DE2804562A1 - Internal combustion engine with reduced nitrogen oxide emission - having catalytic coating on wall of combustion chamber - Google Patents
Internal combustion engine with reduced nitrogen oxide emission - having catalytic coating on wall of combustion chamberInfo
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Abstract
Description
AKTIENGESELLSCHAFT 5180 WolfsburgAKTIENGESELLSCHAFT 5180 Wolfsburg
Unsere Zeichen: K 2478
1702pt-we-jäOur reference: K 2478
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Mehrzylindrige BrennkraftmaschineMulti-cylinder internal combustion engine
Die Erfindung bezieht sich auf eine mehrzylindrige Brennkraftmaschine mit einem jedem Zylinder zugeordneten Brennraum, in dem ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff gezündet und verbrannt wird.The invention relates to a multi-cylinder internal combustion engine with a combustion chamber assigned to each cylinder, in which a mixture of air and fuel is ignited and burned will.
Bei der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches in den Brennräumen von Brennkraftmaschinen entstehen bekanntlich die Umwelt belastende Schadstoffe, wie vor allem Kohlenmonoxyd, Kohlenwasserstoffe und Stickoxyde. Bei der Beseitigung oder Verringerung dieser Schadstoffe sind verschiedene Maßnahmen bekannt, die entweder auf den Verbrennungsvorgang selbst im Sinne einer verringerten Entstehung dieser Stoffe einwirken oder die durch nachträgliche Behandlung der aus den Brennräumen abgeführten Abgase die bereits entstandenen Schadstoffe in unschädliche Stoffe umzuwandeln versuchen.When a fuel-air mixture is burned in the combustion chambers of internal combustion engines, the Pollutants harmful to the environment, such as carbon monoxide in particular, Hydrocarbons and nitrogen oxides. Various measures are taken in eliminating or reducing these pollutants known that either act on the combustion process itself in the sense of a reduced formation of these substances or the pollutants that have already arisen through subsequent treatment of the exhaust gases discharged from the combustion chambers Try to convert them into harmless substances.
Besondere Schwierigkeiten bereitet dabei die Beseitigung oder Verhinderung der Stickoxyde (N0v), und dies insbesondere beiThe elimination or prevention of nitrogen oxides (N0 v ) presents particular difficulties, and this is particularly the case with
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des Aufsichtsrals: Günter Hartwich · Horst Münzner · Dr. rer.pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rer. pol. Friedrich Thomeeof the Supervisory Board: Günter Hartwich Horst Münzner Dr. rer.pol. Werner P. Schmidt Gottlieb M. Strobl · Prof. Dr. rer. pole. Friedrich Thomee
solchen Brennkraftmaschinen, die, wie beispielsweise die luftverdichtenden, selbstsündenden Dieselmotoren, mit relativ kraftstoffarmen beziehungsweise luft- und sauerstoffreichen Gemischen betrieben -.-,'erden. Eine ansich bekannte nachträgliche Beseitigung der Stiokozyde ist nämlich mit Hilfe von Katalysatoren nur bei reduzierender Atmosphäre, das heißt bei Sauerstoff- beziehungsweise Luftmangel, möglich. Eine andere bekannte Methode zur Verringerung der Stickoxydbildung durch Rückführung eines Teils der Abgase in die Brennräume kann zwar benutzt werden; jedoch bringt sie besonders bei Dieselmotoren andere Nachteile, wie Leistungseinbußen sowie erhöhte Rußbildung und dergleichen mit sich. such internal combustion engines, such as the air-compressing, self-polluting diesel engines, with relatively low fuel consumption or air and oxygen-rich mixtures operated -.-, 'earth. A known subsequent elimination the stiococyte is namely only with the help of catalysts reducing atmosphere, i.e. if there is a lack of oxygen or air. Another known method of reducing the formation of nitrogen oxide by returning part of the exhaust gases to the combustion chambers can be used; however brings they have other disadvantages, particularly in the case of diesel engines, such as reduced performance and increased soot formation and the like.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, bei Brennkraftmaschinen der eingangs genannten Art, insbesondere bei mit relativ mageren Kraftstoff-Luft-Gemischen betriebenen Brennkraftmaschinen, die Stickoxydbildung wirksam und ohne Inkaufnahme größerer Nachteile zu verringern.The object on which the invention is based is therefore, in internal combustion engines of the type mentioned at the outset, in particular in internal combustion engines operated with relatively lean fuel-air mixtures, nitrogen oxide formation is effective and without acceptance to reduce major disadvantages.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß die Brennraumwände wenigstens in den Bereichen, in denen das Gemisch aus Luft und Kraftstoff relativ fett ist (/\_ ü 1), eine Beschichtung mit einem die bei der Verbrennung entstehenden Stickoxyde reduzierenden, katalytischen Material aufweisen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß auch bei insgesamt mager betriebenen Brennkraftmaschinen bestimmte Bereiche im Brennraum eine redi'.zierende, das heißt luftarme oder kraftstoff reiche, Atmosphäre besitzen und daß bei Vorhandensein von katalytisch im Sinne einer Reduzierung der Stickoxyde wirksamen Stoffen die Bildung der Stickoxyde an ihrer Entstehungsstelle unterbunden,beziehungsweise die bereits entstandenen Stickoxyde beseitigt werden können. Zweckmäßigerweise kann dabei das die Beschichtung bildende katalytische Material aus einem oder mehreren Edelmetallen, wie Platin oder Rodium, bestehen, die als Katalysatoren zur Reduzierung von Stiakoxyden in luftarmer Atmosphäre bekannt s:\nd. Bei l^aftverdick>r:iien, selbstzündenden Brennkraftmaschin«: :it ϊ;:-3,ΐζζ vOffeinspriisang sollen äji-ig^sns die imThe solution to this problem is, according to the invention, that the combustion chamber walls, at least in the areas in which the mixture of air and fuel is relatively rich (/ \ _ ü 1), a coating with a catalytic which reduces the nitrogen oxides produced during combustion Have material. The invention is based on the knowledge that, even in the case of internal combustion engines that are operated lean overall, certain areas in the combustion chamber have a reducing, that is to say low-air or fuel-rich, atmosphere and that, in the presence of catalytically active substances in terms of reducing nitrogen oxides, the The formation of nitrogen oxides is prevented at their point of origin, or the nitrogen oxides that have already formed can be eliminated. The catalytic material forming the coating can expediently consist of one or more noble metals, such as platinum or rodium, which are known as catalysts for the reduction of acid oxides in a low-air atmosphere. In the case of long-term thickening, self-igniting internal combustion engine:: it ϊ;: - 3, ΐζζ vOffeinspriisang should äji-ig ^ sns the im
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Bereich des Kraftstoffeinspritzstahls liegenden Zonen der Brennraumwände mit dieser katalytischen Beschichtung versehen sein, da dort mit Sicherheit auch bei solchen Brennkraftmaschinen, die mit hohem Luftüberschuß "betrieben werden, örtlich begrenzt kraftstoffreiche beziehungsweise luftarme Gebiete vorhanden sind, in denen eine Reduzierung der Stickoxyde durch Katalysatoren möglich ist.Zones of the combustion chamber walls lying in the area of the fuel injection steel be provided with this catalytic coating, because there certainly also in those internal combustion engines that are operated with a high excess of air, locally limited fuel-rich or areas with little air exist in which a reduction of nitrogen oxides by means of catalysts is possible is.
Ein weiterer Torschlag der Erfindung geht dahin, die Brennraumwände mit einem keramischen Material auszukleiden, das in den die katalytische Beschichtung aufweisenden Brennraumwandpartien als Träger für diese Beschichtung dient. Durch die von der Erfindung vorgeschlagene keramische Auskleidung der Brennraumwände wird nicht nur ein vorteilhafter Träger für die katalytische, stickoxydreduzierende Beschichtung bereitgestellt, sondern es wird auch erreicht, daß die Wärmeabfuhr aus dem gesamten Brennraum beschränkt wird. Dies hat insbesondere bei Dieselmotoren eine gute und gleichmäßige Zündung auch bei niedrigen Drehzahlen und Lasten zur Folge. Weiter ergibt sich durch diese Maßnahme vor allem wieder bei Dieselmotoren ein Abbau der Zündverzüge und somit des Verbrennungsgeräusches, sowie eine Verlagerung des Einspritzzeitpunktes in Richtung spät, wodurch ein Abbau des Verbrennungsspitζendruckes, eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und schließlich auch eine Verringerung der Stickoxydbildung überhaupt möglich wird. Zweckmäßigerweise soll die keramische Auskleidung aus einem Zirkonium oder eine Zrrkoniumverbindung enthaltenden Material bestehen. Da für die Wirksamkeit eines Katalysators vor allem die Größe seiner den reagierenden Stoffen ausgesetzten Oberfläche entscheidend ist, wird zum Zwecke der Vergrößerung der katalytisch beschichteten Oberfläche vorgeschlagen, daß die keramische Auskleidung, die ja als Träger für die katalytische Beschichtung dienen soll, aus einem Material mit einer in der MikroStruktur großen Oberfläche besteht. Ein Beispiel für ein derartiges Material ist Y -Aluminiumoxyd.Another goal of the invention is the combustion chamber walls to line with a ceramic material, which is in the combustion chamber wall parts having the catalytic coating serves as a carrier for this coating. Due to the ceramic lining of the combustion chamber walls proposed by the invention Not only is an advantageous carrier provided for the catalytic, nitrogen oxide-reducing coating, but it is it is also achieved that the heat dissipation from the entire combustion chamber is limited. This is particularly the case with diesel engines result in good and even ignition even at low speeds and loads. Further results from this measure Especially in the case of diesel engines, a reduction in the ignition delays and thus the combustion noise, as well as a shift of the injection point in the late direction, which results in a reduction in the combustion peak pressure, an improvement in the Fuel consumption and ultimately a reduction in nitrogen oxide formation becomes possible at all. Appropriately the ceramic lining should consist of a material containing zirconium or a zirconium compound. There For the effectiveness of a catalyst, the size of its surface exposed to the reacting substances is decisive is, for the purpose of increasing the catalytically coated surface, it is proposed that the ceramic lining, the yes to serve as a carrier for the catalytic coating, made of a material with a large microstructure Surface. An example of such a material is Y-alumina.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in teils schematischar Darstellungsweise gezeigt, die im folgenden näher beschrieben werden. Die Zeichnung zeigt inIn the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown in a partly schematic manner of representation, the following are described in more detail. The drawing shows in
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen von einer Wirbelkammer gebildeten Brennraum einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine undFigure 1 is a longitudinal section through a combustion chamber formed by a vortex chamber of an air-compressing, self-igniting internal combustion engine and
Figur 2 einen Schnitt durch eine den Brennraum enthaltenden f Kolben einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine.Figure 2 shows a section through a piston containing the combustion chamber f of an air-compressing, self-igniting internal combustion engine.
In der Figur 1 der Zeichnung ist mit 1 ein Zylinder, mit 2 ein Kolben und mit 3 ein Zylinderkopf einer luftverdichtenden, selbstzündenden Brennkraftmaschine (Dieselmotor) bezeichnet, deren Brennkammer im wesentlichen durch eine im Zylinderkopf angeordnete Wirbelkammer 7 gebildet wird, die über einen im wesentlichen tangential in die Wirbelkammer einmündenden Schußkanal 8 mit dem zwischen dem Kolben 2 und dem Zylinderkopf 3 verbleibenden, im wesentlichen durch eine Kolbenmulde 9 gebildeten Zylinderbrennraum 10 verbunden ist. Die Wirbelkammer 7 wird durch einen in den Zylinderkopf 3 eingesetzten, zweiteiligen Einsatz 4a> 4b gebildet, der aus Metall besteht und als Träger für eine keramische Auskleidung 5a·, 5b dient. Diese keramische Auskleidung, die die Wirbelkammer 7 weitgehend gegen Wärmeverluste an die Wände des umgebenden Zylinderkopfs 3 schützt, ist wiederum Träger einer katalytisch wirksamen Beschichtung 6, die in dem hier gezeigten Beispiel an der gesamten Oberfläche der Wirbelkammer 7 und des Schußkanals 8 angebracht ist. Diese Beschichtung besteht dabei aus einem ansich bekannten, zur Reduzierung von Stickoxyden in sauerstoffarmer Atmosphäre!i ^ i]geeigneten katalytischen Material, wie insbesondere aus Edelmetallen» wie Platin oder Rhodium.In FIG. 1 of the drawing, 1 is a cylinder, 2 is a piston and 3 is a cylinder head of an air-compressing, self-igniting Internal combustion engine (diesel engine) referred to, the combustion chamber of which is essentially arranged in the cylinder head Vortex chamber 7 is formed, which via a firing channel 8 which opens essentially tangentially into the vortex chamber the cylinder combustion chamber which remains between the piston 2 and the cylinder head 3 and is essentially formed by a piston recess 9 10 is connected. The swirl chamber 7 is inserted into the cylinder head 3 by a two-part insert 4a> 4b formed, which consists of metal and as a carrier for a ceramic Lining 5a ·, 5b is used. This ceramic lining that the swirl chamber 7 largely protects against heat loss to the walls of the surrounding cylinder head 3, is in turn a carrier catalytically active coating 6, which in the example shown here on the entire surface of the vortex chamber 7 and the weft channel 8 is attached. This coating consists of a known per se, to reduce Nitrogen oxides in a low-oxygen atmosphere! I ^ i] suitable catalytic Material, in particular made of precious metals such as platinum or rhodium.
Mit 11 ist in der Figur 1 eine in der Wand des Wirbelkammereinsatzes angeordnete Öffnung für einen Glühstift angedeutet, der beim Kaltstart des Dieselmotors ein für die Selbstzündung ausreichendes Temperaturniveau bereitsteilt. 12 bezeichnet eineWith 11 in Figure 1 is one in the wall of the vortex chamber insert arranged opening for a glow plug indicated, which is sufficient for self-ignition when the diesel engine is cold started Temperature level ready. 12 denotes a
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zweite Öffnung, durch die eine hier nieht weiter gezeigte Einspritzdüse in die Wirbelkammer 7 hineinragt. Diese Einspritzdüse liefert den zur Verbrennung in der Brennkraftmaschine benötigten Kraftstoff, der etwa in der Hähe des oberen Verdichtungstotpunktes in die Wirbelkammer eingespritzt und dort gezündet wird.second opening through which an injection nozzle not further shown here protrudes into the swirl chamber 7. This injection nozzle supplies what is required for combustion in the internal combustion engine Fuel that is roughly at the top of the compression dead center is injected into the swirl chamber and ignited there.
Die Einspritzung des Kraftstoffes in die Wirbelkammer 1 bewirkt nun, daß zumindest in den von dem Kraftstoffstrahl getroffenen Wandbereichen der Wirbelkammer eine Zone mit relativem KraftstoffÜberschuß beziehungsweise Luft- oder Sauerstoffmangel entsteht. In dieser Zone können aber die an der Wand der Wirbelkammer angebrachten katalytischen Materialien im Sinne einer Reduzierung der bei der Verbrennung entstehenden Stickoxyde wirksam werden, indem sie entweder die Entstehung der Stickoxyde verhindern oder aber bereits entstandene Stickoxyde wieder reduzieren. Da eine Reduzierung der Stickoxyde bei der hier gezeigten Dieselbrennkraftmaschine im wesentlichen nur in den Bereichen der Wirbelkammer stattfinden wird, die der Einspritzdüse gegenüberliegen, könnte daran gedacht werden, die katalytische Beschichtung bevorzugt oder überhaupt nur in diesem Bereich vorzunehmen. Bei der in der Figur 1 gezeigten Ausführung würde dies derjenigsWandbereich der Wirbelkammer sein, der in Richtung der durch den Pfeil angedeuteten Luftströmung im letzten Abschnitt vor der Mündung des Schußkanals 8 liegt. Hier ist in dem Ausführungsbeispiel auch eine Verdickung der katalytischen Beschichtung 6 vorgesehen.The injection of the fuel into the swirl chamber 1 now has the effect that at least in the wall areas of the swirl chamber hit by the fuel jet, a zone with a relative fuel excess or a lack of air or oxygen is created. In this zone, however, the catalytic materials attached to the wall of the swirl chamber can be effective in terms of reducing the nitrogen oxides produced during combustion by either preventing the formation of nitrogen oxides or reducing nitrogen oxides that have already formed. Since a reduction in nitrogen oxides in the diesel internal combustion engine shown here will essentially only take place in the areas of the swirl chamber that are opposite the injection nozzle, it could be thought of preferring to carry out the catalytic coating or only in this area at all. In the embodiment shown in FIG. 1, this would be that wall area of the vortex chamber which lies in the direction of the air flow indicated by the arrow in the last section before the mouth of the firing channel 8. A thickening of the catalytic coating 6 is also provided here in the exemplary embodiment.
In der ^igur 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines sogenannten Direkteinspritzer-Dieselmotors gezeigt. Hier wird der Brennraum 21 im wesentlichen in einer Ausnehmung des Kolbens 20 gebildet, der in seinem Boden einen metallischen Einsatz 22 mit einer die Kontur des Brennraums bildenden keramischen Auskleidung 23 enthält. Diese keramische Auskleidung 23 dient wiederum als Träger für eine katalytische Beschichtung 24, die die Bildung von Stickoxyden bei der Verbrennung verhindern soll. Mit der strichpmiktierten Linie 25In Figure 2 is another embodiment of the invention shown on the basis of a so-called direct injection diesel engine. Here, the combustion chamber 21 is essentially in one Recess of the piston 20 is formed, the bottom of which has a metallic insert 22 with a contour of the combustion chamber forming ceramic lining 23 contains. This ceramic Liner 23 in turn serves as a support for a catalytic Coating 24, which is intended to prevent the formation of nitrogen oxides during combustion. With the dashed line 25
ist die Richtung des in den Brennraum 21 eindringenden Kraftstoff einspritzstrahls angedeutet. Vie schon zuvor ergibt sich auch bei dieser Ausführung an den von dem Kraftstoffeinspritzstrahl getroffenen Wandpartien des Brennraums 21 eine Zone mit relativem Luftmangel, so daß zumindest dort eine Reduktion der bei der Verbrennung entstehenden Stickoxyde durch ansich bekannte katalytische Stoffe möglich ist.is the direction of the fuel entering the combustion chamber 21 injection jet indicated. In this embodiment, too, something already happened before that from the fuel injection jet hit wall parts of the combustion chamber 21 a zone with a relative lack of air, so that at least there a reduction in Nitrogen oxides formed during combustion are possible due to catalytic substances known per se.
Die Auskleidung der Brennraumwände mit keramischen Materialien dient, wie oben bereits erwähnt wurde, der Begrenzung der Wärmeabfuhr aus dem Brennraum an die umgebenden Wände. Hier könnten vor allem.Materialien, die Zirkon oder dessen Verbindungen enthalten, verwendet werden, die eine besonders niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzen. Als Folge der verringerten Wärmeverluste aus den derart isolierten Brennräumen ergibt sich vor allem bei Dieselmotoren ein Abbau der Zündverzüge bei niedrigen Drehzahlen und Lasten, so daß das dadurch bedingte harte Verbrennungsgeräusch im Leerlauf (Nageln) wesentlich abgebaut werden kann. Ein weiterer Vorteil der Brennraumisolierung besteht darin, den Einspritzzeitpunkt in Richtung spät zu verlegen, und zwar ohne den Verbrennungsablauf zu stören, so daß auf diese Weise der Spitzendruck während der Verbrennung abgebaut, das Verbrennungsgeräusch gemildert, bei Wirbelkammermaschinen die Schwarzrauchbildung verringert und schließlich auch der Verbrauch verbessert werden kann. Zusammen mit der katalytischen Beschichtung der Brennraumwände, insbesondere in den von dem Kraftstoffeinspritzstrahl getroffenen Bereichen, wird damit ein besonders günstiges und zudem schadstoffarmes Verbrennungsverfahren erreicht.As already mentioned above, the lining of the combustion chamber walls with ceramic materials serves to limit the dissipation of heat from the combustion chamber to the surrounding walls. Above all, materials that contain zirconium or its compounds be used, which have a particularly low thermal conductivity. As a result of the reduced heat losses The combustion chambers insulated in this way result in a reduction in ignition delays at low speeds, especially in diesel engines and loads, so that the resulting harsh combustion noise can be significantly reduced when idling (nailing). Another advantage of the combustion chamber insulation is that the injection time can be shifted in the late direction, without it to disrupt the combustion process, so that in this way the peak pressure during combustion is reduced, the combustion noise is reduced, and black smoke is formed in vortex chamber machines and finally the consumption can be improved. Together with the catalytic coating of the Combustion chamber walls, in particular in that of the fuel injection jet affected areas, a particularly favorable and also low-pollutant combustion process is achieved.
Die Anwendung der Erfindung ist jedoch nicht nur auf Dieselmotoren beschränkt. Vielmehr kann die Erfindung auch mit Vorteil bei Otto-Motoren verwendet werden, wo zwar häufig die Möglichkeit einer nachträglichen Beseitigung der Stickoxyde durch Katalysatoren besteht, wenn ein genügend sauerstoffarmer Betrieb erfolgt. Auch hier ist die Unterbindung oder Beseitigung derHowever, the application of the invention is not restricted to diesel engines limited. Rather, the invention can also be used to advantage in Otto engines, although this is often the case a subsequent removal of nitrogen oxides by catalytic converters exists if a sufficiently low-oxygen operation he follows. Again, there is the elimination or elimination of the
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Stickoxyde schon an ihren Entstehungspunkten, nämlich im Brennraum, was durch katalytische Beschichtung der Brennraumwände erreicht v/erden kann, ein wünschenswertes Ziel.Nitrogen oxides at their point of origin, namely in the combustion chamber, what can be achieved by catalytic coating of the combustion chamber walls is a desirable goal.
Als katalytische Beschichtung können dabei ganz allgemein dieselben Materialien verwendet werden, die beispielsweise auch bei den bekannten sogenannten 3-Weg-Katalysatoren eingesetzt werden und die bei Luftzahlen von Λ-*ί1 nicht nur Stickoxyde durch Reduktion sondern auch Kohlenmonoxide und Kohlenwasserstoffe durch Oxidation beseitigen.The same can generally be used as the catalytic coating Materials are used which are also used, for example, in the known so-called 3-way catalysts and those with air numbers of Λ- * ί1 not only nitrogen oxides through reduction but also carbon monoxides and hydrocarbons through oxidation remove.
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0062515A2 (en) * | 1981-04-02 | 1982-10-13 | Ricardo Consulting Engineers Limited | Catalytic combustion engines |
DE3146715A1 (en) * | 1981-11-25 | 1983-06-01 | Boris Petrovič Bajkov | Supplementary combustion chamber of an internal combustion engine |
EP0097320A2 (en) * | 1982-06-18 | 1984-01-04 | Feldmühle Aktiengesellschaft | Prechamber or swirl chamber for a combustion engine |
DE3331579A1 (en) * | 1983-09-01 | 1985-03-21 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Piston internal combustion engine |
EP0282490A1 (en) * | 1986-09-12 | 1988-09-21 | PFEFFERLE, William C. | Method of operating catalytic ignition cyclic engines and apparatus thereof |
EP0352058A2 (en) * | 1988-07-21 | 1990-01-24 | Isuzu Motors Limited | Heat insulating engine |
EP0430419A1 (en) * | 1989-10-31 | 1991-06-05 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating engine with swirl chamber |
EP0420456B1 (en) * | 1989-09-29 | 1993-01-27 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating swirl chamber engine |
EP0602799A1 (en) * | 1992-12-16 | 1994-06-22 | Ford Motor Company Limited | Redox catalysis of NOx in internal combustion engines |
WO2013066924A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-10 | Federal-Mogul Corporation | Coated piston and a method of making a coated piston |
RU2657401C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-06-13 | Евгений Куртович Гауэр | Heat engine |
-
1978
- 1978-02-03 DE DE19782804562 patent/DE2804562A1/en not_active Withdrawn
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0062515A2 (en) * | 1981-04-02 | 1982-10-13 | Ricardo Consulting Engineers Limited | Catalytic combustion engines |
EP0062515A3 (en) * | 1981-04-02 | 1983-11-16 | Ricardo Consulting Engineers Public Limited Company | Catalytic combustion engines |
DE3146715A1 (en) * | 1981-11-25 | 1983-06-01 | Boris Petrovič Bajkov | Supplementary combustion chamber of an internal combustion engine |
EP0097320A2 (en) * | 1982-06-18 | 1984-01-04 | Feldmühle Aktiengesellschaft | Prechamber or swirl chamber for a combustion engine |
EP0097320A3 (en) * | 1982-06-18 | 1984-06-06 | Feldmuhle Aktiengesellschaft | Prechamber or swirl chamber for a combustion engine |
DE3331579A1 (en) * | 1983-09-01 | 1985-03-21 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Piston internal combustion engine |
EP0282490A1 (en) * | 1986-09-12 | 1988-09-21 | PFEFFERLE, William C. | Method of operating catalytic ignition cyclic engines and apparatus thereof |
EP0282490A4 (en) * | 1986-09-12 | 1988-12-08 | William C Pfefferle | Method of operating catalytic ignition cyclic engines and apparatus thereof. |
EP0352058A2 (en) * | 1988-07-21 | 1990-01-24 | Isuzu Motors Limited | Heat insulating engine |
EP0352058A3 (en) * | 1988-07-21 | 1990-03-28 | Isuzu Motors Limited | Heat insulating engine |
US4998517A (en) * | 1988-07-21 | 1991-03-12 | Isuzu Motors | Heat insulating engine |
EP0420456B1 (en) * | 1989-09-29 | 1993-01-27 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating swirl chamber engine |
EP0430419A1 (en) * | 1989-10-31 | 1991-06-05 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating engine with swirl chamber |
US5040504A (en) * | 1989-10-31 | 1991-08-20 | Isuzu Motors Limited | Heat-insulating engine swirl chamber |
EP0602799A1 (en) * | 1992-12-16 | 1994-06-22 | Ford Motor Company Limited | Redox catalysis of NOx in internal combustion engines |
WO2013066924A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-10 | Federal-Mogul Corporation | Coated piston and a method of making a coated piston |
US8863720B2 (en) | 2011-10-31 | 2014-10-21 | Federal-Mogul Corporation | Coated piston and a method of making a coated piston |
RU2657401C1 (en) * | 2017-03-28 | 2018-06-13 | Евгений Куртович Гауэр | Heat engine |
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