CN111502867A - 用于运行机动车的内燃机的水喷射系统的方法以及控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行机动车的内燃机的水喷射系统的方法，其中，在行驶循环期间，将储存在水箱中的水借助泵输送到轨中并且借助连接到所述轨上的喷射阀喷射到进气管中，通过所述进气管向所述内燃机的燃烧室供给空气，并且在行驶循环之后，将所述泵的输送方向逆转，用于排空所述系统的至少一个引导水的管路和/或部件。根据本发明，为了完全排空所述至少一个引导水的管路和/或部件，在紧随排空的另一行驶循环期间在所述进气管中建立增压压力并且将该增压压力用于吹净所述系统。本发明还涉及用于实施所述方法或所述方法的单个方法步骤的控制器。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行机动车的内燃机的水喷射系统的方法。此外，本发明涉及一种控制器，该控制器设置为用于实施所述方法的至少单个的方法步骤。
背景技术
为了减少二氧化碳排放，需要优化内燃机的燃料消耗，例如通过提高压缩或通过与涡轮增压结合的小型化(Downsizing)方案。然而，在高发动机负载下，内燃机的在关于燃料消耗方面最优的运行点中的运行通常是不可能的，因为该运行被爆震倾向和高废气温度限界。用于减少爆震倾向和/或降低废气温度的措施设置为水的喷射，其中，该喷射可以实现直接喷射到内燃机的燃烧室中或内燃机的进气系中。
由公开文献DE 10 2015 208 509 A1例如得到一种水喷射系统，该水喷射系统包括用于存储水的水箱和用于输送水的泵。在此，泵经由第一水管路与水箱连接。此外，该系统还包括至少一个水喷射器，该水喷射器设置为用于将水喷射到内燃机的引导空气的管路中。水喷射器连接到轨上，所述轨经由第二水管路与泵连接。
在具有水喷射装置的内燃机中通常存在以下危险：引导水的管路和/或部件在发动机停止和低温时结冰。在此，管路和/或部件可能受损。为了防止这种情况，通常在发动机停止之后排空引导水的管路和/或部件。
由DE 10 2015 208 509 A1已知的系统在发动机停止时也被排空，以便防止引导水的部件结冰或者说冻结以及与此伴随着的部件损坏。为了排空，打开至少一个水喷射器并且将泵在输送方向逆转的情况下或者说在回吸模式中运行，使得水从至少一个水喷射器并且从轨被输送回到水箱中。
在水喷射系统中通常使用容积式泵，因为该泵不仅能够实现输送方向的逆转用于排空系统，而且通常还保证完全排空。除非该容积式泵故障。替代地，可以使用成本更低的涡轮或者轮叶式泵。然而，该泵的缺点在于，其具有较差的回吸性能，具体而言，尤其当在回吸过程开始或回吸过程期间在泵中形成气泡时。因此在使用轮叶式泵时不能确保完全排空。
发明内容
本发明的任务在于，提出一种用于运行水喷射系统的方法，该方法能够与在系统中所使用的泵的类型无关地实现尽可能完全地排空系统。
为了解决该任务，提出一种根据本发明的方法。本发明的有利的扩展方案可以从优选实施方式中得出。此外，提出一种根据本发明的用于实施根据上述方法的至少单个方法步骤的控制器。
在所提出的用于运行机动车的内燃机的水喷射系统的方法中，在行驶循环期间将储存在水箱中的水借助泵输送到轨中并且借助连接到轨上的喷射阀喷射到进气管中，通过所述进气管向内燃机的燃烧室供给空气。此外，在该方法中，还在行驶循环之后，将泵的输送方向逆转，用于排空系统的至少一个引导水的管路和/或部件。根据本发明，为了完全排空至少一个引导水的管路和/或部件，在紧随排空进行的另一行驶循环期间在进气管中建立增压压力并且将该增压压力用于吹净系统。
借助所提出的方法可以引起至少一个引导水的管路和/或部件的可靠排空，具体而言，尤其当泵的回吸作用在回吸运行中不是最优时。例如，当使用涡轮或轮叶式泵和/或无论何种类型的泵故障时，则可能是这种情况。此外，对于不充分排空的原因可能是气泡、泄漏和/或结冰。
因此，所提出的方法尤其可以用于运行具有涡轮或轮叶式泵的水喷射系统。与所使用的泵的类型无关地，可以借助所提出的方法改善系统的鲁棒性，因为降低了由于冰压导致的至少一个引导水的管路和/或部件损坏的危险。该方法可以应用在具有喷射到内燃机的进气管中的水喷射装置的PWI系统以及DWI系统中。
在本发明的扩展方案中提出，在内燃机停止的情况下排空系统之后和/或在借助增压压力吹净系统之前，检查至少一个引导水的管路和/或部件是否完全排空。不必在每次排空过程之后，而是仅当事先已经确定不充分的排空时才执行系统的吹净。
优选地，通过系统的压力传感器的压力信号识别至少一个引导水的管路和/或部件的完全或不完全排空。因为通常每个水喷射系统都具有压力传感器，因此可以利用已经存在的传感装置。此外，优选将压力信号提供给控制器，使得进行分析评估并且在识别出不充分的排空时导入相应的用于吹净系统的步骤。
为了借助增压压力吹净系统，在随后的行驶循环中打开喷射阀，使得由于在建立的增压压力下的压力关系，空气从进气管流到喷射阀中并且必要时排出在那里存在的水。根据喷射阀的打开持续时间，可以借助来自进气管的被压力加载的空气排空连接在所述喷射阀上的、另外的引导水的部件和/或管路，例如轨、将轨与泵连接的水管路和泵。
优选地，为了吹净系统而使用增压压力，该增压压力高于周围环境压力加上阈值。该阈值这样大地选择，使得保证在打开的喷射阀上能够实现压差，该压差足以排出可能滞留在喷射阀中的水。系统特定地进行精确设计。
因为本发明的优点尤其出现在具有涡轮或者轮叶式泵的水喷射系统中，所以还提出，使用轮叶式泵
作为泵。通过使用轮叶式泵可以节约成本，因为该轮叶式泵在购置和运行中比容积式泵更经济。轮叶式泵尤其具有较小的磨损。此外，可以降低过滤要求，使得必要时可以取消过滤器。轮叶式泵的开头提及的、较差的回吸性能可以通过根据本发明的方法来补偿。
此外提出，使用控制器用于系统诊断和/或用于操控喷射阀。借助所述控制器可以自动地实施所述方法，使得自主地实施步骤系统诊断和/或吹净。该自动化提高了在水喷射系统运行时以及在内燃机运行时的安全性。
此外，提出一种控制器，该控制器设置为用于实施根据本发明方法的至少单个的方法步骤。所述控制器的装置尤其能够在于，在该控制器上安装有具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在控制器上运行时，该计算机程序实施所述方法或单个方法步骤。
附图说明
下面根据附图详细地阐述本发明的优选实施方式。附图示出了：
图1用于内燃机的根据本发明的水喷射系统的示意图，和
图2图1的水喷射系统的喷射阀在内燃机上的布置的示意图。
具体实施方式
从图1示例性地得到用于内燃机1的水喷射系统，该水喷射系统包括水箱2、经由管路8与水箱2连接的泵3以及轨4，在轨上连接有多个喷射阀5。轨4经由另一管路8与泵3连接。因此，借助泵3能够将水从水箱2取出并且供应给轨4。如果泵3的输送方向逆转，则水可以从喷射阀5、轨4和管路8被输送回到水箱2中，使得由此能够至少部分地排空水喷射系统。在内燃机1停止并且外部温度低时，所述排空用于保护引导水的管路8和部件9，尤其是喷射阀5、轨4和泵3免受冰压损坏。在此，通过相同的管路8将水引回到水箱2中，通过该管路也将水从水箱2抽吸并且供应给轨4。在当前情况下，泵3还经由回流管路11与水箱2连接。然而，该回流管路仅用于引回泵3的过量的输送量，以便调节泵3的压力侧上的压力。在此，泵3与布置在轨4上的压力传感器10共同作用。
为了防止，在泵3的用于排空系统的回吸运行中将水经由回流管路11从水箱2抽吸，在回流管路11中布置有止回阀12。此外，在止回阀12上游连接有节流器13，借助该节流器能够调整泵3的压力侧上的压力。
此外，在将水箱2与泵3连接的管路8中布置有阀14，借助该阀可以中断连接。为了防止有害颗粒进入到系统中，在管路8中在阀14上游还布置有过滤器15。可选地，可以在管路8中布置有精细过滤器17。如果泵3实施为轮叶式泵，则可以省去精细过滤器17。
如从图2可看到，至少一个喷射阀5布置在内燃机1的进气管6上。通过进气管6向内燃机1的燃烧室7供给空气。为此，在进气管6中建立高于周围环境压力的增压压力。借助布置在燃烧室7上的喷射器16将燃料直接喷射到燃烧室7中。
借助在图1和2中所示的系统可以执行之前所说明的根据本发明的方法。尤其，随着行驶循环结束可以执行系统诊断，例如借助控制器(未示出)，所述控制器接收压力传感器10的信号，基于所述信号能够确定，系统或者至少单个的引导水的管路8和/或部件9是否已经完全被排空。如果系统识别出没有达到所希望的排空，则可以在随后的行驶循环中借助在进气管6中建立的增压压力吹净所述系统。为此，仅须打开喷射阀5。
与回吸运行不同(在所述回吸运行中也打开喷射阀5)，不是在内燃机1停止时，而是在行驶循环期间打开喷射阀5，用于吹净系统。
Claims (8)
1.一种用于运行机动车的内燃机(1)的水喷射系统的方法，在所述方法中，
-在行驶循环期间，将储存在水箱(2)中的水借助泵(3)输送到轨(4)中并且借助连接到所述轨(4)上的喷射阀(5)喷射到进气管(6)中，通过所述进气管向所述内燃机(1)的燃烧室(7)供给空气，并且
-在行驶循环之后，将所述泵(3)的输送方向逆转，用于排空所述系统的至少一个引导水的管路(8)和/或部件(9)，
其特征在于，为了完全排空所述至少一个引导水的管路(8)和/或部件(9)，在紧随排空进行的另一行驶循环期间在所述进气管中建立增压压力并且将该增压压力用于吹净所述系统。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，在内燃机(1)停止的情况下排空所述系统之后和/或在借助增压压力吹净所述系统之前，检查所述至少一个引导水的管路(8)和/或部件(9)是否完全排空。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，通过所述系统的压力传感器(10)的压力信号识别所述至少一个引导水的管路(8)和/或部件(9)的完全排空或不完全排空。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，为了借助增压压力吹净所述系统，打开所述喷射阀(5)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，为了所述吹净而使用增压压力，所述增压压力高于周围环境压力加上阈值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，使用轮叶式泵作为泵(3)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，使用控制器用于系统诊断和/或用于操控所述喷射阀(5)。
8.一种控制器，所述控制器设置为用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的至少单个的方法步骤。
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Patent Citations (3)
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| CN107580654A (zh) * | 2015-05-07 | 2018-01-12 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行用于喷射水到内燃机中的设备的方法 |
| DE102016217068A1 (de) * | 2016-09-08 | 2018-03-08 | Robert Bosch Gmbh | Wassereinspritzvorrichtung mit Ansaugunterstützung |
| CN108286480A (zh) * | 2017-01-10 | 2018-07-17 | 罗伯特·博世有限公司 | 内燃机的喷水设备以及用于运行这种喷水设备的方法 |
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