NO790172L - Forbrenningsmotor for flytendegjort gassformet brensel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår forbrenningsmotorer og deres tilførselssystem for luft og brensel. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen organer for å gjøre det mulig for en forbrenningsmotor å benytte flytendegjort gassformet brensel på en effektiv måte.

Uttrykket "flytendegjort gassformet brensel" benyttes

her for å betegne et brennbart brensel som ved atmosfæretrykk foreligger helt i dampfasen i det minste ved vanlig romtemperatur 15,6°C, men som blir flytendegjort. ved overatmosfærisk trykk og/ eller ved kjøling til lavere temperaturer.

Dette uttrykk "flytendegjort gassformet brensel" inkluderer således brenseltyper som ved atmosfærisk trykk ved 0°C

er hovedsakelig under deres kritiske trykk og kritiske temperatur, slik at de kan flytendegjøres bare ved trykk. Slike brenseltyper som her betegnes som brensel av flytendegjort petroleumsgass (LPG)-typen, er kommersielt tilgjengelig som fylt på gassflasker og be-står vanligvis overveiende eller helt av butan, propan og/eller propylen.

Uttrykket "flytendegjort gassformet brensel", slik dette er definert ovenfor, inkluderer også drivstoffer kjent som "kryogeniske drivstoffer" som har en kritisk temperatur hovedsakelig under 0°C slik at de bare kan eksistere i flytende fase ved lave temperaturer under null. Slike kryogeniske drivstoffer inkluderer naturgass (methan) og hydrogen.

Drivstoffer av LBG-typen har allerede vært anvendt til forbrenningsmotorer, f.eks. i motorkjøretøyer. De arrangementer som anvendes for dette formål har imidlertid vanligvis medført fordampning av drivstoff fra en tank hvor det er lagret som en væske under trykk og levering av drivstoffet i gassformet tilstand gjennom en tilførselsledning til en modifisert forgasser og derfra til motoren. Operatøren styrer motorens hastighet ved å bevirke at forgasseren leverer mer eller mindre drivstoff slik det passer. Disse tidligere kjente arrangementer er imidlertid ofte utsatt

for betydelige ulemper medregnet dårlig styring av drivstoff/luft-forholdet for den blanding som tilføres motoren, og har tendens til å ha forholdsvis lav effekt og stort brenselforbruk.

Det har også vært foreslått å tilpasse forbrenningsmotorer for å benytte kryogeniske drivstoffer av den ovennevnte type, men også her har det vist seg at tidligere kjente arrangementer ikke har vært helt tilfredsstillende og spesielt driften av dem har vanligvis vært utsatt for vanskeligheter når det gjelder å opprettholde nøyaktig styring av blandingen av brensel og luft som er nødvendig for å gi og opprettholde høy virkningsgrad.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er følgelig å skaffe forbedrede arrangementer for tilpasning av forbrenningsmotorer for utnyttelse av flytendegjort gassformet brensel, enten av typen LPG eller kryogeniske drivstoffer, hvilke kan effektivt styres for drift ved forholdsvis høy virkningsgrad med en forbed-ret utgangseffekt.

I samsvar med oppfinnelsen, i en forbrenningsmotor med et luft- og brenselforsyningssystem som inkluderer innløpskanal-organer, hvor der er et blandeområde hvori flytendegjort gassformet brensel tilført fra en lagringstank eller beholder blander seg med forbrenningsluft tilført fra et luftinntak for å få. en hovedsakelig homogen brennbar blanding av brensel og luft som går til det eller de respektive forbrenningskamre i motoren for tenningen, er der skaffet en kombinasjon av

(a) en brensel-tilførselsledning anordnet for å føre

det flytendegjorte gassformede brensel i en flytende tilstand fra tanken eller beholderen til dyseorganér, gjennom hvilke, ved bruken det flytendegjorte gassformede brensel innføres direkte i blandeområdet hvori det utsettes for hurtig fordampning og blanding med forbrenningsluften ledsaget av kjøling av slik luft,

(b) følerorganer innrettet for å føle temperaturdifferansen mellom den innkommende luft foran blandeområdet og blandingen av brensel og luft etter blandeområdet for derved å kontrollere kjølevirkningen av

fordampningen og blandingen av det flytendegjorte gassformede brensel, hvilken kjølevirkning er av-

hengig av blandingsforholdet for brensel og luft,

og

(c) styreorganer anordnet for å følge den temperaturdifferanse som føles av følerorganet og under bruken automatisk trer i funksjon for å styre de relative forhold som brensel- og luft-andelene i blandingen blandes til og derved styre brensel-luft-forholdet i blandingen på en slik måte at den nevnte temperaturdifferanse opprettes og bibeholdes på en på forhånd bestemt spesiell verdi som kan velges slik at den svarer til den verdi av brensel-luft-

forholdet for blandingen som gir et ønsket nivå

for motorarbeidet, idet følerorganet og styreorga-

nene sammen utgjør et blandings-styresystem.

Generalt vil ved praktiske utførelser av oppfinnelsen følerorganene og styreorganene tilsammen i virkeligheten utgjøre et servostyresystem med styreorganene innrettet for

(a) å forbinde eller sammenligne en utgang fra føler-

organene som er representative for den virkelige temperaturdifferanse som er følt med en på forhånd innstilt referansemengde som er representativ for nevnte spesielle verdi for derved å avlede en feil- .

mengde som er representativ for i hvilken grad den nevnte virkelige temperaturdifferanse avviker fra nevnte spesielle verdi, og (b) å benytte nevnte feilmengde gjennom en tilbakekob-lingssløyfe for å gi en blandingsstyringsutgang som er virksom for styring av funksjonen av en tilmålings-styreinnretning som regulerer tilførselen til nevnte blandeområde av en av bestanddelene av blandingen av drivstoff og luft for derved å variere drivstoff/luft-forhoIdet i en retning som bevirker at den virkelige temperaturdifferanse nærmer seg den spesielle verdi og således reduserer eller eliminerer den nevnte feilkvantitet.

Vanligvis vil tilmålings-styreinnretningen omfatte en ventil som kan betjenes for å regulere tilførselen av det flytendegjorte gassformede brensel som injiseres i blandeområdet gjennom dyseåpningen på en brenselinnsprøytningsdyseinnretning.

Denne brenseltilførselsventil kan være anbragt i brensel-tilførselsledningen som fører til dyseinnretningen, men den er fortrinnsvis inkorporert i dyseinnretningen, hensiktsmessig i form av en nåleventil innrettet for å variere den virksomme størrelse av dyseåpningen.

Brenseltilførselsventilen vil vanligvis høre sammen med en aktuator, f.eks. en elektrisk styrt aktuator såsom en solenoid, slik at mengden av brensel som passerer gjennom dyseåpningene, kan varieres eller reguleres ved hjelp av progressiv eller fordelaktigst intermitterende periodisk åpning og stengning av ventilen.

I foretrukne utførelser som benytter en brenselinnsprøyt-ningsdyseinnretning med en solenoidbetjent nåleventil, er således solenoiden energisert fra et elektrisk drivsignal med pulsform avledet fra en pulsgenerator, slik at ventilen bringes til å åpne og stenge intermitterende i gjentatte arbeidssykluser med et hensiktsmessig på forhånd fastlagt forhold, f.eks. 15 sykluser pr. sekund, idet pulsgeneratoren er innstilt for å gi en på forhånd bestemt pulslengde ved en gitt forspenning. For å regulere tilførselen av det flytendegjorte gassformede brensel etter behov, benyttes feilkvantiteten avledet i styresystemet til å modifisere eller modulere dette elektriske drivpulssignal slik at pulslengden varieres og derved forholdet mellom åpningstiden og lukketiden for ventilen innenfor hver arbeidssyklus. Ideelt skulle et slikt pulssignal komme nær opptil en firkantpuls eller bølge og det har vist seg at denne form for styreanordning kan gi en meget pålitelig og følsom positiv styring av ventilens opera-sjon.

Følerorganene vil vanligvis omfatte et par temperatur-følere anbragt i en bane for den innkommende forbrenningsluft eller blanding av brensel og luft henholdsvis på oppstrømssiden og på nedstrømssiden av blandeområdet. Slike temperaturfølere kan være av en hvilken som helst passende type, f.eks. mekaniske, elektriske såsom termoelementer eller termistorer, eller elektro-mekanisk såsom pneumatisk/elektrisk eller hydraulisk/elektrisk.

De må imidlertid være følsomme for små temperaturvariasjoner, ideelt forandringer på mindre enn 1°C og de ..må ha hurtig-respons-karakteristikk.

Når temperaturfølerne er i form av elektriske svingere (transduktorer), hører de sammen med organer for avledning fra deres utganger av et elektrisk signal som er representativt for forskjellen mellom temperaturene følt av hver enkelt. Dette signal, som danner utgangen for følerorganene, tilføres deretter et komparatorelement i styreorganene, hvor det sammenlignes med et elektrisk referansesignal med på forhånd fastlagt verdi som ut-gjør referansekvantiteten som representerer den temperaturdifferanse som det er ønsket å opprettholde mellom følerne. Resultatet av denne sammenligning gir feilkvantiten i form av et elektrisk feilsignal som behandles videre for å gi blandingsstyringsutgang fra styresystemet for å styre funksjonen av ventilen for brensel-injektorinnretningen eller annen tilmålingsstyreinnretning for derved å variere forholdet brensel/luft for blandingen og opprette eller gjenopprette den ønskede temperaturdifferanse.

Innløpskanalorganene vil vanligvis omfatte en kanal eller ledning fra luftinntaket som inneholder eller er forbundet med motorens grenrør som fører til forbrenningskammeret eller kamrene i motoren og vanligvis vil det med styresystem anordnet for å styre reguleringen av brenseltilførselen, inneholde på oppstrøms-siden eller nedstrømssiden av blandeområdet en variabel struperventil som hører til fjernstyringsorganene for å styre tilførselen av forbrenningsluft eller blanding av brensel og luft og således motorens hastighet.

Når den variable struperventil betjenes slik at til-førselen av luft varieres og på sin side styresystemet reagerer på en måte som søker å opprettholde forholdet mellom brensel og luft i blandingen konstant. For å øke motorhastigheten åpner således operatøren den variable struperventil. Dette tillater mer luft å bli trukket inn i inntakskanalen hvilket fører til en minsking av forholdet mellom brensel og luft og en økning av den temperatur som føles av føleren på nedstrømssiden av blandeområdet. Dette skyldes at temperaturdifferansen mellom de to følere er avhengig både av den mengde brensel som går gjennom dysen og av den mengdejLuft som strømmer gjennom inntakskanalen. For å opprettholde den følte temperaturdifferanse konstant, reagerer således styresystemet for å bevirke at den mengde brensel som føres gjennom dysen skal bli økt i forhold til luftstrømmens økning, med en resulterende økning av forholdet mellom brensel og luft som søker å gjenopprette sistnevnte til dets opprinnelige verdi.

En slik variabel struperventil er hensiktsmessig en konvensjonell klaffeventil i inntakskanalen under direkte styring av gasspedalen på kjøretøyet på vanlig måte.

Selv om styresystemet kan konstrueres for hurtig respons på forandringer i temperaturdifferansen som følge av bevegelser av den variable struperventil, vil der vanligvis være en liten forsinkelse særlig etter en hurtig eller "blink"-åpning av struperventilen. Videre kan det etter en hurtig eller "blink"-åpning av ventilen være ønskelig forbigående å gjøre blandingen fetere for å øke akselerasjonsegenskapene som for en konvensjonell "akselera-sjonspumpe". I noen tilfeller kan det derfor være ønskelig å skaffe tilleggsorganer innrettet for å reagere på hurtig åpning av strupeventilen for å frembringe et overgangsstyresignal som benyttes til å bevirke at tilførselen av flytendegjort gassformet brensel til blandeområdetøkes før det forløper tilstrekkelig tid for styringen av forholdet brensel/luft av blandingen i samsvar med kjølevirkningen av det fordampende brensel på den innstrømmende luft, blir gjenopprettet.

I praksis kan slikt overgangs-styresignal lett fremskaf-fes, f.eks. ved hjelp av et signal som er representativt for for-andringshastigheten eller den deriverte av første orden ( ^/^\)

for struperstillingen fremkommet ved differensiering av utgangen av en posisjonsføler eller elektrisk transduktor følsom for posisjonen eller innstillingen av struperen eller som et alternativ og noen ganger foretrukket, ved hjelp av et signal frembragt ved hjelp av utgangen for en trykkfølsom transduktor anordnet for å reagere på plutselige trykkforandringer i inntakskanalen som følge av hurtige åpningsbevegelser av struperventilen under drift av motoren.

Blandeområdet må selvsagt være tilstrekkelig langt til fullstendig fordampning og blanding av flytende brensel som inn-føres i dette før blandingen når temperaturføleren på nedstrømsiden. Samtidig er det imidlertid ønskelig å holde inntakskanalorganene så kompakte som mulig, men den grad hvori denne oppgave kan løses er noe begrenset hvis inntakskanalorganene er i form av en rett gjennomgående kanal eller ledning fra en enkelt luftinntaksåpning, med dyseinnretningen anbragt langs lengden av kanalen eller ledningen for å sprøyte inn brensel direkte i banen for hele luft-strømmen fordi denne luftstrøm på dette punkt vanligvis vil be-vege seg meget hurtig, slik at blandeområdet på nedstrømssiden av dyseinnretningen må ha en vesentlig lengde for å sikre fullstendig fordampning og blanding av brenslet.

I en foretrukket anordning kan derfor dyseinnretningen

i noen tilfeller være innrettet for innsprøytning av brenslet i lufttilførselsledningen på et sted hvor der er forholdsvis rolig luft, idet dette oppnås ved å konstruere endel av inntakskanalorganene i form av et avlangt blandekammer med inntaksåpninger fordelt over dets lengde for innføring, gjennom egnede filterorganer, av forbrenningsluften fra luftinntaket, idet en ende av blandekammeret er forbundet med motorens inntaksgrenrør og den motsatte ende er lukket ved hjelp av en endevegg hvori eller nær inntil hvilken dyseinnretningen befinner seg. På denne måte kan oppnås en bedre blandeeffekt med en kortere, mer kompakt inntakskanal eller ledning, idet struperventilen i dette tilfelle er hensiktsmessig anbragt på nedstrømssiden av dysen, bortenfor temperatur-føleren på nedstrømssiden. Dette arrangement kan også være mer hensiktsmessig ved omgjøring av en foreliggende motor som har konvensjonell forgasser, hvor det er ønskelig å bibeholde forgasseren og benytte den foreliggende forgasserstruperventil slik at prinsipielt kan inntakskanalen eller ledningen og brenseltilførsels-dyseinnretningen danne en enhet som kan festes direkte til luftinntaket på den foreliggende forgasser.

Når det anvendes en LPG-type brensel vil brenseltil-førselsledningen vanligvis være en rørledning tilpasset for over-føring av brensel ved overatmosfærisk trykk fra en trykktank

eller beholder, hvori det lagres slik at brenslet forblir i den flytende tilstand helt frem til dyseinnretningen og den hurtige fordampning finner sted straks brenslet passerer gjennom dyseåpningen på grunn av det lavere atmosfæriske eller vakuumtrykk i blandeområdet for inntakskanalen eller ledningen. Det vil for-

stås at i dette tilfelle oppstår kjølingen av inntaksluften som finner sted, direkte fra fordampningen av det flytende brensel. Denne kjøleeffekt bidrar forøvrig ved å øke den volumetriske effektivitet og er direkte avhengig av mengden brensel som passerer gjennom dysen.

For å sikre at LPG-brenslet når dyseåpningen i en flytende tilstand selv om det skulle bli overhetet og delvis fordampet på et tidligere punkt inne i brenseltilførselsledningen, kan det noen ganger være fordelaktig å sørge for en bøyning eller sløyfe på brenseltilførselsledningen umiddelbart nær inntil dyseinnretningen for føring gjennom blandeområdet i banen for det fordampede brensel fra dyseinnretningen, slik at etterfølgende brensel blir forhåndskjølt før det når frem til dyseåpningen.

Når det brukes krygoenisk brensel vil dette vanligvis være lagret i sin flytende fase i en varmeisolert kryogenisk tank ved kokepunktet for væsken i forhold til trykket inne i tanken (vanligvis 0 - 1,76 kg/cm 2). Etter hvert som varme lekker inn i tanken, hvor temperaturen vil være tilnærmet -160°C ved atmosfæretrykk i tilfelle f.eks. av methan, koker det flytende brensel og den produserte gass luftes ut til atmosfæren over en sikkerhets-ventil som bestemmer det endelige likevektstrykk og således den endelige temperatur inne i tanken. Brenseltilførselsledningen for det flytende brensel i dette tilfelle vil være en varmeisolert brenselledning som fører fra under nivået for det flytende brensel til dyseorganene som fortrinnsvis er en brenselinjeksjonsdyse-irinretning som omfatter en nåleventil som nevnt i det foregående, og som også vil være varmeisolert.

Ved anvendelsen av kryogenisk brensel kan det også være nødvendig å sørge for en tilleggs-forbiføringsdyse som kan tas i bruk for å føre ekstra gassformet brensel ved start av en motor som har stått stille en viss tid på grunn av under disse betingelser den forholdsvis "varme" brenseltilførselsledning som kan være blitt oppvarmet til den omgivende temperatur, og kan ventes å fordampe en stor andel av det først innstrømmende flytende brensel fra tanken for kryogenisk brensel slik at hoveddysen som benyttes under normal drift alene ville være ute av stand til å slippe gjennom det sterkt økte gassvolum.

ved

Det vil forstås at' de anordninger som allerede er beskrevet i samsvar med oppfinnelsen, virker blandingsstyresystemet i prinsippet for å opprettholde temperaturdifferansen mellom tem-peraturfølerne anbragt på oppstrømssiden og på nedstrømssiden av blandeområdet hovedsakelig konstant på en verdi innstilt ved den valgte verdi for det referansesignal som utgjør referanseverdien eller standarden, idet det antas at sistnevnte bibeholdes konstant og denne temperaturdifferanse vil vanligvis tilsvare et konstant forhold mellom brensel og luft så lenge egenskapene hos inntaksluften, særlig temperaturen og fuktigheten av den luft som går inn i inntaket, ikke varierer merkbart.

For de beste resultater er det imidlertid nødvendig sel-ektivt å forhåndsinnstille referansesignalet på en verdi som vil gi et brensel/luft-forhold som skaffer optimal drift og under noen betingelser kan hovedsakelige forandringer i temperatur og fuktighet for inntaksluften forekomme under drift av motoren som betyr at for å bibeholde optimal drift vil det være nødvendig på forhånd å velge og innstille verdien av referansesignalet.

Effekten av forandring av fuktighet kan være særlig viktig ved forholdsvis høye inntakstemperaturer på den innstrøm-mende luft og skriver seg fra den latente fordampningsvarme som avgis av vanndampen når den avkjøles og kondenseres etter inn-sprøytning av og fordampning av det flytendegjorte gassformede brensel. Hvis på et bestemt trinn, luft med større fuktighet trek-kes inn, vil effekten være å gjøre blandingen rikere hvis det da gjøres et forsøk på å holde temperaturfallet konstant fordi det vil være nødvendig å sprøyte inn mer brensel for å bibeholde slikt konstant temperaturfall.

I en videreutvikling av foreliggende oppfinnelse som kan anvendes hvis ønsket, særlig når det ventes at betydelige variasjoner i fuktigheten for den innstrømmende luft kan opptre under motorens gang, ytterligere organer kan også være anordnet for å finne eller velge den korrekte verdi av referansesignalet som tilsvarer den påkrevede temperaturdifferanse mellom temperaturfølerne under de spesielle herskende arbeidsbetingelser, og for justering eller ny innstilling av samme når nødvendig, for alltid å skaffe blandingen med det brensel/luft-forhold som er nødvendig for optimal drift, idet denne vanligvis tilsvarer den kjemisk korrekte

støkiometriske verdi.

For en gitt motorinstallasjon kan f.eks. den påkrevede temperaturdifferanse utregnes eller bestemmes empirisk for forskjellige temperaturer og fuktigheter på inntaksluften. Disse data kan deretter mates inn og lagres i en elektronisk hukommelse inkorporert i blandingsstyresystemet, og med samtidig anordning av organer for kontinuerlig overvåking eller måling av fuktigheten såvel som temperaturen på den innstrømmende luft, kan de således oppnådde målinger sammenlignes med dataene i den elek-troniske hukommelse for å gjøre det mulig kontinuerlig å justere eller nyinstille referansesignalet enten manuelt ved mellomkomst av en operatør eller automatisk gjennom en styring av servotypen, for å svare til den korrekte verdi av den påkrevede temperaturdifferanse.

I denne mer avanserte anordning tjener således de ytterligere organer til å gjøre det mulig eller bevirke at referansesignalet velges og innstilles påny etter behov når man tar hensyn til fuktigheten og/eller temperaturen av den innstrømmende for- • brenningsluft fra luftinntaket, og eventuelle forandringer i denne. Det kan anvendes konvensjonelle organer for måling av luftens fuktighet, såsom en såkalt "fuktig snor" som omfatter en fuktig-hetsfølsom fiber eller et filament, hvis spenning varier med fuktigheten og som er forbundet med en innretning, hensiktsmessig en elektrisk transduktorinnretning som er følsom for spenningen.

I en alternativ anordning beregnet på å gjøre det mulig eller bevirke at referansesignalet velges og innstilles pånytt etter behov for å bibeholde en temperaturdifferanse som svarer til et optimalt brensel/luft-forhold under arbeidsbetingelser, kan det være anordnet organer for overvåking av ekshaustgassen med hensyn til dens innhold av karbomonoksyd eller vann.

Det har vist seg at i praksis tilsvarer en enprosentig konsentrasjon av karbonmonoksyd i ekshaustgassen til et hovedsakelig støkiometrisk brensel/luft-forhold i inntaksblandingen, slik at ved måling av karbonmonoksyden f.eks. med en konvensjonell "Luft"-celle kan det frembringes et signal som er representativt for en hvilken som helst avvikelse fra en enprosentig konsentrasjon og dette signal kan benyttes i en servostyringsanordning for å velge og innstille påny verdien for referansesignalet slik at det tilsvarer en temperaturdifferanse som reduserer slik avvikelse mot null.

Hvis det som et alternativ er ønskelig å kontrollere vannmengden i ekshaustgassen kan målinger hensiktsmessig foretas ved en infrarød absorbsjonsinnretning f.eks., og kontroller foretas regelmessig for å bestemme hvorvidt den prosentvise mengde av vann i ekshausten er et maksimum. Vanligvis når brensel for-brukes mest effektivt, som når forholdet brensel/luft i blandingen er støkiometrisk, oppnås den største prosentvise andel av vann i ekshausten. Denne kan bestemmes ved ytterligere å anordne organer som periodisk vil variere kortvarig innstillingen av bren-seltilf ørselens reguleringsorganer, såsom ved å frembringe og på-trykke et signal med hensikt for å variere referansesignalets verdi på en på forhånd bestemt måte, såsom kortvarig å forandre forholdet brensel/luft over et visst område. Således utføres i virkeligheten en avsøkende kontroll og de suksessive målinger av vanninnholdet under dette kontrolltrinn vil vise den maksimale verdi, hvorfra kan avledes ét signal for kontroll eller ny innstilling av referansesignalet for en temperaturdifferanse som vil svare til den korrekte sammensetning av blandingen.

For motorer med gnisttenning kan det være nødvendig med andre mulige og kanskje foretrukne tilleggs-styreanordninger for å overvinne problemet med mulige variasjoner i temperatur og fuktighet av den innkommende luft ved automatisk valg og ny innstilling av referansesignalet for å opprettholde dette på en verdi som tilsvarer forholdet brensel/luft som er nødvendig for optimal ydelse, idet slike tilleggsstyreanordninger eventuelt kan bygge på målinger av tennspenningskarakteristikkene i gnisttennings-systemet for sin funksjon.

Tennspenningen er den spenning som er nødvendig for å ionisere blandingen i tennpluggapet i forbrenningskammeret for å gjøre blandingen ledende og tillate strømmen å passere i form av en gnist. Straks en gnist er tent, synker spenningen til et meget lavere nivå for gnistens varighet.

Ennskjønt tennspenningen avhenger av et antall faktorer medregnet motorhastigheten, kompresjonsforholdet, blandingens varia-sjon osv., er det også en annen parameter som er avhengig av styrken av blandingen eller forholdet brensel/luft og den har vist seg vanligvis å ha sin laveste verdi når blandingen er hovedsakelig støkiometrisk og gir optimal effekt og er betydelig høyere når blandingen er enten fetere eller tynnere. Med et gassformet flytendegjort brensel av typen LPG, er således fallet i tennspenningen ved et korrekt støkiometrisk brensel/luft-forhold meget betydelig og er skarpt avgrenset slik at i praksis representerer det en meget tilfredsstillende parameter for måling av driften og for styring av et referansesignalnivå som bestemmer og opprettholder blandingens styrke og motorens, ydelse. Under et bestemt sett av betingelser kan f.eks. tennspenningen på en typisk måte stige fra sin laveste verdi som tilsvarer blandingen med korrekt støkiometrisk forhold, med opptil 10.000 volt eller mer når motoren kjører på en tynn blanding. Den vil også stige betydelig hvis motoren kjører på en fet blanding og hvis den effektive sammensetning av blandingen som mates til forbrenningskammeret, varierer for meget fra støkiometrisk i ytterste tilfelle, blir tenningssystemet ute av stand til å levere den påkrevede spenning og motoren får feiltenning eller stopper.

Med et styresystem som benytter temperaturdifferanse-føleranordning av den ovenfor beskrevne form, vil den korrekte verdi av temperaturdifferansen som er nødvendig for å være repre-sentert ved referansesignalet, for oppnåelse av optimal ydelse med et hovedsakelig støkiometrisk brensel/luft-forhold, tilsvarende være den temperaturdifferanse som frembringes under drift når tennspenningen er et minimum.

I praktiske utførelser kan denne korrekte verdi eller i det minste den ekvivalente temperaturdifferanses referansesignal bestemmes automatisk ved å anordne organer for periodisk varia-sjon av verdien av referansesignalet i en periodisk avsøkning for å bestemme på hvilket punkt tennspenningen blir et minimum, på en måte tilsvarende den allerede nevnte i forbindelse med å bestemme hvilken verdi av referansesignalet som gir maksimal prosentvis andel av vann i ekshausten.

Tennspenningen kan måles direkte eller fortrinnsvis måles de tidsperioder som kreves for å bygge opp tennspenningen for forskjellige verdier av referansesignalet, og sammenlignes med hverandre. Oppbygningen av spenningen over gnistgapet foregår selvsagt ikke momentant men følger vanligvis en sinuskurve og har forbindelse med verdien av tennspenningen. Den tid det tar å bygge opp tennspenningen kan lett måles ved hjelp av konvensjonelle elek-troniske instrumenter. Med et korrekt støkiometrisk brensel/luft-forhold kan den tid det tar for å bygge opp tennspenningen i typiske tilfeller være omkring 30 mikrosekunder, men i motsetning hertil for ukorrekte ikke-støkiometriske brensel/luftforhold kan tiden til å bygge opp spenningen typisk være omkring 50 mikrosekunder.

Med anordning av denne type vil den periodiske avsøkning av variasjoner for å bestemme det korrekte nivå eller verdi av temperaturdifferansens referansesignal vanligvis bli foretatt med mellomrom, f.eks. på sekunder eller minutter i samsvar med hvor ofte det anses at en kontroll skal foretas under de spesielle betingelser som foreligger. Når det korrekte nivå eller verdien av temperaturdifferansens referansesignal er funnet ved hver av-søkning, blir det virkelige nivå eller den virkelige verdi av referansesignalet justert hvis nødvendig, fortrinnsvis automatisk, gjennom en kontrollanordning av servotypen og låses eller holdes konstant inntil den heste avsøkning er foretatt, hvoretter den igjen justereshvis nødvendig.

Den periodiske avsøkning kan utføres enten med regelmes-sige eller uregelmessige intervaller og hver av dem kan være satt igang ved hjelp av et egnet utløsningssignal. Dette kan være anordnet ved hjelp av en på forhånd innstilt tidsstyreinnretning eller ur innstilt for å utløse en avsøknings-signalgenerator med de påkrevede intervaller, men der er selvsagt mange andre innret-ninger som kan anvendes i praksis for å frembringe slike utløsnings-signaler. F.eks. kunne de også være skaffet ved hjelp av en krets under styringen av en manuelt betjent bryter eller sogar ved hjelp av en bryter eller andre organer som er direkte følsomme for bevegelser av struperstyringen når denne er montert for å styre motorhastigheten.

Detaljer ved egnet elektronisk utstyr og teknikk som er nødvendig, vil være kjent for fagfolk på området som ikke skulle . ha noen vanskelighet med å tilpasse konvensjonelt elektronisk utstyr og kretser for praktisk utførelse av de ovenfor beskrevne videreutviklinger.

Anordningene beskrevet i forbindelse med disse videreutviklinger omfatter i virkeligheten en analyse av ekshaustgassen eller måling av tennspenningens egenskaper og skaffer periodisk kontroll av brensel/luft-forhoIdet uttrykt ved motorens arbeids-ydelse og justerer og opprettholder automatisk temperaturdifferansens referansesignal eller referansestandard for blandingsstyresystemet på en verdi som gir korrekt forhold mellom brensel og luft for optimal ydelse og problemet med effekten for varierende temperatur og fuktighet i inntaksluften er avgjort.

Ved tilpasningen av forbrenn'ingsmotorer for anvendelse av flytendegjort gassformet brensel i samsvar med oppfinnelsen vil det, være klart at det oppstår mange fordeler og der er et antall faktorer som søker å øke kraftuttaket og/eller senke brensel-forbruket inklusive følgende:

1. Kjølingen av den inngående ladeluft som ved å

øke tettheten øker den voLumetriske virkningsgrad.

2. Minskingen av temperaturen ved innledningen av forbrenningen, hvorved kompresjonsforholdet kan økes og således forbedre den termiske virkningsgrad og kraftuttaket. 3. Driften av temperaturfølerne for konstant overvåking i virkeligheten av forholdet brensel/luft og korreksjon av dette for å holde det på en hvilken som helst på forhånd valgt optimal verdi for en eventuell gitt motor og flytendegjort gassformet brensel. 4. Evnen til å øke den spesifikke utgangseffekt slik at det er mulig å benytte en mindre motor som er billigere, let-tere, mindre og har små mekaniske tap.

Økningen i kraft på grunn av (1) er disponibel ved alle motorhastigheter i motsetning til turboladere som vanligvis er uvirksomme ved små motorhastigheter.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra følgende beskriv-else under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er en skjematisk fremstilling av den måte på hvilken en forbrenningsmotor kan tilpasses for benyttelse av flytendegjort gassformet brensel i sam svar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen, fig. 2 er en detalj i større målestokk og viser brenselinnsprøytnings- og blandeorganene i anordningen på fig. 1, fig. 3 er et skjematisk blokkdiagram av det prinsipielle blandingsstyresystem for anordningen på fig. 1, fig. 3a er et detaljdiagram av spenningstilfør-selsanordningen for systemet på fig. 3, fig. 3b er et diagram som viser en modifisert utførelse av en del av styresystemet vist på fig. 3, fig. 4 er et mer detaljert koblingsskjerna for posisjonen av styresystemet på fig. 3 til venstre for punktet merket "X", fig. 5 er et mer detaljert kretsskjema for den resterende del av styresystemet på fig. 3 til høyre for det punkt som er merket med "X", og fig. 6 er et skjematisk blokkdiagram som viser anordningen av tilleggsstyreorganer, basert på tennspenningsmålinger for driften, som også kan være anordnet som en modifikasjon av det prinsipielle blandingsstyresystem.

I den foretrukne utførelse som er vist som eksempel på tegningene, er en brenseltank 10 av konvensjonell, konstruksjon anordnet for å inneholde flytendegjort gassformet brensel av LPG-typen. En uttaksrørledning 12 når ned til bunnen av brenseltanken for å sikre uttak av brensel og en håndventil 14 danner forbindelse med en brenseltilførselsledning 16 som er innrettet for overføring av brensel i en flytende tilstand til en brenselinnsprøytnings-dyseinnretning 18 over en vakuumbetjent stengeventil 20 kombinert med en brenselfilterenhet. Denne ventil 20 er hensiktsmessig innrettet for å bli åpnet under styringen av en vakuumrørledning 22 forbundet med motorens inntaksgrenrør antydet ved 24.

Brenselinnsprøytnings-dyseinnretningen 18 omfatter en solenoidbetjent nåleventil som kan betjenes for å regulere brensel-strømmen gjennom åpningen i en dyse 25 som munner ut i en lang-strakt blandekammerdel 26 for en inntakskanalkonstruksjon 28 som fører fra luftinntaket til forbrenningskamrene i motoren over inn-taksgrenrøret 24.

I denne utførelse er inntakskanalkonstruksjonen 28, vist mer detaljert på fig. 2, hensiktsmessig utstyrt ved tilpasning av et rørformet luftfilter av konvensjonell type og har en utvendig sylindrisk kapsling 30 med en rekke luftinntaksåpninger 32 over sin lengde. Disse danner luftinntaket. Kapslingen er foret med et vanlig sylindrisk papirfilter-element 34 som avgrenser et sen- tralt hult. sylindrisk rom som i dette tilfelle danner det lang-strakte blandekammer 26. Kapslingen 30 er lukket ved den ene ende av en hette 36 som danner en endevegg og det er i denne posisjon at brenseltilførsels-dyseinnretningen 18 er anbragt, som vist. Det vil bemerkes at før forbindelsen med brenselinnsprøytnings-dyseinnretningen 18 er tilførselsrørledningen 16 vist ført inn i blandekammeret og har en rørvikling 17 i banen for fordampende brensel fra dysen. Dette skaffer en viss forkjøling som kan være nyttig for å sikre at alt brenslet er i en flytende tilstand når det når dyseåpningen.

Ved den motsatte ende avsluttes kapslingen 30 i en kort rørformet forlengelse 38 med redusert diameter som er forbundet med motorens inntaksgrenrør 24, hensiktsmessig gjennom en tilkob-lingsseksjon av rørledningen 40 som kan utgjøre endel av et foreliggende luftinntakssystem for en konvensjonell forgasser og som inkluderer en ventil 42 av klaffetypen eller spjeldventil som danner en variabel struperventilinnretning under direkte styring fra operatøren eller fra en regulator for regulering av motorens inn-sugning og hastighet. På oppstrømssiden av blandekammeret, nær luftinntaket, er der anordnet en temperaturføler 44 som er følsom for temperaturen av den innstrømmende luft, og en andre temperatur-føler antydet ved 46, er anbragt på nedstrømssiden av blandekammeret i en posisjon som hensiktsmessig er nær den åpne ende av kapslingen, hvor brenslet vil være helt fordampet og blandet med luften.

Det vil fremgå at med denne konstruksjon vil der være et område med forholdsvis rolig luft ved den lukkede ende av blandekammeret hvor brensel sprøytes inn. Dette hjelper til å sikre at brenslet vil fordampe og blande seg med luften over den kortest mulige lengde av blandekammeret, idet tilleggsluft trer inn på forskjellige steder fordelt over lengden av blandekammeret etter at det meste av brenslet er fordampet slik at der oppstår en progressiv blanding.

Nær struperventilen 42 på motorsiden er rørledningen 40 forsynt med en kort sidegren som danner en kapsling 52 i forbindelse med atmosfæren gjennom en liten lufteventil 54. Kapslingen 52 er delt inn ved hjelp av membranen for en trykktransduktor 50 som reagerer på plutselige variasjoner i trykk inne i ledningen 40 etter hurtige åpningsbevegelser av struperen, og frembringe et forbigående elektrisk signal som utgang, hvilket mates til blandingsstyresystemet som skal beskrives i det følgende, hvor det kan utnyttes til å bevirke at blandingens styrke blir rikere eller fetere under disse betingelser før full styring er gjenopprettet i en likevektstilstand ved hjelp av temperaturfølerne.

Temperaturfølerne 44 og 46 er hensiktsmessig elektriske transduktorer, enten termoelementer eller termistorer, og de er inkorporert i et blandingsstyresystem, hvor deres utganger er kombinert (ved 56 på fig. 1) for å skaffe et signal som er representativt for differansen mellom de temperaturer som føles av hver av dem. Dette temperaturdifferansesignal sammenlignes deretter (ved 58 på fig. 1) med et på forhånd innstilt referansesignal for å avlede et feilsignal som skaffer styreutgangen av blandingsstyresystemet som påtrykkes styrefunksjonen av ventilen for bren-selinnsprøytningsinnretningen 18 for å regulere brenseltilførselen etter behov, i samsvar med oppfinnelsen.

Dette grunnleggende styresystem er vist mer detaljert på fig. 3 - 5 og er konstruert (a) for sammenligning av temperaturen på den innsugde luft med den for den fordampede blanding av brensel og luft, (b) for å sammenligne temperaturdifferansen av-følt (Z^T) med et på forhånd innstilt ref eransesignal for å gi et feilsignal som er proporsjonalt med feilen i forholdet mellom brensel og luft, og (c) for å omdanne feilsignalet til et brenselinn-sprøytnings-styresignal (blandingsstyreutgangssignal) for å kor-rigere brensel/luft-forholdet og opprettholde det på en konstant verdi under alle motorens belastninger og hastigheter.

Hvis det antas at motoren er installert i et kjøretøy, får styresystemet sin kraft fra kjøretøyets batteri over en filter-og spenningsstabiliseringskrets, som vist på fig. 3a, som leverer en spenning med stabilt "senteruttak" til styrekretsene.

Temperaturfølerne 44 og 46 i styresystemet vist på fig. 3 og 4 er termistorer med negativ temperaturkoeffisient (N.T.C.),

betegnet TH^og TH2, hvilke fortrinnsvis er av glasskapslet vulst-type med hurtig reaksjon. Utgangssignalene fra disse trenger imidlertid å bli gjort lineære i en signalprosessor i kretsen før sammenligningen. Slik omgjøring til lineær form oppnås hensiktsmessig ved hjelp av "tilpasning av kurvene" for utgangssignalene

til en invers eksponensialfunksjon avledet fra ladekurven for en kondensator matet over en resistor fra en fast spenning. Når passende målestokk eller skala benyttes, gir dette en lineær utgang for temperaturdifferansen over et bredt temperaturområde.

Idet det henvises til fig. 3 og 4, mates således termi-storene TH1 og TH2 fra fast innstilte spenninger (forinnstilt for å tillate utregulering av eventuelle variasjoner i fremstillings-toleranser) og strømutgangssignalene avføles ved hjelp av lav-verdimotstander, forsterkes av forsterkere DA1 og DA3 og sammenlignes deretter med den kurve som er skalaredusert i forhold til ladespenningskurven for en kondensator C1 som mates via en motstand R1 fra den stabiliserte spenningstilførsel V . Et koblingselement DA2 omkobles når en prøve av den skalareduserte kondensatorspen-ning (fra et potensiometer P som innstiller skalafaktoren) når nivået for termistorforsterkerens DA1 utgangssignal, og avgir en puls som trykker et monostabilt element M hvis utgangssignal, som virker via en transistor TR, utlader og nullstiller kondensatoren C1. Et koblingselement DA4 trigges når kondensatorens ladespen-ningskurve passerer termistorforsterkens DA3 utgangsnivå og null-stilles når DA2 trigger det kondensatornullstillende, monostabile element M.

Det opprinnelige temperaturdifferansesignal, som tilveie-bringes ved hjelp av det resulterende utgangssignal fra DA4, er i form av en puls med variabel bredde som har en varighet eller pulsbredde t som er lineært proporsjonal med temperaturforskjel-len Z\ T°C mellom de to termistorer.

Dette pulssignal omformes deretter til en likespenning Vthvis amplitude er en lineær funksjon av pulsbredden og således av føler-temperaturforskjellen A T°C. Dette utføres i kretsens pulsomformerelement som omfatter transistorer TR1 og TR2 som styrer oppladningen av en kondensator C2 med høy verdi.

Spenningsutgangssignalet Vfc overføres deretter til et komparatorelement hvor det sammenlignes med et forinnstilt spen-ningsreferansesignal V"rsom velges ved hjelp av et potensiometer Pr som innstiller den fordrede temperaturforskjell. Dette komparatorelement omfatter en forsterker DA5 som har en forsterkning lik en og er knyttet til forinnstilte spenningsstyreanordninger som tilveiebringer justerbare faseforsprangs- og faseforsinkelses-karakteristikker for å gjøre det mulig for sløyfeoverførings-funksjonen å styres og tilpasses med hensyn til respons og stabi-litet.

Det resulterende utgangssignal er et feilspenningssignal som danner et utgangsstyresignal som tilføres til en proporsjonal komparator (proporsjonal-styreforsterker) DA6. DA6 mates også med en trekant- eller "sagtann"-bølgeform fra en bølgeformgenerator og frembringer et firkantbølgepuls-utgangssignal som har en fast repetisjonsfrekvens og som tilveiebringer det elektriske drivsignal for drift, via en koblingskrets, av den solenoidstyrte nåleventil i brennstoffinnsprøytningsdyseanordningen 18.

Virkningen av feilsignalet er at det i forhold til sin verdi varierer bredden eller lengden av de frembragte pulser, idet pulsbredden er variabel fra null til full maksimumsvarighet over ét snevert styrebånd eller snevert feilsignalområde.

Utgangsdrivsignalet virker slik at det gjentatt åpner

og lukker den brennstoffregulerende, nåleventil, og blir i virkeligheten modulert av feilsignalet for å variere pulsbredden og dermed forholdet mellom ventilens åpnings- og lukningstid i hver drifts-syklus, og regulerer således brennstoffstrømmen slik det fordres.

Det vil innsees at innsprøytningsnåleventil-solenoiden drives direkte av batterispenningen Vg via en ballastmotstand Rg, slik at de stabiliserte spenningstilførselsledninger dermed be-skyttes mot koblingstransienter.

Slik som vist på fig. 3b, kan det i stedet for termi-storene TH1 og TH2 benyttes termoelementer TC1 og TC2 som tempera-turfølére i en differensial-parkonfigurasjon. I dette tilfelle bør det benyttes en for-forsterker (hovedforsterker) som er belig-gende nær blandekammeret, idet dennes utgangssignal da forsterkes ytterligere ved hjelp av en "bufferforsterker" for å tilveie-

bringe spenningsutgangssignalet Vtsom sammenlignes med spennings-referansesignalet V . Sådanne termoelementfølere må ha en høy verdi på forholdet mellom følerareal og termisk masse for å sikre

en rask respons.

Utgangen av trykktransduktoren 50 etter en hurtig

åpning av struperventilen kan påtrykkes som en forbigående til-leggsstyrespenning, for midlertidig å anrike blandingen ved å bevirke at den forbigående forandrer passende pulsens bredde for utgangsdrivsignalet, enten ved å anordne at det forbigående innstiller pånytt referansespenningens nivå V eller ved å anordne at det forandrer amplituden for sagtann-bølgeformen matet til proporsjonalkomparatoren.

Styresystemets reaksjon kan på tilsvarende måte aksel-ereres for plutselige forandringer i andre av motorens driftspara-metre ved å mate inn tilleggsstyresignaler representative for slike parametre i bølgeformgeneratoren for å variere amplituden for sagtannbølgeformen, og følgelig variere direkte pulsbredden for utgangsdrivsignalet og dermed øke effekten av feilsignalet.

Referansespenningen Vrkan også styres eller modifiseres hvis påkrevet, ved hjelp av andre.variable motorparametre eller styrefunksjoner som gir passende tilleggsstyresignaler, for derved å styre eller modifisere den spesielle verdi av temperaturdifferansen som opprettholdes mellom temperaturfølerne, og de samlede arbeidskurver for systemet. I den spesielle utførelse som er beskrevet, kunne f.eks. slike tilleggsstyresignaler være anordnet for å drive en reverserbar elektrisk motor som danner en referanse-styring for styring av innstillingen av potensiometret P r.

Hvis ønsket kan det således anordnes for referansespenningen at denne blir styrt av en "marsfartøkonomi"-funksjon som er virksom for justering eller ny innstilling av dens verdi for å svekke blandingen ved lave belastninger. Eller den kan styres ved kvantiteter som gir optimalisering av blandingsstyrken for forskjellige vinkler av fortenning, struperåpning/motorhastighet i kombinasjoner, motortemperatur, eller klima f.eks. ved å skaffe korreksjonsfaktorer for forandringer av fuktigheten og/eller temperaturen av den innstrømmende luft, eller for på annen måte å oppnå optimale brensel/luft-forhold og ydelser under variable arbeidsbetingelser.

Spesielt og som allerede antydet, kan systemets virkemåte for å gi det korrekte brensel/luft-forhold for optimal eller nær optimal ydelse under variable betingelser kontrolleres ved å overvåke vanninnholdet i ekshaustgassen eller ved å kontrollere tenn- spenningskurvene i en gnisttenningsmotor og ved med hensikt å variere brensel/luft-forholdet periodisk i en avsøkning for å bestemme under en prøvetagningsperiode med kort varighet hvorvidt eller ikke disse parametre har respektive maksimale og minimale verdier. Resultatene kan deretter benyttes til å velge og justere eller nyinnstille referansespenningen etter behov.

Som et rent eksempel er en måte på hvilken slike tilleggsorganer for styring kan inkorporeres i den beskrevne utfør-else, vist som blokkdiagram på fig. 6. Som vist angår anordningen bruken av målinger av tennspenningen (eller oppbygningstiden for samme) men det ville være prinsipielt tilsvarende hvis den var konstruert for å knytte seg til den alternative anvendelse av målinger av prosentandelen vann i ekshaustgassene.

I anordningen på fig. 6 er der for overvåking av tenn-spenningskurvene anordnet en spenhingsmottager som mottar spenningen matet inn i tenningssystemet gjennom høyspentlederen til fordeleren eller til en tennplugg. Spenningens og strømmens kurve-former i det minste under oppbygningen av tennspenningen til ut-ladningspunktet kan analyseres og de frembragte signaler som representerer tennspenningen eller oppbygningstiden for tennspenningen, behandles for å gi data som føres inn i en elektronisk hukommelse i signalprosessoren i det minste ved innledningen og under hver avsøkning.

Avsøkningene som gir avbrutte samplinger, styres ved hjelp av samplingsprogrammereren, hvori utløsningssignalene med mellomrom setter igang frembringelsen av. avsøkningstenningssig-naler med vekslende form som mates som styresignaler til en refer-ansestyring, f.eks. en reverserbar elektrisk motor som nevnt ovenfor, som styrer elementet som gir referansespenningen, nemlig potensiometret P som i blokkdiagrammet er betegnet som referanse-hukommelse.

Under hver avføling aktiveres signalprosessoren ved hjelp av samplingsprogrammereren slik at den ikke bare registrerer de suksessive forandringer i tennspenningen, men også analyserer målingene for å bestemme den minsteverdi av disse og sammenligne denne med den foreliggende verdi ved innledningen av avsøkningen. En eventuell differanse gir et tilsvarende referansefeilspennings- signal som utgang, hvilken mates til referansestyringen som driver potensiometret P og justerer eller nyinnstiller referansespenningen for å bevirke at blandingens styrke korrigeres tilsvarende. Hver ny innstilling av referansespenningen vil da bli holdt til

den neste samplingsperiode.

Hvis også ytterligere styresignaler som representerer andre parametre eller arbeidskurver, mates til "referansestyringen" r hvis disse har til å oppgave å bevirke at blandingens styrke bi-

på en verdi som er nær opptil men ikke på dens optimale eller støkiometriske verdi for maksimal kraftutgang, som for en "mars-fartøkonomi"-funksjon f.eks. som nevnt ovenfor, vil det selvføl-gelig være anordnet organer for å oppheve eller på kunstig måte eliminere slike tilleggs-styresignaler eller deres virkninger, under hver samplingsperiode for å muliggjøre opprettelsen av den korrekte referansesignalspenning som er nødvendig for minimal tennspenning (eller maksimalt vanninnhold i ekshausten).

Det vil forstås at mange av de kretskoblinger som er involvert i disse ytterligere modifikasjoner og utviklinger og som representerer forbedringer av den prinsipielle temperatur-styringsanordning, vil anvende integrerte kretser og meget godt kan inkorporeres i en hensiktsmessig konstruert mikroprosessor-enhet.

Foreliggende oppfinnelse er spesielt egnet for forbrenningsmotorer med gnisttenning medregnet konvensjonelle bensin-motorer med gnisttenning, Wankelroterende motorer og gassturbiner, hvilke alle kan anordnes i samsvar med oppfinnelsen for å utnytte noen av de ovenfor nevnte flytendegjorte gassformede drivstoffer.

Hvis påkrevet kan slike forbrenningsmotorer med gnisttenning innrettet for å anvende flytendegjort gassformet brensel

i samsvar med oppfinnelsen også anordnes for dobbelt drivstoff-tilførsel hvor dette er tilrådelig, som f.eks. i tilfelle av generatormotorer som utfører en livsviktig funksjon eller motorer på kjøretøy som må anvendes på steder hvor en gassdrivstoff-tilførsel eventuelt ikke er.tilgjengelig. I en typisk anordning av dobbelt drivstofftilførselsystem blir en original eller foreliggende bensinforgasser på en bensinmotor med gnisttenning matet over en solenoidbetjent ventil i bensintilførselsledningen og den vanlige klaffeventil i forgasseren benyttes for å styre luft-

strømmen når det arbeides med flytendegjort gassformet brensel. Tilførselsledningen for blandingen på. nedstrømssiden av forgasseren vil danne blandeområdet for det flytendegjorte gassformede brensel og når tilførselssystemet for det flytendegjorte gassformede brensel skal benyttes stenges solenoidventilen i bensintilførsels-ledningen, det gis tilstrekkelig tid for flottørkammeret på forgasseren til å tømmes før tilførselssystemet for flytende gassdrivstoff kobles inn. En lignende solenoidbetjent ventil er montert i tilførselsledningen for flytende gassdrivstoff og en treveis styrebryter anvendes fortrinnsvis som gjør det mulig at bare en solenoid aktiveres ad gangen og som skaffer en "ut"-stilling som gjør det mulig for det ene eller andre system å tømmes før det andre innkobles.

For såkalte dieselmotorer eller motorer med kompresjonstenning vil oppfinnelsen vanligvis best anvendes ved å erstatte brenseloljeinnsprøytningsanordningen med tennplugger og benytte gnisttenning.

Oppfinnelsen er således vel egnet for omdannelse av motorer med kompresjonstenning, såsom i motorlastevogner eller tunge transportkjøretøy for å drive disse som gnisttenningsmotor på flytendegjort gassformet brensel såsom LPG-typen med gassflasker. Slik omdannelse omfatter anbringelse i lufttilførselsledningen til inntaksgrenrøret, av den variable struperventil som er leddfor-bundet med kjørerens gasspedal, temperaturfølerne og dyseinnretningen, idet sistnevnte forbindes med en gassylinder ved hjelp av brenseltilførselsledningen som selvsagt må være forbundet med bunnen av gassylinderen slik at den mottar flytende brensel, og omdannelsen til en gnisttenningsmotor ved å erstatte innsprøyt-ningsanordningen med tennplugger forbundet med en tenningskrets. Tennpluggene kan settes inn i gjengede boringer som opprinnelig er opptatt av innsprøytningsutstyret selv om tennpluggene ikke til å begynne med har korrekt dimensjon, det kan bli nødvendig å gjenge opp disse boringer pånytt. Det er ikke nødvendig å foreta noen modifikasjoner av motorens kompresjonsforhold.

Det er verdt å bemerke at i konvensjonelle dieselmotorer begrenses kraftuttaket vanligvis ved at mengden av røk i ekshaustgassen blir uakseptabel. Dette trinn nås vanligvis når bare omkring 60% av oksygenet i den innstrømmende ladeluft forbrennes sammen med brenslet og det har i samsvar med dette vært foreslått å benytte dette "ekstra" oksygen og oppnå ytterligere kraft ved å blande propan eller butan med den innstrømmende ladeluft. En modifikasjon av motoren i samsvar med foreliggende oppfinnelse kan imidlertid benyttes med større effekt for å oppnå økt virkningsgrad og kraftuttak, i hvilken henseende kjøleeffekten på den innstrømmende ladeluft er særlig fordelaktig.

Som et alternativ til omgjøring av en dieselmotor til

en gnisttenningsmotor for å tilpasse den til bruken av flytendegjort gassformet brensel i samsvar med oppfinnelsen, i noen tilfeller hvor et drivstoff såsom flytendegjort naturgass eller methan skal anvendes, blandet i passende støkiometrisk forhold med den innstrømmende ladeluft, kan det normale eller delvis modifiserte foreliggende dieselinnsprøytningssystem bibeholdes hvis det er innrettet for å sprøyte inn en liten dose med dieselbrensel som en tenningsdose for å innlede hvert kraftslag. Da temperaturen nær slutten av kompresjonsslaget i denne anordning vil være mindre enn selvtenningstemperaturen for methan, men over den for dieselbren-selolje, blir i virkeligheten forbrenningen styrt ved innsprøytnin-gen av brenseloljen. Motoren kan også betraktes som om den funk-sjonerer som en dobbeItbrenselmotor.

Claims (16)

1. Forbrenningsmotor med et luft- og brenselforsyningssystem som inkluderer innlø pskanalorganer, hvor der er et blandeområde hvori flytendegjort gassformet brensel tilført fra en lagringstank eller beholder blander seg med forbrenningsluft tilført fra et luftinntak for å gi en hovedsakelig homogen brennbar blanding av brensel og luft som går til det eller de respektive forbrenningskamre i motoren for tenningen, karakterisert ved kombinasjonen av (a) en brensel-tilførselsledning anordnet for å føre det flytendegjorte gassformede brensel i en flytende tilstand fra tanken eller beholderen til dyseorganener, gjennom hvilke, ved bruken, det flytendegjorte gassformede brensel innføres direkte i blandeområdet hvori det utsettes for hurtig fordampning og blanding med forbrenningsluften ledsaget av kjøling av slik luft, (b) følérorganer innrettet for å føle temperaturdifferansen mellom den innkommende luft foran blandeområdet bg blandingen av brensel og luft etter blandeområdet for derved å kontrollere kjølevirkningen av fordampningen og blandingen av det flytendegjorte gassformede brensel, hvilken kjølevirkning er avhengig av blandingsforholdet for brensel og luft, og (c) styreorganer anordnet for å følge den temperaturdifferanse som føles av følerorganet og under bruken automatisk tre i funksjon for å styre de relative forhold som brensel- og luft-andelene i blandingen blandes til og derved styre brensel-luft-forholdet i blandingen på en slik måte at temperaturdifferanse opprettes og bibeholdes på en på forhånd bestemt spesiell verdi som kan velges slik at den svarer til den verdi av brensel-luft-forholdet for blandingen som gir et ønsket nivå for motorarbeidet, idet følerorganet og styreorganene sammen utgjør et blandings-styresystem.

2. Motor ifølge krav 1 , karakterisert ved at styreorganene er innrettet for å forbinde eller sammenligne en utgangsverdi fra følerorganet representativ for den virkelige temperaturdifferanse som føles, med en på forhånd innstilt refer-anseverdi som er representativ for den nevnte spesielle verdi for derved å avlede en feilverdi som er representativ for i hvilken grad den virkelige temperaturdifferanse avviker fra nevnte spesielle verdi, og å utnytte den nevnte feilverdi gjennom en tilbake-koblingskrets for å gi en blandingsstyreutgangsverdi som er virksom for å styre betjeningen av en tilmålings-styreinnretning som regulerer tilførselen til blandeområdet av en av bestanddelene av brensel-luft-blandingen for derved å variere brensel-luft-forholdet i en retning som bevirker at den virkelige temperaturdifferanse nærmer seg den nevnte spesielle verdi og dermed reduserer eller eliminerer den nevnte feilverdi.

3. Motor ifølge krav 2, karakterisert ved at tilmålings-styreinnretningen omfatter ventilorganer som kan betjenes for å regulere tilførselen av flytendegjort gassformet brensel gjennom dyseinnretningen til blandeområdet for inntakskanalorganene.

4. Motor ifølge krav 3, karakterisert ved at ventilorganene omfatter en nåleventil inkorporert i en brensel-innsprøytnings-dyseinnretning som skaffer dyseorganene, hvilken dyseinnretning har en dyseåpning som munner ut i blandeområdet.

5. Motor ifølge krav 3, karakterisert ved at ventilorganene hører til en aktuator og med organer for å frembringe et drivsignal med pulsform virksomt for å energisere nevnte aktuator og bevirke at ventilorganene åpner og stenger trinnvis i gjentatte arbeidssykluser, og for å styre funksjonen av tilmålingsstyreinnretningen er det anordnet organer i blandingsstyresystemet for påføring av feilkvantiteten for modifisering eller modulering og styring av drivsignalet for at forholdet mellom åpningstiden og stengetiden for ventilorganene kan varieres for regulering av tilfø rselen av det flytendegjorte gassformede brensel etter behov.

6. Motor ifølge krav 5, karakterisert ved at aktuatoren og ventilorganene omfatter en solenoidbetjent nåleventil inkorporert i en brenselinnsprøytnings-dyseinnretning som skaffer dyseorganene, hvilken dyseinnretning har en dyseåpning som munner ut i blandeområdet.

7. Motor ifølge krav 3, karakterisert ved at blandeområdet er anordnet i en del av inntakskanalorganene som er i form av et avlangt blandekammer med anordning for innføring gjennom filterorganer av forbrenningsluften fra luftinntaket på forskjellige steder fordelt over dens lengde, idet en ende av blandekammeret er forbundet med motorens inntaksgrenrør som fører til forbrenningskammeret eller kamrene og den motsatte ende er stengt av en endevegg i eller nær inntil hvilken dyseorganene befinner seg, hvorved det flytendegjorte gassformede brensel ført . inn gjennom sistnevnte blander seg progressivt med den innstrøm-mende forbrenningsluft over lengden av nevnte blandekammer.

8. Motor ifølge krav 3, hvor inntakskanalorganene inneholder variable struperventilorganer for styring av tilførselen av forbrenningsluft eller brensel/luft-blanding og således motorens hastighet, karakterisert ved at der er anordnet organer innrettet for å reagere på hurtig åpning av struperorganene for å frembringe et forbigående tilleggsstyresignal som er virksomt for midlertidig å øke tilførselen av flytendegjort gassformet brensel til blandeområdet før tilstrekkelig tid er gått for styring av brensel/luft-forholdet i blandingen i samsvar med nevnte temperaturdifferanse som skal gjenopprettes.

9. Motor ifølge krav 8, karakterisert ved at ventilorganene for tilmålingsstyreinnretningen fører til en aktuator og med organer for å frembringe drivsignal med pulsform som er virksomt for å energisere aktuatoren og bevirke at ventilorganene åpner og stenger trinnvis i gjentatte arbeidssyklusér, og for å styre funksjonen av tilmålingsstyreinnretningen er det anordnet organer i blandingsstyresystemet for påføring av feilkvantiteten for å modifisere eller modulere og styre drivsignalet for å variere forholdet mellom åpningstiden og stengetiden for ventilorganene for å regulere tilførselen av det flytendegjorte gassformede brensel etter behov og der er anordnet kretskoblinger for påføring av det kortvarige tilleggsstyresignal enten på driv-signalets genereringsorganer for å styre drivsignalet direkte eller på referansestyreorganene som er virksomme for å variere den på forhånd innstilte referansekvantitet, for å styre drivsignalet indirekte.

10. Motor ifølge krav. 2, karakterisert ved at følerorganene omfatter (a) et par temperaturfølere i form av elektriske transdusere anbragt i banen for den innstrømmende forbrenningsluft eller brensel/luft-blanding hhv. på oppstrømssiden og på nedstrømssiden av blandeområdet og (b) organer som hører til transduserne for avledning fra deres utganger av et elektrisk signal som er representativt for differansen mellom temperaturene avfølt av hver føler, hvilket signal som utgjør utgangen av føler-organene, mates til et sammenlignerelement for styreorganene, hvori det sammenlignes med et elektrisk referansesignal for å avlede feilverdien i formen av et elektrisk feilsignal som benyttes for å skaffe styreutgangs-styreoperasjon for tilmålingsstyreinnretningen.

11. Motor ifølge et av kravene 2-10, karakterisert ved at blandingsstyresystemet inkluderer referanse-styreorganer innrettet for å tre i funksjon etter en veksling av fuktigheten og/eller temperaturen av den innkommende forbrennings-luf t fra luftinntaket, for å justere eller nyinnstille referanseverdien for å representere en ny spesiell verdi av temperaturdifferansen virksom fortsatt for å opprettholde eller gjenopprette forholdet mellom brensel og luft og nivået for motorydelsen på hovedsakelig samme verdi som eksisterte før vekslingen i fuktigheten og/eller temperaturen av den innkommende forbrenningsluft.

12. Motor ifølge krav 11, karakterisert ved at det er anordnet organer for overvåking av verdiene av fuktighet • og/eller temperatur av den innkommende forbrenningsluft og for sammenligning av de oppnådde målinger med referansedata fremkommet i datalagringsorganene for å avlede en utgang som styrer operasjonen av referansestyreorganene.

13. Motor ifølge et av kravene 2-10, karakterisert ved at blandingsstyresystemet også inkluderer referanse-styreorganer for styring av innstillingen av referanseverdien og analyseringsorganer for overvåking og analyse, i det minste med intervall av en andre arbeidsparameter for motoren, avvikende fra kjøleeffekten av fordampningen og blandingen av det flytendegjorte gassformede brensel, hvilken er avhengig av blandingsstyrken og som også har en kjent karakteristisk verdi eller kvalitet når brensel/luft-forholdet er støkiometrisk eller på en optimal verdi, hvilken analyse er effektiv for å kontrollere hvorvidt denne karakteristiske verdi eller kvalitet er tilstede og hvis ikke, å avlede en tilsvarende referansefeilverdi som påtrykkes på referansestyreorganene for å bevirke at referanseverdien blir innstilt igjen og korrigert derved for å forandre brensel/luft-forholdet og bringe eller gjenopprette den til dens støkiometriske eller optimale verdi.

14. Motor ifølge krav 13, karakterisert ved at den andre funksjonsparameter som ahalyseorganene er innrettet for å overvåke og analysere, er en kvantitet med en verdi som varierer med blandingens styrke og får et maksimum eller minimum når brensel/luft-forholdet er støkiometrisk eller på en optimal verdi og for å sikre nevnte maksimale eller minimale verdi ved utførelsen av analysen er der anordnet organer for tilsiktet varia-sjon av blandingsstyrken i en avsøkning foretatt under avbrutte forholdsvis kortvarige samplingsperioder.

15. Motor ifølge krav 14, karakterisert ved at den andre funksjonsparameter som analyseorganene er innrettet for å overvåke og analysere, er den prosentvise mengde vann i ekshaustgassene.

16. Motor ifølge krav 14 og forsynt med gnisttenningssystem, karakterisert ved at den andre funksjonsparameter som analyseanordningen er innrettet for å overvåke og analaysere, er tennspenningen eller dennes oppbygningstid.