CN111749817A - 用于在内燃发动机中喷射水的喷射方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于在内燃发动机(1)中喷射水的喷射方法和系统(13)；基本上包括以下步骤：当内燃发动机(1)开启时，操作可逆泵(16)，以便从储箱(15)吸水并将压力下的水通过供给管道(18)供给到喷射器(14)；当内燃发动机(1)开启时，周期性地打开喷射器(14)，以将水朝向内燃发动机(1)的至少一个气缸(2)喷射；当内燃发动机(1)关闭时，通过使用将供给管道(18)连接到外部的排泄阀(19)从喷射器(14)和供给管道(18)中排出水。

Description

用于在内燃发动机中喷射水的喷射方法和系统
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2019年3月28日提交的号为102019000004639的意大利专利申请的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及用于在内燃发动机中喷射水的喷射方法和系统。
背景技术
如已知的那样，当处理内燃发动机时，制造商建议将除燃料之外的水供给到在气缸内限定的燃烧室内。
在内燃发动机中，水喷射系统包括将水以喷雾或与燃料混合的形式通过进气管引入到发动机内或直接引入到燃烧室内，以冷却空气/燃料混合物，因此提高对爆震现象的抵抗力。水具有高的汽化潜热；换句话说，水从液态转变为气态需要大量的能量。当室温下的水喷射到进气管内时，它会从流入和流出金属壁的空气中吸收热量，从而蒸发，从而冷却流入的物质。因此，发动机吸入新鲜空气，换句话说，发动机吸入较浓的空气，提高容积效率并降低爆震的可能性，此外还可以喷射更多的燃料。在压缩过程中，以非常小的液滴形式存在的水蒸发并从被压缩的空气中吸收热量，将被压缩的空气冷却并降低其压力。在压缩后，发生燃烧，并产生进一步的有益效果：在燃烧过程中，会散发出大量的热量，这些热量会被水吸收，从而降低循环的峰值温度，并从而减少氮氧化物(Nox)的形成以及将被发动机壁吸收的热量。这种蒸发进一步将发动机的一部分热量(否则其会浪费掉)转化为压力，这是由所形成的蒸汽导致的，因此增加对活塞的推力，并且还增加进入可能的排气涡轮机的能量流(此外，由于热量被额外的水吸收，涡轮机将受益于排放气体温度的降低)。
水供给系统包括储箱，该储箱中装有去矿物质水(以避免形成水垢)；储箱可以从车辆外部来填充，也可以使用空调系统的冷凝水来填充，使用排气的冷凝水或甚至输送雨水来填充。此外，储箱通常设置有电加热装置(即，设置有在电流流过时通过焦耳效应产生热量的电阻)，其用于在外部温度特别低时融化可能的冰。
水供给系统还包括(至少)电磁喷射器，该电磁喷射器通过泵(该泵从储箱中抽水)从储箱中接收水，并且该电磁喷射器与当前用于内燃发动机中的燃料喷射的电磁喷射器完全相似。以这种方式，可以使用已经存在的、高效且极其可靠的组件，并且因此，无需开发新的组件，从而在金钱和时间方面可以明显地节省。
水在0℃时结冰，在寒冷的天气和冬季，停在外面的车辆很容易达到该温度；停车时，在电磁喷射器内部剩余的残留水可能会结冰，从而导致损坏电磁喷射器。为了避免因在电磁喷射器和供给管道内部的水结冰而造成损坏，在关闭内燃发动机时，必须排空电磁喷射器和供给管道。为了在内燃发动机关闭时排空电磁喷射器和供给管道，制造商通常使用可逆泵，操作该泵以便将在电磁喷射器和供给管道内部存在的水吸入到储箱内；该操作需要打开电磁喷射器，以便在泵排空电磁喷射器和供给管道时将空气吸入到电磁喷射器和供给管道内。然而，通过以这种方式进行操作，存在于进气管内部的一部分空气必然被吸入到电磁喷射器和供给管道内，尽管一方面所述空气可以具有相对高的温度(由于可能存在再循环通过EGD回路的排放气体)，并且另一方面所述空气可以含有显著浓度的污染/结垢元素，例如大尺寸颗粒物质(由于可能存在再循环通过EGD回路的排放气体)；结果，通过以这种方式操作，既存在使电磁喷射器过热的风险，又存在在电磁喷射器中形成水垢的风险。特别是，在进气管道中流动的空气中可能存在的大尺寸颗粒物质(由于可能存在再循环通过EGD回路的排放气体)会迅速堵塞电磁喷射器的过滤器；此外，在进气管中流动的空气中可能存在的有机或无机物质可能污染储存在储箱中的水，从而支持不希望的微生物繁殖，这甚至可能迫使用户清空并清洗储箱。
专利申请WO2017137101A1公开了一种内燃发动机中的水喷射系统，其中，当内燃发动机开启时，可逆泵操作以便从储箱中吸水并将压力下的水通过供给管道供给到至少一个喷射器；另一方面，当内燃发动机关闭时，可逆泵以相反的方向操作，以从供给管道和喷射器中排出水。特别地，设置有排泄阀，该排泄阀将供给管道连接到外部并且在供给管道排空期间打开。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在内燃发动机中喷射水的喷射方法和系统，所述喷射方法和系统易于实施和制造且经济，并且不遭受上述缺点，并且特别地，当内燃发动机关闭时，确保喷射器和供给管道的充分排空。
根据本发明，提供一种用于在内燃发动机中喷射水的喷射方法；喷射方法包括以下步骤：
当内燃发动机开启时，操作可逆泵，以便从储箱吸水，并将压力下的水通过供给管道供给到至少一个喷射器；
当内燃发动机开启时，周期性地打开喷射器，以将水朝向内燃发动机的至少一个气缸喷射；以及
当内燃发动机关闭时，通过操作泵以便从供给管道中吸水并将水供给到储箱中并且通过打开排泄阀，将水从喷射器和供给管道中排出，所述排泄阀沿供给管道布置并将供给管道连接到外部。
喷射方法的特征在于其还包括以下步骤：
测量与喷射器连接的共轨内部的水的压力；
等待在启动泵以从供给管道吸水和排泄阀打开之间的第一时间量；以及
根据共轨内部的水压来确定第一时间量的结束。
所附权利要求描述本发明的优选实施例，并且形成说明书的组成部分。
附图说明
现在将参考示出其非限制性实施例的附图来描述本发明，其中：
图1是设置有根据本发明的水喷射系统的内燃发动机的示意图；以及
图2是图1的喷射系统的示意图。
具体实施方式
在图1中，附图标记1指示作为总体的设置有有四个气缸2的内燃发动机(在附图中仅示出其中一个)，每个气缸2通过两个进气阀4(它们中的仅一个在附图中示出)连接到进气歧管3并通过两个排气阀6(它们中的仅一个在附图中示出)连接到排气歧管5。
在进气歧管3的内部限定有进气室(所谓的“增压室”)，该进气室通过由节流阀7调节的进气开口接收新鲜空气(即，来自外部的空气)并通过出口开口与每个气缸2连通，该出口开口通向终止于两个进气阀4的区域内的相应进气管道8内。
内燃发动机1包括排气系统9，排气系统9将由燃烧产生的气体释放到大气中(经过适当的处理后)，并且包括源自排气歧管5的排气管道10。
内燃发动机1包括燃料喷射系统11，该燃料喷射系统11通过相应的电磁燃料喷射器12(其通常是关闭的，即在没有打开命令的情况下保持关闭)将燃料喷射到气缸2中。换句话说，喷射系统11包括四个电磁燃料喷射器12，每个电磁燃料喷射器12将燃料直接喷射到相应的气缸2中并从共轨接收在压力下的燃料；燃料喷射系统11还包括高压泵(未示出)，该高压泵将燃料供给到共轨并且从布置在燃料箱(未示出)内部的低压泵(未示出)接收燃料。
内燃发动机1包括水喷射系统13，该水喷射系统13通过相应的电磁水喷射器14(其通常是关闭的，即在没有打开命令的情况下保持关闭)将水喷射到进气管道8中。换句话说，喷射系统13包括四个电磁水喷射器14，每个电磁水喷射器14将水直接喷射到相应的进气管道8中。
根据图2，喷射系统13包括包含水的储箱15和泵16，泵16从储箱15抽水以将压力下的水通过供给管道18(其源自于储箱15并通过泵16到达共轨17)供给到共轨17；共轨17连接到电磁喷射器14，电磁喷射器14因此直接从共轨17接收水。换句话说，共轨17是供给管道18的端部部分，电磁水喷射器14连接到所述供给管道18的端部部分。应当指出的是，泵16是可逆的，即，它可以在从储箱15中吸水并将水通过供给管道18供给到共轨17的方向上操作，并且可以在相反方向上操作以从共轨17中吸水并将水通过供给管道18供给到储箱15中。
每个电磁喷射器14设计成将雾化的水喷射到相应的进气管道8中，并且固定到共轨17，即直接安装在共轨17上。
在图2所示的实施例中，每个电磁喷射器14安装在相应的进气管道8的上部区域中，并且从底部到顶部(垂直)定向，使得电磁喷射器14的喷射喷嘴布置在最高点中；根据本文未示出的不同实施例，每个电磁喷射器14安装在相应的进气管道8的下部区域中，并且从顶部到底部(垂直)定向，使得电磁喷射器14的喷射喷嘴布置在最低点中。通常，每个电磁喷射器14从不以水平的方式安装(即，它总是相对于水平倾斜以便与水平形成除零以外的角度)，从而由于重力，存在于电磁喷射器14内部的水被迫朝向喷射喷嘴(当喷射喷嘴布置在最低点中时)流动或被迫在相对于喷射喷嘴(当喷射和喷嘴布置在最高点中时)的相反方向上流动；显然，在使用中，即在泵16工作时，由泵16产生的水压总是能够克服重力，以使水从每个电磁喷射器14的喷射喷嘴中流出。
喷射系统13还包括双向排泄阀19(即，允许空气在两个方向上流动的阀)，该双向排泄阀19连接至共轨17(即，源自共轨17)并且设计成将共轨17连接到空气入口20，该空气入口20与大气连通并且可以设置有机械过滤器。根据一个可能的实施例，排泄阀19可以由电磁燃料喷射器组成，该电磁燃料喷射器用作气动阀；即，为了安装已经在市场上可用的组件，将商用电磁燃料喷射器(具有适中的标称性能(nominal performance)并且因此成本低)用作气动阀，并构成双向排泄阀19(因此，将商用电磁燃料喷射器连接到共轨17，以便在共轨17和与大气连通的空气入口20之间建立连接)。
排泄阀19优选地是电磁阀(即，其设置有可以远程控制的电动致动器)，并且可以在关闭位置和打开位置之间移动，其中在关闭位置中，共轨17与通气口20(气动)隔离，而在打开位置中，共轨17(气动)连接到通气口20。
喷射系统13还包括压力传感器21，该压力传感器21安装在共轨17上，并且设计成检测共轨17内部的水的压力PH2O；根据图2中所示的优选实施例，压力传感器21安装在共轨17的上表面上并且垂直布置，使得仅当共轨17充满时水才润湿压力传感器21。
根据图2中所示的优选实施例，喷射系统13包括：电加热器22，该电加热器22耦联到共轨17，并且设计成产生热量以加热共轨17(并且因此加热包含在共轨17中的水)；电加热器23，该电加热器23耦联到供给管道18，并设计成产生热量以加热供给管道18(从而加热供给管道18中包含的水)；以及电加热器24，该电加热器24耦联到储箱15并且设计成产生热量以加热储箱15(因此加热储箱15中包含的水)。
根据图2中所示的优选实施例，泵16由电动马达25(例如，无刷直流马达)操作，即使其旋转，该电动马达25与泵16机械地集成在一起。
最后，喷射系统13包括控制单元26，该控制单元26除其他外控制泵16的电动马达24、电磁喷射器14和排泄阀19。
当内燃发动机1开启时(即，当喷射系统11将燃料喷射到气缸2中并且喷射系统13将水喷射到进气管道8中时)，控制单元26保持排泄阀19永久关闭，控制泵16以便将压力下的水从储箱15供给到安装有电磁喷射器14的共轨17，并且根据发动机点(即，取决于气缸2内部燃烧的特征)周期性地控制每个电磁喷射器14以将雾化的水喷射到相应的进气管道8中。特别地，控制单元26使用由压力传感器21提供的压力PH2O的测量通过反馈控制来控制泵16，以便获得共轨17内部的水的压力PH2O的期望值。
当内燃发动机1关闭时，控制单元26如下文所述控制泵16、电磁喷射器14和排泄阀19，以便将水从电磁喷射器14、共轨17和供给管道18中排出。
当内燃发动机1关闭时，控制单元26操作泵16，以便从供给管道18中吸水并将水供给到储箱15中。随后，控制单元26打开排泄阀19以在供给管道18与大气之间建立连通；以这种方式，当泵16排空共轨17和供给管道18时，空气通过通气口20从大气被吸入到共轨17和供给管道18中。
控制单元26不能在泵16启动的同时或在泵16启动之后立即打开排泄阀19以便从供给管道18中吸水。特别地，控制单元26在打开排泄阀19之前等待时间量T1，以便允许泵16减小在共轨17内部的水的残余压力PH2O。换句话说，当内燃发动机1开启时，泵16将压力下的水保持在共轨17内，并且当内燃发动机1关闭时，共轨17内部的水具有相对高的残余压力PH2O；在这些条件下，如果排泄阀19在泵16启动的同时或几乎同时被打开以便从共轨17中吸水，则在共轨17内部存在的压力下的水的一部分将通过通气口20流出。此外，如果排泄阀19打开得太久(即，当共轨17和供给管道18中仍然没有足够的水时)，泵16将最终基本上吸走从排泄阀19流入的空气，因此在共轨17和供给管道18中留下大量的水。
相反，如果在打开排泄阀19之前等待时间量T1，则允许泵16减小共轨17内部的水的残余压力PH2O；因此，在打开排泄阀19时，共轨17内的水的残余压力PH2O低(通常低于大气压，并且按绝对值来说在0.4bar-0.5bar的范围内)，因此，没有水通过通气口20流出。此外，如果仅在共轨17内部的水的残余压力PH2O低于大气压时才打开排泄阀19，则总是可以确保理想的排空，因为当排泄阀19打开时从排泄阀19流入的大量的空气(由于共轨17中的存在的低压)倾向于作用类似于“气动推动元件”，其将存在于共轨17中和供给管道18中的所有残留水朝向储箱15推动。
特别地，控制单元26使用压力传感器21来检查共轨17内部的水的压力PH2O何时停止下降，因此仅当共轨17内的水的压力PH2O停止下降(达到小于大气压的值)时才打开排泄阀19。根据一个可能的实施例，仅当共轨17内部的水的压力PH2O低于第一预定阈值(其小于大气压并且例如按绝对值来说是0.4bar-0.5bar)并且是在设计阶段期间建立的时，控制单元26才打开排泄阀19。根据替代实施例，控制单元26周期性地计算共轨17内部的水的压力PH2O的时间一阶导数(即，其周期性地计算值dPH2O/dt)，并且仅当共轨17内部的水的压力PH2O低于第一预定阈值，并且同时当水的压力PH2O停止以显著的方式下降时，即当压力PH2O的时间一阶导数低于设计阶段期间建立的第二预定阈值时，才打开排泄阀19。
在打开排泄阀19之后，控制单元26等待在设计阶段期间建立的预定时间量T2，以允许泵16完全清空供给管道18和共轨17。
在时间量T2结束时，并且如果电磁喷射器14安装有处于最高点中的喷射喷嘴，则控制单元26甚至可以关闭泵16，泵16关闭排泄阀19，从而终止排放循环，因为电磁喷射器14中包含的水(或电磁喷射器14中包含的水的至少大部分)通过重力向下流向共轨17，从而(至少部分地)排空电磁喷射器14，因此排水周期可以结束。可替代地，在时间量T2结束时，并且如果电磁喷射器14安装有处于最高点中的喷射喷嘴，则控制单元26可以打开所有电磁喷射器14(全部同时打开或相继地一次打开一个)，电磁喷射器14关闭排泄阀19或使其保持打开，并使泵16仍保持开启持续时间量T3，在此时间量期间，由于(适量)的空气流入到电磁喷射器14内，保证了电磁喷射器14的完全排空。
在已经等待了时间量T3之后，控制单元26关闭泵16，关闭(如果其之前未关闭)排泄阀19，并且关闭电磁喷射器14，从而结束排水循环。
时间量T3非常小(如上已经所提及的那样，它甚至可以为零)，以便最小化通过电磁喷射器14吸入的空气量。
另一方面，在时间量T2结束时，如果另一方面电磁喷射器14安装有处于最低点中的喷射喷嘴布置，则控制单元26关闭泵16，使排泄阀19保持打开，然后打开所有电磁喷射器14(全部同时打开或相继地一次打开一个)；在这些条件下，存在于每个电磁喷射器14内部的残留水通过重力通过终止于相应的进气管道8内部的电磁喷射器14的喷射喷嘴流出。
在打开电磁喷射器14之后，控制单元26等待在设计阶段期间建立的预定时间量T4，以便允许每个电磁喷射器14由于重力而排空水，水朝向相应的进气管道8流动并沉积在进气管道8内部。在时间T4结束时，电磁喷射器14也被排空水，并且控制单元26关闭电磁喷射器14和排泄阀19，结束排水循环(在时间量T2结束时关闭泵16)。
另一方面，当启动内燃发动机1时，供给管道18和共轨17被排空(由于如上所述，当内燃发动机1关闭时，它们已排空水)，并且因此它们需要被填充。
结果，当内燃发动机1启动时，控制单元26操作泵16以将水从储箱15通过供给管道18供给到共轨17，并且同时它打开排泄阀19，以便当水位增加时，释放出存在于供给管道18和共轨17中的空气。
特别地，控制单元26使用压力传感器21来检查共轨17内部的水的压力PH2O何时开始增加，并且因此仅当共轨17内部的水的压力H2O开始增加时才关闭排泄阀19。根据一个可能的实施例，仅当共轨17内部的水的压力H2O超过在设计阶段期间建立的第三预定阈值时，控制单元26才关闭排泄阀19。
根据替代实施例，控制单元26周期性地计算共轨17内部的水的压力PH2O的时间一阶导数(即，其周期性地计算值dPH2O/dt)，并且仅当共轨17内的水的压力PH2O超过第三预定阈值并且同时当水的压力PH2O开始以显著的方式增加时(即当水的压力PH2O的时间一阶导数超过在设计阶段期间建立的第四预定阈值时)才关闭排泄阀19。
在填充期间，控制单元26还必须打开电磁喷射器14持续一段给定的时间量，以使电磁喷射器14中包含的空气流出(即，以电磁喷射器14内部的水来代替空气)；在该步骤期间，(适量)水可以从电磁喷射器14流出，以便沉积在相应的进气管道8中。当排泄阀19仍处于打开状态或一旦排泄阀19关闭时，控制单元26可以打开电磁喷射器14。
在电磁喷射器14也已经关闭之后，填充循环结束，并且因此控制单元26控制泵16，以将共轨17内部的水的压力PH2O保持等于期望值。
在填充步骤期间，水与“清除出”的空气一起从通气口20流出；为了避免(或甚至仅限制)水从通气口20流出，沿着将共轨17连接到通气口20的排泄管道(因此，在排泄阀19的上游或下游)可以插入透气膜27，该透气膜27是空气可渗透但水不能渗透(即，它允许空气流过其，但不允许水流过其，因为它具有多个微孔，微孔具有的尺寸小于水分子的尺寸)。作为透气膜27的替代或补充，沿着将共轨17连接到通气口20的排泄管道(因此，在排泄阀19的上游或下游)可以插入具有可调直径的变窄部分28，该变窄部分28允许给定的空气流速(其足以确保在合理的时间内排空和填充)，同时限制可通过通气口20流出(以显然不期望的方式)的水的流速。
控制单元26连接到(至少)外部温度传感器，并且如果需要，还连接到测量储箱15内部的水的温度TH2O的温度传感器29；当外部温度低于零(并且内燃发动机1已经静止一段时间)时，当内燃发动机1的冷却液温度接近于零和/或当储箱15中的水的温度低于零时，控制单元16打开电加热器22、23和24，以融化水回路中可能存在的冰。
根据一个优选实施例，在储箱15内的水的温度TH2O小于或等于极限值VL的情况下，控制单元26被配置为打开电加热器22、23和24。在储箱15内的水的温度TH2O小于或等于安全值VS(安全值VS小于极限值VL)的情况下，控制单元26被配置为实施附加的解冻过程，这需要控制电动马达25从而由于焦耳效应(即热)产生热功率，该热功率足以在预定的时限内解冻泵16内部的水，并且不会引起转子的旋转(以及因此泵16的旋转)。实际上，存在于泵16内部的可能残留的冰对于泵16的完整性可能是极其危险的，因为它可能破坏泵16的旋转部件；换句话说，如果在没有事先已经融化存在于泵16内部的冰的情况下使泵16旋转，则存在于泵16内部的冰的可能的小尺寸或大尺寸的碎片可能破坏泵16的旋转部分。
根据水的温度TH2O与极限值VL和安全值VS的比较结果，可能满足以下条件：
·如果水的温度TH2O大于极限值VL，则电子控制单元26被配置为对储箱15和泵16内包含的水不执行任何解冻策略；
·如果水的温度TH2O包括在极限值VL和安全值VS之间，则电子控制单元26被配置为打开电加热器22、23和24；以及
·如果水的温度TH2O小于安全值VS，则电子控制单元26可以被配置为既打开电加热器22、23和24又控制电动马达25，以帮助解冻泵16内的水。
下面描述由电子控制单元26实施的解冻策略，该解冻策略需要以无效的方式(即，在没有实质运动的情况下)控制电动马达25，以便由于焦耳效应在电动马达的绕组中产生足以使泵16内部的水解冻的热功率；换句话说，控制单元26使用电动马达25的绕组不产生引起转子(并且因此泵16)实际旋转的旋转磁场，而仅用作由于焦耳效应产生热量的电阻。
电动马达25包括转子和包括至少三个定子绕组的定子，在至少三个定子绕组中电流可以按照给定的顺序流动以使转子旋转；如已知的那样，通过顺序切换并根据由位于定子中的定子绕组限定的定时使转子旋转。电动马达25可替代地既可以是内部马达又可以是外部马达。由电子控制单元26实施的解冻策略涉及通过定子绕组供应电流，从而改变定子绕组的顺序和/或定时/频率。
电动马达25的定子包括至少三个定子绕组，以便具有可以以星形或三角形配置组装的至少三个相。实验已经表明，由设置有包括在转子周围均匀分布的六个定子绕组的定子的电动马达25可获得良好的结果；换句话说，实验表明，使用电动马达25可以获得良好的结果，在该电动马达中，定子绕组以A，B，C，A，B，C的次序均匀地围绕转子布置。
由电子控制单元26实施的解冻策略需要根据如下顺序通过定子绕组供应电流，该顺序是如此的以至于产生泵16的轴的旋转扭矩(即，以便基本上保持泵16静止以防止由于内部可能存在的冰而损坏它)。例如，根据一个可能的实施例，由电子控制单元26实施的解冻策略涉及向定子绕组供应以基本恒定的电压V，并且通过定子绕组(例如根据顺序A C BA C B)来供应电流。定子绕组的这种操作顺序允许泵16的旋转方向连续反转，并且允许平均产生零旋转扭矩，因此这不允许泵16的轴旋转(至多，泵16围绕其所处的位置振动，而没有发生明显的运动)；另一方面，定子绕组由于焦耳效应而产生热功率，这有助于使泵16内的水解冻。
根据另一实施例，由电子控制单元26实施的解冻策略需要向定子绕组供应以基本恒定的电压V，但是供应以可变的控制频率和/或供应可变的供电电流。
根据另一实施例，由电子控制单元26实施的解冻策略需要向定子绕组供应以基本恒定的电压V，但是供应以可变的控制频率和/或供应可变的供电电流以及改变被供以功率的定子绕组的顺序，例如根据顺序A C B A C B。
在附图中所示的实施例中，水的喷射是间接的，并且电磁喷射器14不将水喷射到气缸2中，而是将水喷射到气缸2上游的进气管道8中。根据本文未示出的替代实施例，水的喷射是直接的，并且电磁喷射器14将水喷射到气缸2中；甚至在该实施例中，当内燃发动机1停止时应用上述排水程序，以及当内燃发动机1启动时应用上述排水程序。
在附图中所示的实施例中，燃料的喷射是直接的，并且电磁喷射器12将燃料喷射到气缸2中。根据本文未示出的替代实施例，燃料的喷射是间接的，并且电磁喷射器12将燃料喷射到气缸2上游的进气管道8中。
直接或间接燃料喷射可以与直接或间接水喷射结合。
本文描述的实施例可以彼此组合，而不会因此超出本发明的保护范围。
上述的喷射系统13具有许多优点，因为其制造简单且经济，特别结实耐用(因此，具有长的操作寿命和非常低的破裂风险)，并且特别是当内燃发动机1关闭时允许电磁喷射器14、共轨17和供给管道18以特别有效、高效和无副作用的方式排空。特别地，由于在水回路内使用排泄阀19，吸入的空气(至少大部分)是来自大气的空气，因此基本上处于环境温度下并且没有高浓度的污染/结垢元素。此外，由于在排空和填充期间使用排泄阀19，电磁喷射器14(其是喷射系统13的最精密的组件，并且因此很可能会发生堵塞或破裂)基本上仅由基本处于环境温度下且绝对不含高浓度污染/结垢元素的水流流过。
附图标记清单
1 发动机
2 气缸
3 进气歧管
4 进气阀
5 排气歧管
6 排气阀
7 节流阀
8 进气管道
9 排气系统
10 排气管道
11 喷射系统
12 电磁喷射器
13 喷射系统
14 电磁喷射器
15 储箱
16 泵
17 共轨
18 供给管道
19 排泄阀
20 通气入口
21 压力传感器
22 电加热器
23 电加热器
24 电加热器
25 电动马达
26 控制单元
27 透气膜
28 可调的变窄部分
29 温度传感器

Claims (16)

1.一种用于在内燃发动机(1)中喷射水的喷射方法；喷射方法包括以下步骤：
当内燃发动机(1)开启时，操作可逆泵(16)，以便从储箱(15)中吸水，并将压力下的水通过供给管道(18)供给到至少一个喷射器(14)；
当内燃发动机(1)开启时，周期性地打开喷射器(14)，以将水朝向内燃发动机(1)的至少一个气缸(2)喷射；以及
当内燃发动机(1)关闭时，通过操作泵(16)以便从供给管道(18)中吸水并将水供给到储箱(15)中并通过打开排泄阀(19)，将水从喷射器(14)和供给管道(18)中排出，所述排泄阀(19)沿供给管道(18)布置并将供给管道(18)连接到外部；
喷射方法的特征在于其还包括以下步骤：
测量与喷射器(14)连接的共轨(17)内部的水的压力(PH2O)；
等待在启动泵(16)以从供给管道(18)吸水和排泄阀(19)打开之间的第一时间量(T1)；以及
根据共轨(17)内部的水的压力(PH2O)来确定第一时间量(T1)的结束。
2.根据权利要求1所述的喷射方法，其特征在于当共轨(17)内部的水的压力(PH2O)低于第一阈值时确定第一时间量(T1)的结束，所述第一阈值优选地小于大气压。
3.根据权利要求1所述的喷射方法，其特征在于当共轨(17)内部的水的压力(PH2O)的时间一阶导数低于第二阈值时确定第一时间量(T1)的结束。
4.根据权利要求1所述的喷射方法，其特征在于还包括下述步骤，所述步骤使泵(16)继续操作以从供给管道(18)吸水并且同时保持排泄阀(19)打开持续第二时间量(T2)，所述第二时间量(T2)从第一时间量(T1)结束时开始。
5.根据权利要求4所述的喷射方法，其特征在于：
喷射器(14)从顶部到底部定向，从而电磁喷射器(14)的喷射喷嘴布置在最低点中；
在第二时间量(T2)结束时，关闭泵(16)，排泄阀(19)保持打开，并且喷射器(14)打开持续第二时间量(T4)，所述第二时间量(T4)从第二时间量(T2)结束时开始；以及
在第三时间量(T4)结束时，排泄阀(19)关闭并且喷射器(14)关闭，从而完成排放循环。
6.根据权利要求4所述的喷射方法，其特征在于：
喷射器(14)从底部到顶部定向，从而电磁喷射器(14)的喷射喷嘴布置在最高点中；
在第二时间量(T2)结束时，关闭泵(16)并关闭排泄阀(19)，从而完成排放循环。
7.根据权利要求4所述的喷射方法，其特征在于：
喷射器(14)从底部到顶部定向，从而电磁喷射器(14)的喷射喷嘴布置在最高点中；
在第二时间量(T2)结束时，泵(16)保持活动状态，以便从供给管道(18)吸水，而喷射器(14)打开持续第三时间量(T3)，所述第三时间量(T3)从第二时间量(T2)结束时开始；以及
在第三时间量(T3)结束时，泵(16)停止，排泄阀(19)关闭以及喷射器(14)关闭，从而完成排放循环。
8.根据权利要求1所述的喷射方法，其特征在于还包括当内燃发动机(1)开启时使用排泄阀(19)、供给管道(18)和喷射器(14)来填充水的步骤。
9.一种用于在内燃发动机(1)中喷射水的喷射方法；喷射方法包括以下步骤：
在内燃发动机(1)开启时，操作可逆泵(16)以便从储箱(15)吸水，并将压力下的水通过供给管道(18)供给到至少一个喷射器(14)；
当内燃发动机(1)开启时，周期性地打开喷射器(14)，以将水朝向内燃发动机(1)的至少一个气缸(2)喷射；
当内燃发动机(1)开启时，通过操作泵(16)以便从储箱(15)中吸水并将水供给到供给管道(18)中并通过打开排泄阀(19)，来向供给管道(18)和喷射器(14)填充水，所述排泄阀(19)沿供给管道(18)布置并将供给管道(18)连接到外部；
喷射方法的特征在于其还包括以下步骤：
测量与喷射器(14)连接的共轨(17)内部的水的压力(PH2O)；以及
在供给管道(18)和喷射器(14)的填充过程期间，将排泄阀(19)根据共轨(17)内部水的压力(PH2O)而关闭。
10.根据权利要求9所述的喷射方法，其特征在于当共轨(17)内部的水的压力(PH2O)超过第一阈值时，所述排泄阀(19)打开。
11.根据权利要求9所述的喷射方法，其特征在于当共轨(17)内部的水的压力(PH2O)的时间一阶导数超过第二阈值时，所述排泄阀(19)关闭。
12.根据权利要求9所述的喷射方法，其特征在于还包括在填充供给导管(18)和喷射器(14)的过程期间也打开喷射器(14)的步骤。
13.根据权利要求1至12中的一项所述的喷射方法，其特征在于所述喷射器(14)相对于水平倾斜地安装，使得喷射器(14)内部的水由于重力存在，当喷射喷嘴布置在最低点中时于被迫朝向喷射喷嘴流动，或者当喷射喷嘴布置在最高点中时被迫沿在与喷射喷嘴相反的方向上流动。
14.根据权利要求1至12中的一项所述的喷射方法，其特征在于沿着设置有排泄阀(19)的排泄管道插入有空气可渗透但是水不能渗透的透气膜(27)，和/或插入有可调的变窄部分(28)。
15.一种用于将水喷射到内燃发动机(2)的排气系统(1)中的喷射系统(13)；所述喷射系统(13)包括：
装有水的储箱(15)；
可逆泵(16)，所述可逆泵(16)连接到储箱(15)；
喷射器(14)，所述喷射器(14)通过供给管道(18)连接到泵(16)，并且设计成将水朝向内燃发动机(1)的至少一个气缸(2)喷射；
排泄阀(19)，所述排泄阀(19)沿着供给管道(18)布置，并设计成将供给管道(18)连接到外部；
喷射系统(13)的特征在于，所述喷射系统(13)包括控制单元(26)，控制单元(26)被配置为实施根据权利要求1至12中的一项所述的喷射方法。
16.一种用于将水喷射到内燃发动机(2)的排气系统(1)中的喷射系统(13)；所述喷射系统(13)包括：
装有水的储箱(15)；
可逆泵(16)，所述可逆泵(16)连接到储箱(15)；
喷射器(14)，所述喷射器(14)通过供给管道(18)连接到泵(16)，并且设计成将水朝向内燃发动机(1)的至少一个气缸(2)喷射；
排泄阀(19)，所述排泄阀(19)沿着供给管道(18)布置，并设计成将供给管道(18)连接到外部；
喷射系统(13)的特征在于，沿着设置有排泄阀(19)的排泄管道插入有空气可渗透但是水不能渗透的透气膜(27)，和/或插入有可调的变窄部分(28)。
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