CN110753788A - 用于将水溶液注射到内燃机的燃烧室中的车辆系统和方法 - Google Patents

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CN110753788A CN201880039847.7A CN201880039847A CN110753788A CN 110753788 A CN110753788 A CN 110753788A CN 201880039847 A CN201880039847 A CN 201880039847A CN 110753788 A CN110753788 A CN 110753788A
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Abstract

本发明涉及一种构造为将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)中或该内燃机的所述燃烧室(14)中的车辆系统(80)，所述车辆系统(80)包括以下车辆系统组件：用于存储水溶液的储箱(16)；泵(18)；位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)；一个或更多个构造为将水溶液注射到所述进气线(12)中、所述燃烧室(14)中或两者中的注射器(20)；构造为给所述注射器(20)供给由所述泵(18)泵送的水溶液的供给线(22)。在所述车辆系统中，至少一个所述车辆系统组件(16、18、12、20、22)或所述储箱(16)的构件(24)的至少一部分由聚合物材料制成。所述聚合物材料：‑包括有效量的至少一种抗菌剂，或‑在其表面上具有包含至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包括0.001wt％到0.25wt％的该至少一种抗菌剂。

Description

用于将水溶液注射到内燃机的燃烧室中的车辆系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于将水溶液注射到内燃机的燃烧室中的车辆系统。本发明的另一方面涉及一种通过根据本发明的系统来注射水溶液的方法。
背景技术
由于对于降低二氧化碳排放的要求日益提高，内燃机的燃料消耗的优化已经得到相当大的关注。然而，该优化受到燃料过早点燃和排放气体高温的限制。降低排放气体温度和减少过早点燃的一个可行措施为将水注射到燃烧室中。在内燃机中，水注射系统可将水喷入进入的空气或燃料-空气混合物中，或直接喷入燃烧室中，以冷却内燃机的可能会导致过早点燃的“热点”的某些部位。许多水注射系统使用水和乙醇或其它添加作用剂的混合物。由于其高密度和高吸热性，水提供主要冷却效果。乙醇是可燃的并用于水的防冻。已知WO 2014/080266 A给出可设置用于将水注射入内燃机的燃烧室中的单独的水注射系统的一个例子。
水注射系统的已知问题在于，水可能会包含促进微生物物种(例如细菌、藻类、真菌或其它微生物)生长的杂质。当车辆长期静止时，在水储箱中特别可能有微生物污染。这样的污染会导致系统不良运作，甚至是故障，以及设置在水注射系统中的过滤器堵塞。为了防止微生物污染或根除已经存在的污染，可考虑使用化学产品。然而，将这样的化学物注射到燃烧室中可能会导致其它问题。
WO2016/177556 A1提出通过将水暴露于UV辐射来对包含在用于水注射系统的水储箱中的水进行净化。因为多个原因，该解决方案不是最优的。首先，必须向UV辐射器供能以产生净化效果。其次，当车辆长时间静止并且UV辐射器不被供能时，就不能抑制微生物物种(例如细菌、藻类、真菌或其它微生物)生长。由于污染水的微生物通过释放多种离子来改变水的化学特性，这对水系统具有进一步有害的效果。即使之后对水进行净化(例如用化学物或UV辐射)，也不能使得水的化学特性逆转为初始状态。
而且，UV辐射器是昂贵且复杂的。它们也相对脆弱以至于必须周期性地更换。它们在水储箱中的位置使得更换操作困难且成本高。这些因素使得UV辐射器的使用不切实际。
发明内容
本发明提供一种经改善的用于将水溶液注射到内燃机的燃烧室中的车辆系统，该车辆系统克服现存于本领域中的上述问题。
特别地，本发明的第一目的在于提供一种无需供能就能运作的水溶液注射系统，并且甚至在安装有该水溶液注射系统的车辆长时间的停车或其它无活动时期的情况下该系统也能防止污染。
本发明的第二目的在于提供一种成本更低且不需要大量高成本的频繁维护操作的水溶液注射系统。
根据本发明的第一实施例，通过一种构造为将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室上游的进气线中或内燃机的燃烧室中的车辆系统来实现这些目的，所述车辆系统包括以下车辆系统组件：
-用于存储水溶液的储箱；
-泵；
-位于内燃机的燃烧室上游的进气线；
-一个或多个用于将水溶液注射到进气线中或燃烧室中或两者中的注射器；
-用于给所述注射器供给由泵泵送的水溶液的供给线。
根据本发明，储箱构件或所述至少一个车辆系统组件的至少一部分由聚合物材料制成，并且所述聚合物材料：
-包括有效量的至少一种抗菌剂，或
-在其表面上具有包括至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包括10到2500ppm(0.001wt％到0.25wt％)的至少一种抗菌剂。例如，该表面覆层在该抗菌剂是吡啶硫酮锌(zinc pyrithione)或4,5-二氯-2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)时可包含100到1000ppm(0.01wt％到0.1wt％)，在该抗菌剂是银时可包含最少15ppm(0.0015wt％)。
“抗菌剂”指的是任何防止微生物物种(例如细菌、藻类和/或真菌)生长的作用剂。在本发明中，抗菌剂优选地是化学化合物。取决于微生物的性质，抗菌剂的抗菌效果根据ISO22196:2011标准或ISO 16869:2008标准来测量。
取决于微生物物种的性质，“有效量”是能够产生抑制至少80％微生物物种生长的效果(根据ISO22196:2011标准测量)的量或能够提供比值优选地为0(无生长)或1(初始生长)(根据ISO16869:2008标准测量)的量。
本发明人已注意到，污染水溶液注射系统中的水溶液的微生物物种倾向于粘附到构成储箱的表面，而不是保持悬浮在水溶液中。因此，由系统构件的表面来对水溶液进行净化的想法是特别有效的。
形成车辆系统组件或储箱构件的聚合物材料包括至少0.0002wt％、优选地至少0.0015wt％、更有选地至少0.01wt％、最优选地至少0.03wt％的至少一种抗菌剂。在本发明的范围内，wt％是抗菌剂与聚合物材料的质量比值。
优选地，形成车辆系统组件或储箱构件的聚合物材料包括最多5wt％、优选地最多0.5wt％、更优选地最多0.4wt％、更优选地最多0.3wt％、更优选地最多0.27wt％、最优选地最多0.25wt％的至少一种抗菌剂。
本发明人已经令人惊讶地发现，在有效的抗菌效果以外，抗菌剂在聚合物材料中的上述含量还导致抗冰性，同时仍保证壁是可焊接的。
“可焊接的壁”这个术语指的是由根据本发明的包括至少一种抗菌剂的聚合物材料制成的壁能够与由包含或不包含该至少一种抗菌剂的相同的聚合物材料制成的元件相焊接。焊接现象定义如下：在界面处实现聚合物与聚合物接触后，需要分子间扩散和纠缠以完成该过程并形成良好的焊接。自粘是描述热塑性聚合物跨界面的分子间扩散和链纠缠以形成强键的现象。与依赖于表面能(或相似或不相似材料之间的次级化学键)的粘附不同的，自粘依赖于对于相似材料之间的聚合物链的链纠缠和次级键。如在《塑料和聚合物焊接手册》，(“Plastics and Composites Welding handbook”，作者Grewell/Benatar/Park)第23页中所示“在理想的条件下，当不能从本体中辨认界面时，扩散完成”。
抗冰性也是聚合物材料的一个关键特性。通过从液体阶段改变到固体阶段，水的体积增大。该体积增大在储箱的壁上产生大的应力。聚合物材料的机械特性是重要的，并且特别地，屈服应力和屈服应变必须足够高以承受该应力。这些特性是根据ISO 527标准在10mm/分钟下(对于杨氏模量，在1mm/分钟下)测量的。
更优选地，抗菌剂的量在从0.0002wt％到5wt％、优选地从0.0015wt％到0.4wt％、更优选地从0.005wt％到0.3wt％、最优选地从0.01wt％到0.25wt％的范围中。这些量允许具有抗菌效果、抗冰性和可焊接的壁。
在一个实施例中，抗菌剂是有机或无机抗菌剂。该有机或无机抗菌剂可选自例如由以下物质构成的集合：抗菌矿物质——例如包含可溶性还原金属的天然黏土(例如膨润土)、吸收能够长时间金属释放和产生有毒羟基的阳离子的可膨胀黏土矿物质；壳聚糖，10,10'-氧代双吩恶砒(OBPA)；2-辛基-2H-异噻唑啉-3-酮(OIT)；2-丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮；碘代丙炔基氨基甲酸酯(IPBC)；二氧化钛纳米颗粒金属；4,5-二氯-2-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)。当包括在制造至少一个车辆系统组件或储箱构件的至少一部分的聚合物材料中的抗菌剂是DCOIT时，所述量优选地包括在从0.0002wt％到5wt％、更优选地从0.0015wt％到0.4wt％、更优选地从0.005wt％到0.3wt％、更优选地从0.01wt％到0.25wt％的范围中，最优选地为0.25wt％。
在一个实施例中，其中一种抗菌剂为抗菌金属化合物。所述抗菌金属化合物包含至少一种金属原子。抗菌金属化合物的金属部分具有抗菌特性。
抗菌金属化合物可选自以下物质构成的集合：金属、金属合金、金属溶液、金属盐、金属氧化物和金属络合物。所述至少一种抗菌金属化合物优选地是纳米材料。“纳米材料”这个词指的是这样的抗菌金属化合物：它的形式为处于非束缚状态或作为聚集物或作为凝聚物的颗粒，并且数量粒径分布中的50％或更多的颗粒的一个或更多个外部尺寸在1至100nm的范围中。优选地，抗菌金属化合物的形态为直径在1至10nm的范围中的纳米颗粒。抗菌金属化合物纳米材料可以以氧化硅颗粒、氧化铝颗粒或沸石为载体或分散在其上。
根据一个实施例，所述至少一种抗菌金属化合物包括选自由铜、银、锌、铝、镍、金、钡、锡、硼、铊、锑、钴、锆和钼构成的集合中金属，优选地包括选自由铜、锌和银、最优选地锌和银构成的集合的金属。锌和银对于目标微生物种类更有效。
根据一个实施例，所述至少一种抗菌金属化合物选自由以下铜的抗菌金属化合物构成的组：铜、黄铜、青铜、铜镍合金、铜镍锌合金、硫酸亚铜和硫酸铜、氧化亚铜和氧化铜、氢氧化亚铜和氢氧化铜和吡啶硫酮亚铜。
根据一个实施例，所述至少一种抗菌金属化合物是锌的抗菌金属化合物和/或银的抗菌金属化合物。优选地，该锌的抗菌金属化合物选自由锌、氧化锌和吡啶硫酮锌构成的集合。该银的抗菌金属化合物优选地选自由银、氧化银、硝酸银、氯化银和碳酸银构成的集合。当抗菌金属化合物是吡啶硫酮锌时，该吡啶硫酮锌的量优选地为0.0002wt％到5wt％，优选地为0.0015wt％到0.4wt％，更优选地为0.005wt％到0.3wt％，更优选地为0.01wt％到0.25wt％，最优选地为0.2wt％。
在一个实施例中，抗菌剂是有机金属化合物。实际上，本发明人意识到，通过合适地选择该化合物的有机部分，能够防止该作用剂或其金属部分(离子)释放到水中。
在一个实施例中，所述至少一种抗菌金属化合物是吡啶硫酮锌或银盐或银或它们的组合。本发明人已令人惊讶地观察到，尽管吡啶硫酮在聚合物(例如聚烯烃)中是难以混溶的，但是吡啶硫酮锌或银盐或银(优选地银纳米材料)能够良好地封装在聚烯烃基质中，仅有微量的金属离子释放到水中。
根据本发明，形成车辆系统组件或储箱构件的聚合物可以是聚合物混合物。合适的聚合物的例子是聚烯烃和聚酰胺。根据一个实施例，聚合物是聚烯烃，优选地包含乙烯，甚至更优选地，是高密度聚乙烯。由此，该组件更容易焊接和/或组装，并具有增强的抗冰膨胀性。而且，高密度聚乙烯不是吸水性聚合物。
可以要么通过在与水溶液接触的聚合物表面上施加包括抗菌剂的表面覆层，要么通过将抗菌剂嵌于聚合物材料体中，来制备聚合物。优选地，抗菌剂内嵌于聚合物中，与可以更快地浸出杀菌剂的杀菌剂覆层相比能有长期有效性和持久性。当包括在聚合物材料中的抗菌剂是量为大约0.02wt％的吡啶硫酮锌时，在50℃下观察到浸出到存储在由该聚合物材料制成的储箱中的未搅拌的水溶液的浸出率(即释放到水溶液中的锌阳离子的量)为1至8×10-3mg/dm2/天。当包括在聚合物材料中的抗菌剂是量为大约0.2wt％的银金属纳米颗粒时，在50℃下观察到浸出到存储在由该聚合物材料制成的储箱中的未搅拌的水溶液中的浸出率为1至10×10-5mg/dm2/天。
其中，当聚合物材料具有包括至少一种抗菌剂的表面覆层时，该表面覆层包括从0.001wt％到0.25wt％的该至少一种抗菌剂。作为例子，表面覆层可在抗菌剂是吡啶硫酮锌或DCOIT时包含100到1000ppm(0.01wt％到0.1wt％)，并当抗菌剂是银时包含最少15ppm(0.0015wt％)。
根据一个实施例，抗菌金属化合物均匀地分散在聚合物材料中。术语“均匀地分散”指的是抗菌金属化合物在聚合物内的浓度平均地保持相同，而独立于所考虑的聚合物材料的基本体积。例如，同一车辆系统组件的聚合物材料中，从一个1mm3的基本体积到另一个基本体积中的抗菌金属化合物的浓度的变化率最多为30％，优选地最多为10wt％，更优选地最多为5％。
有利地，抗菌剂存在于水注射系统的任何与水接触的部位中。非常有利地，这样的抗菌剂可存在于用于存储水溶液的储箱的壁中或包括在储箱中的元件中。实际上，水与储箱壁和包括在储箱中的元件保持接触的时间会比与系统任何其它部位接触的时间更长，以使得抗菌剂能够连续地起作用。包括在储箱中的元件的例子(即储箱构件)包括挡板、传感器支撑件、浮子和过滤器。
在一个具体实施例中，储箱包含用于加热水溶液的加热器，并且抗菌剂包含在加热器中。实际上热量会促进微生物物种(例如细菌、藻类、真菌或其它微生物)生长，使得它们会集中在储箱中较热的位置处。得益于本发明，加热器上或周围的污染也可被去除。
在一个具体实施例中，构造为注射水溶液的车辆系统包含用于过滤水溶液的过滤器，并且抗菌剂包含在过滤器中或其上。
在一个具体实施例中，构造为注射水溶液的车辆系统包含水输配模块，并且抗菌剂包含在水输配模块中或其表面上。
在另一有利实施例中，这样的抗菌剂可存在于泵中。泵的搅拌效果实际上增强水与泵的组成元件的接触，并由此增强该剂的抗菌效果。
在一个优选实施例中，抗菌剂存在于系统的多个组件中以使抗菌效果最大化。
在本发明中，可包含抗菌剂的一个或更多个组件由多层制成。因此，有利地设计为至少与水溶液接触的层将包含该抗菌剂。
根据一个优选实施例，所述至少一种抗菌金属化合物是银，优选地是银纳米颗粒，其含量范围从0.0002wt％到5wt％、优选地从0.0015wt％到0.4wt％、更优选地从0.005wt％到0.3wt％、最优选地从0.01wt％到0.25wt％。
有利地，车辆系统组件(例如储箱壁或泵)或包括在储箱中的构件的表面是有纹理的，以通过提供水溶液与组件或构件的表面之间更大的接触面积来促进水溶液与抗菌剂之间的相互作用。
在本发明的一个具体实施例中，用于注射水溶液的车辆系统还包含UV辐射器。根据ISO22196:2011标准或ISO 16869:2008标准测量，同时包含在至少一个车辆系统组件中的至少一部分中的抗菌剂和UV辐射器两者的组合能完全抑制微生物物种(例如细菌、藻类、真菌或其它微生物)的生长。UV辐射器在车辆工作时起作用并消除大部分出现在该系统中的微生物物种，而抗菌剂会在车辆静止(即使是长时间静止)时防止微生物物种生长。
根据第二方面，提供一种用于将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室上游的进气线中或内燃机的燃烧室中的方法，该方法包括：
-用泵将水溶液泵送出储箱；
-用供给线给注射器供给由泵泵送的水溶液；以及
-用注射器将所述水溶液注射到进气线中或燃烧室中。
根据本发明，储箱的构件或泵、储箱、进气线、注射器或供给线的至少一部分由聚合物制成，该聚合物：
-包括有效量的至少一种抗菌剂；或
-在其表面上具有包括至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包含从0.001wt％到0.25wt％的至少一种抗菌剂。
根据本发明，泵、储箱、进气线、注射器或供给线的至少一部分由包括有效量的抗菌剂的聚烯烃制成。
最后，根据本发明的水储箱通过注射模制、吹气模制或热成型制造。
附图说明
阅读以下例子，包括示例性地提供的附图，将更好地理解本发明。
图1示出在对照储箱a中和在根据本发明的三个储箱b、c和d中用养料培养的水的浊度测量。
图2、3、4和5分别示出对照聚合物(灰色)与根据本发明的聚合物(黑色和浅灰色)的拉伸模量、拉伸屈服应力比较、拉伸屈服应变比较，和拉伸断裂应变比较。
图6和7分别示出温度对根据本发明的聚合物的拉伸模量和屈服应力的影响。
图8至10描绘根据本发明的实施例的三个车辆系统。
具体实施方式
在图8至10中可见构造为将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室14上游的进气线12中的车辆系统100，或构造为将水溶液(优选地为去矿物质水)注射到内燃机的燃烧室14中的车辆系统80、90。所述车辆系统包括以下车辆系统组件：用于存储水溶液的储箱16；泵18；位于燃烧室14上游的进气线12；一个或更多个用于将水溶液注射到进气线12中、燃烧室14中或两者中的注射器20；以及用于向所述注射器20供给由泵18泵送的水溶液的供给线22。
系统80、90、100的至少一个车辆系统组件12、16、18、20、22或储箱构件(例如柔性加热器24)的至少一部分由聚合物材料制成，该聚合物材料包括有效量的至少一种抗菌剂。
在图10中，系统100还包括UV辐射器26。UV辐射器26与抗菌剂协同地作用。
优选地，储箱16的与水溶液接触的一个壁由包括至少一种抗菌金属化合物的聚合物材料制成。所述一个或更多个注射器20和供给线22经常在车辆停车之前被清空，以防止由于水溶液(优选地为去矿物质水)可能的冻结造成的任何损坏。在清空期间，微生物物种(例如细菌和/或藻类和/或真菌)和养料可能会被吸入水储箱16(优选地为去矿物质储箱16)中。为了防止任何微生物物种生长和形成生物膜并为了保护用于将水溶液注射到内燃机的燃烧室14中的车辆系统80、90、100，构成储箱16的与水溶液接触的至少一个壁的聚合物材料包括至少一种抗菌金属化合物。该抗菌金属化合物的含量包括在从0.0002wt％到5wt％、优选地从0.0015wt％到0.4wt％、更优选地从0.005wt％到0.3wt％、最优选地从0.01wt％到0.25wt％的范围中。这样的抗菌金属化合物的含量同时保证：制造储箱所需的可焊接的壁、抗冰性和能避免用于将水溶液注射到内燃机的燃烧室中的车辆系统堵塞的抗菌性。因此，抗菌剂的量是有效的。
实施例
为了再现储箱中的细菌污染的效果和研究在储箱的壁中添加抗菌金属化合物的抗菌效果，进行了以下实验。
测试了4个水储箱：
由不带有抗菌金属化合物的高密度聚乙烯(HDPE)制成的参考储箱a(对照)；
由包含0.2wt％的锌的抗菌金属化合物的HDPE制成的储箱b，所述锌的抗菌金属化合物是吡啶硫酮锌；
由包含0.034wt％的银的抗菌金属化合物的HDPE制成的储箱c，所述银的抗菌金属化合物是银金属纳米颗粒；
由包含0.1wt％的锌的抗菌金属化合物和0.017wt％的银的抗菌金属化合物的HDPE制成的储箱d，所述锌的抗菌金属化合物是吡啶硫酮锌，所述银的抗菌金属化合物是银金属纳米颗粒。
所测试的所有储箱都是通过注射模制制成的，并由通过热板焊接在一起的2个半壳体形成。已观察到，根据本发明的包括抗菌剂的储箱包含可焊接的壁。
所测试的储箱具有24升的容积，并充装有15升的非无菌去矿物质水，其包含少于1000细菌/ml、电导率小于1μS/cm且浊度为0。
为了再现由清空效果而导致的养料引入到储箱中，还根据模拟停车/驾驶停车条件的以下循环，将包含2g/l的胰蛋白、1g/l的酵母提取物和2g/l的40％的NaCl的水溶液的15ml养料水溶液引入储箱中：
a.给储箱充装去矿物质水；
b.搅动溶液1小时；
c.添加15ml养料水溶液；
d.停止搅动6小时；
e.搅动溶液1小时；
f.添加15ml养料水溶液；
g.停止搅动16小时。
所使用的所有化合物都由VWR化学品提供。在步骤e之后，提取包含在各储箱中的溶液的试样用于分析，例如用BMG LABTECH公司的nano SPECTROstar分光光度计使用600nm的波长(可见光)来测量所述试样的浊度，用配备有VSTARISE模块和OrionTM DuraProbeTM的4电极导电池的Thermo Fischer公司的Versa Star计来测量所述试样的电导率。包含在储箱中的溶液的温度维持在37℃。
图1示出包含在试样a、b、c和d中的溶液的在O.D.600nm下的浊度(Y轴)随着随时间添加的养料量的演变，养料的浓度单位为mg/l并用X轴表示。浊度升高对应于溶液中细菌量增大。该曲线的演变显示出存在于储箱的壁中的抗菌金属化合物的效果。包含抗菌剂的储箱b和c中的浊度比对照储箱a中更低。而且，在储箱d中每种抗菌剂的量虽然仅为储箱b和c中的一半，但其中浊度甚至更低，这显示出观察到的锌的抗菌金属化合物与银的抗菌金属化合物的组合的协同效果。
而且，在图8和9中描绘的车辆系统上测量了抗菌活性，其中，至少一个车辆系统组件12、16、18、20、22或储箱构件24的至少一部分由包括有效量的至少一种抗菌剂的聚合物材料制成。抗菌剂的抗菌效果根据ISO22196:2011标准来测量。在图10中描绘的包括UV辐射器26的车辆系统100中进行了相同的测量。对于图8和9中的系统，抗菌活性减小99％。对于图10的带有辐射器的系统，抗菌活性减小99.999％。因此，包含在至少一个车辆系统组件中的至少一部分中的抗菌剂和UV辐射器的组合能几乎完全抑制微生物物种生长。
在将去矿物质水在室温(从18到25℃)下放置105天后，分析储箱b、c和d中的金属离子在水中的释放。通过ICP AES(电感耦合等离子体原子发射光谱)的测量显示，没有银的释放，锌的释放限制在1mg/l范围内。因此，仅有微量的金属离子释放到水中。
还进行了拉伸测试以评估抗菌金属化合物对聚合物强度的影响。所述聚合物例如是HDPE，更具体地说是HDPE GX5038。所述测试以金属化合物浓度为0.2wt％的锌(浅灰色)和0.034wt％的银(黑色)作为试样来进行。试样经受通过牵引其一端并同时机械地固定另一端来给试样增加应力的拉伸测试，在其期间测量拉伸模量(杨氏模量)、拉伸屈服应力、拉伸断裂应力和断裂应变。根据ISO 527(即：对于拉伸屈服应力、拉伸断裂应力和断裂应变，在23℃下以10mm/分钟的1BA型；对于拉伸模量，在23℃下以1mm/分钟的1BA型)进行测量。在图2至5中示出这些测试的结果，所述结果是在三个试样上取得的平均值。对照聚合物的结果以灰色示出，根据本发明的聚合物的结果以黑色(0.034wt％的银纳米颗粒)和浅灰色(0.2wt％的吡啶硫酮锌)示出。进行了类似的测试以研究温度对聚合物强度的影响。对于这些测试，除了温度变化以外，其它条件是相同的。
对于拉伸模量(图2，单位为MPa的Y轴)、拉伸屈服应力比较(图3，单位为MPa的Y轴)、拉伸屈服应变比较(图4，单位为％的Y轴)和拉伸断裂应变比较(图5，单位为MPa的Y轴)，根据本发明的聚合物的测量值具有与对照聚合物相同的量级，这证明根据本发明的聚合物具有良好的强度。
对于根据本发明的聚合物，还测量了其在-40℃下的拉伸模量和拉伸屈服应力比较(图6，单位为MPa的Y轴；图7，单位为MPa的Y轴)。根据本发明的聚合物的结果以黑色(0.034wt％的银纳米颗粒)和浅灰色(0.2wt％的吡啶硫酮锌)示出。这些结果确认在-40℃下拉伸模量和屈服应力甚至更高，并显示出根据本发明的聚合物材料的表现非常类似于纯的乙烯材料，这确保其对结冰的良好反应。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种构造为将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)中或该内燃机的所述燃烧室(14)中的车辆系统(80、90、100)，所述车辆系统(80、90、100)包括以下车辆系统组件：
用于存储水溶液的储箱(16)；
泵(18)；
位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)；
一个或更多个用于将水溶液注射到所述进气线(12)中、所述燃烧室(14)中或两者中的注射器(20)；以及
构造为给所述注射器(20)供给由所述泵(18)泵送的水溶液的供给线(22)；
其特征在于，至少一个所述车辆系统组件(16、18、12、20、22)或所述储箱(16)的构件(24)的至少一部分由聚合物材料制成，所述聚合物材料：
-包括有效量的至少一种抗菌剂，或
-在其表面具有包括至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包括0.001wt％到0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
2.如权利要求1所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料包括至少0.0002wt％、优选地至少0.0015wt％、更优选地至少0.01wt％、最优选地至少0.03wt％的所述至少一种抗菌剂。
3.如权利要求2所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料包括最多5wt％、优选地最多0.5wt％、更优选地最多0.4wt％、更优选地最多0.3wt％、更优选地最多0.27wt％、最优选地最多0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
4.如权利要求2和3所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料包括从0.0002wt％到5wt％、优选地从0.0015wt％到0.4wt％、更优选地从0.005wt％到0.3wt％、最优选地从0.01wt％到0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
5.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，一种所述抗菌剂为抗菌金属化合物。
6.如权利要求5所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌金属化合物选自由以下物质构成的集合：金属、金属合金、金属溶液、金属盐、金属氧化物和金属络合物。
7.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述至少一种抗菌金属化合物的金属部分选自由铜、银、锌、铝、镍、金、钡、锡、硼、铊、锑、钴、锆和钼构成的集合，所述至少一种抗菌金属化合物的金属部分优选地选自由铜、锌和银构成的集合，最优选地选自锌和银。
8.如权利要求5至7中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述至少一种抗菌金属化合物是吡啶硫酮锌或银盐或银或它们的组合。
9.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌剂存在于所述储箱的至少一个与所述水溶液接触的壁中和/或储箱构件中。
10.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌剂存在于所述泵(18)中。
11.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，该车辆系统包括作为另外的组件的用于加热所述水溶液的加热器(24)，并且其中，所述抗菌剂存在于所述加热器(24)中。
12.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述车辆系统组件或另外的组件由多层制成，至少一层与所述水溶液接触，其中，所述抗菌剂存在于与所述水溶液接触的所述层中。
13.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料是聚烯烃，优选地包含乙烯，并更加优选地是高密度聚乙烯。
14.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌剂存在于所述车辆系统组件(16、18、12、20、22)中具有带纹理的表面的组件中。
15.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(100)，其中，所述系统还包括紫外线(UV)辐射器(26)。
16.一种用于将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)中或该内燃机的所述燃烧室(14)中的方法，该方法包括：
用泵(18)将所述水溶液泵送出储箱(16)；
用供给线(22)给注射器(20)供给由所述泵(18)泵送的水溶液；
用所述注射器(20)将所述水溶液注射到所述进气线(12)中或所述燃烧室(14)中；
其特征在于，
所述储箱(16)的构件(24)或所述泵(18)、储箱(16)、进气线(12)、注射器(20)或供给线(22)的至少一部分由聚合物制成，该聚合物：
-包括有效量的至少一种抗菌剂；或
-在其表面上具有包含至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包含从0.001wt％到0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。

Claims (16)

1.一种构造为将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)中或该内燃机的所述燃烧室(14)中的车辆系统(80、90、100)，所述车辆系统(80、90、100)包括以下车辆系统组件：
用于存储水溶液的储箱(16)；
泵(18)；
位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)；
一个或更多个用于将水溶液注射到所述进气线(12)中、所述燃烧室(14)中或两者中的注射器(20)；以及
构造为给所述注射器(20)供给由所述泵(18)泵送的水溶液的供给线(22)；
其特征在于，至少一个所述车辆系统组件(16、18、12、20、22)或所述储箱(16)的构件(24)的至少一部分由聚合物材料制成，所述聚合物材料：
-包括有效量的至少一种抗菌剂，或
-在其表面具有包括至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包括0.001wt％到0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
2.如权利要求1所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料包括至少0.0002wt％、优选地至少0.0015wt％、更优选地至少0.01wt％、最优选地至少0.03wt％的所述至少一种抗菌剂。
3.如权利要求2所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料包括最多5wt％、优选地最多0.5wt％、更优选地最多0.4wt％、更优选地最多0.3wt％、更优选地最多0.27wt％、最优选地最多0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
4.如权利要求2和3所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料包括从0.0002wt％到5wt％、优选地从0.0015wt％到0.4wt％、更优选地从0.005wt％到0.3wt％、最优选地从0.01wt％到0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
5.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，一种所述抗菌剂为抗菌金属化合物。
6.如权利要求5所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌金属化合物选自由以下物质构成的集合：金属、金属合金、金属溶液、金属盐、金属氧化物和金属络合物。
7.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述至少一种抗菌金属化合物的金属部分选自由铜、银、锌、铝、镍、金、钡、锡、硼、铊、锑、钴、锆和钼构成的集合，所述至少一种抗菌金属化合物的金属部分优选地选自由铜、锌和银构成的集合，最优选地选自锌和银。
8.如权利要求5至7中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述至少一种抗菌金属化合物是吡啶硫酮锌或银盐或银或它们的组合。
9.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌剂存在于所述储箱的至少一个与所述水溶液接触的壁中和/或储箱构件中。
10.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌剂存在于所述泵(18)中。
11.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，该车辆系统包括作为另外的组件的用于加热所述水溶液的加热器(24)，并且其中，所述抗菌剂存在于所述加热器(24)中。
12.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述车辆系统另外的组件由多层制成，至少一层与所述水溶液接触，其中，所述抗菌剂存在于与所述水溶液接触的所述层中。
13.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述聚合物材料是聚烯烃，优选地包含乙烯，并更加优选地是高密度聚乙烯。
14.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(80、90、100)，其中，所述抗菌剂存在于所述车辆系统组件(16、18、12、20、22)中具有带纹理的表面的组件中。
15.如上述权利要求中任一项所述的车辆系统(100)，其中，所述系统还包括紫外线(UV)辐射器(26)。
16.一种用于将水溶液注射到位于内燃机的燃烧室(14)上游的进气线(12)中或该内燃机的所述燃烧室(14)中的方法，该方法包括：
用泵(18)将所述水溶液泵送出储箱(16)；
用供给线(22)给注射器(20)供给由所述泵(18)泵送的水溶液；
用所述注射器(20)将所述水溶液注射到所述进气线(12)中或所述燃烧室(14)中；
其特征在于，
所述储箱(16)的构件(24)或所述泵(18)、储箱(16)、进气线(12)、注射器(20)或供给线(22)的至少一部分由聚合物制成，该聚合物：
-包括有效量的至少一种抗菌剂；或
-在其表面上具有包含至少一种抗菌剂的表面覆层，该表面覆层包含从0.001wt％到0.25wt％的所述至少一种抗菌剂。
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