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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitskomposition mit
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die Abgase von Verbrennungsmotoren reinigender, den Benzinverbrauch
reduzierender und die Motorleistung erhöhender Wirkung zum Einmischen in das Kraftstoff-Luft-Gemisch
eines Verbrennungsmotors.
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Mit der starken Zunahme des Kraftwagenverkehrs, vor allem in den
Grossstädten, stellen die Abgase der Kraftwagen eine immer grösser werdende Umweltbelastung
dar. Vor allem Kohlenmonoxyd und nitrose Gase sind in dieser Hinsicht gesundheitsgefährdend.
In vielen Ländern hat man strenge Bestimmungen betr. den höchstzulässigen CO-Gehalt
der Kraftstoffabgase eingeführt, wodurch der Bedarf eines leistungsfähigen Abgasreinigers
immer grösser geworden ist.
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Um diese Abgasreinigung zu ermöglichen, sind bereits etliche mehr
oder weniger leistungsfähige Systeme konstruiert worden, die jedoch mit dem Nachteil
behaftet sind, dass sie meistens den Beinzinverbrauch erhöhen, gleichzeitig wie
ihre Herstellung und Verwendung kompliziert und kostspielig sind.
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Die Ublichste Methode besteht darin, dass man mittels eines Katalysatorsystems
im Auspuffrohr des Verbrennungsmotors eine Oxydation des Kohlenmonoxyds und eine
Verminderung der nitrosen Gase zustandezubringen sucht.
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Durch die Erfindung ist eine Flüssigkeitskomposition zum Einmischen
in das Kraftstoff-Luft-Gemisch von Verbrennungsmotoren geschaffen worden, die in
einfacher und billiger Weise bedeutend reinere Abgase erzeugt, gleichzeitig wie
sie den Benzinverbrauch reduziert.
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Die erfindungsmässige Komposition besteht aus einem Gemisch von 1-2
Vol.-$ Wasserstoffsuperoxyd, 50-80 Vol.-% Wasser, 15-45 Vol.-% eines aliphatischen
Alkohols mit 1-4 Kohlenstoffatomen, 2-15 Vol.-% eines dUnnen Schmieröls und bis
zu 5 Vol.-% eines Rostschutzmittels. Der bevorzugte aliphatische Alkohol ist Xthanol,
und die bevorzugte Zusammensetzung ist 1,2-1,6 Vol.-% Wasserstoffsuperoxyd, 60,8-75,4
Vol.-% Wasser, 32-17 Vol.-% Äthanol, 5 Vol.-% eines dünnen Schmieröls und 1 Vol.-%
eines Rostschutzmittels.
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Die Komposition wird mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung, die in
der DT-PA 26 33 639.0 näher beschrieben ist, in das Ansaugrohr des Motors eingebracht.
Diese Vorrichtung besteht aus einem geschlossenen Behälter, der über ein Rohr in
das Ansaugrohr zum Motor mündet. Der Behälter besitzt einen Lufteintritt, der am
Boden
des Behälters mündet, sowie eine verschliessbare Füllöffnung zum Einfüllen der Komposition.
Durch den im Ansaugrohr entstehenden Unterdruck wird in den Lufteintritt des Behälters
Luft eingesaugt, die am Boden des Behälters in die Flüssigkeitskomposition hineingeleitet
und darin verteilt wird und auf ihrem Weg nach oben durch die Flüssigkeit kleine
Tropfen der Flüssigkeit mitreisst, wonach das somit gebildete Gemisch in das Ansaugrohr
zum Motor eingesprüht wird und sich mit dem Kraftstoff-Luft-Gemisch vermischt.
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Ohne die Erfindung an eine besondere Theorie zu binden, wird vermutet,
dass die Wirkung der erfindungsmässigen Komposition auf die folgenden Faktoren zurückzuführen
ist. Die Komposition arbeitet nach Art eines "Moderators", d.h. sie unterdrückt
die Verbrennungsspitzen. Durch die Zufuhr von Wasser und Wasserstoff zum Motor kann
man eine grössere Anzahl Stufen der Verbrennungskette ausnutzen. Die Komposition
dient als Katalysator für die Kraftstcffumwandlung. Die Kompression wird gesteigert,
und die Zerstäubungswirkung im Ansaugrohr wird besser. Ferner erreicht man eine
bessere Kühlung und eine grössere Ausnutzung des adiaba tischen Verlaufs.
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Die erfindungsmässige Komposition ist teils im Labor unter sorgfältig
kontrollierten Bedingungen und teils bei praktischen Versuchen an Kraftwagen im
regelmässioen Verkehr getestet worden.
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FUr die Laborversuche wurden als Testwagen zwei Standard-Kraftwagen
gewählt, teils ein Opel Rekord 1700, Baujahr 1970 (Kraftwagen 1) und teils ein Ford
Taunus 1600, Baujahr 1974 (Kraftwagen 2). Der Kraftwagen 1 war zu Beginn des Versuchs
etwa 70 000 km und der Kraftwagen 2 etwa 25 000 km gefahren. Die Wagen wurden mit
Instrumenten ausgerüstet, kontrolliert und eingestellt, so dass sie den Spezifikationen
des Herstellers entsprachen. Dann wurden die Kraftwagen auf der Strasse gefahren,
damit man die Beschleunigungszeit feststellen und das Fahrgestell-Dynamometer gemäss
den auf der Strasse ermittelten Beschleunigungsverhältnissen voreinstellen konnte.
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Nachdem die Wagen am Fahrgestell-Dynamometer montiert worden waren,
wurden sie ohne bzw. unter Beimischen der erfindungsmässigen Komposition zur Bestimmung
der folgenden Faktoren
gefahren: 1. des Kohlenmonoxydgehalts sowie
des Gehalts an Kohlenwasserstoffen und nitrosen Gasen in den Abgasen mit NDIR (Non
Dispersant Infra Red), teils im Leerlauf und teils bei verschiedenen Geschwindigkeiten;
2. des Benzinverbrauchs bei verschiedenen Geschwindigkeiten; 3. der Leistungskurve.
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Die Messungen wurden gemäss der sog. CVS bag analysis" ausgeführt.
Es sei bemerkt, dass bei diesen Laborversuchen keine Xnderungen der Vergasereinstellungen
usw. gemacht wurden, um die gesteigerte Luftzufuhr bei Verwendung der erfindungsmässigen
Komposition auszugleichen. Bei den Versuchen wurde eine Komposition benutzt, die
aus 67% Wasserstoffsuperoxyd (2%-ig), 27% Äthanol, 5% eines dünnen Schmieröls und
1% eines Rostschutzmittels bestand. 1 Liter dieser Komposition wurde während einer
Fahrstrecke von etwa 4000-4500 km mit einer Einsprühdüse eines Durchmessers von
1,5 mm verbraucht. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in den Tabellen 1-7 angegeben.
Zusammenfassend geht hervor, dass 1. die Verwendung der erfindungsmässigen Komposition
den CO-Gehalt um 40-50% reduzierte; 2. die restlichen Komponenten der Abgase (Kohlenwasserstoffe
und nitrose Gase) nicht zunahmen, sondern im Gegenteil reduziert wurden oder dieselben
Werte wie ohne Beimischen der erfindungsmässigen Komposition aufwiesen; 3. das Beimischen
der erfindungsmässigen Komposition den Benzinverbrauch reduzierte; 4. die Verwendung
der erfindungsmässigen Komposition die Motorleistung erhöhte.
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Um die erfindungsmässige Komposition auch bei normalem Fahren zu
prüfen, wurde ein dritter Testwagen benutzt, ein Ford Taunus Combi 1600, Baujahr
1974, der im Laufe eines Jahres fast 30 000 km unter Zugabe der erfindungsmässigen
Komposition zum Kraftstoff-Luft-Gemisch gefahren wurde. Wiederholte Messungen mit
einem Standardmessinstrument ergaben einen CO-Gehalt von 0,7%
(entsprechend
0,75% im Vergleich mit einem Präzisionsinstrument, Beckman NDIR Instrument Model
315 B), gleichzeitig wie der Wagen pro 10 km 0,1 Liter weniger Benzin verbrauchte.
Der Umstand, dass dieser Test ein soviel besseres Ergebnis als die Labortests ergab,
dürfte darauf zurückzuführen sein, dass u.a. der Vergaser anlässlich der gesteigerten
Luftzufuhr bei Verwendung der erfindungsmässigen Komposition nachgestellt worden
war. Ausserdem wird vermutet, dass die erfindungsmässige Komposition eine langfristige
Reinigungswirkung auf den Motor ausübt, welcher also nicht - wie dies beim normalen
Fahren üblich ist - immer schmutziger wird und deshalb immer schmutziger werdende
Abgase emittiert.
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Ausserdem hat man den Motor teilweise überholt, wobei auch eine ölprobe
genommen wurde, ohne dass irgendetwas Bemerkenswertes zu finden war. Dieselbe Motorüberholung
wurde am Testwagen 1 vorgenommen. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
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TABELLE 1 Kraftstoffverbrauch bei einer konstanten Geschwindigkeit
von 50 km/h sowie CO-Gehalt beim Leerlauf (Wagen 1) Test Kraftstoff- Liter/10 km
km/Lite CO-Gehalt beim Öltemp. Bemerkungen system Leerlauf, % °C 1 normal 0,600
16,67 n.b. n.b. Unbrauchbare Beutelprobe - zu hoher Beuteldruck 2 " 0,576 17,36
n.b. n.b. Unbrauchbar - ungleichmässiger Leerlauf 3 " 0,0571 17,50 5,0 n.b. " "
" 4 " 0,576 17,36 4,3 n.b. Wert gut nach Austausch der Drosselklappenschraube 5
M-1,0 mm1 0,548 18,24 3,75 79 Ursprüngliche Einstellung - zu magerer Leerlauf 4,2
- Nach Nachstellung des Vergasers 6 M-1,0 mm1 0,560 17,87 n.b. n.b.
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7 M-1,5 mm2 0,537 18,61 2,8 78 8 M-1,5 mm2 0,568 17,69 1,5 (80)4 x
M-1,5 mm2 0,553 18,15 - - Durchschnittl. Werte für Test 7 und 8 Ergebnis von Test
6 verglichen mit 4: Ersparnis 0,16 dl/10 km (2,8%) oder Gewinn 0,51 km/l, CO-Wert
zeigt eine kleine Verminderung Ergebnis von Test 7-8 (durchschnittl. Werte) verglichen
mit 4: Ersparnis 0,23 dl/10 km (4,0% oder Gewinn 0,79 km/l, CO-Wert um etwa 50%
reduziert 1Mit der erfindungsmässigen Komposition, eingesprüht mit einem Düsendurchmesser
von 1,0 mm 2 " " " " " " " " " 1,5 mm 3n.b. = nicht bestimmt 4Geschätzte Temperatur
TABELLE
2 Kraftstoffverbrauch bei einer konstanten Geschwindigkeit von 100 km/h sowie CO-Gehalt
beim Leerlauf (Wagen 1) Test Kraftstoff- Liter/10 km km/Liter CO-Gehalt beim Öltemp.
Bemerkungen system Leerlauf, % °C 1 normal 0,900 11,11 n.b.2 n.b. Unbrauchbare Beutelprobe
- zu hoher Beuteldruck 2 " 0,917 10,90 n.b. n.b. " 3 " 0,798 12,65 n.b. n.b Unbrauchbar
- ungleichmässige Leerlaufgeschwindigkeit 4 " 0,785 12,74 7,4 n.b. " 5 " 0,797 12,55
4,0 84 6 M-1,5 mm1 0,803 12,46 - -7 M-1,4 mm 0,808 12,37 2,5 90 x M-1,5 mm 0,806
12,42 - - Durchschnittl. Brennstoffverbrauch für Test 6 und 7 Ergebnis von Test
6-7 (durchschnittl. Werte) verglichen mit 5: Steigerung 0,09 dl/10 km (1,1%) oder
Verlust 0,13 km/l, CO-Wert um 40% reduziert 1Mit der erfindungsmässigen Komposition,
eingesprüht mit einem Düsendurchmesser von 1,5 mm 2n.b. = nicht bestimmt
TABELLE
3 Kraftstoffverbrauch bei einer konstanten Geschwindigkeit von 50 km/h sowie CO-Gehalt
beim Leerlauf (Wagen 2) Test Kraftstoff- Liter/10 km km/Liter CO-Gehalt beim Öltemp.
Bemerkungen system Leerlauf, % °C 1 normal 0,600 16,57 n.b.2 n.b.
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2 " 0,610 16,39 6,5 84 3 " 0,645 15,51 n.b. n.b.
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4 " 0,649 15,42 6,5 84 x " 0,626 15,97 6,5 - Durchschnittl. Wert für
Test 1-4 5 M-1,5 mm1 0,623 16,06 n.b. n.b 6 M-1,5 mm 0,628 15,93 3,2 83 7 M-1,5
mm 0,619 16,16 2,7 82 8 M-1,5 mm 0,626 15,97 3,8 83 x 2 M-1,5 mm 0,624 16,03 3,2
- Durchschnittl. Wert für Test 5-8 Ergebnis beim Vergleich der durchschnittl. Werte
x2 und x1: Ersparnis 0,02 dl/10 km (0,3%) oder Gewinn 0,06 km/l CO-Wert um etwa
50% reduziert 1Mit der erfindungsmässigen Komposition, eingesprüht mit einem Düsendurchmesser
von 1,5 mm 2n.b. = nicht bestimmt
TABELLE 4 Kraftstoffverbrauch
bei einer konstanten Geschwindigkeit von 100 km/h sowie CO-Geha (Wagen 2) Test Kraftstoff-
Liter/10 km km/Liter CO-Gehalt beim Öltemp. Bemerkungen system Leerlauf, % °C 1
normal 0,864 11,574 n.b.2 n.b.
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2 " 0,844 11,852 7,0 84 3 " 0,844 11,852 n.b. n.b.
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4 " 0,844 11,852 6,5 84 x1 " 0,849 11,782 6,75 - Durchschnit' 5 M-1,5
mm1 0,844 11,852 4,0 83 6 M-1,5 mm 0,844 11,852 3,5 83 x2 M-1,5 mm 0,844 11,852
3,75 - Durchschn@ Ergebnis beim Vergleich der durchschnittl. Werte x2 und x1 : Ersparnis
0,05 dl/10 km Gewinn 0,07 km/l CO-Wert um 56% reduziert 1Mit der erfindungsmässigen
Komposition, eingesprüht mit einem Düsendurchmesser von 2n.b. = nicht bestimmt
TABELLE
5 CO-, HC- und NOx-Beutelgehalte, gemessen während des CVS-Tests an Wagen 1 Test
KS1 ss2 WS3 Bemerkungen 1 CO, % 0,22 0,07 1860 Unbrauchbare Beutelprobe -zu hoher
Beuteldruck HC, ppm 1880 1140 1860 Falsche Vergasereinstellung NOx,ppm 135 100 n.b.x
2 CO, % 0,53 0,29 0,23 Vergaser nachgestellt HC, ppm 2000 1320 1360 NOx,ppm 112
48 130 3 CO, % 0,44 0,24 0,21 HC, ppm 1480 1000 1100 NOx,ppm 150 73 155 4 CO, %
0,56 0,25 0,22 HC, ppm 1560 650 960 NOx,ppm 130 57 170 xl CO, % 0,51 0,26 0,22 Durchschnittl.
Wert für Test 2-4 5 @ CO, % 0,32 0,16 0,13 M-1,5 mm@ HC, ppm 1900 960 1020 NOx,ppm
105 39 85 6 CO, % 0,60 0,11 0,17 M-1,5 mm HC, ppm 1840 860 1200 NOx,ppm 125 100
205 x2 CO, % 0,46 0,14 0,15 Durchschnittl. Wert für Test 5 und 6 1Kalter Start 2Stabilisierter
Start 3 3Warmer Start Mit der erfindungsmässigen Komposition, eingesprüht mit einem
Düsendurchmesser von 1,5 mm 5Ergebnis beim Vergleich der durchschnittl. Werte x2
und x1 : CO-Wert reduziert um etwa 10, 45 und 30% für KS, SS bzw. WS XNicht bestimmt
TABELLE
6 Gemessene Leistungswerte für Wagen 2 Test 1 2 Unterschied normaler M-1,5 mml)
2-1 Kraftstoff Motor- PS PS PS drehzahl U/min 2000 25,1 25,5 + 0,4 2250 28,4 28,6
+ 0,2 2500 31,6 32,6 + 1,0 2750 34,0 34,5 + 0,5 3000 36,9 37,7 + 0,8 3250 41,0 42,0
+ 1,0 3500 42,6 43,6 + 1,0 3750 45,3 45,8 + 0,5 4000 49,7 49,7 + 0 4250 51,7 52,1
+ 0,4 4500 51,3 50,9 - 0,4 4750 2) 53,3 52,4 - 0,9 5000 52,3 50,2 - 2,1 1) Mit der
erfindungsmässigen Komposition, Düsendurchmesser 1,5 mm 2) Entspricht dem Geschwindigkeitsbereich
etwa 125-140 km/h
TABELLE Gemessene Leistungswerte für Wagen 2
1 2, 3) Test 3 4 Unterschied M-1,5 mm4) 4 - 3 Motor- psx PSx PS drehzahl U/min 2000
26,5 26,9 + 0,4 2250 29,7 29,8 + 0,1 2500 31,2 31,7 + 0,5 2750 35,8 36,4 + 0,6 3000
40,4 40,6 + 0,2 3250 42,7 43,5 + 0,8 3500 45,6 46,0 + 0,4 3750 48,2 49,2 + 1,0 4000
52,2 52,6 + 0,4 4250 53,8 55,0 + 1,2 4500 54,0 56,1 + 2,1 4750 54,4 55,5 + 1,1 5000
54,4 54,4 + 0 x PS-Werte des Dynamometer-Luftwiderstands Ergebnis der Verwendung
der erfindungsmässigen Komposition: Geringfügige, jedoch merkbare Leistungssteigerung
bei allen gemessenen Drehzahlen, ausge-1 nommen 5000 U/min Messungen nach Reparatur
von Windgenerator und folgender Kalibrierung des Fahrgestelldynamometers 2Diese
Leistungen wurden gemessen, nachdem der Wagen 363 km unter Zugabe der erfindungsmässigen
Komposition gefahren war 3Vgl. Tabelle 6 4Mit der erfindungsmässigen Komposition,
Düsendurchmesser 1,5 mm
TABELLE 8 probenahme von Motorenöl von
Wagen 1 und 3 Wagen 1 ohne Wagen 1 mit Wagen 3 mit Zusatz der Zusatz der Zusatz
der erfindungs- erfindungs- erfindungsmässigen mässigen mässigen Komposition Komposition
Komposition Geprüftes Erzeugnis Wannenöl Wannenöl Wannenöl Fahrstrecke des Motors
77 707 km 77 935 km Probemenge 100 ml 100 ml Unlösliches Material, Gew.-% mit Koagulationsmittel
Gesamtmenge (n-Pentan) unlöslicher Stoffe 3,20 3,30 0,17 in Benzen unlösliche Stoffe
1,04 1,12 0,13 oxydierter Kraftstoff und/oder öl (Gummi und Harz) 2,16 2,08 0,04