[发明专利]使一个内燃机或燃烧设备运行的方法和装置

说明书

本发明首先涉及一个使内燃机或燃烧设备运行的方法，其中，液体的燃烧在进入燃烧室之前被加热。此外，本发明还涉及一个属于权利要求9前序部分技术领域的装置。

已经公知在内燃机运行情况下，使燃料在进入燃烧室之前在一个预热装置中先预热，为的是在加热期间以有利方式通过发动机燃料或燃料的膨胀作用特别地影响燃料消耗和有害物排放。

在DE—OS 3203764中公开了一种用于输送液体的或气体的发动机燃料或燃料到内燃机的装置例如内燃机为外部点火的或自点火的活塞冲程内燃机或者静止的燃烧设备，同时，在发动机燃料和燃料管道中组装一个预热装置。在此，这个预热装置是如此结构设置和控制的，即发动机燃料被带至一个规定的温度上，依此，有害物质的排放只能产生一个很微小的减低影响。

由此，本发明的任务在于，设置一个开头所述类型的方法和装置，通过它在一个内燃机或者燃烧设备运行时，有害物的排放可以减少一个明显的数量。

为解决这一任务，本发明提出，在开头所述类型方法的基础上，组合权利要求1特征部分的技术内容。本发明方法的主要变型方案在权利要求2至10中给出。

一个实施本方法的装置在权利要求11中给出。该装置的主要变型方案在权利要求12至23中给出。

在本发明方法和装置情况下，燃料在预热装置中分四级被加热和处理。按照使内燃机或燃烧设备运行时所应用的燃料的类型，首先在预热级中该燃料被带至一个位于40至60℃之间的基本温度上(发动机燃料特性要求)，为的是不管在冬天运行，还是在夏天运行，对于下面的加温级或加热级来说都具有相同的参数。在此后连接的和依此称为第二的预热或加热级中，亦即膨胀级中，该燃料在加热至一个位于50至150℃之间的温度(发动机燃料特性要求)上并在稳定的能量密度下进行膨胀，以便此后在第三级(反应级)中继续加热至80和200℃之间的温度上(也是燃料特性要求)并被带至分子内不稳定的状态。在这个分子内不稳定的状态，燃料在第四级和最后级，亦即汽化级中，在压力提高的同时被加热至一个该发动机燃料或燃料正好还未汽化或蒸发(汽化温度)的温度上，因此，为了输入燃烧室和与空气混合，还要通过一个化油器，或一个喷射喷嘴或类似物才实现一个燃料—空气混合物，这种混合物例如在一个活塞冲程内燃机情况下，直接在上压点可以实现一个立刻和近似无残渣的燃烧，其具有一个最大的能量释放和一个最小的有害物排放。该燃料就其状态而言应该直接在汽化点或蒸发转换点上置于容易点燃的精细(液体)喷雾，这样特别在自点燃的内燃机时带来明显的优点。即使在外点火的内燃机情况下，输入的燃料混合物的点燃也可在最短的时间内完成。

借助一个电子控制装置，就可在单个的预热级和加热级中，分别精确地控制要达到的温度。同样，在预热装置之前的输入数据和输出数据例如量和压力也被检测，以便精确地在预热装置中控制与燃料特性相关的达到接近蒸发转换点或汽化点之分子内不稳定状态的运行参数。

通过燃料这种可实现全部的膨胀作用，以及容易和迅速的点燃性能，和在燃烧室中引起释放能并依此导致的高能密度的燃料状态变化就能实现关于功率和近似无残渣燃烧的优秀结果。因此一般说来排气后处理就不再必要了。

本装置还可以后装备到传统的内燃机上，因此，发动机燃料消耗可达到一个明显程度的减少并有害物排放减少到一个最小量。燃料节省范围在50至80％，已在传统的PKW—发动机中通过实验加以证明。同样，功率提高为17至23％已被观察验证。

借助一个简单的电子控制装置还可以在燃料室中通过点火装置使输入的燃料一空气混合物进行点燃制备，其中，按本发明有利结构方案规定，一方面首先该混合物通过施加一个负电压为120V(从火花塞的阴极至气缸壁(电极))进行极化处理。此后，位于点火塞的电极和阴极之间的区域可以通过施加一个负电压为320V而被电离，这样，围绕点火塞的电极和阴极就会产生一个电离场(云雾)。通过施加一个负性的尖峰脉冲电压，其数量级为3000V至5000V之间，则点火花就点燃该云雾(燃料)，该云雾此后被置于等离子气体状态，因此产生特别高的可达20000℃的温度。这样，该燃料混合物就可以全部迅速地和可靠地点燃了。