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Die Erfindung betrifft eine Einspritzanlage zum Einbringen von Wasser in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Einspritzanlage zum Einbringen von Wasser in wenigstens einen Brennraum einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2015 213 954 A1 und der
DE 100 26 695 C1 als bekannt zu entnehmen. Die Einspritzanlage weist dabei wenigstens einen Injektor auf, welcher von dem in den Brennraum einzubringenden Wasser durchströmbar ist. Der Injektor kann das Wasser ausspritzen, wodurch das Wasser beispielsweise in den Brennraum eingebracht wird. Die Einspritzanlage weist ferner wenigstens einen Tank auf, in welchem das in den Brennraum einzubringende Wasser zumindest vorübergehend aufnehmbar ist. Dabei ist das in dem Tank aufgenommene Wasser von dem Tank zu dem Injektor zu führen, um dadurch den Injektor mit dem Wasser aus dem Tank zu versorgen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einspritzanlage der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Verwendbarkeit der Einspritzanlage realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Einspritzanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Einspritzanlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders vorteilhafte Verwendbarkeit der Einspritzanlage realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß wenigstens eine Demineralisationseinrichtung zur Demineralisation des Wassers aus dem Tank vorgesehen. Dies bedeutet, dass das Wasser aus dem Tank mittels der Demineralisationseinrichtung demineralisiert werden kann, sodass als das in den Brennraum einzubringende Wasser auch solches Wasser verwendet werden kann, welches vor einem Einfüllen des Wassers in den Tank nicht demineralisiert wurde.
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Der Erfindung liegt dabei insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass bei Einspritzanlagen, mittels welchen Wasser in einen Brennraum einer beispielsweise als Ottomotor ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden kann, demineralisiertes Wasser zum Einsatz kommen muss, um beispielsweise Schäden, welche aus dem Einsatz von Wasser mit übermäßigem Mineralgehalt resultieren könnten, zu vermeiden. Üblicherweise muss derartiges demineralisiertes Wasser beschafft und in den Tank eingefüllt werden, sodass das demineralisierte Wasser in dem separaten Tank mitgeführt werden kann. Einfaches, nicht demineralisiertes Leitungswasser kann somit üblicherweise nicht in den Tank eingefüllt und somit nicht zum Einbringen in den Brennraum verwendet werden.
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Da es nun jedoch erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Demineralisationseinrichtung Bestandteil der Einspritzanlage und somit eine Komponente eines Kraftfahrzeugs, welches mittels der Verbrennungskraftmaschine antreibbar ist, ist, muss nicht extra demineralisiertes Wasser in den Tank eingefüllt werden, sondern in den Tank kann beispielsweise einfaches Leitungswasser eingefüllt werden, welches dann mittels der Demineralisationseinrichtung demineralisiert werden kann. Leitungswasser kann dabei beispielsweise von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs an vielerlei Orten einfach und kostengünstig beschafft und in den Tank eingefüllt werden, sodass eine besonders vorteilhafte Verwendbarkeit beziehungsweise Einsetzbarkeit der Einspritzanlage realisiert werden kann. Mit anderen Worten ist es die Idee der Erfindung, alle relevanten Technikbausteine, die für die Demineralisation des Wassers aus dem Tank erforderlich sind, Bestandteile des Kraftfahrzeugs beziehungsweise der Einspritzanlage werden zu lassen, sodass diese Technikbausteine beispielsweise Bestandteile eines Wasser-Tanksystems oder Umfänge eines Tank-Fördermoduls zum Fördern des Wassers aus dem Tank zu dem Injektor ausgebildet sind. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, zumindest nahezu beliebiges Wasser mit zumindest nahezu beliebigem Mineralgehalt in den Tank einzufüllen, sodass insbesondere Leitungswasser in den Tank eingefüllt werden kann. Danach kann das in dem Tank aufgenommene, zunächst nicht-demineralisierte Wasser, mittels der Demineralisationseinrichtung demineralisiert werden.
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Um eine besonders vorteilhafte Demineralisation beziehungsweise Demineralisierung des Wassers zu realisieren, ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Demineralisationseinrichtung wenigstens einen Mischbettfilter zur Demineralisation des Wassers aus dem Tank aufweist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Einspritzanlage gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Einspritzanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
- 3 eine schematische und geschnittene Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit der Einspritzanlage gemäß der ersten Ausführungsform.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ausschnittsweise in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer Einspritzanlage 10 zum Einbringen von Wasser 12 in jeweilige, beispielsweise als Zylinder ausgebildete Brennräume 14 (3) einer beispielsweise als Hubkolbenmaschine ausgebildeten Verbrennungskraftmaschine 16. Aus 3 ist erkennbar, dass die Verbrennungskraftmaschine beispielsweise Bestandteil eines Kraftwagens 18 ist, welcher beispielsweise als Personenkraftwagen ausgebildet und mittels der Verbrennungskraftmaschine 16 antreibbar ist. Hierzu umfasst die Einspritzanlage 10, insbesondere je Brennraum 14, wenigstens einen Injektor 15, welcher auch als Dosierventil bezeichnet wird. Die Verbrennungskraftmaschine 16 ist beispielsweise als Ottomotor ausgebildet, wobei der jeweilige Injektor 15 von dem in den jeweiligen Brennraum 14 einzubringenden Wasser 12 durchströmbar ist. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das Wasser 12 mittels des jeweiligen Injektors 15 in den jeweils zugehörigen Brennraum 14 direkt eingespritzt wird beziehungsweise direkt eingespritzt werden kann, sodass eine Direkteinspritzung des Wassers 12 vorgesehen ist. Alternativ ist es denkbar, das Wasser 12 mittels des jeweiligen Injektors 15 an einer jeweiligen, stromauf des jeweiligen Brennraums 14 angeordneten Stelle in einen von Luft durchströmbaren Ansaugtrakt der Verbrennungskraftmaschine 16 einzuspritzen, sodass dann beispielsweise das Wasser 12 von der den Ansaugtrakt durchströmenden Luft mitgenommen und in den jeweiligen Brennraum 14 transportiert wird. Das Wasser 12 fungiert als Kühlmedium zum Kühlen der Luft, wodurch eine besonders hohe spezifische Leistung der Verbrennungskraftmaschine 16 realisiert werden kann. Um das Wasser 12 in den jeweiligen Brennraum 14 einzubringen, spritzt der jeweilige Injektor 15 das Wasser 12 aus und dabei direkt in den jeweiligen Brennraum 14 ein.
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Außerdem umfasst die Einspritzanlage 10 einen Tank 20, in welchem das Wasser 12 zumindest vorübergehend aufgenommen beziehungsweise aufnehmbar ist. Dabei ist beispielsweise wenigstens eine von dem Wasser 12 aus dem Tank 20 durchströmbare Versorgungsleitung 22 vorgesehen, mittels welcher das Wasser 12 aus dem Tank 20 zu den Injektoren 15 geführt werden kann. Dadurch können die Injektoren 15 mit dem Wasser 12 aus dem Tank 20 versorgt werden.
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Der Tank 20 ist beispielsweise Bestandteil eines Tanksystems 24, welches auch als Wasser-Tanksystem bezeichnet wird und beispielsweise den Tank 20 aufweist. Das Tanksystem 24 weist ferner ein auch als Tank-Fördermodul bezeichnetes Fördermodul 26 auf, mittels welchem beispielsweise das Wasser aus dem Tank 20 durch die Versorgungsleitung 22 und dadurch zu den Injektoren 15 gefördert werden kann. Hierzu umfasst beispielsweise das Fördermodul 26 eine Pumpe 28 (2) zum Fördern des Wassers 12 aus dem Tank 20.
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Bei der in 1 veranschaulichten ersten Ausführungsform ist das Fördermodul 26, insbesondere direkt, an dem Tank 20 gehalten und dabei mit dem Tank 20, insbesondere mit einer Unterschale 30 des Tanks 20, verschweißt. Alternativ ist es denkbar, dass wenigstens ein oder mehrere Flanschverbindungen mit einer Art Überwurfmutter zum Einsatz kommen, mittels welcher beziehungsweise mittels welchen das Fördermodul 26 an dem Tank 20 befestigt ist. Ferner ist der Einsatz von Dichtringen und Gewinden denkbar, insbesondere um dadurch das Fördermodul 26 reversibel lösbar an dem Tank 20 zu befestigen. Dadurch kann das Fördermodul 26 mit dem Tank 20 verbunden, von dem Tank 20 gelöst und wieder mit dem Tank 20 verbunden werden, ohne dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen des Tanks 20 oder des Fördermoduls 26 kommt. Auf diese Weise ist beispielsweise das Fördermodul 26 austauschbar.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Einsetzbarkeit beziehungsweise Verwendbarkeit der Einspritzanlage 10 realisieren zu können, umfasst die Einspritzanlage 10, welche Bestandteil beziehungsweise Komponente des Kraftwagens 18 ist, wenigstens eine Demineralisationseinrichtung 32 zur Demineralisation des Wassers 12 aus dem Tank 20. Beispielsweise ist die Demineralisationseinrichtung 32 Bestandteil des Tanksystems 24. Da die Demineralisationseinrichtung 32 Bestandteil der Einspritzanlage 10 ist, ist die Demineralisationseinrichtung 32 Bestandteil des Kraftwagens 18, sodass beispielsweise in dem Kraftwagen 18 das Wasser 12 demineralisiert werden kann. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Wasser wie beispielsweise Leitungswasser in den Tank 20 einzufüllen und erst danach das in den Tank 20 eingefüllte Wasser 12 mittels der Demineralisationseinrichtung 32 zu demineralisieren. Auf diese Weise können Schäden, welche durch die Verwendung von Wasser mit einem übermäßig hohen Mineralgehalt hervorgerufen werden können, vermieden werden.
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Um das Wasser 12 besonders vorteilhaft demineralisieren zu können, weist die Demineralisationseinrichtung 32 beispielsweise wenigstens einen Mischbettfilter 34 zur Demineralisation des Wassers 12 aus dem Tank 20 auf. Bei der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist die Demineralisationseinrichtung 32 außerhalb des Tanks 20 angeordnet und dabei jedoch, insbesondere direkt, an dem Tank 20 gehalten, sodass beispielsweise das den Tank 20, das Fördermodul 26 und die Demineralisationseinrichtung 32 umfassende Tanksystem 24 beispielsweise als zusammenhängende beziehungsweise zusammengebaute Baueinheit und somit als Modulteil ausgebildet werden kann.
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Beispielsweise ist es möglich, das Wasser 12 aus dem Tank 20 mittels der Demineralisationseinrichtung 32 zu demineralisieren, während das Wasser 12 von dem Tank 20 zu den Injektoren 15 strömt und dabei beispielsweise die Demineralisationseinrichtung 32 durchströmt. Somit ist beispielsweise die Demineralisationseinrichtung 32 in der Versorgungsleitung 22 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, das Wasser 12 aus dem Tank 20 abzuführen, der Demineralisationseinrichtung 32 zuzuführen und dadurch mittels der Demineralisationseinrichtung 32 zu demineralisieren und daran anschließend wieder in den Tank 20 zu leiten und darin zumindest vorübergehend zu speichern. Das Fördermodul 26 weist beispielsweise ein Gehäuse 36 auf, welchem die wenigstens eine Pumpe 28 angeordnet ist. Ferner ist beispielsweise in dem Gehäuse 36 eine Heizung angeordnet, mittels welcher beispielsweise das Wasser 12, insbesondere in dem Tank 20, erwärmt werden kann. Hierdurch kann das beispielsweise zunächst eingefrorene Wasser aufgeschmolzen und somit wieder verflüssigt werden. Ferner ist beispielsweise eine Sensoreinrichtung 38 (2) vorgesehen, mittels welcher beispielsweise ein Füllstand des in dem Tank 20 aufgenommenen Wassers 12 und/oder eine Qualität des in dem Tank 20 aufgenommenen Wassers 12 und/oder ein Druck, insbesondere des Wassers 12, erfasst werden kann. Die Sensoreinrichtung 38 ist dabei beispielsweise in dem Gehäuse 36 aufgenommen.
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Aus 2, in welcher eine zweite Ausführungsform der Einspritzanlage 10 erkennbar ist, sind beispielsweise Sensoren 40 und 42 erkennbar, mittels welchen der Füllstand und die Qualität erfasst werden können. Die Sensoren 40 und 42 ragen beispielsweise aus dem Gehäuse 36 heraus und überragen somit beispielsweise wenigstens eine Platte, insbesondere des Gehäuses 36. Ferner weisen beispielsweise die Sensoren 40 und 42 Durchbrüche zur beispielsweise Leitfähigkeitsmessung des Wassers 12 auf.
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Die Pumpe 28 weist beispielsweise eine Entnahme- und Ausgabestelle für das Wasser 12 auf. Außerdem umfasst die Sensoreinrichtung 38 beispielsweise einen Sensor 44, welcher als Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Wassers 12 ausgebildet ist. Außerdem ist aus 2 ein Drucksensor 46 zum Erfassen des Drucks erkennbar. Bei der zweiten Ausführungsform sind die Demineralisationseinrichtung 32 und somit der Mischbettfilter 34 in dem Gehäuse 36 und somit beispielsweise in dem Tank 20 angeordnet.
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Die Demineralisationseinrichtung 32 beziehungsweise der Mischbettfilter 34 ist beispielsweise so ausgeführt, dass der Mischbettfilter 34 als tauschbare Kartusche in dem Fördermodul 26, insbesondere reversibel lösbar, befestigt ist und beispielsweise die genannte Entnahmestelle der Pumpe bedient. So kann beispielsweise das Wasser 12 aus dem Tank 20 von der Pumpe 28 angesaugt werden, sodass beispielsweise das Wasser 12 auf seinem Weg zu der Pumpe 28 und somit zu den Injektoren 15 mittels des Mischbettfilters 34 demineralisiert wird.
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Insgesamt ist erkennbar, dass beispielsweise das Fördermodul 26 mitsamt dem Mischbettfilter 34 in einem Boden oder in einem Bereich einer Seiten- oder Oberschale des Tanks 20 angeordnet sein kann. Ferner ist es denkbar, dass der Mischbettfilter 34 in einem Druckleitungsverlauf und somit beispielsweise in der Versorgungsleitung 22 und dabei beispielsweise außerhalb des Tanks 20 angeordnet ist, wobei der Mischbettfilter 34 von dem Tank 20 beabstandet sein kann.
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Gegebenenfalls ist dem Mischbettfilter 34 ein Leitfähigkeitssensor nachzuschalten, mit welchem eine Leitfähigkeit des Wassers 12, welches den Mischbettfilter 34 durchströmt hat, zu erfassen, um dadurch beispielsweise die Wirksamkeit des Mischbettfilters 34 zu überwachen. Der Mischbettfilter 34 weist beispielsweise ein Gehäuse aus einem Kunststoff, insbesondere aus HDPE, auf, in welchem ein Mischbettharz des Mischbettfilters 34 aufgenommen ist. Beispielsweise erfolgt die Demineralisierung des Wassers 12 durch das Mischbettharz. Das Mischbettharz dient beispielsweise als lonentauscher und reduziert die elektrische Leitfähigkeit des Wassers 12 signifikant.
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Da nun die Demineralisationseinrichtung 32 Bestandteil der Einspritzanlage 10 ist, kann beispielsweise der Fahrer des Kraftwagens 18 einfaches Leitungswasser als das Wasser 12 in den Tank 20 einfüllen, sodass der Fahrer nicht extra demineralisiertes Wasser beschaffen und bereits demineralisiertes Wasser in den Tank 20 einfüllen muss.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Einspritzanlage
- 12
- Wasser
- 14
- Brennraum
- 15
- Injektor
- 16
- Verbrennungskraftmaschine
- 18
- Kraftfahrzeug
- 20
- Tank
- 22
- Versorgungsleitung
- 24
- Tanksystem
- 26
- Fördermodul
- 28
- Pumpe
- 30
- Unterschale
- 32
- Demineralisationseinrichtung
- 34
- Mischbettfilter
- 36
- Gehäuse
- 38
- Sensoreinrichtung
- 40
- Sensor
- 42
- Sensor
- 44
- Sensor
- 46
- Drucksensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015213954 A1 [0002]
- DE 10026695 C1 [0002]
- DE 10352120 A1 [0003]
- DE 10112725 A1 [0003]
