SE0901517A1 - Effektiviserare - Google Patents

Abstract

Det övergripande tekniska problemet vid hos förbränningsmotorer är att minska bränsleförbrukning vid start och efterföljande varmkörning av motor. Hos privatpersoner utgör de flesta bilkörningar s.k. kortsträckor och Statistiska Centralbyrån meddelar att 54.7 procent eller drygt hälften av svensk arbetskraft åker bil till sitt arbete och att 66.8 procent har 15 km eller kortare väg till arbetet.Det är känt att fordon förbrukar oftast mer än dubbelt så mycket bränsle vid start och s.k. kortkörning. Uppfinningen är en Effektiviserare , som definierar jämfört med känd teknik en minskad bränsleförbrukning, minskade utsläpp av icke förbränt bränsle och ökad start och driftsäkerhet.Effektiviseraren samlar inte enbart varm luft som binder vatten och syre utan erbjuder även varm luft vid start av fordon om så behövs. Motorns energi lagras inuti det isolerande höljet 6. Effektiviseraren samverkar även med en värmeväxlare för att själv få värmeenergi samt att kall luft skall kunna erbjudas cylinderns kompression.

Description

uppvärmningskörningens 1.5 mil kommer att nyttja mångfald mycket mer bränsle än vad motorn normalt gör. Choke, Styrbox och Lambdasond anpassar bilmotoms bränsle- och luft- blandning till dels motorns arbete och dels till ytterrniljön. Teknikömrådet behöver därför förbättras och inga hållbara lösningar har tidigare presenterats.

Det nämnda innebär mycket förhöjd bränsleförbrukning vid start och köming främst under den första halvtimmen. l det ovan nämnda exemplet skulle då den ökade förbrukningen av bränslet bli 1.35 + (20%*l.35) = 1.62 liter till 1.35 + (l00% * 1.35) = 2.7 liter. Teknikens ståndpunkt berättar som exempel att ett fordon, som används i snitt 10 ggr per dag, vilket ger för 20% höjning under 365 dagar * 10 = 3650 gånger och förbrukar då uträknat (3650*( 1.62- 1.3 5)) = 985.5 liter mer bränsle per år. För 100% mer bränsle erhålls 365*10 = 3650 gånger och förbrukningen blir då (3650*(2.7- l 35) = 4927 .5 liter mer bränsle per år.

Uppfinningshöjden förväntas vara bevis då man sparar avrundat 1 ton - 5 ton bränsle per år.

Båda uträkningar är baserade på en jäinförelse med kontinuerlig drift av fordonet efter att motorn är uppvärmd. Kostnaden för det extra bränslet berörs inte nännare. Men den ligger över 50 000 kr/år, vilket ger stöd för att teknikutveckling behövs.

Om motorvärmare nyttjas och bilmotoms gods är varmt i och omkring värmeslingor och att motorns kylvatten är varrnt slipper man större delen av det ovan nämnda problemet med kallstarter. Men inte alla problem löses denna väg. Endast det vatten som ligger närmast vårmekällan värms upp och vattnet räcker inte för att värma upp hela motorn. Det fordras därför energimagasinering för att förvärmning av motor skall behöva starta 'upp från för låga temperaturer.

Motorsystemets Lambdasond känner av luftteniperaturen och reglerar bränslebehovet efter detta. Det innebär sålunda att mycket av den förhöjda bränsleförbrukningen finns fortfarande kvar även om traditionella motorvärrnaren används. Här fordras teknikutveckling.

Då det gäller motorvärrnaren förespråkas enligt teknikens ståndpunkt att den inte skall vara inkopplad längre än cirka 1,5 timmar i förväg. Vädret anses vidare inte ha någon stor betydelse för motorvärrnarens resultat. Kall luft som insugningsluft under köming anses vara att föredra framför varm insugningsluft. Den kalla luften får plats för fler syre molekyler och bidrar därmed till bättre förbränning samt mer effekt.

Det ovanstående har sin giltighet till en viss teknisk nivå. Om det blir det för kallt och om bränslet fälls ut från bränsle/luft-blandningen finns det enligt känd teknik risk för att bränslet kondenseras på insidan av insuget och även på cylinderväggen och fördelar sig inte homogent i den gasblandning som kommer ini cylindern. Det fordras med andra ord något av energílagring för att inte den förvärmda gasen eller luften skall fälla ut bränslet till kalla ytor.

Det ovanstående har inte uppmärksammats så noggrant i teknikens utveckling, vilket förvånar. Litteraturstudier inom ämnet ger stöd för att detta kan ha förbigåtts eller inte beaktats vid fordonets teknikutveckling. Vi har tidigare haft näst intill obegränsad tillgång till bränsle och någon effektiviserare har tidigare inte behövts.

Teknikens ståndpunkt kan summeras i att en kall motor drar mer bränsle än en vann. En monterad motorvärmare vänner upp kylvatten och motorblocket till viss del. Men det saknas uppvärmning inom andra vitala delar och här kan nämnas bl.a insugningsluften i startskedet.

Det är känt att man kan förvärrna den nämnda startluften för att på detta sätt lättare få igång sin motor. Denna förvärmning måste dels förvärrna motom och dels bibehålla sin energi så att inte bränslet fälls ut till kalla ytor där det inte förbränns och där det tar bort den skyddande oljaehinnan, som smörj er motom.

Inget hållbart system för detta är presenterat. Någon förklaring till detta negativa fenomen har inte heller meddelats köpare av fordon och allmänheten.

Tekniska problemet.

Det övergripande tekniska problemet är att minska bränsleförbrukning vid start och efterföljande varmkörning av motor. Hos privatpersoner utgör de flesta bilkömingar s.k. kortsträckor under 30 minuter och oftast under 10 minuter. Här kan nämnas som exempel besök på affärer, hämtning av bam och ungdomar, till och från arbetet m.fl. kömingar.

Under denna korta tid hinner inte en bilmotor bli så vann att det motsvarar motoms energiförbrukning under kontinuerlig köming. Här finns det flera tekniska problem att lösa.

Det första tekniska problemet att lösa är att en bilmotom alltid skall starta när föraren så önskar och då under normala omständigheter. Exempelvis när föraren vrider på startnyckeln skall fordonet starta.

Det andra tekniska problemet är att motom inte skall använda mer bränsle under uppvärmning än vad som i verkligheten behövs för motoms arbete och uppvärmning.

Exempelvis att förgasare och insprutningssystem motsvarande inte skall använda mer bränsle än vad som i verkligheten behövs.

Det tredje tekniska problemet är att utsläppen av farliga avgaser inte skall öka vid start och efterföljande varmkörning av motor. Detta är ett uttalat strävansmål och denna patentansökan avser att åtminstone minska koncentrationen av utsläpp och kanske även begränsa utsläppens skadliga innehåll.

De ovan nämnda tre tekniska problemen presenterar tillsammans ett gemensamt holistiskt tekniskt problem som börjar vid start av motor. Fortsätter med problemet att motorer vid start och uppvärmning ofta använder mer bränsle än vad som egentligen behövs. Slutligen att denna motor då använder för mycket bränsle vid start och varrnköming som inte förbränns i cylinderutrymmet utan drivs ut med avgaserna. Detta utsläppta bränsle utgör miljömässigt en farlig belastning för miljö och märmiskor.

Lösningen av dessa problem skall i det nedanstående beskrivas.

Lösningen av det tekniska problemet.

Det första tekniska problemet att lösa är att motom alltid skall starta när föraren så önskar.

Detta problem är förenat med främst den omgivande temperatur, som skall sugas in i förgasaren eller cylindern. Därför löses detta problem genom s.k. förvärmning av gas, företrädesvis atmosfärens luft. Eftersom att det är mycket lufl som skall användas de första minuterna så har motom, utanför sitt motorblock, ett större isolerat förrum med luft där luften värmts upp av altemativt motorvärmare, energi som lagras efter tidigare köming eller luft som hämtat sin värme från uppvärmda motordelar företrädesvis utblåsets grenrör. Sådan uppvännd luft kan användas dels för att underlätta start där bränslet då inte kondenserar sig på cylinderväggama genom att bränslet binder sig bättre till den varma gasen eller luften, dels höja andelen vatten i cylindems inblåsningsluft som ger enligt känd teknik avsevärd höjning av kompressionen m.fl. fördelar.

Det andra tekniska problemet att lösa är att motom inte skall använda mer bränsle under uppvärmning än vad som i verkligheten behövs för motoms arbete och uppvärmning. Här förekommer det att bilar med Styrbox och Lambdasond, som även kan kallas syresensor, inte avläser att syrehalten är fel och förändrar blandningen av bränsle och luft. Vidare att bilar med förgasare också har rätt inblandning av bränsle och luft. Syftet är sålunda att motorer med å ena sidan förgasare och å andra sidan ínsprutningssystem motsvarande inte skall använda mer bränsle än vad som i verkligheten behövs. Vidare att inte motom skall få felaktig signal att öka bränsleinblandningen felaktigt.

Det andra tekniska problemet löses genom att den tidigare förvärrnningen av luft, som förvaras i ett större isolerat förrum till förgasare eller insprutning kompletteras med tillskott av syre altemativt genom luftutbyte med omgivande atmosfär eller extra syretillförsel som ett komplement till bränsletillförseln. Känd teknik gör det enkelt att mäta och styra syretillförsel.

Genom nyttjande av tidigare nämnd förvämming eller lagring av värme och säkring av syre och syrets inblandning i aktuellt bränsle erhålls ingen förhöjd bränsleförbrukning under start och uppvärmning av motom. Denna teknik kan naturligtvis vidareutvecklas så att syre tas från koldioxiden bildande koloxid, som sedan kan användas i bearbetat skick som bränsle enligt känd teknik, vilket ger stöd för att fordonet nyttjar större andel av tillfört bränsle.

Det tredje tekniska problemet löses i kombination med lösningen av det andra tekniska problemet, se ovan. Genom att nyttja variabelt tillskott av syre över kömingens olika faser från kallstart, uppvärmningsköming och sedan normal köming med omkömingsaccelerationer och stopp kan den totala mängden utsläpp av farliga avgaser sänkas och därtill anpassas till motoms krav på varvtal och momentuttag.

De ovanstående presenterade lösningarna kan holistiskt summeras på följande sätt. En bil parkeras efter köming med motorn avslagen. Det är kall väder med minusgrader. Motorn har under den tid som den varit i drift lagrat vann luft i ett större isolerat förrum som är placerat utanför motorblocket. När motorn krävt högre effekt har luft tagits direkt från omgivande atmosfär och då företrädesvis via värmeväxlare som sänkt temperaturen och därmed höjt kompressionen.

Vid ännu högre krav på effekt hämtas ärmu kallare luft från en till fordonet tillhörande värmeväxlares kölddel. Vid extrema krav på uttag av energi kan syretillskott hämtas från lagrad syrgas företrädesvis från syrgasgastub. Vid nonnal köming förbrukas ingen eller begränsad mängd extra syre.

Eftersom att det är mycket luft som skall användas de första minuterna så har motorn, som nämnts tidigare, ett större isolerat förrum med luft där luften värmts upp av motorvärmare, energi som lagras efter tidigare körning eller luft som härntat sin värme från uppvärmda motordelar företrädesvis utblåsets grenrör. Luft från detta isolerade förrum behövs bara de första 10-15 minutema. Sedan behövs allt kallare luft för att nå så hög kompression som möjligt. Därför har det isolerade förrummet även värmelagrande material som lagrar vännen under perioder när fordonet sedan står still i väntan på nästa köming. Värmelagringen är en viktig del i denna uppfinning och marknaden presenterar många olika alternativa material och system för värmelagring enligt känd teknik. Här kan naturligtvis värmeväxlare och annan känd teknik också användas, som nämnts ovan. Därav framstår även betydelsen av att detta förrum måste vara väl värrneisolerat, vilket också är en viktig del i uppfinningen.

När fordonet nu skall startas och köras används den förvärmda luften i starten. Den Vanna luften binder och fördelar bränslet utan att betydande fällningar uppkommer på insidan av cylinderväggen. Detta har i egna tester med Effektiviseraren visat sig vara en viktig teknisk effekt av denna uppfinning. Insprutningstekniken som känd teknik ger ytterligare stöd för detta.

Om bilen inte skulle starta av okänd anledning kan syre tillsättas som underlättar starten. På fordonets instrumentpanel kan instrument placeras som aktiverar syretillförsel, luftgas- tillförsel eller kondenserad vattenångatillförsel.

Det bör betonas att syret inte har samma effekt som startgas där kolvringarna överbelastas.

Den jämna fördelningen av bränslet i luften ger en optimal förbrärming jämfört med andra kallstarter med miljövinster som följd. Vidare så erhålls jämnare motorvarvtal.

När bilen nu körs i exempelvis 80 km/tim och skall öka farten så hämtar bilen sin inluft till motom från fordonets omgivningsluft eller värmeväxlare och inte från den förvärmda luften.

Då erhålls högre kompression och bättre syretillskott. Om ännu högre kompressioner, dvs högre fart, behövs används exempelvis syrgas eller annan lämplig tillsatsgas. Med detta menas att uppfinningen avser att regleras både genom termostat och reglerbara instrument.

Genom att nyttja variabelt tillskott av syre över körningens olika tidsfaser exempelvis vid omkörning och sedan normal köming med omkömingsaccelerationer och stopp kan den totala mängden utsläpp av farliga avgaser sänkas och därtill anpassas till motoms krav på varvtal och momentuttag. Effektivare och mer fulländad förbränning ger optimal förbränning i cylindem, högre effekt och lägre nivå av utsläpp.

Problemets tre lösningar tillsammans uppfinner ett övergripande förfarande vid start och körning av fordon under tiden till att motom uppnått sin arbetstemperatur. Uppfinningen ger främst mycket lägre bränsleförbrukning. Men även säkrare motorstart och drift samt lägre utsläpp av ej förbränt bränsle och avgaser.

Fördelar med den beskrivna lösningen av det tekniska problemet.

Presenterad uppfinning ger i jämförelse med befintlig teknik en säkrare startmöj lighet. Detta även om temperaturen skulle sjunka exempelvis under -40° C. Det större isolerade förrummet ger en energilagring inom motorns tilluft, som kan användas i utsatta situationer. Reglering av tilluft från det isolerade förrummet eller direkt från den omgivande atmosfären eller från en värmeväxlares kölddel ger stöd för att högre kompression kan uppnås och därmed högre motoreffekt. Uppfinningen avser att nyttja känd reglerteknik och kända termostater motsvarande för att styra dessa variationer.

Genom att nyttja optimal bränsle-gas/luft-blandning erhålls lägre mängd utsläpp, vilket är till godo för miljön. Marknaden uppvisar många milj ötekniker för att övervaka detta.

Uppfinningen kan nyttjas affärsmässigt och får anses ha en intressant marknad och efterfrågan.

UPPFINNINGENS SPECIELLA BESKRIVNING Beskrivning- Uppfinningen skall i det följ ande beskrivas med hjälp av Figur 1 visande motor 1 sedd från sidan med luftrenare 2, förgasare 3 och ett större isolerat förrum 4 placerat utanför motorblocket med förvärmd luft som kan användas vid s.k. kallstart.

Figir 2 visande samma innehåll som i figur 1 samt värmeslinga 5 med vännemagasinerande material företrädesvis av keramer och isolerande hölje 6, som skyddar mot nedkylning.

Figur 3 visande samma innehåll som i figur 1 samt värrneslinga 5 med värrnemagasinerande material och isolerande hölje 6 och därtill monterad värmeväxlare 7 medgivande att kyld lufi kan få företräde före luften från det större isolerade förrummet 4 in till förgasaren och att vatten som fälls ut från vattnet kan rinna bort via slang eller röt 8. Luftströmmen från det isolerade förrummet 4 är stängt när värmeväxlarens kylda luft kopplas in.

Uppfinningen har i den allmänna beskrivningen presenterats och skall i denna speciella beskrivning närmare beskrivas. Uppfinningen presenterar dels ett större isolerat förrum 4 som är placerat utanför motorblocket och dels en värrneväxlare 7, som tar in atmosfársluft 11 och kyler ned en del av denna luft, vilken sedan skickas till lufirenaren 9 och förgasaren eller insprutningsdelen. Den mängd luft som i stället värms upp skickas in 10 till det större isolerade förrummet 4 och hjälper till att bibehålla värmen i detta rum förrum 4. Om problem uppstår med exempelvis övertryck eller behov av ytterligare gas/luft i luftrenaren kan den nämnda gasen eller atmosfårsluften återföras från detta förrum 4 via givare 10” som sitter på återförande rör eller slang om luftrenaren tillåter detta.

Uppfmningen presenterar vidare dels ett förfarande vid start och påbörjad drift av motor.

Företrädesvis bilmotor, där förfarandet är en effektiviserare av både start och bränsle- förbrukning vid starten och därpå följande drift av motom. Uppfinningen avser att effektivisera den tidiga förbrukningen av bränsle vid körning och drift av motorn, som då oftast enligt känd teknik har mycket förhöjd förbrukning av bränsle och inte sällan mer än fördubblad bränsleförbrukning.

Vi tänker oss att motor 1 skall startas i en kall väderlek med minusgrader. Motorn 1 har tidigare startats och körts varvid varm luft har lagrats upp i det isolerade förrummet 4 där det nu kan användas. Om motorn 1 inte tidigare har körts så kan förvärmd lufl erhållas via strömtillslag på värrneslinga 5 , vilken vänner upp luften inuti det isolerande hölj et 6.

När motom 1 startats behöver den förvärmda luften tillföras i cirka 10 minuter, företrädesvis mellan 3 - 15 minuter, för att inte flera negativa bieffekter skall uppstå. Hit kan nämnas exempelvis fállningar av bränsledroppar på cylinderväggarna, förhöjd mängd bränsle till förbränning och därmed extremt hög bränsleförbrukning. Den förvännda luften motverkar dessa negativa bieffekter vid start och varmkörning.

När motorn 1 har varit igång i några minuter och motom 1 börjar att bli varm stänger ett organ, företrädesvis ett värmespjäll, successivt den varma lufttillförseln från det isolerande höljet 6. I slutänden av detta förlopp övergår motom 1 till att enbart ta luft från omgivningens atmosfär. Kall luft höj er kompressionen och effekten i motor 1. Genom att nyttja värmeväxlaren 7 kan den kalla luften bli ännu kallare och kompressionen kan så ökas ärmu mer. För detta fordras att motor 1 är riktigt uppvärmd.

En eller flera monterade värmeväxlare 7, medgivande att kyld luft kan få företräde före luften från det isolerande hölj et 6 , kyler luften sålunda så att högre kompression kan uppnås i motom 1. Det vatten som då fälls ut av nedkylningen av luften kan rinna bort via slang 8.

Naturligtvis kan ordningsfölj den mellan lagrad förvärrnd luft och värmeväxlare varieras över tid med hjälp av exempelvis terrnostater och även elektroniska instrument. Syftet är att rätt lufttemperatur med rätt vatteninnehåll i luften skall blandas med bränslet för optimal förbränning och kompression. På så sätt uppnås uppfinningstanken att minska på förbrukning av bränslet och uppnå driftssäkerhet. Detta är inte någon s.k. önskan från sökande utan marknaden har känd teknik som kan lösa dessa ansatser.

Claims (1)

1. Patentkrav. 1. Effektiviserare, uppbyggd av åtminstone en utanför motorblocket monterad värmelagrande isolerande ihåligt hölje 6 med isolerande väggar KÄNNETECKNAD därav att motorns 1 tilluft passerar in och igenom det värrnelagrande slutna isolerande hö1jet”s 6 ihålighet och blandar sig med den gas, företrädesvis atmosfärsluft, som finns inuti det ihåliga hölj et 6 bildande turbulent luftflöde och variationer i temperatur inuti det ihåliga höljet 6. Effektiviserare, enligt patentkrav 1, KÄNNETECKNAD därav att fler än en Effektiviserare kan seriekopplas. Effektiviserare, enligt patentkrav l eller 2, KÄNNETECKNAD därav att fler än en Effektiviserare kan parallellkopplas. Effektiviserare, enligt patentkrav l, KÄNNETECKNAD därav att den gas, företrädesvis luft, som finns inuti det ihåliga hölj et 6 sänker sin uppvärmda temperatur i början när motorn 1 startar och ökar sedan sin temperatur efter några minuter, företrädesvis efter 15 minuter då motorutrymmet värmts upp av motoms 1 arbete. Effektiviserare, enligt patentkrav l-4, KÄNNETECKNAD därav att temperaturhöjningen kan påskyndas med hjälp av värmeslinga 5 som altemativt eller både och kan drivas med hjälp av elektricitet eller med hjälp av motorn l kylvatten. Effektiviserare, enligt patentkrav 1-5, KÄNNETECKNAD därav att värmeslingan 5 även kan värma upp gas, företrädesvis luft, utan att motor 1 är Startad företrädesvis med hjälp av elektricitet. 7. 10. Effektiviserare, enligt patentkrav l-6, KÄNNETECKNAD därav att vänneslingan 5 är sammankopplad med motorvärmare bildande enhet, som både värmer upp gas, företrädesvis luft i Effektiviseraren och även motor l, motorblock. Effektiviserare, enligt patentkrav 1, KÄNNETECKNAD därav att Effektiviseraren har terrnostatliknande reglerinstrument som känner av när motortemperaturen har uppnått en bestämd temperatur varvid det terrnostatliknande reglerinstrumentet stänger eller begränsar Effektiviserarens gas eller atmosfärslufttillflöde till motor 1 och växlar över till intag av atmosfärsluft. Effektiviserare, enligt patentkrav l, KÄNNETECKNAD därav att Effektiviseraren reglerar via termostat eller annan känd reglerutrustning kyld luft till motor 1 via värmeväxlaren 7. Förfarande vid användning av Effektiviserare, enligt patentkrav l - 9, KÄNNETECKNAD därav att i ett fordon med motor l inmonteras en eller flera seriekopplade eller parallellkopplade Effektiviserare. Inluften till motor l kan gå dels via Effektiviseraren och dels via värmeväxlaren 7. Effektiviseraren kan leverera gas eller atmosfärsluft som är förvärmd direkt till motom l förgasare eller insug. Men om kyld gas eller luft behövs så levererar värmeväxlaren 7 detta och det överskottsvatten som erhålls vid nedkylning av gas eller luft leds bort via slang eller rör 8. Överskottsvärme från värmeväxlaren 7 kan överföras till ihåliga förrurnmet 4 för att höja energiinnehållet eller med hjälp av terrnostatinställning och reglerutrustning vädras ut från Effektiviseraren.