DE4306905A1 - Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern der Ver
brennung in einer Brennkraftmaschine, bei dem Meßwerte der
Verbrennungsgase für t (Temperatur), p (Druck), s
(Strömungsgeschwindigkeit) und für den Gehalt an O2
(Sauerstoff), CO (Kohlenmonoxyd), HC (Kohlenwasserstoff)
und/oder H2O (Wasserdampf), in zeitlicher Abhängigkeit vom
Verbrennungstaktverlauf des jeweils zugeordneten Zylinders
ermittelt werden und aus den gewonnenen Meßwerten eine Steu
ergröße für die Brennkraftmaschine abgeleitet wird, und eine
Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 9202967 (Anwalts-Akte:
P 69 418) ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die kataly
tische Nachverbrennung der Abgase durch in den Abgasleitun
gen der einzelnen Zylinder angeordneten Sonden gewonnenen
Meßwerten angesteuert wird.
Zur Förderung der Verbrennung sind möglichst aktuelle Meß
werte wünschenswert und diese zu gewinnen, ist Aufgabe der
Erfindung. Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch
gelöst, daß die Messungen im Inneren eines Zylinders
erfolgen, und vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, daß minde
stens eine Sonde zur Durchführung der genannten Messung im
Inneren eines Zylinders angeordnet ist.
In vielen Fällen wird zur Verbrennungsförderung eine zentra
le Funktion der Brennkraftmaschine angesteuert, die sich al
so auf alle Zylinder bezieht. Für diesen Fall empfiehlt es
sich, daß aus den in einzelnen Zylindern gewonnenen Meßwer
ten aller Zylinder ein kombinierter Meßwert errechnet wird
und daß in Abhängigkeit von dem kombinierten Meßwert die
Verbrennung der Brennkraftmaschine angesteuert wird.
Zur Verbrennungsförderung kann zum Beispiel der Zündeinsatz
angesteuert werden in Abhängigkeit von Ventiltakt. Ein be
vorzugtes Verfahren zur Verbesserung der Verbrennung ist da
durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von gewonnenen
Meßwerten Verbrennungsluft stromaufwärts einer katalytischen
Nachverbrennung von außen in den Abgasstrom zugeführt wird.
Eine nach der Erfindung im Inneren eines Zylinders angeord
nete Sonde ist vorzugsweise in unmittelbarer Nachbarschaft
der Kerze des zugehörigen Zylinders angeordnet und/oder in
unmittelbarer Nähe des Auspuffs des betreffenden Zylinders
angeordnet.
Als Sonde ist bevorzugt ein Partikelsensor, auf dessen akti
ver Oberfläche zum Messen der Beladung eines Mediums mit
Meßpartikeln diese aus dem an der Sonde vorbeiströmenden Me
dium niedergeschlagen werden und dann im Niederschlag ver
messen und beseitigt wird.
Bei einem solchen Partikelsensor oder einer anderen elek
trisch betriebenen Sonde kann die aktive Oberfläche aus
elektrisch leitendem Metall bestehen, vorzugsweise, weil
sensibler, besteht die aktive Oberfläche aus elektrisch lei
tendem Nichtmetall. Dabei empfiehlt es sich, daß mindestens
der die aktive Oberfläche bildende Teil der Sonde massiv aus
dem elektrisch leitenden Nichtmetall besteht.
Als Nichtmetall ist vorzugsweise eingesetzt Fulleren - soge
nannte Käfigmoleküle aus sphärisch angeordneten C-Atomen -
vorzugsweise mit der chemischen Summenformel XrC2n,
mit:
X = Pd, Rb, Cs und/oder Fr;
r = 0, 1, 2 . . .
n = 16, 17, 18 . . . ., und/oder davon abgeleitete Fulleride.
r = 0, 1, 2 . . .
n = 16, 17, 18 . . . ., und/oder davon abgeleitete Fulleride.
Dabei empfiehlt es sich, daß zur Begünstigung der elektri
schen
Stromleitung Fremdatome, vorzugsweise H, Li, Na, K, Pd, Rb,
Cs und/oder Fr dem Fulleren beziehungsweise Fullerid durch
Dotierung, Einlagerung, Anlagerung und/oder Bemischung zuge
fügt sind.
Für die in Frage stehenden Sonden beziehungsweise dem Parti
kelsensor ist vorzugsweise elektrisch leitende, vorzugsweise
supraleitfähige Keramik als Nichtmetall eingesetzt.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung nä
her erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Brennkraftmaschine be
stückt mit Sonden nach der Erfindung,
Fig. 2 und 3 je ein Diagramm zum Betrieb dieser Brenn
kraftmaschine,
Fig. 4 einen Zylinder aus Fig. 1 im Teil
schnitt,
Fig. 5, 6 und 7 Sonden nach der Erfindung im Schnitt,
wie sie unter anderem zum Messen der
Gehälter an O2, CO, HC und/oder
H2O in dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 1 bis 4 einsetzbar sind.
In Fig. 1 ist mit 5 eine mit vier Zylindern 1 bis 4 ausge
stattete Brennkraftmaschine bezeichnet. Die Abgase dieser
Zylinder 1 bis 4 strömen über, den einzelnen Zylinder zu
geordnete Einzelleitungen 6 bis 9 in eine Abgassammelleitung
10. In den Einzelleitungen 6 bis 8 ist je ein Katalysator 11
bis 14 vorgesehen und in der Sammelleitung ein Katalysator
15. Die Katalysatoren 11 bis 15 dienen zur katalytischen
Nachverbrennung der Abgase. Den Katalysatoren sind Zusatz
heizungen 16 bis 20 zugeordnet.
In den Zylindern sind Meßsonden 76 bis 79 angeordnet. In den
Einzelleitungen 6, 7, 8 und 9 sind, stromaufwärts dicht hin
ter dem Austritt aus den zugehörigen Zylindern 1 bis 4 und
stromaufwärts des zugehörigen Katalysators 11 bis 14, Meß
sonden 21 bis 28 angeordnet. Weitere Meßsonden 29 und 30
sind stromaufwärts und stromabwärts des Katalysators 15 in
der Abgassammelleitung 10 und zwar stromabwärts sämtlicher
Einmündungen der Einzelleitungen angeordnet. Alle diese Meß
sonden sind über Meßleitungen 31 bis 40 und 72 bis 75 an ein
Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen. Die Meßsonden 21
bis 30 oder einzelne davon können auch weggelassen werden.
Von dem Rechen- und Steuergerät gehen diverse Steuerleitun
gen aus und zwar Steuerleitungen 42 bis 45 zur individuellen
Ansteuerung der Verbrennung in den einzelnen Zylindern.
Steuerleitungen 46, 47, 48, 49, 50 zur individuellen An
steuerung der Zusatzheizungen 16 bis 20, eine Steuerleitung
51 zur Ansteuerung des Betriebes der Brennkraftmaschine 5
und Steuerleitungen 52 bis 56 zur Ansteuerung von Ventilen
67 bis 61.
Diese Ventile 57 bis 61 sind in Gasleitungen 62 bis 66
vorgesehen. Diese Gasleitungen münden in die Einzelleitungen
und in die Sammelleitungen und zwar die Gasleitung 62 in die
Einzelleitung 6, die Gasleitung 63 in die Einzelleitung 7,
die Gasleitung 64 in die Einzelleitung 8, die Gasleitung 65
in die Einzelleitung 9 und die Gasleitung 66 in die Sammel
leitung 10. Die Gasleitungen führen an die Verbrennungs
kraftmaschine 5 und sind dort in nicht dargestellter Weise
an die Verbrennungsluftzufuhr angeschlossen, so daß bei ge
öffnetem zugehörigen Ventil, zum Beispiel dem Ventil 57,
Verbrennungsluft in die zugehörige Leitung, zum Beispiel die
Einzelleitung 6 strömt und zwar in einem Mengenfluß, der ab
hängig ist von dem Grad der Öffnung des betreffenden
Ventils, das zu diesem Zweck differenziert öffenbar ist.
Die gezeichneten Meßsonden 21 bis 30 symbolisieren mögli
cherweise jede für sich mehrere Meßsonden, die dann über
entsprechend vorgesehene, individuelle Meßleitungen an das
Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen sind. Dabei handelt
es sich um Meßsonden zum Messen von t, p, s und für den Ge
halt an O2, CO, HC und H2O. Der Einfachheit halber wird
nachfolgend immer nur von einer Meßsonde und einem zugehöri
gen Meßwert gesprochen, obwohl es sich an jeder Meßstelle um
mehrere Meßgeräte für verschiedene Meßwerte handeln kann und
entsprechend viele Meßwerte gewonnen werden. Die Ausgestal
tung der Sonden zur Messung von t, p und s ist
konventionell. Die Ausgestaltung der Sonden zur Messung der
Gehälter an O2, CO, HC und H2O wird weiter unten beschrieben
anhand der Fig. 5 bis 7.
Die in den Einzelleitungen gewonnenen Meßwerte dienen dazu,
die Verbrennung in dem zugehörigen Zylinder und dem zugehö
rigen Katalysator anzusteuern zum Zwecke der Optimierung.
Sie dienen außerdem dazu, kombinierte Meßwerte zu errechnen,
die ebenso wie die in der Sammelleitung 10 gewonnenen Meß
werte oder anstelle dieser dazu dienen können, die Verbren
nung in der Brennkraftmaschine 5 und in dem Katalysator 15
anzusteuern, zum Zwecke der Optimierung.
Die Ansteuerung der Verbrennung in den einzelnen Zylindern
kann erfolgen durch individuelle Verstellung des
Zündverzuges, der Einspritzung, der Verbrennungsluftzufuhr
oder dergleichen. Die Ansteuerung der Verbrennung der Brenn
kraftmaschine kann erfolgen durch Verstellung des
Zündvollzuges, der Einspritzung der Verbrennungsluftzufuhr,
Drehzahländerung oder dergleichen.
Die Ansteuerung der Nachverbrennung in den Katalysatoren er
folgt durch Einstellung der zugehörigen Zusatzheizung 16 bis
20 und/oder der Verbrennungsluftzufuhr durch Einstellung der
zugehörigen Ventile 57 bis 61.
Die Meßwerte in der Sammelleitung 10 werden entweder konti
nuierlich oder in einer hinreichenden Taktfolge gewonnen.
Die Meßwerte in den Einzelleitungen werden in zeitlicher Ab
hängigkeit vom Verbrennungstaktverlauf gewonnen, wie dies im
einzelnen nun anhand der Fig. 2 und 3 erläutert wird.
In beiden Diagrammen ist auf der waagerechten Achse die Zeit
T aufgetragen und zwar in beiden Figuren im gleichen
Maßstab. Die Kennlinien K1 bis K4 symbolisieren die Taktfol
ge der Zylinder 1 bis 4. Mit B1;1 ist der erste betrachtete
Verbrennungszyklus des Zylinders 1 bezeichnet. Mit B1;2 ist
der erste betrachtete Verbrennungszyklus des Zylinders 2
bezeichnet. Mit B2;1 ist der zweite betrachtete Verbren
nungstakt des Zylinders 1 bezeichnet und so fort, wobei der
erste Index jeweils fortlaufend den Verbrennungstakt angibt
und der zweite Index den betreffenden Zylinder. Für den Ver
brennungstakt B1;1 sind die zeitlich aufeinanderfolgenden
Meßpunkte M1;1 bis M1;9 vorgesehen, die zeitlich gleichmäßig
über einen, dem Verbrennungstakt B;1 zugeordneten Zeitab
schnitt verteilt sind, wobei dieser Zeitabschnitt so bemes
sen ist, daß er die Zeit des zugehörigen Abgasausstoßes aus
diesem Zylinder für den betrachteten Verbrennungstakt
umfaßt. Der Ausstoß beginnt kurz vor dem M1;1 entsprechenden
Zeitpunkt und ist beendet kurz nach dem M1;9 entsprechenden
Zeitpunkt. In dem Meßabschnitt 70, der durch die Meßpunkte
M1;1 bis M1;9 bestimmt ist, verändert sich die Abgasqualität
an der Meßstelle des Meßorgans 21 in der Einzelleitung, be
dingt durch den Ausstoß. Kurz danach stellen sich infolge
Vermischung mehr oder weniger gleichbleibende Verhältnisse
ein bis zum nächstfolgenden Meßabschnitt 71, der entspre
chend dem nächstfolgenden Verbrennungstakt B2;1 zugeordnet
ist. Die zeitliche Veränderung eines Meßwertes ist durch ei
ne Kennlinie L1 in Fig. 3 symbolisiert. Diese Kennlinie hat
in dem Meßabschnitt 70 einen, grob gesagt, sinusförmigen
Verlauf und ist anschließend bis zum nächsten Meßabschnitt
etwa geradlinig. Dabei handelt es sich um eine sehr vergrö
berte und vereinfachte Darstellung, denn die tatsächliche
gemessene Kennlinie L1 ist sehr viel variantenreicher. Sie
ist auch unterschiedlich, je nachdem, was für ein Meßwert
gemessen wird.
Der Kennlinienverlauf wiederholt sich bei gleichbleibendem
Betrieb von Verbrennungstakt zu Verbrennungstakt und sieht
für die anderen Zylinder ähnlich aus. Die Feinstruktur die
ser Kennlinie gibt Aufschluß über den Verbrennungsvorgang in
dem zugeordneten Zylinder und damit die Möglichkeit einer
sehr differenzierten Nachsteuerung der Verbrennung im zuge
hörigen Zylinder beziehungsweise in der genannten Brenn
kraftmaschine und auch der zugeordneten Nachverbrennung. Um
die Meßwerte M1;1 bis M1;9 zu ermitteln, wird ein sehr reak
tionsschnelles Meßgerät benötigt. Das steht, angesichts der
hohen Taktfolge in modernen Brennkraftmaschinen unter Um
ständen nicht zur Verfügung. Für diesen Fall behilft man
sich mit einer verlängerten Taktfolge der Messungen, die un
ter der zulässigen Voraussetzung, daß mehrere aufeinander
folgende Verbrennungsvorgänge in ein und demselben Zylinder
im Rahmen der hier betrachteten Genauigkeit identisch
verlaufen, vorgesehen sind.
Zur Erläuterung dessen werden die Meßpunkte der aufeinander
folgenden Takte B1;1, B2;1, B3;1, . . . . Bn;1 wie folgt
bezeichnet: Der erste Meßpunkt von B2;1 wird mit M2;1
bezeichnet, der nächste mit M2;2 und so fort bis M2;9. Die
entsprechenden Meßpunkte des nächsten Taktes B3;1 werden mit
M3;1 bis M3;9 bezeichnet und so fort, wobei der erste Index
die laufenden Nummer des betrachteten Taktes und der zweite
Index den Meßpunkt innerhalb des betreffenden Taktes
bezeichnet. Es werden nun nicht die Meßpunkte M1;1 bis M1;9
ermittelt, sondern es wird die Kennlinie ermittelt, aufgrund
der Meßpunkte M1;1, M3;1, M5;1, M7;1 und so fort bis M17;1,
wie dies in Fig. 3 in Klammern eingetragen ist. Zwischen
dem Meßpunkt M1 und dem Meßpunkt M2 besteht ein zeitlicher
Abstand von einem Bruchteil des Zylindertaktes. Zwischen den
Meßpunkten M1;1 und M3;2 besteht ein zeitlicher Abstand der
etwas größer ist als zwei Zylindertakte. Diesen Abstand kann
man noch vergrößern, indem man statt auf zwei Zylindertakte,
auf sehr viele Zylindertakte, zum Beispiel auf hundert Zy
lindertakte vergrößert. Dann ist der erste Meßpunkt für die
Gewinnung der Kennlinie L1 M1;1, der zweite Meßpunkt M100;2
und so fort, oder allgemein gesagt: Die Kennlinie L1 wird
gebildet aus Meßpunkten Mn;i.
mit n = fortlaufende Zählung der Verbrennungstakte,
i = fortlaufende Zählung der Meßpunkte eines Ver brennungstaktes.
i = fortlaufende Zählung der Meßpunkte eines Ver brennungstaktes.
Man kann diesen zeitlichen Versatz für die einzelnen ver
schiedenen Messungen, zum Beispiel die Messung des O2-
Gehaltes und die Messung der Temperatur für ein und densel
ben Zylinder unterschiedlich gestalten, entsprechend der un
terschiedlichen Ansprechgeschwindigkeit und Erholungszeit
der verschiedenen Meßgeräte.
Bei dem in Fig. 4 im Teilschnitt dargestellten Zylinder 1
aus Fig. 1 ist der Zylindertopf mit 85, der Kolben mit 84,
eine Zündkerze mit 83 und je ein Auspuff mit 81 und 82
bezeichnet. Die Meßsonde 76 ist in unmittelbarer Nähe des
Auspuffs 82 angeordnet. In Abänderung des Ausführungsbei
spiels nach Fig. 1 bis 4 kann statt der Sonde 76 oder zu
sätzlich zu dieser eine Sonde 76a in unmittelbarer Nähe der
Zündkerze 83 angeordnet sein, die dann mit einer Meßleitung
72a an das Rechen- und Steuergerät 41 angeschlossen ist.
Die Sonde 101 aus Fig. 5 besteht aus einem Kupferkern 102,
in den ein Heizstab 103 eingelassen ist. Der Kupferkern 102
ist über eine elektrische Leitung 104 an einen elektrischen
Steuergenerator 105 angeschlossen und der Heizstab 103 ist
an eine Stromquelle 106 angeschlossen.
Das vordere Ende der Sonde, das von dem zu vermessenden Medi
um 107 umströmt wird, ist mit einer Schicht 108 aus elek
trisch leitendem Nichtmetall beschichtet.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Sonde 110 sind zwei Elek
troden 111, 112 aus Kupfer vorgesehen, die an einen Steuer
generator 113 angeschlossen sind. Beide Elektroden 111 und
112 sind mit je einem elektroakustischen Wandler 114, 115
kontaktiert, die ebenfalls an den Steuergenerator 113 ange
schlossen sind. Die beiden Elektroden sind flach einander
gegenüberstehend angeordnet und es besteht ein Spalt 116
dazwischen. Auf den einander zugekehrten Seiten sind die
Elektroden mit einer Beschichtung 117, 118 aus Nichtmetall,
und zwar im Ausführungsbeispiel aus elektrisch leitfähigem
Polymerabkömmling, beschichtet. Durch Anlegen elektrischer
Spannungen wird auf den freien Oberflächen der Beschichtun
gen 117, 118 ein elektrisches Potential erzeugt, das den
Niederschlag der Meßpartikel aus dem durch den Spalt 116
strömenden Medium dort begünstigt. Der Niederschlag wird
dann vermessen durch Ermittlung der Dielektrizitätskonstante
und des Ohm′schen Widerstandes und nach der Messung abge
sprengt durch kurzzeitiges Einschalten der beiden elektroa
kustischen Wandler 114, 115. Anschließend wird die Messung
wiederholt.
Fig. 7 zeigt eine Sonde 120, die massiv ist und durchgehend
aus elektrisch leitendem Nichtmetall besteht.
Die Sonde 120 ist mit einem elektroakustischen Wandler 121
kontaktiert, weist in ihrem Inneren einen elektrischen Heiz
stab 122 auf und ist elektrisch an einen Steuergenerator 124
angeschlossen, von dem auch der Wandler 121 und der Heizstab
122 angesteuert beziehungsweise erregt wird.
Bei dem Nichtmetall der Schicht 108 aus Fig. 5 und dem Ma
terial der Sonde 120 aus Fig. 7 handelt es sich vorzugswei
se um leitfähig gemachtes Fulleren oder Fullerid. Die Leit
fähigkeit kann vorzugsweise hervorgerufen werden durch Do
tieren mit Pd = Palladium. Es sind aber auch andere Dotie
rungen möglich, wie einleitend angegeben.
Aus Gründen der thermischen Beständigkeit empfiehlt es sich,
zwiebelschalenförmig aufgebaute Riesenfullerene oder faser
förmige Fulleride einzusetzen. Man kann statt dessen aber
auch weniger thermisch beständige Materialien einsetzen, zum
Beispiel Fulleren C60, wenn man für die Sonden eine entspre
chende Kühlung 125 beziehungsweise 126 mit Kühlmittelzufuhr
127 beziehungsweise 128 vorsieht. Bei dem Ausführungsbei
spiel nach Fig. 7 wird dann die Kühlung 126 im Wechseltakt
mit der Heizung 122 betrieben.
In Abänderung der Darstellungen aus Fig. 5 bis 7 kann die
Sonde beziehungsweise deren aktive Oberfläche aus elektrisch
leitendem Metall bestehen.
Claims (10)
1. Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer
Brennkraftmaschine, bei dem Meßwerte der Verbrennungsgase
für t (Temperatur), p (Druck), s (Strömungsge
schwindigkeit) und für den Gehalt an O2 (Sauerstoff), CO
(Kohlenmonoxyd), HC (Kohlenwasserstoff) und/oder H2O
(Wasserdampf), in zeitlicher Abhängigkeit von Verbrennungs
taktverlauf des jeweils zugeordneten Zylinders ermittelt
werden und aus den gewonnenen Meßwerten eine Steuergröße für
die Brennkraftmaschine abgeleitet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Messungen im Inneren eines Zylinders
erfolgen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß aus den in einzelnen Zylindern gewonnenen Meßwerten
aller Zylinder ein kombinierter Meßwert errechnet wird und
daß in Abhängigkeit von dem kombinierten Meßwert die Ver
brennung der Brennkraftmaschine angesteuert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit von gewonnenen Meßwerten Verbren
nungsluft stromaufwärts einer katalytischen Nachverbrennung
von außen in den Abgasstrom zugeführt wird.
4. Vorrichtung zum Fördern der Verbrennung in einer
Brennkraftmaschine, bei der Gase im Inneren des Zylinders im
Verbrennungstakt gemessen und aus den gewonnenen Meßwerten
eine Steuergröße für die Brennkraftmaschine abgeleitet wird,
insbesondere zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß ein oder mehrere Sonden (76-79) im Inneren der
einzelnen Zylinder (1) angeordnet sind, mit denen der
zeitliche Verlauf der Meßwerte für t (Temperatur), p
(Druck), s (Strömungsgeschwindigkeit) und für den Gehalt an
O2 (Sauerstoff), CO (Kohlenmonoxyd), HC (Kohlenwasserstoff)
und/oder H2O (Wasserdampf), in zeitlicher Abhängigkeit vom
Verbrennungstaktverlauf des jeweils zugeordneten Zylinders
gemessen werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Sonde (76a) in unmittelbarer Nachbarschaft der
Kerze (83) des zugehörigen Zylinders (1) angeordnet
und/oder
daß eine Sonde (76) in unmittelbarer Nähe des Auspuffs
(82) des betreffenden Zylinders (85) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Vorrichtungsansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die aktive Oberfläche (117) der Sonde (101) aus
elektrisch leitendem Nichtmetall besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens der die aktive Oberfläche (117) bildende
Teil der Sonde (101) massiv aus dem elektrisch leitenden
Nichtmetall besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet,
daß als Nichtmetall eingesetzt ist:
Fulleren - sogenannte Käfigmoleküle aus sphärisch angeordneten C-Atomen - vorzugsweise mit der chemischen Summenformel XrC2n, mit: X = Pd, Rb, Cs und/oder Fr;
r = 0, 1, 2 . . . ;
n = 16, 17, 18 . . . ., und/oder daraus abgeleitete Fulleride.
Fulleren - sogenannte Käfigmoleküle aus sphärisch angeordneten C-Atomen - vorzugsweise mit der chemischen Summenformel XrC2n, mit: X = Pd, Rb, Cs und/oder Fr;
r = 0, 1, 2 . . . ;
n = 16, 17, 18 . . . ., und/oder daraus abgeleitete Fulleride.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Begünstigung der elektrischen Stromleitung
Fremdatome, vorzugsweise H, Li, Na, K, Pd, Rb, Cs und/oder
Fr dem Fulleren durch Dotierung, Einlagerung, Anlagerung
und/oder Bemischung zugefügt sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet,
daß als Nichtmetall eingesetzt ist:
elektrisch leitende, vorzugsweise supraleitfähige Keramik.
elektrisch leitende, vorzugsweise supraleitfähige Keramik.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4306905A DE4306905A1 (de) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens |
PCT/DE1994/000260 WO1994020743A1 (de) | 1993-03-05 | 1994-03-04 | Verfahren zum fördern der verbrennung in einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausübung dieses vefahrens |
EP94908967A EP0687342A1 (de) | 1993-03-05 | 1994-03-04 | Verfahren zum fördern der verbrennung in einer brennkraftmaschine und vorrichtung zur ausübung dieses vefahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4306905A DE4306905A1 (de) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4306905A1 true DE4306905A1 (de) | 1994-09-08 |
Family
ID=6482012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4306905A Withdrawn DE4306905A1 (de) | 1993-03-05 | 1993-03-05 | Verfahren zum Fördern der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine und Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4306905A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19950932A1 (de) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine |
DE10011614A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Delphi Tech Inc | Verfahren zum Bestimmen des Beginns einer Verbrennung im Zylinder eines Verbrennungsmotors |
DE10011621A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Delphi Tech Inc | Verfahren zur Regelung der Mehrfacheinspritzung in einem Verbrennungsmotor |
DE10049730A1 (de) * | 2000-09-28 | 2002-04-18 | Berstorff Gmbh | Zahnradpumpe zur Förderung hochviskoser Medien und Verwendung dieser Zahnradpumpe |
DE19716407B4 (de) * | 1996-04-19 | 2006-03-23 | Futaba Denshi Kogyo K.K., Mobara | Modellmotor und Verfahren zur Steuerung eines Modellmotors |
-
1993
- 1993-03-05 DE DE4306905A patent/DE4306905A1/de not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716407B4 (de) * | 1996-04-19 | 2006-03-23 | Futaba Denshi Kogyo K.K., Mobara | Modellmotor und Verfahren zur Steuerung eines Modellmotors |
DE19950932A1 (de) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine |
DE19950932B4 (de) * | 1999-10-21 | 2004-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine |
DE10011614A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Delphi Tech Inc | Verfahren zum Bestimmen des Beginns einer Verbrennung im Zylinder eines Verbrennungsmotors |
DE10011621A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Delphi Tech Inc | Verfahren zur Regelung der Mehrfacheinspritzung in einem Verbrennungsmotor |
DE10049730A1 (de) * | 2000-09-28 | 2002-04-18 | Berstorff Gmbh | Zahnradpumpe zur Förderung hochviskoser Medien und Verwendung dieser Zahnradpumpe |
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