用于运行内燃机的燃料计量制造技术

对于用于运行内燃机（2）的燃料和水的、优化的计量，其中，为所述内燃机（2）的燃料计量设置了直接喷射和吸气管喷射，并且其中，用于水喷射的系统配属于所述内燃机（2），提出了：至少一个喷射阀（16）既用于所述水喷射也用于燃料喷射，设置所述喷射阀用于所述吸气管喷射。

Fuel metering for operation of internal combustion engines

For the optimized measurement of fuel and water for running an internal combustion engine (2), a direct injection and a suction tube injection are set up for the fuel metering of the internal combustion engine (2), and in which the system for water injection belongs to the internal combustion engine (2), and at least one injection valve (16) is used for the water spray described. The jet is also used for fuel injection, and the injection valve is set for injection of the suction tube.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行内燃机的燃料计量
技术介绍
利用吸气管喷射和汽油喷射来运行内燃机实现了对用于优化的混合物形成的两个喷射类型的、相应的优点的使用，实现了由此产生的燃烧以及因此实现了燃料消耗的减少。尤其是在全负荷的情况下并且就内燃机的、上升的动力而言，汽油直接喷射系统是更有利的，因为在这里例如出现了降低的爆震倾向。尤其是在部分负荷范围中，吸气管喷射是更有利的，因为在燃烧时颗粒（尤其是碳烟颗粒）的数目以及产生的碳氢化合物的量是更小的。混合物形成和燃烧的、另外的优化能够通过水喷射来实现。在此，在内燃机的进气管道中，例如将蒸馏水喷射到燃烧空气中。原则上，也可能的是，经由为此所设置的喷射阀将水直接喷射到气缸中。所喷射的和汽化的液体具有冷却效应并且减少了压缩功。此外，水喷射能够减少污染物排放、尤其是氮氧化物的排放。如果将水喷入到了空气-进气管道中，则由汽化所必需的能量产生了有效的增压空气冷却并且由此实现了发动机的内部冷却。通过燃烧气体的、较冷的并且因而较高的密度实现了功率的提高。此外，就高的发动机负荷而言，较早地进行点火，因为较冷的燃料-水-空气-混合物不太倾向于爆震。就所增压的内燃机而言，特别有利地能够注意到水喷射的冷却效应。为了在全负荷时避免提前点火和爆震，燃料-空气-混合物被加浓（λ<1）。在此，使用燃料的汽化焓，以便冷却燃烧室并且降低燃烧温度。同时，将点火角向迟推移，这导致较晚的燃烧重心并且因此也导致较差的效率。在全负荷时，因此能够特别有利地使用水喷射。就具有水喷射的系统而言的挑战之一是：冻结的风险以及在低的外部温度时的功能失效的风险。因此，所使用的部件必须被设计为耐冰压的，或者，在温度为零下时也能够持久地加热水供应系统。另一种可能性是，至少在停放车辆时排空水供应系统，这然而意味着巨大的、系统的额外花费。
技术实现思路
本专利技术的任务是，至少为内燃机的、特定的运行范围实现水喷射，所述内燃机能够成本有利地被实现并且然而可靠地工作。所述任务由开头所提到类型的方法通过以下方式来解决：至少一个吸气管喷射阀既用于到吸入管中的水喷射也用于到吸入管中的燃料喷射（在下文中称为“吸气管喷射”）。因此，能够以不同的方式实现成本有利的和高效的水喷射。就已知的系统而言，在四缸发动机中需要十二个喷射阀，即四个水喷射阀和四个PFI-阀（吸气管喷射阀）和四个DI-阀（直接喷射阀），所述系统具有到进气通道中的、气缸单独的水喷射和气缸单独的PDI（吸气管喷射阀和汽油直接喷射的组合）。根据本专利技术，现在能够省去四个水喷射阀。一种实现的可能性设置了，使水供应以及燃料供应的低压回路连接。为此，例如能够将无回流的混合阀直接连接在低压储存器之前，所述低压储存器用于吸气管喷射阀。根据另一种可能的实施形式能够设置，取消混合阀。在这里，能够通过汽油泵和水泵的压力调节来决定，是否应当经由吸气管喷射阀来计量水或者燃料。通过仅将一个吸气管喷射阀或者气缸进气阀既用于水喷射也用于燃料喷射的方式，能够通过更下面所描述的措施冲净在燃料系统、低压储存器和喷射阀中的水，使得不再存在冻结的危险。本专利技术既实现了将唯一的喷射阀用于多个气缸，也实现了喷射阀的使用，所述喷射阀被设置用于每个气缸并且既用于水喷射也用于燃料喷射。吸气管喷射（PFI）优选被用于内燃机的部分负荷范围中，因为在这里基于较长的混合物形成路径相对于直接喷射（DI）实现了混合物的更好的均匀化，这导致较少的颗粒形成。特别有利的是，至少在内燃机的全负荷范围中使用水喷射，因为在这里基于冷却效果能够减少爆震倾向并且因此能够进一步地将点火角设置在“早”的方向上。这导致，优化了燃烧重心。此外，在这些条件下，出于部件保护的目的，能够省去或者至少减少燃料混合物的加浓。总的上来说，在全负荷范围中运行内燃机时，这导致效率的上升和/或燃料消耗的下降。优选地，实现水在低压下到抽吸通道或者气缸进气通道中的喷射。在此，与在高压下到气缸或者燃烧室中的水喷射相比，得出关于成本/效益-比以及稳健性并且因此关于整个系统的可靠性的优点。总体上，根据本专利技术的系统能够成本有利地实现，因为省去了先前所设置的水喷射阀。此外，降低了结构空间需求。此外，能够实现防冻功能，因为能够以燃料来冲洗喷射阀。通过两个运行模式“水喷射”和“吸气管喷射”在内燃机的运行特性场中不必重叠或者仅略微重叠的方式，能够将吸气管阀或者气缸进气阀用于两种介质（汽油和水）。这能够借助所谓的3/2-方向阀或者混合阀例如直接在低压-储存器或者低压-分配器处被实现。由此，能够省去附加的、气缸单独的水喷射阀。在应用中能够使用3/2-方向阀，在所述应用中没有设置吸气管喷射和水喷射的重叠。例如，然后在运行模式中能够将3/2-方向阀设定为水喷射，使得100%的水经由吸气阀或者气缸进气阀被喷射，在所述运行模式中燃料仅通过汽油直接喷射来计量，即，例如在全负荷范围中。在部分负荷范围中，能够将3/2-方向阀设定为燃料供应，使得100%的燃料和0%的水经由吸气管阀或者气缸进气阀被喷射。对此替代地，在低压回路中能够完全省去混合阀或者切换阀。取而代之地，能够经由水泵和低压汽油泵的压力调节（优选地，与止回阀或者电操控的阀组合地）来调节，是否喷射水或者燃料。如果PFI-喷射器应当仅喷射水，则能够如此操控水泵和/或低压汽油泵，使得水压水平以足够的程度高于燃料压力水平，使得止回阀在燃料侧上关闭并且只有水被引导到PFI-系统中。反之，如果经由PFI-喷射器应当仅计量燃料，则如此操控水泵和/或低压汽油泵，使得水压水平以足够的程度低于燃料压力水平。在这种情况下，例如能够完全停用水泵。通过这种措施，关闭了在水侧上的止回阀，并且，只有燃料被引导到PFI-系统中。替代使用止回阀地，对应地能够使用所操控的电动阀。在所谓的“拆分-运行”中能够使用混合阀，就所述拆分-运行而言燃料既经由吸气管喷射也经由直接喷射被计量，所述混合阀将燃料低压回路和水低压回路连接，使得经由吸气管阀或者气缸进气阀能够喷射水-燃料混合物，所述水-燃料混合物的混合比取决于混合阀的位置以及水压和燃料压力。这具有这样的优点：也能够将水喷射使用在下述运行范围中，在所述运行范围中设置了吸气管喷射和直接喷射的重叠。然后，水喷射在拆分-运行中也是可能的。混合阀的控制能够由调节来补充，尤其是就不能够足够精确地调节的混合阀而言。为此，λ探测器的λ信号能够被用作调节器输入信号量。如果燃料份额高于预期，则识别出过浓的燃料-空气-混合物。在这种情况下，将混合阀再调节至更高的水份额。如果燃料份额低于预期，则朝向更低的水份额再调节混合阀。为了确保水和燃料不到达其他各个供应回路中，优选将止回阀连接在混合阀的输入端之前。有利地，将无回流的供应系统或者根据需求调节的供应系统使用在水和燃料的低压范围中，以便阻止燃料-水-混合物（乳化液）到达燃料箱和/或水箱中以及相应的供应系统的、其他的部分中。尤其是就应用而言能够设置，在离开这个运行范围时如此调节可能存在的3/2-方向阀，使得经由吸气管喷射计量高达100%的燃料，使得通过随后的吸气管喷射来消耗来自低压储存器的、经由吸气管喷射阀的水，在所述应用中只在内燃机的全负荷范围中进行水喷射。如果没有设置混合阀和切换阀，则能够如上所述降低水压，使得只有燃料仍到达低压储存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于计量用于运行内燃机（2）的燃料的方法，其中，为所述内燃机（2）的燃料计量设置了直接喷射和吸气管喷射，并且其中，用于水喷射的系统配属于所述内燃机（2），其特征在于，至少一个喷射阀（16）既用于所述水喷射也用于燃料喷射，设置所述喷射阀用于所述吸气管喷射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.07 DE 102015224402.41.用于计量用于运行内燃机（2）的燃料的方法，其中，为所述内燃机（2）的燃料计量设置了直接喷射和吸气管喷射，并且其中，用于水喷射的系统配属于所述内燃机（2），其特征在于，至少一个喷射阀（16）既用于所述水喷射也用于燃料喷射，设置所述喷射阀用于所述吸气管喷射。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水喷射发生在全负荷范围中。3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，在低压下喷射水。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在水喷射和吸气管喷射之间进行切换，和/或，借助阀（14）来进行水和燃料的混合，所述阀布置在所述水喷射和所述吸气管喷射的低压回路中，其中，所述阀（14）构造为3/2-方向阀或者混合阀。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述阀（14）构造为混合阀，借助所述混合阀来形成并且经由所述至少一个吸气管喷射阀（16）来计量水-燃料混合物，并且，设置所述混合阀的调节，其中，根据λ探测器（27）的信号来进行所述调节。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述水喷射的和汽油喷射的所述低压回路中分别布置有止回阀（29、30），所述止回阀布置在共同使用的燃料低压管线和/或阀（14）的输入端之前。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助水泵（18）的和低压汽油泵（11）的压力调节来确定，是否将水或者燃料引导到吸气管喷射系统中。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在低压区域中用于计量燃料和水的供应系统是根据需求调节的。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在运行模式结束之后，经由所述吸气管喷射如此进行燃料的计量，使得消耗位于低压储存器（15）中的水，在所述运行模式中进行水喷射，所述低压储存器共同用于所述吸气管喷射和所述水喷射。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据在拆分运行中的PFI-份额以及仍位于所述低压储存器（15）中的水量来确定所述吸气管喷射的、所需的激活的持续时间。11.根据权利要求9或者10中任一项所述的方法，其中，设置用于所述内燃机（2）的所述运行的起停功能和/或滑行功能，其特征在于，在所述起停功能的和/或所述滑行功能的框架中阻止所述内燃机（2）的停止，直到消耗位于所述低压储存器（15）中的水。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在结束运行模式之后，在计量燃料时考虑仍位于所述低压储存器（15）中的所述水量，在所述运行模式中进行水喷射。13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，执行以...

【专利技术属性】
技术研发人员：T库恩，T霍尔曼，U舒尔茨，R埃克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE