DE19635861A1 - Dieselverbrennungsmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dieselverbrennungsmaschine, wobei der Dieselkraftstoff aus dem Kraftstofftank mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe in den Brennraum gelangt und dort mit Luft, die über einen Luftkanal in den Brennraum gelangt, verbrennt.

Die eingangs beschriebenen Dieselverbrennungsmaschinen haben einen sehr weiten Einsatzbereich. Sie werden als Kraft­ maschinen, zum Beispiel als Dieselmotoren, im Verkehr oder für die Energiegewinnung verwendet. Des weiteren finden diese Ver­ brennungsmaschinen auch bei der Wärmegewinnung, zum Beispiel in Heizanlagen, Verwendung. Bei allen diesen Dieselverbrennungs­ maschinen wird der Dieselkraftstoff mit Hilfe von Luft ver­ brannt und die Energiedifferenz zwischen dem flüssigen Kraft­ stoff und den Verbrennungsprodukten, in der Regel Abgasen, genutzt. Bei der Verwendung der Dieselverbrennungsmaschinen, zum Beispiel als Dieselmotoren, wird der Brennraum hierbei von einem Zylinder gebildet, in dem ein Kolben auf- und abgleiten kann und die erzeugte Wärmeenergie in mechanisch nutzbare Energie umsetzt.

Für die Versorgung der Dieselverbrennungsmaschinen ist es be­ kannt, Kraftstoffpumpen vorzusehen, die den Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zum Brennraum fördern. Bei der Anordnung der Dieselverbrennungsmaschine in Heizkraftanlagen kann dies eine einfache Förderpumpe sein, bei der Verwendung der Diesel­ verbrennungsmaschine als Dieselmotor kann dies auch die Ein­ spritzpumpe des Dieselmotors sein. Gleichwohl ist auch die Gravitation als Kraftstoffpumpe wirksam, wenn entsprechende Anordnungen getroffen werden.

Die für den Verbrennungsvorgang notwendige Luft wird über einen Luftkanal angesaugt. In diesem Luftkanal können entsprechend den vorgenannten Verwendungen der Dieselverbrennungsmaschine eine Vielzahl von weiteren Elementen angeordnet sein, zum Bei­ spiel Luftfilter, Turbolader, Kompressorlader oder dergleichen. Der Luftkanal umfaßt den gesamten Bereich, in dem die Luft vom Ansaugkanal bis zum Brennraum geleitet wird.

Der Verbrennungsprozeß in Dieselverbrennungsmaschinen, also die Verbrennung von Dieselkraftstoff, ist denkbar komplex. Um den Dieselkraftstoff optimal zu verbrennen, muß bei der Ver­ brennung das richtige stöchiometrische Verhältnis zwischen dem Dieselkraftstoff und dem Sauerstoff eingehalten werden.

Es ist bekannt, daß die Verbrennung von Diesel, insbesondere zum Beispiel in Dieselmotoren, aber auch in dieselbeheizten Heizkraftanlagen, prinzipbedingt eine inhomogene Verbrennung ist. Dies bedeutet, daß im Abgas stets unverbrannte Restanteile übrigbleiben und bei der Verbrennung unerwünschte Neben­ produkte, wie Ruß (C_y) oder Stickoxyde (NO_x) entstehen.

Die Gefahren der Rußemission und der Stickoxyde sind hin­ reichend bekannt. Es werden eine Vielzahl von Versuchen unter­ nommen, insbesondere die Abgase zu reinigen. Hierzu ist es bekannt, Rußfilter oder sonstige Abgasreinigungsvorrichtungen zu verwenden. Solche Mittel sind jedoch nur dazu geeignet, die bei der Verbrennung entstandenen Abgase zu reinigen. Auch ist erkannt worden, daß durch eine bessere Durchmischung des zer­ stäubten Dieselkraftstoffes mit der Luft der Abbrand des Dieselkraftstoffs vollständiger erfolgen und auch die Emission von unerwünschten Produkten, wie Ruf oder Stickoxyden, re­ duziert werden kann. In diesem Zusammenhang sind Direktein­ spritzsysteme, die Einspritzung mit feinster Zerstäubung des Kraftstoffes, Verwirbelung des Gemisches, besondere Gestaltun­ gen des Brennraumes oder des Kolbens, Anwendung von Vorkammern oder Abgasrückführungen zur teilweisen Nachverbrennung′ zu nennen.

Doch auch diese Verfahren sind im Ergebnis nicht optimal, da weiterhin nicht tolerierbare Anteile von Ruß und Stickoxyden im Abgas enthalten sind.

Die vorliegende Erfindung hat es sich deswegen zur Aufgabe ge­ macht, den Verbrennungsprozeß in Dieselverbrennungsmaschinen, wie eingangs erläutert, ökonomischer und ökologisch unschäd­ licher zu gestalten, insbesondere die Emission von Stickoxyden und Ruß auf ein Minimum zu reduzieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von Diesel­ verbrennungsmaschinen, wie eingangs beschrieben, und schlägt vor, daß im Brennraum Hydroxylbildner vorgesehen sind, die die Verbrennung des Dieselkraftstoffes katalytisch unterstützen.

Wie eingangs beschrieben, ist die Verbrennung von Dieselkraftstoff in Dieselverbrennungsmaschinen sehr kompli­ ziert. Insbesondere die Verbrennung von Dieselkraftstoff in Dieselmotoren unterliegt extremen Randbedingungen, da diese nur innerhalb bestimmter Zonen in der Umgebung der feinverteilt eingespritzten Tröpfchen und auch nur innerhalb eines sehr kurzen Zeitraumes erfolgen kann. Mit der Verbrennung des Dieselkraftstoffes ist auch Druckentfaltung verbunden, die den Kolben im Zylinder nach unten drückt und so die mechanische Energie erzeugt. Der Abbrand des Dieselkraftstoffs kann nur während der Abwärtsbewegung des Kolbens erfolgen.

Es ist bekannt, daß Dieselkraftstoff aus unterschiedlich langen CH-Ketten besteht und im Prinzip der allgemeinen Formel C_nH_2n+2 genügt. Die Verbrennung des Dieselkraftstoffes erfolgt über eine Radikalenkettenreaktion, das heißt die relativ langen "Dieselmoleküle" brechen auseinander, bilden Radikale, die dann mit dem Sauerstoff (Q₂) der Luft reagieren. Die Bildung der Radikale erfolgt in herkömmlichen Dieselmotoren durch die Anwendung von hohen Drücken und Temperaturen, insbesondere während der Selbstentzündung des eingespritzten Dieselkraft­ stoffes in die durch den Kompressionsvorgang stark erwärmte Luft. Dem Abbrand des Dieselkraftstoffes genügt somit folgende Prinzipgleichung I.

C_nH_2n+2 + O₂ → CO₂ + H₂O I.

Doch besteht Luft nicht aus 100% Sauerstoff (O₂), sondern weist einen Anteil von Stickstoff (N₂) auf. Die oben genannte Prinzipgleichung müßte also um den Anteil des Stickstoffes ergänzt werden.

C_nH_2n+2 + O₂ + N₂ → CO₂ + H₂O + NO_x II.

Hierbei ist insbesondere zu beachten, daß der Stickstoffanteil (N₂) 77% und der Sauerstoffanteil nur ca. 20% beträgt. Auf­ grund der hohen Temperaturen im Brennraum (mindestens 1.400°C in Dieselmotoren) wird die in Gleichung II gezeigte Reaktion dahingehend beeinflußt, daß Stickoxyde entstehen, wodurch der Sauerstoff nicht ausschließlich für eine Bildung von CO₂ zur Verfügung steht. Das Ergebnis ist in der folgenden Gleichung III angedeutet.

C_nH_2n+2 + O₂ + N₂ → CO₂ + H₂O + NO_x + C_y III.

Hierbei ist insbesondere zu beachten, daß aufgrund der Stick­ stoffkonzentration in der Luft und der hohen Verbrennungs­ temperaturen im Brennraum Stickoxyde gebildet werden, die an sich schon unerwünscht sind, des weiteren aber der Kohlenstoff bzw. die zerrissenen CH-Ketten des Dieselkraftstoffs nicht vollständig mit Sauerstoff oxydieren können, da dieser z. T. mit dem Stickstoff reagiert, somit für die Verbrennung nicht mehr zur Verfügung steht, so daß freie CH-Moleküle sowie freie C- Moleküle in Form von Ruß übrigbleiben.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Hydroxylbildnern wird ein fast idealer Abbrand gemäß der Gleichung I erreicht. Hydroxylbildner sind hierbei Stoffe, die ein freies oder ein quasi freies Elektron und somit eine gewisse Reaktionsfreudig­ keit besitzen. Hierbei ist es nicht notwendig, daß Hydroxyl­ bildner als Hydroxylionen, zum Beispiel OH^- vorliegen, es reicht beispielsweise auch schon eine lokale Konzentration dieser Moleküle in der Umgebung der CH-Ketten aus, um als Kata­ lysator an der Verbrennung teilzunehmen. Die Wirkung des Hydro­ xylbildners ist nun eine Spaltung der "Dieselmoleküle", und zwar bereits ohne die sonst notwendigen hohen Temperaturen und Drücke.

Im Ergebnis erreicht man dadurch eine erhöhte Reaktionsfähig­ keit der gespaltenen Dieselmoleküle, und zwar noch bevor der maximale Druck und somit die maximale Temperatur, zum Beispiel im Dieselmotor, erreicht sind. Die hohen Temperaturen bzw. die hohen Drücke, die für die Spaltung der Dieselmoleküle notwendig waren, sind somit nicht mehr erforderlich, und das Zeitinter­ vall, in dem ein Abbrand beispielsweise im Arbeitstakt erfolgen kann, wird dadurch verlängert. Gleichzeitig besteht ein größer­ er Durchmischungsgrad zwischen den dissoziierten Dieselmole­ külen einerseits und den Luft-, insbesondere Sauerstoffmole­ külen, andererseits. Da im Ergebnis die hohen Temperaturen in diesem Verbrennungsverfahren nicht mehr erreicht werden, wird auch die Produktion der schädlichen Stickoxyde (NO_x) stark reduziert, wenn nicht sogar eliminiert. Da somit die Stickoxyde nicht mehr als Konkurrent um die Verbrennung von Sauerstoff auftreten können, kann auch der Kohlenstoff ganz oxydiert werden, und somit bleibt kein Ruß (C_y) zurück.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den zusätzlichen Vor­ teil, daß der Dieselkraftstoff vollständig umgesetzt werden kann, was bei den bekannten Verfahren bewußt nicht erreicht wird. Daraus folgt eine rationellere Ausnutzung des Kraft­ stoffes bzw. eine Erhöhung des Wirkungsgrades erfindungsgemäß ausgestalteter Dieselverbrennungsmaschinen.

Es werden aber noch weitere Vorteile durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht, wie z. B. eine erhebliche Minderung der Lärmemission durch den weicher ablaufenden Verbrennungsprozeß.

Wie dargestellt, können die Steuerzeiten, insbesondere für den Abbrand des Dieselkraftstoffes verlängert werden, wodurch eine kontinuierlichere Verbrennung möglich ist und eine Verringerung der Lärmemission erreicht wird. Dadurch ist es möglich, auf Lärmschutzverkleidungen zu verzichten oder diese zu reduzieren, wodurch ein Gewichtsvorteil, insbesondere bei Fahrzeugen, ent­ steht.

Des weiteren kann auf leistungsmindernde, kostenaufwendige Abgasreinigungsvorrichtungen wie Rußfilter oder Abgasrück­ führungen verzichtet werden.

Als Hydroxylbildner stehen zum Beispiel Peroxyde (beispiels­ weise H₂O₂), Ozon (O₃), atomarer Sauerstoff, Alkohole, zum Beispiel einwertige wie Äthanol, Propanol usw. wie auch mehr­ wertige wie Glykol usw., zur Verfügung. Des weiteren können als Hydroxylbildner Hydroxylamin (H₂N-OH) oder Persäuren, bei­ spielsweise Perchlorsäure (HClO₄) Verwendung finden.

Es ist günstig, wenn ein Vorratstank für den Hydroxylbildner vorgesehen ist, der mit dem Brennraum verbunden ist. Unter Umständen ist es nicht günstig, den Hydroxylbildner mit dem Dieselkraftstoff zu mischen. Zum einen trennen sich die Stoffe im Tank wieder, der schwerere Bestandteil lagert sich am Grund ab, wodurch ein gewünschtes Mischungsverhältnis nicht sicher­ gestellt ist.

Gleichwohl ist auch möglich, den Kraftstofftank als Vorratstank zu verwenden und zum Beispiel einen Durchmischer in dem Kraft­ stofftank vorzusehen, um eine Entmischung zu vermeiden. Insbe­ sondere ist es auch möglich, eine besonders intensive und fein­ verteilte Durchmischung mittels Ultraschall vorzusehen. Diese Durchmischung und Emulgierung kann hierbei sowohl im Zufluß der Hydroxylbildner/Kraftstoff-Emulsion zur Motor-Einspritzpumpe als auch innerhalb eines gemeinsamen Vorratstanks für den Hy­ droxylbildner und den Dieselkraftstoff stattfinden.

Des weiteren sieht die Erfindung vor, daß im, dem Brennraum nachgeschalteten, Abgasbereich ein Kondensierer für die Rück­ gewinnung des Hydroxylbildners aus dem Abgas vorgesehen ist. Aufgrund der katalytischen Wirkung des Hydroxylbildners nimmt dieser an der Verbrennung des Dieselkraftstoffes zwar teil, wird aber chemisch nicht verändert. Um einen Kreislauf aufzu­ bauen, ist es von Vorteil, den beispielsweise verdampften Hydroxylbildner aus den Abgasen wieder abzuscheiden, was zum Beispiel mit einem Kondensierer geschehen kann.

Durch die Verwendung eines Kondensierers kann dieser auch mit dem Vorratstank verbunden werden, wodurch dann ein ge­ schlossener Kreislauf entsteht und eine Nachbetankung des Hydroxylbildners entbehrbar ist.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn eine Steuerung, insbe­ sondere eine mikroprozessorüberwachte Steuerung, vorgesehen ist, die die Parameter der Dieselverbrennungsmaschine erfaßt und hieraus die erforderliche Hydroxylbildnermenge bestimmt. Die Dosierung der einzusetzenden Hydroxylbildnermenge erfolgt zum Beispiel über eine elektronische Steuerung, welche die Parameter Motordrehzahl, Spritzverstellung, Lastverhältnisse und Motortemperatur erfaßt und darüberhinaus beispielsweise noch einen mit einer empirisch festzulegenden Kennlinie ver­ sehenen Parametereingang besitzt. Die Steuerung kann hierbei sowohl mechanisch ausgebildet sein als auch elektronisch arbeiten, wobei sowohl eine Realisierung mit analogen und digitalen Bausteinen als auch mit mikroprozessorüberwachter Steuerung möglich ist. Ferner sind als Parameter für die Steuerung die Durchflußmengen des Dieselkraftstoffes und des Hydroxylbildners von Interesse, wie auch die Temperatur des Abgases bzw. die Temperatur der Luft kurz vor dem Brennraum.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis von Dieselkraft­ stoff und Hydroxylbildner bei stationärem Betrieb der Diesel­ verbrennungsmaschine eine Konstante ist. Bei einer solchen Ausgestaltung besteht zwischen der zeitlich umgesetzten Menge an Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner eine direkte Propor­ tionalität. Ein stationärer, normaler Betriebszustand besteht zum Beispiel dann, wenn die Dieselverbrennungsmaschine, also der Dieselmotor oder die Dieselheizanlage, die normale Be­ triebstemperatur erreicht hat.

Des weiteren ist es günstig, wenn die Steuerung entsprechend den Betriebsbedingungen, insbesondere beim Starten und Ab­ schalten der Dieselverbrennungsmaschine, die Konstante zeitlich ändert.

Für ein sicheres Starten der Dieselverbrennungsmaschine ist in der Regel reiner Dieselkraftstoff erforderlich. Insbesondere können die Hydroxylbildner Korrosionseigenschaften aufweisen, und bei abgestellter Maschine können diese Hydroxylbildner- Rückstände im Einspritzsystem oder dem Brennraum zu Beschädi­ gungen führen.

Auch ist es günstig, wenn ein Hydroxylbildnermischer vorge­ sehen ist, der mit dem Vorratstank verbunden ist und den Hydroxylbildner der Luft oder dem Dieselkraftstoff beimischt oder den Hydroxylbildner direkt in den Brennraum einbringt. Der Hydroxylbildnermischer wirkt mit der Steuerung zusammen und mengt entsprechend den Vorgaben der Steuerung den Hydroxyl­ bildner einem oder beiden Verbrennungsmedien (Dieselkraftstoff oder Luft) zu. Eine andere Möglichkeit der Realisierung des Hydroxylbildnermischers besteht darin, diesen bei der Ein­ bringung des Hydroxylbildners in den Brennraum vorzusehen.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Hydroxylbildnermischer durch eine Rücklaufleitung mit dem Vorratstank verbunden ist. Über diese Rücklaufleitung kann überschüssiger Hydroxylbildner von dem Hydroxylbildnermischer zurückgeführt und wieder verwendet werden. Über eine Rücklaufleitung ist auch eine Entlüftung der Zuleitung möglich.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn als Hydroxylbildner Wasser vorgesehen ist. Hierbei kann vorgesehen werden, daß das Wasser als demineralisiertes Wasser Verwendung findet. Wasser zeichnet sich durch seine relative Reaktionsarmut aus und bildet somit einen optimalen Katalysator. Um den Einsatzbereich der Dieselverbrennungsmaschinen, insbesondere der Diesel­ motoren in Kraftfahrzeugen, auch in den kalten Jahreszeiten zu gewährleisten, ist es möglich, dem Kraftstoff weitere Hydroxyl­ bildner beizumengen, um insbesondere die Gefriertemperatur des Hydroxylbildners Wasser zu senken. Hierzu kann beispielsweise Alkohol, Isopropanol oder Glykol Verwendung finden. Es können aber auch andere Stoffe Verwendung finden.

In der nachfolgenden Beispielliste ist der überragende Effekt von Wasser als Hydroxylbildner dargestellt.

Betrieb nach dem alten Verfahren

Betrieb nach dem neuen Verfahren: (Durchschnittswerte)

DK bedeutet hierbei Dieselkraftstoff, H₂O Wasser, ppm parts per million, die Rußzahl wurde als Schwärzungszahl (SZ) nach Bosch angegeben.

Des weiteren ist es auch vorteilhaft, wenn als Hydroxylbildner­ mischer ein Verdampfer vorgesehen ist, der mit einer Abwärme­ quelle der Dieselverbrennungsmaschine verbunden ist und den Hydroxylbildner als gasförmigen Dampf der Luft beimischt. Es ist möglich, den Hydroxylbildner zum Beispiel in einer Zer­ stäuberdüse zu vernebeln, also fein zu verteilen, oder aber einen Verdampfer zu verwenden, der als Wärmetauscher funktio­ niert und als Hydroxylbildner einen gasförmigen Dampf erzeugt.

Hierbei sieht die Erfindung in einer vorteilhaften Ausgestal­ tung vor, daß als Abwärmequelle das Abgassystem der Diesel­ verbrennungsmaschine verwendet wird und die Luft durch einen vom Abgassystem erwärmten Verdampfer strömt. Als weitere Ab­ wärmequellen können beispielsweise die Motorkühlung, der Motor­ block oder elektrisch gespeiste Heizungen Verwendung finden. Insbesondere die Verwendung des Abgasbereiches ist vorteilhaft, da die hier abströmenden Gase eine sehr hohe Temperatur (über 200°C) aufweisen und sonst keine nutzbare Energie mehr bein­ halten. Durch eine solche Ausgestaltung kann die Verdampfungs­ enthalpie dem heilen Abgas entzogen werden und braucht nicht beispielsweise durch mechanische Arbeit beim Komprimieren des Kolbens aufgewendet werden. Hieraus resultiert eine weitere Wirkungsgradsteigerung.

Des weiteren ist es günstig, wenn der Verdampfer mit dem Kon­ densierer zusammenwirkt. Der Verdampfer hat die Aufgabe, die Nutzwärme zum Verdampfen des Hydroxylbildners zur Verfügung zu stellen. Der Kondensierer soll den im Abgas in gasförmiger Form enthaltenen Hydroxylbildner herausfiltern. Die hier statt­ findenden Wärmeübergänge können gegenseitig ausgenutzt werden, wobei die Funktionen dieser beiden Elemente günstigerweise in einer Baugruppe zusammenfaßbar sind.

Auch ist es günstig, wenn eine Temperatursteuerung für die ein­ gangsseitig angesaugte Luft vorgesehen ist, die auf eine By­ passvorrichtung wirkt, die in Abhängigkeit von der Temperatur die Abgase am Verdampfer vorbeileitet. Die angesaugte Luft durchströmt den Verdampfer. Die Luft wird hierbei zugleich erwärmt, wobei eine zu starke Vorwärmung der angesaugten Luft eine Minderung der Zylinderfüllung und damit Leistungsmin­ derung bewirken würde, da sich die erwärmte Luft ausdehnt und anteilig leichter wird. Ein geregelter Bypass wird beim Errei­ chen einer maximal zulässigen Verdampfertemperatur, die über die Temperatursteuerung ermittelt wird, geöffnet, und ein Teil der angesaugten Luft durchströmt nicht mehr den heißen Ver­ dampfer.

Es ist günstig, wenn in den Hydroxylbildner-Zuleitungen bzw. den Dieselkraftstoffzuleitungen ein Durchflußsensor vorgesehen ist, der die ermittelten Werte der Steuerung zuleitet. Hier­ durch ist es der Steuerung möglich, die exakt benötigten Hydroxylbildnermengen zu bestimmen und dies dem Hydroxylbildnermischer entsprechend mitzuteilen.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Steuerung ein Logikglied auf­ weist, das beim Starten der Dieselverbrennungsmaschine in Abhängigkeit von der Motortemperatur die Mischungskonstante Dieselkraftstoff/Hydroxylbildner bestimmt. Wie vorbeschrieben ist es von Vorteil, wenn beim Starten der Dieselverbrennungsmaschine kein Hydroxylbildner verwendet wird. Mit zunehmender Motortemperatur ist es möglich, entsprechend die Hydroxylbildner, zum Beispiel Wasser und/oder andere Stoffe, beizumengen, wobei diese dann aufgrund der erwärmten Dieselverbrennungsmaschine an den Luftkanalwandungen nicht mehr kondensieren. Dadurch wird ein "Verschlucken" des Motors vermieden.

Von großem Vorteil ist die Verwendung eines Dieselmotores als Dieselverbrennungsmaschine, wobei als Dieselverbrennungs­ maschinen auch Heizkraftanlagen Verwendung finden können.

Es ist gefunden worden, daß es günstig ist, wenn 1 mol Diesel­ kraftstoff zwischen 0,01 und 2 mol Hydroxylbildner zugesetzt wird. Mol bedeutet hier molekulare Massen. Hierbei kann dieses Mischungsverhältnis im Kraftstoff bestehen oder von der Steue­ rung über den Hydroxylbildnermischer im Brennraum realisiert werden.

Auch ist gefunden worden, daß gute Ergebnisse erreicht werden, wenn das Volumenverhältnis zwischen dem Hydroxylbildner Wasser und dem Dieselkraftstoff in einem Bereich von 1 : 10 bis 1,5 : 1 liegt. Hierbei kann dieses Mischungsverhältnis im Kraftstoff bestehen oder von der Steuerung über den Hydroxylbildnermischer im Brennraum vorgesehen werden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Betreiben der Dieselverbrennungsmaschine, wie eingangs geschil­ dert, wird vorgeschlagen, daß der Hydroxylbildner im Luftkanal in die angesaugte Luft eingebracht wird. Günstigerweise kann dies mit einer Zerstäuberdüse geschehen, die als Hydroxylbild­ nermischer im Ansaugtrakt des Luftkanal es den Hydroxylbildner kontinuierlich einspritzt. Die Zerstäuberdüse spritzt hierbei die von der Steuerung vorgegebene Hydroxylbildnermenge in die angesaugte Luft ein. Für eine optimale Verteilung des Hydroxyl­ bildners im nachfolgenden Brennraum wird der eingespritzte Nebel, zum Beispiel aufgrund der Kompression oder durch Wärme­ überführung, an heilen Flächen verdampft.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist vorge­ sehen, daß ausgangsseitig der Dieselverbrennungsmaschine ein Abgasturbolader für die Komprimierung der angesaugten Luft vorgesehen ist und eingangsseitig der Hydroxylbildner direkt vor dem Eintritt der Luft in den Brennraum beigemischt wird. Die Beimengung des Hydroxylbildners kann hierbei zum Beispiel durch eine Zerstäuberdüse oder durch einen Verdampfer erfolgen. Insbesondere bei der Verwendung von Abgasturboladern ist auch die Verwendung von Ladeluftkühlern vorgesehen. Diese bewirken eine Kühlung der komprimierten Luft. Die vor dem Ladeluftkühler eingebrachten und verdampften Hydroxylbildner würden in dem Ladeluftkühler kondensieren und der angesaugten Luft entzogen werden.

Des weiteren ist es günstig, wenn die Abgase nach dem Abgas­ turbolader den Verdampfer durchströmen und die angesaugte und komprimierte Luft direkt vor dem Brennraum den Verdampfer durchströmt. Es ist auch möglich, daß ein mechanischer Kompressor verwendet wird. Auf diese Weise wird der Energiein­ halt des Abgas es der Dieselverbrennungsmaschine optimal ge­ nutzt. Das hochenergetische Abgas wird zuerst in dem Turbo­ lader entspannt, um ihm anschließend im Verdampfer einen Teil der verbleibenden Wärmemenge zu entziehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der Hydroxylbildner dem Dieselkraftstoff beigemengt und die so erzeugte Emulsion von einer Einspritzpumpe in den Brennraum eingespritzt wird. Nach der Einspritzpumpe wird die überschüssige Emulsion über eine Rückleitung zu einem Diesel­ kraftstoff-Wasser-Abscheider geführt, dort die Emulsion ge­ trennt und der Dieselkraftstoff wieder in den Kraftstofftank und der Hydroxylbildner in den Vorratstank zurückgeführt.

Des weiteren ist es günstig, wenn dem Hydroxylbildner bis zu 10% Isopropanol beigesetzt ist. Dieser Zusatz hat eine emulgierende Wirkung und dient auch als Frostschutzmittel, um zu verhindern, daß der Wasserzusatz gefriert.

In den Zeichnungen ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 in einem Blockschaltbild die elek­ tronische Regelung für eine erfin­ dungsgemäße Dieselverbrennungs­ maschine,

Fig. 2 die Funktionsdarstellung eines Einspritzsystems der erfindungs­ gemäßen Dieselverbrennungsmaschi­ ne,

Fig. 3 in einer Schnittdarstellung den Verdampfer der erfindungsgemäßen Dieselverbrennungsmaschine,

Fig. 4 eine weitere Ausgestaltung des Verdampfers der erfindungsgemäßen Dieselverbrennungsmaschine,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung entspre­ chend der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 eine Bypassvorrichtung für den Verdampfer einer erfindungsgemäßen Dieselverbrennungsmaschine,

Fig. 7 die Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des Verdampfers mit weiteren Elementen einer erfin­ dungsgemäßen Dieselverbrennungs­ maschine,

Fig. 8 die Funktionsdarstellung des Ein­ spritzsystems einer weiteren Aus­ gestaltung der erfindungsgemäßen Dieselverbrennungsmaschine,

Fig. 9 in einem Schnitt eine Ausbildung des Hydroxylbildnermischers der erfindungsgemäßen Dieselverbren­ nungsmaschine.

Fig. 10 in einem Blockschaltbild eine weitere elektronische Steuerung bzw. Regelung für eine Hydroxyl­ bildner-Kraftstoff-Mischung der erfindungsgemäßen Dieselverbren­ nungsmaschine,

Fig. 11, 12, 13 verschiedene Ausgestaltungen der Einspritzung des Hydroxylbildners mit dem Kraftstoff in den Brenn­ raum einer erfindungsgemäßen Die­ selverbrennungsmaschine,

Fig. 14, 15, 16 die Funktionsdarstellung des Ein­ spritzsystems weiterer Ausge­ staltungen der erfindungsgemäßen Dieselverbrennungsmaschine,

Fig. 17 ein Leistungsdiagramm mit weiteren Angaben eines Dieselmotores ohne die erfindungsgemäße Ausgestal­ tung und

Fig. 18 ein Diagramm entsprechend Fig. 17, wobei der Dieselmotor die erfin­ dungsgemäße Ausgestaltung auf­ weist.

In Fig. 17 und Fig. 18 ist am besten die Wirkung der erfin­ dungsgemäßen Lösung aufgezeigt. In Fig. 17 und 18 sind in einem Diagramm jeweils die Leistungsentwicklung, die Rußzahl (SZ) und die Emission von Stickoxyden (NO_x) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl (Abszisse mit der Einheit 1 pro Minute) darge­ stellt.

Die Ordinatenachsen sind jeweils beschriftet. Hierbei be­ deuten kw Kilowatt, also die Leistung des Motors, SZ die Ruf­ zahl als Schwärzungszahl nach Bosch und an der rechten Seite ppm parts-per-million-Anteile (= Anzahl der Teilchen pro 1 Million) an Stickoxyden.

Die beiden in Fig. 17 und 18 vorgelegten Diagramme bestätigen in eindrucksvoller Weise die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung. An dem gleichen Motor wurde unter Einsatz der erfin­ dungsgemäßen Lösung (Fig. 18) sowohl eine deutliche Leistungs­ steigerung als auch eine signifikante Reduzierung der Rußzahl ermittelt. Auch die Emission an Stickoxyden konnte eindrucks­ voll reduziert werden.

Nachfolgend sind 5 Beispiele einer Diesel-Hydroxylbildner-Ein­ spritzanlage gezeigt. Als Hydroxylbildner wird in diesen Bei­ spielen Wasser verwendet, ohne jedoch den Schutzbereich auf die Verwendung von Wasser eingrenzen zu wollen.

Beispiel 1 Hinspritzen des Hydroxylbildners bzw. Wassers in die Luftzufuhr

Dieses Beispiel ist insbesondere in den Fig. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, beschreiben.

Bei diesem Verfahren wird das für die Hydroxylbildung verant­ wortliche Wasser mittels einer feinen Zerstäuberdüse unmittel­ bar in den Ansaugtrakt der Luftzuführung eingespritzt, und zwar kontinuierlich, ähnlich den bekannten Verfahren zur kontinuier­ lichen Kraftstoffeinspritzung bei Ottomotoren.

Bei der anschließenden Kompression der angesaugten Luft verdampft nun dieses eingespritzte Wasser, so daß es in der Nähe von OT, also bei der eigentlichen Diesel-Kraftstoffein­ spritzung, in Form gleichmäßig über den Brennraum verteilten Dampfes als Hydroxylbildner zur Verfügung steht und den Ver­ brennungsprozeß in katalytischer Weise steuert.

Die Dosierung der eingespritzten Wasser- bzw. Hydroxylbildner­ menge erfolgt über eine elektronische Steuerung, welche die Parameter Motordrehzahl, Spritzverstellung (DK) und Motor­ temperatur erfaßt und darüberhinaus noch einen mit empirisch festzulegender Kennlinie versehenen Parametereingang besitzt.

Alle genannten Eingangsparameter werden in der elektronischen Steuerung miteinander multipliziert und ergeben einen Sollwert für die einzuspritzende Wassermenge, der zur unter den jewei­ ligen Betriebsbedingungen zeitlich eingespritzten Kraftstoff­ menge proportional ist.

Ein Temperatursensor dient dazu, bei ungenügender Motortempe­ ratur, d. h. in der Regel während der Warmlaufphase, die einge­ spritzte Wasser- bzw. Hydroxylbildnermenge zu senken und deren Einspritzung bei kaltem Motor vollständig zu unterbinden. Die Steuerung bewirkt somit eine Änderung der Konstanten. Zu diesem Zweck ist zusätzlich eine Abschaltung der Wasser- bzw. Hydroxylbildnereinspritzung vorgesehen, die bei kaltem Motor aus Gründen der Betriebssicherheit abschaltend in den Pumpen­ kreislauf eingreift.

Der oben angegebene Sollwert steuert nun einen nachfolgenden elektronischen Regler, der über ein Stellglied die Steuer­ spannung für die Förderpumpe zur Wasser- bzw. Hydroxylbildner­ einspritzung erzeugt. Da die von der Zerstäuberdüse zeitlich eingespritzte Wassermenge innerhalb weiter Grenzen mit sehr guter Näherung dem anstehenden Wasserdruck proportional ist, genügt es für die Anwendung dieses Prinzips, den von der För­ derpumpe aufgebauten Druck dem Sollwert proportional zu machen.

Hierzu dienen zwei Drucksensoren, die zum einen den aufgebauten Wasser- bzw. Hydroxylbildnerdruck, zum anderen den im Luftkanal herrschenden Unterdruck oder Ladedruck - sofern der Dieselmotor Abgasturbo- oder Kompressoraufladung hat - messen und als Istwert an den elektronischen Regler zurückmelden.

Diese beiden Sensoren sorgen zusammen mit dem Regler dafür, daß die Druckdifferenz zwischen Pumpendruck (Wasser bzw. Hydroxyl­ bildner) und Luftdruck im Ansaugtrakt stets dem o.a. Sollwert entspricht, weil die eingespritzte Wasser- bzw. Hydroxylbild­ nermenge nicht allein vom Wasserdruck, sondern der Druck­ differenz zwischen Wasserdruck und Luftdruck im Luftkanal abhängt und somit von letzterem unabhängig sein muß.

Bei richtiger Einstellung aller Parameter ist die zeitlich ein­ gespritzte Wasser- bzw. Hydroxylbildnermenge der entsprechenden Menge an Kraftstoff proportional.

Die Darstellung gem. Fig. 1 zeigt einen elektronischen Regler in analoger Ausführung, welcher mit zeitgemäßer Technik relativ leicht und kostengünstig ausführbar ist. Ohne prinzipielle Änderungen ist in gleicher Weise dessen Ausführung in digitaler Technik mit Mikroprozessorsteuerung denkbar, die heute ebenfalls schon in grobem Umfang in der Kfz.-Technik einge­ setzt wird.

Im einzelnen wird die Funktionsweise der in Fig. 1 dargestell­ ten Lösung wie folgt beschrieben:

Die Motordrehzahl wird durch eine Anordnung erfaßt, die sich wie folgt aus den Funktionselementen 1 bis 9 zusammensetzt:

Mit 1 ist ein Element gekennzeichnet, das mit der Kurbelwelle des Motors in Verbindung steht. Dies kann beispielsweise die Schwungscheibe 1 sein. Auf dieser Schwungscheibe 1 ist ein Geber 2 vorgesehen, der zusammen mit einem entsprechenden Empfänger 3 als oberer Totpunkt(OT)-Sensor fungiert.

Dieser Geber ist üblicherweise ein Magnet, der Empfänger eine Induktionsspule, es sind aber auch die Kombination Magnet/Hall- Element sowie optoelektronische Vorrichtungen zur Erfassung der Kurbelwellenbewegung denkbar.

Das vom OT-Sensor erfaßte Signal wird über einen Differenzver­ stärker 4 verstärkt. Das ausgangsseitig erhaltene Signal 5 besteht aus einer Aufeinanderfolge schmaler Impulse, deren Frequenz zur Motordrehzahl proportional ist. Dem Differenzver­ stärker nachgeschaltet sind ein Komparator 6, ein Impulsformer 7 und ein Tiefpaßfilter 8.

Im Ergebnis wird mit dieser Anordnung ein Spannungssignal U_n erzeugt, das proportional zur Drehzahl n ist. Diese Spannung U_n liegt in einem Bereich von 0 bis 10 Volt und wird über die Leitung 9 dem Analog-Multiplizierer 10 zugeleitet.

Diesem Analog-Multiplizierer 10 werden, wie nachfolgend erläu­ tert, noch weitere Eingangssignale zugeführt:

An dem Einspritzversteller, der den Zufluß an Dieselkraftstoff aufgrund der Stellung des Gaspedales steuert, ist ebenfalls ein Sensor 11 vorgesehen. Dieser kann beispielsweise als einstell­ bares Potentiometer ausgestaltet sein. Ihm nachgeschaltet befindet sich ein Differenzverstärker mit integriertem Tiefpaß, der mit 12 gekennzeichnet ist. Auch das hiervon erhaltene Ausgangssignal befindet sich in einem Spannungsbereich von 0 bis 10 Volt, ist als UE gekennzeichnet und geht an den nächsten Eingang des Analog-Multiplizierers 10.

Weiterhin ist an dem Analog-Multiplizierer 10 ein Eingang für die Mischungskonstante Wasser- bzw. Hydroxylbildner/Diesel­ kraftstoff vorgesehen. Dessen Eingangssignal U_HB/DK, ebenfalls eine Analogspannung im Bereich von 0 bis 10 Volt, stammt beispielsweise von einem Potentiometer 13 oder einer anderen, verschiedene Motorparameter erfassenden Steuerung und ist über den Pufferverstärker 14 mit einem weiteren Eingang des Analog- Multiplizierers 10 verbunden.

Für die Information über die Temperatur T₁ des Motors ist eben­ falls ein Eingang des Analog-Multiplizierers 10 vorgesehen. Zu ihrer Erfassung dient ein Warmlaufsensor 15, dessen Ausgangs­ signal gleichfalls über einen Pufferverstärker 97 verstärkt und nachfolgend über die Leitung 16 dem Analog-Multiplizierer in Form einer Spannung U_T1 zwischen 0 und 10 Volt zugeführt wird.

Die genannten Eingangsparameter, also die Drehzahl des Motors, die Kraftstoffeinspritzverstellung, die von der Steuerung vor­ gegebene Mischungskonstante Hydroxylbildner/Kraftstoff und die Betriebsbedingung des Motors als Funktion der Motortemperatur werden miteinander multipliziert (Analog-Multiplizierer 10) und ergeben einen Sollwert U_psoll für die einzuspritzende Wasser­ bzw. Hydroxylbildnermenge HB, der ausgangsseitig an dem Analog- Multiplizierer 10 anliegt. Dieser Sollwert U_psoll steuert über eine Soll-/Istwert-Vergleichsstufe 17, einen Proportional-In­ tegral-(PI-)Regler 18 und ein Stellglied 19 die Förderpumpe 21 der Einspritzanlage des Wassers bzw. Hydroxylbildners.

Zwischen dem Stellglied 19 und der Förderpumpe 21 ist ein Schalter 20 mit Vorrangbetätigung vorgesehen. Dieser Schalter wird unterbrochen, wenn der Warmlaufsensor 15 über den Pufferverstärker 97 und den Schwellwertkomparator 99 eine zu geringe Temperatur meldet. Diese Verbindung ist mit A am Ausgang des Schwellwertkomparators 99 und dem entsprechenden Eingang Schalter 20 gekennzeichnet. Dadurch wird die Zumischung des Wassers bzw. Hydroxylbildners zum Kraftstoff bzw. in den Brennraum bei zu niedriger Motortemperatur unterbunden. Neben einer Ein/Aus-Funktion des Schalters 20 kann auch eine stufen­ lose Steuerung vorgesehen sein.

Der Druck p_ist der Pumpe 21 wird von einem Drucksensor 22 aufgenommen und dessen Signal über einen Differenzverstärker 24 verstärkt. In gleicher Weise wird der im Ansaugtrakt herr­ schende Unter- bzw. Überdruck p_o (je nach Ausführungsform des Motors als reiner Saugmotor oder mit (Abgasturbo-) Aufladung) von einem weiteren Drucksensor 23 aufgenommen und über einen weiteren Differenzverstärker 25 verstärkt.

Durch einen nachgeschalteten Differenzbildner 26 wird nun aus den beiden von den Verstärkern 24 und 25 erhaltenen Druck­ signalen die Differenz p_ist - p_o in Form einer weiteren Span­ nung im Bereich von 0 bis 10 Volt gebildet und an den Istwert- Eingang der Soll-/Istwert-Vergleichsstufe 17 für den PI-Regler 18 zurückgeführt. Der Differenzbildner 26 enthält obendrein Ein­ stellelemente zur Festlegung des richtigen Verstärkungswertes sowie zum Nullabgleich im Rückführzweig des Regelkreises.

Im Ergebnis wird mit der durch die Funktionselemente 17, 18, 19, 21, 22, 23, 24, 25 und 26 dargestellten Anordnung eine Druckdifferenz zwischen Hydroxylbildnerdruck p_ist und Luftdruck im Ansaugtrakt p_o aufgebaut, die der anliegenden Sollwert- Steuerspannung U_psoll proportional ist. Die beiden Sensoren 22 und 23 sorgen somit zusammen mit der Soll-/Istwert-Vergleichs­ stufe 17 und dem Regler 18 dafür, daß die Druckdifferenz zwischen Pumpendruck p_ist (der Pumpe 21) und Luftdruck im Ansaugtrakt p_o (Ladedrucksensor 23) stets dem oben angegebenen Sollwert U_psoll entspricht, weil die eingespritzte Hydroxyl­ bildnermenge nicht allein vom Hydroxylbildnerdruck, sondern der Druckdifferenz zwischen Hydroxylbildnerdruck und Luftdruck im Ansaugtrakt abhängt und somit von letzterem unabhängig sein muß.

Da die von dem Hydroxylbildnermischer zeitlich umgesetzte Hy­ droxylbildnermenge ihrerseits innerhalb weiter Grenzen mit sehr guter Näherung dem anstehenden Druck in der Hydroxylbildnerzu­ leitung proportional ist, genügt es für die Anwendung dieses Prinzips, die Druckdifferenz zwischen dem von der Förderpumpe 21 aufgebauten Druck p_ist und dem Ansaugtrakt-Luftdruck p_o proportional zum Sollwert U_psoll zu machen.

Der Warmlaufsensor 15 dient dazu, bei ungenügender Motortempe­ ratur, das heißt in der Regel während der Warmlaufphase, die eingespritzte Hydroxylbildnermenge zu senken und deren Ein­ spritzung bei kaltem Motor vollständig zu unterbinden. Zu die­ sem Zweck ist zusätzlich ein Schalter 20 zur Abschaltung der Hydroxylbildnereinspritzung vorgesehen, der bei kaltem Motor aus Gründen der Betriebssicherheit abschaltend in den Pumpen­ kreislauf eingreift.

In Fig. 2 ist die Anordnung von Pumpe, Leitungssystem und Vorratstank dieses Diesel-Hydroxylbildner-Einspritzsystems schematisch dargestellt. Als Hydroxylbildner wird in diesem Beispiel Wasser verwendet. Das Wasser kommt hierbei aus einem Vorratstank 27 und wird über eine Zuleitung 28, in der sich ein Feinfilter 29 befindet, über die Förderpumpe 21 und ein Rücklaufventil 30 dem Hydroxylbildnermischer 31 zugeführt. Der Hydroxylbildnermischer 31 ist hierbei zum Beispiel als Spritz­ düse 32 ausgebildet und befindet sich im Luftkanal 33.

Am Rücklaufventil 30 ist zusätzlich eine Rücklaufleitung 34 vorgesehen, die überschüssigen Hydroxylbildner in den Vorrats­ tank 27 zurückführt. Das Rücklaufventil 30 hat eine druckpro­ portionale Kennlinie.

Aufgrund dieser druckproportionalen Charakteristik steigt der Druck am Ausgang von Pumpe 21 proportional mit der zeitlichen Fördermenge, die wiederum von der angelegten Pumpen-Motorspan­ nung abhängt. Bei richtiger Dimensionierung sind der Druck am Pumpenausgang und damit die in den Ansaugtrakt eingespritzte zeitliche Wassermenge in guter Näherung proportional zur an­ liegenden Motorspannung der Pumpe 21.

Der Rücklauf ist notwendig, um einerseits die Leitungen nach leergewordenem Wasser- bzw. Hydroxylbildnertank 27 wieder zu entlüften, andererseits einen Mindestdurchfluß der Förderpumpe 21 sicherzustellen, ohne den sie nicht einwandfrei funktionieren kann.

In den Fig. 3, 4 und 5 sind weitere erfindungsgemäße Ausge­ staltungen gezeigt, wie der Hydroxylbildner bzw. das Wasser der angesaugten Luft in Form von nicht gesättigtem Dampf zuge­ führt wird. Der Dampf wird in Verdampfern 35 erzeugt, wie diese zum Beispiel in Fig. 3 und 4 angedeutet sind. Als Wärmequelle für den Verdampfer sind hierbei die heilen Abgase der Diesel­ verbrennungsmaschine vorgesehen, die in dem Auspuffbereich 36 den Verdampfer durchströmen. Die Strömungsrichtung der ange­ saugten Luft ist mit 37 gekennzeichnet.

Durch das Verdampfen des Hydroxylbildners wird die notwendige Verdampfungsenthalpie nicht der mechanischen Energie des Dieselmotors entnommen, sondern der Abwärme des Abgases. Dadurch erreicht man eine Wirkungsgradsteigerung.

In dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Hydro­ xylbildner über eine Einspritzdüse 38 auf eine Verdampferplatte 39 gespritzt. Diese Verdampferplatte steht in direktem Kontakt mit den heißen Abgasen des Auspuffbereiches 36, und der auf­ treffende Hydroxylbildner verdampft darauf sofort.

Das beschriebene Verfahren hat infolge der hohen Abgas­ temperatur den weiteren Vorteil, daß es sich zugleich problem­ los in Verbindung mit Turboladern oder anderen Aufladevor­ richtungen verwenden läßt, die den Luftdruck im Ansaugrohr er­ höhen. Bei einem Ladedruck üblicher Verdichter von etwa 0,8 bar beträgt die erforderliche Verdampfungstemperatur nicht einmal 120°C. Dies liegt weit unterhalb der normalerweise beim Betrieb entstehenden Abgastemperaturen.

In Fig. 4 und 5 ist eine rotationssymmetrische Anordnung des Verdampfers gewählt. Als Verdampferplatte 39 wird hierbei ein Rohr, das von den heißen Abgasen durchströmt ist, verwendet, wobei die Einspritzdüsen 38 in den Rohrwandungen des Luft­ kanales 33 gleichmäßig verteilt sind.

Der Verdampfer ist hierbei unmittelbar vor dem Ansaugkrümmer der Zylinder installiert und damit auch hinter dem Ladeluft­ kühler von Maschinen mit Aufladung. Zugleich muß durch geeig­ nete Dimensionierung oder zusätzliche Vorrichtungen wie einen gesteuerten oder geregelten Bypass für die den Verdampfer durchströmenden Abgase erreicht werden, daß sich die angesaugte Luft im Verdampfer nicht übermäßig erwärmt.

Starke Vor-Erwärmung der angesaugten Luft würde die Wirkung des Ladeluftkühlers zunichte machen und eine Minderung der Zylinderfüllung und damit Leistungsreduzierung bewirken, da sich die erwärmte Luft ausdehnt.

Ein geregelter Bypass sieht im einfachsten Fall einen Bypass- Kanal mit Drosselklappe vor, der - ähnlich den Vorrichtungen zur Ladedruckbegrenzung - bei Erreichen einer maximalen zuläs­ sigen Verdampfertemperatur per Temperaturschalter und Betäti­ gungsglied geöffnet wird. In ausgefeilteren Versionen sind in erfindungsgemäßer Ausgestaltung selbstverständlich auch hier elektronische Regler zur Temperaturbegrenzung des Verdampfers denkbar.

In Fig. 6 ist eine solche Bypassvorrichtung 40 angedeutet. Im Auspuffbereich 36 ist vor dem Durchströmen der heißen Abgase durch den Verdampfer 35 eine Abzweigung 41 vorgesehen. In die­ sem Teilzweig, der nicht in den Verdampfer 35 mündet, ist ein Bypassventil 42 vorgesehen, das bei Bedarf die Bypassleitung 43 öffnet und somit einen Teil des Abgas es an dem Verdampfer 35 vorbeileitet.

Hinter dem Verdampfer 35 ist noch vor dem Zusammenschluß mit der Bypassleitung 43 eine Drossel 44 vorgesehen. Sie dient dazu, innerhalb dieser Anordnung die für einwandfreie Funktion der Bypass-Vorrichtung 40 erforderlichen Druckverhältnisse zu gewährleisten.

Der Verdampfer 35 weist für die Regelung des Bypasses 40 einen Temperatursensor 45 auf, der auf eine Bypasssteuerung 46 wirkt und bei Überschreiten einer gewissen Temperatur, zum Beispiel an der Verdampferplatte 39 oder in der vorbeiströmenden Luft, über ein Stellglied 47 das Bypassventil 42 öffnet und damit die übermäßige Erwärmung der den Verdampfer durchströmenden Luft unterbindet.

Die Bypasssteuerung 46 ist üblicherweise als elektronische Steuerung ausgebildet, es sind aber auch andere, wie zum Bei­ spiel mechanische oder thermisch-hydraulische Steuerungen denk­ bar. Das Stellglied 47 kann als elektromagnetisches Betäti­ gungselement, aber auch als hydraulische oder rein mechanische Betätigungsvorrichtung ausgestaltet sein.

In Fig. 7 ist eine vorteilhafte Anordnung dieser Zusatzaggre­ gate beim Dieselmotor angegeben. Mit 48 ist die Zuflußleitung für den Dieselkraftstoff gekennzeichnet. Dieser wird durch nicht weiter dargestellte Pumpen usw. über eine Einspritzdüse 83 in den Brennraum 82 eingespritzt. Die für die Verbrennung notwendige Luft wird über den Luftkanal 33 angesaugt. Im Ansaug­ trakt sind ein Turbolader 50 und nachgeschaltet ein Ladeluft­ kühler 51 vorgesehen, bevor die angesaugte Luft durch den Ver­ dampfer 35 strömt und den dort verdampften Hydroxylbildner, der über die Zuleitung 49 in den Verdampfer 35 geleitet wird, in dampfförmiger Form aufnimmt.

Nach dem Verbrennungsprozeß werden die Abgase in der Abgas­ leitung 52 zunächst durch den Turbolader 50 geschickt, wo sich das hochenergetische Abgas entspannt und den Turbolader 50 antreibt, der auf der anderen Seite im Ansaugtrakt (Luftkanal) 33 die Luft komprimiert. Das entspannte Abgas wird danach durch den Verdampfer 35 geleitet, um dort als Wärmequelle für die Verdampfung des Hydroxylbildners, zum Beispiel von Wasser zu dienen. Mit 53 ist die Auspuffanlage angedeutet.

Die in Fig. 1 angewandte elektronische Steuerung läßt sich in geringfügig abgewandelter Form vollständig für die Version mit Verdampfern verwenden. Der Unterschied besteht hierbei ledig­ lich in der andersartigen Verwendung des Warmlaufsensors:
Dieser wird nicht mit der Motortemperatur gekoppelt, sondern mißt die Temperatur des Verdampfers. Ab einer Mindesttempera­ tur, die sicheres Verdampfen des eingespritzten Wassers gewähr­ leistet - zum Beispiel 150°C - wird die Wasser- bzw. Hydro­ xylbildnereinspritzung freigegeben.

Beispiel 2 Zuführung des Hydroxylbildners bzw. Wassers zusammen mit dem eingespritzten Kraftstoff in den Brennraum

Dieses Beispiel ist insbesondere in den Fig. 8, 9, 10 be­ schrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Hydroxylbildner bzw. das Wasser vor der Einspritzung mit dem Kraftstoff vermischt und anschließend zusammen mit diesem über die normale Kraft­ stoffeinspritzung in den Brennraum eingespritzt. Hierbei ist eine ebenfalls gesteuerte bzw. geregelte Mengendosierung Wasser­ bzw. Hydroxylbildner/Kraftstoff erforderlich, die in Fig. 8 als weitere Ausgestaltung der Erfindung dargestellt ist. Wie vor­ beschrieben ist es möglich, den Hydroxylbildner sowohl in die Ansaugluft einzubringen, als auch dem Dieselkraftstoff beizu­ mischen, wodurch eine Dieselkraftstoff/Hydroxylbildner-Emul­ sion entsteht.

In Fig. 8 sind die beiden Tanks, der Kraftstofftank 54 und der Hydroxylbildner-Vorratstank 27, gezeigt. Die Förderrichtung des Dieselkraftstoffes ist mit 55 gekennzeichnet. Der Kraftstoff­ tank 54 ist unter Zwischenschaltung einer Reihe weiterer Funk­ tionselemente mit der Einspritzpumpe 62 verbunden. Diese sind - in der Reihenfolge von Kraftstofftank zur Einspritzpumpe - eine Pumpe 56, die als Förderpumpe für den Dieselkraftstoff dient, ein Drosselventil 57, ein Durchflußsensor 58, ein elektromagne­ tisches Abschaltventil 59, der Hydroxylbildnermischer 31, der hier als T-artiges Anschlußstück ausgeführt ist, und der Ver­ wirbler 60. Der Durchflußsensor 58 und das Abschaltventil 59 sind mit der elektronischen Steuerung verbunden.

In den zweiten Eingang des T-Stückes bzw. Hydroxylbildner­ mischers 31 mündet die Zuleitung des Hydroxylbildners. Der nach dem Hydroxylbildnermischer vorgesehene Verwirbler 60 bewirkt hierbei eine optimale Durchmischung der Emulsion. Eine genaue Darstellung des Verwirblers 60 ist in Fig. 9 gezeigt.

Der Hydroxylbildner, zum Beispiel Wasser, befindet sich in dem Hydroxylbildner-Vorratstank 27. Die Förderrichtung des Hydro­ xylbildners ist mit 63 gekennzeichnet. Eine weitere Pumpe 64, die als Förderpumpe für den Hydroxylbildner dient, fördert diesen durch ein elektromagnetisches Steuerventil 65, einen Durchflußsensor 66 und ein elektromagnetisches Abschaltventil 67 zum Hydroxylbildner-Eingang des T-artigen Anschlußstückes bzw. Hydroxylbildnermischers 31. Auch das Steuerventil 65, der Durchflußsensor 66 und das Abschaltventil 67 sind mit der Steuerung verbunden.

Der Ausgang des Verwirblers 60 mündet in die Zuleitung der Einspritzpumpe 62. Der Rücklauf der Einspritzpumpe 62 wäre normalerweise direkt mit dem Kraftstofftank 54 verbunden. Da jedoch eine Kraftstoff/Wasser- bzw. Hydroxylbildner-Emulsion verwendet wird, muß die Emulsion vor Rückführung in die Vor­ ratstanks 27 bzw. 54 erst wieder in ihre Bestandteile aufge­ spalten werden, was mittels eines Hydroxylbildner- bzw. Wasserabscheiders 68 geschieht, der zum Beispiel als Zentri­ fugalabscheider ausgebildet ist. Die Aufgabe des Wasser- bzw. Hydroxylbildnerabscheiders 68 ist es, die nicht verbrauchte Emulsion hinter der Einspritzpumpe 62 wieder in die beiden Bestandteile, also Kraftstoff und Hydroxylbildner, zu trennen und den jeweiligen Tanks 54 und 27 zuzuführen. Dadurch wird eine übermäßige Konzentration des Hydroxylbildners, insbeson­ dere an Wasser, in dem Kraftstofftank 54 sicher vermieden.

In Fig. 9 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verwirblers 60 dargestellt. Gleichzeitig ist in diesem Element auch das T- Stück 31 realisiert. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Dieselkraftstoff von oben und der Hydroxylbildner, zum Beispiel das Wasser, von unten eingebracht. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen den beiden Eingangskanälen 70 und 71 und dem Ausgangskanal 72 strömt die so gebildete Emulsion nach rechts in den Kanal 72 über die Verwirbelungsdüse 73.

Die Verwirbelungsdüse 73 wird hierbei eingangsseitig (s. Pfeil 74) durch einen konischen Grund 75 und einen engeren Durchlaß 76 gebildet. Ausgangsseitig hinter der Verwirbelungsdüse 73 ist eine Hinterschneidung 77 vorgesehen, die beispielsweise durch einen in den Kanal 72 eingebrachten Stirnfräser erzeugt werden kann. Die Verschlußschraube 78 dichtet das herstellungsbedingte Bohrloch 79 ab, das bei der Funktion als Verwirbler nicht be­ nötigt wird. Die Verwirblerdüse 73 wird dabei im Ausgangskanal 72, nach dem Zusammenfluß von Hydroxylbildner und Dieselkraft­ stoff (Pfeil 74) durch einen kleinen Durchlaß 76 im konischen Grund 75 gebildet, wobei sich ausgangsseitig die Hinterschneidung 77 anschließt.

Die in Fig. 8 schematisch dargestellten Förderpumpen 56 (Dieselkraftstoff) und 64 (Hydroxylbildner) sind in den ver­ schiedensten Ausgestaltungen realisierbar ohne Beeinträchtigung der erfindungsgemäßen Ansprüche.

So ist für beide Pumpen 56 und 64 eine Ausgestaltung denkbar gemäß Fig. 2 mit jeweiligen Feinfiltern und Rücklaufventil.

Auch können in erfindungsgemäßer Ausführung die Motoren der Förderpumpen 56 und 64 mit der elektronischen Steuerung ver­ bunden sein und durch Regelung ihrer Betriebsspannungen zusätz­ lich oder ausschließlich zur gewünschten Bildung des Mischungs­ verhältnisses Dieselkraftstoff/Hydroxylbildner beitragen.

Auch können beide Ventile 57 und 65 in erfindungsgemäßer Form als Steuerventile ausgebildet und mit der Steuerung verbunden sein, wobei die Bildung des Mischungsverhältnisses Diesel­ kraftstoff/Hydroxylbildner nach dem Prinzip einer Differential­ steuerung arbeitet.

Das gleiche Steuerungsprinzip gilt für die Steuerung der Pumpen 56 und 64, wenn deren Betriebsspannungen ebenfalls in beschrie­ bener Weise geregelt werden.

Auch ist es denkbar, entweder auf die Pumpen 56 und 64 oder die Ventile 57 und 65 jeweils ganz zu verzichten und die Bildung des Mischungsverhältnisses Dieselkraftstoff/Hydroxylbildner ausschließlich durch Steuerung der Pumpen 56 und 64 oder aber der Ventile 57 und 65 zu realisieren.

Schließlich ist auch noch ein Bypass 61 zwischen Zu- und Rück­ leitung der Motor-Einspritzpumpe 62 denkbar, der bei geringer Kraftstoff-Fördermenge für sichere und gleichmäßige Aufbe­ reitung der Emulsion sorgt.

Die Funktion der Förderpumpen 56 und 64 besteht in erster Linie darin, ausreichenden Druck in den Förderleitungen aufzubauen, um Gasblasenbildung vor, während oder nach der Emulsionsauf­ mischung zu verhindern.

Für die reine Kraftstoff- bzw. Emulsionsförderung sind diese Pumpen nicht erforderlich, da diese in mehr als ausreichendem Maße durch die Einspritzpumpe 62 erfolgt.

Sofern die Druckverhältnisse in den Zuleitungen die Gas­ blasenbildung sicher ausschließen, kann daher auch auf die Förderpumpen 56 und 64 verzichtet werden.

In Fig. 10 ist die elektronische Steuerung für die Einspritzung gemäß Fig. 8 dargestellt. Hierbei ist der Ausgang des Kraft­ stoffdurchflußsensors 58, welcher eine dem Kraftstoffdurchfluß entsprechende Steuerspannung U_QDK liefert, über einen Puffer­ verstärker 96 mit einem Eingang des Analog-Multiplizierers 10 verbunden. Weiterhin ist ein Eingang für die Mischungskonstante Wasser- bzw. Hydroxylbildner/Dieselkraftstoff vorgesehen. Dieser Wert stammt beispielsweise von einem Potentiometer oder einer anderen, verschiedene Motorparameter erfassenden Steue­ rung und ist durch die entsprechende Steuerspannung U_HB/DK charakterisiert (siehe auch Fig. 1).

Ferner ist der Ausgang eines Warmlaufsensors 15, der die Motor­ temperatur erfaßt, über einen entsprechenden Pufferverstärker 97 mit einem weiteren Eingang des Analog-Multiplizierers 10 verbunden.

Aus diesen drei Eingangsspannungen wird über den Analog-Multi­ plizierer 10 eine Steuerspannung U_Qsoll erzeugt, die den Sollwert für die zuzumischende Hydroxylbildnermenge repräsen­ tiert. Dieser Sollwert steuert die Soll-/Istwert-Vergleichs­ stufe 17 für einen nachfolgenden PI-Regler 18, welcher über das anschließende Stellglied 19 mit dem Steuerventil 65 verbunden ist. Gemäß Fig. 8 steuert dieses Ventil 65 den Durchfluß und damit die Zumischung des Hydroxylbildners bzw. Wassers zum Kraftstoff. Die zeitliche Menge des zugemischten Hydroxylbild­ ners wird gemäß Fig. 8 mit dem Durchflußsensor 66 erfaßt und über einen weiteren Pufferverstärker 98 dem Istwert-Eingang der Vergleichsstufe 17 in Form der Spannung U_QHB = U_Qist zuge­ führt. Der Regler 18 regelt nun über das Stellglied 19 und das Steuerventil 65 die hinzugemischte Wasser- bzw. Hydroxylbild­ nermenge derart, daß sie dem Sollwert U_Qsoll entspricht.

Der Ausgang des Pufferverstärkers 97, an dem das Signal über die Motortemperatur T₁ anliegt, ist schließlich noch über den Schwellwertkomparator 99 und die Treiberstufe 100 mit dem Ab­ schaltventil 67 verbunden. Gern Fig. 8 liegt dieses Ventil in der Zuflußleitung des Hydroxylbildners und dient dazu, dessen Zumischung zum Kraftstoff gesteuert zu unterbinden.

In Verbindung mit dem Warmlaufsensor 15 schaltet die beschrie­ bene Anordnung bei zu niedriger Motortemperatur die Hydroxyl­ bildnereinspritzung ab.

Da ein sicheres Starten der Dieselverbrennungsmaschine reinen Kraftstoff erfordert und zudem bei einer abgestellten Diesel­ verbrennungsmaschine Hydroxylbildnerrückstände im Einspritz- System und im Brennraum zu Korrosion führen können, ist zusätz­ lich eine Folgesteuerung vorgesehen, welche die Zumischung von Wasser bzw. Hydroxylbildner beim Starten und beim Abschalten der Dieselverbrennungsmaschine in nachfolgend beschriebener Weise steuert:

Bei Kaltstart verhindert der Warmlaufsensor 15, der die Motor­ temperatur T₁ mißt, in oben beschriebener Weise vorrangig die Zumischung von Hydroxylbildner bzw. Wasser zum Kraftstoff.

Zum Starten und Abstellen der Dieselverbrennungsmaschine dient der Starterschalter 101, welcher mit dem Anlasserschalter des Zündschlosses verbunden ist.

Beim Starten wird über den Starterschalter 101 zunächst ein Halteglied 102 aktiviert, dessen Ausgang ebenfalls mit der Treiberstufe 100 und dem Abschaltventil für den Hydroxylbildner (67) in Verbindung steht und hierüber die Zumischung des Hydro­ xylbildners unterbricht. Gleichzeitig aktiviert das Start­ signal ein Zeitglied 103, welches nach Ablauf der internen Verzögerungszeit t₁ das Halteglied 102 wieder zurücksetzt, also deaktiviert, und damit die Wasser- bzw. Hydroxylbildner­ zumischung freigibt, indem das Abschaltventil 67 wieder geöff­ net wird.

Die Kraftstoffzufuhr hingegen wird über ein weiteres Halteglied 105, eine Treiberstufe 106 und das Abschaltventil 59 ein- bzw. ausgeschaltet. Beim Starten wird über den Starterschalter 101 auch das Halteglied 105 gesetzt, also aktiviert, wodurch es über die Treiberstufe 106 das Abschaltventil 59 öffnet und damit die Kraftstoffzufuhr zum Motor freigibt.

Beim Abstellen der Maschine wird über den Starterschalter 101 ebenfalls das Halteglied 102 aktiviert und damit sofort die Hydroxylbildnerzumischung unterbrochen. Gleichzeitig wird ein weiteres Zeitglied 104 aktiviert, welches die Kraftstoffzufuhr zum Motor erst nach Ablauf der internen Verzögerungszeit t₂ durch Rücksetzen des Haltegliedes 105 und damit Deaktivierung von Treiber 106 und Ventil 59 unterbricht. Auf diese Weise läuft der Motor nach dem Abstellen noch eine Weile weiter, und zwar mit reinem Dieselkraftstoff. Ist die Verzögerungszeit t₂ abgelaufen, so wird schließlich auch die Kraftstoffzufuhr über das Schaltventil 59 abgeschaltet, und der Motor kommt zum Stillstand.

Die Abstellverzögerung muß so bemessen sein, daß während der Nachlaufzeit sämtliches im Einspritzsystem befindliche Kraft­ stoff/Hydroxylbildner-Gemisch durch reinen Kraftstoff ersetzt wird und somit eine Korrosion ausgeschlossen ist.

Der erneute Start erfolgt dann stets zunächst mit reinem Kraft­ stoff, wodurch der Motor problemlos anspringt und Konden­ sationsprobleme ausgeschaltet sind.

In der erfindungsgemäßen Ausführung kann es sich beim Abschalt­ ventil 59 auch um das an der Einspritzpumpe oder sonstwo an­ geordnete Kraftstoff-Abschaltventil handeln, welches bei Dieselmotoren heutiger Bauweise, die per Zündschloß gestartet und abgestellt werden, generell vorhanden ist, und zwar ohne Einschränkung des erfindungsgemäßen Ansprüche.

Auch kann die in Fig. 10 dargestellte Steuerung, deren Prinzip hier in analoger und digitaler Technik ausgeführt ist, in zeit­ gemäßer Form mit digitaler Signalverarbeitung und Mikroprozes­ sortechnik realisiert sein, ohne daß davon die erfindungs­ gemäßen Ansprüche in irgendeiner Form berührt werden.

Beispiel 3 Zuführung des Hydroxylbildners bzw. Wassers in den Brennraum über separate Einspritzung

Dieses Beispiel ist insbesondere in den Fig. 11, 12, 13, 14 be­ schrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Hydroxylbildner bzw. das Wasser durch eine separate Einspritzpumpe, die mit der Kraftstoff-Einspritzpumpe gekoppelt ist, in den Brennraum ein­ gespritzt. Durch den gemeinsamen Antrieb über die Kurbelwelle sind beide Einspritzpumpen miteinander synchronisiert, so daß lediglich die Spritzverstellung der Wasser- bzw. Hydroxyl­ bildner-Einspritzpumpe mit jener der Kraftstoff-Einspritzpumpe gekoppelt werden muß.

Die Spritzverstellung der Kraftstoff-Einspritzpumpe - im fol­ genden Einspritzpumpe I bzw. E_I - geschieht in der Regel mechanisch über ein mit dem Gaspedal verbundenes Gestänge und wird obendrein durch Parameter wie Drehzahl beeinflußt.

Die Spritzverstellung der Wasser- bzw. Hydroxylbildner-Ein­ spritzpumpe - im folgenden Einspritzpumpe II bzw. E_II - wird nun mit jener von Einspritzpumpe I mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder durch Positionssensor und elektromagnetische Stellglieder gekoppelt, und zwar dergestalt, daß sie "parallel" zur Verstellung von Einspritzpumpe I läuft.

Zusätzlich berücksichtigt diese Kopplung - ebenfalls auf mechanischem, pneumatischem oder anderweitigem Weg oder durch Einsatz von Elektronik - die Motortemperatur sowie den einstellbaren Zumischungsfaktor Wasser- bzw. Hydroxylbildner/ Kraftstoff mit dem Ergebnis, daß sich hierfür die gleichen Funktionsbedingungen für die Hydroxylbildnerzumischung zum Kraftstoff wie bei den anderen genannten Ausführungsbeispielen ergeben.

In Fig. 14 ist dieses Beispiel für die Zuführung des Hydroxyl­ bildners in den Brennraum über separate Einspritzungen in Form eines Blockschaltbildes gezeigt. Der Kraftstoff befindet sich in dem Kraftstofftank 54 und wird durch eine hier nicht näher dargestellte Förderpumpe usw. über den Zulauf in eine Ein­ spritzpumpe E_I (90) gefördert. Die gleiche Anordnung ist auch für die Zuleitung des Hydroxylbildners aus dem Vorratstank 27 in die entsprechende Einspritzpumpe E_II (91) vorgesehen. An beiden Einspritzpumpen 90 und 91 sind Rückläufe vorgesehen, die überschüssigen Kraftstoff oder Hydroxylbildner in die je­ weiligen Tanks 54 und 27 zurückführen. Die Einspritzpumpen E_I bzw. E_II leiten den Dieselkraftstoff bzw. den Hydroxylbildner zu den Zylindern Z₁ bis Z₆.

Zwischen den beiden Einspritzpumpen 90 und 91 ist eine Kopplung 92 vorgesehen.

Die Spritzverstellung der Kraftstoffeinspritzpumpe 90 geschieht in der Regel mechanisch über ein mit dem Gaspedal verbundenes Gestänge und wird, wie erwähnt, obendrein durch Parameter wie Drehzahl oder dergleichen beeinflußt. Der Eingang dieser Spritzverstellung ist mit 93 gekennzeichnet.

Die Spritzverstellung von Einspritzpumpe E_II (91) wird nun, wie ebenfalls erwähnt, mit jener von Einspritzpumpe E_I (90), zum Beispiel mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder durch Posi­ tionssensor und elektromagnetische Stellglieder gekoppelt. Die Kopplung erfolgt hier dergestalt, daß sie "parallel" zur Ver­ stellung an der Einspritzpumpe I (90) erfolgt.

Zusätzlich berücksichtigt diese Kopplung 92, wie erwähnt, - ebenfalls auf mechanischem, pneumatischem, elektronischem oder anderweitigem Weg - die Motortemperatur T₁ sowie die einstell­ bare Konstante k für das Mischungsverhältnis zwischen Hydroxyl­ bildner und Dieselkraftstoff. Die entsprechenden Eingänge an der Kopplung sind mit 94 und 95 gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäßen Varianten der Einspritzung von Kraftstoff und Wasser bzw. Hydroxylbildner in den Brennraum sind in Fig. 11, 12 und 13 dargestellt.

Der Kolben 80 bewegt sich in dem Zylinder 81 auf und ab. Der obere Bereich über dem Kolben 80 bildet den Brennraum 82. In den Brennraum 82 wird das brennbare Dieselkraftstoff/Hydroxyl­ bildner-Gemisch bei Luftüberschuß eingespritzt. Hierzu ist eine Einspritzdüse 83 bzw. 86 vorgesehen. In dem in Fig. 11 gezeig­ ten Ausführungsbeispiel weist die Einspritzdüse 83 zwei separate Mündungen 84 und 85, jeweils für den Dieselkraftstoff und den Hydroxylbildner, auf. Die Steuerung bewirkt ein gleichzeitiges Einspritzen der beiden Medien.

In Fig. 12 ist der Hydroxylbildnermischer 31 wiederum durch ein T-Stück gebildet. Die nach diesem T-Stück gebildete Emulsion wird durch eine einzige Mündung 87 in den Brennraum ein­ gespritzt. Auch hier kann nach dem T-Stück 31 ein Verwirbler 60 vorgesehen sein. Mit DK ist der Zufluß von Dieselkraftstoff, mit HB der Zufluß von Hydroxylbildnern, insbesondere von Wasser, gekennzeichnet.

In Fig. 13 sind für die Einspritzung des Dieselkraftstoffes (DK) und für die Einspritzung des Hydroxylbildners (HB) jeweils eigene Einspritzdüsen 88 und 89 vorgesehen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß die Einspritzpumpen für den Dieselkraftstoff und für den Hydroxylbildner in einer integrierten Doppeleinspritz­ pumpe ausgebildet sind. Ein gemeinsamer Pumpenantrieb wirkt hierbei in einem Gehäuse auf beide Pumpen. Der Dieselkraftstoff und der Hydroxylbildner werden von dieser integrierten Doppel­ einspritzpumpe separat in den Brennraum eingespritzt. Durch die integrierte Ausgestaltung der Doppeleinspritzpumpe wird der Pumpenantrieb optimal ausgenützt. Der Pumpenantrieb kann hier­ bei durch einen Elektromotor oder über die Kurbelwelle bzw. die Nockenwelle mit einem Zahnriemen ausgebildet sein.

Der erfindungsgemäße Gedanke ist nicht nur anwendbar bei der Realisierung von vorbeschriebenen Dieselverbrennungsmaschinen, wie zum Beispiel Dieselmotoren oder Heizölverbrennungsanlagen für das Heizen oder das Umsetzen von Energie, sondern ist auch im Zusammenhang mit der Herstellung von Kraftstoff für die Dieselverbrennungsmaschine interessant. Hierbei ist gefunden worden, daß es von Vorteil ist, wenn dem Dieselkraftstoff ein Hydroxylbildner beigemengt ist. Ebenfalls ist gefunden worden, daß es günstig ist, wenn 1 mol Dieselkraftstoff zwischen 0,01 und 2 mol Hydroxylbildner beigemengt ist. Als vorteilhaft ist auch gefunden worden, wenn als Hydroxylbildner Wasser verwendet wird, das die vorbeschriebenen Eigenschaften aufweist. Hervor­ ragende Ergebnisse wurden erzielt, wenn das Volumenverhältnis zwischen Wasser und Dieselkraftstoff in einem Bereich zwischen 1 : 10 bis 1,5 : 1 liegt. Zur Verbesserung der Korrosionseigen­ schaften bzw. der Absenkung des Gefrierpunktes ist als günstig befunden worden, dem Hydroxylbildner bis zu 10% Isopropanol beizusetzen.

Beispiel 4 Einspritzen eines aus Kraftstoff und Hydroxyl­ bildner mittels Ultraschall aufgemischten und in einem gemeinsamen Tank bevorrateten Emulsions­ brennstoffs in den Brennraum

Dieses Beispiel wird insbesondere mit Hilfe von Fig. 15 be­ schrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, den Hydroxyl­ bildner zusammen mit dem Kraftstoff in einem gemeinsamen Tank zu bevorraten. Das Mengenverhältnis Hydroxylbildner zu Kraft­ stoff wird hierbei gemäß den Erfordernissen für stationären Betrieb gewählt und durch dosiertes Auftanken entsprechender Mengen an Kraftstoff und Hydroxylbildner sichergestellt.

Für das Starten und Abstellen der Dieselverbrennungsmaschine ist ein weiterer Tank mit reinem Dieselkraftstoff vorgesehen. Da dieser nur für den Start und das Abstellen der Maschine benötigt wird, kann er entsprechend klein ausfallen.

In Fig. 15 ist eine entsprechende erfindungsgemäße Ausgestal­ tung dargestellt. Der aus entsprechenden Anteilen Dieselkraft­ stoff und Hydroxylbildner, z. B. Wasser, bestehende Emulsions­ brennstoff befindet sich im Vorratstank 110. Dort sind Diesel­ kraftstoff und Hydroxylbildner im für den stationären Betrieb der Dieselverbrennungsmaschine optimalen Mischungsverhältnis, zum Beispiel im Volumenverhältnis 1 : 1, bevorratet.

Dieses Mischungsverhältnis wird z. B. durch Auftanken, jeweils gleicher Mengen an Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner, z. B. Wasser, sichergestellt. Geringfügige Abweichungen vom optimalen Mischungsverhältnis im Bereich weniger Prozent sind dabei un­ erheblich und für die Entfaltung der Wirkung des Hydroxyl­ bildners von untergeordneter Bedeutung.

Da mit dem Auftanken der jeweils entsprechenden Mengen an Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner allein noch kein Emulsionsbrennstoff entsteht, ist ferner eine Mischvorrichtung, bestehend aus der Umwälzpumpe 113 und dem Ultraschall- Emulgierer 114 vorgesehen. Die Umwälzpumpe 113 fördert hierbei das Kraftstoff/Hydroxylbildnergemisch aus dem Vorratstank 110 in den Ultraschall-Emulgierer 114, in welchem eine besonders fein verteilte Durchmischung der beiden Bestandteile erfolgt.

Der Ultraschall-Emulgierer 114 ist zum Beispiel als eigene Bau­ gruppe ausgestaltet oder zum Beispiel mit dem Verwirbler, bzw. Hydroxylbildnermischer nach dem Zusammenführen von Dieselkraft­ stoff HB, integriert ausgebildet.

Die Vermischung und Emulgierung mit Hilfe von Ultraschall hat dabei den besonderen Vorteil, daß sich der dadurch entstehende Emulsionsbrennstoff nicht mehr selbständig entmischen kann, weil die Vermischung auf molekularer Ebene erfolgt. Hierbei werden aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenspannung der beiden Emulsionspartner die Dieselkraftstoffmoleküle voll­ ständig von Hydroxylbildnermolekülen umschlossen, so daß sie anschließend in diesem Verbund eingeschlossen bleiben, nicht mehr heraustreten können und somit die Emulsion stabil bleibt, selbst bei niedrigen Temperaturen.

Der Ausgang des Ultraschall-Emulgierers mündet über ein T-Stück 115 wieder in den Rücklauf des Vorratstanks 110, so daß das Kraftstoff/Hydroxylbildnergemisch im Kreis durch den Vorrats­ tank gepumpt und dabei Schritt für Schritt weiter aufgemischt wird, bis schließlich der gesamte Tankinhalt gleichmäßig mit feinverteilt emulgiertem Emulsionsbrennstoff gefüllt ist.

Ein optischer Trübungssensor 111, der in der Steigleitung vor der Umwälzpumpe 113 vorgesehen ist, überwacht hierbei an Hand der Trübung des angesaugten Kraftstoff/Hydroxylbildnergemischs den Durchmischungsgrad und die inzwischen erreichte Homogenität des Emulsionsbrennstoffs.

Zwischen Trübungssensor 111 und Umwälzpumpe 113 ist eine T- förmige Abzweigung 112 vorhanden, die über ein Drei-Wege­ Steuerventil 116 und ein Abschaltventil 125 mit dem Zufluß der Einspritzpumpe 62 verbunden ist. Ferner ist für die Bevorratung von reinem Dieselkraftstoff ein zweiter Vorratstank 54 vorge­ sehen, dessen Ausgang über eine Zuleitung 122 mit dem zweiten Eingang des Drei-Wege-Ventils 116 verbunden ist.

Das Drei-Wege-Ventil 116 kann somit, je nach Stellung, der Einspritzpumpe 62 entweder Emulsionsbrennstoff oder reinen Dieselkraftstoff zuführen.

Das elektrische Ausgangssignal TS₁ des Trübungssensors 111, der den Aufmischungsgrad des Emulsionsbrennstoffs überwacht, wird von einer Steuerung 120 verarbeitet, die ausgangsseitig wiederum auf das Drei-Wege-Ventil 116 wirkt. Die Steuerung 120 verarbeitet als weitere Eingangssignale die Motortemperatur T₁ (Eingang 94), das jeweilige Start- und Stop-Kommando (SSS) des Starterschalters 101 und das Ausgangssignal TS₂ eines weiteren, unten beschriebenen Trübungssensors 118. Ausgangsseitig wirkt die Steuerung zusätzlich noch auf das Abschaltventil 125.

Am Rücklauf der Einspritzpumpe 62, der unverbrauchten Brenn­ stoff wieder zu den entsprechenden Vorratstanks 110 bzw. 54 zurückführt, befindet sich ein weiterer optischer Trübungs­ sensor 118 und dahinter ein weiteres Drei-Wege-Steuerventil 117, das mit den Rückflußleitungen dieser beiden Vorratstanks 54 und 110 in Verbindung steht.

Das elektrische Ausgangssignal des Trübungssensors 118 ist mit der Steuerung 120 verbunden und wirkt gleichzeitig auf ein Stellglied 119, welches wiederum die Stellung des Drei-Wege­ Ventils 117 beeinflußt.

Schließlich ist noch ein Wasser- bzw. Hydroxylbildnerabscheider 68 in der Rückleitung zum Dieselkraftstoffbehälter 54 vorge­ sehen, der eventuell vorhandene Restanteile von Wasser bzw. Hydroxylbildner aus dem zurückfließenden Dieselkraftstoff herausfiltert und diese über eine Leitung 121 wieder dem Emulsionsbrennstofftank 110 zuführt.

Dieser vom Abscheider 68 in den Emulsionsbrennstofftank 110 zurückgeführte Hydroxylbildner gerät somit wieder in den Kreis­ lauf der eingangs beschriebenen Misch- und Emulgiervorrichtung und wird dabei wieder vollständig mit dem im Vorratstank 110 vorhandenen Kraftstoffanteil vermischt, so daß letztlich wieder eine gleichmäßige Emulsion zur Verfügung steht.

Zusätzlich befinden sich in den Rückflußleitungen zum Emul­ sionsbrennstofftank 110 noch zwei Rückschlagventile 123 und 124, die verhindern, daß Emulsionsbrennstoff über die Leitung 121 oder das Drei-Wege-Ventil 117, die Einspritzpumpe 62, das Drei-Wege-Ventil 116 und die Leitung 122 in den Dieselkraft­ stofftank 54 gelangen kann.

Die vorbeschriebene Anordnung funktioniert nun folgendermaßen:

Zum Starten und Abstellen der Maschine ist, wie bereits ander­ weitig erwähnt, reiner Dieselkraftstoff erforderlich, um einer­ seits sicheres Anspringen zu gewährleisten und andererseits Korrosionsprobleme durch Hydroxylbildnerrückstände im Ein­ spritzsystem zu vermeiden.

Beim Starten der Dieselverbrennungsmaschine über den Starter­ schalter 101 veranlaßt die Steuerung zunächst das Öffnen des Abschaltventils 125 und damit die generelle Brennstoffzufuhr zur Einspritzpumpe 62.

Gleichzeitig aktiviert die Steuerung das Drei-Wege-Ventil 116 dergestalt, daß dessen Zufluß über die Leitung 122 mit dem Dieselkraftstofftank 54 verbunden und somit die Maschine zunächst mit reinem Dieselkraftstoff betrieben wird.

Der aus dem Rücklauf der Einspritzpumpe 62 fließende unver­ brauchte Dieselkraftstoff wird vom Trübungssensor 118 über­ wacht, welcher nun keine Trübung feststellt und somit über das Stellglied 119 und das weitere Drei-Wege-Ventil 117 den Rück­ fluß zum Dieselkraftstofftank 54 herstellt.

Mit dem Startsignal wird von der Steuerung zugleich ein Zeit­ glied aktiviert, welches nach Ablauf einer internen Verzögerungszeit t₁ das Drei-Wege-Ventil 116 nun auf die Zufuhr von Emulsionsbrennstoff zur Einspritzpumpe 62 umstellt. Voraussetzung dafür ist allerdings, daß der Trübungssensor 111, dessen Ausgangssigna, wie erwähnt, ebenfalls mit der Steuerung verbunden ist, ausreichende Durchmischung der Emulsion meldet.

Ist dies nicht der Fall, so unterbleibt die Umschaltung auf Zufuhr von Emulsionsbrennstoff, und der Motor läuft solange mit reinem Dieselkraftstoff weiter, bis ausreichende Emulsionsauf­ mischung des aus dem Vorratstank 110 kommenden Brennstoff gemeldet wird. Dieser Zustand kann zum Beispiel bei einem Betrieb der Maschine unmittelbar nach dem Auftanken von Vorratstank 110 eintreten, d. h. wenn die aufgetankten Bestand­ teile Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner noch nicht oder nicht ausreichend miteinander vermischt sind.

Durch die beschriebene Vorkehrung wird vermieden, daß die Maschine mit unzureichend aufgemischtem Emulsionsbrennstoff betrieben wird und dadurch womöglich zu "stottern" anfängt oder gar stehenbleibt.

Stationärer Betrieb: Angenommen, die Umschaltzeit t₁ nach erfolgtem Start der Maschine ist abgelaufen und der Trübungs­ sensor 111 meldet ausreichende Durchmischung der Emulsion, dann wird der Einspritzpumpe 62 über das Drei-Wege-Ventil 116 Emulsionsbrennstoff zugeführt, und die Maschine läuft damit weiter. Der Rücklauf der Einspritzpumpe 62 ist jedoch ent­ sprechend der Startbedingung für Betrieb mit reinem Diesel­ kraftstoff noch über das Drei-Wege-Ventil 117 mit dem Diesel­ kraftstofftank 54 verbunden.

Beim weiteren Lauf der Maschine füllt sich nun die Einspritz­ pumpe 62 zunehmend mit Emulsionsbrennstoff, wobei der in ihr noch befindliche überschüssige Dieselkraftstoff aus deren Rück­ lauf heraustritt. Sobald der Dieselkraftstoff vollständig durch Emulsionsbrennstoff ersetzt ist und somit auch am Rücklauf der Einspritzpumpe 62 ankommt, registriert dies der Trübungssensor 118 und stellt nun über das Stellglied 119 und das Drei-Wege­ Ventil 117 eine Verbindung des Rücklaufs mit dem Emulsions­ brennstofftank 110 her, so daß jetzt die von der Einspritz­ pumpe unverbrauchte Emulsion folgerichtig zum Emulsionsbrenn­ stofftank zurückgeführt wird.

Damit wird bei stationärem Betrieb von der Einspritzpumpe 62 reiner Emulsionsbrennstoff aus dem Vorratstank gefördert und im Kreislauf auch wieder in diesen zurückgeführt.

Abstellen: Mit dem Abstellsignal, welches über den Starter­ schalter 101 an die Steuerung gelangt, veranlaßt diese die sofortige Umschaltung des Drei-Wege-Ventils 116 von Emulsions­ brennstoff zu Dieselkraftstoff, so daß der Einspritzpumpe 62 nunmehr über die Zuleitung 122 wieder reiner Dieselkraftstoff zugeführt wird.

Gleichzeitig läuft der in der Einspritzpumpe 62 noch vorhandene Emulsionsbrennstoff weiterhin über den Rücklauf und das Drei- Wege-Ventil 117 zurück zum entsprechenden Vorratstank 110.

Sobald nun die Einspritzpumpe 62 wieder vollständig mit Diesel­ kraftstoff gefüllt ist und dieser auch an ihrem Rücklauf erscheint, meldet der Trübungssensor 118 diese Veränderung an die Steuerung 120, welche nun nach einer weiteren kurzen Zeit­ verzögerung t₂, die ausreichend ist, um auch die Leitung zwischen Trübungssensor 118 und Drei-Wege-Ventil 117 mit reinem Dieselkraftstoff zu füllen, letzteres umschaltet.

Nun ist der Rücklauf zum Dieselkraftstofftank 54 wieder ge­ schlossen, die Steuerung unterbricht über das Abschaltventil 125 die Kraftstoffzufuhr, und die Maschine kommt zum Stillstand.

Der Start und das Abstellen erfolgen somit stets mit reinem Dieselkraftstoff, wodurch die Maschine problemlos anspringt und Korrosionsprobleme ausgeschaltet sind.

Die Steuerung 120 verarbeitet bei allen Betriebszuständen zusätzlich die über den Eingang 94 gemeldete Motortemperatur T₁. Ist diese zu niedrig, so daß sich Hydroxylbildnerrück­ stände an kalten Teilen der Maschine niederschlagen können, so wird die Umschaltung auf Betrieb mit Emulsionsbrennstoff eben­ falls so lange unterbunden, bis die Motortemperatur ausreichend ist.

Beispiel 5 Einspritzen eines aus Kraftstoff und Hydroxyl­ bildner mittels Ultraschall aufgemischten und in einem speziellen Tank bevorrateten Emulsionsbrenn­ stoffs in den Brennraum

Dieses Beispiel wird insbesondere mit Hilfe von Fig. 16 be­ schrieben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Hydroxylbildner zu­ sammen mit dem Kraftstoff im für stationären Betrieb erforder­ lichen Mengenverhältnis (zum Beispiel der Konstanten k) in einen speziellen Tank gefördert, dort zu einer Emulsion ver­ mischt und sodann der Einspritzung zugeführt.

Die Mengendosierung Hydroxylbildner/Kraftstoff erfolgt dabei durch eine elektronisch gesteuerte Mischvorrichtung, die prin­ zipielle Verwandtschaft mit der Mischvorrichtung aus Beispiel 2 aufweist. Kraftstoff und Hydroxylbildner kommen dabei, Beispiel 2 folgend, aus zwei separaten Vorratstanks. Die Vermischung von Kraftstoff und Hydroxylbildner, zum Beispiel Wasser, zum Emul­ sionsbrennstoff erfolgt dabei gemäß Beispiel 4 ebenfalls mit Hilfe von Ultraschall.

In Fig. 16 ist eine entsprechende erfindungsgemäße Ausgestal­ tung dargestellt. Der Hydroxylbildner befindet sich zum Bei­ spiel in einem Vorratstank 27, der Dieselkraftstoff in einem weiteren Vorratstank 54. Hinter den Ausgängen dieser beiden Vorratstanks ist die Mischvorrichtung für das Mengenverhältnis Hydroxylbildner/Dieselkraftstoff dargestellt, bestehend aus der Förderpumpe 56 für Dieselkraftstoff, dem Drosselventil 57 und dem Durchflußsensor 58 sowie der Förderpumpe 64 für den Hydro­ xylbildner, dem Steuerventil 65, dem Durchflußsensor 66 und schließlich dem Hydroxylbildnermischer 31, der hier ebenfalls als T-förmiges Anschlußstück ausgeführt ist.

Das Steuerventil 65, die Motoren der Förderpumpen 56 und 64 sowie die elektrischen Ausgänge der beiden Durchflußsensoren 58 und 66 sind mit einer Steuerung 128 verbunden, die sowohl Funk­ tionen der in Beispiel 2, Fig. 10, dargestellten Steuerung als auch der Steuerung gemäß Beispiel 4, Fig. 15, beinhaltet.

Von den beiden Förderpumpen 56 und 64 wird Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner, zum Beispiel Wasser, aus den entsprechenden Vorratstanks über die Ventile 57 und 65 sowie die Durchfluß­ sensoren 58 und 66 in den Hydroxylbildnermischer 31 gefördert. Mit dem Drosselventil 57 wird hierbei im Zusammenwirken mit der Förderleistung von Pumpe 56 die zeitliche Fördermenge von Dieselkraftstoff bei der Bildung des Kraftstoff/Hydroxyl­ bildner-Gemisches vorgegeben.

Wie in Beispiel 2 wird diese mit dem Durchflußsensor 58 ge­ messen und der erhaltene Meßwert U_QDK an die Steuerung 128 weitergeleitet, die hieraus den zugehörigen Ansteuerwert für das Steuerventil 65 bestimmt und dieses entsprechend ansteuert. Dieser Steuerungsvorgang kann, wie in Beispiel 2 dargestellt, mit Hilfe eines Reglers mit PI-Charakteristik, aber auch ander­ weitig erfolgen.

Am Ausgang des Hydroxylbildnermischers 31 sind nun Dieselkraft­ stoff und Hydroxylbildner in der für stationären Betrieb opti­ malen Mischungsdosierung zusammengeführt. Dieses Gemisch ge­ langt infolge des Förderdruckes der Pumpen 56 und 64 über die Zuleitung 129 in den Emulsions-Vorratstank 130. Dieser Vor­ ratstank ist mit einer elektrischen Füllstandsmeßvorrichtung 127 versehen, deren Signalausgang U_FS ebenfalls mit der Steuerung 128 verbunden ist und damit den Füllstand im Emulsions-Vorratstank 130 an die Steuerung meldet.

Ist ein maximaler Füllstand erreicht, so veranlaßt die Steue­ rung eine Drosselung bzw. die Abschaltung der Förderpumpen 56 und 64, damit kein weiteres Kraftstoff/Hydroxylbildner-Gemisch über den maximalen Füllstand hinaus gefördert werden kann.

Statt der reinen Abschaltung der Förderpumpen 56 und 64 ist auch eine kontinuierliche Steuerung denkbar, die in Verbindung mit der Auswertung der Signale der beiden Durchflußsensoren 58 und 66 sowie der einer stetigen Füllstandsanzeige 127 die Pumpenleistung kontinuierlich und bedarfsgerecht steuert.

Hierbei ist vorgesehen, daß zum Beispiel bei hohem momentanen Kraftstoffverbrauch, beispielsweise Vollgas, die Pumpen 56 und 64 stärker arbeiten als bei geringem Momentanverbrauch und daß die zeitliche Menge der Zusammenmischung von DK (Dieselkraft­ stoff) und HB (Hydroxylbildner) dem augenblicklichen mittleren Kraftstoffverbrauch angepaßt wird.

Auch ist denkbar, das Drosselventil 57 gleichfalls als Steuer­ ventil, welches von der Steuerung 128 aktiviert wird, auszu­ führen und die damit gewonnene zusätzliche Steuerungsmöglich­ keit in oben beschriebener Weise auszunutzen.

Ferner sind bei der Zusammenmischung von Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner alle in Beispiel 19361 00070 552 001000280000000200012000285911925000040 0002019635861 00004 192422 erwähnten Varianten denkbar, ohne Einschränkung der erfindungsgemäßen Ansprüche.

Da durch das im richtigen Mengenverhältnis dosierte Zusammen­ bringen von Dieselkraftstoff DK und Hydroxylbildner HB allein noch kein Emulsionsbrennstoff entsteht, ist - Beispiel 4 folgend - ebenfalls eine Emulgiervorrichtung, bestehend aus der Umwälzpumpe 113, dem Kühler 126 und dem Ultraschall-Emulgierer 114 vorgesehen.

Analog zu Beispiel 4 fördert dabei die Umwälzpumpe 113 das Kraftstoff/Hydroxylbildner-Gemisch im Kreis aus dem Emulsions- Vorratstank 130 über den gleichfalls vorhandenen Trübungssensor 111, das T-Stück 112, den Kühler 126, den Ultraschall-Emul­ gierer 114 und das weitere T-Stück 115 wieder zurück in den Tank 130, wobei der Ultraschall-Emulgierer 114 für die unter Beispiel 4 beschriebene feinverteilte Emulgierung sorgt. Der Kühler 126 dient dazu, den infolge zyklischen Durchlaufes durch die Einspritzpumpe 52 (s. unten) erhitzten Emulsionsbrennstoff beim Kreislauf durch die Emulgiervorrichtung wieder zu kühlen, da eine nennenswerte Abkühlung im Vorratstank 130 allein in­ folge dessen geringer Größe kaum möglich ist.

Wie in Beispiel 4 wird auch hier der Aufmischungsgrad des aus dem Tank 130 geförderten Emulsionsbrennstoffes mit dem Trü­ bungssensor 111 überwacht, dessen elektrischer Ausgang eben­ falls mit der Steuerung 128 verbunden ist. Die Steuerung 128 aktiviert auch die Drei-Wege-Steuerventile 116 und 117 sowie das Abschaltventil 125.

Zwischen Trübungssensor 111 und Umwälzpumpe 113 befindet sich die T-förmige Abzweigung 112, über die Emulsionsbrennstoff durch das Drei-Wege-Steuerventil 116 und das Abschaltventil 125 in die Einspritzpumpe 62 gelangen kann. Der Rücklauf der Ein­ spritzpumpe, welcher der Rückführung überschüssigen Kraft­ stoffes in den entsprechenden Vorratstank dient, ist über das zweite Drei-Wege-Ventil 117, ein Rückschlagventil 123 und das T-Stück 115 wieder mit dem Emulsions-Vorratstank 130 verbunden.

Der zweite Eingang des Drei-Wege-Ventiles 116 hat eine Ver­ bindung zum Dieselkraftstofftank 54 über die Zuleitung 122. Ferner existiert auch eine Rückleitung vom zweiten Ausgang des Drei-Wege-Ventiles 117 zum Dieselkraftstofftank 54.

Entsprechend den Stellungen der Drei-Wege-Steuerventile 116 und 117 ist es - wie in Beispiel 4 - möglich, der Einspritzpumpe 62 entweder Emulsionsbrennstoff aus dem Vorratstank 130 oder reinen Dieselkraftstoff aus dem Vorratstank 54 zuzuführen und überschüssigen Kraftstoff ebenfalls in die entsprechenden Tanks 130 bzw. 54 zurückzuführen.

Für diese beiden Kreisläufe übernimmt die Steuerung 128 im Prinzip die gleichen Funktionen wie in Beispiel 4. Zugleich verarbeitet die Steuerung gemäß Beispiel 4 als weitere Ein­ gangssignale die Motortemperatur T₁ (Eingang 94), die Konstante k für das Mischungsverhältnis Hydroxylbildner/Dieselkraftstoff (Eingang 95) und das jeweilige Start- und Stop-Kommando SSS des Starterschalters 101. Ausgangsseitig sind an der Steuerung 128 die Verbindungsleitungen angedeutet, wobei die angegebenen Bezugsziffern auf die entsprechenden angeschlossenen Elemente hinweisen.

Das Rückschlagventil 123 verhindert - wie in Beispiel 4 -, daß Emulsionsbrennstoff über das Drei-Wege-Ventil 117, die Ein­ spritzpumpe 62, das Abschaltventil 125 und das Drei-Wege-Ventil 116 in den Dieselkraftstoffbehälter 54 gelangen kann.

Die beschriebene Anordnung funktioniert nun folgendermaßen:

Zum Starten und Abstellen der Maschine ist, wie bereits ander­ weitig erwähnt, reiner Dieselkraftstoff erforderlich, um einer­ seits sicheres Anspringen zu gewährleisten und andererseits Korrosionsprobleme durch Hydroxylbildnerrückstände im Ein­ spritzsystem zu vermeiden.

Beim Starten der Dieselverbrennungsmaschine über den Starter­ schalter 101 veranlaßt die Steuerung zunächst das öffnen des Abschaltventiles 125 und damit die generelle Brennstoffzufuhr zur Einspritzpumpe 62.

Gleichzeitig aktiviert die Steuerung das Drei-Wege-Ventil 116 dergestalt, daß dessen Zufluß über die Leitung 122 mit dem Dieselkraftstofftank 54 verbunden ist und somit die Maschine zunächst mit reinem Dieselkraftstoff betrieben wird. Das Drei- Wege-Ventil 117 wird hierbei von der Steuerung so aktiviert, daß der Rücklauf des unverbrauchten Kraftstoffes gleichfalls in den Dieselkraftstofftank 54 führt.

Mit dem Startsignal aktiviert die Steuerung zugleich ein Zeit­ glied, welches nach Ablauf einer internen Verzögerungszeit t₁ das Drei-Wege-Ventil 116 auf die Zufuhr von Emulsionsbrennstoff zur Einspritzpumpe 62 umstellt. Voraussetzung dafür ist wieder­ um, daß der Trübungssensor 111 ausreichende Durchmischung der Emulsion meldet.

Ist dies nicht der Fall, so unterbleibt die Umschaltung auf Zu­ fuhr von Emulsionsbrennstoff, und der Motor läuft solange mit reinem Dieselkraftstoff weiter, bis ausreichende Emulsions­ aufmischung des aus dem Vorratstank 130 kommenden Brennstoffes gemeldet wird.

Stationärer Betrieb:
Angenommen, die Umschaltzeit t₁ nach erfolgtem Start der Ma­ schine ist abgelaufen und der Trübungssensor 111 meldet aus­ reichende Durchmischung der Emulsion, dann wird der Einspritz­ pumpe 62 über das Drei-Wege-Ventil 116 Emulsionsbrennstoff zu­ geführt, und die Maschine läuft damit weiter. In der Einspritz­ pumpe 62 befindet sich jedoch zunächst noch reiner Dieselkraft­ stoff, der erst in den entsprechenden Vorratstank 54 zurück­ geführt werden muß, bevor das zweite Drei-Wege-Ventil 117 eben­ falls auf Kraftstoff-Rückführung in den Emulsionsbrennstofftank 130 umgeschaltet werden kann.

Um dies zu erreichen, wird das Ventil 117 erst nach einer wei­ teren Verzögerungszeit t₂ umgeschaltet, die ausreichend ist, um den in der Pumpe und den Einspritzleitungen noch vorhandenen Dieselkraftstoff durch Emulsionsbrennstoff zu ersetzen und zu­ gleich eine ungewollte Anreicherung des Emulsions-Vorratstanks 130 mit aus der Einspritzpumpe zurücklaufendem Dieselkraftstoff zu vermeiden.

Nach Ablauf dieser Verzögerungszeit t₂ ist nun auch das Drei- Wege-Ventil 117 umgeschaltet, und der aus der Einspritzpumpe zurückfließende überschüssige Emulsionsbrennstoff fließt wieder über die Ventile 117 und 123 in den Emulsions-Vorratstank 130.

Damit wird bei stationärem Betrieb von der Einspritzpumpe 62 reiner Emulsionsbrennstoff aus dem Vorratstank 130 gefördert und im Kreislauf auch wieder in diesen zurückgeführt.

Abstellen:
Mit dem Abstellsignal, welches über den Starterschalter 101 an die Steuerung 128 gelangt, veranlaßt diese die sofortige Um­ schaltung des Drei-Wege-Ventiles 116 von Emulsionsbrennstoff zu Dieselkraftstoff, so daß der Einspritzpumpe 62 nunmehr über die Zuleitung 122 wieder reiner Dieselkraftstoff zugeführt wird.

Das Drei-Wege-Ventil 117 bleibt jedoch zunächst noch in seiner vorhandenen Stellung, um aus der Einspritzpumpe zurückfließen­ den Emulsionsbrennstoff dem entsprechenden Vorratstank zu zu­ führen.

Erst nach einer weiteren Verzögerungszeit t₃, die ausreichend ist, um sämtlichen in der Einspritzpumpe noch vorhandenen Emul­ sionsbrennstoff durch reinen Dieselkraftstoff zu ersetzen, wird auch das Ventil 117 wieder umgeschaltet, und der zurück­ fließende Dieselkraftstoff flieht in den entsprechenden Vor­ ratstank 54.

Nun ist der Rücklauf zum Dieselkraftstofftank 54 wieder ge­ schlossen, die Steuerung unterbricht über das Abschaltventil 125 die Kraftstoffzufuhr, und die Maschine kommt zum Still­ stand.

Der Start und das Abstellen erfolgen somit stets mit reinem Dieselkraftstoff, wodurch die Maschine problemlos anspringt und Korrosionsprobleme ausgeschaltet sind.

Die Steuerung 128 verarbeitet bei allen Betriebszuständen zu­ sätzlich die über den Eingang 94 gemeldete Motortemperatur T₁. Ist diese zu niedrig, so daß sich Hydroxylbildnerrückstände an kalten Teilen der Maschine niederschlagen können, wird die Um­ schaltung auf Betrieb mit Emulsionsbrennstoff ebenfalls so lange unterbunden, bis die Motortemperatur ausreichend ist.

Grundsätzlich gilt für alle vorgenannten Beispiele 1 bis 5, daß jede in einem Beispiel beschriebene Steuerung in sinngemäß ab­ gewandelter Form auch für die anderen Beispiele denkbar ist, ohne Einschränkung der erfindungsgemäßen Ansprüche.

So ist zum Beispiel denkbar, daß die in Beispiel 1 dargestellte Steuerung für die Hydroxylbildnerdosierung nicht nur - wie be­ schrieben - durch Auswertung von Motordrehzahl und Spritzver­ stellung, sondern auch durch Verarbeitung der zeitlichen durch­ fließenden Dieselkraftstoffmenge gemäß Beispiel 2, Fig. 8, unter Verwendung des Durchflußsensors 58 erfolgt.

Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.

Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Haupt­ anspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik, beansprucht werden.

Bezugszeichenliste

1 Element (Schwingscheibe), Fig. 1
2 Geber, Fig. 1
3 Empfänger, Fig. 1
4 Differenzverstärker, Fig. 1
5 Signal (ausgangsseitig), Fig. 1
6 Komparator, Fig. 1
7 Impulsformer, Fig. 1
8 Tiefpaßfilter, Fig. 1
9 Leitung, Fig. 1
10 Analog-Multiplizierer Fig. 1, 10
11 Sensor für Einspritzversteller, Fig. 1
12 Tiefpaß, Fig. 1
13 Potentiometer, Fig. 1
14 Pufferverstärker, Fig. 1
15 Warmlaufsensor, Fig. 1, 10
16 Leitung, Fig. 1
17 Soll-Ist-Vergleichsstufe, Fig. 1, 10
18 PI-Regler, Fig. 1, 10
19 Stellglied, Fig. 1, 10
20 Schalter, Fig. 1
21 Pumpe, Fig. 1, 2
22 Drucksensor, Fig. 1
23 Drucksensor → Po, Fig. 1
24 Differenzverstärker, Fig. 1
25 Differenzverstärker, Fig. 1
26 Differenzbildner, Fig. 1
27 Vorratstank, Fig. 2, 16
28 Zuleitung, Fig. 2
29 Feinfilter, Fig. 2
30 Rücklaufventil, Fig. 2
31 Hydroxylbildnermischer, Fig. 8, 9, 16
33 Luftkanal (Ansaugtrakt), Fig. 2, 3, 4, 6, 7
34 Rücklaufleitung, Fig. 2
35 Verdampfer, Fig. 3, 4, 6, 7
36 Auspuffbereich, Fig. 3, 4, 5, 6
37 Strömungsrichtung, Fig. 3, 4, 6, 7
38 Einspritzdüse, Fig. 3, 4, 5, 6, 7
39 Verdampferplatte, Fig. 3, 4, 5, 6
40 Bypassvorrichtung, Fig. 6
41 Abzweigung, Fig. 6
42 Bypassventil, Fig. 6
43 Bypassleitung, Fig. 6
44 Drossel, Fig. 6
45 Temperatursensor, Fig. 6
46 Bypasssteuerung, Fig. 6
47 Stellglied, Fig. 6
48 Zuflußleitung Dieselkraftstoff, Fig. 7
49 Zuflußleitung Hydroxylbildner, Fig. 7
50 Turbolader, Fig. 7
51 Ladeluftkühler, Fig. 7
52 Abgasleitung, Fig. 7
53 Auspuffanlage, Fig. 7
54 Kraftstofftank, Fig. 8, 14, 15, 16
55 Förderrichtung (Dieselkraftstoff), Fig. 8
56 Pumpe, Fig. 8, 16
57 Drosselventil, Fig. 8, 16
58 Durchflußsensor, Fig. 8, 16
59 Abschaltventil, Fig. 8, 10
60 Verwirbler, Fig. 8, 9
61 Bypass, Fig. 8
62 Einspritzpumpe, Fig. 8, 15
63 Förderrichtung Hydroxylbildner, Fig. 8
64 Förderpumpe, Fig. 8, 16
65 Steuerventil, Fig. 8, 10, 16
66 Durchflußsensor, Fig. 8, 16
67 Abschaltventil, Fig. 8, 10
68 Abscheider für Hydroxylbildner, Fig. 8, 15
70 Eingangskanal, Fig. 9
71 Eingangskanal, Fig. 9
72 Ausgangskanal, Fig. 9
73 Verwirblungsdüse, Fig. 9
74 Pfeil (eingangsseitig), Fig. 9
75 konischer Grund, Fig. 9
76 Durchlaß, Fig. 9
77 Hinterschneidung, Fig. 9
78 Verschlußschraube, Fig. 9
79 Bohrloch, Fig. 9
80 Kolben, Fig. 11, 12, 13
81 Zylinder, Fig. 11, 12, 13
82 Brennerraum, Fig. 7, 11, 12, 13
83 Einspritzdüse, Fig. 7
84 Mündung (in 83) für Dieselkraftstoff, Fig. 12
85 Mündung (in 83) für Hydroxylbildner, Fig. 12
86 Einspritzdüse, Fig. 12
87 Mündung, Fig. 12
88 Einspritzdüse, Fig. 13
89 Einspritzdüse, Fig. 13
90 Einspritzpumpe E_I, Fig. 14
91 Einspritzpumpe E_II, Fig. 14
92 Kopplung, Fig. 14
93 Eingang Spritzverstellung, Fig. 14
94 Eingang T₁, Fig. 14
95 Eingang k, Fig. 14
96 Pufferverstärker, Fig. 10
97 Pufferverstärker, Fig. 1, 10
98 Pufferverstärker, Fig. 10
99 Schwellenwertkomparator, Fig. 1, 10
100 Treiber, Fig. 10
101 Starterschalter, Fig. 10
102 Halteglied, Fig. 10
103 Zeitglied, Fig. 10
105 Halteglied, Fig. 10
106 Treiberstufe, Fig. 10
110 Vorratstank Emulsionsbrennstoff, Fig. 15
111 Trübungssensor Emulsionsaufmischung, Fig. 15
112 Abzweigung, T-förmig, Fig. 15
113 Umwälzpumpe, Fig. 13
114 Ultraschall-Emulgierer, Fig. 15
115 T-Stück, Fig. 15
116 Drei-Wege-Steuerventil, Fig. 15
117 Drei-Wege-Steuerventil, Fig. 15
118 Trübungssensor, Rücklauf Einspritzpumpe, Fig. 15
119 Stellglied, Fig. 15
120 Steuerung, Fig. 15
121 Leitung, Fig. 15
122 Leitung, Fig. 15
123 Rückschlagventil, Fig. 15
124 Rückschlagventil, Fig. 15
125 Abschaltventil, Fig. 15
128 Steuerung, Fig. 16
129 Zuleitung, Fig. 16
130 Tank für Emulsion, Fig. 16
140 Rücklauf Dieselkraftstoff, Fig. 14
141 Rücklauf Hydroxylbildner, Fig. 14
A Leitung von Element 99 zu Schalter 20, Fig. 1
DK Dieselkraftstoff
E_I Einspritzpumpe I, Fig. 14
E_II Einspritzpumpe II, Fig. 14
HB Hydroxylbildner
k Konstante zwischen DK/HB, Fig. 14
n Drehzahl, Fig. 1
P_ist Druck der HB Pumpe 21, Fig. 1
Po Lade-/Unterdruck im Luftkanal
SSS Start-Stop-Signal von 101, Fig. 15, 10
t₁ Verzögerungszeit des Zeitgliedes 103 für Konstante HB/DK, Fig. 10, 16
t₂ Verzögerungszeit bei DK an Zeitglied 105, Fig. 10, 16
t₃, Fig. 16
TS₁ Trübungssensor Signal 1 (111), Fig. 15
U_n Spannungssignal von Kurbelwelle, Fig. 1
U_E Spannungssignal von DK Einspritzung, Fig. 1
U_HB/DK Spannungssignal von Verhältnis HB zu DK, Fig. 1
U_psoll Ausgangssignal des Analogmultiplizierers, Fig. 10
U_QDK Durchfluß DK-Sensorausgang, Fig. 8, 10, 16
U_QHB Durchfluß HB-Sensorausgang, Fig. 8, 10, 16
U_QIST U_QIST = U_QHB, Fig. 10
U_FS Signal Füllstandsmessung (130), Fig. 16
Z₁ . . . Z₆ Zylinder 1 bis Zylinder 6, Fig. 14

Claims (43)

1. Dieselverbrennungsmaschine, wobei der Dieselkraftstoff aus dem Kraftstofftank mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe in den Brennraum gelangt und dort mit Luft, die über einen Luftkanal in den Brennraum gelangt, verbrennt, dadurch gekennzeichnet, daß im Brennraum (82) Hydroxylbildner (HB) vorgesehen sind, die die Verbrennung des Diesel­ kraftstoffes (DK) katalytisch unterstützen.

2. Dieselverbrennungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Vorratstank (27) für den Hydroxyl­ bildner (HB) vorgesehen ist, der mit dem Brennraum (82) verbunden ist.

3. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im, dem Brennraum nachgeschalteten Abgasbereich, ein Konden­ sierer für die Gewinnung des Hydroxylbildners aus dem Abgas vorgesehen ist.

4. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensierer mit dem Vorratstank verbunden ist.

5. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung, insbesondere eine mikroprozessorüber­ wachte Steuerung vorgesehen ist, die die Parameter der Dieselverbrennungsmaschine erfaßt und hieraus die er­ forderliche Hydroxylbildnermenge bestimmt.

6. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (k) von Dieselkraftstoff und Hydroxylbildner bei stationärem Betrieb der Verbrennungsmaschine eine Konstante ist.

7 Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung entsprechend den Betriebsbedingungen, insbe­ sondere beim Starten und Abschalten der Dieselver­ brennungsmaschine, diese Konstante zeitlich ändert.

8. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydroxylbildnermischer (31) vorgesehen ist, der mit dem Vorratstank (27) verbunden ist und den Hydroxylbildner der Luft oder dem Dieselkraftstoff beimischt oder den Hydroxylbildner direkt in den Brennraum einbringt.

9. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydroxylbildner gleichzeitig mit dem Dieselkraftstoff in den Brennraum gelangt.

10. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydroxylbildnermischer durch eine Rücklaufleitung mit dem Vorratstank verbunden ist.

11. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydroxylbildner Wasser vorgesehen ist.

12. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydroxylbildnermischer (31) ein Verdampfer (35) vorge­ sehen ist, der mit einer Abwärmequelle der Dieselver­ brennungsmaschine verbunden ist und den Hydroxylbildner als nicht gesättigten Dampf der Luft beimischt.

13. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abwärmequelle das Abgassystem (36) der Dieselver­ brennungsmaschine vorgesehen ist und die Ansaugluft durch einen vom Abgassystem (36) erwärmten Verdampfer (35) strömt.

14. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer mit einem Kondensierer zusammenwirkt.

15. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatursteuerung (46) für die eingangsseitig angesaugte Luft vorgesehen ist, die auf eine Bypassvor­ richtung (40) wirkt, die in Abhängigkeit der Luft­ temperatur die Abgase am Verdampfer (35) vorbeileitet.

16. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hydroxylbildner-Zuleitungen bzw. den Dieselkraft­ stoffzuleitungen je in Durchflußsensor (58, 66) vorgesehen ist, der die ermittelten Daten der Steuerung zuleitet.

17. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung beim Starten und Abschalten der Dieselver­ brennungsmaschine bewirkt, daß kein Hydroxylbildner in den Brennraum gelangt.

18. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Zeitglied (t₁) aufweist, die beim Starten der Dieselverbrennungsmaschine in Abhängigkeit von der Motortemperatur (T₁) die Mischungskonstante (k) Dieselkraftstoff/Hydroxylbildner bestimmt.

19. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dieselverbrennungsmaschine als Dieselmotor ausgestaltet ist.

20. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ansaugbereich der Dieselverbrennungsmaschine ein Kompressor, insbesondere ein Abgasturbolader (50) vorge­ sehen ist.

21. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Mischungsverhältnis zwischen dem Diesel­ kraftstoff und dem Hydroxylbildner von 1 mol Dieselkraft­ stoff zu 0,01 bis 2 mol Hydroxylbildner bildet.

22. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung ein Volumenverhältnis von Hydroxylbildner zu Dieselkraftstoff in einem Bereich von 1 : 10 bis 1,5 : 1 bildet.

23. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einspritzpumpe (91, 62) den Hydroxylbildner in den Brennraum einspritzt.

24. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Hydroxylbildner bzw. den Dieselkraftstoff je eine Einspritzpumpe (90, 91) vorgesehen ist, und die beiden Einspritzpumpen (90, 91) miteinander gekoppelt (92) sind.

25. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine integrierte Doppeleinspritzpumpe vorgesehen ist, wobei in einem gemeinsamen Gehäuse die Einspritzpumpe (90) für den Dieselkraftstoff und die Einspritzpumpe (91) für den Hydroxylbildner vorgesehen sind und ein ge­ meinsamer Antrieb für beide Einspritzpumpen vorgesehen ist.

26. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Vermischung des Dieselkraftstoffs mit dem Hydroxyl­ bildner ein Verwirbler (60) als Hydroxylbildnermischer (31) vorgesehen ist, wobei der Verwirbler (60) je einen Eingang (70, 71) für den Dieselkraftstoff und den Hydroxylbildner und einen Ausgang (72) für das Gemisch aufweist und daß vor dem Ausgang für das Gemisch eine Durchmischungszone, insbesondere eine Durchmischungsdüse (73) vorgesehen ist.

27. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Hydroxylbildnermischer (31) eine Emulgiervor­ richtung, die mindestens einen Ultraschallemulgierer (114) aufweist, vorgesehen ist.

28. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorratstank (110) für emulgierten Hydroxylbildner/Diesel­ kraftstoff vorgesehen ist, und die vorgehaltene Emulsion kontinuierlich durchgemischt wird, wobei ein Trübungs­ sensor (111) die Durchmischung überwacht.

29. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Vorratstank (54, 27) für Dieselkraftstoff und/oder Hydroxylbildner ein Vorratstank (110) für die Emulsion vorgesehen ist.

30. Dieselverbrennungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydroxylbildnermischer (31) ein Ultraschallemulgierer (114) vorgesehen ist.

31. Kraftstoff für Dieselverbrennungsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dieselkraftstoff ein Hydroxyl­ bildner beigemengt ist.

32. Kraftstoff nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydroxylbildner Wasser vorgesehen ist.

33. Kraftstoff nach einem oder beiden der Ansprüche 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, daß 1 mol Dieselkraftstoff zwischen 0,01 und 2 mol Hydroxylbildner beigemengt ist.

34. Kraftstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis zwischen Wasser und Dieselkraftstoff in einem Bereich zwischen 1 : 10 bis 1,5 : 1 liegt.

35. Kraftstoff nach einem oder mehreren der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hydroxyl­ bildner bis zu 10% Isopropanol beigesetzt ist.

36. Verfahren zum Betreiben einer Dieselverbrennungsmaschine, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 30, wobei der Dieselkraftstoff mit einem Hydroxylbildner verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydroxyl­ bildner im Luftzuführungskanal in die Luft eingebracht wird.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß als Hydroxylbildnermischer eine Zerstäuberdüse im Ansaug­ trakt des Luftkanals den Hydroxylbildner kontinuierlich einspritzt.

38. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 36 und 37, dadurch gekennzeichnet, daß ausgangsseitig der Diesel­ verbrennungsmaschine ein Lader, z. B. ein Abgasturbolader für die Komprimierung der angesaugten Luft vorgesehen ist und eingangsseitig der Hydroxylbildner direkt vor dem Eintritt der komprimierten Luft in den Brennraum beigemischt wird.

39. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase nach dem Ab­ gasturbolader den Verdampfer durchströmen und angesaugte und komprimierte Luft direkt vor dem Brennraum den Ver­ dampfer durchströmt.

40. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydroxylbildner dem Dieselkraftstoff beigemengt wird und die so erzeugte Emulsion von einer Einspritzpumpe in den Brennraum ein­ gespritzt wird, wobei nach der Einspritzpumpe über­ schüssige Emulsion über eine Rückleitung zu einem Diesel­ kraftstoff-Hydroxylbildner-Abscheider geleitet wird, die Emulsion getrennt wird und Dieselkraftstoff dem Kraft­ stofftank und der Hydroxylbildner dem Vorratstank zuge­ leitet wird.

41. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerung, wobei diese aus dem Parametern Motordrehzahl, Einspritzmenge des Dieselkraftstoffes, Motor- bzw. Abgastemperatur einen Sollwert für die einzuspritzende Hydroxylbildnermenge ermittelt, und dieser Sollwert einen nachfolgenden elektronischen Regler steuert, der die Förderpumpe des Hydroxylbildners bzw. Dieselkraftstoffes beeinflußt.

42. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß Drucksensoren, die den Druck in der Leitung des Hydroxylbildners und/oder den im Luftkanal herrschenden Unter- bzw. Ladedruck aufnehmen und an die Steuerung, insbesondere an den Regler weiter­ geben.

43. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 36 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxylbildnermenge von der Druckdifferenz zwischen Hydroxylbildnermenge und Luftdruck abhängt.