DE102017216768A1 - Verfahren zur Beigabe von Wasser-Kondensat in die Brennräume einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zur Beigabe von Wasser-Kondensat in die Brennräume einer Fahrzeug-Brennkraftmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beigabe von aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durch Kondensation gewonnenem Wasser als Zusatzmittel zu einem in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zu verbrennendem Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei im Kraftfahrzeug als Zusatzmittel vorgesehenes Wasser in einem Behälter mitgeführt wird. Wenn das im Behälter mitgeführte Wasser eingefroren ist, wird frisch gewonnenes Kondensat als Zusatzmittel verwendet und dem Kraftstoff-Luft-Gemisch beigegeben. Dabei kann zumindest eine Teilmenge des frisch gewonnenen Kondensats zum Auftauen von im Behälter gefrorenen Wasser verwendet werden, indem dieses nach Art eines Wärmetauschers durch einen im Behälter vorgesehenen Leitungsabschnitt geführt wird. Eine entsprechende Vorrichtung kann eine Filtervorrichtung für das gewonnene Kondensat mit einer reaktiven Substanz zur Neutralisation des Kondensats aufweisen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beigabe von aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durch Kondensation gewonnenem Wasser als Zusatzmittel zu einem in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zu verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei im Kraftfahrzeug als Zusatzmittel vorgesehenes Wasser in einem Behälter mitgeführt wird. Zum Stand der Technik wird neben der DE 10 2015 213 954 A1 insbesondere auf die EP 2 657 473 A2 verwiesen.
  • Insbesondere zur Verbesserung des Abgasverhaltens von Fahrzeug-Brennkraftmaschinen kann in oder bei deren Verbrennung eines Kraftstoff-Luftgemischs - dieses muss keinesfalls homogen sein, sondern es soll auch eine Kraftstoff-Direkteinspritzung unter diesen Begriff fallen - zumindest in einigen Betriebspunkten Wasser beigemengt werden. Dieses wird (mittels einer Fördervorrichtung) aus einem im Kraftfahrzeug mitgeführten Vorratsbehälter entnommen, welcher unter anderem mit einem Kondensat, d.h. mit Kondenswasser, welches aus den Abgasen der Brennkraftmaschine gewonnen wird oder wurde, immer wieder befüllt werden kann.
  • In der kalten Jahreszeit bzw. bei entsprechend niedrigen Umgebungstemperaturen kann das im Behälter mitgeführte Wasser einfrieren, insbesondere wenn das Fahrzeug abgestellt ist. Dann ist bei Wiederinbetriebnahme des Fahrzeugs naturgemäß keine Zufuhr bzw. Beigabe von Wasser zur Verbrennung - dies wird vorliegend auch als Wasser-Einspritzung bezeichnet, welche direkt in die Brennräume, oder indirekt in den Ansaugluftstrom der Brennkraftmaschine erfolgen kann - möglich. Um eine solche Einspritzung anschließend an einen Kaltstart des Fahrzeugs zu ermöglichen, ist üblicherweise eine Beheizung des Behälters bzw. des darin eingefrorenen Wassers vorgesehen, was jedoch aufwändig, langwierig und wenig nachhaltig ist.
  • Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das im Behälter mitgeführte Wasser eingefroren ist, frisch gewonnenes Kondensat als Zusatzmittel verwendet und dem zu verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisch beigegeben wird. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der abhängigen Ansprüche.
  • Vorgeschlagen wird somit, bei eingefrorenem Wasservorrat das für die Einspritzung vorgesehene Wasser direkt aus dem Abgas des Brennkraftmaschine zu gewinnen und nicht - wie üblich aus dem Behälter zu entnehmen, da letzteres dann ja nicht möglich ist. Ein Kondensationsprozess am Abgasstrom ist anschließend an einen Kaltstart der Brennkraftmaschine binnen weniger Sekunden erfolgreich möglich, so dass nach kürzester Zeit Wasser bereitsteht, welches den Brennräumen der Brennkraftmaschine wieder zugeführt werden kann. Erforderlich kann es lediglich sein, beim (vorhergehenden) Abstellen der Brennkraftmaschine sämtliche wasserführenden Leitungen zu leeren, d.h. in den Behälter zurück leer zu saugen, damit nach einem Kaltstart durch diese sofort frisch gewonnenen Kondensat (d.h. Wasser, welches aus der Kondensation des Abgases gewonnen wurde) gefördert werden kann. Solche Leitungen führen insbesondere von einer Kondensationsvorrichtung an der Fahrzeug-Abgasanlage zu einer Einrichtung zum Einspritzen des Wassers und weisen eine geeignete, ansteuerbare Fördervorrichtung auf. Dabei kann ein entsprechendes Leitungssystem einen eigenen kleinen Zwischenspeicherbehälter aufweisen.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest eine Teilmenge des frisch gewonnenen Kondensats zum Auftauen von im Behälter gefrorenem Wasser verwendet werden. Dazu kann entweder überschüssiges Kondensat, d.h. solches welches nicht sofort nach der Gewinnung zur Wasser-Einspritzung benötigt wird und insbesondere nachdem ein zuvor genannter Zwischenspeicherbehälter bereits befüllt worden ist, in den das gefrorene Wasser enthaltenden und weiter oben sowie im unabhängigen Patentanspruch genannten Behälter eingeführt werden, woraufhin das darin befindliche Eis aufgrund der höheren Temperatur des Kondensats aufzutauen beginnt. Besonders vorteilhaft kann es jedoch sein, wenn das frisch gewonnene Wasser in einer Leitung oder einem Leitungsabschnitt durch den Behälter bzw. das darin befindliche Eis hindurch geführt wird, da dann ein besonders wirkungsvoller Wärmetauschprozess durchgeführt werden kann und so insbesondere auch die Wärme von sämtlichem frisch gewonnenen Kondensat, also auch von demjenigen, welches anschließend sofort wieder eingespritzt wird, genutzt werden kann.
  • Beansprucht wird im Übrigen neben dem soweit beschriebenen und von einer elektronischen Steuereinheit insbesondere durch die Ansteuerung einer (bereits genannten) Fördervorrichtung sowie geeigneter schaltbarer Ventile durchführbaren Verfahren eine Vorrichtung zu Durchführung des Verfahrens mit zumindest einem der in den vorliegenden Unterlagen enthaltenen gegenständlichen Merkmale. Eine solche Vorrichtung kann auch eine Filtervorrichtung für das (frisch) gewonnene Kondensat umfassen, in welcher eventuell (dessen Einspritzung) störende Partikel zurückgehalten werden können. Eine solche Vorrichtung und im Sinne einer Funktionsvereinigung vorteilhafterweise die genannte Filtervorrichtung kann eine reaktive Substanz (bspw. in Form einer Opferanode) aufweisen, welche saure oder säurehaltige Bestandteile des frisch gewonnenen Kondensats neutralisiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015213954 A1 [0001]
    • EP 2657473 A2 [0001]

Claims (5)

  1. Verfahren zur Beigabe von aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs durch Kondensation gewonnenem Wasser als Zusatzmittel zu einem in den Brennräumen der Brennkraftmaschine zu verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisch, wobei im Kraftfahrzeug als Zusatzmittel vorgesehenes Wasser in einem Behälter mitgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das im Behälter mitgeführte Wasser eingefroren ist, frisch gewonnenes Kondensat als Zusatzmittel verwendet und dem zu verbrennenden Kraftstoff-Luft-Gemisch beigegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zumindest eine Teilmenge des frisch gewonnenen Kondensats zum Auftauen von im Behälter gefrorenen Wasser verwendet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das zum Auftauen verwendete Wasser nach Art eines Wärmetauschers durch einen im Behälter vorgesehenen Leitungsabschnitt geführt wird.
  4. Vorrichtung zu Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit zumindest einem der darin oder in der Beschreibung enthaltenen gegenständlichen Merkmale.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4 mit einer Filtervorrichtung für das gewonnene Kondensat, welche eine reaktive Substanz zur Neutralisation des Kondensats aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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