die Kurve 8 von Figl.l gegebenen Daten der Verunreinigungen zur Festlegung der zulässigen oberen Grenze dienen,unabhängig von den Verbrennungsmotor-Betriebszuständen.
Bs wurde festgestellt, daß eine Erweiterung der Fehlzündungsgrenzen auf sehr niedrige Äquivalenzverhältnisse bei Wasserstoff-Kraftstoff auch eine bedeutende Zunahme des thermodynamischen Wirkungsgrades des Verbrennungsprozeßes ergibt. Der Wirkungsgrad ist nicht vom Kraftstoff abhängig und die Erweiterung der Fehlzündungsgrenze ergibt bei Verwendung von Wasserstoff-Kraftstoff eine Wirkungsgradzunahme von nahezu 100$ mit Bezug auf den sich bei dem stöchiometrischen Gemisch ergebenden Wert. Demzufolge sind beim Betrieb eines Verbrennungsmotors mit Wasserstoff nahe der F.ehlzündungsgrenze wesentliche Vorteile in der wirtschaftlichen Ausnutzung des Kraftstoffes möglich.
Zusammen mit der Abnahme der spezifischen Energie (Wärmeabgabe pro Arbeitsspiel) stellt sich eine Abnahme der spezifischen Leistung (Pferdestärke für eine gegebene Maschinengröße) ein, wenn der Verbrennungsmotor mit einem sehr mageren Gemisch betrieben wird. Es wurde beobachtet, daß diese Eigenschaft nicht vom Kraftstoff abhängt, mit Ausnahme eijaer ΰξέΤΐ^ΉΡΗ? de8 Betriebebereiches
ORIGINAL INSPECTED
(Fehlzündungsgrenze) für kohlenstoffhaltie Kraftstoffe. Wenn der Betriebsbereich auf die Fehlzündungsgrenze von Wasserstoff ausgedehnt wird (wo ein Finimum an Luftverunreinigungsausstoß xuiä. ein Maximum an Wirkungsgrad auftritt), dann wird die relative Leistung (tatsächliche Pferdestärke mit Bezug auf die bei der betreffenden Geschwindigkeit maximal erzielbare Pferdestärke)auf 15$ des Maximalwertes reduziert. Dies ist aber nur ein Größenproblem bzw. Problem hinsichtlich der Auslegung des Verbrennungsmotors, da bei der Konstruktion eines mit Wasserstoff-Kraftstoff betriebenen Verbrennungsmotors die Kontruktion größer ausgelegt werden kann, um den Verlust an Leistungen zu kompensieren, wenn dies als wesentlich angesehen wird. Es ist jedoch ersichtlich, daß dies nicht notwendig sein wird, da das Betriebssystem nach der Erfindung dieses Merkmal als Drosselmechanismus verwendet.
Bei einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung wird Wasserstoff oder ein wasserstoffreiches Gas einem Verbrennungsmotor als Arbeits-Strömungsmedium eines pneumatischen Zerstäubers mit einer Menge je Zeiteinheit zugeführt, die ausreicht, um 100$ der vom Verbrennungsmotor bei Leerlaufbedingungen benötigten Energie zuzuführen, zum Beispiel bei einem Äquivalenzverhältnis in der Größenordnung von ungefähr 0,15. Eine von mehreren möglichen Ausführungsformen nach der Erfindung sieht eine veränderbare Wasserstoff-Strömungsmittelmenge(z.B. proportional zur ¥otorgeschwindigkeit) vor, durch welche das Faß der erforderlichen Luftdrosselung herabgesetzt wird und sich demzufolge insgesamt geringfügig höhere DurchschnJfcts-BetriebswirkunüS-rade ergeben. Jedoch würde dieses System eine zusätzliche Verkomplizierung der Wasserstoff-Drosselung (ebenso wie der Luftdrosselung) zur Folge haben, um die Erfordernisse hinsichtlich
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der niedrigen Leistung und hohen Maschinendrehzahl zu befriedigen. Demzufolge wird entsprechend der obigen Beschreibung bei der Darstellung der bevorzugten Ausführungsform dsr Erfindung eine konstante und minimale Wasserstoffströmung verwendet.
Der pneumatische Zerstäuber ist in der Einlaß-bzw. Ansaugvorrichtung untergebracht und zerstäubt den dem Verbrennungsmotor zugefihrten flüssigen Kraftstoff. Die Vorrichtung zur Abgabe von flüssigem Kraftstoff und Zufuhrung desselben zu dem Zerstäuber ist bedarfsg? steuert, um dem Verbrennungsmotor eine wechselnde Stöchiometrie zu geben. Eine "Übersteig"-iJberwachungsvorrichtung dieser Kraftstoffzufuhrvorrichtung, welche luftströmungsempfindlich ist, ist zur Begrenzung des maximalen Gemisch-Ä'quivalenzverhältnisses auf einen bestimmten Wert vorgesehen, z.B. in der Größe von 0,6, um die Bildung von NO zu vermindern.
Fig.2 zeigt ein Auto 10 mit einem Verbrennungsmotor und einem Tank 14, in dem sich Kohlenwasserstoff-Kraftstoff befindet. Gemäß der Erfindung ist der Verbrennungsmotor mit einem Ansaugrohr 16 versehen, in dem eine Kraftstoffströmungs-Steuerabsperrvorrichtung (Hahn, Ventil, Schieber oder dgl., einstellbar) und eine Drossel-Übersteig-Überwachungsvorrichtung sowie ein pneumatischer Zerstäuber untergebracht sind, um den Kraftstoff zu zerstäuben und mit Wasserstoffgas zu vermischen. Die Kraftstoffströmung-Steuerabsperrvorrichtung wird von der Bedienungsperson bzw. dem Fahrer durch das Gaspedal betätigt.
Eine Luftdrossel 18 ist mit der Kraftstoffströmungs-Steuerabsperrvorrichtung gekuppelt und bestimmt in Übereinstimmung mit den Kraftstoffströmungserfordernissen die Menge der durch das Ansaugrohr zum Verbrennungsmotor strömenden Luft. Der Kohlenwasserstoff-
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Kraftstoff wird dem pneumatischen Zerstäuber in dem Ansaugrohr durch eine Leitung 22 zugeführt, in der sich eine Kraftstoffpumpe 24 befindet.
Das gemäß der Erfindung zugeführte wasserstoffreiche Gas kann von jeder geeigneten Quelle herkommen. Es kann an sich jede der bekannten Arten von Wasserstoffgeneratoren verwendet werden. Als Beispiel, nicht als Beschränkung, wird jedoch ein Wasserstoffgenerator verwendet, wie er in einer US-Patentanmeldung mit dem Titel "Hydrogen Generator" von Housemann usw. (Anwaltsnr. 73/187) beschrieben ist. Die Patentanmeldung ist an einen üblichen Rechtsnachfolger abgetreten worden. Dieser Wasserstoffgenerator erzeugt wasserstoffreiches Gas von dem für den Verbrennungsmotor verwendeten Kohlenwasserstoff-Kraftstoff und Wasser unter Verwendung des Dampf-Reforming-Verfahrens.Eine Leitung 26 zweigt von der Leitung 22 zu einer Pumpe 28 ab, die zur Zufuhr von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen zu dem Wasserstoff-Generator 20 dient. Eine Wasserversorungseinrichtung ist mit der Pumpe 34 verbunden, so daß dem Wasserstoffgenerator Wasserstoff zugeführt wird. Eine Luftpumpe 36 wird ebenfalls zur Zufuhr von unter Druck stehender Luft zu dem Wasserstoffgenerator 20 verwendet.
Pig.3 zeigt im Schnitt ein Ansaugrohr 16, das gemäß der Erfindung die Strömungs-Steuerabsperrvorrichtung 40 enthält, die von dem Fahrer über Stangen 42 und 43 des Gasgestänges betätigt wird. Kohlenwasserstoff-Kraftstoff wird der Steuerabsperrvorrichtung durch eine Leitung 26 und Trasserstoffreich.es Gas wird von einer Zufuhreinrichtung durch eine Leitung 44 zugeführt. Die Steuerabsperrvorrichtung 40 ist mit dem Kraftstoff-Zerstäuber 46 verbunden. Eine »Übersteigll-Vorrichtung 48 (override control, zur Verhinderung des "Übersteigens11 eines bestimmten Wertes) dient zur Begrenzung der durch die Steuerabsperrvorrichtung jeweils zugeführten Menge
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an Kohlenwasserstoff-Kraftstoff, in Abhängigkeit von dem Druck in dem Venturikanal, der sich durch die zum Verbrennungsmotor jeweils strömende luftströmungsmenge einstellt, um dadurch das maximale Mischungsverhältnis auf einen geeigneten Wert zu begrenzen, bei welchem die Bildung von NO zweckmäßig unterbunden wird, Die Einzelheiten der Betriebsweise der "Übersteigll-Vorrichtung 48 werden nachfolgend noch mit Bezug auf Fig.4 beschrieben.
Das Ansaugrohr ist mit dem Einlaß 50 bzw. dem Verteilerkanal des Verbrennungsmotors verbunden, von dem nur ein Bruchstück dargestellt ist, da er überaus bekannt ist. Der Anschlußkanal zwischen dem Ansaugrohr und dem Verbrennungsmotoreinlaß enthält eine Luft-Drosselvorrichtung in Form von zwei Luftdrosseln 54 und 56, welche den Lufteinlaß zum Verbrennungsmotor in Abhängigkeit von dem Gasgestängeteil 42 bzw. dessen jeweilige Stellung regeln» die vom Fahrer des Fahrzeuges je nach Leistungsbedarf eingestellt wird. Die. beiden Luftdrosseln sind nur als Beispiel dargestellt und beschränken den Umfang der Erfindung in keiner Weise. So können eine oder mehr Luftdrosseln Anwendung finden, ohne vom Erfindungsgedanke und Umfang der Patentansprüche abzuweichen.
Die Luftdrosseln 54, 56 werden in der Weise betätigt, daß die Luftströmung durch eine bekannte Beziehung zwischen Benzin-Strömungsmenge (eingestellt an der Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung) und der Luftströmung bestimmt wird, um eine Gemischgrenze sicher zu stellen, die oberhalb der unteren Zündgrenze des Kraftstoffgemisches liegt. Beim Abnehmen des Kraftstoffbedarfs (d.h. Leistungsbedarfs) bei hohen Motordrehzahlen wird die Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung in entsprechender Weise zu ihrer Schließstellung hingetrieben. Wenn dies der Fall ist, dann wird die Luft ebenfalls gedrosselt, um die Kraftstoff-zu-Luft-Menge der Strömung
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innerhalb der vorgegebenen Zündgrenze zu halten. "Durch die Tatsache, daß die Kraftstoffqualität dann durch den Wasserstoff bestimmt wird, wird jedoch der Verbrennungsmotor bei sehr niedrigem Äquivalenzverhältnis betrieben. Demzufolge liegen die Drosselungserfordernisse nur bei ungefähr 1/6 von denjenigen von bekannten Systemen. Ferner wird bei niedrigeren Verbrennungsmotor-Pumpgeschwindigkeiten der Bedarf einer Luftdrosselung proportional reduziert. Die Kombination dieser Eigenschaften dient als Basis für das in Pig.3 dargestellte, auf einfache V/eise mechanisch miteinander verbundene System nach der Erfindung.
Der pneumatische Zerstäuber 46 mischt den Kohlenwasserstoff-Kraftstoff mit den zugeführten wasserstoffreichen Gasen und erzeugt gleichzeitig einen sehr feinen Nebel. Die angesaugte Luft vermischt sich mit diesem Nebel und wird in den Einlaß des Verbrennungsmotors und dann in den Verbrennungsmotor selbst getrieben. Die Kraftstoffströmung-Steuerabsperrvorrichtung wird in der genannten Weise von dem Fahrer unter Verwendung des G-aspedales bedarfsgesteuert. Die Drossel- "Üb er steig"-Vorrichtung dient zur Festlegung der maximalen Kohlenwasserstoff-Kraft st off Strömungsmittelmenge je Zeiteinheit, so daß sie einen Wert hat, der mit einem oberen Grenz-Äquivalenzverhältnis von ungefähr 0,6 übereinstimmt, das als obere Grenze festgelegt wurde, bei der die Bildung von ITO am besten verhindert wird. Die "Übersteig·1-Vorrichtung verhindert also, daß dieser Wert "überstiegen" wird. Bei Leerlaufzuständen wird kein Kohlenwasserstoff-Kraftstoff verwendet,sondern der Verbrennungsmotor wird dann nur mit wasserstoffreichem Gas betrieben.
Fig.4 zeigt die Einzelheiten der "Übersteig"-Vorrichtung.
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Diese Übersteig-Vorrichtung enthält eine Kammer 58 mit einem darin untergebrachten, durch Luft betätigten Kolben 60. Eine Leitung 62 verbindet das obere Ende der Kammer 58 mit dem Hals eines Venturikanales, der zwischen der Wand des Ansaugrohres und der AuiBenwand der Kraftstoffströmung-Steuerabsperrvorrichtung 40 gebildet ist. Der Kolben 60 ist an einem biegsamen Seil 62 befestigt, dessen anderes Ende durch einen Fitnehmer 65 an einer Holle 64 verkeilt ist. Das Seil 62 ist um die Rolle 64 herumgeführt und wird durch eine Feder 66 gespannt. Die Feder 66 ist an der Wand des Ansaugrohres befestigt. Die Rolle 64 dreht sich um eine Achse 67 und nimmt dabei jeweils eine Kurvenscheibe 68 mit. Am Umfang der Kurvenscheibe liegt ein Nockenstößel 69 bzw. Zapfen an, der an dem Gasgestängeteil 43 befestigt ist, um eine weitere Bewegung mit Bezug auf Fig.4 nach rechts und demzufolge eine Strömung an zusätzlichem Kraftstoff zu verhindern.
Fig.4 zeigt mehrere Stellungen des als Hebel ausgebildeten Gasgestängeteils 43, der den Gasgestängeteil 42 mit . der Sfceuerabsperrvorrichtung 40 verbindet. Die Drosselbzw. Absperrschließstellung ist bei der extrem links dargestellten, durch gestrichelte Linien eingezeichnete Lage. Die maximale Drossel-bzw. Absperroffenstellung bei größter Umdrehungszahl pro Minute ist die extreme Rechte, ebenfalls in gestrichelten Linien dargestellte Lage. Die zwischen diesen beiden liegende, in ausgezogenen Linien gezeigt Lage stellt die maximale Drosselung bei Leerlaufdrehzahl dar. Der Luftdruck in dem Venturirohrengpass des Ansaugrohres bestimmt die jeweilige Stellung des Kolbens 60. Der Kolben zieht entgegen der Feder 66 in Abhängigkeit von dem Vakuum, das durch die Ve&turieinrichtung hervorgerufen wird, so daß Veränderungen des Luftdruckes verschiedene Kolbenstellungen zur Folge haben, durch velche sich eine Drehung der Rolle 64 und mit ihr der Kurvenscheibe 68 ergibt. Auf diese Weise wird die von der Kurvenscheibe jeweils eingenommene Stellung durch den Luftdruck oder den Luftunterdruck bestimmt, der durch die Venturieinrichtung von der zum
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Verbrennungsmotor strömenden Luft gebildet wird. Die Kurvenscheibeneinstellung bestimmt die maximale Menge an Kohlenwasserstoff-Kraftstoff, die dem Verbrennungsmotor für eine bestimmte Motordrehzahl zur Verfugung gestellt wird. Dies erfolgt in Übereinstimmung mit einem bestimmten Verhältnis zu der Luftströmungsmenge je Zeiteinheit. Diese Luftströmungsmenge je Zeiteinheit wird durch den statischen Druck festgestellt, der in dem Venturiengpass entsteht. Hierdurch kann das Äquivalenzverhältnis des Kraftstoff- plus Luftgemisches auf einen ausgewählten Maximalwert begrenzt werden, der gemäß der Erfindung vorzugsweise bei ungefähr 0,6 liegt, da bei diesem Wert die Bildung von RO im wesentlichen vermieden wird.
Die Figuren 5 und 6 zeigen schematisch einen Querschnitt des pneumatischen Zerstäubers mit der damit integrierten Kraftstoffströmung-Steuerabsperrvorrichtung und einen schematischen Schnitt längs der Ebene 6-6 von Pig.5. Die Kohlenwasserstoff-Kraftstoffleitung 22 leitet den Kraftstoff in eine im wesentlichen runde Kammer, die durch Wände 70 gebildet ist und in der sich ein Absperrelement 72 ( z.B. ein Ventilelement, Schieber oder Kücken) befindet, das von dem Gasgestangeteil 43 gedreht werden kann. Die Kammer 70 steht mit einem Kanal 74 in Verbindung, der in einen Auslaßkanal 76 mündet, welcher einen wesentlich engeren Querschnitt als der Kanal 74 hat.
Durch die, den pneumatischen Zerstäuber enthaltende Leitung 24, gelangt Arbeitsströmungsmittel in einen kegelstumpfförmigen Ringkanal, der durch Wände 78 und gebildet ist und den Auslaßkanal 76 umgibt, welch letzterer in ihm konzentrisch untergebracht ist. Der kegelstumpfförmige Eingkanal mündet in eine Öffnung 82. Der enge Auslaßkanal 76 endet kurz vor der Öffnung 82, derart, daß das Wasserstoffgas und das Kohlenwasserstoff-Kraftstoffspray sich am Auslaß der öffnung 82 miteinander
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vermischen, und in den Ansaugweg des Ansaugrohres getrieben werden.
Es sollte beachtet v/erden, daß die Form des Absperrelements 72 derart ist, daß wenn der Gasgestängeteil sich in der Drossel-Schließstellung "befindet, der Absperrkörper 72 den Kanal 74 verschließt und dann dem Verbrennungsmotor kein Kohlenwasserstoff-Kraftstoff zugeführt wird. Die Umfangsform des Absperrelementes ist derart gewählt, daß sich je nach Drosselstellung eine gewünschte Strömungsmibtelmenge je Zeiteinheit an Kohlenwasserstoff-Kraftstoff einstellt, wodurch die Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors gesteuert werden kann.
Pig.7 zeigt eine Serie von Kurven, die das Äquivalenzverhältnis ER und Drosseln eines Funken-Verbrennungsmotors darstellen. Die von ER = 0,1 bis 1,0 bezeichneten Kurven sind für weit offene Drossel-Betriebszustände und setzen voraus, daß ausreichend Wasserstoff vorhanden ist, um die durch die 0,1 ER-Linie dargestellten Leistungsanforderungen (Pferdestärke) zu erfüllen. Diese Kurven sind analog einer üblichen Darstellung, bei welcher sie eine Strömungsmengendrosselung darstellen würden, um entsprechend 25$, 35$, 63$, 87$, und 97$ der maximalen Leistung zu geben, die bei einer gegebenen Motordrehzahl möglich ist. Es ist ersichtlich, daß bei Äquivalenzverhältnis-Drosselung die Maschinenleistung je nach Bedarf durch Veränderung der Kraftstoffströmung verändert wird, während das Äquivalenzverhältnis sich entweder mit der Kraftstoffströmung oder der Motordrehzahl ändern kann. Bei herkömmlichen Verbrennungsmotoren wird die Leistung durch Änderung der Gemischdichte der Verbrennungscharge ( und demzufolge der Energie ) für ein im wesentlichen konstantes Mischungsverhältnis eingestellt. Dem Betriebsschaubild ist eine Zündgrenzenkurve überlagert, die den schraffierten Bereich begrenzt, wo eine Luftdrosselung erforderlich ist, wenn die
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Wasserstoffströmung konstant und gleich dem Leerlauf-Energiebedarf ist. Bei diesem System verbrennt der T.Iotor einen Kraftstoff, cfer bei Leerlauf aus "reinem" Wasserstoff und "bei maximaler Leistung (ebenfalls maximalem Äquivalenzverhältnis und hoher Motordrehzahl) aus einem Gemisch von vielleicht 90$ flüssigem Kraftstoff und 10^ Wasserstoff besteht. Für niedrige Belastungszustände, unter denen der größte Teil des Fahrbetriebs abläuft, wird geschätzt, daß das Kraftstoffgemisch sich zwischen 5?o und 25/0 Wasserstoff ändert und demzufolge besteht das Bestreben, daß sich der Luftverunreinigung sausstoß und der Wirkungsgrad gleichzeitig optimieren.
Der in Fig.8 dargestellte Wasserstoffgasgenerator nach der Erfindung kann zur Erzeugung von wasserstoffreichem Gas für Verbrennungsmotoren verwendet werden. Diese Ausfiihrungsform wird nur als Erläuterung von wasoerstoffreichem Gas dargestelltund stellt keine Beschränkung des Erfindungsgedankens dar.Ein Elektromotor 90 treibt eine Luftpumpe 36, eine Benzinpumpe 28 und eine Y/asserpumpe 34, durch welche diese Strömungsmittel dem Gasgenerator 20 über die betreffenden Leitungen 92,94 und 96 zugeführt werden. Der Generator für wasserstoffreiches Gas enthalt zwei Abschnitte 98 und 100, die Kammern enthalten, welche auf einer gemeinsamen Achse liegen und an einem Ende miteinander in Verbindung stehen.
Der eine Abschnitt hat z-lindrische Wände 102, die eine erste Kammer einschließen. An einem Ende dieser Kammer befindet sich ein pneumatischer Zerstäuber 104, dem Luft als Betriebsströmungsmittel und Kohlenwasserstoff-Kraftstoff zur Zerstäubung des Kraftstoffes zugeführt werden. Die Luft wird unmittelbar vom Hochdruckauslaß der Luftpumpe 36 her zugeführt.
Der andere Teil 100 des Was&erstoffgenerators weist zylindrische Außenwände 105 auf. Diese umschließen innere Zylinderwände, die von den Außenwänden einen bestimmten Abstand haben und dadurch eine zweite
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Kammer bilden, welch.es die Brennkammer ist. Zwischen den Innen-und Außenwänden "befindet sich eine spiralförmige Wand 108, die einen spiralförmig verlaufenden Kanal bildet, über die leitung 92 wird Luft in das eine Tfride des spiralförmigen Kanals gepumοt, so daß diese über die Innenwände 106 hinweggetrieben und von diesen erwärmt wird, da diese die Brennkammer umgeben.
Das in der ersten Kammer gebildete Kraftstoff-Luft-Gemisch wird über eine Luft-Wirbelvorrichtung in die zweite Kammer geleitet.Die Wirbelvorrichtung enthält eine Toroid-bzw. Ringröhre mit einer Vielzahl von Kanälen, die unter einem bestimmten Winkel vom Außenumfang des Toroidringes zu der mittigen öffnung verlaufen. Vorgewärmte Luft von dem spiralförmigen Kanal strömt durch diese unter bestimmtem Winkel verlaufenden Öffnungen hindurch und bewirkt, daß das durch die mittige öffnung der Luft-Wirbelvorrichtung 112 hindurchströmende Luft-Kraft st off -Gemisch verwirbelt wird, wenn es in die Brennkammer eintritt. "Sine Zündkerze 114 zündet dieses Gemisch, und die heißen Gase, die gebildet werden, gelangen weiter in die Kammer, in der ein Gemisch aus Benzin und Wasser durch einen weiteren pneumatischen Zerstäuber 116 zerstäubt wird.
Das Benzin und Wasser warden dem pneumatischen Zerstäuber über Leitungen 94 und 96 zugeführt. Unter hohem Druck stehende Luft wird dem Zerstäuber über eine Leitung als Arbeitsströmunf'smittel zugeführt.
Die heißen Gase in der zweiten Kammer wandeln das Wasserspray in dem Kraftstoff-Wasser-Gemisch in Dampf um. Der Kraftstoff wird verdampft und innerhalb des durch die Brennkammer gebildeten Peaktionsraumes findet ein Dampf-Reforming-Vorgaxig statt. Wasserst off reiches Gas strömt
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aus der öffnung 120 zu dem Ansaugrohr des Verbrennungsmotors.
Beim Starten wird durch den Zündschalter des Fahrzeuges auch der Elektromotor 90 erre£~t, so daß an den Wasserst off generator Luft abgegeben wird. Nach einem geeigneten Verzögerungszeitraum, innerhalb welcher sich der Luftdruck bis zu einem bestimmten Wert aufbauen kann, z.B. auf 0,35 kp/cm (5 psi), oder wenn der Druck von einem druckempfindlichen Schalter wahrgenommen wird, wird das Verbrennungsmotor-Anlaßersystem betätigt, die Verbrennungsmotor- und Wasserstoffgenerator-Zündsysteme werden aktiviert und die magnetische Kupplung wird erregt, welche die Wasser- und Kraftstoffpumpen 34 bzw. 28 mit dem Motorantrieb kuppelt, Dies hat im wesentlichen sofort die Erzeugung von Wasserstoff zur Folge und der Verbrennungsmotor bringt sich dann selbst in den Leerlaufzust and.
Demgemäß wurde ein neues und vorteilhaftes System für den Betrieb von Verbrennungsmotoren beschrieben und dargestellt, durch welches Verbrennungsprodukte im wesentlichen vermieden werden, die eine Luftverunreinigung bedeuten, während der Verbrauch an Kohlenwasserstoff-Kraftstoff wirksam verringert wird.
In der vorangegangenen Beschreibung und in den Ansprüchen ist der Ausdruck "Wasserstoff" als Abkürzung für "wasserstoffreiches Gas" verwendet worden.Der Gegenstand der Erfindung benötigt kein reines Wasserstoffgas. Das wasserstoffreiche Gas kann merkliche Anteile an inerten und entflammbaren bzw. zündbaren Stoffen enthalten.
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Claims (18)

  1. Pate η t a η s ρ r ü c h e :
    '1. System zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunreinigungsstoffen bei Verbrennungsmotoren, gekennzeichnet durch eine Ansaug- bzw. Einlaßvorrichtung (16) mit einer Einrichtung zum Mischen (46,74,76, 78,80,82) von wasserstoffreichem Gas, flüssigem Kraft-' stoff und Luft, durch eine Vorrichtung zum Regeln (40, 42,43,48,62,64,68) der genannten Mischeinrichtung über den Betriebsbereich des betreffenden Verbrennungsmotors derart, daß sich jeweils ein Gas-Kraftstoff-Luftgemisch mit Verhältnissen ergibt, die jeweils innerhalb von bestimmten oberen und unteren Äquivalenzverhältnisgrenzen, jedoch innerhalb des Zündbereiches des Gemisches liegen und die Luftverunreinigung des Verbrennungsmotors auf einen Minimalwert herabsetzen, und durch eine Vorrichtung zum Anschluß des Ausganges (50) der Mischeinrichtung an den Verbrennungsmotor.
  2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung (46,74,76,78,80,82) einen pneumatischen Zerstäuber (46) zum Zerstäuben von Kraftstoff und Vermischen von Kraftstoff mit wasserstoffreichem Gas aufweist und daß eine Luft-Drosselvorrichtung zum Steuern der Luftmenge vorgesehen ist, die jeweils zusammen mit dem Kraftstoff- und Gasgemisch dem Verbrennungsmotor zugeführt wird.
  3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Vorrichtung zum Regeln (40,42,43, 48,62,64,68) der Mischeinrichtung (46,74,76,78,80,82) eine drossel- bzw. gasgestängegesteuerte Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung (40) zum Steuern der dem pneumatischen Zerstäuber (46) jeweils zugeführtenKraftstoffmenge aufweist, daß eine Fühlvorrichtung zur Wahrnehmung
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    der dem Verbrennungsmotor zuströmenden Luftstrommenge und zur Erzeugung einer entsprechenden Steuer- und Uberwachungswirkung vorgesehen ist, und daß eine auf diese Wirkung ansprechende "Übersteig"-Vorrichtung (override means) zur Begrenzung der von der Steuerabsperrvorrichtung dem pneumatischen Zerstäuber zugeführten maximalen Kraftstoffmenge auf einen bestimmten Wert vorgesehen ist, und zwar über den gesamten Betriebsbereich des Verbrennungsmotors.
  4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlvorrichtung zur Wahrnehmung der dem Verbrennungsmotor zugeführten Luftstrommenge und zur Erzeugung einer entsprechenden· Steuer- bzw. Uberwachungswirkung ein Ansaug- bzw. Einlaßrohr (16) zur Zufuhr von Luft zum Verbrennungsmotor, bzw. dessen Verteilerkanal/weiter eine Venturieinrichtung(zwischen 16 und 40 und 46)und eine Einrichtung (48,60,62,64,66,68) zum Messen von Druckänderungen der durch die Venturieinrichtung hindurchströmenden Luft und zur Erzeugung einer davon abhängigen Steuerwirkung aufweist.
  5. 5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Regelvorrichtung die genannte Mischeinrichtung derart regelt, daß über den Betriebsbereich des Verbrennungsmotors jeweils ein Gas-Kraftstoff-Luftgemisch erzeugt wird, welches innerhalb des Zündbereiches des Gemisches liegt und welches eine obere Äquivalenzverhältnisgrenze von ungefähr 0,6 nicht übersteigt.
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  6. 6. System zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunrexnigungsstoffen bei Verbrennungsmotoren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Ansaug- bzw. Einlaßvorrichtung, deren Wände ein Luftansaugrohr bilden, das mit dem betreffenden Verbrennungsmotor bzw. dessen Verteilerkanal verbunden oder verbindbar ist, weiter durch eine im Ansaugrohr untergebrachte Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung, die zusammen mit den angrenzenden Wänden des Ansaugrohres einen Luft-Venturikanal bildet, ferner durch eine Vorrichtung zur Zufuhr von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff zu der Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung, weiterhin durch eine Vorrichtung zur Zufuhr von wasserstoffreichem Gas zu der Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung, fernerhin durch eine in der Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung vorgesehene Absperrvorrichtung zur Steuerung der durch die Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung hindurchzulassenden Kohlenwasserstoff-Kraftstoffmenge, wobei die Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung eine Einrichtung zum Mischen und Ausstoßen von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff und von Wasserstoffgas in das Ansaugrohr aufweist , außerdem durch eine auf den durch die Luftströmungsmenge durch den Venturikanal jeweils hervorgerufenen Luftdruck ansprechende "Übersteig"-Vorrichtung (override means) zur Begrenzung der Kohlenwasserstoff-Kraftstoff menge, die durch die Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung hindurchgelassen werden kann, auf einen bestimmten Wert, und durch im Zusammenhang mit der genannten Absperrvorrichtung wirksam werdende Drosselsteuervorrichtung zur Steuerung der Menge der vom Ansaugrohr zum Einlaß bzw. Verteilerkanal des Verbrennungsmotors strömenden Luft zur Aufrechterhaltung eines Kraftstoff-Luft-Gemischverhältnisses, bei welchem der Ausstoß von Luftverunrexnigungsstoffen des Verbrennungsmotors verringert wird bzw. einen Minimalwert hat.
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  7. 7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zum Mischen und Abgeben von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff und Wasserstoffgas in das Ansaugrohr einen pneumatischen Zerstäuber, weiter Mittel zum Zuführen von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff von der genannten Absperrvorrichtung zu diesem pneumatischen Zerstäuber, und Mittel zum Zuführen des genannten wasserstoff reichen Gases zu dem pneumatischen Zerstäuber als Arbeitsströmungsmittel aufweist, um den Kohlenwasserstoff-Kraftstoff als feinen Nebel mit dem Gas zu mischen.
  8. 8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrvorrichtung in der genannten Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung zur Steuerung der Menge des durch sie hindurchströmenden Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes folgende Teile aufweist: Eine im wesentlichen kreisförmige Kammer bildende Wände, einen Kraftstoff-Einlaßkanal an einer Seite der Kammer, ein Kraftstoff-Auslaßkanal an einer anderen Seite der Kammer, und ein drehbares Absperr- bzw. Drosselsteuerorgan, vorzugsweise mit Nockenmitteln, zur Festlegung des jeweiligen Durchlaßquerschnittes des Durchlaßweges durch die kreisförmige Kammer zwischen dem genannten Eingangskanal und dem genannten Ausgangskanal von einer Sperrstellung, wenn der Verbrennungsmotor unter Leerlauf-Leistungsbedingungen arbeitet, bis zu einer bestimmten maximalen Offenstellung, die zu der Motordrehzahl in einem bestimmten Verhältnis steht.
  9. 9. System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die genannte "Übersteig"-Vorrichtung zur Begrenzung der größtmöglichen, durch die Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung hindurchgeleiteten Kraftstoffmenge folgende Teile aufweist: Eine Kolbenkammer bildende Wände, einen in der Kolbenkammer untergebrachten Kolben, eine Luftleitung
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    zwischen der Kolbenkammer und dem genannten Venturikanal zur Übertragung des Luftdruckes zwischen diesen beiden und dadurch zur Festlegung der Stellung des Kolbens in Abhängigkeit von diesem Luftdruck, und eine auf die jeweilige Stellung dieses Kolbens ansprechende Vorrichtung zur Verhinderung eines Betriebes der Absperrvorrichtung, durch welche die Strömung des Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes durch die Kraftstoffzufuhr-Regelvorrichtung über einen vorbestimmten Maximalwert ansteigen würde, der für jede Drehzahl des Verbrennungsmotors festliegt.
  10. 10. System zur Vermeidung des Ausstoßes von schädlichen Verunreinigungsstoffen von Verbrennungsmotoren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Kohlenwasserstoff-Kraftstoffquelle, eine Quelle für wasserstoffreiches Gas, eine Einlaß- bzw> Saugvorrichtung mit einem Luftansaugrohr, das eine drossel- bzw. gasgestängegesteuerte Kraf tstof fisufuhrvorrichtung enthält, Mittel zur Bildung eines Venturikanals innerhalb der Wände des Ansaugrohres, Leitungsmittel zum Zuführen des Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes und des wasserstoffreichen Gases von der Kohlenwasserstoff-Kraftstoffquelle und der genannten Wasserstoffquelle zu der drossel- bzw. gasgestängegesteuerten Kraftstoffzufuhrvorrichtung, von welcher bestimmte Wandteile einen pneumatischen Zerstäuber zum Zerstäuben des genannten Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes und Mischen desselben mit dem wasserstoffreichen Gas zur Schaffung eines Kraftstoff gemisches bilden, durch eine MÜbersteig"-Überwachungsvorrichtung, die auf den Druck in dem genannten, im Ansaugrohr gebildeten Venturikanal anspricht und dadurch bei jeder gegebenen Drehzahl des Verbrennungsmotors die Menge des Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes auf einen vorbestimmten maximalen Wert begrenzt, der über die Kraftstoffzufuhrvorrichtung zugeführt wird, Mittel zum Anschließen des Ansaugrohres
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    an den Verbrennungsmotor, und durch eine gasgestängegesteuerte Vorrichtung in den genannten, das Ansaugrohr mit dem Verbrennungsmotor verbindenden Mitteln zur Steuerung der dem Verbrennungsmotor zugeführten Luft und Aufrechterhaltung eines Mischungsverhältnisses von Kraftstoffgemisch zu Luft zu allen Zeiten innerhalb des Zündbereiches des Kraftstoff-Luftgemisches, so daß eine obere Grenze von ungefähr 0,6 nie überschritten wird.
  11. 11. System.nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die drossel- bzw. gasgestängegesteuerte Kraftstoffzufuhrvorrichtung eine Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung mit veränderbarem Durchlaßquerschnitt für die Zufuhr von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff zu dem pneumatischen Zerstäuber aufweist und daß ein beweglicher Gasgestängehebel zur Steuerung und Festlegung des veränderbaren Durchlaßquerschnittes der Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung zur Bestimmung der dem pneumatischen Zerstäuber zugeführten Kohlenwasserstoff-Kraftstoffströmungsmenge vorgesehen ist.
  12. 12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Kraftstoff-Steuerabsperrvorrichtung mit veränderbarem Durchtrittsquerschnitt Mittel zum vollständigen Absperren des dem pneumatischen Zerstäuber zugeführten Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes aufweist, wenn der genannte bewegliche Gasgestängehebel eine Verbrennungsmotor-Leerlaufstellung einnimmt.
  13. 13. System nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die "Übersteig"-Überwachungsvorrichtung folgende Teile aufweist: Eine Kolbenkammer bildende Wände, einen in dieser Kolbenkammer untergebrachten Kolben, eine Luftleitung, über welche eine Luftdruckübertragung zwischen der Kolbenkammer und dem genannten Venturikanal zur Festlegung der jeweiligen Stellung des Kolbens in Abhängigkeit von dem genannten Luftdruck bewirkt wird, eine Nocken- oder eine Kurvenscheibe mit einer entsprechenden Abtastfläche,
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    und Mittel zum Bewegen des genannten Nockens bzw. der genannten Kurvenscheibe gegen den genannten Gasgestängehebel in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens, wobei durch Ausführung einer maximalen Bewegung des Gasgestängehebels die Kohlenwasserstoff-Kraftstoffströmung auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzt wird, und zwar für jeden gegebenen Druck in dem genannten Venturikanal.
  14. 14. System zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunreinigungsstoffen bei Verbrennungsmotoren, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaß- bzw. Ansaugsystem zur Bildung eines Gemisches aus wasserstoffreichem Gas, Kohlenwasserstoff-Kraftstoff und Luft folgende Teile aufweist: Eine drossel- bzw. gasgestängegesteuerte Absperrvorrichtung zur Maßbestimmung der für das Gemisch vorgesehenen Menge an Kohlenwasserstoff-Kraftstoff, eine "Übersteig"-tiberwachungsvorrichtung zur Festlegung der maximalen Menge an Kohlenwasserstoff-Kraftstoff, die von der drossel- bzw. gasgestängegesteuerten Absperrvorrichtung für das Gemisch bereitgestellt wird, übereinstimmend mit einem über den gesamten' Betriebsbereich des betreffenden Verbrennungsmotors nicht zu überschreitenden oberen Äquivalenzverhältnis bzw. Gleichwertigkeitsverhältnis von ungefähr 0,6,einen pneumatischen Zerstäuber zum Mischen von wasserstoffreichem Gas mit dem Auslaßstoff der drossel- bzw. gasgestängegesteuerten Absperrvorrichtung unter Bildung eines gemischten Kraftstoffes, und eine gasgestängegesteuerte Luft-Absperrvorrichtung bzw. Luftdrossel zur Festlegung der mit dem genannten Kraftstoffgemisch vermischten Luft auf einen Wert, der ein brennbares bzw. zündbares Kraftstoff-Luft-Gemisch sicherstellt, und zwar unter allen Betriebsbedingungen, einschließlich Hochgeschwindigkeit, leichte Belastung des Verbrennungsmotors und andere Betriebszustände.
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  15. 15. Verfahren zur Herabsetzung des Ausstoßes von Luftverunreinigungsstoffen bei Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß über den Betriebsbereich des betreffenden Verbrennungsmotors innerhalb des Motoreinlaß- bzw. Motoransaugsystems Luft, Kohlenwasserstoff-Kraftstoff und wasserstoffreiches Gas gemischt werden, dieses Mischen überwacht und dabei ein Kraftstoff-Luft-Gemischverhältnis gebildet wird, das innerhalb des Zündbereiches für das Gemisch liegt und einen gewählten oberen Grenzwert des Äquivalenzverhältnisses bzw. Gleichwertigkeitsverhältnisses von ungefähr 0,6 nicht übersteigt, und anschließend dieses Gemisch dem Verbrennungsmotor zugeführt wird.
  16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt des Mischens der genannten Luft, des Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes und des wasserstoffreichen Gases folgende Verfahrensgänge enthält: Zuführen der mit dem wasserstoffreichen Gas zu mischenden Kohlenwasserstoff-Kraftstoff menge in bestimmten Beträgen in Abhängigkeit von einer Gasgestänge- bzw. Drosselsteuerung, Mischen des zugeführten Kohlenwasserstoff-Kraftstoffes mit dem genannten wasserstoffreichen Gas, Mischen des aus wasserstoffreichem Gas und Kohlenwasserstoff-Kraftstoff bestehenden Gemisches mit der genannten Luft, und Überwachen und Steuern der zugemischten Luft unter Bildung des Kraftstoff-Luft-Gemischverhältnisses, das innerhalb des zündbaren Bereiches für das Gemisch liegt und einen gewählten oberen Grenzwert des Äquivalenzverhältnisses bzw. Gleichwertigkeitsverhältnisses von ungefähr 0,6 nicht übersteigt.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß der genannte Verfahrensschritt zur Zuführung bestimmter Mengen von Kohlenwasserstoff-Kraftstoff das Begrenzen der maximalen Menge an Kohlenwasserstoff-Kraft-
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    stoff beinhaltet, die über den Betriebsbereich des betreffenden Verbrennungsmotors in Abhängigkeit von der Luftströmungsmenge zu diesem Verbrennungsmotor bereitgestellt wird.
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mischen derart überwacht und gesteuert wird, daß sich ein Gemisch ergibt , das lediglich aus wasserstoffreichem Gas und Luft besteht, wenn der Verbrennungsmotor im Leerlauf oder unter ähnlichen Betriebsbedingungen läuft.
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