CN113167196A - 用于内燃机的喷射系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于内燃机的喷射系统，其包括至少一个喷射阀(1)，所述喷射阀用于将燃料‑水乳化液喷射到所述内燃机的燃烧室中，所述喷射系统还包括水箱(2)和用于为所述喷射阀(1)供给水的水管线(3)，其中，在所述水管线(3)中布置有截止元件(4)。根据本发明，在所述截止元件(4)上游在所述水管线(3)中布置有配量阀(5)，并且在所述配量阀(5)和所述截止元件(4)之间分支出水管线(6)，在所述水管线的端部上布置有用于排空所述配量阀(5)的阀(7)。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的用于内燃机的喷射系统。该内燃机尤其可以是汽油发动机。
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相结合来减小内燃机尺寸的方案来实现。然而，在发动机负荷高的情况下，由于爆震倾向和高的废气温度会限制内燃机的运行，内燃机通常不能够在燃料消耗方面优化的运行点中运行。用于减少爆震倾向和/或降低废气温度的措施设置了水的喷射，其中，可以直接喷射到内燃机的燃烧室中或内燃机的进气机构中。
在具有水喷射的内燃机中，存在引导水的管线和/或部件在低温下冻结并可能造成损坏的危险。为了避免这种情况，通常在发动机停机时将引导水的管线和/或部件排空。
DE 10 2015 208 472 A1示例性地示出了一种具有水喷射设备的内燃机，该水喷射设备包括用于存储水的水箱，用于输送水的泵和用于喷射水的水喷射阀。泵在入口侧通过第一管线与水箱连接并在出口侧通过第二管线与水喷射阀连接。为了简单地将泵排空，该泵布置在水箱上方，从而可以在重力作用下进行排空。替代地或补充地，泵可以在相反的输送方向上运行。
DE 10 2017 200 298 A1还示出了一种用于喷射水和燃料的水喷射设备，该水喷射设备包括水箱和至少一个水-燃料喷射器，该水-燃料喷射器借助水管线与水箱连接并且可以通过燃料管线来供给燃料。此外，设置有至少一个与水箱连接的喷水器，用于喷射水。水借助布置在水管线中的输送元件被供应给喷射器。为了排空引导水的管线和部件，当喷水器打开的情况下，输送元件沿相反的输送方向运行。为了防止燃料在此到达引导水的区域中，在至少一个水-燃料喷射器的上游布置有呈止回阀形式的截止元件。
发明内容
从上述现有技术出发，本发明的任务在于，提出一种用于内燃机的、用于喷射燃料-水乳化液的喷射系统，该喷射系统尽可能简单地构建并且对霜冻损坏较不敏感。
为了解决该任务，提出了一种具有权利要求特征的喷射系统。在从属权利要求中可以得到本发明的有利扩展方案。
所提出的喷射系统包括至少一个喷射阀，该喷射阀用于将燃料-水乳化液喷射到内燃机的燃烧室中。此外，喷射系统包括水箱和用于为喷射阀供给水的水管线，其中，在所述水管线中布置有截止元件。根据本发明，在所述截止元件上游在水管线中布置有配量阀，并且在所述配量阀和所述截止元件之间分支出水管线，在该水管线的端部上布置有用于排空所述配量阀的阀。
通过能根据需要排空配量阀，可以使用简单的、尤其是不抗冻的阀作为配量阀。相同情况也适用于布置在分支的水管线的端部上的阀，所述阀为了排空而被打开。因为该阀优选保持打开直到所有的水管线和阀本身都被完全地排空或者至少如此程度被排空，使得可以不发生霜冻损坏。
在所提出的喷射系统中，也可以在流动方向不反转、尤其是可能存在的输送装置的输送方向不反转的情况下排空引导水的区域。如果喷射系统包括相应的输送装置，则也可以比较简单地构型该输送装置。
如果所提出的喷射系统的引导水的区域通过布置在分支的水管线的端部上的并打开的阀排空，则产生负压，该负压导致配量阀和水管线被吸空。在分支的水管线下游布置在燃料管线中的截止元件在此防止燃料或燃料-水乳化液通过抽吸压力到达水管线中。因此通过截止元件确保了引导水的区域保持无燃料。
在本发明的扩展方案中提出，用于排空配量阀的阀是另外的喷射阀。因此，借助所述另外的喷射阀也可以仅喷射水。因此，所提出的喷射系统既可以喷射燃料-水乳化液又可以喷射水。为此，构造为另外的喷射阀的阀为此优选布置在进气管上，该进气管用于为内燃机的燃烧室供给用于燃烧的空气。因此，水的喷射间接地通过内燃机的进气机构进行。与此相对，燃料-水乳化液优选直接喷射到内燃机的燃烧室中。
布置在水管线中的截止元件例如可以是止回阀。止回阀仅沿一个流动方向、具体而言沿与水的主流动方向相反的方向截止。由此确保，一方面在截止元件的上游建立了用于排空所需的负压而另一方面没有燃料被吸入。替代地提出，截止元件是截止阀。借助于截止阀，可以在两个流动方向上禁止流通。因此，随着截止阀的关闭，可以在分支的水管线中建立压力，以便例如进行单纯的水喷射。
根据本发明的一个优选实施方式，具有截止元件的水管线与高压泵的入口连接，用于为高压泵供给来自燃料箱的燃料的燃料管线也附接到该入口上。因此，介质“水和燃料”在高压泵中被共同引导，从而在高压泵中产生要喷射的燃料-水乳化液。同时，燃料-水乳化液被施加以高压，从而将喷射压力带到对于燃料喷射而言常规的压力水平。
高压泵优选在出口侧与轨连接，至少一个用于喷射燃料-水乳化液的喷射阀附接至该轨上。通过所述轨可以保证保持恒定的喷射压力。轨压力可以借助压力传感器来监测。此外，还可以通过轨为多个喷射阀供给燃料-水乳化液。
优选地，用于喷射燃料-水乳化液的至少一个喷射阀是高压喷射阀，从而能借助该喷射阀实现高压喷射。
此外提出，用于喷射燃料-水乳化液的至少一个喷射阀直接布置在内燃机的燃烧室上，从而可以进行直接到内燃机的燃烧室中的喷射，尤其是高压喷射。
附图说明
参照附图更详细地解释本发明的优选实施例。
图1示出了根据本发明的用于内燃机的喷射系统的示意图。
具体实施方式
由图1得到一种用于内燃发动机的喷射系统，该喷射系统用于将燃料-水乳化液喷射到内燃发动机的燃烧室(未示出)中。为此，喷射系统具有多个布置在燃烧室上的高压喷射阀1，这些高压喷射阀经由共同的轨13被供给以燃料-水乳化液。燃料-水乳化液通过高压泵10被供应给轨13，在该高压泵中介质“燃料和水”混合并被施加以高压。
高压泵10具有入口9，该入口经由燃料管线11与燃料箱12连接，从而可以经由燃料管线11为高压泵10供应来自燃料箱12的燃料。高压泵10的入口9还经由水管线3与水箱2连接，从而可以经由水管线3为高压泵10供应来自水箱2的水。
在水箱2中布置有泵14，通过该泵将水从水箱2中取出并且将其供应给布置在水管线3中的配量阀5。借助于配量阀5，可以控制或调节供应给高压泵10的水量。在泵14的抽吸侧布置有预过滤器15，在泵14的压力侧布置有精细过滤器16，从而有害颗粒远离配量阀5。在燃料箱12中在预输送泵18的压力侧布置有另外的过滤器17。
由于水在低温下会冻结，因此关于喷射系统的引导水的区域而言存在以下危险：敏感部件、例如配量阀5由于冰压而损坏。为了防止这种情况，在内燃机停机的情况下，将喷射系统的引导水的区域排空。排空在水的主流动方向上进行，具体而言通过另外的阀7进行，该另外的阀布置在从水管线3分支的水管6的端部上并实施为另外的喷射阀。另外的阀7配属于内燃机的进气管8，该进气管为燃烧室供给必要的用于燃烧的空气。因此，可以通过另外的阀7同时实现间接的水喷射。
为了排空喷射系统的引导水的区域，调设泵14的输送运行并且另外的阀7打开，从而在水管线3和分支的水管线6中产生负压，所述负压导致，水管线3、6，和布置在其中的配量阀5被吸空。同时，截止元件4被操纵，其中断水管线3与高压泵10的入口9的流动连接，从而通过截止元件4确保没有燃料到达喷射系统的引导水的区域中。
因此，用于排空引导水的区域所需的部件可以限于截止元件4和另外的阀7。由此，首先部件的数量增加。但是，因为通过排空引起可靠的防霜冻保护，所以配量阀5可以构造得相对简单。同样情况适用于另外的阀7和/或截止元件4，从而结果简化了喷射系统。
此外，可以使用仅沿一个方向进行输送的泵14，因为不需要将水吸回到水箱2中。
此外，该另外的阀7可以用于实现水喷射，从而可以选择式地或者同时喷射水和/或燃料-水乳化液。
水喷射或燃料-水乳化液喷射的控制优选地根据控制单元19来进行，其中，该控制单元尤其可以是发动机控制器。必要时可以单独地通过泵控制装置20引起对泵14的操控。
Claims (7)
1.一种用于内燃机的喷射系统，所述喷射系统包括至少一个喷射阀(1)，所述喷射阀用于将燃料-水乳化液喷射到所述内燃机的燃烧室中，所述喷射系统还包括水箱(2)和用于为所述喷射阀(1)供给水的水管线(3)，其中，在所述水管线(3)中布置有截止元件(4)，其特征在于，在所述截止元件(4)上游，在所述水管线(3)中布置有配量阀(5)，并且在所述配量阀(5)和所述截止元件(4)之间分支出水管线(6)，在分支出的所述水管线的端部上布置有用于排空所述配量阀(5)的阀(7)。
2.根据权利要求1所述的喷射系统，其特征在于，所述用于排空所述配量阀(5)的阀(7)是另外的喷射阀，所述另外的喷射阀优选布置在进气管(8)上，所述进气管用于为所述燃烧室供给用于燃烧的空气。
3.根据权利要求1或2所述的喷射系统，其特征在于，所述截止元件(4)是止回阀或截止阀。
4.根据前述权利要求之一所述的喷射系统，其特征在于，具有所述截止元件(4)的所述水管线(3)与高压泵(10)的入口(9)连接，用于为所述高压泵(10)供给来自燃料箱(12)的燃料的燃料管线(11)也附接到所述入口上。
5.根据权利要求4所述的喷射系统，其特征在于，所述高压泵(10)在出口侧与轨(13)连接，用于喷射燃料-水乳化液的所述至少一个喷射阀(1)附接至所述轨上。
6.根据前述权利要求之一所述的喷射系统，其特征在于，用于喷射燃料-水乳化液的所述至少一个喷射阀(1)是高压喷射阀。
7.根据前述权利要求之一所述的喷射系统，其特征在于，用于喷射燃料-水乳化液的所述至少一个喷射阀(1)直接布置在所述内燃机的燃烧室上。
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