DE102016205103A1 - Water injection device of an internal combustion engine of a vehicle - Google Patents

Water injection device of an internal combustion engine of a vehicle Download PDF

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DE102016205103A1
DE102016205103A1 DE102016205103.2A DE102016205103A DE102016205103A1 DE 102016205103 A1 DE102016205103 A1 DE 102016205103A1 DE 102016205103 A DE102016205103 A DE 102016205103A DE 102016205103 A1 DE102016205103 A1 DE 102016205103A1
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Withdrawn
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DE102016205103.2A
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German (de)
Inventor
Michael Fischer
Thomas Pauer
Jochen Walther
Sebastian Wedman
Peter Schenk
Ingmar Burak
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • B60R13/07—Water drainage or guide means not integral with roof structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, welche mindestens einen Wasserinjektor (2) zum Einspritzen von Wasser, einen Wassertank (3), ein Förderelement (4) zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank (3) zum Wasserinjektor (2), und eine Verdampfungsvorrichtung (6), die eingerichtet ist, darin befindliches Wasser zu verdampfen. Ferner umfasst die Wassereinspritzvorrichtung eine erste Zufuhrleitung (5), welche eingerichtet ist, die Verdampfungsvorrichtung (6) mit einer Wasserquelle (101) des Fahrzeugs (100) zu verbinden, wobei Wasser aus der Wasserquelle (101) über die erste Zufuhrleitung (5) der Verdampfungsvorrichtung (6) zuführbar ist. Weiterhin ist eine zweite Zufuhrleitung (7) vorgesehen, welche eingerichtet ist, die Verdampfungsvorrichtung (6) mit dem Wassertank (3) zu verbinden, wobei in der Verdampfungsvorrichtung (6) erzeugter Wasserdampf dem Wassertank (3) zuführbar ist. The present invention relates to a water injection device of an internal combustion engine of a vehicle, which has at least one water injector (2) for injecting water, a water tank (3), a conveying element (4) for conveying water from the water tank (3) to the water injector (2), and an evaporation device (6) arranged to evaporate water therein. Furthermore, the water injection device comprises a first supply line (5) which is arranged to connect the evaporation device (6) to a water source (101) of the vehicle (100), water from the water source (101) via the first supply line (5) Evaporating device (6) can be fed. Furthermore, a second supply line (7) is provided, which is set up to connect the evaporation device (6) to the water tank (3), wherein steam generated in the evaporation device (6) can be supplied to the water tank (3).

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Figure DE102016205103A1_0001

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, bei der Wasser besserer Qualität für die Wasserinjektoren der Wassereinspritzvorrichtung bereitgestellt wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Brennkraftmaschine, die eine derartige Wassereinspritzvorrichtung umfasst. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches eine derartige Brennkraftmaschine und/oder Wassereinspritzvorrichtung umfasst.The present invention relates to a water injection device of an internal combustion engine of a vehicle, in which water of better quality is provided for the water injectors of the water injection device. Furthermore, the present invention relates to an internal combustion engine comprising such a water injection device. Another aspect of the invention relates to a vehicle comprising such an internal combustion engine and / or water injection device.

Aufgrund steigender Anforderungen an reduzierte Kohlenstoffdioxidemissionen werden Brennkraftmaschinen zunehmend hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimiert. Allerdings können bekannte Brennkraftmaschinen in Betriebspunkten mit hoher Last nicht optimal im Hinblick auf den Verbrauch betrieben werden, da der Betrieb durch Klopfneigung und hohe Abgastemperaturen begrenzt ist. Eine mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Klopfneigung und zur Senkung der Abgastemperaturen ist die Einspritzung von Wasser. Due to increasing demands on reduced carbon dioxide emissions, internal combustion engines are increasingly being optimized with regard to fuel consumption. However, known internal combustion engines can not be operated optimally in terms of consumption at operating points with high load, since the operation is limited by knock tendency and high exhaust gas temperatures. A possible measure to reduce the tendency to knock and to lower the exhaust gas temperatures is the injection of water.

Im Stand der Technik sind Wassereinspritzvorrichtungen bekannt, bei welchen das Wasser aus verschiedenen Quellen bereitgestellt wird. So ist zum Beispiel aus der DE 10 2012 207 906 A1 ein Wassereinspritzsystem bekannt, bei dem ein Kondensator zum Kondensieren von im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltenem Wasserdampf zu flüssigem Wasser für die Wassereinspritzvorrichtung benutzt wird. Allerdings kann die vorgeschlagene Lösung unter Umständen nachteilig sein. Das Abscheiden vom Wasserdampf aus dem Abgas führt nicht zu ganz reinem Wasser, da während dieses Prozesses auch aggressive Komponenten (Säuren) aus den Abgasbestandteilen gebildet werden. Damit belastet das Wasser die Komponenten des Wassereinspritzsystems stark. Dieses kann zu Metallkorrosion oder Polymerschädigungen an den Komponenten des Wassereinspritzsystems führen. Des Weiteren ist bei der Anwendung einer Nachfülllösung entweder ein großer Wassertank benötigt oder ein regelmäßiges Nachfüllen des Wassertanks erforderlich, wenn der Wassertank kompakt ausgebildet ist. Diese Lösung ist insofern zeitaufwändig und/oder verursacht Kosten durch den Kauf von Wasser. In the prior art, water injection devices are known in which the water is provided from different sources. So is for example from the DE 10 2012 207 906 A1 a water injection system is known in which a condenser is used for condensing contained in the exhaust gas of the internal combustion engine water vapor to liquid water for the water injection device. However, the proposed solution may be disadvantageous. The separation of water vapor from the exhaust gas does not lead to completely pure water, as during this process, aggressive components (acids) are formed from the exhaust components. Thus, the water heavily pollutes the components of the water injection system. This can lead to metal corrosion or polymer damage to the components of the water injection system. Furthermore, when using a replenisher, either a large water tank is needed or regular refilling of the water tank is required when the water tank is compact. This solution is time consuming and / or causes costs by buying water.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass Wasser aus einer Wasserquelle des Fahrzeugs im Hinblick auf seine Qualität verbessert, und zur Verfügung für eine Wassereinspritzung gestellt wird. Die Wasserqualität wird durch eine Anzahl von festen ungelösten Partikeln im Wasser wie beispielsweise Staub oder Schmutz, und/oder eine Konzentration von gelösten Komponenten wie etwa Salz oder Mineralien, definiert. Eine höhere Qualität des benutzten Wassers führt dazu, dass ein schonender Betrieb der Wassereinspritzvorrichtung sichergestellt wird. Dies wird durch eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs erreicht, die mindestens einen Wasserinjektor zum Einspritzen von Wasser, einen Wassertank, und ein Förderelement zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank zum Wasserinjektor umfasst. Bei der Wassereinspritzvorrichtung ist eine Verdampfungsvorrichtung vorgesehen, die eingerichtet ist, darin befindliches Wasser zu verdampfen. Ferner umfasst die Wassereinspritzvorrichtung eine erste Zufuhrleitung, welche eingerichtet ist, die Verdampfungsvorrichtung mit einer Wasserquelle des Fahrzeugs zu verbinden, wobei Wasser aus der Wasserquelle über die erste Zufuhrleitung der Verdampfungsvorrichtung zuführbar ist. Weiterhin ist bei der Wassereinspritzvorrichtung eine zweite Zufuhrleitung vorgesehen, welche eingerichtet ist, die Verdampfungsvorrichtung mit dem Wassertank zu verbinden, wobei in der Verdampfungsvorrichtung erzeugter Wasserdampf dem Wassertank zuführbar ist. Durch die über die Verdampfungsvorrichtung erfolgte Destillation des Wassers werden ungelöste Partikel und/oder gelöste Komponenten vom Wasser abgeschieden. Somit ist der erzeugte Wasserdampf von diesen Partikeln und/oder Komponenten befreit, und weist damit eine höhere Qualität auf. Dies führt dazu, dass die wasserführenden Bauelemente der Wassereinspritzvorrichtung eine längere Lebensdauer aufweisen. The water injection device according to the invention of an internal combustion engine of a vehicle with the features of claim 1, on the other hand, has the advantage that water from a water source of the vehicle improves in terms of quality, and is made available for a water injection. Water quality is defined by a number of solid undissolved particles in the water such as dust or dirt, and / or a concentration of dissolved components such as salt or minerals. Higher quality of the water used will ensure that the water injector operates well. This is achieved by a water injection device of an internal combustion engine of a vehicle, which comprises at least one water injector for injecting water, a water tank, and a conveying element for conveying water from the water tank to the water injector. In the water injection device, there is provided an evaporation device configured to evaporate water therein. Furthermore, the water injection device comprises a first supply line, which is set up to connect the evaporation device to a water source of the vehicle, wherein water from the water source can be fed to the evaporation device via the first supply line. Furthermore, in the water injection device, a second supply line is provided, which is set up to connect the evaporation device to the water tank, wherein steam generated in the evaporation device can be fed to the water tank. By means of the distillation of the water via the evaporation device, undissolved particles and / or dissolved components are separated from the water. Thus, the generated water vapor is freed from these particles and / or components, and thus has a higher quality. As a result, the water-carrying components of the water injection device have a longer service life.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Bevorzugt umfasst die Wasserquelle mindestens einen Ablauf einer Karosserie des Fahrzeugs. Die erste Zufuhrleitung ist dabei eingerichtet, den Ablauf mit der Verdampfungsvorrichtung zu verbinden, wobei Wasser aus der Umgebung, das in den Ablauf gelingt, über die erste Zufuhrleitung der Verdampfungsvorrichtung zuführbar ist. Somit wird das durch eine Karosserie des Fahrzeugs aus der Umgebung gesammelte Wasser, welches durch Niederschlag, Fahrzeugwäsche, Scheibenreiniger oder Ähnliches zur Verfügung steht, aufgefangen und zur Wassereinspritzung verwendet. Dieses Wasser ist nicht so korrosiv wie beispielsweise ein Abgaskondensat. Somit belastet das aus der Umgebung aufgefangene Wasser die erste Zufuhrleitung und dies Verdampfungsvorrichtung der Wassereinspritzvorrichtung weniger stark. Durch die Nutzung von Wasser aus der Umgebung kann ferner ein Kosten- und Zeitaufwand wegen eines anderenfalls erforderlichen regelmäßigen Nachfüllvorgangs reduziert werden. Insbesondere in Ländern mit einem hohen durchschnittlichen Jahresniederschlag kann dies zu einer erheblichen Kostenersparnis führen. Preferably, the water source comprises at least one drain of a body of the vehicle. The first supply line is set up to connect the outlet with the evaporation device, wherein water from the environment, which succeeds in the process, can be supplied to the evaporation device via the first supply line. Thus, the collected by a body of the vehicle from the surrounding water, which is available through precipitation, vehicle wash, window cleaner or the like, collected and used for water injection. This water is not as corrosive as, for example, an exhaust gas condensate. Thus, the collected water from the environment pollutes the first supply line and this evaporation device of the water injection less. Further, by using water from the environment, cost and time can be reduced because of otherwise required regular refilling. This can lead to significant cost savings, especially in countries with a high average annual rainfall.

Zusätzlich oder alternativ umfasst die Wasserquelle einen Kondensatbehälter einer Klimaanlage des Fahrzeugs. Die erste Zufuhrleitung ist dabei eingerichtet, den Kondensatbehälter mit der Verdampfungsvorrichtung zu verbinden, wobei Wasser aus dem Kondensatbehälter über die erste Zufuhrleitung der Verdampfungsvorrichtung zuführbar ist. Somit steht alternativ oder zusätzlich zum aus der Umgebung gesammelten Wasser das Wasser aus dem Kondensatbehälter für eine Wassereinspritzung zur Verfügung. Dies kann nach Bedarf von Vorteil sein, wenn eine größere Wassereinspritzmenge erforderlich ist. Additionally or alternatively, the water source comprises a condensate tank of an air conditioning system of the vehicle. The first supply line is configured to connect the condensate tank with the evaporation device, wherein water from the condensate tank via the first supply line of the evaporation device can be fed. Thus, alternatively or in addition to the water collected from the environment, the water from the condensate tank is available for water injection. This may be beneficial as needed when a larger amount of water injection is required.

Vorzugsweise weist die Wassereinspritzvorrichtung einen Nachfüllstutzen zum Nachtanken des Wassertanks auf. Durch den Nachfüllstutzen, der mit dem Wassertank verbunden ist, kann in dem, eher seltenen, Fall Wasser nachgetankt werden, in dem weder Wasser durch Niederschlag usw. noch Kondensat aus der Klimaanlage gewonnen werden kann. Das Vorsehen des Nachfüllstutzens bietet ferner den Vorteil, dass bei einer defekten Verdampfungsvorrichtung die Wassereinspritzvorrichtung weiterhin betrieben werden kann. Preferably, the water injection device has a refill nozzle for refilling the water tank. In the, rather rare, case, water can be refueled through the refill pipe, which is connected to the water tank, in which neither water through precipitation, etc. nor condensate from the air conditioning system can be obtained. The provision of the refilling nozzle also has the advantage that, in the case of a defective evaporation device, the water injection device can continue to be operated.

Bevorzugt umfasst die Verdampfungsvorrichtung eine elektrische Heizung, die eingerichtet ist, das in der ersten Zufuhrleitung befindliche Wasser zu erwärmen und/oder das in der Verdampfungsvorrichtung befindliche Wasser zu verdampfen. Vorzugsweise ist die elektrische Heizung eingerichtet, das Wasser in der ersten Zufuhrleitung zu erwärmen und das Wasser in der Verdampfungsvorrichtung zu verdampfen. Da das Wasser schon in der ersten Zufuhrleitung erwärmt wird, erfolgt dessen Verdampfen in der Verdampfungsvorrichtung schneller. Die Lösung der elektrischen Heizung ist einfach und stellt einen konstanten Wärmestrom zum Erwärmen und/oder Verdampfen des Wassers zur Verfügung. So wird das Wasser in der Verdampfungsvorrichtung in kontrollierter Weise zum Sieden gebracht.Preferably, the evaporation device comprises an electric heater, which is set up to heat the water located in the first supply line and / or to evaporate the water present in the evaporation device. Preferably, the electric heater is arranged to heat the water in the first supply line and to evaporate the water in the evaporator. Since the water is already heated in the first supply line, its evaporation takes place more quickly in the evaporation device. The solution of electric heating is simple and provides a constant heat flow for heating and / or evaporating the water. Thus, the water in the evaporator is boiled in a controlled manner.

Besonders bevorzugt ist die elektrische Heizung derart eingerichtet, das Wasser in der ersten Zufuhrleitung weitgehend zu erwärmen, so dass das Wasser in möglichst kurzer Zeit in der Verdampfungsvorrichtung verdampft. Particularly preferably, the electric heater is set up to largely heat the water in the first supply line, so that the water evaporates in the evaporation device in as short a time as possible.

Alternativ oder zusätzlich ist die Wassereinspritzvorrichtung derart eingerichtet, dass Wärme von einer Abgasleitung und/oder einer Kühlwasserleitung und/oder einer Ölleitung der Brennkraftmaschine auf die erste Zufuhrleitung und/oder auf die Verdampfungsvorrichtung übertragen wird. Dabei wird das Wasser in der ersten Zufuhrleitung erwärmt und/oder das Wasser in der Verdampfungsvorrichtung verdampft. Besonders bevorzugt ist die Wassereinspritzvorrichtung derart eingerichtet, dass die Wärme sowohl auf die erste Zufuhrleitung, um das darin befindliche Wasser zu erwärmen, als auch auf die Verdampfungsvorrichtung übertragen wird, um das darin befindliche Wasser zu verdampfen. Dadurch wird Wärme, die anderenfalls z.B. als Verlust zur Umgebung freigegeben wäre, zur Destillation des Wassers benutzt. Somit kann der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine gesteigert werden. Alternatively or additionally, the water injection device is set up such that heat is transferred from an exhaust line and / or a cooling water line and / or an oil line of the internal combustion engine to the first supply line and / or to the evaporation device. In this case, the water is heated in the first supply line and / or the water evaporates in the evaporation device. More preferably, the water injection device is arranged such that the heat is transferred both to the first supply line to heat the water therein and to the evaporation device to evaporate the water therein. Thereby heat, otherwise released as a loss to the environment, used to distill the water. Thus, the efficiency of the internal combustion engine can be increased.

Insbesondere ist die Wassereinspritzvorrichtung derart eingerichtet, dass das Wasser aufgrund der aufgenommen Wärme in der ersten Zufuhrleitung in die Wasserverdampfungsvorrichtung in einer solchen Phase gelangt, dass die Verdampfung des Wassers in der Verdampfungsvorrichtung in kürzester Zeit erfolgen kann.In particular, the water injection device is arranged such that the water due to the heat absorbed in the first supply line in the water evaporation device in such a phase that the evaporation of water in the evaporation device can be done in no time.

Die Wassereinspritzvorrichtung umfasst ferner bevorzugt einen Kondensator, der zwischen dem Wassertank und der Verdampfungsvorrichtung zum Kondensieren von in der Verdampfungsvorrichtung entstehendem Wasserdampf angeordnet ist. Das entstehende Wasserkondensat ist dem Wassertank zuführbar. The water injection device preferably further comprises a condenser disposed between the water tank and the evaporation device for condensing water vapor generated in the evaporation device. The resulting water condensate can be fed to the water tank.

Es sei angemerkt, dass das Vorsehen eines Kondensators bei der Wassereinspritzvorrichtung nicht zwingend erforderlich ist. Wie schon beschrieben, ist der durch die Verdampfungsvorrichtung entstehende Wasserdampf über die zweite Zufuhrleitung dem Wassertank zuführbar. Dabei kann der Wasserdampf durch die Wandung der zweiten Zufuhrleitung und/oder des Wassertanks und/oder das im Wassertank schon befindliche Wasser kondensieren. It should be noted that the provision of a condenser in the water injection device is not mandatory. As already described, the water vapor produced by the evaporation device can be supplied to the water tank via the second supply line. In this case, the water vapor can condense through the wall of the second supply line and / or the water tank and / or the water already in the water tank.

Jedoch bietet ein zusätzlicher Kondensator den Vorteil, dass der Wasserdampf schneller in die flüssige Phase übergeht. Dies hat zur Folge, dass Wasser zur Wassereinspritzung schneller bereitgestellt wird. However, an additional condenser has the advantage that the water vapor passes more quickly into the liquid phase. As a result, water for water injection is provided faster.

Vorteilhafterweise ist der Kondensator eingerichtet, den Wasserdampf mittels Luftdurchströmung und/oder einer Zirkulation des im Wassertank befindlichen Wassers zu kondensieren. Der Kondensator ist vorzugsweise als Wärmeübertrager ausgebildet, in dem Wärme vom Wasserdampf auf einen Luftstrom und/oder einen aus dem im Wassertank befindlichen Wasser entstehenden Wasserstrom übertragen wird, was zum Kondensieren des Wasserdampfs führt. Somit kann die Wassereinspritzvorrichtung an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Advantageously, the condenser is adapted to condense the water vapor by means of air flow and / or a circulation of the water in the water tank. The condenser is preferably designed as a heat exchanger in which heat is transferred from the steam to an air flow and / or a water flow arising from the water in the water tank, which leads to condensation of the water vapor. Thus, the water injection device can be adapted to different requirements.

Ferner bevorzugt ist ein Filterelement, insbesondere ein Sieb, in Richtung von der Wasserquelle zur Verdampfungsvorrichtung in der ersten Zufuhrleitung vor der Verdampfungsvorrichtung angeordnet. Somit wird das Wasser vor dem Einleiten in die Verdampfungsvorrichtung gefiltert, um Feststoffe aus dem Wasser abzuscheiden. Dadurch wird verhindert, dass die nachfolgenden wasserführenden Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung nicht vorzeitig auf Grund von Verschmutzung ausfallen. Further preferred is a filter element, in particular a sieve, in the direction from the water source to the evaporation device in the first Supply line arranged in front of the evaporation device. Thus, the water is filtered prior to introduction into the evaporator to separate solids from the water. This prevents the subsequent water-bearing components of the water injection device from failing prematurely due to contamination.

Besonders bevorzugt ist ein erstes Ende der zweiten Zufuhrleitung höher in vertikaler Richtung als ein zweites Ende der zweiten Zufuhrleitung angeordnet, wobei das erste Ende in Richtung von der Verdampfungsvorrichtung zum Wassertank vor dem zweiten Ende angeordnet ist. Somit wird das Zuführen des Wasserdampfes zu dem Wassertank erleichtert. Dies ist insbesondere von großem Vorteil, wenn eine Kondensation des Wasserdampfes durch die Wandung der zweiten Zufuhrleitung erfolgt. Somit kann der kondensierte Wasserdampf durch die Schwerkraft dem Wassertank zugeführt werden.Particularly preferably, a first end of the second supply line is arranged higher in the vertical direction than a second end of the second supply line, wherein the first end is arranged in the direction from the evaporation device to the water tank in front of the second end. Thus, supplying the water vapor to the water tank is facilitated. This is particularly advantageous if condensation of the water vapor takes place through the wall of the second supply line. Thus, the condensed water vapor can be supplied by gravity to the water tank.

Vorzugsweise umfasst die Wassereinspritzvorrichtung eine Überlaufleitung, wobei bei einer verschlossenen (verstopften) ersten Zufuhrleitung Wasser von der ersten Zufuhrleitung in die Überlaufleitung leitbar ist. Das Verschließen oder Verstopfen der Zufuhrleitung kann beispielsweise durch ein verstopftes Filterelement und/oder eine volle Verdampfungsvorrichtung und/oder einen vollen Wassertank und/oder eine verstopfte zweite Zufuhrleitung verursacht werden. Dadurch kann die Situation vermieden werden, dass ein zu hoher Druck im Wassertank und/oder in den Leitungen der Wassereinspritzvorrichtung entsteht. Preferably, the water injection device comprises an overflow line, wherein in a closed (clogged) first supply line water from the first supply line into the overflow line is conductive. The closing or clogging of the supply line may be caused for example by a clogged filter element and / or a full vaporizing device and / or a full water tank and / or a clogged second supply line. Thereby, the situation can be avoided that creates an excessive pressure in the water tank and / or in the lines of the water injection device.

Die Erfindung betrifft ferner eine Brennkraftmaschine mit einer zuvor beschriebenen Wassereinspritzvorrichtung, und einem Einspritzraum, wobei der Wasserinjektor der Wassereinspritzvorrichtung eingerichtet ist, in den Einspritzraum Wasser einzuspritzen. The invention further relates to an internal combustion engine with a water injection device described above, and an injection space, wherein the water injector of the water injection device is arranged to inject water into the injection space.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Wassereinspritzvorrichtung, und einer Wasserquelle, welche über die erste Zufuhrleitung mit der Verdampfungsvorrichtung der Wassereinspritzvorrichtung kommuniziert, wobei die Verdampfungsvorrichtung mittels der zweiten Zufuhrleitung mit dem Wassertank verbunden ist. Another aspect of the invention relates to a vehicle having a previously described water injection device, and a water source communicating via the first supply line with the evaporation device of the water injection device, wherein the evaporation device is connected to the water tank by means of the second supply line.

Vorzugsweise umfasst ferner die Wasserquelle mindestens einen Ablauf einer Karosserie des Fahrzeugs und/oder einen Kondensatbehälter einer Klimaanlage des Fahrzeugs.Preferably, the water source further comprises at least one drain of a body of the vehicle and / or a condensate tank of an air conditioning system of the vehicle.

Die schon in Bezug auf die Wassereinspritzvorrichtung erläuterten Vorteile sind auch bei der vorgenannten Brennkraftmaschine und dem vorgenannten Fahrzeug gegeben. The already explained in relation to the water injection device advantages are also given in the aforementioned internal combustion engine and the aforementioned vehicle.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. In der Zeichnung ist:Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or functionally identical parts are designated by the same reference numerals. In the drawing is:

1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Wassereinspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 a highly simplified schematic view of an internal combustion engine with a water injection device according to a first embodiment of the present invention,

2 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, 2 a simplified schematic view of the water injection device according to the first embodiment,

3 eine stark vereinfachte schematische Ansicht des Fahrzeugs, in dem die Wassereinspritzvorrichtung von 2 vorgesehen ist, 3 a highly simplified schematic view of the vehicle, in which the water injection device of 2 is provided,

4 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und 4 a simplified schematic view of the water injection device according to a second embodiment, and

5 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. 5 a simplified schematic view of the water injection device according to a third embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 einer Wassereinspritzvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine 50 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Insbesondere wird die Brennkraftmaschine 50 nach dem Otto-Prinzip und mit Benzindirekteinspritzung betrieben. Die Brennkraftmaschine 50 ist in einem Fahrzeug 100 angeordnet (4).The following is with reference to the 1 to 4 a water injection device 1 an internal combustion engine 50 described in detail according to a preferred embodiment. In particular, the internal combustion engine 50 operated according to the Otto principle and with gasoline direct injection. The internal combustion engine 50 is in a vehicle 100 arranged ( 4 ).

In 1 ist die Brennkraftmaschine 50, welche eine Vielzahl von Zylindern aufweist, sowie ein Teil der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1 schematisch dargestellt. Die Brennkraftmaschine 50 umfasst pro Zylinder einen Brennraum 52, in welchem ein Kolben 53 hin und her bewegbar ist. Ferner weist vorzugsweise die Brennkraftmaschine 50 pro Zylinder einen Einspritzraum 51 auf, in welchen Wasser eingespritzt wird. In 1 is the internal combustion engine 50 , which has a plurality of cylinders, as well as a part of the water injection device according to the invention 1 shown schematically. The internal combustion engine 50 includes one cylinder per cylinder 52 in which a piston 53 is movable back and forth. Further, preferably, the internal combustion engine 50 one injection space per cylinder 51 on, in which water is injected.

Der Einspritzraum 51 ist bevorzugt als ein Einlasskanal ausgebildet. Über den Einlasskanal wird Luft zum Brennraum 52 zugeführt. Abgas wird über einen Abgaskanal 54 abgeführt. Hierzu sind am Einlasskanal ein Einlassventil 55 und am Abgaskanal 54 ein Auslassventil 56 angeordnet. Das Bezugszeichen 57 bezeichnet ferner ein Kraftstoffeinspritzventil.The injection room 51 is preferably formed as an inlet channel. Air is transferred to the combustion chamber via the inlet channel 52 fed. Exhaust gas is via an exhaust duct 54 dissipated. For this purpose, an inlet valve at the inlet channel 55 and at the exhaust duct 54 an outlet valve 56 arranged. The reference number 57 further denotes a fuel injection valve.

Zum Einspritzen von Wasser ist am Einspritzraum 51 ein Wasserinjektor 2 angeordnet, welcher über eine Steuereinheit 10 Wasser in den Einspritzraum 51 der Brennkraftmaschine 50 einspritzt. For injecting water is at the injection chamber 51 a water injector 2 arranged, which via a control unit 10 Water in the injection room 51 the internal combustion engine 50 injects.

Alternativ kann der Wasserinjektor 2 Wasser direkt in den Brennraum 52 einspritzen. In einem solchen Fall ist der Brennraum 52 als der Einspritzraum 51 anzusehen. Alternatively, the water injector 2 Water directly into the combustion chamber 52 inject. In such a case, the combustion chamber 52 as the injection space 51 to watch.

Der Wasserinjektor 2 ist Teil der Wassereinspritzvorrichtung 1, welche in 2 im Detail gezeigt ist. Die Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst ein als Pumpe ausgebildetes Förderelement 4. Des Weiteren ist ein Wassertank 3 vorgesehen, welcher durch eine Förderleitung 15 mit dem Förderelement 4 bzw. einem Ansaugbereich des Förderelements 4 verbunden ist. The water injector 2 is part of the water injection device 1 , what a 2 shown in detail. The water injection device 1 comprises a pump element designed as a pumping element 4 , Furthermore, there is a water tank 3 provided, which by a delivery line 15 with the conveying element 4 or a suction region of the conveying element 4 connected is.

Durch das Förderelement 4 wird Wasser aus dem Wassertank 3 zum Wasserinjektor 2 gefördert. Alternativ kann das Förderelement 4 im Wassertank 3 angeordnet sein und Wasser direkt, ohne zusätzliche Leitung aus dem Wassertank 3 ansaugen.By the conveyor element 4 gets water from the water tank 3 to the water injector 2 promoted. Alternatively, the conveying element 4 in the water tank 3 Be arranged and water directly, without additional pipe from the water tank 3 suck.

Ferner umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 eine Verdampfungsvorrichtung 6, welche über eine erste Zufuhrleitung 5 mit einer Wasserquelle 101 des Fahrzeugs 100 (4) verbindbar ist. Furthermore, the water injection device comprises 1 an evaporation device 6 , which via a first supply line 5 with a water source 101 of the vehicle 100 ( 4 ) is connectable.

Die Verdampfungsvorrichtung 6 weist vorzugsweise einen Verdampfungsbehälter 60 und eine Wärmequelle 61 auf. Die Verdampfungsvorrichtung 6 dient dazu, das im Verdampfungsbehälter 60 befindliche Wasser mittels der Wärmequelle 61 zu verdampfen.The evaporation device 6 preferably has an evaporation tank 60 and a heat source 61 on. The evaporation device 6 serves to do this in the evaporation tank 60 located water by means of the heat source 61 to evaporate.

Nach einer alternativen Ausgestaltung der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist die Wärmequelle 61 ferner eingerichtet, das Wasser in der ersten Zufuhrleitung 5 zu erwärmen, bevor das Wasser durch die Verdampfungsvorrichtung 6 verdampft wird. According to an alternative embodiment of the water injection device 1 is the heat source 61 further set, the water in the first supply line 5 to heat up, before the water through the evaporator 6 is evaporated.

In diesem Ausführungsbeispiel umfasst bevorzugt die Wärmequelle 61 eine elektrische Heizung 62, die das Wasser im Verdampfungsbehälter 60 zum Sieden bringen kann. In this embodiment, the heat source preferably comprises 61 an electric heater 62 holding the water in the evaporation tank 60 bring to a boil.

Die elektrische Heizung 62 ist bevorzugt als eine externe, d.h. außerhalb des Verdampfungsbehälters 60 der Verdampfungsvorrichtung 6 angeordnete, Heizung ausgebildet. Da die elektrische Heizung 62 nicht im direkten Kontakt mit dem Wasser steht, können die im Wasser existierenden ungelösten festen Partikel und gelöste Komponenten wie. z.B. Mineralien, die elektrische Heizung 62 nicht beschädigen. Eine ausfallsichere Funktion der elektrischen Heizung 62 wird somit über eine längere Zeit ermöglicht. The electric heater 62 is preferred as an external, ie outside the evaporation vessel 60 the evaporation device 6 arranged, heating formed. As the electric heater 62 is not in direct contact with the water, the existing in the water undissolved solid particles and dissolved components such as. eg minerals, the electric heating 62 do not damage. A fail-safe function of the electric heater 62 is thus made possible over a longer time.

Alternativ kann die elektrische Heizung 62 innerhalb des Verdampfungsbehälters 60 der Verdampfungsvorrichtung 6 angeordnet sein, wodurch ein kompakterer Aufbau der Wassereinspritzvorrichtung 1 gewährleistet wird. Alternatively, the electric heater 62 inside the evaporation tank 60 the evaporation device 6 be arranged, creating a more compact construction of the water injection device 1 is guaranteed.

Die Wasserquelle 101 umfasst vorzugsweise mindestens einen Ablauf 103 einer Karosserie 102 des Fahrzeugs 100. Der Ablauf 103 entspricht einem ersten Ablauf. The water source 101 preferably comprises at least one sequence 103 a body 102 of the vehicle 100 , The sequence 103 corresponds to a first sequence.

Alternativ oder zusätzlich kann die Wasserquelle 101 einen Kondensatbehälter 105 einer Klimaanlage 104 des Fahrzeugs 100 aufweisen. Dies wird mit einer gestrichelten Linie in 5 bezeichnet und wird als ein weiteres Ausführungsbeispiel beschrieben.Alternatively or additionally, the water source 101 a condensate tank 105 an air conditioner 104 of the vehicle 100 exhibit. This is indicated by a dashed line in 5 and is described as a further embodiment.

Die erste Zufuhrleitung 5 ist eingerichtet, den Ablauf 103 mit der Verdampfungsvorrichtung 6 zu verbinden. Wasser aus der Umgebung, das in den Ablauf 102 gelangt, ist über die erste Zufuhrleitung 5 der Verdampfungsvorrichtung 6 zuführbar. The first supply line 5 is set up, the process 103 with the evaporation device 6 connect to. Water from the environment, in the drain 102 is via the first supply line 5 the evaporation device 6 fed.

In der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist weiterhin eine zweite Zufuhrleitung 7 vorgesehen. Die zweite Zufuhrleitung 7 ist eingerichtet, die Verdampfungsvorrichtung 6 mit dem Wassertank 3 zu verbinden. Dabei ist in der Verdampfungsvorrichtung 6 erzeugter Wasserdampf dem Wassertank 3 zuführbar.In the water injection device 1 is still a second supply line 7 intended. The second supply line 7 is set up, the evaporation device 6 with the water tank 3 connect to. It is in the evaporation device 6 generated water vapor to the water tank 3 fed.

Durch das Verdampfen vom in der Verdampfungsvorrichtung 6 befindlichen Wasser erfolgt eine Destillation des Wassers, wodurch das Wasser in der Form vom Wasserdampf von ungelösten Partikeln und/oder gelösten Komponenten befreit wird. Somit wird die Qualität des Wassers erhöht und das Wasser kann vorzugsweise dann zum Zwecke einer Wassereinspritzung benutzt werden. By evaporating in the evaporator 6 water is distilled, whereby the water is freed in the form of water vapor from undissolved particles and / or dissolved components. Thus, the quality of the water is increased and the water may then preferably be used for the purpose of water injection.

Die Wasserqualität ist durch die Anzahl der ungelösten Partikel wie etwa Staub oder Schmutz im Wasser und/oder eine Konzentration von im Wasser gelösten Komponenten wie beispielsweise Salz, Reinigungsmittel, usw. definiert. Das bedeutet, dass, je höher die Anzahl der Partikel im Wasser und/oder die Konzentration von gelösten Komponenten sind, desto schlechter ist die Wasserqualität. Water quality is defined by the number of undissolved particles such as dust or dirt in the water and / or a concentration of components dissolved in the water such as salt, detergent, etc. This means that the higher the number of particles in the water and / or the concentration of dissolved components, the worse the water quality.

Ferner ist ein Filterelement 9, insbesondere ein Sieb, in Richtung von der Wasserquelle 101 zur Verdampfungsvorrichtung 6 in der ersten Zufuhrleitung 5 vor der Verdampfungsvorrichtung 6 angeordnet. Das Filterelement 9 dient dazu, potentielle grobe ungelöste Partikel, die sich im Wasser befinden, abzutrennen, so dass die nachfolgenden wasserführenden Bauteile der Wassereinspritzvorrichtung 1 nicht beschädigt werden. Further, a filter element 9 , in particular a sieve, in the direction of the water source 101 to the evaporation device 6 in the first supply line 5 before the evaporation device 6 arranged. The filter element 9 serves to separate potential coarse undissolved particles that are in the water, so that the subsequent water-bearing components of the water injection device 1 not be damaged.

Für den Fall einer verschlossenen bzw. verstopften ersten Zufuhrleitung 5 ist eine Überlaufleitung 11 vorgesehen, in die Wasser von der ersten Zufuhrleitung 5 leitbar ist. In the case of a closed or clogged first supply line 5 is an overflow pipe 11 provided in the water from the first supply line 5 is conductive.

Die Überlaufleitung 11 ist vorzugsweise mit einem weiteren Ablauf 106 verbunden, wodurch überflüssiges Wasser in die Umgebung freigegeben werden kann. Alternativ kann das überflüssige Wasser direkt über die Überlaufleitung 11 in die Umgebung geleitet werden. Der weitere Ablauf 106 entspricht einem zweiten Ablauf. The overflow pipe 11 is preferably with a further sequence 106 connected, which excess water can be released into the environment. Alternatively, the excess water can flow directly through the overflow pipe 11 be directed into the environment. The further process 106 corresponds to a second sequence.

Wenn es kein Wasser aus der Umgebung und der Klimaanlage 104 zu einem Zeitpunkt gewonnen werden kann, umfasst vorzugsweise die Wassereinspritzvorrichtung 1 einen Nachfüllstutzen 12. Durch den Nachfüllstutzen 12 kann der Wassertank 3 jederzeit einfach nachgefüllt werden. If there is no water from the area and the air conditioning 104 can be obtained at a time, preferably comprises the water injection device 1 a refill nozzle 12 , Through the refill nozzle 12 can the water tank 3 easily refilled at any time.

Bei der Wassereinspritzvorrichtung 1 wird Wasser, das im Ablauf 103 der Karosserie 102 des Fahrzeugs 100 gesammelt wird, über die erste Zufuhrleitung 5 der Verdampfungsvorrichtung 6 zugeführt. Bevor das Wasser die Verdampfungsvorrichtung 6 erreicht, wird das Wasser vorzugsweise durch das Filterelement 9 gefiltert. At the water injection device 1 will water that is in the drain 103 the body 102 of the vehicle 100 is collected, via the first supply line 5 the evaporation device 6 fed. Before the water is the evaporation device 6 achieved, the water is preferably through the filter element 9 filtered.

In der Verdampfungsvorrichtung 6 wird das Wasser durch die Wärme, die die elektrische Heizung 62 erzeugt, zum Sieden gebracht. So entsteht Wasserdampf, von dem ungelöste Partikel, die durch das Filterelement 9 nicht abgefiltert worden sind, und gelöste Komponenten im Wasser entfernt sind. Die abgeschiedenen Partikel und Komponenten sammeln sich vorzugsweise auf einem Boden des Verdampfungsbehälters 60 und können aus dem Verdampfungsbehälter 60 zu einem späteren Zeitpunkt entfernt werden.In the evaporation device 6 the water gets through the heat, which is the electric heater 62 produced, brought to a boil. This creates water vapor, from the undissolved particles passing through the filter element 9 have not been filtered off, and dissolved components in the water are removed. The deposited particles and components preferably collect on a bottom of the evaporation vessel 60 and can from the evaporation tank 60 be removed at a later date.

Der Wasserdampf wird über die zweite Zufuhrleitung 7 dem Wassertank 3 zugeführt. Auf dem Weg von der Verdampfungsvorrichtung 6 zum Wassertank 3 ist es möglich, dass der Wasserdampf durch die Wandung der zweiten Zufuhrleitung 7, die eine niedrigere Temperatur als die Temperatur des Wasserdampfes aufweisen, zumindest teilweise abgekühlt und kondensiert wird. Eine Kondensation kann auch im Wassertank 3 durch dessen Wandung und das darin befindliche, schon gereinigte Wasser erfolgen. Mit anderen Worten sind die zweite Zufuhrleitung 7 und/oder der Wassertank 3 eingerichtet, als eine Kondensationsvorrichtung zu wirken. The water vapor is via the second supply line 7 the water tank 3 fed. On the way from the evaporator 6 to the water tank 3 it is possible that the water vapor through the wall of the second supply line 7 having a lower temperature than the temperature of the water vapor, at least partially cooled and condensed. A condensation can also be in the water tank 3 take place through the wall and the already purified water therein. In other words, the second supply line 7 and / or the water tank 3 configured to act as a condensation device.

Durch die Wassereinspritzvorrichtung 1 wird die Wasserqualität des Wassers der Wasserquelle 101 des Fahrzeugs 100 in einfacher Weise verbessert. Außerdem wird als Wasserquelle 101 ein Ablauf 103 der Karosserie 102 des Fahrzeugs 100 benutzt. Dadurch kann ein zeit- und kostenaufwändiges Nachfüllen reduziert oder vermieden werden. Through the water injection device 1 the water quality of the water becomes the source of water 101 of the vehicle 100 improved in a simple way. It is also used as a source of water 101 a process 103 the body 102 of the vehicle 100 used. As a result, a time-consuming and costly refilling can be reduced or avoided.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 4 eine Wassereinspritzvorrichtung 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. The following is with reference to the 4 a water injection device 1 described in detail according to a second embodiment.

Die Wassereinspritzvorrichtung 1 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich grundsätzlich von der Wassereinspritzvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, dass hier zusätzlich ein Kondensator 8 zum Kondensieren des durch die Verdampfungsvorrichtung 6 erzeugten Wasserdampfes vorgesehen ist. The water injection device 1 according to the second embodiment differs in principle from the water injection device of the first embodiment in that here additionally a capacitor 8th for condensing through the evaporator 6 generated water vapor is provided.

Der Kondensator 8 ist vorzugsweise in der zweiten Zufuhrleitung 7 zwischen dem Wassertank 3 und der Verdampfungsvorrichtung 6 angeordnet. Durch den Kondensator 8 wird der durch die Verdampfungsvorrichtung 6 erzeugte Wasserdampf kondensiert. Somit kann die Kondensation des ganzen oder des größten Teils des Wasserdampfs, bevor der Wasserdampf in den Wassertank 3 gelangt, erfolgen. Dies kann bei einer erhöhten angeforderten Wassereinspritzmenge vorteilhaft sein. The capacitor 8th is preferably in the second supply line 7 between the water tank 3 and the evaporation device 6 arranged. Through the capacitor 8th becomes the through the evaporation device 6 generated water vapor condenses. Thus, the condensation of all or most of the water vapor before the water vapor in the water tank 3 arrives. This may be advantageous at an increased requested water injection amount.

Zum Abkühlen des Wasserdampfs kann beim Kondensator 8 eine Luftdurchströmung und/oder eine Zirkulation des im Wassertank 3 befindlichen Wassers benutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Klimaanlage 104 benutzt werden. To cool the water vapor can be at the condenser 8th an air flow and / or a circulation in the water tank 3 used water are used. Alternatively or additionally, the air conditioning 104 to be used.

Die 5 zeigt eine Wassereinspritzvorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. The 5 shows a water injection device 1 according to a third embodiment.

Vorzugsweise weist in diesem Ausführungsbeispiel die Wasserquelle 101 sowohl einen Ablauf 103 der Karosserie 102 als auch den Kondensatbehälter 105 der Klimaanlage 104 (5 und gestrichelte Linie in 3). Preferably, in this embodiment, the water source 101 both a process 103 the body 102 as well as the condensate tank 105 the air conditioning 104 ( 5 and dashed line in 3 ).

Die erste Zufuhrleitung 5 ist dabei eingerichtet, den Ablauf 103 und den Kondensatbehälter 105 mit der Verdampfungsvorrichtung 6 zu verbinden. The first supply line 5 is set up the process 103 and the condensate tank 105 with the evaporation device 6 connect to.

Wasser aus der Umgebung, das in den Ablauf 102 gelangt, und Wasser aus dem Kondensatbehälter ist über die erste Zufuhrleitung 5 der Verdampfungsvorrichtung 6 zuführbar. Water from the environment, in the drain 102 and water from the condensate tank is via the first supply line 5 the evaporation device 6 fed.

Ein weiterer Unterschied der Wassereinspritzvorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen besteht darin, dass zum Verdampfen des Wassers in der Verdampfungsvorrichtung 6 die Wärmequelle 61 zusätzlich zur elektrischen Heizung 62 eine Abgasleitung 63 umfasst. Another difference of the water injection device 1 This embodiment in comparison with the previous embodiments is that for evaporating the water in the evaporation device 6 the heat source 61 in addition to the electric heating 62 an exhaust pipe 63 includes.

So ist der Verdampfungsbehälter 60 und die Abgasleitung 63 als ein Wärmeübertrager 66 eingerichtet. Such is the evaporation tank 60 and the exhaust pipe 63 as a heat exchanger 66 set up.

Alternativ oder zusätzlich kann die Wärme einer Kühlwasserleitung 64 und/oder einer Ölleitung 65 zum Verdampfen des Wassers in der Verdampfungsvorrichtung 6 verwendet werden (mit gestrichelten Linien in 5). Dabei umfasst die Wärmequelle 61 die Abgasleitung 63 und/oder die Kühlwasserleitung 64 und/oder die Ölleitung 65. Ferner ist dabei der Verdampfungsbehälter 60 zusammen mit der Abgasleitung 63 und/oder der Kühlwasserleitung 64 und/oder der Ölleitung 65 als der Wärmeübertrager 66 zu verstehen.Alternatively or additionally, the heat of a cooling water pipe 64 and / or an oil line 65 to evaporate the water in the evaporator 6 be used (with dashed lines in 5 ). This includes the heat source 61 the exhaust pipe 63 and / or the cooling water line 64 and / or the oil line 65 , Furthermore, while the evaporation tank 60 together with the exhaust pipe 63 and / or the cooling water line 64 and / or the oil line 65 as the heat exchanger 66 to understand.

Vorzugsweise ist ferner der Kondensator 8 derart ausgebildet, dass der Kondensator 8 an der zweiten Zufuhrleitung 7 angeordnet ist und die zweite Zufuhrleitung 7 ummantelt. Eine Luftströmung oder eine Zirkulation des schon gereinigten Wassers, das sich im Wassertank 3 befindet, ist in der 5 durch die Pfeile K bezeichnet. Preferably, the capacitor is further 8th formed such that the capacitor 8th on the second supply line 7 is arranged and the second supply line 7 jacketed. An air flow or a circulation of the already purified water that is in the water tank 3 is located in the 5 denoted by the arrows K.

Weiterhin ist bevorzugt ein Ventilelement 13 in der ersten Zufuhrleitung 5 angeordnet. Insbesondere ist das Ventilelement 13 als Rückschlagventil ausgebildet. Somit kann sichergestellt werden, dass das Wasser aus dem Ablauf 103 und dem Kondensatbehälter 105 der Klimaanlage 104 der Verdampfungsvorrichtung 6 zugeführt wird, und nicht in den Ablauf 103 und den Kondensatbehälter 105 zurückgelangen kann. Furthermore, a valve element is preferred 13 in the first supply line 5 arranged. In particular, the valve element 13 designed as a check valve. Thus, it can be ensured that the water from the drain 103 and the condensate tank 105 the air conditioning 104 the evaporation device 6 is fed, and not in the process 103 and the condensate tank 105 can get back.

Weiterhin ist der Ablauf 103 in der Form eines Trichters ausgebildet, was das Sammeln von Wasser aus der Umgebung erleichtert. Furthermore, the process is 103 formed in the shape of a funnel, which facilitates the collection of water from the environment.

Alternativ kann ein Anschluss des Ablaufs 103 an den schon existierenden Abläufen des sogenannten Wasserkastens des Fahrzeugs 100 angeordnet sein. Als Wasserkasten ist ein Auffangvolumen unterhalb der Windschutzscheibe, insbesondere mit einem Grobsieb, zu verstehen. Alternatively, a connection of the process 103 on the already existing processes of the so-called water tank of the vehicle 100 be arranged. As a water tank is a collection volume below the windshield, especially with a coarse screen to understand.

In der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist ferner ein Temperatur- und/oder Füllstandsensor 14 vorgesehen. Mittels des Temperatur- und/oder Füllstandsensors 14 wird der Prozess des Verdampfens des Wassers überwacht. So kann beispielsweise die Steuereinheit 10 im Falle einer nicht ausreichenden Verdampfung die elektrische Heizung 62 derart steuern, um mehr Wärme zu erzeugen. Ferner kann zum Beispiel bei einem durch den Temperatur- und/oder Füllstandsensor 14 erfassten hohen Füllstand der Verdampfungsvorrichtung 6 das Ventilelement 13 gesteuert werden, den Weg zur Verdampfungsvorrichtung 6 zu sperren.In the water injection device 1 is also a temperature and / or level sensor 14 intended. By means of the temperature and / or level sensor 14 the process of evaporating the water is monitored. For example, the control unit 10 in case of insufficient evaporation, the electric heater 62 so control to generate more heat. Further, for example, at a through the temperature and / or level sensor 14 detected high level of the evaporation device 6 the valve element 13 be controlled, the way to the evaporation device 6 to lock.

Ferner ist ein erstes Ende 71 der zweiten Zufuhrleitung 7 höher in vertikaler Richtung als ein zweites Ende 72 der zweiten Zufuhrleitung 7 angeordnet. Das erste Ende 71 ist in Richtung von der Verdampfungsvorrichtung 7 zum Wassertank 3 vor dem zweiten Ende 72 positioniert. Somit wird das Zuführen des Wasserdampfs in der zweiten Zufuhrleitung 7 vor dem Kondensator 8 und insbesondere des Wassers in der zweiten Zufuhrleitung 7 nach dem Kondensator in Richtung zum Wassertank 3 erleichtert. There is also a first end 71 the second supply line 7 higher in the vertical direction than a second end 72 the second supply line 7 arranged. The first end 71 is in the direction of the evaporator 7 to the water tank 3 before the second end 72 positioned. Thus, the supply of the water vapor in the second supply line 7 in front of the condenser 8th and in particular the water in the second supply line 7 after the condenser towards the water tank 3 facilitated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102012207906 A1 [0003] DE 102012207906 A1 [0003]

Claims (13)

Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, umfassend: – mindestens einen Wasserinjektor (2) zum Einspritzen von Wasser, – einen Wassertank (3), – ein Förderelement (4) zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank (3) zum Wasserinjektor (2), – eine Verdampfungsvorrichtung (6), die eingerichtet ist, darin befindliches Wasser zu verdampfen, – eine erste Zufuhrleitung (5), welche eingerichtet ist, die Verdampfungsvorrichtung (6) mit einer Wasserquelle (101) des Fahrzeugs (100) zu verbinden, wobei Wasser aus der Wasserquelle (101) über die erste Zufuhrleitung (5) der Verdampfungsvorrichtung (6) zuführbar ist, und – eine zweite Zufuhrleitung (7), welche eingerichtet ist, die Verdampfungsvorrichtung (6) mit dem Wassertank (3) zu verbinden, wobei in der Verdampfungsvorrichtung (6) erzeugter Wasserdampf dem Wassertank (3) zuführbar ist. Water injection device of an internal combustion engine of a vehicle, comprising: - at least one water injector ( 2 ) for the injection of water, - a water tank ( 3 ), - a conveying element ( 4 ) for conveying water from the water tank ( 3 ) to the water injector ( 2 ), - an evaporation device ( 6 ), which is arranged to evaporate water contained therein, - a first supply line ( 5 ), which is set up, the evaporation device ( 6 ) with a water source ( 101 ) of the vehicle ( 100 ), whereby water from the water source ( 101 ) via the first supply line ( 5 ) of the evaporation device ( 6 ), and - a second supply line ( 7 ), which is set up, the evaporation device ( 6 ) with the water tank ( 3 ), wherein in the evaporation device ( 6 ) produced water vapor the water tank ( 3 ) can be fed. Wassereinspritzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Wasserquelle mindestens einen Ablauf (103) einer Karosserie (102) des Fahrzeugs (100) umfasst, wobei die erste Zufuhrleitung (5) eingerichtet ist, den Ablauf (103) mit der Verdampfungsvorrichtung (6) zu verbinden, wobei Wasser aus der Umgebung, das in den Ablauf (103) gelangt, über die erste Zufuhrleitung (5) der Verdampfungsvorrichtung (6) zuführbar ist.Water injection device according to claim 1, wherein the water source comprises at least one drain ( 103 ) of a body ( 102 ) of the vehicle ( 100 ), wherein the first supply line ( 5 ) is set up the process ( 103 ) with the evaporation device ( 6 ), using water from the environment that flows into the process ( 103 ), via the first supply line ( 5 ) of the evaporation device ( 6 ) can be fed. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wasserquelle (101) einen Kondensatbehälter (105) einer Klimaanlage (104) des Fahrzeugs (100) umfasst, wobei die erste Zufuhrleitung (5) eingerichtet ist, den Kondensatbehälter (105) mit der Verdampfungsvorrichtung (6) zu verbinden, wobei Wasser aus dem Kondensatbehälter (105) über die erste Zufuhrleitung (5) der Verdampfungsvorrichtung (6) zuführbar ist. Water injection device according to one of the preceding claims, wherein the water source ( 101 ) a condensate container ( 105 ) of an air conditioner ( 104 ) of the vehicle ( 100 ), wherein the first supply line ( 5 ), the condensate container ( 105 ) with the evaporation device ( 6 ), with water from the condensate tank ( 105 ) via the first supply line ( 5 ) of the evaporation device ( 6 ) can be fed. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verdampfungsvorrichtung (5) eine elektrische Heizung (62) umfasst, die eingerichtet ist, das in der ersten Zufuhrleitung (5) befindliche Wasser zu erwärmen und/oder das in der Verdampfungsvorrichtung (6) befindliche Wasser zu verdampfen.Water injection device according to one of the preceding claims, wherein the evaporation device ( 5 ) an electric heater ( 62 ), which is arranged in the first supply line ( 5 ) and / or in the evaporation device ( 6 ) to evaporate water. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verdampfungsvorrichtung (6) derart eingerichtet ist, dass Wärme von einer Abgasleitung (63) und/oder einer Kühlwasserleitung (64) und/oder einer Ölleitung (65) der Brennkraftmaschine (50) auf die erste Zufuhrleitung (5) und/oder auf die Verdampfungsvorrichtung (6) übertragbar ist. Water injection device according to one of the preceding claims, wherein the evaporation device ( 6 ) is arranged such that heat from an exhaust pipe ( 63 ) and / or a cooling water line ( 64 ) and / or an oil line ( 65 ) of the internal combustion engine ( 50 ) on the first supply line ( 5 ) and / or on the evaporation device ( 6 ) is transferable. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Kondensator (8) zwischen dem Wassertank (3) und der Verdampfungsvorrichtung (6) zum Kondensieren von in der Verdampfungsvorrichtung (6) entstehenden Wasserdampf, wobei das Wasserkondensat dem Wassertank (3) zuführbar ist. Water injection device according to one of the preceding claims, further comprising a capacitor ( 8th ) between the water tank ( 3 ) and the evaporation device ( 6 ) for condensing in the evaporation device ( 6 ) resulting water vapor, the water condensate the water tank ( 3 ) can be fed. Wassereinspritzvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Kondensator eingerichtet ist, den Wasserdampf mittels Luftdurchströmung und/oder des im Wassertank (3) befindlichen Wassers zu kondensieren. Water injection device according to claim 6, wherein the condenser is arranged, the water vapor by means of air flow and / or in the water tank ( 3 ) to condense water. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Filterelement (9), insbesondere ein Sieb, in Richtung von der Wasserquelle (101) zur Verdampfungsvorrichtung (6) in der ersten Zufuhrleitung (5) vor der Verdampfungsvorrichtung (6) angeordnet ist. Water injection device according to one of the preceding claims, wherein a filter element ( 9 ), in particular a sieve, in the direction of the water source ( 101 ) to the evaporation device ( 6 ) in the first supply line ( 5 ) in front of the evaporation device ( 6 ) is arranged. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein erstes Ende (71) der zweiten Zufuhrleitung (7) höher in vertikaler Richtung als ein zweites Ende (72) der zweiten Zufuhrleitung (7) angeordnet ist, wobei das erste Ende (71) in Richtung von der Verdampfungsvorrichtung (6) zum Wassertank (3) vor dem zweiten Ende (72) angeordnet ist. Water injection device according to one of the preceding claims, wherein a first end ( 71 ) of the second supply line ( 7 ) higher in the vertical direction than a second end ( 72 ) of the second supply line ( 7 ), the first end ( 71 ) in the direction of the evaporation device ( 6 ) to the water tank ( 3 ) before the second end ( 72 ) is arranged. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend eine Überlaufleitung (11), wobei bei einer verschlossenen ersten Zufuhrleitung (5) Wasser von der ersten Zufuhrleitung (5) in die Überlaufleitung (11) leitbar ist. Water injection device according to one of the preceding claims, further comprising an overflow line ( 11 ), wherein at a closed first supply line ( 5 ) Water from the first supply line ( 5 ) into the overflow pipe ( 11 ) is conductive. Brennkraftmaschine, umfassend eine Wassereinspritzvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, und einen Einspritzraum (51), in welchen der Wasserinjektor (2) der Wassereinspritzvorrichtung (1) eingerichtet ist, Wasser einzuspritzen. Internal combustion engine, comprising a water injection device ( 1 ) according to one of the preceding claims, and an injection space ( 51 ), in which the water injector ( 2 ) of the water injection device ( 1 ) is arranged to inject water. Fahrzeug, umfassend eine Wassereinspritzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, und eine Wasserquelle (101), welche über die erste Zufuhrleitung (5) mit der Verdampfungsvorrichtung (6) der Wassereinspritzvorrichtung (1) kommuniziert, wobei die Verdampfungsvorrichtung (6) mittels der zweiten Zufuhrleitung (7) mit dem Wassertank (3) verbunden ist. Vehicle comprising a water injection device ( 1 ) according to one of claims 1 to 11, and a water source ( 101 ), which via the first supply line ( 5 ) with the evaporation device ( 6 ) of the water injection device ( 1 ), the evaporation device ( 6 ) by means of the second supply line ( 7 ) with the water tank ( 3 ) connected is. Fahrzeug nach Anspruch 12, wobei die Wasserquelle (101) mindestens einen Ablauf (103) einer Karosserie (102) des Fahrzeugs (100) und/oder einen Kondensatbehälter (105) einer Klimaanlage (104) des Fahrzeugs (100) umfasst. Vehicle according to claim 12, wherein the water source ( 101 ) at least one process ( 103 ) of a body ( 102 ) of the vehicle ( 100 ) and / or a condensate container ( 105 ) of an air conditioner ( 104 ) of the vehicle ( 100 ).
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