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WO1988000650A2 - Process and device for processing fuel and mixtures in otto engines - Google Patents

Process and device for processing fuel and mixtures in otto engines Download PDF

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WO1988000650A2
WO1988000650A2 PCT/DE1987/000315 DE8700315W WO8800650A2 WO 1988000650 A2 WO1988000650 A2 WO 1988000650A2 DE 8700315 W DE8700315 W DE 8700315W WO 8800650 A2 WO8800650 A2 WO 8800650A2
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WO
WIPO (PCT)
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fuel
evaporator
metering
mixture
pipe
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/DE1987/000315
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English (en)
French (fr)
Other versions
WO1988000650A3 (en
Inventor
Abdel Halim Saleh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gesellschaft fur Innovations-Management Marketing-
Original Assignee
Gesellschaft fur Innovations-Management Marketing-
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gesellschaft fur Innovations-Management Marketing- filed Critical Gesellschaft fur Innovations-Management Marketing-
Publication of WO1988000650A2 publication Critical patent/WO1988000650A2/de
Publication of WO1988000650A3 publication Critical patent/WO1988000650A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/027—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves with two or more valves arranged coaxially
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B17/00—Engines characterised by means for effecting stratification of charge in cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M31/00—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture
    • F02M31/02—Apparatus for thermally treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture for heating
    • F02M31/16—Other apparatus for heating fuel
    • F02M31/18—Other apparatus for heating fuel to vaporise fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M35/00—Combustion-air cleaners, air intakes, intake silencers, or induction systems specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M35/10—Air intakes; Induction systems
    • F02M35/104—Intake manifolds
    • F02M35/108—Intake manifolds with primary and secondary intake passages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/027—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle four
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a method for fuel and mixture processing in gasoline internal combustion engines according to claim 1 and a device according to the preamble of claim 23.
  • Figure 1 is a schematic representation of the supply of the charge prepared in a mixing room into a combustion chamber of an Otto engine
  • Figure 2 is a block functional circuit diagram of a fuel processing and supply system of an Otto engine
  • Figure 3 shows a longitudinal section through a fuel evaporator along line III-III in Figure 4;
  • Figure 4 shows a cross section through the fuel evaporator according to Figure 3 along line IV-IV;
  • Figure 5 shows a schematically illustrated longitudinal section through a metering distributor
  • Figure 6 shows a partial and enlarged
  • Figure 6a is a partially shown longitudinal section by another embodiment example
  • Figure 6b shows a cross section through the exemplary embodiment of the fuel evaporator according to Figure 6a along line VIb-VIb;
  • Figure 7 shows the change in the opening cross-sections or time sequences of a metering orifice in relation to the respective crankshaft angle
  • Figure 8 is a partially shown cross section through individual pipes of the metering distributor in the
  • Figure 9 is a schematic representation of the assignment of metering distributor to a cylinder
  • Figure 10 is a plan view of the arrangement of Figure 9;
  • Figure 11 is a graphical comparison of the pressure / volume ratio in the cylinder of known gasoline engines that work according to the present invention.
  • Figure 12 is a graphic representation of the cross section of the metering orifices at different crankshaft angles.
  • Figure 13 is a schematic representation of a central supply.
  • the pump 3 conveys the liquid fuel from a tank 1 through a filter 2 and a distributor pipe 46 into a power plant.
  • the fuel is distributed in a thin falling film on the surface of the evaporator tubes 45 of the fuel evaporator 8 through slots or holes in the distribution pipe 46.
  • two evaporator tubes 45 which are arranged one below the other and through which exhaust gas flows, are combined in a central housing, the so-called chamber jacket 54.
  • the housing itself is only open at the top, to the distributor pipe 46.
  • the space contained in the chamber jacket 54 is divided into separate chambers by vertical, rib-like intermediate walls 55.
  • the evaporator tubes 45 in FIG. 2 run through the fuel evaporator 8 run parallel to an exhaust pipe 56.
  • a section 60 of the exhaust pipe 56 houses a thermostatic valve 57 60, so that there is a relatively high flow resistance. Due to the relative flow resistances of the Steam pipes 45 to that of the exhaust pipe 56 are a variable size of the mass flow of the exhaust gases. This also regulates the temperature of the exhaust gases in the evaporator tube 45 analogously.
  • the thermal valve 57 completely blocks the section 60; d. H. the entire exhaust gas flow flows through the evaporator tubes 45 of the fuel evaporator 8.
  • the constructive narrowing of the evaporator tubes 45 after the fuel evaporator 8 brings about a counterpressure in the exhaust gas stream, which in turn ensures a rapid temperature rise in the fuel evaporator 8.
  • the valve 57 opens and thus forms a bypass which forwards part of the exhaust gas flow through the section 60 into the exhaust pipe 56 and into the exhaust.
  • an electrical heater 9 heating hedgehog
  • a connection of max. 500 watts depending on the respective evaporator size, provided.
  • this is only activated for a fraction of a second in cold starts (for 1-3 seconds), in extreme short-distance traffic, in long phases of engine pushing (long downhill runs) and at temperatures well below zero degrees Celsius.
  • the additional heater 9 can be mounted in the fuel vaporizer 8 directly under the distributor pipe 46. However, depending on the type, it can also be placed in the metering distributor 13, as shown in Figures 5 and 6a. In the latter case, a higher response sensitivity - especially during a cold start - is achieved.
  • the existing one System must then be supplemented by an additional distributor pipe 11 and 'a fuel supply valve 10th.
  • Evaporation chambers of the fuel evaporator 8 take over valves 4, 5 and 14 in the figure
  • the bypass valve 14 controls an increase in
  • Cooling resulting condensate is passed back into the fuel supply circuit via a reflux valve 6. Also with the metering distributor 13 is a
  • the isolating slide 47 regulates the available evaporation area.
  • a pressure sensor 61 in FIG. 2 controls a drive mechanism 48, 49 (see FIGS. 3 and 4) and increases the evaporation area via the isolating slide 47. If the offered exhaust gas temperature is not sufficient for a complete build-up of pressure, the electric heater 9 is briefly activated, at the same time the fuel supply valve 10 to the distributor pipe 11 opens.
  • the fuel evaporator 8 and the metering distributor 13 together with the drive, control, and heating are combined in a mechanical unit.
  • the sealing, heating and insulation problems will be greatly reduced.
  • the total volume of the system - 7 - also considerably reduced by the fact that a large number of parts can be saved • can.
  • a housing 28 encloses both the distributor 13 and the evaporator 8.
  • the metering distributor 13 With regard to the metering distributor 13, reference is made in particular to DE-OS 34 14 168.
  • the arrangement of the tubes according to Figure 8 is also related to this exemplary embodiment.
  • the metering distributor 13 also consists of four tubes 16, 17, 18 and 19 which are pushed into one another. These tubes each have different openings on their lateral surface for each combustion chamber 24, which for the sake of simplicity have the reference numbers 16a, 17a, 18a and 19a of the corresponding pipes are provided. Together, these openings each form a metering orifice 12 for each combustion chamber 24.
  • the relative setting of the openings to one another determines the size of the opening cross section and the timing of the metering orifice 12 in relation to the crankshaft angle.
  • Tube 17 in Figure 6 is mechanically driven by belt, chain or pulley 43 in a bearing 44 with a camshaft synchronous speed of the engine and sets the tube 18 via a drive shaft 39, an abutment 38, which is guided in axial guide grooves 35, and a Guide sleeve 36 in motion.
  • the openings 17a and 18a of the metering orifices of each closure enclosed by a cylinder housing 25 The combustion chamber 24 is positioned on the pipes 17 and 18 so that they sweep past the openings 16a and 19a in front of the metering orifice 12 during the suction stroke of the cylinder. In this way, as shown in FIG. 7, they expose the openings 16a and 19a of the corresponding cylinder feed.
  • the adjustment mechanism 31 shown in Fig. 5 (schematic) and 6 allows a - of e.g. an actuator of a mechanical or electric gas pedal to be actuated - slight displacement of the load tube 18 - in the direction of rotation, so that the diaphragm 17a remains partially closed. This is done via a sleeve 32, which is supported via a bearing 34 against the abutment 38, which is under the pressure of a spring 40. As shown in Figure 7, this diaphragm opening moves synchronously with the late crankshaft angle.
  • the sleeve 32 also surrounds a shoulder of a ball bearing housing 37, which is supported by a sealing ring 29 against the distributor housing 28. Seals are also provided in room 30.
  • the bearing 44 is held in the housing 37 by a locking disk 33.
  • the stationary tubes 16 and 19 are located between the rotating tubes 17 and 18.
  • the openings 16a and 19a of the tubes 16 and 19 thus form a slit-shaped diaphragm into one another as shown in Figure 7.
  • Their openings open directly into the metering diaphragm 12 and lead over the feed tubes 27 in Figure 9 into the mixing chamber 21 of the respective cylinder.
  • the circular section 51 in Figure 8 is installed in the tube 16 and fastened to the tube 19 via the driving pin 52.
  • the width of the opening 16a can be changed by a slight rotation of the tube 19.
  • the movement is carried out by the fresh air mass flow sensor via a mechanism 62, which is only shown schematically in FIG.
  • the size of the fresh air mass flow in this process mainly depends on the speed of the engine.
  • Curves 2, 5, 8 1 or 8 11 shown in Figure 11 represent a variable size of the air ratio to the cylinder.
  • Curves 2, 5, 8 'and 8' 1 in Figure 11 represent an air ratio in the vicinity of a spark plug 20 (at a KW angle of 120-180 degrees) of lambda - less 1- and in the rest of the load up to Piston (KW angle of 0-120 degrees) for a lean mixture of lambda - greater than 1-.
  • This state results in curves 0, 1, 3, 4, 6, 7.
  • the charge consists of starting from the piston crown
  • the non-working part i.e. from fresh air
  • the working part consisting of several layers of lean mixture corresponding to 120 degrees KW angle, and of several layers of fat mixture corresponding to the KW angles 120-180 degrees .
  • the working part When idling, the working part consists only of a rich mixture, see Figures la and le, and curve 0 in Figure 11.
  • the orifices 17a and 18a only need their smallest opening cross-section and thus the fuel consumption is lowest.
  • the construction according to the invention achieves that the openings shown in Figure 7 under Figures A, B, C, in the plane between the tubes 16 and 17 are formed.
  • the metering orifice 12 remains closed by the tube 18 at the start of the suction stroke.
  • a tube 53 ensures a bypass air flow.
  • This bypass air stream flows back to the main stream in the mixing chamber 21 via the tube 27 in FIG.
  • the aforementioned bypass air flow ensures a desired dilution of the fuel vapor in the tube 27 and also leads to a flushing of the tube towards the end of the suction stroke. This in turn creates a sharp end to the mixture flow and prevents the aforementioned HC emission increase.
  • the high-precision metering of the processed mixture by the metering distributor 13 also lends itself to use in conventional engines with combustion processes which are load-controlled by throttling. 'In such a case, the entire structure of the metering system can be greatly simplified, however, as can be dispensed to a specific feed to the stratification of the charge in the cylinder.
  • the mixture preparation system according to the invention then takes over the function of a multiple gasifier or injection system, with precise allocation of the fuel vapor for each individual cylinder.
  • the length of the metering distributor 13 is reduced to a third of its other size.
  • the advantage over a conventional central supply lies in the preparation of the fuel in vapor form and in its more precise and easier allocation and mixing with the fresh air flow.
  • the fuel vapor is supplied to the fresh air flow in the form of a continuous mass flow through a single metering orifice 12.
  • the process is greatly simplified: after the fuel vaporizer 8, only a slide 16 that can be adjusted on an orifice 19 is required for control, so that the free cutout of the orifice 19 is adapted to the air mass flow so that the optimum depending on the load and temperature of the fresh air drawn in Air ratio is set.
  • the slider 16 can be controlled mechanically as well as electronically or map-controlled. - 3 -
  • the fuel vapor flows out of the metering distributor 13 to the mixing chamber 21 (FIGS. 9, 10), where it mixes with the fresh suction air in the suction pipe 26 directly in front of the inlet valve 22, 23 and flows into the cylinder 24, 25 .
  • the mixture is set into a defined rotational movement in a specially designed inlet channel, which leads to the umbrella valve inlet valve, which is also related to the process, at the tangential inlet ( Figures 9, 10).
  • the fuel vapor is added to the fresh air flowing in according to the principle of the critical flow of the vapor into the metering orifice 12.
  • the respective orifice cross section can be derived from this principle, as shown in Figure 11.
  • stratification means "supplying the load” in a plane parallel to the piston crown. With the downward movement of the piston, the free volume is always filled with the new layer. At the end of the suction stroke, the part that is fed in first forms the lowermost layers near the piston and the last part that is fed in the charge forms the uppermost layers near the spark plug. This stratification also remains intact during the subsequent strokes. At maximum load, the orifice 12 remains open during the entire suction stroke, as a result of which the air flowing into the cylinder is continuously mixed with the required fuel vapor in order to achieve the desired concentration distribution along the axis of the cylinder.
  • a fuel-rich mixture (lambda less than 1) is formed near the spark plug, in the uppermost layers, and is continuously emaciated towards the piston (lambda greater than 1.1).
  • the size of the working part can be assigned depending on the required load of the engine, Figure 1.
  • the metering orifices 12 are activated such that the entire fresh air charge (FIG. 1c) is continuously charged with the fuel vapor as it flows into the mixing chamber 21 upstream of the inlet valve. This mass flow also accelerates the flow in the tube 27. The resulting mixture is fed in such a way that it then mixes with the main flow in the mixing chamber 21 upstream of the inlet valve 22 and simultaneously accelerates the main flow.
  • the metering tube 17 will close the total orifice 12.
  • the metering orifice 12 is opened only at full load. At partial load, it initially remains closed. Nevertheless, fresh air flows through the tubes 27 and 53. While diaphragm 12 is closed, diaphragms 16a, 19a and 17a are filled in their total wall thickness by the fuel vapor, diaphragm 18a forms the end. It is only during the suction stroke, when the orifices 17a and 18a continue to rotate, that the orifice 18a exposes the metering orifice 12. In this case, the critical fuel mass flow is determined by the size of the free cutouts between the orifice 16a and 17a. Name - parts list of the components and aids according to the invention

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Description

Verfahren und Vorrichtung zur Kraftstoff- und Gemisch¬ aufbereitung in Otto-Brennkraftmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kraftstoff- und Gemischaufbereitung in Otto-Brennkraftmaschinen gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 23.
Ausgehend von einem Verfahren und einer Vorrichtung, wie sie in der DE-OS 34 14 168 aufgezeigt sind, hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die Verdampfung des Kraftstoffes und die Dosierung des Kraftstoffdampfes sowie dessen Mischung mit Luft und Zuführung zu den Verbrennungsräumen zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die in den Ansprüchen beschriebene Verdampfung in dem erfindungsgemäßen KraftstoffVerdampfer und die Dosierung in dem erfindungsgemäßen osierverteiler.
Das hier beschriebene Verfahren ersetzt herkömmliche Vergaser- und Einspritzsysteme "bei Otto-Brennkraft¬ maschinen. Durch die Verdampfung des Kraftstoffs und die Vermischung des präzise dosierten Kraftstoffdampfes mit Frischluft kann ein überaus homogenes Gemisch erzeugt werden, dessen Verbrennungseigenschaften jedem anderen durch Zerstäubung erzeugten Gemisch heutiger Vergaser- oder Einspritzsysteme überlegen ist und dessen Dosiergenauigkeit bei der Zumessung des benötigten Kraftstoffdampfes bei der Einzelzuführung pro Zylinder besser als 1% ist. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Er¬ findung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Bild 1 eine schematische Darstellung der Zufuhr der in einem Mischraum vorbereiteten Ladung in eine Brennkammer einer Otto-Brennkraftmaschine
a und e = Leerlauf b und f = Teillast c und g = Maximallast "l vor bzw. nach der Verdichtung d und h = Vollast = Kraftstoff = Frischluft
Bild 2 ein Block-Funktionsschaltbild einer Kraft- stoffaufbereitungs- und -zufuhranlage einer Otto-Brennkraftmaschine;
Bild 3 einen Längsschnitt durch einen Kraftstoff er¬ dampfer enlang Linie III-III in Bild 4;
Bild 4 einen Querschnitt durch den Kraftstoffver¬ dampfer gemäß Bild 3 entlang Linie IV-IV;
Bild 5 einen schematisch dargestellten Längsschnitt durch einen Dosierverteiler;
Bild 6 einen teilweisen und vergrößert dargestellten
Längsschnitt durch einen Dosierverteiler gemäß
Bild 5;
Bild 6a einen teilweise dargestellten Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeipiel eines
Kraftstoffverdampfers entlang Linie Vla-VIa in Bild 6b;
Bild 6b einen Querschnitt durch das Ausführungsbei¬ spiel des Kraftstoffverdampfers gemäß Bild 6a entlang Linie VIb-VIb;
Bild 7 eine Darstellung der Änderung der Öffnungs- querschnitte bzw. Zeitabläufe einer Dosier¬ blende im Verhältnis zum jeweiligen Kurbel¬ wellenwinkel;
Bild 8 einen teilweise dargestellten Querschnitt durch einzelne Rohre des Dosierverteilers im
Bereich der Dosierblende;
Bild 9 eine schematische Darstellung der Zuordnung von Dosierverteiler zu einem Zylinder;
Bild 10 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Bild 9;
Bild 11 eine graphische Gegenüberstellung des Druck¬ volumenverhältnisses im Zylinder von bekannte'n und von nach der vorliegenden Erfindung arbei¬ tenden Otto-Brennkraf maschinen;
Bild 12 eine graphische Darstellung des Querschnitts der Dosierblenden bei unterschiedlichen Kurbelwellenwinkeln.
Bild 13 eine schematische Darstellung einer Zentral¬ versorgung.
Wie in Bild 2 gezeigt, befördert die Pumpe 3 den flüssigen Kraftstoff aus einem Tank 1 durch einen Filter 2 sowie ein Verteilerrohr 46 in einen Kraft- stoffverdampfer 8. Durch Schlitze oder Löcher im Ver- teil-errohr 46 wird der Kraftstoff in einem dünnen Fall¬ film auf die Oberfläche der Verdampferrohre 45 des Kraftstoffverdampfers 8 verteilt.
Im Kraftstoffverdampfer 8 nach Bild 3 und 4 sind zwei untereinander angeordnete Verdampferrohre 45, welche von Abgas durchströmt werden, in einem zentralen Gehäuse, dem sogenannten Kammermantel 54, zusammen- gefaßt. Das Gehäuse selbst ist nur nach oben, zum Ver¬ teilerrohr 46, offen. Der im Kammermantel 54 enthaltene Raum wird durch senkrecht stehende, rippenartige Zwischenwände 55 in separate Kammern unterteilt.
Diese Kammern im Gehäuse 54 werden durch die Bewegung des Isolierschieber 47 nach oben geschlossen. Durch das Schließen einer Kammer wird die in ihr vorhandene Fläche des Verdampferrohres 45 nicht mit Kraftstoff benetzt. Gleichzeitig kann sich der Kraftstoffdampf, der in den geschlossenen Kammern durch das Trockenlegen der Heizfläche überhitzt wird, nicht mit dem gesättig¬ ten Dampf im übrigen Raum des Verdampfers vermischen.
Es wird also nur der gesättigte Kraftstoffdampf zu einem Dosierverteiler 13 geführt; eine überhitzung und somit Verfälschung der Kraftstoffdampfdosierung ist somit vermieden (vgl. DE-OS 34 14 168) .
Die durch den Kraftstoffverdampfer 8 geführten Ver- dampferrohre 45 in Bild 2 laufen parallel zu einem Abgasrohr 56. Ein Teilstück 60 des Abgasrohres 56 beherbergt ein Thermoventil 57. Das Mündungsstück an der Anschlußstelle 59 der Verdampferrohre 45 verjüngt sich bei seinem Übergang in das Rohr 56 und 60, so daß dort ein relativ hoher Strδmungswiderstand entsteht. Durch die relativen Strömungswiderstände der Ver- dampferrohre 45 zu dem des Abgasrohres 56 stellt sich eine variable Größe des Massenstroms der Abgase ein. Damit regelt sich auch analog die Temperatur der Abgase im Verdampferrohr 45.
Beim Kaltstart bzw. Abgastemperaturen unter 200°C sperrt das Thermoventil 57 das Teilstück 60 total; d. h. der gesamte Abgasstrom fließt durch die Verdampfer¬ rohre 45 des Kraftstoffverdampfers 8. Die konstruktive Verengung der Verdampferrohre 45 nach dem Kraftstoff¬ verdampfer 8 bewirkt einen Gegendruck im Abgasstrom, der wiederum für einen schnellen Temperaturanstieg im Kraftstoffverdampfer 8 sorgt. Mit ansteigender Abgas¬ temperatur öffnet sich das Ventil 57 und bildet somit einen Bypass, der einen Teil des Abgasstromes durch das Teilstück 60 in das Abgasrohr 56 und in den Auspuff weiterleitet.
Als konstruktive Hilfsmaßnahme zur Unterstützung der Funktion des Kraftstoffverdampfers bei niedrigen Abgas¬ temperaturen ist eine elektrische Heizung 9 (Heiz-Igel) mit einem Anschluß von max. 500 Watt, abhängig von der jeweiligen Verdampfergröße, vorgesehen. Diese wird jedoch nur beim Kaltstart (für 1-3 Sekunden) , bei extremem Kurzstreckenverkehr, in langen Phasen des Schiebebetriebes des Motors (lange Bergabfahrten) und bei Temperaturen weit unter Null Grad Celsius für jeweils Bruchteile von Sekunden aktiviert.
Die Zusatzheizung 9 kann im Kraftstoffverdampfer 8 direkt unter dem Verteilerrohr 46 montiert werden. Sie kann aber auch bauartabhängig im Dosierverteiler 13, wie in Bild 5 und 6a gezeigt, plaziert werden. Im letzteren Fall wird eine höhere Ansprechempfindlichkeit - insbesondere beim Kaltstart - erzielt. Das vorhandene System muß dann durch ein zusätzliches Verteilerrohr 11 und 'ein Kraftstoffzufuhrventil 10 ergänzt werden. Die
Regelung des erfindungsgemäßen konstanten Druckes im
Verdampfungsräum des KraftstoffVerdampfers 8 (siehe DE-OS 24 14 168) übernehmen Ventile 4, 5 und 14 in Bild
2. Dabei regelt das Bypassventil 14 einen Anstieg des
Betriebsdruckes über einen definierten Wert durch sein
Öffnen zu einem Kondensationsrohr 15, von dem das durch
Abkühlung entstehende Kondensat über ein Rückflußventil 6 zurück in den Kraftstoff ersorgungskreislauf geleitet wird. Auch mit dem Dosierverteiler 13 ist ein
Kondensationsröhr 41 verbunden. Ferner wird über die
< Leitung 58 nicht verdampfter Kraftstoff -zurückgeführt.
Bei einem extremen Anstieg des Druckes im Kraftstoff- Verdampfer regeln die Rückflußventile 4 und 5 stufenweise den Rückfluß des flüssigen Kraftstoffes zum
Kraftstoffversorgungskreislauf 1.
Wie oben erwähnt, reguliert der Isolierschieber 47 die zur Verfügung stehende Verdampfungsfläche. Bei Abnahme des Druckes unter seinen Sollwert steuert ein Druckme߬ geber 61 in Bild 2 einen Antriebsmechanismus 48, 49 (siehe Bild 3 und 4) und vergrößert über den Isolier¬ schieber 47 die Verdampfungsfläche. Reicht die ange- botene Abgastemperatur nicht zu einem vollständigen Druckaufbau aus, so wird kurzzeitig die elektrische Heizung 9 aktiviert,gleichzeitig Öffnet sich das Kraftstoffzufuhrventil 10 zum Verteilerrohr 11.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Bild 6a und 6b sind Kraftstoffverdampfer 8 und der Dosierverteiler 13 samt Antrieb, Steuerung, Auf eizung in einer mechanischen Einheit zusammengefaßt. In diesem Fall werden sich die Abdichtungs-, Auf eizungs- und Wärmeisolierprobleme stark reduzieren. Das Gesamtbauvolumen des Systems - 7 - verringert sich dadurch außerdem beträchtlich, da eine Vielzahl von Teilen eingespart werden • können. So erübrigt sich eine Austrittsleitung 50 aus dem Kraft¬ stoffverdampfer 8 zum Dosierverteiler 13 und die ent- sprechende Zufuhrleitung 42 (siehe Bild 5) . Ferner umschließt ein Gehäuse 28 sowohl Verteiler 13 wie auch Verdampfer 8.
In Bezug auf den Dosierverteiler 13 wird insbesondere auf die DE-OS 34 14 168 verwiesen. Auf dieses Aus¬ führungsbeispiel ist auch die Anordnung der Rohre nach Bild 8 bezogen. Im in Bild 6 gezeigten Ausführungs- beispiel besteht der Dosierverteiler 13 ebenfalls aus vier ineinandergeschobenen Rohren 16, 17, 18 und 19. Diese Rohre besitzen je Verbrennungsraum 24 jeweils unterschiedliche Öffnungen auf ihrer Mantelfläche, welche der Einfachheit halber mit den Bezugszahlen 16a, 17a, 18a und 19a der entsprechenden Rohre versehen sind. Zusammen bilden diese Öffnungen für jeden Ver- brennungsraum 24 jeweils eine Dosierblende 12. Die relative Einstellung der Öffnungen zueinander, wie dies beispielsweise in den Bildern 7 und 8 gezeigt ist, bestimmt die Größe des Öffnungsquerschnittes und der Zeitabläufe der Dosierblende 12 im Verhältnis zum Kurbelwellenwinkel.
Rohr 17 in Bild 6 wird mechanisch über Riemen, Kette oder Pulley 43 in einem Lager 44 mit einer nocken¬ wellensynchronen Drehzahl des Motors angetrieben und setzt das Rohr 18 über eine Antriebswelle 39, ein Widerlager 38, das in Axialführungsnuten 35 geführt ist, und eine Führungshülse 36 in Bewegung.
Die Öffnungen 17a und 18a der Dosierblenden eines jeden von einem Zylindergehäuse 25 umschlossenen Ver- brennungsraumes 24 sind in ihrer Positionierung auf den Rohren 17 und 18 so verteilt, daß sie während des Saug¬ hubes des Zylinders an den vor der Dosierblende 12 stehenden Öffnungen 16a und 19a vorbeistreichen. Damit legen sie - wie in Bild 7 dargestellt ist - die Öff¬ nungen 16a und 19a der entsprechenden Zylinderzuführung frei.
Der in Bild 5 (schematisch) und 6 dargestellte Ein- Stellmechanismus 31 erlaubt eine - von z.B. einem Stellglied eines mechanischen oder elektrischen Gas¬ pedal zu betätigende - geringe Verschiebung des Last¬ rohres 18- in Drehrichtung, so daß die Blende 17a teil¬ weise geschlossen bleibt. Dies geschieht über eine Hülse 32, wobei sich diese über ein Lager 34 gegen das Widerlager 38 abstützt, welches unter dem Druck einer Feder 40 steht. Wie in Bild 7 dargestellt, verschiebt sich diese Blendenöffnung synchron zum späten Kurbel¬ wellenwinkel.
Die Hülse 32 umgibt im übrigen einen Ansatz eines Kugellagergehäuses 37, welches sich über einen Dichtungsring 29 gegen das Verteilergehäuse 28 abstützt. Auch im Raum 30 sind Dichtungen vorgesehen. Das Lager 44 wird von einer Sperrscheibe 33 in dem Gehäuse 37 gehalten.
Zwischen den rotierenden Rohren 17 und 18 befinden sich die stationären Rohre 16 und 19. Die Öffnungen 16a und 19a der Rohre 16 und 19 bilden somit ineinander eine schlitzförmige Blende gemäß Bild 7. Ihre Öffnungen münden direkt in die Dosierblende 12 und führen über die Zuführungsrδhrchen 27 in Bild 9 in den Mischraum 21 des jeweiligen Zylinders. Der Kreisschnitt 51 in Bild 8 wird im Rohr 16 eingebaut und am Rohr 19 über den Mitnehmerbolzen 52 befestigt. Durch eine geringe Drehung des Rohrs 19 läßt sich die Breite der Öffnung 16a verändern. Die Bewegung wird vom Meßgeber des Frischluftmassenstroms, über einen nur schematisch in Bild 5 dargestellten Mechanismus 62, vorgenommen. Die Größe des Frischluftmassenstroms ist in diesem Verfahren hauptsächlich von der Drehzahl des Motors abhängig.
Hierdurch wird
a.) die Änderung des Füllgrades nach dem Schwingver¬ halten der Frischluft im Einlaßkrümmer in Abhängigkeit von der Drehzahl berücksichtigt;
b.) die Änderung des atmosphärischen Drucks und der Temperatur der Frischluft ebenfalls berücksich¬ tigt;
c.) der Einbau eines Turboladers od. dgl. keinen Ein¬ fluß auf die Luftverhältniseinstellung ausüben.
Die aus der Zuordnung der Teile 19, 52, 51, 16 ge- bildete schlitzförmige Blende, wirkt als ein Differen¬ zierglied der Blende 17a des Rohrs 17 entsprechend der DE-OS 34 14 168. All diese Blenden zusammen ergeben die Kurven 2, 5, 8 in Bild 11. Der Vergleich dieser Kurven im Bezug zum Querschnitt eines Einlaßventils 22 ergibt deshalb ein Luftverhältnis Lambda = 1 für die gesamte Ladung, bei allen Drehzahlen bzw. Lasten.
Durch Anpassung der Form der Blende 17a erhält man die in Bild 11 gezeichneten Kurven 2, 5, 81 oder 811. Diese Kurven stellen eine variable Größe des Luftverhält¬ nisses zum Zylinder dar. Die Kurven 2, 5, 8' und 8'1 im Bild 11 stehen für ein Luftverhältnis in der Nähe einer Zündkerze 20 (bei einem KW-Winkel von 120-180 Grad) von Lambda -kleiner 1- und im Rest der Ladung bis zum Kolben (KW-Winkel von 0-120 Grad) für ein mageres Gemisch von Lambda -größer 1-.
Das vom Gaspedal aktivierbare Rohr 18 mit der Blende 18a bewirkt, daß die Blende 17a bzw. Dosierblende 12 zum Beginn geschlossen bleibt. Dieser Zustand ergibt die Kurven 0, 1, 3, 4, 6, 7. Beim Beispiel dieser Kurven besteht die Ladung, vom Kolbenboden ausgehend, aus
a.) dem nicht arbeitenden Teil (also aus Frischluft) b.) dem arbeitenden Teil, aus mehreren bis 120 Grad KW-Winkel entsprechenden Schichten aus magerem Gemisch, und aus mehreren, den KW-Winkeln 120-180 Grad entsprechenden Schichten aus fettem Gemisch.
Bei Leerlauf besteht der arbeitende Teil lediglich aus einem fetten Gemisch, siehe dazu Bild la und le, sowie Kurve 0 im Bild 11. Dazu benötigen die Blenden 17a und 18a nur ihren kleinsten Öffnungsquerschnitt und somit ist der Kraftstoff erbrauch am geringsten.
In der DE-OS 34 14 168 sind die in Bild 7 dargestellten Öffnungen 16a, 17a, 18a, 19a durch die Wandstärke der Rohre 16, 17, 18 und 19 voneinander getrennt, was zu einer Leckage und damit zu einem Anstieg der HC-Emmissionen in den Abgasen führt.
Dagegen wird durch den erfindungsgemäßen Aufbau er¬ reicht, daß die in Bild 7 unter Abbildung A, B, C dar- gestellten Öffnungen, in der Ebene zwischen den Rohren 16 und 17 gebildet werden. Außerdem bleibt bei Teillast die Öosierblende 12 durch das Rohr 18 zu Beginn des Saughubes geschlossen. Während des Saughubes, bei dem die Frischluft aus dem Saugrohr 26 zum Mischraum 21 strömt, sorgt ein Röhrchen 53 für einen Bypass¬ luftstrom.
Über das Rδhrchen 27 in Bild 9 strömt dieser Bypass¬ luftstrom zum Hauptstrom im Mischraum 21 zurück. Gleichzeitig sorgt der genannte Bypassluftstrom für eine gewünschte Verdünnung des Kraftstoffdampfes im Röhrchen 27 und führt ebenfalls zu einer Spülung des Rδhrchens gegen Ende des Saughubes. Dies wiederum erzeugt einen scharfen Abschluß des Gemischstromes und verhindert den vorher erwähnten HC-Emmissionsanstieg.
Die hochpräzise Dosierung des aufbereiteten Gemisches durch den Dosierverteiler 13 bietet sich auch für die Anwendung in herkömmlichen Motoren, mit durch Drosselung lastgesteuerten Verbrennungsverfahren an.' In einem solchen Fall kann der gesamte Aufbau des Dosierungssystems jedoch wesentlich vereinfacht werden, da auf eine spezielle Zuführung zur Schichtung der Ladung im Zylinder verzichtet werden kann. Das er- findungsgemäße Gemischaufbereitungssystem übernimmt dann die Funktion eines Mehrfachvergasers oder Ein¬ spritzsystems, mit präziser Zuteilung des Kraftstoff¬ dampfes für jeden einzelnen Zylinder.
Bei einer solchen Ausführung gemäß Bild 6a verringert sich erfindungsgemäß die Länge des Dosierverteilers 13 auf ein Drittel seiner sonstigen Größe.
In einer Anordnung gemäß Bild 6a und 6b kann auf das zusätzliche im Bild 6 gezeigte Verteilergehäuse und das - 12 - Rohr 18 sowie deren Steuerteile, nämlich den Einstell- mechahismus 31, die Hülse 32, das Lager 34, die Führungsnut 35, die Führungshülse 36, das Widerlager 38, die Antriebswelle 39 und die Druckfeder 40 ver- ziehtet werden. Ebenfalls kann bei dieser konstruktiven Lösung durch die direkte Lagerung der Antriebsachse 43 im Gehäuse 37 auch auf den Dichtungsraum 30, die Sperr¬ scheibe 33 und das Lager 44 verzichtet werden.
Eine weitere Möglichkeit zur Teile- bzw. damit Kosten¬ einsparung bietet sich bei der Verwendung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens als Gemischaufbereitungs- und Dosiersystem in zentralen Ansaugrohrsystemen ' bei Otto-Motoren mit nicht maximaler Leistungsausbeute jedoch mit dem Anspruch an geringe Schadstoff- emmissionen und einen niedrigen spezifischen Verbrauch.
Im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Dosierungs¬ verfahren, erfolgt bei dieser Anwendung die- Steuerung der Blenden antriebslos. (Bild 13)
Der Vorteil gegenüber einer herkömmlichen ZentralVer¬ sorgung liegt in der Aufbereitung des Kraftstoffes in Dampfform sowie in dessen genauerer und einfacherer Zuteilung und Vermischung mit dem Frischluftstrom. Hier wird der Kraftstoffdampf in Form eines kontinuierlichen Massenstromes dem Frischluftstrom durch eine einzelne Dosierblende 12 zugeführt. Der Ablauf ist dabei stark vereinfacht: Nach dem Kraftstoffverdampfer 8 wird nur noch ein an einer Blende 19 verstellbarer Schieber 16 zur Steuerung benötigt, wodurch der freie Ausschnitt der Blende 19 dem Luftmassenstrom so angepaßt wird, daß je nach Last und Temperatur der angesaugten Frischluft das optimale Luftverhältnis eingestellt wird. Der Schieber 16 kann sowohl mechanisch als auch elektro¬ nisch bzw. kennfeldgesteuert werden. - 3 -
Beim . Öffnen der Dosierblenden 12 wird der Kraftstoff¬ dampf aus dem Dosierverteiler 13 zum Mischraum 21 (Bild 9, 10) ausströmen, wo er sich mit der frischen Saugluft im Saugrohr 26 direkt vor dem Einlaßventil 22, 23 vermischt und in den Zylinder 24, 25 einströmt. Dabei wird in einem speziell gestalteten Eintrittskanal, der zum ebenfalls verfahrensbedingten Einlaßventil Schirmventil führt, das Gemisch beim tangentialen Eintritt (Bild 9, 10) in den Verbrennungsraum 24 in eine definierte Rotationsbewegung versetzt. Die Bei¬ mengung des Kraftstoffdampfes zur frischen einströmen¬ den Luft erfolgt nach dem Prinzip des kritischen Durch¬ flusses des Dampfes in den Dosierblendeh 12. Aus diesem Prinzip läßt sich gemäß Bild 11 der jeweilige Blenden- querschnitt ableiten.
Die beschriebene tangentiale Zuführung der Ladung in den Zylinder und die dadurch entstandene Drallbewegung ist erforderlich, damit sich eine Schichtung der Ladung - nach Zufuhr - einstellt. Gleichzeitig soll verhindert werden, daß durch die hohe kinetische Energie der ein¬ tretenden Schicht eine Verwirbelung, ' d. h. eine Ver¬ mischung mit den vorhandenen Schichten, stattfindet.
Gemäß der DE-OS 34 14 168 (Bild 1) bedeutet eine Schichtung "eine Zufuhr der Ladung" in einer Ebene parallel zum Kolbenboden. Mit der Abwärtsbewegung des Kolbens wird das frei entstehende Volumen immer mit der neuen Schicht gefüllt. Am Ende des Saughubes bildet der zuerst zugeführte Teil die untersten, kolbennahen Schichten und der zuletzt zugeführte Teil der Ladung die obersten, zündkerzennahen Schichten. Diese Schich¬ tung bleibt während der nachfolgenden Hübe auch er¬ halten. Bei maximaler Last bleibt die Blende 12 während des gesamten Saughubes offen, wodurch die zum Zylinder ein¬ strömende Luft kontinuierlich mit dem erforderlichen Kraftstoffdampf vermischt wird, um die gewünschte Kon- zentrationsverteilung entlang der Achse des Zylinders zu erreichen.
In der Nähe der Zündkerze, in den obersten Schichten, wird ein kraftstoffreiches Gemisch (Lambda kleiner 1) gebildet und wird in Richtung Kolben kontinuierlich abgemagert (Lambda größer 1,1).
Bei Teillastbetrieb des Motors (Bild lb, lg) , bei Leer¬ lauf (Bild la, le) wie auch beim Kaltstart (jedoch nicht bei eventuellem Schubbetrieb, da Schubab¬ schaltung) wird nur den obersten, letzten Schichten Kraftstoffdampf zugeführt, die dabei zugeführte Menge entspricht der Menge, die diesen Schichten auch bei Vollast jeweils einzeln zugeteilt würde.
Somit besteht nur der Teil der Schichtung (er ist in der unmittelbaren- Nähe der Zündkerze), welcher als arbeitender Teil gezeichnet wird, aus dem gewünschten Gemisch, dessen Luftverhältnis dem im Bild 11 darge- stellten Verlauf entspricht. Der restliche Teil der Ladung - bis zum Kolbenboden - besteht aus frischer Luft. Dieser Teil wird als nicht arbeitender Teil bezeichnet.
Die Größe des arbeitenden Teils läßt sich je nach der erforderlichen Last des Motors, Bild 1, zuordnen. Beim vollen Beschleunigen des Motors werden die Dosier¬ blenden 12 so aktiviert, daß die gesamte Frischluft¬ ladung (Bild 1c) beim Durchströmen in den Mischraum 21 vor dem Einlaßventil kontinuierlich mit dem Kraftstoff¬ dampf beladen wird. Dieser Massenstrom beschleunigt außerdem noch die Strömung im Röhrchen 27. Das daraus resultierende Gemisch wird so zugeführt, daß es sich dann mit dem Hauptstrom im Mischraum 21 vor dem Einlaßventil 22 ver- mischt und gleichzeitig den Hauptstrom beschleunigt. Vor dem Ende des Saughubes wird, obwohl die Blende 18a noch offen ist, das Dosierrohr 17 die Gesamtdosier¬ blende 12 zuschließen.
Bevor das Einlaßventil 22 geschlossen wird, d. h. seinen Ventilsitz 23 einnimmt, sorgt die beschleunigte Spülluft in den Röhrchen 27 und 53 für eine scharfe Beendigung der Gemischzuführung. Durch diese Art der KraftstoffdampfZuführung wird gegenüber dem Verfahren in der DE-OS 34 14 168 eine leckagenfreie Dosierung des Kraftstoffdampfes erzielt und somit der Erzeugung einer zusätzlichen HC-Emmission vorgebeugt.
Nachdem nun das Verfahren in seinen Teilgebieten dar- gestellt wurde, folgt nun eine schematische Darstellung des Funktionsablaufes:
Bei Beginn des Saughubes, beim Öffnen des Einlaßventils 22 wird die Dosierblende 12 nur bei Vollast geöffnet. Bei Teillast bleibt sie zunächst geschlossen. Trotzdem werden die Röhrchen 27 und 53 von frischer Luft durch¬ strömt. Während Blende 12 geschlossen ist, werden die Blenden 16a, 19a und 17a in ihrer Gesamtwandstärke vom Kraftstoffdampf gefüllt, die Blende 18a bildet dabei den Abschluß. Erst während des Saughubes, beim Weiter¬ drehen der Blenden 17a und 18a, legt die Blende 18a die Dosierblende 12 offen. In diesem Fall wird der kritisch ausströmende Kraftstoffmassenstrom von der Größe der freien Ausschnitte zwischen der Blende 16a und 17a bestimmt. Benennungs - Stückliste der erfindungsgemäßen Bauteile und Hilfsmittel
1 Kraftstofftank
2 Kraftstoff-Filter
3 Kraftstoffpumpe
4 Rückflußventil
5 Rückflußventil
6 Abflußventil
8 Kraftstoffverdampfer
9 elektr. Zusatzheizung
10 Kraftstoffzufuhrventil
11 Kraftstoffverteilerrohr
12 Dosierblenden (16a - 19a)
13 Dosierverteiler
14 Bypassventil
15 Kondensationsröhr
16 Mitnehmerrohr
16a Differenzierblende
17 Dosierrohr 17a Dosierblende
18 Lastrohr 18a Lastblende
19 Drehzahlrohr 19a Drehzahlblende
20 Zündkerze
21 Mischraum
22 Einlaßventil
23 Einlaßventilsitz
24 Verbrennungsraum
25 Zylindergehäuse
26 Saugrohr
27 Zurführungsrδhrchen
28 Verteilergehäuse
29 Dichtungsring
30 Dichtung Benennungs - Stückliste der erfindungsgemäßen Bauteile und Hilfsmittel
31 Einstellmechanismus
32 Hülse
33 Sperrscheibe
34 Lager
35 Axialführungsnut 36 Führungshülse
37 Kugellager-Gehäuse
38 Widerlager
39 Antriebswelle
40 Druckfeder
41 Kondensationsrohr
42 Zufuhrleitung
43 Antrieb
44 Antriebslager
45 Verdampferrohre
46 Verteilerrohr
47 Isolierschieber
48 Schiebermechanismus
49 Antriebszahnrad
50 Austrittsleitung
51 Kreisschnitt
52 Mitnehmerbolz-en
53 Bypassluftzu iThrröhrchen
54 Kammermantel
55 Zwischenwände
56 Abgasröhr
57 Thermoventil
58 Kraftstoffrückleitung
59 Anschlußstelle
60 Teilstück
61 Druckmeßgeber
62 Einstellmechanismus

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kraftstoff- und Gemischaufbereitung, durch Verdampfung von Kraftstoffen, der Dosierung des dabei entstehenden Kraftstoffdampfes sowie der anschließenden Zuführung in die Brennräume der
10 Otto-Brennkraftmaschine.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäße Erzeugung des Kraftstoff¬ dampfes sowie dessen erfindungsgemäße, hδchstpräzise
15 Dosierung bei der Zumischung zur Frischluft, zur Bildung eines homogenen Gemisches führt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Zuführung des homogenen Gemisches
- 20 erfindungsgemäß in die Brennräume einer Otto-Brenn¬ kraftmaschine erfolgt.
4. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß Kraftstoff erfindungsgemäß in einem von Motorabgasen durch-
25 strömten Wärmetauscher verdampft wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zur funktions emäßen Unterstützung des Wärmetauschers bei niedrigen Abgasetemperaturen eine
30 elektrische üusatzheizung ins Verdampfungssystem integriert ist und diese im Bedarfsfall zugeschaltet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, 35 daß der definierte Betriebsdruck des Kraftstoff- dampfes im Verdampfer durch Änderung der Größe der
Verdampfungsfläche reguliert und auf einen für den kritischen Durchfluß notwendigen Druck konstant ge¬ halten wird.
7. Verfahren nach Anspruch • 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Kraftstoffverdampfer (8) aus mehreren Kammern besteht, welche aus einem Mantel
(54> sowie aus vielen, ihn unterteilenden Rippen (55) gebildet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
< daß diese Kammern durch einen von einem Druckme߬ geber (61) über einem Antriebsmechanismus (48,49) gesteuerten Isolierschieber (47) gegen Kraftstoff¬ zufuhr und Dampfaustausch geschlossen und damit isoliert werden können.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn- zeichnet, daß zur Regelung der Abgastemperaturen im
Verdampfer parallel zum Abgasein- und -austritt des Verdampfers (8) ein mit einem Thermoventil (57) bestücktes Abgasbypassrohr (60) angeschlossen ist.
10. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tempera¬ tur- bzw. Druckregelung des so erzeugten Kraftstoff¬ dampfes und damit zur Erzielung eines konstanten Dampfdruckes - bei allen Lastzuständen des Motors - im Dosiersystem Regelventile (14) eingesetzt werden, die überschüssigen Kraftstof dampf durch Zwangs¬ kondensation wieder in den Kraftstoffkreislauf zurückführen.
11. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Sicher- Stellung des Druckes und der Temperatur im Verdampfer (8) druckabhängige Ventile (4,5) zur
Abschaltung der Benzinzufuhr zum Verdampfer bzw. zur Rückführung des flüssigen Kraftstoffes in den Kraftstoffversorgungskreislauf vorsieht.
12. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver¬ dampfung von Kraftstoffen zur Erzeugung eines ge¬ sättigten Kraftstoffdampfes führt, der der einströmenden Frischluft über ein erfindungsgemäßes Dosiersystem beigemengt wird.
13. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß dampfförmige Kraftstoffe durch eine anwendungsabhängige Anzahl in sich verschachtelter und rotierender und mit Blenden (Düsen 16a - 19a) versehener Rohre dosiert werden.
14. Verfahren nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß diese Rohre mit einer von der Zylinderzahl abhängigen Anzahl funktionsbezogener
Blendenausschnitte (Düsen) versehen sind.
15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich durch diese mit Nockenwellen- drehzahl rotierenden Rohre bzw. deren Blenden, bei bestimmten, durch zeitabhängige Überschneidung der Blenden entstehende Konstellationen, die eigent¬ liche Dosieröffnung (12) ergibt.
16. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung zur Bildung des Blendenquerschnittes und damit zur genauen Dosierung des Kraftstoffdampf¬ gemisches drehzahl- und lastabhängig erfolgt.
17. Verfahren nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekenn- zeichnet, daß dem Dosierverteiler (13) durch
Leckage entweichender Kraftstoffdampf, durch gezielte Kondensation im Rohr (41) dem Kraftstoff¬ versorgungskreislauf wieder zugeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich damit ein hochpräzises Dosierungssystem bilden läßt, das für die drehzahl- oder zeitabhängige Zuteilung von gasförmigen Stoffen geeignet ist, dies z.B. speziell bei der
Zuteilung von Gemisch zum Betrieb von Brennkraft¬ maschinen.
19. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn- zeichnet, daß gemäß der Offenlegungsschrift DE 34
14 168 AI von Dr.-Ing. A.H. Saleh, die erfindungs¬ gemäße Anwendung der Verfahren zur Bildung einer Schichtladung mit scharfer Trennung des arbeitenden und nichtarbeitenden Teils im Brennraum einer ein- oder mehrzylindrigen Otto-Brennkraftmaschine führt.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der erfindungsgemäß dosierte Kraftstoffdampf sowie die ungedrosselt angesaugte Frischluft über die erfindungsgemäße Zuführung im Zylinderkopf in eine spiralenförmige Drehbewegung versetzt wird, und somit die gewünschte, scharf trennende Schich¬ tung im Brennraum erzeugt.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftstoffdampf jedem einzelnen Zylinder eines konventionellen, ansaugluftgedrosselten Ver¬ brennungsverfahrens durch erfindungsgemäß aufge¬ baute Blenden (16a,17a) zugeteilt wird, deren Kon- stellationen last-, drehzahl- oder luftmassen- stromabhängig eingestellt sind.
22. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erfindungsgemäß erzeugte Kraftstoffdampf der zentralen Gemischversorgung (Ansaugrohrsammler) eines konventionellen, ansaugluftgedrosselten Ver¬ brennungsverfahrens mittels der erfindungsgemäß aufgebauten, antriebslosen Blenden (16a,19a) zu¬ geteilt wird, deren gegenseitige Konstellation durch den Luftmassenstrom angepaßt ist (Drossel¬ klappensteuerung) .
23. Vorrichtung zur Kraftstoff- und Gemischaufbereitung in Otto-Brennkraftmaschinen mit einer Pumpe od. dgl. zur Zuführung des flüssigen Kraftstoffes oder
Gemisches aus einem Tank durch ein Verteilerröhr zu einem Verdampfungsraum eines Verdampfers, der mit einem Dosierverteiler verbunden ist, wobei in dem Verdampfer zumindest ein Heizrohr angeordnet ist, welches von einem Abgasrohr der Otto-Brennkraft¬ maschine abzweigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr (45) in zumindest einer Schlange vom Abgasrohr (56) durch den Verdampfer (8) und wieder zurück zum Abgasrohr (56) geführt ist, wobei ein Bypassrohr (60) mit einem Thermoventil (57) od. dgl. belegt ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Heizrohr (45) bei der Einmündung in den Verdampfer (8) eine Verengung (59) aufweist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (8) und/oder der Dosierverteiler (13) mit einer ggfs. elektrisch be- triebenen Zusatzheizung (9) versehen ist.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (8) von einem zum Verteilerrohr (46) hin offenen Kammer¬ mantel (54) gebildet wird, in dessen Innenraum das Heizrohr (45) angeordnet ist, wobei der Innenraum durch senkrecht stehende, rippenartige Zwischen¬ wände (55) in separate Kammern unterteilt ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Kammermantel (54) bzw. einzelne
Kammern zum Verteilerrohr (46) hin durch einen Iso¬ lierschieber (47) verschließbar sind.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Isolierschieber (47) einen
Antrieb (49) mit einem Schiebermechanismus (48) aufweist.
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Antrieb (49) mit einem Druckme߬ geber (61) verbunden ist.
30. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung eines konstanten Drucks in dem Verdampfungsraum des
Verdampfers (8) ein Bypassventil (14) und ggfs. weitere Ventile (4,5) angeordnet sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Bypassventil (14) einerseits mit dem Dosierverteiler (13) , andererseits mit einem Kondensationsrohr (15) verbunden ist, wobei weitere Ventile (6) den Rückfluß des Kondensats zurück in den Kraftstoff-Versorgungskreislauf regeln.
32. Vorrichtung zur Kraftstoff- und Gemischaufbereitung in Otto-Brennkraf maschinen mit einer Pumpe od. dgl. zur Zuführung des flüssigen Kraftstoffes oder Gemisches aus einem Tank durch ein Verteilerrohr zu einem Verdampfungsräum eines Verdampfers, der mit einem Dosierverteiler verbunden ist, welcher aus ineinandergeschobenen Rohren mit veränderbaren Blenden besteht, die einen Durchlaß über ein Saug¬ rohr zu den Zylindern bilden, wobei zwischen zwei um ihre Längsachse rotierende Rohren stationäre
Rohre angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (16a) des einen stationären Rohres (16) mit einem Kreisausschnitt' (51) teilweise belegt ist, der mit einem Mitnehmerbolzen (52) am anderen stationären Rohr (18) zum Verändern der Blende
(16a) in Verbindung steht.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß zum Ändern der Blende (16a) ein über einen Meßgeber betätigbarer Einstellmechanismus
(62) vorgesehen ist, der die Änderung des Luftmassenstroms als Referenzsignal verwendet.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß vom Dosierverteiler (13) , je nach Anzahl der Zylinder, jeweils ein Zuführ- röhrchen (27) und dazu ein Bypassluftzufuhrrδhrchen (53) zum Saugrohr (26) führt.
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