DE2555757A1

DE2555757A1 - Vorrichtung zur zufuehrung eines luft/brennstoff-gemisches zu den zylindern einer verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE2555757A1
Application number: DE19752555757
Authority: DE
Inventors: Tsuchio Bunda; Yasuo Kondo; Masaaki Noguchi; Masaharu Sumiyoshi
Original assignee: Toyota Motor Corp; NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1974-12-11
Filing date: 1975-12-11
Publication date: 1976-11-04
Also published as: JPS553537B2; US4023539A; DE2555757C2; JPS5167821A

Description

Vorrichtung zur Zuführung eines Luft/Brennstoff-Gemisches zu den Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zuführung eines Luft/ Brennstoff-Gemisches zu den Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Hauptzuleitung für ein Luft/Brennstoff-Gemisch, deren eines Ende mit der umgebenden Atmosphäre und deren anderes Ende mit dem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung steht, und der der Brennstoff, der mit der von der umgebenden Atmosphäre zugeführten Luft vermischt wird, von einer Haupt-Brennstoffzuführung zugeführt wird, und mit einer Hilfszuleitung für ein weiteres Luft/Brennstoff-Gemisch, deren eines Ende mit der umgebenden Atmosphäre und deren anderes Ende mit dem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung steht. Dabei wird die Haupt-Brennstoffzuführung durch einen Vergaser gebildet , der ein mageres Gemisch an den Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine abgibt. Gleichzeitig wird über die Hilfsleitung von einer Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung gasförmiger reformierter Treibstoff zugeführt. Das dient dazu, die schädlichen Bestandteile im Abgas zu verringern.

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Die Menge der im Abgas enthaltenen schädlichen Bestandteile wie z.B. NOx, CO₄ HC usw. hängt von vom dem Luft/Brennstoff-Verhältnis des in den Zylindern verbrannten Gemisches ab. Es ist bekannt, daß dann, wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis größer als sein theoretischer Wert (im Fall von NOx etwas größer als der theoretische Wert) ist, die-Menge der schädlichen Bestandteile im Abgas abnimmt. Je höher also bei einer Verbrennungskraftmaschine das Luft/Brennstoff-Verhältnis ist, desto weniger schädliche Bestandteile sind im Abgas enthalten. Bei einer bekannten mit einem Zündfurikdn gezündeten Verbrennungskraftmaschine treten jedoch dann, wenn das Luft/Brennstoff-Verhältnis größer

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als ca. 17 ist, Fehlzündungen auf, so daß ein störungsfieLer Betrieb praktisch schwierig wird. Bei der dadurch bedingten Abgabe von unverbranntem Gas ergibt sich dann wieder eine beachtliche Zunahme der schädlichen Bestarcfceile im Abgas, insbesondere der Kohlenwasserstoffe (HC).

Um die Erzeugung schädlicher Bestandteile im Abgas von der Verbrennungskraftmaschine zu verhindern, sind sog. Schichtladungs-Verbrennungskraftmäschinen (Stratified charged engines), sowie Verbrennungskraftmaschinen, die mit Wasserstoff-Zusätzen arbeiten, bekannt geworden. '-.--.-

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine praktische Vorrichtung zur Behandlung (Reformierung) von Brennstoff zu schaffen, die bei derartigen Verbrennungskraftmaschinen anwendbar ist. Sie soll an Bord eines Kraftfahrzeugs unterbringbar sein und die im Brennstoff (Benzin) vorhandene Kohlenwasserstoffe derart reformieren, daß sich primär niedermolekulare Paraffine und niederwertige Olefine, davon insbesondere Äthylen, sowie ferner Wasserstoff und Kohlenmonoxyd bilden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Meßgerät die Menge der in die Hilfszuleitung einströmenden Luft mißt und ein

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der Menge entsprechendes Signal erzeugt, daß ferner eine Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Verbrennungskammer aufweist, die mit der Hilfszuleitung stromabwärts des Meßgerätes in Verbindung steht und in die eine Einspritzeinrichtung Brennstoff einspritzt, und da!?· eine Zündeinrichtung das Luft/Brennstoff-Gemisch in der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung zündet, und daß ferner ein Teil des gezündeten Brennstoff/Luft-Gemisches in der Verbrennungskammer der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung eine Rezirkulationsströmung bildet und sich dabei mit der neu zugeführten Luft und dem neu eingespritzten Brennstoff mischt, und daß ein Steuergerät der Einspritzeinrichtung den Brennstoff in Abhängigkeit von dem Signal zuführt derart, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung auf einem bestimmten Wert gehalten wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

In der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung bildet sich reformierter Treibstoff in einer Anfangsreaktion, innerhalb der das Gemisch thermisch gespalten und in einen brennenden Teil und in einen verdampften Teil überführt wird. In einer Folgereaktion bildet sich Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf. Diese Bestandteile reagieren mit dem Kohlendioxid, das sich in der Anfangsreaktion bildet, und zwar mit Hilfe des Katalysators unter Einwirkung der Hitze, die aus der Anfangsreaktion herrührt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine grafische Darstellung der Abgabe von NOx einer V-8 Verbrennungskraftmaschine als Funktion des BrennstoffVerhältnisses;

Fig. 2 eine grafische Darstellung der Abgabe von CO einer V-8 Verbrennungskraftmaschine als Funktion des Brennstoffverhältnisses;

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Fig. 3 eine grafische Darstellung der Abgabe von HC einer V-8 Verbrennungskraftmaschine als Funktion des Brennstoff-Verhältnisses ;

Fig. 4 eine grafische Darstellung des thermischen Wirkungsgrades und des Brennstoffverbrauches einer V-8 Verbrennungskraftmaschine, für die Fälle, daß als Brennstoff in einem Fall nur Wasserstoff, in einem zweiten eine Mischung von Wasserstoff und Benzin und nur Benzin eingesetzt wird, und zwar als Funktion des Brennstoffverhältnisses;

Fig. 5 eine Darstellung des .notwendigen Wasserstoff-Anteils am Gesamtgemisch als Funktion des Brennstoffverhältnisses;

i ι *

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Schichtladungsmotors einer Vor- oder HiIfsverbrennungskammer.

Fig. 7 bis 10 grafische Darstellungen der an der Welle eines Versuchsmotors abgegebenen Drehmoments, sowie der Menge der abgegebenen Bestandteile NOx und HC bei verschiedenen Anteilen von H₂ und C^H^ bei dem in Fig. 6 dargestellten Schichtladungsmotor, und zwar je nach der Wirkung von H„ , von C₅H₄, von Olefinen und Paraffinen und von H- und C₅H₄;

Fig. 11a und lib Äquivalzenzkurven für jeweils gleiche Werte von

C, wobei MBT für nur Benzin ist;

C =

MBT für Benzin mit Zusätzen

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine mit an Bord eines Kraftfahrzeugs mitgeführter Brennstoff -Reformierungsvorrichtung gemäß der eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 13 und 14 detaillierte Darstellungen von Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtungen nach zwei Ausführungsbeispielen;

Fig. 15 eine grafische Darstellung der experimentellen Daten, für die Bestimmung des Drehmomentes, der abgegebenen Mengen NOx und HC, bei Veränderung des Zündzeitpunktes unter verschiedenen Bedingungen.

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Beim Schichtladungsmotor C Stratified e Charge) werden dem.Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine von einem Hauptvergaser und einem Hilfsvergaser getrennt mageres und fettes Gemisch zugeleitet. Die Zündkerze ist in einer Vor- oder Hilfsverbrennungskammer des Zylinders angeordnet; darin bildet sich eine Schicht aus fettem Gemisch; -in der Hauptverbrennungskammer bildet sich eine Schicht aus magerem Gemisch. Mit der Zündkerze wird das fette Gemisch gezündet. Die dadurch erzeugte Stichflamme zündet dann das magere Gemisch in der Hauptverbrennungskammer» obwohl dies so mager ist» daf^bei herkömmlicher Zündung durch einen Zündfunken selbst nicht gezündet werden könnte. Ähnlich ist der Zündungsvorgang eines Verbrennungsmotors> der mit Zusätzen von Wasserstoff arbeitet. Dabei wird ein in einem Vergaser erzeugtes mageres Gemisch» dem Masserstoff oder mit Wasserstoff angereicherter gasförmiger Brennstoff zugesetzt worden ist,im Zylinder von einer Zündkerze gezündet. Man erreicht so die Zündung eines Gemisches, das zu mager ist» um mit Hilfe üblicher Funkenzündung gezündet zu werden.

In beiden Fällen hängt die Menge der schädlichen Bestandteile im Abgas von dem Gesamt-Luft/Brennstoff-Verhältnis, das sich aus den. verwendeten fetten und dem verwendeten mageren Gemisch ergibt» ab. Die schädlichen Bestandteile im Abgas werden bei einem genügend hohen Wert für das Gesamt-Luft/Brennstoff-Verhältnis reduziert. Man könnte nun das Verbrennungssystem des Schichtladungsmotors auch bei einem mit Zusätzen von Wasserstoff betriebenen Verbrennungsmotor anwenden. Man kann aber auch weiter gehen und dieses System beim herkömmlichen Verbrennungsmotor anwenden. Es ergibt sich dann ein Verbrennungsmotor, bei dem das von einem herkömmlichen Vergaser erzeugte magere Gemisch mit Wasserstoff oder einem mit Wasserstoff angereicherten gasförmigem Brennstoff (Benzin) geaischt wird» so daft sich ein Gemisch mit einem hohen Gesamt-Luft/Brennstoff-Verhältnis ergibt» das den Zylindern des Verbrennungsmotors zugeführt wird.

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Zunächst wird die Wirkung der Zusetzung von Wasserstoff betrachtet. Es wird dabei auf Versuchsergebnisse verwiesen» die man bei Verwendung eines von einem herkömmlichen Vergaser erzeugten Gemisches und Beimengung von Wasserstoff oder gasförmigem mit Wasserstoff angereichertem Brennstoff zu diesem Gemisch erhalten hat., Die Ergebnisse - sind in Fig. 1 bis 5 dargestellt (zitiert nach: R, Ereshears, H. Cotrill, J. Rupe, "Hydrogen Injection for Internal Combustion Engines", California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory, Juni 19.74·)·.. Die FIg, 1 bis 3 zeigen die im Abgas enthaltenen Mengen der schädlichen Bestandteile NOx, CO, HC, die pro Stunde χ HP mit jeweils demselben mit Funkenzündung betriebenen V-S Verbrennungsmotor erzeugt wurden. Drehzahl und abgegebene Leistung (Last) wurden dabei konstarit, die Zündwinkel-Vorverstellurtg auf MBT (=Maximum Break Torque; Mindestwinkel für maximales Drehmoment) gehalten; variiert wurde das Luft/Brennstoff-Verhältnis.

Zur qualitativen Beschreibung des Gemisches wird das Brennstoffverhältnis 6 verwendet. Man erhält es durch Division des tatsächlich verwendeten Brennstoff/Luft-Verhältnisses durch das für eine chemisch perfekte Verbrennung theoretisch sich ergebende Brennstoff/Luft-Verhältnis. Das Brennstoff verhältnis ist die Inversion des Luftüberschusses im Gemisch (Luftverhältnlszahl). Ist 6 kleiner als 1, dann ist das Gemisch mager mit einem Luft/Brennstoff-Verhältnis _t das größer als der theoretische Wert Ist. Die Baten sind jeweils für die drei Fälle angegeben! Verwendung von nur Benzin, Verwendung von Benzin und H_ , Verwendung von nur H₂. In FIg. 4 werden der* thermische Wirkungsgrad und der Brennstoffverbrauch unter den Betriebsbedingungen nach FIg. 1 bis 3 miteinander verglichen.

Aus dieser Darstellung Ist bekannt, daß bei herkömmlicher Verwendung von nur Benzin ein Betrieb lediglich bis zu Werten von (6»0,8 möglich Ist« Wird dem Benzin H₂ zugesetzt, dann wird ein Betrieb bis hinauf zu 6 «* 0,5 möglich. Obwohl das Gemisch mager und die Emission von NOx und CO reduziert ist, kann man den

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thermischen Wirkungsgrad erhöhen und den Brennstoffverbrauch herabsetzen^ obwohl dies zu einer gewissen Zunahme der Emission von HC führt. Bei der herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine , die mit Benzin betrieben wird, ergibt sich wenn ώ weniger als 0,7 ist, eine stark vermehrte Emission von HC als Folge der dann auftretenden Fehlzündungen. Man kann dies auch nicht durch Vorrichtungen zur Reinigung des Abgases, z.B. einen thermischen Reaktor, verhindern. Dennoch kann man mit einer Zunahme von HC sehr viel leichter fertig werden als mit einer Zunahme der anderen schädlichen Bestandteile des Abgases und im Hinblick auf die Abnahme von NOx und CO wäre es daher sehr viel vorteilhafter, eine Verbrennungskraftmaschine mit einem magereren Gemisch mit Beimengung von Rj ^zu betreiben, als lediglich herkömmliches Benzin zu verwenden.

In Fig. 5 ist der (nach' Gewicht) prozentuale Anteil des Wasserstoffs am gesamten Brennstoff in Prozent auf der Ordinate und das Brennstoff-Verhältnis ώ entlang der Abzisse aufgetragen. Daraus ist zu ersehen, daß die Beimengung von Wasserstoff zu dem als Gemisch der Verbrennungskraftmaschine zugeführtei Brennstoff tatsächlich einen Betrieb ohne Fehlzündungen gewährleistet. Aus dieser Darstellung ist auch bekannt, daß eine Beimengung von H- von weniger als 10 %, bei entsprechend gewähltem Brennstoff-Verhältnis 6 des Gemisches zu diesem Zweck ausreicht.

Gemäß der Erfindung wird in einer Brennstoff-Reformierungsvorrinhtung sowohl der Anteil von C^H^ als auch der von H« im gasförmigen Gemisch auf einen bestimmten Wert erhöht. Um lediglich den Anteil von H₂ allein zu erhöhen, müssen die Reformierungs-Bedingungen sehr stark verändert, insbesondere die "Bnperatur bei der Reformierung des Brennstoffes erhöht werden. Will man hingegen den Gehalt an C₂H₂ + H₂ in Kombination erhöhen, so sind die Anforderungen an den Vorgang der Reformierung weniger genau bzw. streng. Es ist aber dennoch möglich, den angestrebten Zweck

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zu erreichen. Die Erfindung wurde nach erheblichen Anstrengungen unter besonderer Beachtung dieser Gesichtspunkte geschaffen. Sie hat zu einer praktisch realisierbaren Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung geführt, mit der die Emission schädlicher Bestandteile des Abgases aus einer Verbrennungskraftmaschine reduziert werden kann.

Im folgenden soll zunächst durch experimentelle Beispiele demonstriert werden, daß hinsichtlich des angestrebten Zwecks der Verringerung schädlicher Bestandteile im Abgas kein wesentlicher Unterschied zwischen dem Fall, in dem das fette, der Verbrennungskraftmaschine zugeführte, reformierte gasförmige Gemisch nur H_ enthält und dem Fall, in dem es eine Mischung von H₂+C₂H_1| enthält, besteht. Fig. 6 zeigt schematisch einen Schichtladungsmotor mit einer Vor- oder Hilfsverbrennungskammer, der bei den Versuchen verwendet worden ist. Er ist im Stande der Technik bekannt und wird daher nicht ausführlich beschrieben. Die Darstellung begrenzt sich auf diejenigen Teile, die zur Charakterisierung der Experimente notwendig ist. Im Bereich 83, der einen Hauptvergaser darstellt, wird mageres Gemisch erzeugt. Im Teil 84, der einen Hilfsvergaser darstellt, wird fettes Gemisch erzeugt. Beiden Bereichen wird als Brennstoff Benzin über DurchfluJ?meßgeräte 85a bzw. 85b, Brennstoffpumpen 86a bzw. 86b und Druckregelventile 87a bzw. 87b zugeführt.

Der Bereich 84, in dem fettes Gemisch erzeugt wird, wird von entsprechenden Bomben o.dgl. her auf dem Weg über Flußmengenregelventile 89a, 89b bzw. 89c und die Durchflußmeßgeräte 88a, 88b mit H_ , CO, C-H₂, C₁₊H^₀ usw in verschiedenen Proportionen versorgt. Dieses fette Gemisch gelangt dann über die Leitung 9 5 in jedem Zylinder in die Vorverbrennungskammer 90. Das magere Gemisch gelangt über den Ansaugkanal 9 8 in die Hauptverbrennungskammer 93. Die Zündung durch einen Zündfunken findet im Bereich der Zündkerze 91 statt. Die dadurch erzeugte Stichflamme tritt aus der Düse 92 aus und zündet das magere Gemisch in der Hauptverbrennungskammer 93.

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Mit einem solchen Schichtladungsmotor und synthetischem Brennstoff mit verschiedenen Gehalten von H-, ^o^2* ^usw·» die ^ⁿ Fig. 15 angegeben sind, als Brennstoff für das fette Gemisch, das der Vorverbrennungskammer 90 zugeführt wird, wurden Versuche gefahren. In den Fig. 7 bis 10 sind die dabei erzielten Ergebnisse dargestel-lt und zwar das Ausgangs-Drehmoment und die Emissionsraten von NO und HC bei festem Gesamt-Luft/Brenn-

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stoff-Verhältnis, Luft/Brennstoff-Verhältnis des fetten Gemisches, Drehzahl und Belastung; geändert wurden jeweils die Zündzeitpunkte θ ig.

Es ergeben sich innerhalb gewisser Veränderungen bei einem Gesamt-Luft/Brennstoff-Verhältnis <*T im Vergleich mit der Leistung bei Verwendung von Benzin als Standard in den Fig. 7 bis 10 keine übereinstimmenden Ergebnisse. Bei Zunahme der Beimengung von H₂ wird jedoch die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme höher. Man kann dann den Winkel der Früheinstellung der Zündung für MBT (Mindestvorzündung bei maximalem Drehmoment) verzögern. Je magerer das Gemisch ist, desto langsamer ist normalerweise die Geschwindigkeit, mit der sich eine Flamme ausbreitet. Man muß also den Zündzeitpunkt vorverstellen. Eine zu starke Vorverstellung des Zündzeitpunktes führt jedoch während des Kompressionshubes zu unvollständiger Kompression und macht dadurch das Zünden schwieriger.

Ist jedoch H. vorhanden, so kann man die Vorverstellung des Zündzeitpunktes wieder rückgängig machen bzw. verlagsamen und selbst die Vorverstellung des Zündzeitpunktes, die wegen der Magerkeit des Gemisches erforderlich war, kompensieren. Außerdem kann man die Verbrennung eines noch mageren Gemisches auf diese Weise gewährleisten. Zu ergänzen ist, daß jedoch die Beimengung von zuviel H« zu einer Verschlechterung des Liefergrades und damit zu einer Abnahme der Ausgangsleistung und damit nicht mehr - bei gleicher Ausgangsleistung - zu einer wesentlichen Abnahme von NOx im Abgas führt. Gibt man nicht C₂H₁₊ zum Gemisch hinzu, nimmt die

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Geschwindigkeit, mit der sich die gezündete Flamme ausbreitet, ähnlich wie bei der Beimengung von H- zu. Gleichzeitig ergibt sich eine sehr niedrige Emission von NOx bei gleicher Ausgangsleistung. Bei Beimengung von H^C₂H₁₊ treten die Effekte beider Komponenten gleichzeitig auf.

Aufgrund dieser Ergebnisse wurden die Äquivalenzkurven C in Fig. 11 (a) und 11 (b) gezeichnet. Das Kriterium zur Bestimmung dieser Kurven bezog sich auf die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Damme wie folgt:

_{c a} - ^{MBT nur für Ben2in} = constant MBT für Benzin mit Zusätzen

Eine Äquivalenzkurve gilt also für jeweils die gleiche Ausbreitungs" geschwindigkeit der flamme. Sie ist für alle auf einer Kurve liegenden Zusammensetzungen von (H^C₂H₁.) gleich. So liegen z.B. der Wert für 10 % H₉ und der Wert für 5 % H₀ + 5 % C₉H_U auf derselben Kurve, die dem Wert C = 1,2 für das oben angegebene Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten zuordenbar ist. Daraus folgt, daß man die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme, die man bei einem Zusatz von 10 % H₂ erhält, auch bei einem Zusatz von 5 % H₂ + 5 % C₂H₁^ erhält.

Niederwertige alephatische Kohlenwasserstoffe, sowie ferner weitere bei Zerfall (Spaltung, Kracken) bzw. bei unvollständiger Oxidation der Kohlenwasserstoffe von Brennstoff entstehende gasförmige Kohlenwasserstoffe, sowie ferner CO, H« usw. führen zu einer Erhöhung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Flamme, sowie zu einer Verbesserung des Verbrennungsvorganges selbst, und zwar insbesondere dann, wenn sie in Nähe der Zündquelle und. der Begrenzungsfläche der Flamme vorhanden sind. Sie verbessern den Zündvorgang und die Verbrennung.

Durch thermisches und durch Kontaktkracken der Kohlenwasserstoffe des Brennstoffes, die die verschiedensten chemischen Zusammensetzungen haben, in Gegenwart einer mäßigen Menge Sauerstoff erreicht man die Bildung freier Radikale durch Spaltung der

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Kohlenstoffbindungen in den Kohlenwasserstoffen des Brennstoffes. Ebenfalls tritt eine Extraktion von Wasserstoff auf. Als Ergebnis erhält man ein Gemisch aus niedermolekularen Paraffinen und Olefinen.

Die Zusammensetzung dieses Gemisches hängt von der Zusammensetzung der Kohlenwasserstoffe des Brennstoffes und den Bedingungen ab,
unter denen der Spalt- bzw. Zerfalls- und OxidationsVorgang stattfindet. Die Hauptkomponente ist jedoch Äthylen, d.h. ein niederwertiger alephatischer olefinischer Kohlewasserstoff. Thermisches und Kontaktkracken sind als Herstellungsverfahren für niederwertige Olefine wie z.B. Äthylen und Propylen aus den Kohlenwasserstoffen des Petroleums auch zum Kracken schwerer öle bekannt geworden. Es sind Verfahren zur Vergasung der Kohlenwasserstoffe des Petroleums bekannt, bei denen die Kohlenwasserstoffe eines als Brennstoff eingesetzten Öls zum Teil oxidiert oder in Anwesenheit mäßiger Mengen Sauerstoff oder Dampf dampfreformiert werden. Dadurch wandelt man sie in ein Gemisch niedermolekularer Paraffin- und Olefin-Kohlenwasserstoffe, H₂, CO u.a. um.

Das gespaltene und. unvollkommen oxidierte Gemisch, das die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Flamme erhöht und den Verbrennungsvorgang des Gemisches innerhalb der Zylinder an sich verbessert
und in der Vorrichtung behandelt· wird, besteht aus niederwertigen Olefinen und zwar hauptsächlich aus Äthylen, ferner niederwertigen Paraffinen, H₂* CO u.a. Die Reaktionen, die diese Wirkkomponenten in der Vorrichtung bilden, kann man grob in eine Anfangsreaktion, einschließlich ihrer Nebenreaktionen, und in eine Folgereaktion
einteilen. Die Anfangsreaktion, einschließlich ihrer Nebenreaktionen, besteht aus dem thermischen oder Kontaktkracken. Die Folgereaktion besteht aus einer teilweisen bzw. unvollständigen
Oxidation ^un<^ aus einer Dampf-Reformierung. Bei der Vorrichtung
nach der Erfindung sind die Anfangs- und die Folgereiaktion derart koordiniert, daß Massentransport und Wärmegleichgewicht möglich
effektiv sind.

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Während der Anfangsreaktion, einschließlich ihrer Nebenreaktionen, bilden sich die niederwertigen Olefine und Paraffine, und zwar hauptsächlich Äthylen. Die Hauptreaktion ist eine Verbrennung; zu dfesem Zweck wird ein Teil des Brennstoffes gezündet; der Rest des Gemisches verdampft und wird so vermischt. So wird die Wärme abgegeben, die notwendig ist, um die Folgereaktion aufrechtzuerhalten und um diejenige Menge Dampf und Kohlenoxid abzugeben, die für die Reaktionen der Kohlenwasserstoffe mit dem Dampf und der Kohlenwasserstoffe mit dem Kohlendioxid innerhalb der Folgereaktion notwendig ist. Innerhalb der Nebenreaktion werden die unverbrannten Residuen oder die Kohlenwasserstoffe des als Brennstoffdienenden Öls, die sekundär beigefügt werden, direkt gespalten. Dies erfolgt durch die inherente Wärme, die man durch Aufrechterhaltung der erzeugten Wärme und der Reaktion erhält. Alternativ dazu kann man diese Teile durch Kontakt-Kracken beim gemeinsamen Hindurchleiten mit den 'bei der Hochtemperaturverbrennung erzeugten Gasen durch einen Raum mit bestimmten Volumen, der/mit einem Gittersystem aus Aluminiumoxyd gefüllt ist, erhalten.

Die Folgereaktion zielt darauf ab, Wasserstoff und Kohlenmonoxyd in nunmehr größeren Mengen herzustellen. Hier wird der Dampf und das Kohlendioxid, sowie die Wärme genutzt, die bei der anfänglichen Verbrennung entstanden sind. Die unverbrannten Residuen oder die Kohlenwasserstoffe des als öl vorliegenden Brennstoffes , die sekundär zugeführt werden, werden auf einem Nickelkatalysator reformiert, der von einem feuerfesten Aluminiumoxid-Siliziumoxid Magnesiumoxid-System getragen wird. Die Reaktionsprodukte werden durch eine endothermische Reaktion gekühlt, während sie durch das Katalysatorbett hindurchgeleitet werden.

Bei einer Vorrichtung zur Reformierung von Brennstoff gemäß der Erfindung kann die Zusammensetzung der durch das Kracken entstehenden Spalt- und Oxidationsprodukte der Kohlenwasserstoffe des als öl vorliegenden Brennstoffs im Hinblick auf eine wirksame

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Teilnahme an der Verbrennung des Gemisches in den Zylindern eingestellt werden. Dies erfolgt durch Einstellung der Anteile der einzelnen Reaktionen, d.h. der Anfangsreaktion, der Nebenreaktion und der Folgereaktion in bezug auf die Gesamtreaktion.

Was bis jetzt dargelegt wurde_sist, daß ein Geraisch, das zu mager ist, um mit einem normalen Zündfunken gezündet zu werden, selbst in einer herkömmlichen Verbrennungskraftmaschine gezündet und verbrannt werden kann, wenn man zu diesem mageren Gemisch reformierten gasförmigen Brennstoff beigibt, der H₂ oder C₂H₄ + H₂ enthält. Es wurde ferner dargelegt, daß die Verwendung eines auf einem Kraftfahrzeug angeordneten Generators für reformiertes Gas dazu führt, daß die im Abgas einer Verbrennungskraftmaschine enthaltenen schädlichen Bestandteile verringert werden. Es wurde ferner erläutert, dal* dieselbe Wirkung erhalten wird, wenn man bei einem Schichtladungsmotor der Vorverbrennungskammer anstatt fetten Gemisches nunmehr von einer derartigen Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung erzeugtes reformiertes Gas zuführt.

Fig. 12 zeigt die gesamte strukturelle Anordnung einer auf dem Kraftfahrzeug anordenbaren Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung gemäß der Erfindung. Es handelt sich dabei um ein Zugabesystem für reformiertes Gas. Stromaufwärts des Ansaugrohrs 71 der Verbrennungskraftmaschine 70 ist ein Adapter 73 vorgesehen, der die Vermischung des mageren Gemisches, das ihm von dem Hauptvergaser 75 zugeführt wird, mit einem fetten Gemisch aus gasförmigem Brennstoff, das ihm von der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 82 zugeführt wird, erleichtert und in das Ansaugrohr 71 abgibt.

Der Hauptvergaser 75 ist über eine Leitung 76 mit dem Luftfilter 77 verbunden. Die Leitung 79. verbindet die Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 82 mit dem Luftfilter 77. Zwischen dem Hauptvergaser und dem Adapter 73 ist eine Haupt-Drosselklappe vorgesehen, deren Stellung die des vom Hauptvergaser an den Adapter 23 abgegebenen Gemisches steuert. Es ist ferner eine sekundäre Drosselklappe 25

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vorgesehen, deren Stellung die von der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung in den Adapter 7 3 abgegebene Mange des gasförmigen Gemisches steuert. Die Drosselklappen 74 und 75 sind über einen (nicht gezeigten) Nocken o.dgl. miteinander verbunden, daß sie sich zwangsläufig miteinander bewegen; sie sind ferner gemeinsam mit dem (nicht gezeigten) Gaspedal verbunden. Die Brennstoffpumpe 6 wird von der Verbrennungskraftmaschine 70 angetrieben und fördert den Brennstoff aus dem Brennstofftank sowohl zum Hauptvergaser 25 und zurßrennstoff-Reformierungs-Vorrichtung über die Leitungen 80 bzw. 81. Die Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 82 hat also die Funktion eines Hilfsvergasers. Ferner ist dem Brennstofftank 11, der Brennstoffpumpe 6 und der Brennstoffleitung 80 ein Druckregelventil 7 zugeordnet. Wird die Verbrennungskraftmaschine 70 gestartet, dann wird die Brennstoffpumpe 6 angetrieben und fördert Brennstoff zum Hauptvergaser und zur Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 82. Di₍e von der Verbrennungskraftmaschine 70 angesaugte Luft strömt durch das Luftfilter 77 in den Hauptvergaser 7 5 und in die Brennstoff-Reformierungs -Vorrichtung 82. Im Hauptvergaser 7 5 wird aus der angesaugten Luft und dem zugeführten Brennstoff ein mageres Gemisch gebildet. Wie bei einem herkömmlichen Vergaser, wird die Menge des gebildeten Gemisches durch die Stellung der Haupt-Drosselklappe m bestimmt. In der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung wird ein bestimmtes fettes Gemisch gebildet. Es entsteht dabei jedoch Wasserstoff enthaltender gasförmiger Brennstoff. Die Menge des derart gebildeten fetten Gemischs aus reformiertem Brennstoff wird von der Stellung der sekundären Drosselklappe 25 bestimmt.

Das magere Gemisch, das vom Hauptvergaser 25 durch den Adapter 7 in das Ansaugrohr 71 strömt, wird mit dem fetten Gemisch vermischt, das über die öffnung 78 im Adapter 73 von der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 82 in das Ansaugrohr 71 strömt. Das dadurch entstehende Gemisch gelangt vom Ansaugrohr 71 in die Zylin der der Verbrennungskraftmaschine. Der Hauptvergaser 75 ist auf

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ein Luft/Brennstoff-Verhältnis von 20 bis 40 eingestellt, erzeugt also ein extrem mageres Gemisch. Wird dieses magere Gemisch mit dem gasförmigen Brennstoff aus der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 82 vermischt, dann führt die in dem gasförmigen Brennstoff inherente Wärme zur Verdampfung des flüssigen Brennstoffes in dem mageren Gemisch. So entsteht ein weitgehendes uniformes Gemisch, das dann der Verbrennungskraftmaschine zugeführt und in dieser verbrannt wird.

Um die Verbrennungskraftmaschine im Betrieb steuern zu können, muß das Gesamt-Luft/Brennstoff-Verhältnis , wie es sich als Durchschnitt des mageren und des fetten Gemisches ergibt, und das gesamte Volumen des vermischten Gemisches· steuerbar bzw. einstellbar sein. Daher kann das Luft/Brennstoff-Verhältnis für den Hauptvergaser und für den Hilfsvergaser, der durch die Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung gebildet wird, jeweils getrennt eingestellt werden. Das Verhältnis des fetten Gemisches zum mageren Gemisch, d.h. das Verhältnis der durchströmenden Mangen wird dann auf den gewünschten Wert eingestellt, wenn die öffnung der Hauptdrosselklappe mit der öffnung der sekundären Drosselklappe bewegungsmäßig zwangsgekoppelt ist. Dann wird das Volumen jedes der beiden Gemische durch das Gaspedal, mit dem beide Drosselklappen verbunden sind, gesteuert. So wird das Gesamt-Luft/Brennstoff-Verhältnis und das gesamte Volumen beider Gemische gesteuert. Im vorhergehenden wurde ein System beschrieben, bei dem als Beimengung reformiertes Gas verwendet wird. Die Erläuterungen sind jedoch auch bei einem Schichtladungsmotor anzuwenden. Man muft dazu lediglich, wie anhand von Fig. 6 dargestellt, anstelle eines fetten Gemisches nunmehr reformiertes Gas in die Vorverbrennungskammer einführen.

Im folgenden werden 2 Beispiele von Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtungen beschrieben.

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Beispiel 1;

Ein erstes Apsführungsbeispiel ist detailliert in Fig. 13 dargestellt. Es weist ein Luftdurchflußmengen-Meßgerät 1 (im folgenden: Meßgerät), eine Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung 2 (im folgenden: Reformer), ein Brennstoffdurchflußmengen-Steuergerät 3 (im folgenden: Steuergerät), bestehend aus einem Brennstoffdurchflußmengen-Steuerventil 3a (im folgenden: Steuerventil) und einem Flüssigkeitsdruck-Regelventil 3b (im folgenden: Regelventil), sowie ferner eine Brennstoff-Einspritzdüse k (im folgenden: Einspritzdüse), die mit dem Steuergerät 3 über Leitungen 29, 30 verbunden ist, im oberen Bereich des Reformers 2 auf. Beim Start wird über ein Startventil 5 zusätzlicher Brennstoff zugeführt. Dazu sind die Leitungen 29, 30 über die Leitung 31 in der das Steuerventil 5 vorgesehen ist, ferner über die Pumpe 6 und ein Sicherheitsventil 7 mit dem Tank 11 verbunden. Ferner ist eine Stromquelle 10, ein elektrisch mit der Stromquelle 10 und dem Startventil 5 verbundener Startschalter 9 vorgesehen. Ferner ist eine Zündeinrichtung 8 vorgesehen, die betriebsmäßig dem Reformer 2 zugeordnet ist.

Der Betrieb geht folgendermaßen vor sich: In Richtung des Pfeiles m wird Luft in den sich konisch um eine Luftandrückplatte 13 herum erweiternden Teil 12a des Lüftansaugrohrs 12 angesaugt. Die Luft strömt um die Luftandrückplatte 13, die von einer Rückdruckfeder IU gegen die Anströmrichtung gedrückt wird, herum und durch eine (nicht gezeigte) öffnung in der Halteplatte 15 hindurch. Von dort strömt die Luft in die ringförmige Düse 18 des Reformers 2; aus der Düse 18 strömt sie derart aus, daß sich in Richtung der eingezeichneten Pfeile in der Ringkammer 18a eine ringförmige Strahlströmung ψ bildet. Da der innere Druck in der Vorkammer 20 des Reformers 2 stromaufwärts der Düse 18 niedriger als der in der Brennkammer 21 stromabwärts der Düse 18 herrschende Druck ist, was

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sich als Folge der Saugwirkung dieser ringförmigen Strahlstörung ergibt, bewegt sich ein Teil des brennenden Gases spontan in Richtung auf die,Vorkammer 20 und bildet so eine Rezirkulationsströmung γa in Richtung der eingezeichneten Pfeile. Die Brennstoffeinspritzdüse U stößt einen dünnen Sprühstrahl aus;, die eingespritzte Brennstoffmenge wird vom Steuergerät 3 abgemessen bzw. bestimmt. Dieser Sprühstrahl wird durch Kontakt mit der Rezirkulationsströmung ψ α vorgewärmt, dann mit der ringförmigen Strahlströmung ψ der Luft für die Verbrennung vermischt; das sich daraus ergebende Gemisch tritt durch die Mittelöffnung 18d der Düse 18 hindurch.

\Ein Teil des eingespritzten Brennstoffs wird an den Wandflächen des Trennrohres 22 und an der Halteplatte 22a haften bleiben; er erwärmt sich dann und verdampft, so daß er verbrannt wird, während er sich mit der ringförmigen Strahlströmung, dem feinen Brennstoff-Sprühnebel in der Brennkammer 21 und der Zirkulationskammer 21a vermischt, so daß sich daraus die ringförmige Strahlströmung ψ und die heiße Zirkulationsströmung fa. bildet. Der Mittelstrahl der ringförmigen Strahlströmung Ψ fließt zusammen mit einem Teil der eingespritzten Brennstoffsiiömung in Richtung des Pfeiles y?b durch die Mittelöffnung des Trennrohres 22 hindurch. Diese Brennstoff strömung verdampft und vermischt sich mit dem gasförmigen Brennstoff in der Verdampfungskammer 23. Sie tritt aus dieser über eine Vielzahl von öffnungen 23a aus und wird anschließend durch einen Katalysator 70b und eine Mischkammer 2k geleitet. Sie strömt dann an der sekundären Drosselklappe 25 vorbei, die in der erläuterten Weise frei einstellbar ist und wird dann mit dem vom Hauptvergaser abgegebenen Gemisch vermischt oder von diesem unabhängig in die Zylinder der Verbrennungskraftmaschine eingeleitet.

Die Brennstoffversorgung funktioniert wie folgt: Die motorangetriebene Pumpe 6 fördert Brennstoff vom Tank 11 über die Leitung 27 an das Steuergerät 3. Die Rückleitung 28 ist von der Leitung

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zwischen Tank 11 und Steuergerät 3 abgezweigt und führt zum Tank 11 zurück» Das Sicherheitsventil 7 in der Leitung 28 sorgt für konstanten Druck. Der vom Steuergerät 3 abgemessene Brennstoff wird über die Leitungen 29, 30 weiter geleitet, strömt dann tangential in eine Wirbelkammer 4b der Einspritzdüse 4 ein, und zwar über die eine Einlaßöffnung 4a und ein Rückschlagventil Uc. Aus der Einspritzdüse 4 wird der Brennstoff dann mit hoher Geschwindigkeit als Wirbelströmung in die Brennkammer 21 eingespritzt.

Um für die Verbrennung ein bestimmtes Volumen Luft am Eingang abzumessen und ein entsprechendes Volumen Brennstoff zu fördern,

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wird ein Drucksignal erzeugt, das dem Volumen der angesaugten ^uft proportional ist. Dieses Drucksignal wird im Steuergerät 3 in die Verschiebung eines Stößels umgesetzt. Der wirksame Brennstoff-Durchflußquerschnitt einer Meßöffnung im Steuergerät 3 wird dann derart bestimmt, daß sich ein Gleichgewicht der Druckdifferenz mit einer Rückdruckfeder bildet. Das Abmessen einer bestimmten durchströmenden Brennstoffmenge wird ausgeführt, während vor und ··. hinter der Meßöffnung eine stets gleiche bestimmte Druckdifferenz ·"* eingestellt wird. Die Messung der Menge der angesaugten Luft erfolgt im Meßgerät 1. Zwischen der Luftandrückplatte 13 und der fest angeordneten Halteplatte 15 wird die Rückdruckfeder 14 zusammengedrückt. Die Halteplatte 15 weist eine öffnung auf, durch die die angesaugte Luft hindurchtritt. Wird die Luftandrückplatte 13 umströmt, so· ergibt sich im umströmenden Medium infolge ihres Strömungswiderstandes vor und hinter ihr unterschiedliche Drücke und damit eine Druckdifferenz. Wird die Luftandrückplatte 13 durch strömende Luft in Richtung des Pfeiles m verschoben, so vergrößert sich der Durchflußquerschnitt zwischen ihr und dem konisch sich erweiternden Teil 12a. Aus dem Zusammenwirken des Anströmdruckes mit der Rückstellkraft der Rückdruckfeder 14 ergibt sich ein Gleichgewicht. Diesem Gleichgewicht entspricht ein

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bestimmter Durchströmungsquerschnitt zwischen Teil 12a und Luftandrückplatte 13 und somit eine Druckdifferenz, die der angesaugten Luftmenge proportional ist. Sie besteht zwischen den Drücken stromaufwärts und stromabwärts der Luftandrückplatte 13. Der stromaufwärts der Luftandrückplatte 13 herrschende Druck wird über die Meßöffnung 16, der stromabwärts der Luftandrückplatte 13 herrschende Druck über die Meßöffnung 17 abgenommen. Die Drücke werden über Leitungen 32 bzw. 33, öffnungen 3U und 35 im Steuergerät 3 an die Druckkammern 36 und 37 zu beiden Seiten einer Membran 38 weitergeleitet.

Wird die Membrane 38 auf beiden Seiten mit den unters chial liehen \ Drücken, die stromaufwärts bzw. stromabwärts der ,Luftandrückplatte 13 herrschen, beaufschlagt, so verschiebt sie sich in axialer Richtung gegen die Vorspannkräft der koaxial angeordneten auf sie einwirkenden Federn 39 und UQ, die am Meßstößel Ul angeifen. Der Meßstößel Ul wird, da seine Kontaktspitze UIb auf der Membran 38 aufsitzt, dabei gegenüber einer Manschette verschoben. Demgemäß verändert sich entsprechend der freie Durchflußquerschnitt der Meßöffnung zwischen dem verbreiterten Teil UIa des Meßstößels^: Ul und der Ausnehmung U2a in der Manschette U2. In anderen Worten: Es ergibt sich eine Brennstoffdurchfluß-Meßflache, die dem Volumen der angesaugten Luft proportional ist. Die richtige Stellung und damit der nichtige Querschnitt ergibt sich aus dem Gleichgewicht, '·'■' das bei einem einer bestimmten angesaugten Luftmenge entsprechenden Differenzdruck sich zwischen diesem und der ihm entgegenwirkenden Rückstellkraft der Rückdruckfedern einstellt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Kammer U3, in die das hintere Ende des Meßstößels Ul hineinläuft, über eine öffnung UU, eine Leitung U5 und die Leitung 33 entlüftet /Der Druck auf beide Enden des Meßstößels Ul ist somit gleich j es entsteht also keine Verstellkraft infolge Unausgeglichenheit der Drücke auf seinen beiden Seiten. Auf diesem Weg wird auch diejenige geringe Leckmenge Brennstoff abgeführt, die durch den Spalt zwischen Meßstößel

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41 und der Manschette 42 hindurchtritt; sie gelangt über die Leitungen 45 und 33 in'das Luftansaugrohr 12. Der von der Pumpe 6 geförderte Brennstoff gelangt über die Leitung 27 und die öffnung

47 zunächst in eine erste Kammer 48 und von dieser über den Kanal 49 und die öffnung 42b in der Manschette 42 in den Ringkanal 50 zwischen der Manschette 42 und dem Meßstößel 41. Von dort gelangt der Brennstoff in die Meßöffnung 42a, die in radialer Richtung durch die Manschette 4 2 hindurchgeht, von dort wiederum in den Ringkanal 46, einen zweiten radial verlaufenden Kanal 51, und von dort in die zweite Kammer 52. Die wirksame Querschnittsfläche, die die hindurchtretende Brennstoffmenge bestimmt, ergibt sich aus dem Bereich der Meßöffnung 42a, der den von dem verbreiterten Teil 41a des Meßstößels 41 freigegeben ist. Damit hängt die durchströmende Brennstoffmenge von dem Drucksighal ab, das wiederum von der Menge der angesaugten Luft abhängt. Ist der Unterschied zwischen den Drücken vor und hinter diesem Durchtrittsbereich, der von dem freigegebenen Querschnitt der Meßöffnung 42a abhängt, konstant, dann hängt die sich damit ergebende und so abgemessene Durchflußmenge allein von der Verschiebung des Meßstößels 41 ab.

Die konstante Druckdifferenz vor und hinter der Meßöffnung 4 2a wird dadurch gewährleistet, daß die Membrane 55 die erste Kammer

48 von der zweiten Kammer 52 trennt, und daß ferner auf die Membrane 55 von einer Feder 56 eine konstante Vorspannung in Richtung auf die erste Kammer 48 erteilt wird. Der Abfluß des Brennstoffs aus der zweiten Kammer 52 erfolgt über die vertikale Leitung 53. Dem in der ersten Kammer 48 wirksamen Druck wirkt der Druck in der zweiten Kammer 52 und der Druck der Feder 56 entgegen. Die öffnung in der Spitze der vertikalen Leitung 53 ist so klein, daß sie im Vergleich mit der Fläche der Membrane nachlässig werden kann. Daher wird der Druck in der zweiten Kammer 52 um einen Betrag niedriger als der in der ersten Kammer 48 sein, der gleich dem von der Feder 56 auf die Membran 55 ausgeübten Druck

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ist. Vergrößert sich die Druckdifferenz, so wird die Öffnung in der Spitze der Leitung 53 verschlossen. So ist sichergestellt, daß allein die Veränderung der Stellung des Meßstößels 41 in der Manschette 42 die Menge des durch den freigegebenen Bereichs der Meßöffnung 42a Brennstoffes bestimmt. Die Druckdifferenz ist stets konstant. So gelangt der Brennstoff in abgemessener Durchflußmenge über die öffnung 54 und die Leitungen 29 , 30 an die öffnung 4a der Einspritzdüse 4. Der der Einspritzdüse 4 zugeführte Brennstoff wird in Richtung auf die öffnung 18d in der Düse 18, durch die die Reζirkulationsströmung eintritt, ausgestoßen und dort von der Zündeinrichtung 8 gezündet. Dann bildet sich, wie bereits erwähnt, die ringförmige Strahlströmung ψ aus.

Das Zündsystem weist außer der Zündeinrichtung 8 einen Hochspannungsgenerator 68 auf, der an die Zündkerze 69 Hochspannung abgibt. Die Entladung tritt zwischen den Elektroden 89a der Zündkerze 69 und einer Elektrode 18a, die mit der Außenfläche der Düse 18 verbunden ist, auf. Beide Elektroden liegen einander mit einem bestimmten angemessenem Abstand gegenüber5 sie liegen zwischen der Düse 18 und dem Trennrohr 22 , welch letzteres unmittelbare stromabwärts der Stelle angeordnet ist, an der sich die ringförmige Strahlströmung des Gasgemisches ausbildet. Das reformierte Gas wird aus der Verdampfungskammer 23 herausgeleitet und unter dem negativen Druck der Verbrennungskraftmaschine von der Leitung 26 angesaugt. Der Austritt erfolgt am unteren Ende des Reformers über ein Aluminiumgitter 70c und einem Katalysator 70b, die im Reformer 2 von einem Metallnetz oder Teller 70a gehalten werden. Wie bereits erwähnt, wird der Katalysator durch einen mit Nickel überzogenen Träger aus Aluminiumoxid, Siliziumoxid und Magnesiumoxid gebildet.

Wie bereits erwähnt, kann man die Reaktion in dem Reformer 2 in eine Anfangsreaktion mit Nebenreaktionen und in eine Folgereaktion einteilen. In der Anfangsreaktion, einschließlich der Nebenreaktionen, wird der Brennstoff durch die Funkenentladung an der

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Zündkerze 69 und durch die Folgereaktion bei Kontakt des reformierten Gases mit dem Katalysator 70b reformiert. Innerhalb der Anfangsreaktionen, einschließlich der Nebenreaktionen, ist die Hauptreaktion eine Verbrennung. Die zur Verdampfung des Brennstoffs und zur Vermischung des Rests des Gemisches und für die Folgereaktion notwendige Wärme entsteht bei der Zündung und Verbrennung eines Teils des Brennstoffes. Dabei entsteht auch der Dampf und das Kohlendioxyd, die notwendig sind, um eine Reaktion zwischen den Kohlenwasserstoffen und dem Dampf, sowie zwischen den Kohlenwasserstoffen und dem Kohlenstoffdioxyd innerhalb der Folgereaktion herbeizuführen. Die Folgereaktion unter Einbeziehung des Dampfes und des Kohlendioxyds, die in der Anfangsreaktion entstehen und unter Ausnutzung der dabei entstehenden Wärme erzeugen mit einem Teil des eingespritzten Brennstoffes im reformierten Gas einen erhöhten Anteil von Wasserstoff und Äthylen, wie das primär angestrebt wird.

Um einen zufriedenstellenden Kaltstart zu gewährleisten, ist eine Starteinrichtung vorgesehen, die zusätzlich Brennstoff direkt von der Pumpe 6 über die Leitung 27 , die zum Steuergerät 3 führt, an die Einspritzdüse k führt. Zur Starteinrichtung gehört noch die Drossel 57 und die Leitung 31, über die bei geöffnetem Startventil 5 zusätzlicher Brennstoff an die Leitung 29, 30 abgegeben wird. Verwendet man z.B. als Startventil ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil und ist der Startschalter 9 mit den Zündschlüssel-Startsystem der Verbrennungskraftmaschine verbunden, dann wird der zusätzliche Brennstoff lediglich während des Startvorganges zugeführt. Derart erfolgt dann eine Versprühung und Mischung des eingespritzten Brennstoffes bei Start ohne zeitliche Verzögerung durch die anfängliche Brennstoffströmung durch die Leitungen und das Steuergerät 3. Die anfängliche Zündung wird so ganz wesentlich verbessert. » . ,

/ Beispiel 2:

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. m gleicht dem nach Fig. 13 in mancherlei Hinsicht. Es enthält ein Meßgerät 1, einen Reformer 2, ein Steuergerät 100, eine Einspritzdüse 300, eine Brennstoffdurch-

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fluß-Regeleinrichtung 200, (im folgenden: Regelgerät), eine Pumpe 6, ein Sicherheitsventil 170, eine Zündeinrichtung 8, ein Rückschlagventil 209, eine Stromquelle 10 und einen Tank 11.

Die Luft strömt in das Ansaugrohr 12 in Richtung des Pfeiles m, umströmt dann die Luftandrückplatte 13 und die Rückdruckfeder 14, durch eine öffnung in der fest angeordneten Halteplatte und von dort in die ringförmige Düse 18 des Reformers 2 ein, so daß sich eine ringförmige Strahlströmung ψ , die durch die Pfeile dargestellt ist, in der ringförmigen Strahleinlaßöffnung 18a ergibt. Wegen der ringförmigen Strahlströmung ist der Druck in der Vorkammer 20 stromaufwärts der Düse 18 niedriger als der Druck in der Verbrennungskammer 21 stromabwärts zur Düse 18. Ein Teil des in der Verbrennungskammer 21 gezündeten Gases bewegt sich daher spontan zurück zur Vorkammer 20, so daß sich die Rezirkulationsströmung y?a in Richtung der eingezeichneten Pfeile ergibt.

Die Einspritzdüse 300 spritzt den Brennstoff in Richtung auf die öffnung 18d als Sprühstrahl ein. Die Menge ist von dem Steuergerät 100 und dem Regelgerät 200 bestimmt. Dieser Brennstoffstrahl wird durch Kontakt mit der heißen Rezirkulationsstr?imung ψ a erhitzt und vermischt sich mit geringförmigen Strahlströmung ψ der Verbrennungsluft und strömt durch die Mittelöffnung 18b der ringförmigen Düse 18 hindurch. Ein Teil haftet an den Wandflächen des Trennrohrs 22 und der Halteplatte 22a, wird dort erwärmt und dadurch in gasförmigen Zustand gebracht und vermischt sich dann mit der ringförmigen Strahlströmung^, der gesprühten Brennstoffströmung in der Verbrennungskammer 21 und in der Zirkulationskammer 21a und verbrennt dann derart, daß sich ein heißes Zirkulationsgas ψa bildet, das wegen der Rezirkulation zur Mittelströmung der ringförmigen Strahlströmung f* wird und mit einem Teil der Strahlströmung des Brennstoffs durch den Innenkanal des Trennrohres 22 in Richtung des Pfeiles hindurchtritt.

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Der Brennstoff geht dann in gasförmigen Zustand über und vermischt sich weiterhin durch das brennende Gas in der Verdampfungskammer 23; danach strömt es aus dieser durch die öffnungen 2 3a aus und strömt dann durch die Mischkammer 24 und dem darin aufgenommenen Katalysator 70b, und von dort an der frei einstellbaren Drosselklappe 25 vorbei in die Leitung 26, und von dort entweder vermischt mit dem vom Hauptvergaser herkommenden Gemisch oder als Einzelströmung in die Zylinder ein.

Der von der Motor- oder sonstwie angetriebenen Pumpe 6 geförderte Brennstoff gelangt vom Tank 11 über Leitung 227 in das Regelgerät 200. Eine Rückleitung 228 zweigt von Leitung 227 ab und führt zum Tank 11 zurück. In ihr ist ein Überdruckventil 170 vorgesehen, das einen konstanten Druck aufrechterhält. Eine konstante Brennstoffmenge gelangt von dem Regelgerät 200 auf die Leitung 229, in der ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Von dort strömt sie über den Einlaß 300a tangential in die Wirbelkammer 300b in der Einspritzdüse 300 ein. Die notwendige Menge wird mit hoher Geschwindigkeit und unter Drehung in die den Reformer 2 eingespritzt. Die gegenüber der notwendigen Brennstoffmenge überschüssige Brennstoffmenge fließt über eine öffnung 300c 'in der Düse 300 und Leitung 130 in das Steuergerät 100; in ihr wird der Brennstoff mengenmäßig abgemessen, und zwar derart, daß die abgemessene Menge dem Volumen der angesaugten Luft umgekehrt proportional ist. Der abfließende Brennstoff wird über eine weitere Leitung 131 der Ansaugseite der Pumpe 6 oder direkt dem Tank zugeführt. Diese TreibstoffVersorgung geht also von der Zuführung einer festen Menge, die in der Einrichtung 200 eingestellt wird, aus, führt jedoch über Leitung 130 von dieser fest eingestellten Brennstoffmenge eine Teilmenge ab, die in dem Steuergerät 100 umgekehrt proportional zur angesaugten Luftmenge abgemessen bzw. bestimmt wird.

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Bezüglich des Verhältnisses zwischen dem Volumen der für die Verbrennung benötigten angesaugten Luft, und dem abgemessenen Volumen Brennstoff geht das 2. Beispiel soweit davon aus, daß ständig eine bestimmte konstante Brennstoffzufuhr notwendig ist. Diese konstante Menge wird von dem Regelgerät 200 ständig an die Einspritzdüse.U abgegeben. Der Ausgleich, d.h. der Abfluß für eine bestimmte angesaugte Luftmenge nicht benötigsn Brennstoffes von der Einspritzdüse wird vom Steuergerät 100 bestimmt, und zwar umgekehrt proportional zum Volumen der angesaugten Luft, so daß schließlich ein Volumen Brennstoff, das dem Volumen der angesaugten Luft proportional ist, der Verbrennungskammer zugeführt wird.

Die Bestimmung des veränderlichen Brennstoffvolumen wird von einem Drucksignal gesteuert, das dem Volumen der angesaugten Luft proportional ist, und das in die Veränderung der Stellung eines Stellgliedes im Steuergerät 100 umgesetzt wird. Außerdem bestimmt dann ein Kräftegleichgewicht unter Beteiligung einer Feder den für die Abmessung der abgeführten Brennstoffmenge maßgebende Brennstoff durchtrittsquerschnitt im Steuergerät.

Das Volumen der angesaugten Luft wird wie in Fig; 13 im Meßgerät bestimmt. Es ergibt sich somit eine Druckdifferenz, die dem angesaugten Luftvolumen linear proportional ist. Der Druck stromaufwärts der Luftandrückplatte 13 wird über die Meßöffnung 16, der Druck stromabwärts über die Meßöffnung 17 abgenommen. Die Drücke gelangen über Leitungen 132 und 133 und öffnungen 13M^ und 135 im Regelgerät 200 an Kammern,136 und 137, beidseitig einer Membrane 138. /

Wird die Membrane 138 beidseitig mit den stromaufwärts bzw. stromabwärts der Luftandrückplatte 13 entstehenden Drücken beaufschlagt, so verschiebt sie sich in axialer Richtung gegen die Kraft der Federn 139 und l«*0, die koaxial zum Meßstößel IW, der das Stellglied ist, angeordnet sind und auf die Membrane einwirken. Die

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Membrane drückt nun ihrerseits auf die Kontaktnadel' 141b des ttß-Stößels 141 und bewirkt damit, daß sich dieser in der fest angeordneten Manschette 142 derart verschiebt. Dadurch wird der wirksame Durchtrittsquerschnitt verändert, der für die Durchtrittsmenge Brennstoff bestimmend ist und dadurch entsteht, daß der verbreiterte Teil 141a einen Teil der Ausnehmung 142a in der Manschette 142 freigibt. Dieser Durchtrittsquerschnitt ist umgekehrt proportional zum Volumen der angesaugten Luft. Wegen

der

des Gleichgewichtes zwischen der angesaugten Luftmenge entsprechenden an der Membran 138 angreifenden Druckdifferenz mit der Kraft der Federn nimmt der Meßstößel eine bestimmte Stellung ein, die die Abgabe einer bestimmten Menge Brennstoff bestimmt, die für eine bestimmte angesaugte Luftmenge für den gewünschten Reformierung sVorgang notwendig ist.

Die Kammer 143, am rückwärtigen Ende des Meßstößels 141 wird über die Öffnung 144, Leitung 145 und Leitung 133 entlüftet, so daß der Druck an beiden Enden des Meßstößels 141 gleich ist und sich nicht aufgrund einer eventuell vorhandenen Druckdifferenz eine

ergibt· am Meßstößel wirksamen Differenzkraf? Auf diesem Weg wird auch die geringe Leckmenge des Brennstoffes abgeführt, die durch den Spalt zwischen Meßstößel und Manschette möglicherweise hindurchtritt. Der Leckstrom fließt über Leitungen 145, 33 3 in das Ansaugrohr 12.

Der von der Pumpe 6 geförderte Brennstoff fließt über die Leitung 227 und eine Öffnung 257 in eine erste Kammer 258 des Regelgerätes, von dort über den ersten Kanal 2 59 zu einer Öffnung , 260 mit einstellbarem Durchtrittsquerschnitt. Auf diese Weise wird durchströmende Brennstoffmenge abgemessen bzw. bestimmt. Von dort fließt der Brennstoff über einen zweien Kanal 261 in eine zweite Kammer 262. Beiden Kammern 258 und 262 sind durch die Membran 267 voneinander getrennt. In der zweiten Kammer 262

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ist von der Oberseite her senkrecht eine Leitung 263 vorgesehen, die mit der öffnung an ihrer Spitze in Nähe der Membran 267 endet. Die Leitung 263 ist mit einer Feder 266 umgeben, die die Membran 267 nach unten drückt. Dadurch wird zwischen den Drücken in der ersten Kammer und in der zweiten Kammer ein konstanter Druckunterschied gewährleistet, der gleich dem von der Feder auf die Membran ausgeübten Druck ist. Diese Druckdifferenz hält die Membran in der gezeigten Stellung. Es ergibt sich somit in derselben Art wie in Fig. 13, daß zu beiden Seiten der Membran 267 unterschiedliche Drücke entstehen, deren Druckdifferenz gleich dem Druck der Feder 266 auf die Membran 267 ist, daß sich demgemäß diese Druckdifferenz wischen dem Druck stromabwärts und

auf
dem Druck stromaufwärts der einen festen Durchtrittsquerschnitt

eingestellten öffnung 260 ausbildet.

Die Menge Brennstoff, die durch die auf einen bestimmten Durclflußquerschnitt eingestellte öffnung 260 fließt, ist also wegen der konstanten Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer 258 und der zweiten Kammer 262 stets konstant. Das gesamte Brennstoffvolumen gelangt dann über die Leitung 264 und das Rückschlagventil 209 an die öffnung 300a und von dort in die Wirbelkammer 300b der Einspritzdüse 300. Der nicht benötigte Rest des Brennstoffes fließt, nachdem die in die Treibstoffreformierungsvorrichtung 2 benötigte Menge eingespritzt worden ist, über die öffnung 300c und die öffnung 147 in die erste Kammer 148 des Steuergerätes /100, gelangt über den ersten Kanal 149 in die Ringnut 146 , die die Manschette 142 umgibt, und von dort in die Meßöffnung 142a, die radial in der Manschette 142 vorgesehen ist, und fließt von dort über den Ringkanal 150, im Meßstößel 141 in die zweite Kammer 152, und von dort in den zweiten Kanal 151.

Die für die durchtretende Brennstoffmenge maßgebende wirksame Durchtrittsfläche, durch die Brennstoff hindurchtritt, wird von der Stellung des verbreiterten Bereiches lUla des Meßstößels 141 bezüglich der Meßöffnung 142a bestimmt. Sie hängt von dem

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Drucksignal, das seinerseits von der angesaugten Luftmenge abhängt ab. Die Meßöffnung 142a wird entsprechend bei einer bestimmten Stellung des Meßstößels 142 mehr oder weniger freigegeben. Damit die Druckdifferenz der Drücke stromaufwärts und stromabwärts der Meßöffnung 14 2a konstant und die hxndurchtretende Brennstoffmenge nur proportional der Verschiebung des Meßstößels 141 ist, ist zur Konstanthaltung der Druckdifferenz die Membran 150, die zweite Kammer 152, dB Feder 156, die senkrecht verlaufende Leitung 153 und die öffnung 153a der Leitung 153 vorgesehen. Die Funktion ist dieselbe wie beim Regelgerät 200.

Die angesaugte Luft und die entsprechend abgemessene bzw. bestimmte Brennstoffmenge werden im Reformer 2 miteinander gemischt, so daß sich die ringförmige Strahlströmung 4 bildet. Eine kontinuierliche Zündung und Verbrennung wird mit Hilfe der Zündeinrichtung 8 aufrechterhalten. Dabei wird der Brennstoff reformiert, ansonsten gleicht das Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 und nach Fig. 13.

Patentansprüche;

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Claims

Patentansprüche

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Vorrichtung zur Zuführung eines Luft/Brennstoff-Gemisches zu den Zylindern einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Hauptzuleitung für ein Luft/Brennstoff-Gemisch, deren eines Ende mit der umgebenden Atmosphäre und deren anderes Ende mit dem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung steht, und der der Brennstoff, der mit der von der umgebenden Atmosphäre zugeführten Luft vermischt wird, von einer Haupt-Brennstoff zuführung zugeführt wird, und mit einer Hilfszuleitung für ein weiteres Luft/Brennstoff-Gemisch, deren eines Ende mit der umgebenden At mosphäre und deren anderes Ende mit dem Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßgerät (1) die Menge der in die Hilfszuleijrung (12, 26) einströmenden Luft mißt und ein der Menge entsprechendes Signal erzeugt, daß ferner eine Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung (2) vorgesehen ist, die eine Verbrennungskammer (2) aufweist, die mit der Hilfszuleitung (12) stromabwärts des Meßgerätes (1) in Verbindung steht und in die eine Einspritzeinrichtung (U) Brennstoff einspritzt, und daß eine Zündeinrichtung (8) das Luft/Brennstoff-Gemisch in der Brennstoff-Reformierungs-Vorricfctung (2) zündet, und daß ferner ein Teil des gezündeten Brennstoff/Luft-Gemisches in der Verbrennungs-

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kammer (21) der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung (2) eine Reζirkulationsströmung (fa) bildet und sich dabei mit der neu zugeführten Luft und dem neu eingespritzten Brennstoff mischt, und daß ein Steuergerät (3) der Einspritzeinrichtung (4) den Brennstoff in Abhängigkeit von dem Signal zuführt derart, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis in der Verbrennungskammer (21) der Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung (2) auf einem bestimmten Wert gehalten wird. '

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung (2) einen zylindrischen Behälter aufweist, in dem die Verbrennungskammer (21) angeordnet ist und daß die Rezirkulationsströmung (V>a) im. Inneren des Behälters durch eine Strömung des Luft/Brennstoff-Gemisches in Achsrichtung gebildet wird, die gezündet wird und von der ein Teil ( b) aus dem zylindrischen Behälter ausströmt und ein an-^ derer Teil in radialer Richtung abgeleitet wird un eine ringförmige Rückströmung in axialer Richtung bildet, die entlang und in Nähe der Innenfläche der Seitenwand des Behälters zurückströmt und dann zur Strömung im Inneren konvergiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbrennungskammer koaxial ein zylindrischer Führungsteil (18a) angeordnet ist und daß die Strömung in Achsrichtung im Inneren des Behälters den Führungsteil (18a) innen durchströmt und die ringförmige Rückströmung zwischen dem Führungsteil und der Wand des Behälters stattfindet und der Behälter im Mittelbereich in dem Ende (15), zu dem die Strömung im Inneren hinströmt» eine öffnung aufweist, durch die ein Teil (y>b) des Gemisches aus der Verbrennungskammer (21) ausströmt.

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U. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daft der zylindrische Führungsteil (18a) einen Ringraum (18) aufweist, der mit der Hilfzuleitung (12) in Verbindung steht und auf der Innenseite einen ringförmigen Schlitz aufweist, aus dem die dem Ringraum (18) von der Hilfsleitung (12) zugeführte Luft austritt und sich mit der Strömung im Inneren des Führungsteils vermischt, und daß die Einspritzeinrichtung (Ό im oberen mittleren Bereich des Behälters angeordnet ist und den Brennstoff in die Strömung im Inneren des Führungsteils in Achsrichtung einspritzt, und bei der die Elektroden (69, 18c) der Zündeinrichtung (8) zwischen dem zylindrischen Führungsteil (18a) und der Öffnung zum Austritt eines Teils der RezirkulationsStrömung aus der Verbrennungskammer (21) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daft sich an die Verbrennungskammer (21) die Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung (2) eine Verdampfungskammer (23) anschließt, in der ein Katalysator (70b) angeordnet ist, und das Luft/Brennstoff-Gemisch in der Verbrennungskammer (21) teilweise verbrennt, in der Verdampfungskammer (23) sich aufheizt, so daß der noch in flüssigem Zustand vorhandene Brennstoff in dieser verdampft und ferner durch den Katalysator während des Hindurchfließens durch das Katalysatorbett einer weiteren Verbrennung und Spaltung unterworfen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorbett durch einen Katalysatorträger und einen als Schicht auf diesem aufgetragenen Katalysator gebildet wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysatorträger» durch Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Magnesiumoxid gebildet wird. _f

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8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator (70b) aus Nickel ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (1) durch ein sich in Strömungsrichtung der angesaugten Luft zumindes-t teilweise (12a) konisch erweiterndes Ansaugrohr gebildet wird, in dem eine Luftandruckpktte (13) angeordnet ist, die von einer Feder (11) entgegen der Strömung gedrückt wird und die Strömung der angesaugten Luft die Luftdruckplatte (13) entgegen der Kraft der Feder (14) drückt und sich mit zunehmendem Strömungsdruck der angesaugten Luft auf die Luftandruckplatte (13) entgegen der Kraft der Feder (14) der wirksame Strömungsquerschnitt zwischen dem Ansaugrohr und der Luftandruckplatte (13) zunimmt und daß sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der Luftandruckplatte (13) Meßöffnungen (16, 17) vorgesehen sind, über die der jeweils dort herrschende Drücke gemessen werden, die das Signal bilden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (3) ein Brennstoffdurchflußmengen-Steuerventil (3a) und ein Flüssigkeitsdruck-Regelventil (3b) aufweist, und eine Einrichtung (55, 53, 56) vorgesehen ist, die die Differenz zwischen dem Druck am Eingang (47, 48) und dem Druck am Ausgang (52, 54) des Flüssigkeitsdurch-Regelventils (36) konstant hält, und das Brennstoffdurchflußmengen-Steuerventil (3a) in Strömungsrichtung hinter dem Eingang (47, 48) des Flüssigkeitsdruck'-Regelventils (3b) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuergerät (3) beidseitig einer Membran (38) zwei Kammern (37, 38) ausgebildet sind und die erste Kammer (38) mit der Hilfsleitung (12) des Meßgerätes (1) und die zweite Kammer (37) mit Hilfszuleitung stromabwärts des Meßgerätes (1) verbunden ist, und eine Feder (39, 40) die Membran in Richtung auf eine

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Kammer (38) drückt und das Brennstoffdurchflußmengen-Steurventil (3a) eine öffnung zwischen seinem Eingang (49, 42b) und seinem Ausgang (46, 51) eine Meßöffnung (42), deren wirleamer Öffnungsquerschnitt von einem Stellglied (41) bestimmt wird, dessen Stellung die Membran (38) bestimmt, derart, daß die vom Ausgang (42a, Sl, 54) an die Einspritzeinrichtung (4) abgegebene Brennstoffmenge von der Menge der in die Brennstoff-Reformierungs-Vorrichtung (2) einströmenden Luft abhängt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Konstanthaltung der Druckdifferenz zwischen Eingang und Ausgang durch beidseitig einer zweiten Membran

(55) gebildeten Kammern (52, 48) unterteilt wird, und der Brennstoff an der ersten Kammer (48) über deren Eingang (47) zugeführt und aus der zweiten Kammer (52) über deren Ausgang (54) abgeführt wird und ein Druckregelventil dadurch gebildet wird, daß in der 2. Kammer (52) eine mit dem Ausgang (54) verbundene Leitung (53) vorgesehen ist, deren eines Ende einen Ventilsitz bildet, den die zweite Membran f5&7^^ewenn die Druckdifferenz zwischen den Kammern (48, 52) einen vorbestimmten Wert überschreitet, mit dem eine Feder (56) die Membran in Richtung auf die erste Kammer drückt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennstoffdurchflußmengen-Steuerventil (3b) eine Manschette (42) mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden Ausnehmung (42a) aufweist, und in der Manschette (42) ein Ventilkörper (41) ver schiebbar ist, dessen Stellung in Abhängigkeit von dem Signal den wirksamen Öffnungsquerschnitt des Brennstoffdurchflußmengen-Steuerventils bestimmt.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (57, 31, 5, 9, 10) vorgesehen ist, die beim Start zusätzlichen Brennstoff an die Einspritzdüse (4) abgibt.

15. Vorrichtung nach Anspruch IU, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung durch ein elektromagnetisches Ventil (5) gebildet wird, das beim Start öffnet und damit die Zuführung des weiteren Brennstoffes freigibt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät eine Brennstoffdurchfluß-Regeleinrichtung (200) aufweist, das an die Einspritzeinrichtung (300) eine fest einstellbare konstante Menge Brennstoff abgibt und eine das Steuergerät (100) von der Einspritzeinrichtung (4) eine Brennstoffmenge, die der angesaugten und vom Meßgerät (1) gemessenen Luftmenge umgekehrt proportional ist, ab- und an den Tank (11) zurückführt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Brennstoffdurchfluß-Regeleinrichtung (200) und der Einspritzeinrichtung (300) ein Rückschlagventil (209) angeordnet ist, das eine Brennstoffströmung nur in Richtung auf die Einspritzeinrichtung zuläßt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsventil stromabwärts der Treibstoffpumpe (16) und vor dem Treibstoffdurchflußeinstellvorrichtung angeordnet ist. und daß ferner mit dem Treibstofftank verbunden ist, über das ein Teil des von der Treibstoffpumpe geförderten Treibstoffes zurück in den Treibstofftank gefördert wird.

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