DE2700911A1

DE2700911A1 - Vorrichtung zur ionisation vor der verbrennung

Info

Publication number: DE2700911A1
Application number: DE19772700911
Authority: DE
Inventors: Jun Jarvis Byron Hicks
Original assignee: HICKS DAMON JOHN
Current assignee: HICKS DAMON JOHN
Priority date: 1976-01-12
Filing date: 1977-01-11
Publication date: 1977-07-21
Also published as: JPS5287521A; US4121543A; IL51210A0; FR2337818A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum katalytischen Einwirken auf ein vergastes Gemisch aus einem vergasbaren flüssigen Brennstoff und Luft, bevor es in den Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine derartige Katalysator- oder Ionisationsvorrichtung, die das Gemisch aus Brennstoff und Luft ionisiert, um eine wirksamere Zündung zu erzielen.

Einige Versuche zur Lösung der beim Betrieb von Brennkraftmaschinen entstehenden Probleme werden durch die nachstehende Beschreibung bekannter Patente dargestellt: Die US-PS 2 899 949 beschreibt z. B. eine Vorverbrennungs-

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Postscheck (München) Kto. 670-43-804

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katalysatoreinrichtung, die ein Siebpaar aus unterschiedlichem, katalytischem Material aufweist, insbesondere aus Kadmium bzw. Nickel für das stromaufwärts gelegene bzw. stromabwärts gelegene Sieb. US-PS 3 682 608 beschreibt eine gegenüber dieser Vorverbrennungsvorrichtung angeblich verbesserte Vorrichtung, bei der kleinere Sieböffnungen verwendet werden und die Siebe schalenförmig ausgebildet sind, um die gesamte Metalloberfläche zu vergrößeren, über die das Benzin/Luftgemisch strömt. Auf diese Weise wird für das vergaste Gemisch ein gekrümmter Strömungskanal geschaffen, und die Zeit, die das Gemisch der Katalysatoroberfläche ausgesetzt ist, erhöht sich. Zusätzlich beschreibt US-PS 3 885 539 eine Vorverbrennungsvorrichtung mit einem Paar in Abstand stehender Siebe mit Oberflächen aus unterschiedlichen katalytischen Metallen, wobei eine Dichtung mit einem Elektrolyten wie beispielsweise Glyzerin, einen Weg hohen Widerstands zwischen den Sieben und zwischen jedem Sieb und der Masse der Maschine bildet. Bei jeder dieser Vorrichtungen ist jedoch die Suche nach einem wirksameren und preiswerten Verfahren fortgesetzt worden, um einen optimalen Maschinenbetrieb, eine vergrößerte Beförderunosweite, verringerte Abgase, niedrigere Oktanzahlen, usw. zu erhalten.

Die Erfindung schafft eine Vorverbrennungsionisationsvorrichtung zum Ionisieren eines vergasbaren, flüssigen Brennstoffs, wobei die Vorrichtung zwischen dem Vergaser und dem Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine angeordnet net ist und wenigstens einen Siebteil mit einem katalytischen Metall darauf, eine dieses Siebteil stützenden Dichtung, so daß das Siebteil in Abstand von dem Vergaser und dem Ansaugkrümmer steht, und einen Oxidüberzug dieses katalytischen Metalls auf der Oberfläche dieses katalytischen Metalls besitzt. Erfindungsgemäße Vorverbrennungsionisationsvorrichtungen schaffen einen noch größeren Maschinenwirkungsgrad, verbesserte Beförderungsweite bezüglich des Benzinverbrauchs, verringerte Abgase, die Möglich-

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keit der Verwendung von Benzin mit niedrigerer Oktanzahl und verringertes Klopfen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorverbrennungsionisationsvorrichtung zur Verwendung bei einem Zweifachvergaser.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Vorverbrennungsionisationsvorrichtung von Fig. 2 entlang der Linie II-II von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt eines Teils der Vorverbrennungsionisationsvorrichtung von Fig. 1 entlang der Linie III-III von Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der in der erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung verwendeten Dichtung.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht eines anderen Abschnittes der in der erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung verwendeten Dichtung.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf einen weiteren Abschnitt der in der erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung verwendeten Dichtung.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil des Stützringes der Erfindung vor seiner Vervollständigung.

Fig. 8 zeigt einen Querschnitt einer anderen erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung zur Anwendung bei einem Einfachvergaser.

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Fig. 9 zeigt schematisch eine Leistungseinheit zur Anwendung bei der erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung.

Fig. 10 zeigt schematisch die Verbindung der erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung mit einer Kraftfahrzeugbatterie.

Fig. 11 zeigt schematisch die Verbindung der erfindungsgemäßen Vorverbrennungsionisationsvorrichtung mit einem Kraftfahrzeugwechselstromgenerator.

Bei bekannten Vorverbrennungsionisationsvorrichtungen ist festgestellt worden, daß die Vorrichtungen unter bestimmten Bedingungen ihre Wirksamkeit verlieren. Dies ist insbesondere beim Starten einer kalten Maschine und bei großen Drosselklappenöffnungen deutlich geworden, wenn die Maschine beispielsweise insbesondere für eine längere Zeitdauer unter schwerer Belastung oder mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird. Es ist deshalb wünschenswert, eine Vorverbrennungsionisationsvorrichtung zu schaffen, die diese Schwierigkeiten vermeidet. Bei der gegenwärtigen Verwendung bleifreien Brennstoffs ist zusätzlich bekannt geworden, daß mit zunehmender Betriebsdauer eine erhöhte Tenr denz besteht,damit eine Erhöhung der Anforderungen eines Motors an die Klopffestigkeit des Brennstoffs zu verursachen. Eine normale unbenutzte Maschine, bei der bleifreier Brennstoff verwendet wird, wird z. B. normalerweise mit einem bleifreien Brennstoff mit einer R.O.Z. von an nähernd 90 zufriedenstellend arbeiten. Normale Mischbenzine beinhalten unterschiedliche, vergasbare, verdunstbare flüssige Kohlenwasserstoffe. Unter diesen ist Isooktan ein Kohlenwasserstoff mit außerordentlich hoher Klopffestigkeit; auf der Oktanzahl skala ist Isooktan mit 100 bezeichnet worden, während Normalheptan, ein Kohlenwasserstoff mit außerordentlich niedriger Klopffestigkeit, auf

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der Oktanzahlskala mit O bezeichnet ist. Die Mischung der für das Benzin verwendeten Kohlenwasserstoffanteile bestimmt den Gesamtwert der Oktanzahl des verwendeten Benzins. Prinzipiell aufgrund der größeren Raffineriekosten bringen natürlich Benzingemische mit höherer Oktanzahl erhöhte Kosten mit sich. Nach einer Maschinenleistung von etwa 25.000 km wird jedoch allgemein festgestellt, daß die Maschine zu klopfen beginnt, und ein bleifreier Brennstoff mit annähernd 95 R, 0. Z. ist erforderlich. Schließlich ist in den meisten Fällen nach etwa 40.000 Betriebskilometer normalerweise eine Superqualität von etwa 98 R. 0. Z. erforderlich. Diese Auswirkungen werden jedoch im wesentlichen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Verbrennungsionisationsvorrichtung überwunden.

Die erfindungsgemäße Vorverbrennungsionisationsvorrichtung ist bezüglich des Vergasers und der Brennstoff-Luft-Einlaßöffnung einer Viertakt-Brennkräftbrennmaschine normalerweise in der in Fig. 1 der US-PS 3 885 539 gezeigten Art angeordnet. Darin ist eine herkömmliche Viertakt-Brennkraftmaschine gezeigt, die mit einer Vorverbrennungskatalysatorvorrichtung arbeitet. Die Vorrichtung ist zwischen dem Vergaser und einem Brennstoff/Lufteinlaß der Maschine angeordnet. Die Vorverbrennungskatalysatorvorrichtung ist genauer zwischen der Auslaßöffnung des Vergasers und der Einlaßöffnung des Ansaugkrümmers der Maschine angeordnet. Der Vergaser beinhaltet ferner das herkömmliche Drosselklappenventil und Mittel zum Steuern der Brennstoffanlieferung zur Mischkammer des Vergasers. Die erfindungsgemäße Vorverbrennungsionisationsvorrichtung würde an der gleichen Stelle angeordnet, so daß der Brennstoff nach teilweiser Vergasung und Reduktion des Restes zu winzigen Tröpfchen, nach Vermischung mit Luft und nachdem das Gemisch zur Auslaßöffnung des Vergasers geleitet worden ist, durch die erfindungsgemäße Vorverbrennungsionisationsvorrichtung geführt wird, statt wie normalerweise direkt

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zum Ansaugkrümmer der Maschine zu strömen.

Die erfindungsgemäße Vorverbrennungsvorrichtung besitzt weniqstens ein Siebteil in Form eines Siebes, wie beispielsweise Sieb 2 in Fig. 8. Das Sieb ist elektrisch leitend und vorzugsweise aus Metall in Form eines Drahtgewebes. Das Gewebe besteht vorzugsweise aus einem Grunddrahtgewebe, obgleich es möglich ist, das Drahtgewebe selbst aus dem zur Verwendung kommenden katalytischen Metall herzustellen. Wenn das Grunddrahtgewebe benützt wird, hat es vorzugsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit und ist aus einem preiswerten, geeigneten Metall vie Eisen oder Stahl hergestellt. Die Kosten des Grunddrahtgewebes sind kein kritischer Faktor. Wünschenswertere Metalle für das Grunddrahtgewebe sind jedoch aufgrund ihrer besseren Wärmeleitfähigkeit Kupfer und Aluminium und Legierungen davon. Die Gewebe haben wünschenswerterweise sehr feine Maschen. Ein geeigneter Bereich der Maschengröße für das erfindungsgemäße Drahtgewebe liegt bei etwa 40 auf 40 Maschen bis etwa 8 auf 8 Maschen, wobei die Drahtdurchmesser etwa O,254 mm bis etwa O,381 mm für die gröbsten Maschen und etwa o,127 mm bis etwa 0,2032mm- für die feinsten Maschen betaragen· Bei sehr feinen Maschen, d. h. mehr als, etwa 4O auf 4O Maschen wird die Maschine gedrosselt; ferner kann sie vereisen, so daß es notwendig wird, eine äußere Wärmequelle vorzusehen. Auf der anderen Seite ist mit einer Maschenanordnung von weniger als 8 auf 8 Maschen eine ungenügende Katalysatorfläche bereitgestellt. Der Prozentsatz an offener Fläche in einer zur Ebene der offenen Fläche senkrechten Richtung zu einer zu der Ebene der Maschen senkrechten Richtung kann bezüglich des Gewebes von etwa 40 t bis auf etwa 70 1 variieren.

In dem Fall, in dem ein Paar von Siebteilen, d. h. ein stromaufwärts gelegenes Drahtgewebe 38 und ein stromabwärts gelegenes Drahtgewebe 40 wie in Fig. 2 verwendet wird,

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weist das stromaufwärts gelegene Drahtgewebe kennzeichnenderweise eine Maschenanordnung von etwa 2O auf 20 auf, wobei der Drahtdurchmesser 0,2794 nun beträgt, so daß damit etwa 4OO öffnungen auf 6,45 cm entfallen, während das stromabwärts gelegene Gewebe kennzeichnenderweise eine Maschenanordnung von etwa 16 auf 16 Maschen aufweist, wobei der Drahtdurchmesser 0,2794 mm beträgt, so daß damit

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etwa 256 öffnungen auf 6,45 cm entfallen.

Während die Gewebe selbst vollkommen aus katalytischem Material sein können, wobei ihre Oberfläche dann die Oxide dieses katalytischen Materials aufweisen, ist es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit preiswerter und genauso wirksam, gewöhnliche Metalle für das Grundmetallgewebe zu verwenden und sie mit dem katalytischen Material und seinen Oxiden zu überziehen. Überzüge des verwendeten katalytischen Metalls mit etwa 0,0127 mm bis 0,0762 mm und vorzugsweise mit 0,01778 mm bis 0,03810 mm, d. h. etwa 0,0254 mm können auf ein Grundmetall wie Stahl durch Galvanisieren oder Eintauchen des vorgeformten Grunddrahtgewebes aufgebracht werden.

Unter den dafür verwendbaren katalytischen Metallen sind Metalle wie Cadmium, Nickel, Zink, Aluminium, Platin usw.« Es sind jedoch andere, bei Kohlenwasserstoff-Brennstoffen normalerweise anzutreffende katalytische Metalle möglich, wie Antimon, Beryllium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Mangan, Molybdän, Osmium, Ruthenium, Selen, Silicium, Tellur, Thorium und Vanadium. Erfindungsgemäß ist es dann entscheidend, daß das Drahtgewebe auf seiner Oberfläche auch einen Oxidüberzug aus dem verwendeten kathalytischen Metall aufweist. Im allgemeinen wird ein Metalloxidüberzug mit einer Dicke von wenigstens etwa 0,00254 mm, vorzugsweise mit mehr als 0,00762 mm und am besten von etwa 0,00762 mm bis 0,0127 mm durch "Verbrennen" des katalytischen Metalls selbst bewirkt, indem hohe Strom-

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dichten an die Galvanisier- oder Eintauchbäder angelegt werden, wenn es durch die vorstehend beschriebenen Galvanisier- oder Eintauchverfahren aufgebracht wird.

Während des anfänglichen Galvanisierens oder anderer angewendeter Verfahren zum Aufbringen des katalytischen Metalls auf ein Grunddrahtgewebe bei Anwendung eines Grunddrahtgewebes nicht sehr entscheidend sind, ist es wesentlich, daß besondere Verfahren angewendet werden, wenn das katalytische Metalloxid auf der Oberfläche des Drahtgewebes ausgebildet wird, d. h. bei Anwendung der hohen Stromdichten bei den vorstehend beschriebenen Galvanisier- oder Eintauchbädern. Während die meisten Bestandteile typischer Galvanisierbäder bekannt sind, ist es somit wesentlich, daß ein Minimum an Verunreinigungen in der Galvanisierlösung unter Ausschluß jeglicher Glanzzusätze darin enthalten ist. Dies ist nämlich wesentlich, um ein derartiges Verbrennen des katalytischen Metalls hervorzurufen und die katalytische Metalloxidschicht darauf auszubilden.

Es ist ebenso bekannt, daß unlängst höher entwickelte Verfahren zur Wärmebehandlung derartiger Oxidschichten, nachdem sie zum Härten vorbereitet sind, entwickelt worden sind. Derartige Verfahren können ebenso erfindungsgemäß angewendet werden, da es wesentlich ist, wie nachstehend in Hinsicht auf die Anwendung einer elektrischen Spannung auf das Siebteil der Ionisationsvorrichtung näher beschrieben werden wird, die Oxidschicht zu erhalten und diese nicht während ihres Gebrauchs blank zu machen bzw. zu zerstören.

Wenn das verwendete katalytische Metall Aluminium ist, wird ein schwerer Oxidüberzug in im wesentlichen ähnlicher Weise durch Anodisieren des Aluminiums erhalten, d. h., daß nochmals ein elektrischer Strom mit hoher Spannung durch das Bad geleitet wird, in dem das Metall aufgehängt ist. In einem derartigen Fall beinhaltet das Bad gewöhnlich

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Schwefel-, Chrom- oder Oxalsäure.

Die Drahtgewebe erstrecken sich bei Benutzung eines oder bei zwei oder mehr derartiger Gewebe vollkommen über die Durchgangsöffnung 34 durch die Vorrichtung 4, wie in Fig. 1 gezeigt; die Durchgangsöffnung 34 verbindet die Auslaßöffnung des Vergasers mit der Einlaßöffnung des Ansaugkrümmers, so daß das Brennstoff/Luft-Gemisch nicht das Gewebe oder die Gewebe umgehen kann. Es liegt jedoch innerhalb des Rahmens der Erfindung, Teile des Brennstoff/Iaift— Gemisches_/wie beispielsweise in einem Einfachvergaser, vorbeizuführen; dies wird jedoch die durch diese Erfindung erhaltenen Vorteile verringern. Zusätzlich ist es bei Anwendung stufenweiser Vergasung möglich, die Drahtgewebe nur in der ersten Stufe oder öffnung anzuwenden, da bei normalem Fahrbetrieb die zweite Stufe oder öffnung für weniger als 10* der Zeit benutzt wird. Eine derartige Vorrichtung ist insbesondere in Fig. 1 bis 6 gezeigt.

Das oder die verwendeten Drahtgewebe sind vorzugsweise schalenförmig ausgebildet; eine geeignete Ausbildung ist in der Zeichnung gezeigt. Bei Verwendung zweier derartiger Gewebe sind beide Drahtgewebe ähnlich schalenförmig ausgebildet, und sie sind in einer derartioen Stellung angeordnet, daß sie im wesentlichen gleichmäßigen Abstand voneinander aufweisen. Ein erwünschter Abstand in Strömungsrichtung des •Luft-Brennstoff-Gemisches beträgt etwa 3 mm.

Die erfindungsgemäße Vorverbrennungsionisationsvoarrich— fcung muß geeignete Mittel zum Stützen entweder des einzelnen oder der zwei geteilten Drahtgewebe in ihren vorherbestimmtem Stellungen aufweisen, die im wesentlichen vollm die Durchgangsöffnung zwischen dem Vergaser und dem Ansaxtgkrümmer überspannen; vorzugsweise bei Verwendung von zwei oder mehr derartiger Gewebe sollen zur leichteren Handhabung und Installierung geeignete Mittel die Gewebe zu einer einzigen

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Einheit zusammenfassen, während die Gewebe, wie vorstehend beschrieben, getrennt voneinander gehalten werden. Wie in Fig. 1 bis 6 gezeigt, ist zu diesem Zweck eine einheitliche Dichtungskonstruktion vorgesehen.

Die Dichtung selbst, als Dichtung 6 in Fig. 1 und als Dichtungsschichten 8, 10, 12, 14, 16 und 18 in Fig. 2 bezeichnet, ist vorzugsweise stark elektrisch isolierend; sie hat z.B. einen Widerstand in der Größenordnung von etwa 200 χ 10 Ohm. Die Vorrichtung arbeitet jedoch auch mit einem kleineren Widerstand zufriedenstellend, ζ. Β. bis herunter zu etwa 100 χ 10 0hm. Die Dichtung selbst stellt somit eine körperliche Abstützung für das oder die Sieboder Drahtgewebe dar, dient zur Trennung der Gewebe voneinander und isoliert das Sieb oder die Siebe von der Maschinenmasse.

Insbesondere nach Fig. 1 und 2 setzt sich die Dichtung selbst vorzugsweise aus einer Reihe von Schichten aus Dichtungsmaterial zusammen. Die Dichtung 6 in Fig. 1 hat ein Paar Öffnungen 34 und 36; die relativ kleine Öffnung 34 ist die erste Öffnung, in der das Siebteil, d. h. Siebe 38 und 40, angeordnet ist, während die Öffnungen 36 die zweite Öffnung ist, die offen bleiben kann, so daß der bei hoher Fahrgeschwindigkeit verwendete Brennstoff, ohne durch ein Siebteil hindurchzugehen, durch die zweite Öffnung hindurchströmen kann. Es ist natürlich ebenso möglich, in der zweiten Öffnung 36 ein Siebteil oder Siebteile vorzusehen, vorzugsweise mit der gleichen Ausgestaltung wie das in der ersten Öffnung 34 eingesetzte Siebteil. Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, bestehen die geschichteten Dichtungen aus einer ersten Schicht 8, die vorzusweise aus Gummi, vorzugsweise Nitrilgummi besteht. Ein bevorzugtes Material ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Velbestos von der Vellumoid Division of Federal-Mogul Corporation of Worchester, Massachusetts, U.S.A., auf dem Markt. Diese Materialien, wie Velbestos 250 und Velbestos 260 bestehen aus Nitrilgummi (Buna N) und aus Asbestfaser·

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Wie in Fig. 2 gezeigt, folgt dann eine zweite Dichtungsschicht 10. Diese Schicht besteht vorzugsweise aus einer Dichtung auf Holzbasis, vorzugsweise eine Zellulosedichtung, Ein bevorzugtes Material ist insbesondere das Erzeugnis mit der Handelsbezeichnung S-101 von der Colonial Fiber Company of Manchester, Connecticut, U. S. A.. Dieses Material ist ein homogenes und steifes Faserplattenerzeugnis, das vorzugsweise mit unterschiedlichen Harzen und Polymeren verstärkt ist. Es ist am meisten vorzuziehen, daß die zwei vorstehend im bezug auf die Dichtungsschichten 8 und 10 beschriebenen Arten von Dichtungsmaterial abzuwechseln, wobei das Gummimaterial von Dichtung 8 aufgrund von Biegbarkeit und Dichtfähigkeit qegenüber der rauhen Maschinenoberfläche bevorzugt wird, während die Zellulosedichtungsschicht 10 wegen ihrer Steifheit und Wärmeisolierungseigenschaften verwendet wird. Alle diese Materialien sollen gegenüber Benzin und der gesamten Umgebung, in der sie verwendet werden sollen, widerstandsfähig sein.

Wie in Fig. 2 gezeigt, beinhaltet die Gesamt-Dichtung 6 eine Gummidichtung 8, gefolat von einer Holzdichtung 10, gefolgt von einem Paar Gummidichtungen 12 und 14, gefolgt von einer anderen Holzdichtung 16 und schließlich von einer weiteren Gummidichtung 18. Die gesamte Dicke der dort gezeigten Dichtung soll vorzugsweise etwa 7,366 mm betragen, obwohl dabei natürlich Änderungen möglich sind. In Fig. 4 bis 6 ist die gesamte Ausgestaltung der Dichtung 6 klarer gezeigt. Jede der Dichtungsschichten weist somit natürlich sowohl die erste öffnung 34 als auch die zweite Öffnung auf. Die Neoprengummi-Asbest-DichtuncTseinlagc, in Fig. 4 als Gummidichtung 8 bezeichnet, besitzt ferner vier ösenöffnungen 41. Dies trifft ebenso auf die Gummidichtung 14 in Fig. 6 zu. Während die Holzfaserdichtung 10 in Fig. 5 in ähnlicher Weise vier derartige ösenöffnungen besitzt, sind die darin gezeigten öffnungen größer als diejenigen in der Gummidichtung. Aufgrund der Eigenschaft dieser Dich-

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tungen, weniger elastisch und steifer zu sein, sind diese Öffnungen 42 größer; die vergrößerten Öffnungen ermöglichen deshalb, daß die ösen darin leichter eingesetzt und die Dichtungsschichten dichter und fester zusammengedrückt werden können. Deswegen ist es dann möglich, wie in Fig. 2 gezeigt, zum Fertigen der gesamten Dichtung 6 vier Ösen 46 in diese Öffnungen einzusetzen und die Dichtungschichten zweckmäßig zusammenzudrücken. Vorzugsweise werden Messingösen mit 6,985 mm Höhe verwendet.

Nach Fig. 6 ist die Gummidichtung 14 ähnlich der Gummidichtunq 8, enthält jedoch eine herausgeschnittene Öffnung oder Ausschnitt 48 mit einer Engstelle 49. Wie nachstehend beschrieben, dient diese herausgeschnittene Öffnung oder der Ausschnitt der Aufnahme einer Vorrichtung, die eine elektrische Verbindung zu dem in der ersten Öffnung 34 angeordneten Siebteil bildet.

In Fig. 8 ist eine ähnliche Dichtungsausbildung mit einem einzigen Siebteil 2 gezeigt, das in einer Dichtung mit einer einzigen Öffnung zur Verwendung in einem Einfachvergaser enthalten ist. Diese Dichtung 32 besitzt damit abwechselnde Schichten 20, 24, und 28 aus Neoprengummi und 22 und 26 aus dem vorstehend beschriebenen Holzfasermaterial.

Die nach außen gebogenen, flachen Randbereiche der Drahtgewebe 38, 40 und 2 sind vorzugsweise ausgesteift, d. h. verstärkt, indem um jeden Randbereich herum ein dünner Ring aus Metall, wie beispielsweise Stahl mit geringem Kohlenstoffanteil, rostfreier Stahl oder weicher Stahl gebogen wird, der mit dem gleichen Metall wie das daran anschließende Sieb überzogen ist, wobei der Ring einen U-förmigen Querschnitt mit nach außen weisender U-Basis hat. Diese umgebogenen Kreisrinqe sind in Fig. 2 mit der Bezugsnummer 50 und in Fig. 8 mit der Bezugsnummer 52 bezeichnet.

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Das Anlegen einer Spannung an die stark oxidierte

katalytische Metalloberfläche des erfindungsgemäßen Siebteils zielt, wie vorstehend beschrieben, darauf ab, die Ionisationsstärke des vergasten, flüssigen Brennstoffs zu erhöhen; damit ergeben sich, wie vorstehend beschrieben, die wesentlichen Vorteile der Erfindung. An das Siebteil kann vorzugsweise eine Spannung von etwa 4 bis etwa 5.000 Volt angelegt werden, dies kann jedoch die Verwendung von etwa 4 bis 12 Volt mit einschließen, wenn beispielsweise die Autobatterie selbst als Spannungsquelle verwen det wird, es können aber auch größere Spannungen als 12 Volt_# bis über etwa 5.000 Volt, vorzugsweise größere als etwa 300 Volt, beispielsweise etwa 300 bis 400 Volt oder größere als etwa 1.000 Volt in einigen Fällen verwendet werden. Wie vorstehend erläutert, ist es deswegen möglich, die Spannung aus der Autobatterie, z. B. 12 Volt, an das Siebteil anzulegen. Die damit verbundenen positiven Aus wirkungen sind jedoch bei den vorstehend beschriebenen höheren Spannungen eindrucksvoller. Derartige hohe Span nungen haben jedoch auch die Wirkung, daß der Oxidüber zug in bestimmten Fällen, d. h. insbesondere wenn es sich um einen relativ weichen Oxidüberzug handelt, blank gemacht bzw. zerstört oder abgetragen wird. Dies kann bei Metallen wie Zink oder Cadmium geschehen, so daß in diesen Fällen die Vorteile der Erfindung evtl. verloren gehen können. Ein Verfahren zur Lösung dieses Problems bei Verwendung der Vorverbrennungsionisationsvorrichtung wie sie in Fig. und 2 gezeigt ist, d. h. mit wenigstens zwei Siebteilen, besteht darin, derartige Spannungen nur an das äußere oder stromabwärts gelegene Siebteil anzulegen und das innere Siebteil nur mit Masse zu verbinden. Das äußere Siebteil ist dann vorzugsweise aus einem Material mit einem härteren Oxidüberzug, wie z. B. Nickel, das dem Blankmachen bzw. Zerstören oder Abtragen der Oxidschicht wirksamer widersteht.

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Andererseits ist die Verwendung von Materialien mit außerordentlich harten Oxidüberzügen möglich, so daß in diesen Fällen die Wirkung des Blankmachens praktisch ausgeschaltet ist. Die Verwendung eines anodisierten Aluminiumsiebteils bzw. am besten die Verwendung eines Paares derartiger Siebteile in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung hat sich beispielsweise bei Anlegung von Spannungen an diese Siebteile als außerordentlich vorteilhaft erwiesen.

Die eigentliche Verbindung des Siebteils mit der Spannungsquelle geschieht durch Streifen, die am Randbereich des Drahtgewebes angebracht sind, d. h. an den umgebogenen kreisförmigen Ringen 50 und 52. Bei einer bevorzugten Ausführung wird das Siebteil und insbesondere der umgebogene kreisförmige Ring auf eine besondere Weise hergestellt, bei der der Streifen gleich daran angebracht ist. Somit wird, wie in Fig. 7 gezeigt, der Ring selbst mit einem daran anhängenden Streifenabschnitt 60 hergestellt, so daß der gesamte in Fig. 7 gezeigte obere Abschnitt in einem einzigen Vorgang gepreßt werden kann. Danach wird durch bloßes Umbiegen des Streifenabschnittes 60 um die gestrichelte Linie 62 in Fig. 7 ein aus dem Siebteil herausragender Streifen erhalten. Dieser Streifen ist in Fig. 3 gezeigt, wo er über die Dichtung 14 herausragt. Deswegen ragt der Streifen wie in Fig. 1 gezeigt, über die Dichtung 6 hinaus. Dieser Streifenabschnitt 60 kann dann als Mittel zum Anschluß des Siebteils an Masse verwendet werden, wie beispielsweise an die Basis des Vergasers oder andere derartige geeignete Teile des Kraftfahrzeugs. Während es ebenso möglich ist, einen zweiten Streifen wie beispielsweise Streifen 64 zu verwenden, der in Fig. 3 auf der anderen Seite des zweiten Siebteils herausragt, hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung dieses Streifens zum Anlegen der Spannungen diese Streifen beim Anlegen leicht brechen, wobei es bei Verwendung weicher Metalle wie beispielsweise Kohlenstoffstahl ο. ä. für die Streifen

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notwendig ist, eine Drahtverbindung an den Streifen anzulöten oder anzuschweißen. Bei den in der Zeichnung gezeigten Ausführungen ist deswegen der Streifen 64 gekürzt, so daß er nicht über den Rand der Dichtung 14 hinaussteht. Die elektrische Verbindunq,durch Verlöten oder Verschweißen des Drahtes 68 mit der Oberfläche des Streifens 64 z. B., liegt deswegen innerhalb der Dichtung, so daß der Draht 68 daraus herausragt. Das andere Ende des Drahtes kann natürlich eine Standardklemme 70 zum Anlegen an eine Spannungsquelle aufweisen. In dem Leitungsdraht 68 ist vorzugsweise ein 5.000 Ohm-Kohlewiderstand 7 2 vorgesehen. Im folgenden wird nunmehr auf den aus der Dichtung 14 in Fig. 6 herausgeschnittenen Einsatz bzw. Ausschnitts 48 Bezug genommen. Die verlötete Drahtverbindung 66 kann deswegen in dem Ausschnitt 48 liegen, und der Draht 68 kann sich durch die Engstelle 49 des Ausschnitts 48 hindurcherstrecken, so daß das Abdichten der Dichtung und die vollständige Herstellung der gesamten Dichtung 6 durch Zusammendrücken der verschiedenen Dichtungsschichten, wie vorstehend erläutert, nicht durch die Lötverbindung und den Draht behindert ist.

Bezüglich der eigentlichen Anlegung der Spannung ist es ungeachtet der besonderen Methoden zum Anlegen dieser Spannung für das erfindungsgemäße Anlegen dieser Spannung notwendig, daß in der Gesamtheit eine positive Spannung angelegt werden muß. Bei Verwendung von zwei Siebteilen wie in Fig. 1 bis 3, bedeutet das z. B., daß vorzugsweise das obere Siebteil 40 beispielsweise durch Verwendung des Streifens 60 an Masse gelegt wird, v/ährend das untere oder stromabwärts gelegene Siebteil 38 beispielsweise über den Streifen 64 und die anhand Fig. 3 beschriebene Lötverbin-* dung an eine positive Spannung angeschlossen wird. Andererseits ist es ebenso möglich, sowohl an das stromaufwärts gelegene Siebteil 40 als auch an das stromabwärts gelegene Siebteil 38 eine positive Spannung anzulegen.

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Das eigentliche Anlegen einer Spannung entweder an ein Siebteil oder an beide Siebteile kann auf verschiedene Arten ausgeführt werden, wie es in den Fig. 9 bis 11 veranschaulicht ist. Nie in Fig. 9 gezeigt, wird somit eine Gleichstromquelle, wie beispielsweise eine Batterie 73, verwendet. Durch einen Multivibrator oder Stromunterbrecher 74 wird der Stromkreis periodisch unterbrochen und aus dem Gleichstrom wird ein Wechselstrom gemacht. Damit wird durch einen Aufwärtstransformator 76 ein erhöhter Wechselstrom erzeugt, beispielsweise 400 Volt oder höher. In der Folge wird durch eine Gleichrichterschaltung 78 wieder ein Gleichstrom erzeugt, der dann in einer Filterschaltung 80 gefiltert wird, so daß der somit erzeugte Gleichstrom geglättet ist. Schließlich kann eine durch einen Widerstand 84 geschützte Lampe 82 zur Anzeige des Vorhandenseins derartiger Spannung verwendet werden. Die erhöhte Spannung kann dann bei 86 direkt an eines der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Siebteile angelegt werden.

Alternativ kann, wie in Fig. 10, eine Zündspule 88 eines Kraftfahrzeuges als Quelle derartiger erhöhter Spannung verwendet werden. Die Zündspule wird dabei direkt durch die Leituncr 90 mit der Autobatterie verbunden; sie wird ebenso mit Kontakten 92 in dem Kraftfahrzeug verbunden, bei denen die Spannung periodisch gegen Masse geschaltet wird, so daß in Leitung 94 ein erhöhter Wechselstrom erzeugt wird. Durch Einbringen eines Gleichrichters 96 in Verbindung mit einem Filter 98 in die Leitung 94 entsteht eine wesentlich erhöhte Spannung bei 100, die hier wieder an die Siebteile angelegt wird.

Als dritte Möglichkeit v/ird ein mit der Batterie verbundener Kraftfahrzeugwechselstromcrenerator 110 als Spannungsquelle verwendet. Ein Gleichrichter 114 und ein Filter 116 werden normal in Verbindung mit einem Generator 112 benutzt. Es ist jedoch möglich, wie gezeigt, durch Verbin-

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dung einer Leitung 122 mit dem Generator eine erhöhte Spannung zu erzeugen. Diese erhöhte Wechselspannung kann danach von einem Gleichrichter 124 in einen Gleichstrom umgewandelt und von einem Filter 126 gefiltert werden, um durch eine Leitung 128 die erfindungsgemäßen Siebteile zu versorgen.

Eine weitere Möglichkeit der Aufbringung von Energie auf wenigstens eines der Siebteile der Vorverbrennungsionisationsvorrichtung besteht in der Aufbringung von Hitze anstelle einer Spannung auf das Siebteil. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß ein höchst leitfähiges Metall verwendet wird, so daß Wärme zu dem Siebteil geführt,und ein relativ hoher Strom daran angelegt wird.

In Verbindung mit der Anlegung einer Spannung ist zu beachten, daß insbesondere in dem Fall, bei dem die Spannung aus einer Außenquelle außerhalb der Kraftfahrzeugbatterie bezogen wird, diese Quelle an die Masse des elektrischen Systems der Maschine gelegt werden muß.

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Claims

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Patentansprüche

Π. Vorverbrennungsionisationsvorrichtung zum Ionisieren eines vergasbaren, flüssigen Brennstoffs, die zwischen einem Vergaser und einem Ansaugkrümmer einer Brennkraftmaschine anbringbar ist, v/obei die Vorrichtung wenigstens ein siebartiges Teil oder Siebteil mit einem katalytischen Metall darauf und eine dieses Siebteil derart stützende Dichtung aufweist, daß dieses Siebteil in Abstand zu dem Vergaser und dem Ansaugkrümmer steht, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des katalytischen Metalls ein Oxidüberzug dieses katalytischen Metalls angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Siebteilen (2; 38,40) eine Spannungsquelle (72; 88;11O) anliegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquelle (72,88;110) wenigstens etwa 4 Volt an ein Siebteil (2;38,4O) anlegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidüberzug aus einem Oxidüberzug eines katalytischen Metalls besteht, das aus der Gruppe Nickel, Zink, Aluminium, Kadmium und Platin gewählt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidüberzug des katalytischen Metalls wenigstens etwa 0,0254 mm dick ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens zwei Siebteile (38,40) aufweist, wobei jedes Siebteil katalytisches Metall und einen Oxidüberzug dieses katalytischen Metalls auf der

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ORIGINAL INSPECTED

B 7883

Oberfläche der Siebteile (38,40) aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Siebteile aus unterschiedlichen katalytischer! Metallen hergestellt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Siebteile aus dem gleichen katalytischen Metall hergestellt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7, oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle (72; 88;110) nur an einem der Siebteile (38) anliegt.

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