CN112272735A - 车辆内燃机的水喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆内燃机的水喷射装置，其具有用于水的储存容器和与所述储存容器相连接的输送装置，所述输送装置能够将水通过供给管道输送到配设给内燃机的至少一个喷射阀中并且必要时在内燃机关闭的情况下将水从喷射阀朝储存容器的方向返回输送，其中，在所述供给管道中设置有用于从被返回输送的水中分离空气的装置。所述用于分离空气的装置构造成容器的形式，所述至少一个或多个供给管道汇入所述容器的在装配状态中处于上部的内部空间区域中，而与输送装置相连接的前流管道则在容器的下部的内部空间区域中汇入，并且相比于下部的内部空间区域，容器的上部的内部空间区域在竖直方向上观察与车辆所处的路面的间距更大。

Description

车辆内燃机的水喷射装置
技术领域
本发明涉及一种车辆内燃机的水喷射装置，其具有用于水的储存容器和与储存容器相连接的输送装置，该输送装置能够将水通过供给管道输送到配设给内燃机的至少一个水喷射阀中并且根据需要在内燃机关闭的情况下将水从该喷射阀朝存储容器的方向返回输送。对于现有技术示例性地参考DE102013204474A1和DE102015208509A1。
背景技术
未来会有越来越多如下的车辆内燃机，在所述内燃机中至少在某些运行点上将水混合到燃料的燃烧中。优选地将水从车载的储存容器中取出并且借助输送装置输送到至少一个水喷射阀中，该水喷射阀将一定量的水(确切地说只有水，而非例如燃料和水的混合物)例如喷射到内燃机的进气系统中或者喷射到其燃烧室的(每)一个燃烧室中。如果在寒冷季节中将机动车辆在运行后停放几小时的时间，则尚处在通向喷射阀(虽然其在此指的是所述的水喷射阀，但是下面为了简单起见仅表述为喷射阀)的供给管道中的水可能会结冰，由此不仅在内燃机重启后的较长时间段内无法向内燃机的燃烧室供给水，而且尤其是供给管道和喷射阀也可能会由于冰压而受损。为了对此进行补救已知的是，至少根据需要、即在相应低的环境温度下，在停放机动车辆后将处在供给管道和喷射阀中的水返回输送至储存容器中。
优选所述返回输送借助已有的输送装置实现，所述输送装置为此在供给管道中产生一定的负压。为了成功实现返回输送，将所述喷射阀或可能的多个喷射阀(例如可以为每个内燃机气缸或者说每个气缸进气管设置一个自身的水喷射阀)至少略微打开，使得空气也进入供给管道中。所述空气例如可能被泄漏气体污染并且由此例如含有燃料成分或者油成分或者颗粒，但是这些被污染的蒸气(例如考虑到腐蚀问题)不应进入储存容器中。
发明内容
本发明的任务在于，针对所述问题提出一种补救措施。
该任务的解决方案通过独立权利要求的特征得出并且用于根据权利要求1的前序部分的水喷射装置，其特征在于，在供给管道中设置有用于将空气从被返回输送的水中分离的装置。有利的构造与扩展方案是从属权利要求的内容。
在根据本发明的分离装置中，气液混合物-即由水和被污染的空气组成的混合物-的气态成分能够与液体成分分离，此后能够仅将被返回输送到用于分离空气的装置中的水至少基本上进一步导回至储存容器中，而可能含有所述有害成分的、被分离出的蒸气则暂时保留在分离装置中。在给定的时间能够将其从分离装置中导出。在此，为了确保分离出的蒸气不会进入储存容器中，能够规定，对来自供给管道的水的返回输送或者抽吸从时间上来看仅一直执行至供给管道或者更确切地说其处在分离装置和喷射阀之间的区段至少基本上不再含有水，而同时在分离装置中在储存容器的与储存容器(经由这里所谓的前流管道)相连接的开口的区域中仍保留一定量的水。这例如能够通过借助合适的传感装置测量分离装置中的液位和/或通过压力测量来确定或者监控，其中，在电子控制单元中对传感器信号进行分析，该电子控制单元适当地控制输送装置(用于水的返回输送)并且在必要时适当控制任何阀门。
对于前述的将分离出的蒸气或者说被污染的空气从分离装置中的导出，这例如可以在机动车辆或者说内燃机重启后进行，其方式为：将水从储存容器中输送到分离装置中，这些水于是将此前分离出的蒸气从分离装置中挤出。为此能够设置有独立的排出开口或者蒸气的排出能够通过所述供给管道和打开的水喷射阀实现。
根据本发明的用于分离空气的装置的一种可行的并且原则上非常简单的构造方案能够构造成容器的形式，所述至少一个或多个供给管道汇入所述容器的在装配状态中处于上部的内部空间区域中，而与输送装置相连接的前流管道则在容器的下部的内部空间区域中汇入，并且相比于下部的内部空间区域，容器的上部的内部空间区域在竖直方向上观察与车辆所处的路面的间距更大。在这种例如呈空心圆柱体形的、具有基本竖直的圆柱体轴线的容器中，通向喷射阀的供给管道能够在上部的端侧面中汇入，而将该容器与用于水的储存容器或者更确切的说与用于水的输送装置相连接的所谓的前流管道则在下部的端侧面的区域中汇入该容器中。在这种容器中(在所述容器中从喷射阀返回输送至储存容器的气液混合物的流动在足够大的情况下趋于平稳)，仅基于不同的比重，气体便会与液体分离。
在有利的扩展方案的意义中能够在用于分离空气的装置中设置有用于水的过滤元件和/或加热元件。在将水输送至喷射阀的情况下和/或在将水返回输送到储存容器中的情况下，在过滤元件上可能滞留有一些固体颗粒。尤其是当-如较前描述的那样-水的返回输送结束时仍有一定量的水保留在分离装置(例如在所述容器)中时，则针对车辆停放时结冰的情况能够借助尤其是电加热元件(如果在分离装置中设置有这种电加热元件的话)将其熔化。
附图说明
在附图中仅原理性地(以剖视图)示出在根据本发明的水喷射装置中的用于从被返回输送的水中分离空气的装置的一个实施例。附图中未示出用于水的储存容器、在储存容器和示出的空气分离装置之间的用于水的输送装置以及汇入未示出的内燃机的进气冲程中的用于水的至少一个喷射阀，所述喷射阀由供给管道进行供应，该供给管道从示出的用于(从由喷射阀朝储存容器的方向返回输送的水中)分离空气的装置出发。在这里未示出的元件也能够从开头引用的现有技术中得知。
具体实施方式
附图标记1表示容器，该容器用作用于将空气从水中分离的装置1。该近似圆柱体形的容器1以装配在机动车辆中的状态示出，即容器1的圆柱体轴线在竖直方向上延伸。在该容器1的上部的端壁中为相应的供给管道3在这里设置有四个连接接套2，在这里仅示出所述供给管道3中的一个唯一的供给管道。每个供给管道3通向未示出的水喷射阀，该水喷射阀汇入用作机动车辆的驱动总成的内燃机的进气冲程的组件中。在其处于下部的区域中，所谓的前流管道4汇入容器1的内部空间中，所述前流管道的另一端部与未示出的输送装置相连接，该输送装置在机动车辆运行时(能够)从储存容器中将水输送到容器1中并且通过该容器输送至喷射阀。
如在附图说明之前阐述的那样，在车辆停放的情况下，至少在寒冷季节、即在例如处在供给管道中的水有可能结冰时，将水从喷射阀和供给管道中抽出并且至少部分地返回输送到所述的储存容器中，为此例如能够使所述输送装置以相反的输送方向运行。在此，为了防止空气和空气中所含的任何颗粒进入储存容器中，设置有用于将空气从被返回输送的水中分离的装置1。即由于在该容器1的容积中通过输送装置吸回的水的流动趋于平稳，因此空气在该容器1中聚集在上部的容积区域中，而比重较重的水则向下流向前流管道4或者进入其中。理想地，在将水返回输送到储存容器中的情况下，输送装置适当受控制地运行，使得始终有一定量的水(其在这里通过液位S表示)保留在容器1中。在容器1上或者在容器中设置有合适的传感装置5，其由压力传感器和/或测量液位S的高度的液位传感器构成，借助所述传感装置的信号，电子控制单元以前述方式控制输送方向。
在容器1中以常见的方式设置有圆柱体形的过滤元件6，水在流过容器1时穿过该过滤元件。此外，在这里在过滤元件6内部居中设置有电加热元件7。在前流管道4中设置有截止阀8，在将水返回输送至储存容器结束时关闭该截止阀。

Claims (4)

1.车辆内燃机的水喷射装置，所述水喷射装置具有用于水的储存容器和与所述储存容器相连接的输送装置，所述输送装置能够将水通过供给管道(3)输送到配设给内燃机的至少一个喷射阀中并且根据需要在内燃机关闭的情况下将水从喷射阀朝所述储存容器的方向返回输送，其特征在于，在所述供给管道(3)中设置有用于从被返回输送的水中分离空气的装置(1)。
2.根据权利要求1所述的水喷射装置，其中，用于分离空气的装置(1)构造成容器(1)的形式，所述至少一个或多个供给管道(3)汇入所述容器的在装配状态中处于上部的内部空间区域中，而与所述输送装置相连接的前流管道(4)在容器(1)的下部的内部空间区域中汇入，并且相比于下部的内部空间区域，容器(1)的上部的内部空间区域在竖直方向上观察与车辆所处的路面的间距更大。
3.根据权利要求1或2所述的水喷射装置，其中，在用于分离空气的装置(1)中设置有用于水的过滤元件(6)和/或加热元件(7)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的水喷射装置，所述水喷射装置具有用于确定在用于分离空气的装置中的压力的压力传感器(5)，在控制所述输送装置的情况下适当考虑所述压力传感器的信号。
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