DE2843100A1

DE2843100A1 - Vorrichtung zur befeuchtung des brennstoff-luft-gemisches in brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2843100A1
Application number: DE19782843100
Authority: DE
Inventors: Massimiliano Longo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-10-04
Filing date: 1978-10-03
Publication date: 1979-04-12
Also published as: FR2405369B3; FR2405369A1

Description

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Beschreibung;

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Befeuchtung des Brennstoff-Luft-Gemisches in Brennkraftmaschinen, insbesondere Otto*=- und Dieselmotoren mit elektrischer Zündung für Kraftfahrzeuge.

Es ist bekannt, dass die Leistung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Otto- oder Dieselmotors von Kraftfahrzeugen, Schwankungen unterliegt, die durch Veränderungen der Druck-, Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnisse der Aussenluft und der dadurch bedingten Veränderungen der stöchiometrischen Eigenschaften des Brennstoff-Luft-Gemisches hervorgerufen werden. Ferner wird die Leistung eines Motors dadurch beeinträchtigt, dass ein erheblicher Teil der in nutzbare Energie umwandelbaren thermischen Kraft mit den Auspuffgasen in die Aussenluft abgeführt wird, während diese Gase noch eine hohe Temperatur haben und unverbrannte Brennstoffteile enthalten.

Erfindungsgemäss wurde festgestellt, dass die Leistung einer Brennkraftmaschine, insbesondere unter schwankenden atmosphärischen Bedingungen wie Veränderungen des Drucks und der Temperatur, durch Zusetzung einer geringen Menge von zerstäubtem Wasser zu dem in die Brennkammer eintretenden Brennstoff-Luft-Gemisch verbessert und geregelt werden kann.

Obwohl es bisher nicht gelungen ist, eine einleuchtende theoretische Erklärung für diese Wirkung zu finden, ist der

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Anmelder der Auffassung, dass das in die Brennkammer eintretende Wasser bei seiner Zerstäubung Wärmeenergie verbraucht, die sonst mit der Abführung der noch heissen Auspuffgase verlorengehen würde. Durch diese Zerstäubung wird die während des Expansionshubes in der Brennkammer erzeugte Schubkraft und damit die Leistung des Motors erhöht. Es wird ferner angenommen, dass durch die in der Brennkammer durch die hohe Verbrennungstemperatur hervorgerufene teilweise Spaltung des Wassers in Wasserstoff und Sauerstoff ebenfalls zusätzliche Energie freigegeben wird, die vor allem dazu beiträgt, den unter bestimmten Temperatur- und Druckverhältnissen der Aussenluft auftretenden Sauerstoffmangel auszugleichen.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Befeuchtung des Brennstoff-Luft-Gemisches in Brennkraftmaschinen besteht im wesentlichen aus einem in die Zuführungsleitung für das Brennstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motors eingesetzten Befeuchterkörper, der eine mit der Zuführungsleitung ausgerichtete Oeffnung aufweist, in der ein mit Löchern versehenes Sprührohr quer zur Längserstreckung der Oeffnung angeordnet ist, dem durch wenigstens eine die Wandung des Befeuchterkörpers durchsetzende und in das eine Ende des Sprührohrs eingesetzte Düse zerstäubtes Wasser zugeführt wird.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit Ottomotor mit einer Befeuchtungsvorrichtung gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel;

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Pig. 2 eine Draufsicht auf die Befeuchtungsvorrichtung gemäss dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. J5 eine Seitenansicht der Befeuchtungsvorrichtung gemäss Fig. 2,teilweise im Schnitt, in der dem Vergaser nachgeschalteten Gebrauchsstellung ;

Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht eines rr.it Dieselmotor ausgestatteten Lastwagens mit einer Befeuchtungsvorrichtung gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Befeuchtungsvorrichtung gemäss dem zweiten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 6 eine Seitenansicht der Befeuchtungsvorrichtung gemäss Fig. 5, teilweise im Schnitt, in der dem Luftfilter auf der Saugleitung des Motors nachgeschalteten Gebrauchsstellung.

In Fig. 1 ist der Zylinderblock des Motors eines Kraftwagens mit Io angedeutet. Der Motor ist mit einem Vergaser 14 versehen, dem in herkömmlicher Weise aus einem nicht dargestellten Kraftstofftank Brennstoff zugeführt wird, der mit über ein Luftfilter 16 angesaugter Luft zur Bereitung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Vergaser gemischt wird. Der Vergaser ist als Doppelvergaser 14 dargestellt und zwischen diesem und der Leitung 18 für die Zuführung des Brennstoff-Luft-Gemisches zum Zylinderblock 10 ist erfindungsgemäss eine Befeuchtungsvorrichtung 20 eingeschaltet, die nachstehend im einzelnen beschrieben wird.

Der Befeuchtungsvorrichtung 20 wird Wasser aus einem Behälter 22 über ein Solenoidventil 26 und eine biegsame Leitung 24 zugeführt. Das Solenoidventil wird über eine elektrische Leitung oder ein Kabel 28 derart gesteuert, dass es in der

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Ruhestellung des Motors geschlossen ist, während es sich bei eingeschalteter Zündung des Motors öffnet. Dadurch wird verhindert, dass das Wasser in der Ruhestellung des Motors aus dem Behälter 22 in die Befeuchtungsvorrichtung 20 fliesst und die Zylinder des Motors oder die Zündkerzen benässen kann. Der Verschlussstopfen 30 des Wasserbehälters 22 ist vorzugsweise mit einem Filter 32 versehene um aus dem Wasser eventuell darin vorhandene Schmutzteilchen auszufiltern, die die einwandfreie Punktion der Befeuchtungsvorrichtung 20 sowie des Motors beeinträchtigen könnten.

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, besteht die Befeuchtungsvorrichtung 20 im wesentlichen aus einem Befeuchtungskörper 34, der zwei mit den Ausgangsöffnungen des Doppelvergasers 14 ausgerichtete Oeffnungen 36, 38 aufweist. Auf dem Befeuchterkörper 34 ist eine vorzugsweise metallene Platte 4o angebracht, aus der zwei den Oeffnungen 36, 38 des Befeuchterkörpers 34 entsprechende Oeffnungen ausgestanzt sind, in denen Turbinenräder 42 mit schräggestellten Schaufeln angebracht sind, um das durch die Oeffnungen 36, 38 strömende Brennstoff-Luft-Gemisch zu verwirbeln. Ausserdem ist zwischen der Befeuchtungsvorrichtung und dem Vergaser 14 oberhalb der Platte 4o eine Dichtungsplatte 44 angeordnet.

In zwei einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Befeuchterkörpers 34 sind sich quer zur Achse der Oeffnungen 36, 38 erstreckende Löcher angebracht, zwischen denen sich ein Sprührohr 46 erstreckt, das einen verhältnismässig geringen Durchmesser aufweist und mit kleinen Sprühlöchern 48 versehen ist. In dem Bereich zwischen den Oeffnungen 36, ist das Sprührohr 46 zur Verbesserung seiner Stabilität gegen den Be feuchter körper J>k gepresst. In den zur Aufnahme des

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Sprührohrs 46 dienenden Löchern in den Seitenflächen des Befeuchterkörpers J>K sind zwei gleiche Düsen 50, 52 mit darin lösbar eingesetzten Düsenmundstücken 54 vorgesehen. Die Wasserzuführung zu den Düsen 50, 52 erfolgt über zwei Abzweigleitungen 56> 58, die über ein gemeinsames Verbindungsstück 6o an die vom Wasserbehälter 22 kommende biegsame Leitung 24 angeschlossen sind.

Die Wirkungsweise der vorstehend beschriebenen Befeuchtungsvorrichtung ist wie folgt:

Bei laufendem Motor ist das Solenoidventil 26 geöffnet und somit gelangt Wasser zu den Düsen 50, 52, die das Wasser in einer genau dosierten Menge an das Sprührohr 46 weiterleiten. Unter der Einwirkung des in der Saugleitung 18 vorhandenen Unterdrucks tritt das Wasser über die Sprühlöcher 48 aus dem Sprührohr 46 in zerstäubter Form aus und durch die Verwirbelung des vom Vergaser 14 kommenden Brennstoff-Luft-Gemisches durch die Schaufeln der Turbinenräder 42 wird eine innige Vermischung des Wasserstaubs mit dem Brennstoff-Luft-Gemisch hervorgerufen. Somit gelangt das Wasser in zerstäubter Form in die Brennkammer und eine Benetzung der Zündkerze mit Wasser wird vermieden, so dass die Zündkerze in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt wird.

Bei der in." Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform ist der Zylinderblock eines Dieselmotors eines Lastwagens lo6 schematisch bei 105 angedeutet. Der Motor ist mit einer Saugleitung 107 versehen, durch die Luft über ein Luftfilter lo8 angesaugt wird. Erfindungsgemäss ist zwischen der Saugleitung 107 und dem Luftfilter 1θ8 eine Befeuchtungsvorrichtung 110 angebracht, die nachstehend näher beschrieben wird.

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Der Befeuchtungsvorricntung 110 wird. Wasser aus einem Wasserbehälter 120 über ein Solenoidventil 122 und eine biegsame Leitung 121 zugeführt. Das Solenoidventil 122 wird über eine elektrische Leitung oder ein Kabel 123 so gesteuert, dass es in der Ruhestellung des Motors geschlossen ist, aber sich öffnet:, wenn die elektrische Zfindvorrichtung des LaötwaKens ti\n\r.i'iii'.\\nl\.tj\, l.'it. limliir'ijh w-lr<J ν«:ίτη1'?Ί<·π, rjn;;i5 (Uta Wa;i:;<;r aus dom Behälter 120 über die lief euchtungs vorrichtung 110 ins Innere der Zylinder fliesst. Der Verschlussstopfen 124-des Wasserbehälters ist vorzugsweise mit einem Filter 125 versehen, um eventuell im Wasser vorhandene Schmutzstoffe, die die einwandfreie Wirkungsweise der Befeuchtungsvorrichtung 110 und des Motors 105 beeinträchtigen könnten, auszuscheiden.

Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, besteht die Befeuchtungsvorrichtung 110 im wesentlichen aus einem Befeuchtungskörper 126.. der eine mit den Ausgangs öffnungen der Saugleitung 107 ausgerichtete Oeffnung 127 aufweist. An dem Befeuchterkörper

126 sind zwei vorzugsweise metallene Platten 128 angebracht, aus denen eine der Oeffnung 127 des Befeuchterkörpers 126 entsprechende Oeffnung ausgestanzt ist, in der ein mit geneigten Schaufeln versehenes Turbinenrad 128 zur Verwirbelung des durch die Oeffnung 127 strömenden, mit Wasser vermischten Brennstoff-Luft-Gemisches angeordnet ist. Ferner sind zwischen der Befeuchtungsvorrichtung 126 und den Flanschen lj50 der Saugleitung oberhalb des Turbinenrades 128 vier Dichtungsplatten 129 angebracht.

In den beiden einander gegenüberliegenden Seitenflächen des Befeuchterkörpers 126 sind zwei quer zur Achse der Oeffnung

127 liegende Löcher vorgesehen, zwischen denen sich ein

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Sprührohr I3I von gerixigeiii Durchmesser erstreckt, das mit Sprühlöchern I32 versehen ist. Das Sprührohr 13I ist zur Erhöhung seiner Stabilität bei 133 mit dem Befeuchterkörper 126 vernietet. In den zur Aufnahme des Sprührohrs I3I dienenden Löchern in den Seitenflächen des Befeuchterkörpers sind zwei gleiche Düsen 134 und I35 angeordnet, die jeweils mit einem lösbar darin eingesetzten Düsenmundstück I36 versehen sind. Den beiden Düsen 134 und 135 wird über zwei Abzweigleitungen I37 und 138 Wasser zugeführt, die über ein gemeinsames Verbindungsstück 139 an die vom Wasserbehälter 120 kommende biegsame Leitung 121 angeschlossen sind.

Die Wirkungsweise der Befeuchtungsvorrichtung 110 ist wie folgt Wenn der Motor 105 läuft und das Solenoidventil 122 folglich offen ist, fliesst das Wasser vom Wasserbehälter 120 über die Leitung 121 zu den Düsen 134 und 135, von denen es genau dosiert in das Sprührohr 13I gelangt. Unter der Einwirkung des in der Saugleitung 107 vorhandenen Unterdrucks tritt das Wasser dann aus den Sprühlöchern I32 des Sprührohrs I3I aus und durch die Verwirbelung des Brennstoff-Luft-Gemisches und des Wassers durch das Turbinenrad 128 entsteht eine innige Vermischung zwischen dem Wasser und dem Brennstoff-Luft-Gemisch, so dass das Wasser in zerstäubter Form in die Brennkammer gelangt.

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Claims

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PATENTANWÄLTE
^ REITSTÖTTER,
KINZEBACH & PARTNER
D«ß MÜNCHEN 43, BAUERSTR. 22 - POSTFACH 780

Massimiliano LONGO, Corso Massimo D'Azeglio 59, 10126 Turin / Italien

"Vorrichtung zur Befeuchtung des Brennstoff-Luft-Gemisches in Brennkraftmaschinen"

Patentansprüche:

(ly Vorrichtung zur Befeuchtung des Brennstoff-Luft-Gemisches in Brennkraftmaschinen, gekennzeichnet durch einen in die Zuführungsleitung für das Brennstoff-Luft-Gemisch in die Brennkammer des Motors eingesetzten Befeuchterkörper (34; 126), der eine mit der Zuführungsleitung ausgerichtete Oeffnung (36, 38; 127) aufweist, in der ein mit Löchern versehenes Sprührohr (46; I3I) quer zur LängserStreckung der Oeffnung (36, 38; 127) angeordnet ist, dem durch wenigstens eine die Wandung des Befeuchterkörpers durchsetzende und in das eine Ende des Sprührohrs eingesetzte Düse (50, 52; 134, 135) zerstäubtes Wasser zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Ende des Sprührohrs (46) eine Düse (50, 52) zur Zuführung von Wasser an die beiden Enden des Sprührohrs vorgesehen ist.

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3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oeffnung (36, 38; 127) im Befeuchterkörper (34; 126) Turbinenräder (42; 128) mit schräggestellten Schaufeln zur Verwirbelung des mit Wasserstaub gemischten Brennstoff-Luft-Gemisches vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufeln der Turbinenräder (42; 128) aus einer auf den Befeuchterkörper aufgelegten Platte (4θ; 128) ausgestanzt sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie hinter dem Vergaser des Motors einsetzbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5.» dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei nebeneinanderliegende Oeffnungen (36, 38) aufweist, so dass die Vorrichtung hinter einem Doppelvergaser einschaltbar ist, wobei die Oeffnungen (36, 38) mit den Ausgangs-Öffnungen des Doppelvergasers (14) ausgerichtet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie über eine biegsame Leitung (24; 121) an einen Wasserbehälter (22; 120) angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die biegsame Leitung (24; 121) ein in der Ruhestellung des Motors geschlossenes Zweiwege-Solenoidventil (26; 122) eingeschaltet ist, das mit dem Zündstromkreis des Motors derart verbunden ist, dass es sich bei Einschaltung der Motorzündung öffnet.

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