DE102017215761A1 - Apparatus and method for injecting water of an internal combustion engine - Google Patents

Apparatus and method for injecting water of an internal combustion engine Download PDF

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Abstract

Für eine Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser einer Brennkraftmaschine (2) umfassend wenigstens einen Wassertank (5) zur Speicherung von Wasser, wenigstens einen Wasserinjektor (6) zum Einspritzen von Wasser, welcher mit dem Wassertank (5) verbunden ist, wenigstens ein Förderelement (3) zur Förderung des Wassers von dem Wassertank (5) zu dem Wasserinjektor (6), wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung (1) ein Kationensäure-bildendes Metall, insbesondere Silber, zum Dekontaminieren des Wassers umfasst.

Figure DE102017215761A1_0000
For a device for injecting water of an internal combustion engine (2) comprising at least one water tank (5) for storing water, at least one water injector (6) for injecting water, which is connected to the water tank (5), at least one conveying element (3 ) for conveying the water from the water tank (5) to the water injector (6), it is proposed that the device (1) comprises a cationic acid-forming metal, in particular silver, for decontaminating the water.
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Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspritzung von Wasser einer Brennkraftmaschine sowie eine derartige Brennkraftmaschine. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspritzen von Wasser mittels einer erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung.The present invention relates to a device for injecting water of an internal combustion engine and such an internal combustion engine. Another aspect of the invention relates to a method for injecting water by means of a water injection device according to the invention.

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. Hierbei sind üblicherweise separate Wassereinspritzsysteme vorhanden, um die Wassereinspritzung zu ermöglichen. So ist beispielsweise aus der DE 10 2015 208 476 A1 ein Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt.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 optimally operated 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. There are usually separate water injection systems available to allow the water injection. For example, from the DE 10 2015 208 476 A1 a water injection system for an internal combustion engine known.

Bei Wassereinspritzsystemen für Brennkraftmaschinen ist normalerweise ein Wassertank vorgesehen, so dass jederzeit Wasser zur Einspritzung in das Saugrohr oder die Brennkammer der Brennkraftmaschine verfügbar ist. Zusätzlich kann bei derartigen Wassereinspritzsystemen Wasser mit Hilfe einer Wassergewinnungsanlage beispielsweise aus dem Abgassystem der Brennkraftmaschine in dem Kraftfahrzeug oder aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs gewonnen werden und beispielsweise auch dem Wassertank zugeführt werden. Von dem Wassertank kann Wasser beispielsweise mittels einer Pumpe über eine Verteilervorrichtung zu Einspritzventilen, durch die das Wasser dann beispielsweise in ein Saugrohr oder eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt wird, befördert werden. Dazu kann, wie bei Einspritzsystemen für Brennstoff, die Verteilervorrichtung, beispielsweise in Form eines Rails, dazu vorgesehen sein Wasser zu speichern und auf mehrere Einspritzventile, durch die das Wasser dann eingespritzt werden kann, zu verteilen.In water injection systems for internal combustion engines, a water tank is normally provided, so that at any time water is available for injection into the intake manifold or the combustion chamber of the internal combustion engine. In addition, in such water injection systems water can be obtained with the aid of a water extraction system, for example, from the exhaust system of the internal combustion engine in the motor vehicle or from the environment of the motor vehicle and, for example, also supplied to the water tank. From the water tank, for example, water can be conveyed by means of a pump via a distributor device to injection valves, through which the water is then injected, for example, into a suction pipe or a combustion chamber of the internal combustion engine. For this purpose, as in fuel injection systems, the distributor device, for example in the form of a rail, can be provided for storing water and distributing it to a plurality of injectors, through which the water can then be injected.

Ein Problem bei bekannten Wassereinspritzsystemen ist eine mögliche Beeinträchtigung deren Funktion durch Kontamination, welche durch Verunreinigungen des benutzten Wassers verursacht werden kann. Verunreinigungen können organischer und anorganisches Material sein inkl. Mikroorganismen. Mit dem Wasser eingebrachte Mikroorganismen können sich vermehren und bilden als Bildner komplexer Kohlenstoffe die Grundlage für die Vermehrung von Algen und Pilzen sowie das Wachstum von Cyanobakterien, Acetobacter oder weiteren Mikroorganismen. Die Kontamination bzw. Biokontamination entsteht insbesondere im Wassertank bei länger stehendem Medium, inbesondere in Form von Biofilmen. Makroskopische Strukturen können sich lösen und bspw. zu einer Verstopfung von Filtern, welche im Wassereinspritzsystem angeordnet sind führen sowie zu einer Fehlfunktion der Komponenten bis hin zum Ausfall.A problem with known water injection systems is a possible impairment of their function by contamination, which may be caused by contamination of the water used. Impurities can be organic and inorganic material including microorganisms. Microorganisms introduced with the water can multiply and form as a generator of complex carbons the basis for the multiplication of algae and mushrooms as well as the growth of cyanobacteria, Acetobacter or other microorganisms. The contamination or biocontamination arises in particular in the water tank with a longer standing medium, in particular in the form of biofilms. Macroscopic structures can be solved and, for example, lead to a blockage of filters, which are arranged in the water injection system and to a malfunction of the components to failure.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst wenigstens einen Wassertank zur Speicherung von Wasser, wenigstens einen Wasserinjektor zum Einspritzen von Wasser, welcher mit dem Wassertank verbunden ist, wenigstens ein Förderelement zur Förderung des Wassers von dem Wassertank zu dem Wasserinjektor. Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung ein Kationensäure-bildendes Metall, insbesondere Silber, zum Dekontaminieren des Wassers.According to the invention, a device for injecting water of an internal combustion engine is proposed. The device comprises at least one water tank for storing water, at least one water injector for injecting water, which is connected to the water tank, at least one conveying element for conveying the water from the water tank to the water injector. According to the invention, the device comprises a cationic acid-forming metal, in particular silver, for decontaminating the water.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass durch das Kationensäure bildende Material Biokontamination der Vorrichtung verhindert wird. So kann auch bei längeren Standzeiten des Wassereinspritzsystems ein vorteilhaft guter und dauerhafter Schutz vor Biokontamination aller Komponenten des Wassereinspritzsystems, wie beispielsweise des Wassertanks, des Förderelementes, von Filterelementen, Leitungen, Wasserinjektoren gewährleistet werden. Somit können vorteilhaft auch Wartungsintervalle der Vorrichtung zur Einspritzung von Wasser verlängert werden. Weiterhin kann eine höhere Robustheit des Systems gegenüber Mis-Use, also beispielsweise Zugabe von verschmutztem Wasser durch den Nutzer der Brennkraftmaschine, entgegengewirkt werden. Gleichzeitig treten bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft geringere Veränderungen des Wassers hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung, beispielsweise im Vergleich zur Zugabe antimikrobieller Substanzen, wie beispielsweise Hypochlorit, auf. Weiterhin wird weiterhin eine Geruchsbildung vorteilhaft vermieden.The device according to the invention for injecting water of an internal combustion engine with the features of claim 1 has the advantage over that biocontamination of the device is prevented by the cationic acid forming material. Thus, even with longer service life of the water injection system advantageously good and lasting protection against biocontamination of all components of the water injection system, such as the water tank, the conveyor element, filter elements, lines, water injectors are guaranteed. Thus, advantageously maintenance intervals of the device for injection of water can be extended. Furthermore, a higher robustness of the system against misuse, ie, for example, adding contaminated water by the user of the internal combustion engine, can be counteracted. At the same time occur in the inventive device advantageously lower changes in the water in terms of its chemical composition, for example, in comparison to the addition of antimicrobial substances such as hypochlorite on. Furthermore, an odor is further advantageously avoided.

Das Kationensäure-bildende Metall kann beispielsweise elementar oder direkt als Metallkationen im Wasser gelöst vorliegen. Kommt elementares Kationenbildendes-Metall mit Wasser in der Vorrichtung in Kontakt so lösen sich Metallkationen selbstständig aus dem Metall heraus und gehen im Wasser in Lösung. Mikroorganismen, die zu einer Biokontamination führen können, werden durch die Metallanionen in der Flüssigphase, also im Wasser in dem Einspritzsystem, inaktiviert. Die Metallionen, beispielsweise Silberionen, können dabei durch passiven und aktiven Transport in das Zytosol der Zellen der Mikroorganismen eindringen. Sie können dort zu oxidativem Stress führen. So werden Proteine, die zur Aufrechterhaltung des Metabolismus notwendig sind, durch die Metallionen denaturiert, wodurch es zum Zelltod kommt. Die Kationensäure-bildenden Metalle, bilden im Wasser Metallionen, durch die Mikroorganismen abgetötet werden. Kationensäure-bildenden Metalle sind Kupfer, Zink, Zinn, Gold, Bismut und Silber. In Wasser sind die entsprechenden Metallkationen Cu2+, Zn2+, Sn4+, Au3+, Bi3+, Ag+ gelöst und bilden so mit dem Wasser Kationensäuren.The cationic acid-forming metal may, for example, be elementally or directly dissolved in the water as metal cations. If elemental cation-forming metal comes into contact with water in the device, metal cations automatically dissolve out of the metal and dissolve in the water. Microorganisms that can lead to biocontamination are inactivated by the metal anions in the liquid phase, ie in the water in the injection system. The metal ions, For example, silver ions, can thereby penetrate by passive and active transport into the cytosol of the cells of the microorganisms. They can lead to oxidative stress there. Thus, proteins necessary for the maintenance of metabolism are denatured by the metal ions, resulting in cell death. The cationic acid-forming metals form metal ions in the water, through which microorganisms are killed. Cationic acid-forming metals are copper, zinc, tin, gold, bismuth and silver. In water, the corresponding metal cations Cu2 +, Zn2 +, Sn4 +, Au3 +, Bi3 +, Ag + are dissolved and thus form with the water cationic acids.

Im Vergleich zu den Metallen Zink (Zn2+), Kupfer (Cu2+) oder Bismut (Bi3+) ist Silber (Ag+) deutlich reaktiver und zeigt aus diesem Grund auch die stärkste Wirkung auf Mikroorganismen. Die antimikrobiellen Eigenschaften von Silber sind in der Reaktion von einwertigen Silberionen (Ag+) mit Zellbestandteilen von Mikroorganismen begründet. Silberionen werden als positiv geladene Ionen (Ag+) passiv und aktiv in Zellen transportiert. Silber agiert dabei auf mehreren Ebenen. Silberionen unterdrücken die Protonenmotorkraft die Atmungskette und die Membranpermeabilität von Zellmembranen was zum Zelltod führen kann. Gram-negative Bakterien, die für die Biokontamination in Wassereinspritzsystemen und die primäre Adhäsion von Biofilmen eine besonders wichtige Rolle spielen, reagieren aufgrund des Aufbaus ihrer Zellwand sensitiv gegenüber Silberionen. Intrazellulär wirkt Ag+ in der Reaktion mit Proteinen/Enzymen und der darauf folgenden Denaturierung. Silberionen reagieren dabei mit Thiolgruppen (-SH) in Proteinen, unterbrechen den Stoffwechsel und führen so zum Zelltod.Compared to the metals zinc (Zn2 +), copper (Cu2 +) or bismuth (Bi3 +), silver (Ag +) is much more reactive and therefore shows the strongest effect on microorganisms. The antimicrobial properties of silver are due to the reaction of monovalent silver ions (Ag +) with cell constituents of microorganisms. Silver ions are passively and actively transported into cells as positively charged ions (Ag +). Silver acts on several levels. Silver ions suppress the proton motor force, the respiratory chain and the membrane permeability of cell membranes, which can lead to cell death. Gram-negative bacteria, which play a particularly important role in biocontamination in water injection systems and the primary adhesion of biofilms, are sensitive to silver ions due to their cell wall structure. Intracellularly, Ag + acts in the reaction with proteins / enzymes and subsequent denaturation. Silver ions react with thiol groups (-SH) in proteins, interrupt the metabolism and thus lead to cell death.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungen werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.Further advantageous embodiments and further developments of the inventions are made possible by the features specified in the subclaims.

In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiterhin wenigstens eine UV-Lichtquelle, welche eingerichtet ist, Ultraviolettstrahlung abzugeben um das Wasser zu dekontaminieren. Dies hat den Vorteil, dass Kontamination bzw. Biokontamination durch das Bestrahlen des Wassers mittels ultravioletter Strahlung verringert oder eliminiert werden kann. Eine Dekontamination mittels Ultraviolettstrahlung bietet eine hohe Entkeimungskapazität. Ferner ist diese Dekontaminationsmethode ökologisch sicher, effizient, zuverlässig und bedienungsfreundlich, was zu einer hohen Wirtschaftlichkeit der Methode führt. UV-C-Strahlung führt zu DNS-Doppelstrangbrüchen, was zur Inaktivierung der Zellen von Mikroorganismen durch Stillstand der Replikation, Transkription und Proteinsynthese führt.In a particularly advantageous embodiment, the device further comprises at least one UV light source which is set up to emit ultraviolet radiation in order to decontaminate the water. This has the advantage that contamination or biocontamination can be reduced or eliminated by irradiating the water by means of ultraviolet radiation. Decontamination by means of ultraviolet radiation offers a high disinfection capacity. Furthermore, this decontamination method is ecologically safe, efficient, reliable and easy to use, resulting in a high efficiency of the method. UV-C radiation leads to DNA double-strand breaks, which leads to inactivation of the cells of microorganisms by stopping replication, transcription and protein synthesis.

Die Kombination von der Desinfektion des Wassers durch im Wasser gelöste Metallionen und UV-Strahlung hat den Vorteil, dass neben der Inaktivierung der Mikroorganismen durch im Wasser gelöste Metallkationen ein weiterer, sich von der Inaktivierung durch die Metallkationen grundlegend unterscheidender, Inaktivierungsmechanismus vorliegt. Durch die Kombination zweier grundsätzlich unterschiedlicher Inaktivierungsmechanismen kann eine vorteilhaft geringere Resistenzbildung einzelner Bakterien gegenüber einer der beiden inaktivierenden Effekte erreicht werden. Mikroorganismen haben durch ihre schnelle Generationenzeit hohes Potential zur Ausbildung von Resistenzen gegenüber inaktivierender Substanzen oder Effekte. Durch die Kombination der chemischen Desinfektionsmethode durch Metallionen mit der physikalischen Desinfektionsmethoden durch die UV-Strahlung wird die Wahrscheinlichkeit einer Resistenzbildung gegenüber dieser zwei inaktivierender Effekte deutlich verringert. Selbst bei einer Ausbildung von Resistenzen gegen eine der Methoden ist die Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser weiterhin vorteilhaft gut vor Biokontamination durch Mikroorganismen geschützt.The combination of the disinfection of the water by metal ions and UV radiation dissolved in the water has the advantage that, besides the inactivation of the microorganisms by metal cations dissolved in the water, there is another inactivation mechanism which is fundamentally different from the inactivation by the metal cations. By combining two fundamentally different inactivation mechanisms, an advantageously lower resistance of individual bacteria to one of the two inactivating effects can be achieved. Due to their rapid generation time, microorganisms have a high potential for developing resistance to inactivating substances or effects. The combination of the chemical disinfection method with metal ions and the physical disinfection methods with UV radiation significantly reduces the likelihood of resistance to these two inactivating effects. Even with the formation of resistances against one of the methods, the device for injecting water is furthermore advantageously well protected against biocontamination by microorganisms.

Während UV- Strahlung die genetische Information der Zellen durch Brüche in der DNS-Struktur zerstört und somit den Zellstoffwechsel lahm legt, wirken Metallionen denaturierend auf die Zellwandbestandteile und intrazelluläre Proteine. Durch Veränderungen in der Zellwand bis hin zur Porenbildung in der Zellwand durch die Metallionen ist es möglich, dass UV-Strahlung weniger behindert in die Zelle eindringen kann und dort effektiver wirkt und sich somit die beiden unterschiedlichen Inaktivierungsmechanismen gegenseitig verstärken.While UV radiation destroys the genetic information of the cells through breaks in the DNA structure and thus paralyzes the cell metabolism, metal ions act denaturing on the cell wall components and intracellular proteins. Through changes in the cell wall to the pore formation in the cell wall by the metal ions, it is possible that UV radiation less impaired can penetrate into the cell and there acts more effectively and thus reinforce the two different inactivation mutually.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung eine Beschichtung aus dem Metall, insbesondere Silber, wobei die Beschichtung derart ausgebildet ist, dass sie zumindest zeitweise in direktem Kontakt mit dem Wasser steht. Eine Beschichtung aus dem Kationensäure-bildenden Metall hat den Vorteil, dass durch die Beschichtung eine große Kontaktoberfläche zwischen dem Metall und dem Wasser in Vorrichtung 1 hergestellt wird, so dass sich Metallionen vorteilhaft gut und durch die große Kontaktoberfläche in ausreichend großer Anzahl aus der Beschichtung in das Wasser lösen können und dort vorteilhaft gut und effektiv Mikroorganismen abtöten können.In an advantageous embodiment, the device comprises a coating of the metal, in particular silver, wherein the coating is formed such that it is at least temporarily in direct contact with the water. A coating of the cationic acid-forming metal has the advantage that the coating has a large contact surface between the metal and the water in the device 1 is prepared so that metal ions can advantageously solve well and through the large contact surface in a sufficiently large number of the coating in the water and there advantageous good and effective kill microorganisms.

In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung wenigstens ein Filterelement, wobei das Filterelement zumindest teilweise aus dem Kationensäure-bildenden Metall, insbesondere Silber, besteht. Ein derartiges Filterelement weist eine vorteilhaft große Oberfläche auf, an der Wasser mit dem Kationen-bildenden Metall in direktem Kontakt kommt und an der sich eine große Anzahl an Metallionen aus dem Metall in das Wasser lösen können und dort vorteilhaft gut und effektiv Mikroorganismen abtöten können.In a further advantageous embodiment, the device comprises at least one filter element, wherein the filter element consists at least partially of the cationic acid-forming metal, in particular silver. Such a filter element has an advantageously large surface at which water comes into direct contact with the cation-forming metal and at which a large Number of metal ions from the metal can dissolve in the water and there advantageous good and effective kill microorganisms.

In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Kationensäure-bildende Metall, insbesondere das Silber, zumindest teilweise als Metallionen, insbesondere als Silberionen in dem Wasser, gelöst, wobei das Wasser in der Vorrichtung, insbesondere im Wassertank, angeordnet ist.In a particularly advantageous embodiment, the cationic acid-forming metal, in particular the silver, at least partially dissolved as metal ions, in particular as silver ions in the water, wherein the water in the device, in particular in the water tank, is arranged.

In einem vorteilhaften Auführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung wenigstens ein Netz, wobei das Netz zumindest zeitweise in direktem Kontakt mit dem Wasser in der Vorrichtung steht und wobei das Netz zumindest teilweise aus dem Kationensäure-bildenden Metall, insbesondere dem Silber, besteht. Ein derartiges Netz weist eine vorteilhaft große Oberfläche auf, an der Wasser mit dem Kationen-bildenden Metall in direktem Kontakt kommt und an der sich eine große Anzahl an Metallionen aus dem Metall in das Wasser lösen können und dort vorteilhaft gut und effektiv Mikroorganismen abtöten können.In an advantageous Auführungsbeispiel the device comprises at least one network, wherein the network is at least temporarily in direct contact with the water in the device and wherein the network consists at least partially of the cationic acid-forming metal, in particular the silver. Such a network has an advantageously large surface area, at which water comes into direct contact with the cation-forming metal and at which a large number of metal ions from the metal can dissolve into the water and can advantageously effectively and effectively kill microorganisms there.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist die UV-Lichtquelle im Wassertank angeordnet. Dadurch wird ein kompakter Aufbau der Vorrichtung zur Einspritzung von Wasser ermöglicht und die Desinfektion Wassers kann an einer Stelle in der Vorrichtung, die dauerhaft in Kontakt mit Wasser steht, erfolgen.In an advantageous embodiment, the UV light source is arranged in the water tank. Thereby, a compact construction of the device for injection of water is made possible and the disinfection of water can take place at a location in the device which is permanently in contact with water.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiterhin eine Steuereinheit, welche eingerichtet ist, die UV-Lichtquelle zum Dekontaminieren des Wassers einzuschalten und das dekontaminierte Wasser einzuspritzen.In an advantageous embodiment, the device further comprises a control unit, which is set up to switch on the UV light source for decontaminating the water and to inject the decontaminated water.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist das Förderelement mittels wenigstens einer ersten Leitung mit dem Wassertank und mittels wenigstens einer zweiten Leitung mit dem Wasserinjektor verbunden, wobei die UV-Lichtquelle in der ersten Leitung und/oder in der zweiten Leitung angeordnet ist. Eine derart angeordnete UV-Lichtquelle stellt sicher, dass das Wasser in Vorrichtung 1 an der UV-Lichtquelle vorbeifließt. Weiterhin weist das Wasser in der ersten Leitung und oder in der zweiten Leitung, beispielsweise im Vergleich zu dem Wassertank, eine geringe Schichtdicke auf, so dass UV-Licht auch bei vergleichsweise geringer Strahlungsintensität das gesamte Volumen von an der UV-Lichtquelle vorbeifließendem Wasser erreichen und desinfizieren kann.In an advantageous embodiment, the conveying element is connected by means of at least one first line to the water tank and by means of at least one second line to the water injector, wherein the UV light source is arranged in the first line and / or in the second line. Such arranged UV light source ensures that the water in device 1 flows past the UV light source. Furthermore, the water in the first conduit and / or in the second conduit, for example in comparison to the water tank, has a small layer thickness, so that UV light, even at comparatively low radiation intensity, reaches the entire volume of water flowing past the UV light source and can disinfect.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einspritzen von Wasser in eine Brennkraftmaschine, wobei das Wasser mittels eines Kationensäure-bildenden Metalls, insbesondere mittels Silber, dekontaminiert wird und mittels einer Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Damit sind die in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser beschriebenen Vorteile verbunden.Furthermore, the present invention relates to a method for injecting water into an internal combustion engine, wherein the water is decontaminated by means of a cationic acid-forming metal, in particular by silver, and injected by means of a device for injecting water into the internal combustion engine. This is associated with the advantages described in relation to the device according to the invention for the injection of water.

In einem vorteilhaften Auführungsbeispiel des Verfahrens wird das Wasser weiterhin mittels einer UV-Lichtquelle, welche Ultraviolettstrahlung abgibt, dekontaminiert. Damit sind die in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser beschriebenen Vorteile verbunden.In an advantageous Auführungsbeispiel of the method, the water is further decontaminated by means of a UV light source, which emits ultraviolet radiation. This is associated with the advantages described in relation to the device according to the invention for the injection of water.

Figurenlistelist of figures

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

  • 1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 2 eine vereinfachte schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it
  • 1 a highly simplified schematic view of an internal combustion engine with a device for injecting water according to a first embodiment of the present invention,
  • 2 a simplified schematic view of the device according to the first embodiment of the present invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 eine Vorrichtung 1 zum Einspritzen von Wasser einer Brennkraftmaschine 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Insbesondere wird die Brennkraftmaschine 2 nach dem Otto-Prinzip und mit Benzindirekteinspritzung betrieben. Als eine solche Brennkraftmaschine ist die Brennkraftmaschine zu verstehen, bei welcher eine Verbrennung von Benzin bzw. Benzin-Luft-Gemisch durch Fremdzündung in Form einer Zündkerze erfolgt. Da bei einer solchen Brennkraftmaschine der Zündzeitpunkt durch die Fremdzündung genau vorbestimmt ist, und durch die Wassereinspritzung die Verbrennung verbessert wird, wird durch die Verwendung durch die Verwendung von Kationensäure-bildenden Metallen und durch die Verwendung von Ultraviolettstrahlung zum Dekontaminieren des Wassers eine ausfallsichere Funktionsweise der Brennkraftmaschine 2 sichergestellt.The following is with reference to the 1 and 2 a device 1 for injecting water of an internal combustion engine 2 described in detail according to a first embodiment. In particular, the internal combustion engine 2 operated according to the Otto principle and with gasoline direct injection. As such an internal combustion engine, the internal combustion engine is to be understood, in which a combustion of gasoline or gasoline-air mixture takes place by spark ignition in the form of a spark plug. In such an internal combustion engine, since the ignition timing by the spark ignition is accurately predetermined, and the combustion is improved by the water injection, the use by the use of cationic acid-forming metals and the use of ultraviolet radiation to decontaminate the water becomes fail-safe operation of the internal combustion engine 2 ensured.

In 1 ist die Brennkraftmaschine 2 schematisch dargestellt, welche eine Vielzahl von Zylindern aufweist. Die Brennkraftmaschine 2 umfasst pro Zylinder einen Brennraum 20, in welchem ein Kolben 21 hin und her bewegbar ist. Ferner weist vorzugsweise die Brennkraftmaschine 2 pro Zylinder einen Einlasskanal 22 auf, über welchen Luft zum Brennraum 20 zugeführt wird. Abgas wird über einen Abgaskanal 23 abgeführt. Hierzu sind am Einlasskanal 22 ein Einlassventil 25 und am Abgaskanal 23 ein Auslassventil 26 angeordnet. Das Bezugszeichen 24 bezeichnet ferner ein Kraftstoffeinspritzventil.In 1 is the internal combustion engine 2 schematically illustrated, which has a plurality of cylinders. The internal combustion engine 2 includes one cylinder per cylinder 20 in which a piston 21 is movable back and forth. Further, preferably, the internal combustion engine 2 one inlet channel per cylinder 22 on, over which air to the combustion chamber 20 is supplied. Exhaust gas is via an exhaust duct 23 dissipated. These are at the inlet channel 22 an inlet valve 25 and at the exhaust duct 23 an outlet valve 26 arranged. The reference number 24 further denotes a fuel injection valve.

Am Einlasskanal 22 ist ferner ein Wasserinjektor 6 angeordnet, welcher über eine Steuereinheit 10 Wasser in den Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 einspritzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Wasserinjektor 6 pro Zylinder vorgesehen. Alternativ kann zur besseren Aufbereitung oder zur Erhöhung der pro Verbrennungszyklus maximal einspritzbaren Wassermenge ein Wasserinjektor pro Einlassventil angeordnet sein. At the inlet channel 22 is also a water injector 6 arranged, which via a control unit 10 Water in the inlet channel 22 the internal combustion engine 2 injects. In this embodiment, a water injector 6 per cylinder provided. Alternatively, a water injector per intake valve may be arranged for better preparation or to increase the maximum amount of water that can be injected per combustion cycle.

In 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Einspritzung von Wasser gezeigt. Die Wassereinspritzvorrichtung 1 umfasst ein als Pumpe ausgebildetes Förderelement 3 und einen elektrischen Antrieb 4 zum Antreiben der Pumpe 3. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 1 einen Wassertank 5, welcher durch eine erste Leitung 7 mit dem Förderelement 3 verbunden ist. Eine zweite Leitung 8 verbindet das Förderelement 3 mit einem Verteiler 9 bzw. einem Rail, an welchem eine Vielzahl von Wasserinjektoren 6 angeschlossen ist.In 2 is the device according to the invention 1 shown for injection of water. The water injection device 1 comprises a pump element designed as a pumping element 3 and an electric drive 4 to drive the pump 3 , Furthermore, the device comprises 1 a water tank 5 passing through a first line 7 with the conveying element 3 connected is. A second line 8th connects the conveyor element 3 with a distributor 9 or a rail to which a plurality of water injectors 6 connected.

Zum Einspritzen von Wasser wird das Wasser aus dem Wassertank 5 durch das Förderelement 3, also beispielsweise die Pumpe, in die Wasserinjektoren 6 zugeführt. Dazu kann beispielsweise deionisiertes Wasser oder auch Leitungswasser in den Wassertank 5 gefüllt werden. Weiterhin kann Wasser beispielsweise auch mittels einer Wassergewinnungsvorrichtung 19 beispielsweise aus der Umgebung oder aus dem Abgas gewonnen werden. Wasser aus der Wassergewinnungsvorrichtung 19 kann beispielsweise über eine Füllleitung 11 dem Wassertank 5 zugeführt werden und somit dem Wassereinspritzsystem zur Einspritzung in die Brennkraftmaschine 2 zur Verfügung stehen.To inject water, the water from the water tank 5 through the conveyor element 3 So, for example, the pump, in the water injectors 6 fed. This can, for example, deionized water or tap water in the water tank 5 be filled. Furthermore, water, for example, by means of a water extraction device 19 For example, be obtained from the environment or from the exhaust. Water from the water extraction device 19 can for example via a filling line 11 the water tank 5 be supplied and thus the water injection system for injection into the internal combustion engine 2 be available.

Zur Filtration des Wassers können an unterschiedlichen Stellen in der Vorrichtung 1 eine oder mehrere Filterelemente 16 angeordnet sein, durch die das Wasser fließen kann. In dem in 2 dargestellten Auführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist in der Füllleitung 11 ein erstes Filterelement 16 angeordnet. Weiterhin sind in diesem Ausführungsbeispiel weitere Filterelemente 16 in der ersten Leitung 7 und in der zweiten Leitung 8 angeordnet.For filtration of the water can at different points in the device 1 one or more filter elements 16 be arranged, through which the water can flow. In the in 2 illustrated Auführungsbeispiel the device 1 is in the filling line 11 a first filter element 16 arranged. Furthermore, in this embodiment, further filter elements 16 in the first line 7 and in the second line 8th arranged.

Zum Einstellen des gewünschten Systemdrucks im Verteiler 9 kann beispielsweise ein Druckregler 15 in der Form einer Blende in einer Rücklaufleitung 13 angeordnet sein, welche die zweite Leitung 8 mit dem Wassertank 5 verbindet. Alternativ kann der Druckregler 15 als Rückschlagventil ausgebildet sein. Zur Druckregelung kann ferner ein Drucksensor 14 in der zweiten Leitung 8 vorgesehen sein.To set the desired system pressure in the manifold 9 For example, a pressure regulator 15 in the form of a shutter in a return line 13 be arranged, which is the second line 8th with the water tank 5 combines. Alternatively, the pressure regulator 15 be designed as a check valve. For pressure control may further include a pressure sensor 14 in the second line 8th be provided.

Zum Dekontaminieren des Wassers in der Vorrichtung, das in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird umfasst die Vorrichtung zur Wassereinspritzung ein Kationensäure-bildendes Metall. Kationensäure-bildende Metalle sind Metalle, die im Wasser positiv geladene Metallionen bilden. Durch die Metallionen werden Mikroorganismen in der Vorrichtung 1 abgetötet und somit eine Biokontamination der Vorrichtung 1 und ein damit verbundener Ausfall der Vorrichtung 1 vorteilhaft verhindert. Besonders geeignete Kationensäure-bildende Metalle sind Kupfer, Zink, Bismut und Silber. In Wasser lösen sich die entsprechenden Metallkationen Cu2+, Zn2+, Sn4+, Au3+, Bi3+, Ag+ und bilden so mit dem Wasser Kationensäuren.For decontaminating the water in the device injected into the internal combustion engine, the water injection device comprises a cationic acid-forming metal. Cationic acid-forming metals are metals that form positively charged metal ions in the water. The metal ions cause microorganisms in the device 1 killed and thus a biocontamination of the device 1 and an associated failure of the device 1 advantageously prevented. Particularly suitable cationic acid-forming metals are copper, zinc, bismuth and silver. In water, the corresponding metal cations Cu2 +, Zn2 +, Sn4 +, Au3 +, Bi3 +, Ag + dissolve and thus form with the water cationic acids.

Das Metall kann beispielsweise elementar in die Vorrichtung 1 eingebracht werden. Das Metall muss dabei derart in der Vorrichtung 1 angeordnet sein, dass es in direkten Kontakt mit dem zu dekontaminierenden Wasser steht. Die Metallionen lösen sich in dem umgebenden Wasser selbstständig aus dem Metall heraus und bilden somit im Wasser gelöst die Kationensäure.The metal, for example, elemental in the device 1 be introduced. The metal must be so in the device 1 be arranged that it is in direct contact with the water to be decontaminated. The metal ions dissolve independently in the surrounding water out of the metal and thus form dissolved in the water, the cationic acid.

Das Metall kann aber beispielsweise auch durch Metallsalze der jeweiligen Metalle, wie beispielsweise AgNO3 oder CuSO4, in die Vorrichtung 1 eingebracht werden. So kann das Metallsalz beispielsweise in Form einer Tablette beispielsweise in den Wassertank 5 eingebracht werden. Weiterhin können beispielsweise auch organische oder anorganische Hydrogele, in die Metallsalze eingebettet sind und die sich über längere Zeit auflösen, in die Vorrichtung 1 eingebracht werden. Aus den Metallsalzen lösen sich im Kontakt mit Wasser die Metallkationen, die die Biokontamination des Wassers verhindern.However, the metal can also be introduced, for example, into the device by metal salts of the respective metals, such as, for example, AgNO 3 or CuSO 4 1 be introduced. For example, the metal salt may be in the form of a tablet in the water tank 5 be introduced. Furthermore, for example, organic or inorganic hydrogels in which metal salts are embedded and which dissolve over a longer period of time, can also be introduced into the device 1 be introduced. The metal cations, which prevent the biocontamination of water, dissolve from the metal salts in contact with water.

Im Vergleich zu den Metallen Zink (Zn2+), Kupfer (Cu2+), Zinn (Sn4+), Gold (Au3+) oder Bismut (Bi3+) ist Silber (Ag+) deutlich reaktiver und zeigt aus diesem Grund auch die stärkste Wirkung auf Mikroorganismen. Die antimikrobiellen Eigenschaften von Silber sind in der Reaktion von einwertigen Silberionen (Ag+) mit Zellbestandteilen von Mikroorganismen begründet. Silberionen werden als positiv geladene Ionen (Ag+) passiv und aktiv in Zellen transportiert. Silber agiert dabei auf mehreren Ebenen. Silberionen unterdrücken die Protonenmotorkraft die Atmungskette und die Membranpermeabilität von Zellmembranen was zum Zelltod führen kann. Gram-negative Bakterien, die für die Biokontamination in Wassereinspritzsystemen und die primäre Adhäsion von Biofilmen eine besonders wichtige Rolle spielen, reagieren aufgrund des Aufbaus ihrer Zellwand sensitiv gegenüber Silberionen. Intrazellulär wirkt Ag+ in der Reaktion mit Proteinen/Enzymen und der darauf folgenden Denaturierung. Silberionen reagieren dabei mit Thiolgruppen (-SH) in Proteinen, unterbrechen den Stoffwechsel und führen so zum Zelltod. Silberionen sind in Konzentrationen von 10-9 bis 10-6 mol/L in Wasser antimikrobiell aktiv.Compared to the metals zinc (Zn2 +), copper (Cu2 +), tin (Sn4 +), gold (Au3 +) or bismuth (Bi3 +), silver (Ag +) is much more reactive and therefore shows the strongest effect on microorganisms. The antimicrobial properties of silver are due to the reaction of monovalent silver ions (Ag +) with cell constituents of microorganisms. Silver ions are passively and actively transported into cells as positively charged ions (Ag +). Silver acts on several levels. Silver ions suppress the proton motor force, the respiratory chain and the membrane permeability of cell membranes, which can lead to cell death. Gram-negative bacteria, which play a particularly important role in biocontamination in water injection systems and the primary adhesion of biofilms, are sensitive to silver ions due to their cell wall structure. Intracellularly, Ag + acts in the reaction with proteins / enzymes and subsequent denaturation. Silver ions react with thiol groups (-SH) in proteins, interrupt the metabolism and thus lead to cell death. Silver ions are antimicrobially active in water in concentrations of 10 -9 to 10 -6 mol / L.

Damit die Metallionen möglichst gut in Wasser in der Vorrichtung 1 in Lösung gehen sind große Oberflächen, die mit Wasser in Kontakt stehen, vorteilhaft. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, um große Oberflächen, an denen das Kationensäure-bildende Metall im Kontakt zu Wasser der Vorrichtung 1 steht, zu erreichen. So that the metal ions as well as possible in water in the device 1 go into solution, large surfaces that are in contact with water, advantageous. In the in 2 illustrated embodiment of the device 1 Various possibilities are presented to large surfaces, at which the cationic acid-forming metal in contact with water of the device 1 is about to reach.

Komponenten der Vorrichtung 1 können beispielsweise mit dem Kationensäure-bildenden Metall beschichtet sein. Eine derartige Beschichtung 30 ist dabei derart angeordnet, das die Beschichtung 30 in direkten Kontakt mit dem Wasser in Vorrichtung 1 steht. Somit können sich aus der Beschichtung 30 Metallionen in das umgebende Wasser lösen und dort Mikroorganismen abtöten. In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Beschichtung aus dem Kationensäure-bildenden Material dargestellt. Dabei ist die Beschichtung 30 an einer Innenwand des Wassertanks 5 ausgebildet. Die Beschichtung 30 kann aber auch an anderen Komponenten der Vorrichtung 1 ausgebildet sein. Beispielsweise können Leitungen 7, 8, 13, der Verteiler 9 oder jede andere Komponente der Vorrichtung 1, die mit Wasser in Kontakt kommt mit der Beschichtung 30 aus dem Kationensäure-bildenden Metall beschichtet sein.Components of the device 1 For example, they may be coated with the cationic acid-forming metal. Such a coating 30 is arranged such that the coating 30 in direct contact with the water in the device 1 stands. Thus, from the coating can 30 Dissolve metal ions in the surrounding water and kill microorganisms there. In 1 an embodiment of a coating of the cationic acid-forming material is shown. Here is the coating 30 on an inner wall of the water tank 5 educated. The coating 30 but also on other components of the device 1 be educated. For example, lines can 7 . 8th . 13 , the distributor 9 or any other component of the device 1 that comes in contact with water with the coating 30 be coated from the cationic acid-forming metal.

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit das Kationensäure-bildende Metall großflächig mit dem Wasser der Vorrichtung 1 in Kontakt zu bringen bieten die Filterelemente 16 der Vorrichtung 1. So können eines oder mehrere der Filterelemente 16 zumindest teilweise aus dem Kationensäure-bildenden Material gefertigt sein. Das Filterelement 16 kann dazu beispielsweise mit dem Kationensäure-bildenden Material beschichtet sein oder es können Fäden aus dem Kationensäure-bildenden Material mit in das Filterelement 16 eingearbeitet sein.A further advantageous possibility, the cationic acid-forming metal over a large area with the water of the device 1 to bring in contact with the filter elements 16 the device 1 , So can one or more of the filter elements 16 be made at least partially from the cationic acid-forming material. The filter element 16 For example, it may be coated with the cationic acid-forming material, or threads of the cationic acid-forming material may be incorporated into the filter element 16 be incorporated.

Eine weitere Möglichkeit das Kationensäure-bildende Material großflächig mit dem Wasser Vorrichtung 1 in direktem Kontakt zu bringen ist es ein Netz 40 in der Vorrichtung 1 anzuordnen. Das Netz 40 ist derart in der Vorrichtung 1 angeordnet, das es zumindest zeitweise in dem Kontakt mit Wasser in der Vorrichtung 1, das in die Brennkraftmaschine 2 eingespritzt werden soll, kommt. Das Netz 40 besteht dabei zumindest teilweise aus dem Kationensäure-bildenden Material und weist eine vorteilhaft kurze Oberfläche auf um die Metallionen aus dem Netz 40 zu lösen und in das Wasser in der Vorrichtung 1 abzugeben. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Netz 40 schematisch dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 ist ein Netz 40 in dem Wassertank 5 angeordnet. Das Netz 40 ist in dem Wassertank 5 aufgespannt. Das Netz 40 kann aber auch an anderen Stellen der Vorrichtung 1, beispielsweise in den Leitungen 7, 8, 11, 13 oder dem Verteiler 9 angeordnet sein.Another possibility is the cationic acid-forming material over a large area with the water device 1 to bring it into direct contact is a network 40 in the device 1 to arrange. The network 40 is so in the device 1 arranged at least temporarily in contact with water in the device 1 that in the internal combustion engine 2 is to be injected comes. The network 40 consists at least partially of the cationic acid-forming material and has an advantageous short surface around the metal ions from the network 40 to dissolve and into the water in the device 1 leave. In the in 2 illustrated embodiment is a network 40 shown schematically. In this embodiment of the device 1 is a network 40 in the water tank 5 arranged. The network 40 is in the water tank 5 clamped. The network 40 but it can also be found elsewhere on the device 1 , for example in the pipes 7 . 8th . 11 . 13 or the distributor 9 be arranged.

Wie in 2 dargestellt umfasst die Vorrichtung 1 weiterhin eine UV-Lichtquelle 12, welche eingerichtet ist, Ultraviolettstrahlung abzugeben um das Wasser zu dekontaminieren. So sind in diesem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 zwei grundlegend verschiedene Methoden zur Desinfektion des Wassers vorgesehen. Auf der einen Seite wird das Wasser durch das in der Vorrichtung 1 vorgesehene Kationensäure-bildende Metall desinfiziert, auf der anderen Seite wird die UV-Lichtquelle 12 zur Desinfektion des Wassers eingesetzt. Durch die Kombination zweier grundsätzlich unterschiedlicher Inaktivierungsmechanismen kann eine vorteilhaft geringere Resistenzbildung einzelner Bakterien gegenüber einer der beiden inaktivierenden Effekte erreicht werden.As in 2 illustrated includes the device 1 still a UV light source 12 , which is set up to emit ultraviolet radiation to decontaminate the water. Thus, in this embodiment of the device 1 provided two fundamentally different methods of disinfecting the water. On the one hand, the water gets through that in the device 1 intended cationic acid-forming metal disinfects, on the other hand, the UV light source 12 used for disinfecting the water. By combining two fundamentally different inactivation mechanisms, an advantageously lower resistance of individual bacteria to one of the two inactivating effects can be achieved.

Die UV-Lichtquelle 12 kann beispielsweise eine UV-Lampe oder eine UV-LED sein. Die UV-Lichtquelle 12 ist eingerichtet, Ultraviolettstrahlung abzugeben. Die UV-Lichtquelle 12, durch die UV-Strahlung erzeugt wird, ist in diesem Ausführungsbeispiel in Wassertank 5 angeordnet. Die UV-Lichtquelle 12 kann aber auch an anderen Stellen in der Vorrichtung 1 angeordnet sein. Beispielsweise kann sie in den Leitungen 7, 8, 11, 13 oder auch einem Verteiler 9 angeordnet sein. Die UV-Lichtquelle 12 ist derart angeordnet, dass das Wasser der Vorrichtung 1, das in die Brennkraftmaschine 2 eingespritzt werden soll, von der UV-Lichtquelle 12 mit UV-Strahlung bestrahlt wird.The UV light source 12 For example, it can be a UV lamp or a UV LED. The UV light source 12 is set up to emit ultraviolet radiation. The UV light source 12 , is generated by the UV radiation is in this embodiment in water tank 5 arranged. The UV light source 12 but also in other places in the device 1 be arranged. For example, she may be in the pipes 7 . 8th . 11 . 13 or a distributor 9 be arranged. The UV light source 12 is arranged such that the water of the device 1 that in the internal combustion engine 2 is to be injected from the UV light source 12 is irradiated with UV radiation.

Die UV-Lichtquelle 12 kann beispielsweise, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, von der Steuereinheit 10 angesteuert werden. So können durch die Steuereinheit 10 die Wasserinjektoren 6 und die UV Lichtquelle 12 angesteuert werden. Die Steuereinheit 10 ist dabei beispielsweise eingerichtet, die UV-Lichtquelle 12 zum Dekontaminieren des Wassers einzuschalten und das dekontaminierte Wasser durch die Wasserinjektoren 6 einzuspritzen. Die UV-Lichtquelle 12 kann beispielsweise periodisch in vorbestimmten Intervallen eingeschaltet werden. Alternativ kann die UV-Lichtquelle 12 dauerhaft betrieben werden, um sicherzustellen, dass keine Kontamination der Vorrichtung 1 geschieht.The UV light source 12 may, for example, as shown in this embodiment, from the control unit 10 be controlled. So can through the control unit 10 the water injectors 6 and the UV light source 12 be controlled. The control unit 10 is set up, for example, the UV light source 12 to turn on the decontamination of the water and the decontaminated water through the water injectors 6 inject. The UV light source 12 For example, it can be turned on periodically at predetermined intervals. Alternatively, the UV light source 12 be operated permanently to ensure that no contamination of the device 1 happens.

Obwohl die Vorrichtung 1 gemäß der beschriebenen Ausführungsbeispiele nur eine UV-Lichtquelle 12 aufweist, ist im Rahmen der Erfindung möglich, eine Vielzahl von UV-Lichtquellen zu benutzen, welche beispielsweise in den Leitungen 7, 8, 11 und 13, im Wassertank 5 oder an anderen geeigneten Stellen angeordnet sein können. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das einzuspritzende Wasser jederzeit dekontaminiert ist. Dies bewirkt eine ausfallsichere Funktion der Brennkraftmaschine 2.Although the device 1 according to the described embodiments, only a UV light source 12 is within the scope of the invention possible to use a variety of UV light sources, which, for example, in the lines 7 . 8th . 11 and 13 , in the water tank 5 or at other suitable locations. This can ensure that the water to be injected is decontaminated at all times. This causes a fail-safe function of the internal combustion engine 2 ,

Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich. Of course, other embodiments and hybrid forms of the illustrated embodiments are possible.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (11)

Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser einer Brennkraftmaschine (2), umfassend: - wenigstens einen Wassertank (5) zur Speicherung von Wasser; - wenigstens einen Wasserinjektor (6) zum Einspritzen von Wasser, welcher mit dem Wassertank (5) verbunden ist, - wenigstens ein Förderelement (3) zur Förderung des Wassers von dem Wassertank (5) zu dem Wasserinjektor (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) ein Kationensäure-bildendes Metall, insbesondere Silber, zum Dekontaminieren des Wassers umfasst.An apparatus for injecting water from an internal combustion engine (2), comprising: - at least one water tank (5) for storing water; - At least one water injector (6) for injecting water, which is connected to the water tank (5), - at least one conveying element (3) for conveying the water from the water tank (5) to the water injector (6), characterized in that the device (1) comprises a cationic acid-forming metal, in particular silver, for decontaminating the water. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eine UV-Lichtquelle (12) umfasst, welche eingerichtet ist, Ultraviolettstrahlung abzugeben um das Wasser zu dekontaminieren.Device after Claim 1 characterized in that the device comprises at least one UV light source (12) arranged to emit ultraviolet radiation to decontaminate the water. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Beschichtung (30) aus dem Metall, insbesondere Silber, umfasst, wobei die Beschichtung (30) derart ausgebildet ist, dass sie zumindest zeitweise in direktem Kontakt mit dem Wasser steht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (1) comprises a coating (30) of the metal, in particular silver, wherein the coating (30) is formed such that it at least temporarily in direct contact with the water stands. Vorrichtung nach Anspruch vorher, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens ein Filterelement (16) umfasst, wobei das Filterelement (16) zumindest teilweise aus dem Metall, insbesondere Silber, besteht.Device according to claim before, characterized in that the device comprises at least one filter element (16), wherein the filter element (16) consists at least partially of the metal, in particular silver. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall, insbesondere das Silber, zumindest teilweise als Metallionen, insbesondere als Silberionen, in dem Wasser gelöst ist, wobei das Wasser in der Vorrichtung (1), insbesondere im Wassertank (5), angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the metal, in particular the silver, is at least partially dissolved in the water as metal ions, in particular as silver ions, the water in the device (1), in particular in the water tank (5), is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens ein Netz (40) umfasst, wobei das Netz (40) zumindest zeitweise in direktem Kontakt mit dem Wasser in der Vorrichtung (1) steht und wobei das Netz (40) zumindest teilweise aus dem Metall, insbesondere Silber, besteht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device (1) comprises at least one network (40), wherein the network (40) at least temporarily in direct contact with the water in the device (1) and wherein the network ( 40) consists at least partially of the metal, in particular silver. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die UV-Lichtquelle (12) im Wassertank (5) angeordnet ist.Device after Claim 2 , wherein the UV light source (12) in the water tank (5) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) weiterhin eine Steuereinheit (10) umfasst, welche eingerichtet ist, die UV-Lichtquelle (12) zum Dekontaminieren des Wassers einzuschalten und das dekontaminierte Wasser einzuspritzen.Device according to one of Claims 2 or 7 characterized in that the device (1) further comprises a control unit (10) arranged to turn on the UV light source (12) to decontaminate the water and to inject the decontaminated water. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderelement (3) mittels wenigstens einer ersten Leitung (7) mit dem Wassertank (5) und mittels wenigstens einer zweiten Leitung (8) mit dem Wasserinjektor (6) verbunden ist, wobei die UV-Lichtquelle (12) in der ersten Leitung (7) und/oder in der zweiten Leitung (8) angeordnet ist.Device according to one of Claims 2 . 7 or 8th , characterized in that the conveying element (3) is connected to the water tank (5) by means of at least one first pipe (7) and to the water injector (6) by means of at least one second pipe (8), the UV light source (12) in the first line (7) and / or in the second line (8) is arranged. Verfahren zum Einspritzen von Wasser in eine Brennkraftmaschine (2), wobei das Wasser mittels eines Kationensäure-bildendes Metalls, insbesondere mittels Silber, dekontaminiert wird und mittels einer Vorrichtung (1) zum Einspritzen von Wasser in die Brennkraftmaschine (2) eingespritzt wird.Method for injecting water into an internal combustion engine (2), wherein the water is decontaminated by means of a cationic acid-forming metal, in particular by means of silver, and injected into the internal combustion engine (2) by means of a device (1) for injecting water. Verfahren zum Einspritzen von Wasser in eine Brennkraftmaschine (2), wobei das Wasser weiterhin mittels einer UV-Lichtquelle (12), welche Ultraviolettstrahlung abgibt, dekontaminiert wird.A method of injecting water into an internal combustion engine (2), wherein the water is further decontaminated by means of a UV light source (12) emitting ultraviolet radiation.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200018263A1 (en) * 2018-07-12 2020-01-16 MAGNETI MARELLI S.p.A. System to feed water to at least one combustion chamber in an internal combustion engine

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018205602B3 (en) 2018-04-13 2019-07-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ashing of a particulate filter in a motor vehicle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008034903A1 (en) * 2008-07-26 2010-01-28 Mahle International Gmbh filtering device
DE102015208477A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Apparatus and method for injecting water of an internal combustion engine
DE102015208476A1 (en) 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Apparatus and method for injecting water for an internal combustion engine
DE102017003732A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Mann + Hummel Gmbh Liquid filter for water separation and / or particle filtration of a fuel and / or an aqueous solution, in particular a urea solution, and / or water
DE102016217736A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Robert Bosch Gmbh Water injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle
WO2018050894A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research System and method for injecting an aqueous solution on-board a vehicle

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI118136B (en) * 2002-04-19 2007-07-13 Marioff Corp Oy Injection procedure and apparatus
WO2014207918A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP5704220B1 (en) * 2013-11-15 2015-04-22 トヨタ自動車株式会社 Condensed water supply control device for in-cylinder internal combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008034903A1 (en) * 2008-07-26 2010-01-28 Mahle International Gmbh filtering device
DE102015208477A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Apparatus and method for injecting water of an internal combustion engine
DE102015208476A1 (en) 2015-05-07 2016-11-10 Robert Bosch Gmbh Apparatus and method for injecting water for an internal combustion engine
DE102017003732A1 (en) * 2016-05-31 2017-11-30 Mann + Hummel Gmbh Liquid filter for water separation and / or particle filtration of a fuel and / or an aqueous solution, in particular a urea solution, and / or water
DE102016217736A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Robert Bosch Gmbh Water injection device for an internal combustion engine of a motor vehicle
WO2018050894A1 (en) * 2016-09-16 2018-03-22 Plastic Omnium Advanced Innovation And Research System and method for injecting an aqueous solution on-board a vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200018263A1 (en) * 2018-07-12 2020-01-16 MAGNETI MARELLI S.p.A. System to feed water to at least one combustion chamber in an internal combustion engine
US10934975B2 (en) * 2018-07-12 2021-03-02 Marelli Europe S.P.A. System to feed water to at least one combustion chamber in an internal combustion engine

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