内燃机的水喷射装置和用于运行这样的水喷射装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种内燃机(2)的水喷射装置，所述水喷射装置包括用于存储水的水箱(5)、至少一个水喷射器(6)、用于输送水的输送元件(3)和第一加热元件(19a)，所述输送元件通过抽吸管道(7)和通过回流管道(13)与所述水箱(5)连接，所述第一加热元件至少部分地布置在所述抽吸管道(7)上。根据本发明专利技术，所述第一加热元件(19a)设置用于，使位于所述水箱(5)中和/或所述抽吸管道(7)中的、上冻的水解冻。此外，根据本发明专利技术，所述输送元件(3)设置用于，将所述抽吸管道(7)中的解冻后的水通过所述回流管道(13)往回输送到所述水箱(5)中。本发明专利技术的另一方面涉及一种具有根据本发明专利技术的水喷射装置(1)的内燃机以及一种用于运行所述水喷射装置(1)的方法。

A water jet device for an internal combustion engine and a method for running such a water ejector

The present invention relates to an internal combustion engine (2) injection device of water, the water spraying device comprises a water tank for storing water (5), at least one water injector (6) for conveying elements for transporting water (3) and a first heating element (19a), the delivery element through the suction pipe (7) and (13) through the return pipe and the water tank (5) connected to the first heating element is disposed at least partially in the suction pipe (7). According to the invention, the first heating element (19a) is used, which are located in the water tank (5) and / or the suction pipe (7), the hydrolysis of frozen frozen. In addition, according to the invention, the conveying element (3) is set to transport the unfrozen water in the suction pipe (7) back to the water tank (5) through the reflux pipe (13). The other aspect of the invention relates to an internal combustion engine with a water jet device (1) according to the invention and a method for running the water jet device (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机的水喷射装置和用于运行这样的水喷射装置的方法
本专利技术涉及一种内燃机的水喷射装置以及这类的内燃机。本专利技术的另一方面涉及一种用于运行这类的水喷射装置的方法。
技术介绍
由于对降低二氧化碳排放的不断增长的要求，越来越多地在燃料消耗方面优化内燃机。固然，已知的内燃机在具有高负载的运行点在消耗方面非最优地运行，因为运行受到爆震倾向和高的废气温度限制。用于减少爆震倾向和用于降低废气温度的可能的措施是喷射水。在这里，通常存在独立的水喷射系统，以便实现水喷射。例如由WO2014/080266A1已知一种用于具有废气再循环装置的内燃机的水喷射系统，在该水喷射系统中，将水喷射到废气再循环装置的质量流中。已知的水喷射系统中的问题在于水喷射系统的导水的部件可能结冰。为了在温度低于水喷射系统中所使用的水的冰点的情况下也运行该系统，使用加热元件。这种加热元件不利的是，热在加热元件附近很小的地方减少。这可能造成水喷射系统的结冰的部件的非最优地解冻。尤其是当基于所要求的水喷射从部分地解冻的水箱中抽吸水时，可能导致加热元件与还上冻的水的接触损耗。这被称作“冰窟效应”。由此可能的是，没有足够的水用于进一步的喷射，这可能造成内燃机的功能性的损害。
技术实现思路
与之相对地，具有权利要求1的特征的、内燃机的根据本专利技术的水喷射装置具有这样的优点：可以可靠地和快速地进行水喷射装置的结冰的部件的解冻。此外，避免所谓的冰窟效应，否则这可能导致加热元件的效率(或有效作用系数)的显著的减小。根据本专利技术，这通过内燃机的水喷射装置实现，所述水喷射装置包括用于存储水的水箱、至少一个水喷射器、用于输送水的输送元件和第一加热元件，所述输送元件通过抽吸管道和通过回流管道与水箱连接，所述第一加热元件至少部分地布置在抽吸管道上。根据本专利技术，第一加热元件设置用于使位于水箱中和/或抽吸管道中的、上冻的水解冻，以便将抽吸管道中的解冻后的水通过回流管道往回输送到水箱中。通过解冻后的水的循环将由加热元件产生的热均匀地分布在水箱中。因此，以较快速的方式实现在温度低于水的冰点时水喷射装置较早的运行准备以及水箱的总体水量的较可靠的解冻。由此可以减少对第一加热元件的要求，这导致水喷射装置的成本低廉和紧凑的结构。从属权利要求指出本专利技术的优选的拓展方案。为了促进上冻的水的解冻，水喷射装置此外优选具有第二加热元件，所述第二加热元件至少部分地布置在回流管道上。第二加热元件设置用于，附加地加热由第一加热元件解冻的水。此外，当位于回流管道中的水也上冻时，可以接通第二加热元件。因此，回流管道中的水可以通过第二加热元件的余热连同在已解冻的水中所输入的热解冻。此外，水喷射装置优选包括输送管道，输送元件通过所述输送管道与水喷射器连接，并且第三加热元件至少部分地布置在所述输送管道上。第三加热元件可以对第一加热元件和/或第二加热元件元件促进地起作用。进一步优选地，水喷射装置包括第四加热元件，所述第四加热元件布置在水箱中。通过设置第四加热元件实现结冰的水箱较快速地解冻。第一加热元件和/或第二加热元件和/或第三加热元件和/或第四加热元件优选可以构造为单元。特别优选地，第一加热元件和/或第二加热元件和/或第三加热元件和/或第四加热元件具有电加热元件和/或液压的热交换器。电加热元件具有简单控制的优点。在另一方面，可以使液压的热交换器与相应的空间和设计要求相适配，这导致到上冻的水上的最优的热传递。液压的热交换器优选设置用于，使用内燃机的冷却水来解冻上冻的水。因此，可以再利用由于冷却内燃机而存在于冷却水中的热。有利地，输送元件设置用于，在输送元件的非最优的运行点运行，以便产生热。工作点可理解为非最优的运行点，在所述工作点上，输送元件的驱动中的电功率的一部分被转化为热。当输送元件构造为泵时，在转速比最优的运行点处的转速低的情况下，泵的运行是符合期望的，从而输送元件所产生的热被传递到水上。此外，输送元件优选设置用于，在解冻过程期间进行水喷射的情况下这样运行，使得最小量的解冻后的水剩留在水箱中。因此，可以不中断地进行剩余上冻的水的解冻，即使要求大的水喷射量。本专利技术的另一个方面涉及一种内燃机，所述内燃机包括根据本专利技术的水喷射装置。在根据本专利技术的水喷射装置方面所获得的优点也保留在这里。内燃机尤其是设置为用汽油并且根据奥托原理运行。内燃机可理解为这样的内燃机，在所述内燃机中，汽油或者汽油空气混合物的燃烧通过呈火花塞形式的外源点火器进行。因为在这样的内燃机中点火时间点由外源点火器准确地预先确定并且通过水喷射改进燃烧，通过由所设置的至少一个加热元件解冻的水在水喷射装置中的循环实现内燃机的防故障的功能性。根据本专利技术的水喷射装置尤其使用在具有直接喷射器和涡轮增压器的内燃机中。此外，本专利技术涉及一种用于运行水喷射装置的方法，所述水喷射装置具有至少一个水喷射器和用于输送水的输送元件，所述输送元件通过抽吸管道和通过回流管道与水箱连接。按照根据本专利技术的方法，通过第一加热元件解冻位于水箱中和/或抽吸管道中的上冻的水。根据本专利技术，抽吸管道中的解冻后的水通过回流管道被往回输送到水喷射装置的水箱中。输送元件优选在输送元件的非最优的运行点运行，以便产生热。输送元件优选在解冻过程期间进行水喷射的情况下这样运行，使得最小量的解冻后的水剩留在水箱中。附图说明以下参照附图详细地说明本专利技术的实施例，其中，相同或者功能相同的部分分别用相同的附图标记来标记。附图示出：图1具有根据本专利技术的第一实施例的水喷射装置的内燃机的强烈地简化的示意性的视图，图2根据第一实施例的水喷射装置的简化的示意性的视图，图3根据第二实施例的水喷射装置的简化的示意性的视图，图4根据第三实施例的水喷射装置的简化的示意性的视图，和图5根据第四实施例的水喷射装置的简化的示意性的视图。具体实施方式以下参照图1和2详细地说明内燃机2的根据本专利技术的第一实施例的水喷射装置1。内燃机2尤其根据奥托原理并且通过汽油直接喷射运行。在图1中示意性地示出内燃机2以及根据本专利技术的水喷射装置1的一部分，所述内燃机具有多个汽缸。内燃机2每个汽缸包括一燃烧室20，活塞21可以在所述燃烧室中来回运动。此外，内燃机2每个汽缸优选具有两个分别带有一个进气道22的进气门25，通过所述进气门将空气供应至燃烧室20。废气通过排气道23导走。为此，在排气道23上布置排气门26。此外，附图标记24标记燃料喷射阀。此外，在每个进气道22上布置水喷射器6，所述水喷射器通过控制单元10将水喷射到内燃机2的进气道22中。在该实施例中，每个汽缸设置两个水喷射器6，这导致更好的备料或者导致每个燃烧循环最大可喷射水量的提高。替代地，每个汽缸可以设置一个水喷射器。在图2中详细地示出根据本专利技术的水喷射装置1。水喷射装置1包括构造为泵的输送元件3和用于驱动泵的电驱动装置4。此外，设置水箱5，所述水箱通过抽吸管道7与输送元件3连接。输送管道8使输送元件3与分配器9或者蓄压管连接，多个水喷射器6衔接在所述分配器或者蓄压管上。为了将水喷射到内燃机2的进气道22中，水从水箱5通过输送元件3被供应到水喷射器6中。对此，优选使用空调设备的未示出的蒸发器的冷凝液，为此，根据本专利技术的水喷射装置1具有输入管道11。对冷凝液替代地或者附加地，可以将去离子的水通过加注管道1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机(2)的水喷射装置，其包括：‑用于存储水的水箱(5)，‑至少一个水喷射器(6)，‑用于输送水的输送元件(3)，所述输送元件通过抽吸管道(7)和通过回流管道(13)与所述水箱(5)连接，和‑第一加热元件(19a)，所述第一加热元件至少部分地布置在所述抽吸管道(7)上，‑其中，所述第一加热元件(19a)设置用于，使位于所述水箱(5)中和/或所述抽吸管道(7)中的、上冻的水解冻，并且，‑其中，所述输送元件(3)设置用于，将所述抽吸管道(7)中的解冻后的水通过所述回流管道(13)往回输送到所述水箱(5)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.07 DE 102015208480.91.一种内燃机(2)的水喷射装置，其包括：-用于存储水的水箱(5)，-至少一个水喷射器(6)，-用于输送水的输送元件(3)，所述输送元件通过抽吸管道(7)和通过回流管道(13)与所述水箱(5)连接，和-第一加热元件(19a)，所述第一加热元件至少部分地布置在所述抽吸管道(7)上，-其中，所述第一加热元件(19a)设置用于，使位于所述水箱(5)中和/或所述抽吸管道(7)中的、上冻的水解冻，并且，-其中，所述输送元件(3)设置用于，将所述抽吸管道(7)中的解冻后的水通过所述回流管道(13)往回输送到所述水箱(5)中。2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括第二加热元件(19b)，所述第二加热元件至少部分地布置在所述回流管道(13)上。3.根据以上权利要求中任一项所述的装置，所述装置还包括输送管道(8)，所述输送元件(3)通过所述输送管道与所述水喷射器(6)连接，并且第三加热元件(19c)至少部分地布置在所述输送管道上。4.根据以上权利要求中任一项所述的装置，所述装置还包括第四加热元件(19d)，所述第四加热元件布置在所述水箱(5)中。5.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一加热元件(19a)和/或所述第二加热元件(19b)和/或所述第三加热元件(19c)和/或所述第四加热元件(19d)具有电加热元件和/或液压的热交换器。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：I·布拉克，P·申克，
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