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Anordnung zum Betreiben von Brennkraftmaschinen mit Gemischzuführung
mit gespeicherten Gasen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betreiben
von Brennkraftmaschinen mit Gemischzuführung mit gespeicherten, verdichteten oder
verflüssigten Gasen, die nach ihrer Entspannung bzw. Verdampfung in Wärmeaustausch
mit der Verbrennungsluft gelangen. Bei der Überführung des verZlichteten oder flüssigen
Gases in den gasförmigen Zustand wird eine großeWärmemenge aufgenommen, die durch
Zufuhr äußerer Wärme auszugleichen ist. Man benutzt bei bekannten Vorrichtungen
hierzu hauptsächlich die Wärme, die bei dem Verbrennungsvorgang entsteht.- Es ist
nun bereits bekannt, die Verdampfungswärme verdichteter Gase an die zur Verbrennung
dienende Luft unmittelbar in der Weise abzuführen, daß die Treibgase in den Verbrennungsluftstrom
entspannt werden. Hierbei treten jedoch bei dem praktischen Fahrbetrieb erhebliche
Schwierigkeiten dadurch auf, daß die Gasmengen und das Verhältnis des Gases zur
Verbrennungsluft an dem Treibgas geregelt werden müssen, solange es sich noch in
verdichtetem Zustand befindet. Die Kleinheit der Düsen, die durch die hohe Dichte
und den großen Druck und Druckunterschied an den Düsen bedingt ist, ergibt eine
sehr große Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen, die für eine selbsttätige Einstellung
des Gasgemisches bei wechselnder Belastung und wechselndem Füllungsgrad außerordentlich
verwickelte Vorrichtungen erfordern würden. Auch ist eine andere Vorrichtung bekannt,
bei der durch mittelbaren Wärmeaustausch das Treibgas durch die Wärme der Außenluft
in den gasförmigen Zustand übergeführt wird. Hierbei wird jedoch die abgekühlte
Außenluft nicht etwa als Verbrennungsluft benutzt. Da bei der Entspannung bzw. der
Überführung in den gasförmigen Zustand Abkühlungen möglich sind auf Temperaturen,
die unter gewöhnlicher Temperatur liegen, wird nach dem Gegenstand der vorliegenden
Erfindung das Temperaturgefälle zwischen Außentemperatur und Vergasungs- bzw. Entspannungstemperatur
ausgenutzt, und zwar in der Weise, daß die Wärme der mit ungefähr Außentemperatur
angesaugten Verbrennungsluft auf die noch nicht mit Luft vermischten oder zum mindesten
nicht mit wesentlichen Mengen Luft vermischten entspannten bzw. verdampften Treibstoffe
durch einen zwischen der Druckmindervorrichtung und der Zufuhrregelvorrichtung
für
das entspannte Treibgas angeordneten Wärmeaustauscher zum mittelbaren Wärineaustausch
abgegeben wird. Auf diese Weise erzielt man eine Abkühlung der Verbrennungsluft,
die nach dem Mischen mit lzz Treibgas einen höheren Füllungsgrad der torzylinder
und damit eine höhere Kraftl1', stung des Motors ergibt. Andererseits wird das Treibgas
in den gasförmigen; angewärmten und entspannten Zustand übergeführt und kann mit
Düsen oder anderen Drosselkörpern geregelt werden, die eine bessere Regelmöglichkeit
ergeben und weitgehend gegen Verunreinigungen unempfindlich sind, weil sie groß
sind gegenüber solchen Anordnungen, die das Treibgas in dichterem Zustand (abgekühlt,
verdichtet oder verflüssigt) regeln. Zweckmäßig ist hierbei, um eine gleichmäßige
Regelung mit einer Drosselklappe zu erleichtern, daß die Luft bei Außentemperaturen
über o° C nicht unter o° C oder bei Außentemperaturen unter o° C nicht auf Temperaturen,
die unter dem Taupunkt der Luft liegen, abgekühlt wird.
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Die Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung kann in der Weise
erfolgen, daß man um das Luftansäugerohr des Motors einen Mantel legt und das Treibgas
nach seiner Entspannung in einem Druckminderv entil ohne vorherige wesentliche Wärmezufuhr
durch diesen Mantel hindurchleitet, wobei e@ seine Kälte mittelbar, d. h. durch
die Wandung des Luftansaugerohres, an die Verbrennungsluft abgibt. Das aus dem Mantel
austretende Gas wird, -sofern es noch nicht vollständig in den gasförmigen Zustand
übergeführt ist, von einer weiteren Wärmequelle mit höherer Temperatur, z. B. dem
Motorltühl-Wasser oder den Auspuffgasen, weiter erwärmt, bis es vollständig oder
nahezu wollständig in den gasförmigen Zustand übergeführt ist. In diesem gasförmigen
Zustand wird es durch einen Drosselkörper, der die Mengenregelung bestimmt, der
Verbrennungsluft zur Vermischung zugeführt. DieVorwärmung durch die Auspuffwärme
kann beispielsweise durch ein Hindurchleiten der Gase durch einen Mantel, der um
das Auspuffrohr gelegt ist, geschehen. In entsprechender Weise kann auch die fühlbare
Kälte und die Verdampftingskälte von Gasen, die ohne wesentlichen Überdruck bei
niedriger Temperatur verflüssigt sind, ausgenutzt werden. Die Übertragung der Entspannungs-
bzw. Verdainpfungskälte an die Ansaugluft kann auch durch ändere zweckmäßige Wärmeaustauschvorrichtungen
erfolgen, z. B. durch eine Schlange, die in den Luftansaugkanäl gelegt wird und
die mit dem entspannten und noch nicht aufgewärmten Gas beschickt wird, oder durch
einen Wärineaustauscher mit mehreren parallelen Röhrchen, die in einem Rohrboden
angebracht sind, wobei die entspannten Gase durch die Röhrchen gehen und die Luft
um die Rohre herumgeht oder auch umgekehrt.
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;# ,,}An Hand der beiden Abb. i und :2 sei die '.@ü-)rdnung gemäß
der Erfindung noch an @iühd von zwei Beispielen erläutert: Eine Flasche i, die reit
einem Tauchrohr versehen ist, enthält das Flüssiggas: Durch das Flaschenventil und
ein zweites Absperrventil, hinter dem ein Manometer angeordnet ist, wird das Gas
in flüssigen Zustand zii einem Druckminderventil mit einer großen Membran geleitet.
Dieses Druckminderventil z entspannt das flüssige Gas von seinem Dampfdruck, der
bei etma io kgjqcin liegt, auf einen Unterdruck von 5 mm WS. Das entspannte Gas
wird in kaltem, jedoch zum großen Teil noch flüssigem Zustand in eine Schlange 3
geleitet. Zur V erlneidung von Wärmeaufnahme aus der umgebenden Luft ist das Druckminderventil
und die Zuleitung zürn Wärmeaustauscher mit einem Wärmeisolationsmittel q., das
in der Zeichnung schraffiert fiert gezeichnet ist, versehen: In dem Wärmeaustauscher
3 verdampft das entspannte Flüssiggas unter Abkühlung der mit ihm iln Wärmeaustausch
stehenden Verbrennungsluft praktisch restlos und wird über die Gasdüse 5 der Verbrennungsluft
zugemischt, und zwar an einer Stelle, die zwischen der Drosselklappe 6 und der Luftdüse
7 liegt. Beim Ansaugen der Luft durch den Motor 8 wird infolge der Drosselung in
der Luftdüse ein Unterdruck hinter dieser Luftdüse erzeugt. Dieser Unterdruck, der
bei leer oder langsam laufendem Motor wenige Millimeter WS beträgt, öffnet das Druckminderventil
und läßt das Gas hindurchtreten. Wenn man die Zuleitung bis zur Gasdüse 5 praktisch
widerstandsfrei macht, so wird an der Gasdüse eine kleine Druckdifferenz erzeugt.
Die hindurchtretende Menge ist hierbei ungefähr proportional der Wurzel aus der
Druckdifferenz.. Desgleichen ist die durch die Luftdüse durchtretende Gasmenge der
Wurzel aus der Druckdifferenz an der Luftdüse proportional. Die Druckdifferenzen
sind jeweils bei beiden Düsen praktisch gleich. Die hindurchtretenden Luft- und
Gasmengen sind aus dieseln Grunde bei verschiedener Belastung einander proportional.
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In Abb. : ist der Wärmeaustauscher in Form eines Mantels 9 ausgeführt,
der uni das Luftansaugerohr herumliegt. Bei dieser An-Ordnung ist angenommen, daß
das Flüssiggas teilweise aus schwer verdampfbaren Bestandteilen besteht. Diese werden
bei dieser Ausführung in dem Nacherwäriner io, der als Mantel um das Auspuffrohr
herumgelegt ist; in den gasförmigen Zustand übergeführt. In
diesem
Zustand wird es nunmehr durch die Gasdüse 5 in der gleichen Weise wie bei Abb. i
von dem Motor angesaugt.