DE2717761A1 - Anlage zum versorgen eines ottomotors mit einem haupttreibstoff und einem hilfsbrennstoff - Google Patents

Description

Licht Schmidt Hansmann & Herrmann Licht. Schmidt. Haremarm. Harrmann ■ Postfach 701205 - 8000 München Dipl.-Ing. Martin Licht

Dr. Reinhold Schmidt Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

Albert-RoBhaupter-Str. 65 8000 München 70

Telefon. (089)7603091 Telex: 5 212 284 pats d Telegramme: Upetli München

21. April 1977 ML/Hö

Richard R. Davison 303 Crescent Bryan, Texas 77801 V.St.A.

William B. Harris Route 3, Box 293A Bryan, Texas 77801 V.St.A.

Anlage zum Versorgen eines Ottomotors mit einem Haupttreibstoff und einem Hilfsbrennstoff

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Deutsche Bank München. Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010) Postscheck München Nr. 163397-802

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art«,

Der Haupttreibstoff, für den diese Anlage bestimmt ist, befindet sich bei Zimmertemperatur und atmosphärischem Druck in flüssigem Zustand und hat einen Siedepunkt, der bei atmosphärischem Druck unter 20k° liegt. Beispiele für einen solchen Haupttreibstoff sind Methylalkohol, Äthylalkohol usw. Diese Stoff eignen sich zum Betrieb eines in der üblichen Weise gespeisten Ottomotors, bei dem die Zündung des verdichteten Gemisches durch Funken erfolgt. Bei mindestens einem AusfUhrungsbeispiel dieser Erfindung gelangt jedoch ledigli-ch der Haupttreibstoff in flüssiger Form beim Anlassen des Motors zur Verwendung. Nach dem Anlassen läßt man den Motor solange weiterlaufen, bis der Haupttreibstoff verdampft und des Motor in Form des Dampfes zugeführt wird. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird die Zufuhr des flüssigen Treibstoffs zum Motor abgeschaltet und dieser nur noch mit dem Treibstoffdampf betrieben.

Zwar ist es seit langem bekannt, als Treibstoffe für Ottomotoren Alkohole zu verwenden«, Aber diese Verwendung ist niemals für den durchschnittlichen Kraftfahrzeughalter in der Praxis durchgeführt worden. Allerdings verwendet man seit langem bei Rennwagen Mischungen von Alkohol und Benzin, um die Leistung und den Betrieb zu verbessern«, Dabei ergeben sich aber Schwierigkeiten, weil sich das Kondensat von Wasserdampf in der Mischung löst und dann eine Trennung der Mischung des Alkohols mit dem Benzin verursachen kann, wodurch der Treibstoff unbrauchbar wird. Zahlreiche Versuche, Methylalkohol als Treibstoff zu verwenden, um die latente Verdampfungswärme des Alkohols als zusätzliche Kraftquelle auszunutzen, sind erfolglos geblieben.

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In der S.A.E. Veröffentlichung S.P.- 254 vom Juni 1964 mit dem Titel "A Survey of Alcohol as a Motor Fuel" von J.A. Bolts wird geltend gemacht, daß bei der Verwendung von Alkohol kein Vorteil erzielt wird, wenn die Verdampfungswärme des Alkohols noch vor Einführung in den Zylinder des Motors verwendet wird. Mithin lehnt diese Vorveröffentlichung die Verwendung von Alkohol als Motortreibstoff ab, weil dadurch kein Vorteil gegenüber Benzin erzielt wird und weil bis heute Alkohole als Treibstoff praktische Bedeutung nicht erlangt haben.

Heutzutage aber, da man sich um die Umweltverschmutzung Sorgen macht, liegt ein wirklicher Bedarf dafür vor, bessere und andere Formen von Motoren zu entwickeln, damit man auch weiterhin Benzin als Kraftstoff verwenden kann; doch ist keine Lösung aufgetaucht, ausgenommen LPG Brennstoffe, die eine Verbrennung mit höherer Reinheit ermöglichen. Tatsächlich hat man Alkohol als Treibstoff wegen der dabei auftretenden Schwierigkeiten abgelehnt, wie Wasser, Kaltstart usw.

Bei Verwendung von Methylalkohol als einzigem Treibstoff haben sich Schwierigkeiten mit dem Kaltstart ergeben. Auch ergibt sich eine ungleichmässige Verteilung des Brennstoffs, wenn Vergaser der gebräuchlichen Bauart verwendet werden. Bedient man sich aber besonderer Vergaser, dann entstehen daraus erhebliche Kosten bei der Umstellung auf den Betrieb des Motors mit Methylalkohol. Alle bekanntgewordenen Umstellungen auf die Verwendung von Methylalkohol statt Benzin als Treibstoff sind sehr umständlich und haben im allgemeinen dazu geführt, daß sich der Besitzer eines Kraftfahrzeugs endgültig entschließen muß, ob er sein Fahrzeug mit Benzin oder mit Methylalkohol betreiben will.

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Eine weitere Schwierigkeit bestand darin, eine preiswerte Steuerung des Vergasens solcher flüssigen Treibstoffe wie Methyl- oder Äthylalkohol, zu entwickeln. Alle hierfür bekanntgewordenen Anlagen sind sehr verwickelt und kostspielig.

Eine weitere Schwierigkeit hat sich daraus ergeben, daß Alkohole, insbesondere Methylalkohol, die für Kraftfahrzeugmotoren bisher verwendeten Dichtungen und Ventile angreift.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zum Versorgen eines Ottomotors mit einem Haupttreibstoff und einem Hilfsbrennstoff dienende Anlage zu entwickeln, die keine kostspieligen Änderungen an den vorhandenen Ottomotoren, insbesondere für Kraftfahrzeugantrieb, erfordert, wobei der Haupttreibstoff Methyl- oder Äthylalkohol sein soll.

Wie diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst ist, ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Die Anlage nach der Erfindung läßt sich an die vorhandenen, mit Benzin betriebenen Vergasermotoren anbauen, ohne dazu größere Änderungen des Vergasers und der Brennstofförderanlage zu erfordern. Man erhält dann für den Ottomotor eine TreibstoffVersorgungsanlage, die sich mit dem üblichen Benzin allein betreiben läßt, wenn nur dieses zur Verfügung steht, aber ohne weiteres mit Alkohol betreiben läßt, wenn man dies wünscht. Zur Umstellung braucht man nur einen Schalter umzulegen, was von Hand oder selbsttätig geschehen kann.

Bei Betrieb mit Alkohol wird dieser im wesentlichen vollständig verbrannt, so daß sich von Schadstoffen freie Abgase ergeben. Dafür eignet sich Alkohol besonders, weil

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seine Moleküle kleiner sind und weil bei seiner Verbrennung nur wenige Nebenprodukte entstehen können.

Diese Verbrennung verläuft fast ganz ohne Ruß und verlängert die Lebensdauer der Motorenteile.

Der Motor springt beim Starten leicht an und zeichnet sich trotz der Verwendung mehrerer Treibstoffe durch einen weichen Lauf aus. Dabei erfolgt das Starten in der üblichen Weise, ohne daß man dazu mehr zu tun hätte als den Starterschlüssel zu drehen.

Die verwendete Einrichtung zum Verdampfen des Alkohols ist preiswert und einfach und der Verdampfungsvorgang wird dabei genau gesteuert, ebenso wie stoßartige Druckanstiege in der Verdampferanlage.

Die bei der Anlage nach der Erfindung verwendeten Werkstoffe sind korrosionsfest und üben keine katalytische Wirkung aus, durch die etwa der Alkohol zu Kohlenstoff umgewandelt würde.

Einige bevorzugte Auufülirungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. In diesen zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Anlage nach der Erfindung, die an einen üblichen Vergasermotor angebaut ist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung zum Verdampfen des Alkohols,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Regler des Mischungsverhältnisses des Alkoholdampfes mit Verbrennungsluft,

Fig. k einen Querschnitt durch eine andere AusfUhrungsform der Verdampfungseinrichtung nach der Erfindung,

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Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Verdampfereinrichtung,

Fig. 6 eine Anlage nach der Erfindung, bei der sowohl als Haupttreibstoff wie auch als Hilfsbrennstoff Alkohol verwendet wird, und

Fig. 7 eine andere Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Windkessels im Querschnitt.

Der in Fig. 1 gezeigte Ottomotor 11 ist ein gewöhnlicher Vergasermotor, dessen Vergaser über eine Leitung 12 mit dem üblichen Vergaserbrennstoff gespeist wird. Dieser Motor kann nun statt mit dem üblichen Vergasermotor auch mit einem Haupttreibstoff gespeist werden. Dieser befindet sich in einem Vorratstank 13 der Anlage 10, an den eine Haupttreibstoffleitung ik angeschlossen ist. In dieser wird durch eine Treibstoffpumpe 15 ein bestimmter Druck aufrechterhalten. Diese Pumpe, deren Einlaß 31 mit dem Vorratstank 13 verbunden ist, hat einen Auslaß 32, von dem aus die Leitung lh zu einem Ventil 16 führt, das der Steuerung der dem Vorratstank 13 entnommenen und der Pumpe 15 zugeführten Treibstoffmenge dient. Stromab vom Ventil 16 sind an die Treibstoffleitung 14 zunächst ein Abscheider 17 und sodann durch eine Zweigleitung 33 ein Windkessel 18 angeschlossen. Stromab von diesem mündet die Treibstoffleitung lh am unteren Ende eines Dampfkessels 19) in welchem der Haupttreibstoff zum Sieden gebracht und verdampft wird. Der oben am Dampfkessel vorgesehene Dampfauslaß ist an eine Dampfleitung 20 angeschlossen, die zu einem Regler 21 und auf dem Wege dahin durch den Abscheider 17 führt. In diesem wird etwaiges Kondensat ausgeschieden und fließt zurück in die Leitung Der Regler 21 regelt die dem Vergasermotor 11 zugeführte Dampfmenge in Abhängigkeit von der Stärke des Luftstroms, den der Motor ansaugt. Somit bestimmt der Regler 21 das

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Mischungsverhältnis zwischen Luft und Haupttreibstoffdampf. Zu diesem Zweck ist der Regler 21 durch eine Saugleitung 22 mit einem Venturirohr 23 verbunden, durch das der Luftstrom hindurchfließt, der den Vergaser 2k des Motors 11 durchströmt. Dieser Vergaser wird mit dem Vergaserbrennstoff in der gebräuchlichen Weise durch eine Brennstoffleitung 25 gespeist, die zu einem üblichen Tank für den Vergaserbrennstoff führt. Dieser Tank ist auf der Zeichnung nicht gezeigt. In diese Brennstoffleitung 25 ist ein ferngesteuertes Absperrventil 26 eingeschaltet. Wie später näher erläutert werden wird, sperrt dieses den Zufluß des Vergaserbrennstoffs zum Vergaser 2k, solange der Motor 11 mit dem Haupttreibstoffdampf betrieben werden soll.

Die vom Kessel 19 gebildete Einrichtung zum Verdampfen des Haupttreibstoffs ist mit einem Meßwerk 27 versehen, das die Zustände in dem Kessel mißt und ein Steuersignal liefert, sobald diese Zustände die Verdampfung des Haupttreibstoffs im Kessel 19 gestatten. Bei dem einen Ausführungsbeispiel der Erfindung führt vom Meßwerk 27 eine Steuerleitung 28 zum Ventil l6 und eine Steuerleitung 29 zum Absperrventil 26. Durch diese Steuerung ist verhindert, daß beide Ventile gleichzeitig offen sind und die verschiedenen Treibstoffe hindurchfließen lassen.

Ferner ist an die Dampfleitung 20 zwischen dem Dampfkessel 19 und dem Regler 21 eine Leerlaufleitung angeschlossen, die in den Vergaser 24 grade soviel Alkoholdampf hineinfließen läßt, daß dadurch der Leerlauf des Motors aufrechterhalten wird.

Der Haupttreibstoff kann irgendein üblicher Brennstoff sein, der sich im Haupttreibstofftank 13

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speichern läßt, wie Methylalkohol, Äthylalkohol oder irgendein anderer Brennstoff, der bei Zimmertemperatur und bei atmosphärischem Druck flüssig ist und einen unter 400°F (204°C) liegenden Siedepunkt hat.

Die Pumpe 14 kann beliebiger Bauart sein. Sie darf jedoch chemisch durch den Haupttreibstoff nicht angegriffen werden. Der von der Pumpe gebildete Förderer hält am Pumpenauslaß 32 einen gleichbleibenden Druck aufrecht. Beläuft sich der höchstzulässige Auslaßüberdruck auf 0,56 Atü, dann fördert die Pumpe 15 den Haupttreibstoff durch den Auslaß 32 solange, bis ein Überdruck von 0,56 Atü erreicht ist, und dann hört die Pumpe 15 auf, weiter Treibstoff aus dem Tank zu fördern. Erst, wenn der Druck unter 0,56 Atü abfällt, beginnt die Pumpe wieder zu fördern.

Der Windkessel 18 ist mit seinem einen Ende an die Zweigleitung 33 der Hauptbrennstoffleitung angeschlossen und enthält in seinem anderen Ende 34 ein Kissen, das bei einem AusfUhrungsbeispiel von einer mit Gas gefüllten Blase 35 gebildet wird. Diese Blase wird zusammengedrückt und dehnt sich wieder aus, wenn starke Druckschwankungen in der Haupttreibstoffleitung 11 entstehen. Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Kissen am anderen Ende des Windkessels von einem mechanischen Dämpfungskolben 36 gebildet, auf den eine Feder 37 wirkt. Bei diesem Ausführungsbeispiel fließt bei einem starken Druckanstieg in der Leitung 14 der Haupttreibstoff durch die Zweigleitung 33 in den Windkessel 18 hinein und treibt den Kolben 36 aufwärts, der die Feder 37 zusammendrückt. Dadurch wird plötzlichen Drucksteigerungen in der Leitung 14 entgegengewirkt.

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Der Kolben 36 hat eine Dichtung 36a, welche den Treibstoff daran hindert, an dem Kolben 36 vorbeizuströmen.

Die Haupttreibstoffleitung 14 läßt den Haupttreibstoff in den Dampfkessel 19 fließen, in dessen beheiztem Verdampferraum 38 der Treibstoff verdampft wird. Der Beheizung dient ein Flammrohr 39, durch das die durch die Auspuffleitung kl zugeführten heißen Auspuffgase des Motors 11 fließen. Die Wandung kO des Flammrohres 39 ist gewellt und vermag daher mit ihrer großen Oberfläche die Wärme gut zu übertragen und den flüssigen Treibstoff sehr schnell zu verdampfen. Auch kann sich das Flammrohr 39 unter dem Einfluß der Erwärmung ausdehnen. Es wird vorzugsweise aus Kupfer oder rostfreiem Stahl hergestellt, weil Eisen durch katalytischen Einfluß auf Methylalkohol Kohle bilden würde, die den Kessel verstopfen könnte. Darum ist ein Werkstoff wie Kupfer und rostfreier Stahl für das Flammrohr 39 erforderlich.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 fließen also die Auspuffgase durch das Flammrohr 39, das die Wärme auf das Innere 38 des Dampfkessels überträgt und dort den Haupttreibotoff verdampft. Aus dem Inneren 38 des Kessels tritt also in die Hauptdampfleitung 20 nur der verdampfte Treibstoff ein. Mit dem Dampfkessel 19 ist das Meßwerk 27 verbunden, Fig. 1, das mit Fühlern 42A und 42B, Fig. 2, den im Inneren 38 des Dampfkessels herrschenden Zustand mißt. Die Fühler 42A und 42B können Druck oder Temperatur messen. Bei manchen Ausführungsbeispielen erfolgt die Messung der Temperatur durch beide Fühler oder nur durch den einen Fühler 42A. Bei einer anderen Ausführungsform messen die beiden Fühler 42A und 42B oder auch nur der Fühler 42B den Druck. Bei einer

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dritten Ausführungsform können der Temperaturfühler 42A und der Druckfühler 42B zusammen verwendet werden, um Temperatur und Druck im Dampfkessel 19 zu messen. Wie im einzelnen der Kessel beschaffen ist, liegt im Belieben des Konstruktionsingenieurs. Einige Eigenschaften sind aber für die Wirkung des Dampfkessels mit einer veränderlichen Verdampferfläche wichtig.

So ermöglicht der Kessel 19 z.B. die Einstellung des in ihm herrschenden Druckes dadurch, daß die der Heizwirkung des Flammrohres 39 ausgesetzte Haupttreibstoffmenge veränderlich ist, etwa durch Zunahme des Druckes, der den flüssigen Haupttreibstoff aus dem Dampfkessel heraus in den Windkessel 18 treibt. Wenn dies geschieht, verringert sich augenblicklich die Menge des verdampften flüssigen Treibstoffs und es verringert sich daher der gebildete Überdruck im Kessel. Bei hohem Leistungsbedarf und bei einem Druckabfall in der Dampfleitung 20 lassen der Windkessel 18 oder die Pumpe 15 oder beide im Zusammenwirken mit dem niedrigen Druck in der Dampfleitung 20 mehr Treibstoff in den Kessel 19 fließen. Dadurch wird eine größere Treibstoffmenge der Heizwirkung des Flammrohres ausgesetzt und sofort verdampft. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang, daß der Anschluß der Haupttreibstoffleitung lh an den Kessel 19 am tiefsten Punkt des Bereiches gelegen ist, in welchem das Flammrohr 39 den flüssigen Treibstoff erhitzt. Wenn das nicht der Fall wäre, dann könnte bei plötzlichem Druckanstieg der Dampfdruck den flüssigen Treibstoff nicht aus dem Kesselinneren 38 heraustreiben. Infolgedessen könnte ein Überdruck im Kessel entstehen, der solange währt, bis der gesamte in das Innere 38 des Kessels gelangte Brennstoff verdampft ist. Das Aufrechterhalten einer gleichbleibenden Wärme kann durch eine Wärmedämmung hj unterstützt werden. Dadurch wird auch verhindert, daß Temperaturänderungen in der

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Umgebung den Betrieb des Kessels 19 beeinflussen.

Bei anderen am besten in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung sind Zusatzbeheizungen am Kessel vorgesehen, die den Brennstoff erwärmen, wenn die Auspuffgase noch nicht warm genug sind. Diese Beheizungen können auch anstelle der Auspuffgase zum Verdampfen des Haupttreibstoffs verwendet werden. In Fig. 4 ist ein Alkoholkatalytofen 44 vorgesehen, der das Innere 38 des Dampfkessels umgibt und seinerseit mit einer wärmedämmenden Hülle 43 versehen ist.

In Fig. 5 ist ein Haupttreibstoffdampfkessel gezeigt, bei dem das Innere 38 des Kessels von einem elektrischen Heizkörper 45 umgeben ist, der seinerseits eine wärmedämmende Hülle 43 hat.

Der Regler 21 ist am besten in Fig. 3 gezeigt. Sein Gehäuse 46 ist unten an die Dampfleitung 20 angeschlossen und in zwei Kammern unterteilt. Die erste Kammer 47, in welche die Dampfleitung 20 mündet, hat einen höheren Druck als die zweite Kammer 48, in der ein Ventil 49 vorgesehen ist. Dieses steuert die Verbindung der beiden Kammern und verhindert, daß der Dampf aus der Kammer 47 in die Kammer 48 fließt, solange das Ventil 49 nicht durch ein Steuersignal geöffnet wird. Gewöhnlich ist dieses Ventil durch eine Feder 50 geschlossen. Zum Empfang des Steuersignals dient eine Membran 5I₉ die mit dem Ventil 49 verbunden ist. Wird diese Membran 51 herabgedrückt, dann öffnet sie das Ventil 49 entgegen der Kraft der Feder Das geschieht, wenn die über der Membran 51 befindliche Kammer des Gehäuses 47 durch eine Leitung 52 mit einem Druck beschickt wird, der höher als der Druck in der Kammer 48 ist. Die Leitung 52 steht unter dem Eingangsdruck der

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Venturidüse 23, während die Kammer 48 durch die Saugleitung 22 mit dem Vergaser 24 des Motors 11 verbunden ist und daher einen Druck enthält, der vom Leistungsbedarf des Motors abhängt. Mit steigendem Leistungsbedarf wird daher das Ventil 49 zunehmend geöffnet und läßt daher eine größere Dampfmenge hindurchfließen. Diese gelangt durch die Leitung 22 zum Vergaser 24 und mischt sich dort mit dem durch den Motor angesaugten Luftstrom. Je größer dieser Luftstrom ist, umso größer ist daher die beigemischte Dampfmenge. Der Regler 21 hält daher das Mischungsverhältnis der Luft zum Dampf aufrecht.

Die Leitung 22 enthält ein Ventil 6l. Dieses beeinflußt den Druck in der Kammer 48 und damit das Mischungsverhältnis, das bei wechselndem Bedarf durch das Ventil 49 gleichbleibend aufrechterhalten wird. Dieses Mischungsverhältnis muß z.B. geändert werden, wenn man vom Betrieb mit Methylalkohol auf den Betrieb mit Äthylalkohol oder mit anderen Brennstoffen übergeht. In diesem Falle genügt daher zur Umstellung eine einfache Verstellung des Ventils 6l. Von der Dampfleitung 20 zweigt an einer dicht stromauf vor dem Regler 21 vorgesehenen Stelle die Leitung 30 ab, die zum Vergaser 24 führt und diesem ständig eine geringe Dampfmenge liefert, die dazu ausreicht, den Leerlauf des Motors 11 aufrecht zu erhalten. Diese geringe Dampfmenge läßt sich durch ein in die Leitung 30 eingeschaltetes Ventil 53 einstellen.

Der Motor 11 wird beim Anlassen mit dem Hilfsbrennstoff gestartet, bei dem es sich um gewöhnliches Benzin handeln kann. Der Motor läuft dann zunächst mit Benzin weiter, wobei seine Abgase über den AuslaßkrUmmer 54 und die Auspuffleitung 41 dem Flammrohr 39 des Dampfkessels zugeführt werden. Beim Anlassen des Motors reicht

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die Abwärme zunächst noch nicht zum Verdampfen des Haupttreibstoffs aus. Deshalb läuft zunächst der Motor 11 solange weiter mit Benzin, bis das Flammrohr 39 die zum Verdampfen des Haupttreibstoffs erforderliche Temperatur erreicht hat. Dann schließt das Meßwerk 27 über die Steuerleitung 29 das Ventil 26 und öffnet über die Steuerleitung 28 das Ventil 16, Da aber ein Vergaser im allgemeinen mit einem Schwimmergehäuse versehen ist, das nach dem Absperren der Brennstoffleitung noch Brennstoff enthält, muß dieses erst verbraucht sein, bevor der Motor 11 mit dem Haupttreibstoff betrieben werden kann. Würden die beiden Treibstoffe zusammen zugeführt werden, dann würde der Motor überflutet werden.

Aus diesem Grunde kann das Meßwerk 27 mit einer Zeitschaltung versehen werden, die das Öffnen des Ventils l6 nach dem Schließen des Ventils 26 solange verzögert, bis das Benzin auch im Schwimmergehäuse des Vergasers verbraucht ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das Meßwerk 27 sowohl die Temperatur als auch den Druck mißt, kann das Meßwerk mit nicht näher dargestellten Schaltern versehen sein, die das Ventil 26 erst dann schließen, wenn die im Kessel 19 herrschende Temperatur zum Verdampfen des Haupttreibstoffs genügend gestiegen ist. Diese Schalter halten dann das Ventil 26 solange geschlossen, bis der Druck im Dampfkessel hinreichend gesunken ist. Erst dann wird das Ventil 26 wieder geöffnet und der Zufluß des Haupttreibstoffs abgesperrt. Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel hat es sich als erwünscht herausgestellt, den Temperaturfühler *»2A ungefähr an die Stelle zu verlegen, an welcher der flüssige Haupttreibstoff in den Dampfkessel eintritt, weil das

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Flammrohr 39 die Verdampfungstemperatur erreicht hat, bevor das Ventil 26 geschlossen wird. Der Temperaturfühler 42A zeigt dann besser die im Kessel herrschenden Zustände an, die für den Betrieb mit dem Haupttreibstoff ausreichen. Verlegt man den Druckfühler 42B ungefähr an die Stelle, an der der Haupttreibstoffdampf aus dem Kessel austritt, dann wird besser das Erreichen eines ausreichenden Dampfdruckes am Kessel 19 angezeigt. Die beiden Fühler 42A und 42B können mit Schaltstromkreisen versehen werden, so daß sie das Umschalten vom Betrieb mit dem Vergaserbrennstoff auf den Betrieb mit dem Haupttreibstoff und die Umschaltung zurück zum Betrieb mit Vergaserbrennstoff voll selbsttätig durchführen, ohne daß man das beim Führen des Kraftfahrzeugs bemerkt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann ein nicht näher dargestellter Schalter derart am Vergaser 2k angebaut werden, daß er durch das Schwimmerventil geschaltet wird. Dieser Schalter veranlaßt dann das Meßwerk 27, das Ventil 16 über eine Steuerleitung 55 zu öffnen, sobald das Schwimmergehäuse leergelaufen ist.

In Verbindung mit dem Öffnen des Ventils 16 können zusätzlich vorgesehene Ventile 56 und 57 gleichzeitig derart geschaltet werden, daß über das Ventil die Leitung 30 geöffnet und gleichzeitig das Ventil 56 geschlossen wird. Dieses Ventil 56 ist ein Ventil, das im geschlossenen Zustand den Vergaser in der üblichen Weise Luft ansaugen läßt, aber im offenen Zustand den Saugdruck zusammenfallen läßt, indem er Außenluft dem Vergaser zuführt, so daß sich in der Kammer 48 des Reglers 21 kein Unterdruck bilden kann. Dadurch wird das Ventil 49 geschlossen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 6 wird auch als Hilfsbrennstoff zum Anlassen des Motors 11 der Haupttreibstoff aus dem Tank 13 verwendet,

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Für diese Anlage eignet sich nur ein Motor 11, der mit einer Brennstoffeinspritzvorrichtung 58 versehen ist. Diese Brennstoffeinspritzvorrichtung dient zum Anlassen des Motors und zu dessen Betrieb, bis der Kessel 19 hinreichend heiß geworden ist, um den Haupttreibstoff zu verdampfen. Dann wird ein Ventil 59 geschlossen und dadurch die Brennstoffeinspritzvorrichtung abgeschaltete Der Motor läuft dann mit dem Haupttreibstoffdampf weiter. Solange der Motor 11 mit dem flüssigen Treibstoff betrieben wird, wird die eingespritzte Brennstoffmenge durch ein Ventil 60 gesteuert, dessen Einstellung in Abhängigkeit vom Vakuum im Vergaser 2h erfolgt, der mit dem Ventil 60 verbunden ist. Auf diese Weise wird das Luft-Brennstoff-Gemisch bestimmt, das den Zylindern zugeführt wird. Bei sämtlichen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Absperrventil 62 vorgesehen sein, das im Bedarfsfall die Dampfleitung versperrt.

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Claims (31)

1. Patentansprüche

   1 j Anlage zum Versorgen eines Ottomotors mit einem Haupttreibstoff und einem Hilfsbrennstoff, wobei für den Haupttreibstoff ein Tank und von diesem ausgehend eine Förderleitung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (lh) zu einer beheizten Einrichtung (19) zum Verdampfen des Haupttreibstoffs führt, die mit einem die Zufuhr des Dampfes je nach Leistungsbedarf des Motors (ll) einstellenden Regler (21) und mit einem auf die Betriebsbedingungen der Anlage (lO) ansprechenden Meßwerk (27) versehen ist, das bei Erreichen der für den Betrieb mit dem Haupttreibstoff genügenden Betriebsbedingungen den Motor (il) von der Zufuhr des Hilfsbrennstoffs abschaltet und an die Verdampfereinrichtung (19) für den Haupttreibstoff anschließt.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfereinrichtung (19) mit einer Heizung (39, 45) versehen ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Haupttreibstoffleitung (lh) ein Windkessel (l8) angeschlossen ist, der plötzliche Drucksteigerungen abfängt.
4. h. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verdampfereinrichtung (19) sich ein Druck einstellt, der von der ihr zugeführten und durch Erwärmung verdampften Haupttreibstoffmenge abhängt.
5. 5. Anlage nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupttreibstoffleitung (14) an die unterste, im Wirkungsbereich der Heizung (39) liegende Stelle der Verdampfereinrichtung (19) angeschlossen ist.

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6. 6. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfereinrichtung (19) mit einer zusätzlichen Beheizung (45) versehen ist, die den Treibstoff bereits dann verdampft, wenn die eigentliche Heizung (39) ihre Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat.
7. 7o Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beheizung von einer elektrischen Heizung gebildet wird.
8. 8. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beheizung von einem Katalytofen (44) gebildet wird.
9. 9. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung der Verdampfereinrichtung (l9) durch Abwärme des Ottomotors (il) erfolgt.
10. 10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung durch die Abgase des Ottomotors (ll) erfolgt.
11. 11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Beheizung (45) abgeschaltet wird, wenn die Abgase des Ottomotors (ll) die Verdampfereinrichtung (19) ausreichend beheizen.
12. 12. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Windkessel (18) mit seinem einen Ende an die Haupttreibstoffleitung (l4) angeschlossen ist und an seinem anderen Ende ein Kissen enthält, das durch plötzliche Drucksteigerungen in der Haupttreibstoffleitung (14) zusammendrückbar ist.
13. 13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen ein Luftkissen ist.
14. 14. Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftkissen von einer gasgefüllten Blase (35) gebildet wird, die sich bei plötzlichen Drucksteigerungen in der Haupttreibstoff leitung (l*t) zusammenzieht und ausdehnt«
15. 15· Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen von einem Dämpfungskolben (36) gebildet wird.
16. 16. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (27), das auf die Betriebsbedingungen anspricht, zwei Ventile steuert, deren erstes (l6) in die Haupttreibstoff leitung (i4) zwischen dem Haupttreibstoff tank (13) und dem Gaseinlaß des Motors (ll) eingeschaltet ist, und deren zweites (26) in die Leitung (12) zwischen dem Tank des Hilfsbrennstoffs und dem Vergaser (24) des Motors (ll) eingeschaltet ist.
17. 17. Anlage nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (27) mit der Verdampfereinrichtung (19) verbunden ist, um deren Betriebszustand abzufühlen, und die beiden Ventile (i6, 26) in einer Weise steuert, bei der ein gleichzeitiges Öffnen beider Ventile und somit das Speisen des Ottomotors (ll) gleichzeitig mit beiden Treibstoffen verhindert ist.
18. 18. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk die Temperatur mißt und die beiden Ventile (16 und 26) in Abhängigkeit von der Temperatur der Verdampfungseinrichtung (19) steuert.
19. 19. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (27) auf den Druck in der Verdampfungseinrichtung (19) anspricht und die beiden Ventile (l6,26) in Abhängigkeit von dem in der Verdampfungseinrichtung (19) herrschenden Druck steuert.
20. 20. Anlage nach Anspruch 17j dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerk (27) sowohl auf Temperatur als auch auf den Druck in der Verdampfungseinrichtung (19) anspricht und daher die beiden Ventile (i6, 26) in Abhängigkeit von Temperatur und Druck in der Verdampfungseinrichtung (19) steuert.
21. 21. Anlage nach Anspruch 16 gekennzeichnet durch ein weiteres, zum Öffnen und Schließen des vom Dampf durchströmten Teils der Anlage dienendes Ventil (21), das zwischen dem Ottomotor (ll) und der Verdampfungseinrichtung (19) eingeschaltet und durch das Schwimmerventil des Vergasers (24) des Ottomotors in Abhängigkeit von der im Schwimmergehäuse des Vergasers (24) befindlichen Hilfsbrennstoffmenge gesteuert ist.
22. 22. Anlage nach Anspruch 3 gekennzeichnet durch einen Abscheider (17), der zwischen der Verdampfereinrichtung (19) und dem Regler (21) eingeschaltet ist, um von dem Treibstoffdampf flüssigen Haupttreibstoff zu trennen und diesen dem vom flüssigen Haupttreibstoff durchströmten Teil (13, 14) der Anlage wieder zuzuführen.
23. 23. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (21) erstens ein Gehäuse (46) aufweist, das in Kammern (47, 48) unterteilt und an den vom Haupttreibstoff durchflossenden Teil der Anlage angeschlossen ist und zweitens ein zwischen diesen Kammern angeordnetes Ventil (49) aufweist, das den Strom des Dampfes von der einen zur anderen Kammer in Abhängigkeit von einem Saugdruck steuert, der durch den Brennstoffbedarf des Ottomotors (ii) erzeugt wird,
24. 24. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupttreibstoffleitung (l4) mit einem Förderer (15) versehen ist, der in dieser Leitung einen bestimmten Auslaßhöchstdruck aufrechterhält.

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25. 25. Anlage nach Anspruch 2k_t dadurch gekennzeichnet, daß der Haupttreibstofförderer (l5) nach Erreichen des Auslaßhöchstdruckes zu fördern aufhört.
26. 26. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsbrennstoff Benzin und der Haupttreibstoff ein Alkohol oder eine Mischung von Alkoholen ist.
27. 27. Anlage nach Anspruch i bei welcher der Haupttreibstoff und der Hilfsbrennstoff Alkohol sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Haupttreibstoffleitung (l4) eine an den Ottomotor (ll) angebrachte Brennstoffeinspritzvorrichtung (58) verbunden ist und daß eine den Betriebszustand der Anlage abfühlende Einrichtung die Versorgung der Brennstoffeinspritzvorrichtung mit dem flüssigen Haupttreibstoff abschaltet und die Zufuhr des verdampften Haupttreibstoffs einschaltet, wenn der abgefühlte Betriebszustand den Bedingungen zum Betrieb des Ottomotors mit dem Treibstoffdampf entspricht.
28. 28. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen der Einspritzvorrichtung (58) und der Haupttreibstoffleitung (lh) eingeschaltetes Ventil (59) an eine von dem Ansaugluftstrom des Ottomotors (ll) abhängige Steuerung (60) angeschlossen ist, die die Einspritzmenge in solcher Abhängigkeit von der Menge der angesaugten Luft steuert, daß sich das richtige Mischungsverhältnis einstellt.
29. 29. Anlage nach Anspruch 3, daduroh gekennzeichnet, daß die Einrichtung (19) zum Verdampfen des Haupttreibstoffe aus einem Werkstoff besteht, der sich gegenüber dem Haupttreibstoff chemisch oder katalytisch neutral verhält.

    7098U/OÖ40
30. 30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff rostfreier Stahl ist.
31. 31. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff Kupfer ist.

    7098U/0940