DE102018206076A1

DE102018206076A1 - Water injection system for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018206076A1
Application number: DE102018206076.2A
Authority: DE
Inventors: Alexander Eichhorn; Andreas Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-24
Also published as: CN110388286A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wassereinspritzsystem (13) für eine Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Frischluftrohr (12), durch welches Frischluft der Brennkraftmaschine (1) zur Verbrennung zuführbar ist, und mit einem dem Frischluftrohr (12) zugeordneten und insbesondere elektrisch ansteuerbaren Einspritzventil (14), das mit einem Wassertank (15) verbindbar oder verbunden und dazu ausgebildet ist, bei seiner Ansteuerung Wasser in das Frischluftrohr (12) einzuspritzen. Es ist vorgesehen, dass das Einspritzventil (14) derart ausgebildet und an dem Frischluftrohr (12) angeordnet ist, dass es das Wasser zumindest im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft zu der Brennkraftmaschine (1) in das Frischluftrohr (12) einspritzt.

The invention relates to a water injection system (13) for an internal combustion engine (1), in particular of a motor vehicle, with a fresh air tube (12) through which fresh air of the internal combustion engine (1) can be supplied for combustion, and with a fresh air tube (12) and in particular electrically controllable injection valve (14) which can be connected or connected to a water tank (15) and is designed to inject water into the fresh air tube (12) when it is actuated. It is provided that the injection valve (14) is designed and arranged on the fresh air tube (12) that it injects the water at least substantially opposite to the flow direction of the fresh air to the internal combustion engine (1) in the fresh air tube (12).

Description

Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Frischluftrohr, durch welches Frischluft der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zuführbar ist, und mit einem dem Frischluftrohr zugeordneten und insbesondere elektrisch ansteuerbaren Einspritzventil, das mit einem Wassertank verbindbar oder verbunden und dazu ausgebildet ist, bei seiner Ansteuerung Wasser in das Frischluftrohr einzuspritzen.Water injection system for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, with a fresh air pipe, through which fresh air of the internal combustion engine can be supplied for combustion, and with a fresh air pipe associated and in particular electrically controllable injection valve, which is connected to a water tank or connected and adapted to its control To inject water into the fresh air tube.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Wassereinspritzsystem sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, die ein solches Wassereinspritzsystem aufweist.Furthermore, the invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle with such a water injection system and a method for operating an internal combustion engine having such a water injection system.

Stand der TechnikState of the art

Wassereinspritzsysteme, Brennkraftmaschinen und Verfahren zum Betreiben dieser sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Üblicherweise wird dabei das eingespritzte Wasser über das Einspritzventil zylinderindividuell zugemessen, also für jeden Verbrennvorgang der Brennkraftmaschine individuell portioniert. Das Ziel der Wassereinspritzung ist es, den Bauteilschutz insbesondere im Volllastbetrieb der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Bisher wird üblicherweise das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch zusätzlichen Kraftstoff angereichert, um ein Abkühlen der Bauteile zu erzielen. Der dadurch erhöhte Kraftstoffverbrauch kann durch die Wassereinspritzung vermieden werden. Außerdem ist es durch die Wassereinspritzung möglich, ein Klopfen der Brennkraftmaschine zu verhindern, sodass wirkungsgradoptimierte Verbrennungsschwerpunktlagen ermöglicht werden und die Effizienz des Motors verbessert wird. Die Wirkungsweise der Wassereinspritzung beruht dabei zum einen darauf, dass die im dem jeweiligen Zylinder gelangte Zylinderladung durch Ausnutzung der hohen Verdampfungsenthalpie von Wasser abgekühlt wird, und dass zum anderen durch die Erhöhung des inerten Masseanteils im Brennraum die Ladungsmasse insgesamt erhöht wird.Water injection systems, internal combustion engines and methods for operating them are already known from the prior art. Usually, the injected water is metered cylinder individually via the injection valve, so portioned individually for each combustion process of the internal combustion engine. The aim of the water injection is to increase the component protection, especially in full load operation of the internal combustion engine. So far, the fuel-air mixture is usually enriched by additional fuel to achieve a cooling of the components. The resulting increased fuel consumption can be avoided by the water injection. In addition, it is possible by the water injection to prevent knocking of the internal combustion engine, so that efficiency-optimized combustion focus positions are made possible and the efficiency of the engine is improved. The mode of action of the water injection is based on the one hand on the fact that the cylinder charge reached in the respective cylinder is cooled by utilizing the high enthalpy of enthalpy of water, and on the other hand by increasing the inert mass fraction in the combustion chamber, the total charge mass is increased.

Um die gewünschten Ziele möglichst effizient zu erreichen, muss das Wasser möglichst homogen verteilt werden und insbesondere gasförmig vorliegen. Es konnte in Versuchen gezeigt werden, dass der Einfluss der Wassereinspritzung auf das Klopfverhalten umso effektiver ist, je mehr Wasser aufbereitet, das heißt verdunstet werden kann. Um die hohe Verdampfungsenthalpie des Wassers zur Kühlung des Gemischs auszunutzen, muss die Verdampfungswärme der Zylinderladung entzogen werden. Wasser, welches durch die Einspritzung Bauteile, wie beispielsweise die Innenwand des Frischluftrohrs und/oder des Zylinders, benetzt, kann zwar auch verdunsten, die dafür benötigte Wärme wird jedoch den benetzten Bauteilen entzogen, wodurch der Kühleffekt der Wassereinspritzung verringert wird. Außerdem findet der Verdunstungsvorgang, je nach Temperatur der benetzten Oberfläche, relativ langsam statt und steht unter Umständen daher nicht als Kühlwirkung für den aktuellen Arbeitstakt zur Verfügung. Die Benetzung der Bauteile führt folglich dazu, dass ein Teil des eingespritzten Wassers zur Verdunstung nicht beiträgt, obwohl die Frischluft weiteres Wasser aufnehmen könnte. Um dies zu kompensieren, müsste eine höhere Wassermenge eingespritzt werden, die jedoch zu Nachteilen bei der Auslegung des Gesamtsystems, wie etwa der Größe des Wassertanks, führen würde.In order to achieve the desired goals as efficiently as possible, the water must be distributed as homogeneously as possible and in particular in gaseous form. It could be shown in experiments that the influence of water injection on the knock behavior is more effective, the more water can be treated, that is, evaporated. In order to exploit the high enthalpy of evaporation of the water to cool the mixture, the heat of vaporization of the cylinder charge must be withdrawn. Although water which wets components through the injection, such as the inner wall of the fresh air pipe and / or the cylinder, can also evaporate, but the heat required for this is removed from the wetted components, whereby the cooling effect of the water injection is reduced. In addition, the evaporation process, depending on the temperature of the wetted surface, takes place relatively slowly and may therefore not be available as a cooling effect for the current power stroke. The wetting of the components thus results in some of the injected water not contributing to the evaporation, although the fresh air could absorb more water. To compensate for this, a higher amount of water would have to be injected, but this would lead to disadvantages in the design of the entire system, such as the size of the water tank.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Wassereinspritzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass das eingespritzte Wasser schneller und besser verdunstet beziehungsweise aufbereitet wird, und die Menge von Wasser, das Bauteile oder Bauteiloberflächen benetzt, reduziert wird, wodurch die Effizienz der Wassereinspritzung erhöht und der Betrieb der Brennkraftmaschine verbessert werden. Durch die vorteilhafte Ausbildung wird erreicht, dass während der gesamten Dauer der Wassereinspritzung das Wasser in eine noch ungesättigte Umgebung eingespritzt wird, sodass ein optimales Verdunsten des Wassers in dem Frischluftstrom gewährleistet ist. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass das Einspritzventil derart ausgebildet und an dem Frischluftrohr angeordnet ist, dass es das Wasser zumindest im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft zu der Brennkraftmaschine in das Frischluftrohr einspritzt. Das Wasser wird somit entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft in das Frischluftrohr eingebracht, wodurch das Wasser stets in eine ungesättigte Umgebung eingespritzt wird, sodass die Wasseraufnahmebereitschaft der Frischluft maximal ist. Durch die Relativbewegung zwischen Luft und dem eingespritzten Wasser(Tropfen) wird zusätzlich der Verdunstungsvorgang beschleunigt/verbessert, einerseits aufgrund des erhöhten Stoff- und Wärmeaustauschs und andererseits durch den verbesserten Tropfenaufbruch. Dadurch werden die Verdunstungsraten deutlich erhöht und der Wasserverbrauch insgesamt gesenkt.The water injection system according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that the injected water is faster and better evaporated or processed, and the amount of water that wets components or component surfaces, is reduced, thereby increasing the efficiency of water injection and the operation of the Internal combustion engine can be improved. The advantageous embodiment ensures that during the entire duration of the water injection, the water is injected into a still unsaturated environment, so that an optimal evaporation of the water is ensured in the fresh air flow. According to the invention, it is provided for this purpose that the injection valve is designed and arranged on the fresh air pipe such that it injects the water into the fresh air pipe at least substantially counter to the flow direction of the fresh air to the internal combustion engine. The water is thus introduced against the flow direction of the fresh air into the fresh air tube, whereby the water is always injected into an unsaturated environment, so that the water receptiveness of the fresh air is maximum. Due to the relative movement between air and the injected water (drops), the evaporation process is additionally accelerated / improved, on the one hand due to the increased mass and heat exchange and on the other hand due to the improved droplet break-up. This significantly increases the evaporation rates and reduces overall water consumption.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einspritzventil derart ausgebildet und angeordnet ist, dass es einen Spritzkegel erzeugt, dessen Längsmittelachse entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft ausgerichtet ist. Dadurch ist gewährleistet, dass der größte Anteil des eingespritzten Wassers entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft in das Frischluftrohr eingespritzt wird und dadurch, wie zuvor beschrieben, vorteilhaft verdunstet und zur Abkühlung beiträgt.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the injection valve is designed and arranged such that it generates a spray cone whose longitudinal center axis is aligned counter to the flow direction of the fresh air. This ensures that the largest proportion of the injected water is injected against the flow direction of the fresh air into the fresh air tube and thereby, as described above, advantageously evaporates and contributes to the cooling.

Besonders bevorzugt ist die Längsmittelachse des Spritzkegels dabei geneigt zu einer Hauptströmungsrichtung der Frischluft ausgerichtet. Dadurch ist es möglich, je nach Öffnungswinkel des Spritzkegels, dass eine Teilmenge des eingespritzten Wassers quer, insbesondere senkrecht, zur Strömungsrichtung der Frischluft oder sogar in Strömungsrichtung der Frischluft das Frischluftrohr eingespritzt wird. Particularly preferably, the longitudinal center axis of the injection cone is aligned inclined to a main flow direction of the fresh air. This makes it possible, depending on the opening angle of the spray cone, that a subset of the injected water is injected transversely, in particular perpendicularly, to the flow direction of the fresh air or even in the flow direction of the fresh air, the fresh air pipe.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist bevorzugt vorgesehen, dass die Längsmittelachse parallel zu einer Hauptströmungsrichtung der Frischluft ausgerichtet ist. Dadurch wird die gesamte Wassermenge entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft in das Frischluftrohr eingebracht und eine maximale Verdunstungsrate erreicht.According to a further embodiment of the invention, it is preferably provided that the longitudinal central axis is aligned parallel to a main flow direction of the fresh air. As a result, the entire amount of water is introduced counter to the flow direction of the fresh air into the fresh air tube and achieved a maximum evaporation rate.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einspritzventil stromaufwärts eines Einlassventils der Brennkraftmaschine angeordnet ist. Dies bedeutet, dass zwischen dem Einspritzventil und dem Einlassventil keine weiteren Einrichtungen vorhanden sind, abgesehen von den Luftführungselementen, wie das Frischluftrohr und/oder einen Frischluftkanal in der Brennkraftmaschine, welche die Frischluft der jeweiligen Brennkammer zuführen. Dadurch ist gewährleistet, dass eine brennkammerindividuelle Wassereinspritzung erfolgt.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the injection valve is arranged upstream of an intake valve of the internal combustion engine. This means that there are no further devices between the injection valve and the inlet valve, apart from the air guide elements, such as the fresh air tube and / or a fresh air passage in the internal combustion engine, which supply the fresh air to the respective combustion chamber. This ensures that a combustion chamber-specific water injection takes place.

Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 7 zeichnet sich durch das erfindungsgemäße Wassereinspritzsystem aus. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile. Insbesondere ist jeder Brennkammer der Brennkraftmaschine ein Einspritzventil des Wassereinspritzsystems zugeordnet. Die Einspritzventile sind dabei mit einem gemeinsamen Wassertank und/oder mit mehreren Wassertanks verbunden. Insbesondere sind die Einspritzventile fluidtechnisch an ein Hochdruckrail angeschlossen, welchem eine Fördereinrichtung vorgeschaltet ist, die saugseitig mit dem Wassertank verbunden ist. Insbesondere ist die Fördereinrichtung dazu ausgebildet, in dem Hochdruckrail einen Wasserdruck von ca. 3 bis 15 bar zustellen, sodass das Wasser mit ca. 3 bis 15 bar in das Frischluftrohr eingespritzt wird.The internal combustion engine according to the invention with the features of claim 7 is characterized by the water injection system according to the invention. This results in the already mentioned advantages. In particular, each combustion chamber of the internal combustion engine is assigned an injection valve of the water injection system. The injection valves are connected to a common water tank and / or with several water tanks. In particular, the injectors are fluidly connected to a high-pressure rail, which is preceded by a conveyor, which is connected on the suction side with the water tank. In particular, the conveyor is designed to deliver in the high-pressure rail a water pressure of about 3 to 15 bar, so that the water is injected at about 3 to 15 bar in the fresh air pipe.

Besonders bevorzugt ist das Frischluftrohr ein Saugrohr der Brennkraftmaschine. Insbesondere handelt es sich um das Saugrohr einer Brennkraftmaschine, die eine Turbomaschine, insbesondere einen Abgasturbolader aufweist, wobei das Einspritzventil stromabwärts des Turboladers beziehungsweise der Turbomaschine an/in dem Saugrohr angeordnet ist. Bevorzugt wird das Wasser nur in einem volllastnahen Bereich eingespritzt, sodass im Saugrohr ein höherer Druck als in der Umgebung herrscht.Particularly preferably, the fresh air pipe is a suction pipe of the internal combustion engine. In particular, it is the intake manifold of an internal combustion engine, which has a turbomachine, in particular an exhaust gas turbocharger, wherein the injection valve is arranged downstream of the turbocharger or the turbomachine on / in the intake manifold. Preferably, the water is injected only in a region close to full load, so that a higher pressure prevails in the intake pipe than in the environment.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Wassereinspritzsystem zeichnet sich gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 dadurch aus, dass das Wasser zumindest im Wesentlichen entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft in das Frischluftrohr eingespritzt wird. Es ergeben sich hierdurch die bereits genannten Vorteile.The inventive method for operating an internal combustion engine with a water injection system is characterized according to the features of claim 9, characterized in that the water is injected at least substantially opposite to the flow direction of the fresh air into the fresh air pipe. This results in the already mentioned advantages.

Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigt die einzige

Figur eine vorteilhafte Brennkraftmaschine mit einem Wassereinspritzsystem in einer vereinfachten Schnittdarstellung.

Further advantages and preferred features emerge in particular from the previously described and from the claims. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The only one shows

Figure an advantageous internal combustion engine with a water injection system in a simplified sectional view.

Die einzige Figur zeigt in einer vereinfachten Schnittdarstellung eine Brennkraftmaschine 1, die als Hubkolbenmutter ausgebildet ist und dazu mehrere Zylinder 2 aufweist, von welchen nur einer hier gezeigt ist, wobei in jedem Zylinder 2 ein Kolben 3, der durch ein Pleulgestänge 4 mit einer hier nicht näher dargestellten Kurbelwelle mechanisch verbunden ist, längsverschiebbar gelagert ist. Der Zylinder 2 ist auf der vom Kolben 3 abgewandten Seite durch ein Zylinderkopf 5 verschlossen, sodass durch Zylinderkopf 5, Kolben 3 und Zylinder 2 eine Brennkammer 6 gebildet wird. In die Brennkammer mündet ein Frischluft-Einlasskanal 7 aus dem Zylinderkopf 5, sowie ein Abgas-Auslasskanal 8. Dem Einlasskanal 7 ist ein betätigbares Einlassventil 9 zugeordnet und dem Abgaskanal 8 ein betätigbares Auslassventil 10. Im geschlossenen Zustand verschließen die Ventile 9, 10 die Brennkammer 6. Wird das Einlassventil 9 betätigt, so wird bekannter Weise Frischluft aus dem Frischluftkanal 7 durch den in der Brennkammer 6 erzeugten Unterdruck eingesaugt. Mittels eines Kraftstoffeinspritzventils 11 wird im Saugtakt außerdem Kraftstoff in die Brennkammer 6 eingespritzt und bei einem darauffolgenden Takt zusammen mit der Luft in der Brennkammer 6 verbrannt. Die grundsätzliche Funktionsweise von Brennkraftmaschinen ist dem Fachmann bekannt und soll daher an dieser Stelle nicht detailliert ausgeführt werden.The single FIGURE shows a simplified sectional view of an internal combustion engine 1 , which is designed as a reciprocating nut and to several cylinders 2 only one of which is shown here, wherein in each cylinder 2 a piston 3 passing through a connecting rod linkage 4 is mechanically connected to a crankshaft not shown here, is mounted longitudinally displaceable. The cylinder 2 is on the piston 3 opposite side by a cylinder head 5 closed, so through cylinder head 5 , Piston 3 and cylinders 2 a combustion chamber 6 is formed. In the combustion chamber opens a fresh air inlet duct 7 from the cylinder head 5 , as well as an exhaust outlet duct 8th , The inlet channel 7 is an actuatable inlet valve 9 assigned and the exhaust duct 8th an actuated exhaust valve 10 , When closed, the valves close 9 . 10 the combustion chamber 6 , Will the inlet valve 9 operated, it is known manner fresh air from the fresh air duct 7 through the in the combustion chamber 6 suctioned generated negative pressure. By means of a fuel injection valve 11 In addition, in the intake stroke, fuel enters the combustion chamber 6 injected and at a subsequent cycle together with the air in the combustion chamber 6 burned. The basic mode of operation of internal combustion engines is known to the person skilled in the art and should therefore not be described in detail here.

Der Frischluftkanal 6 wird abschnittsweise, insbesondere außerhalb des Zylinderkopfs 5 von einem Frischluftrohr 12 gebildet. Bei dem Frischluftrohr 12 handelt es sich vorliegend um ein Saugrohr, das beispielsweise unter Zwischenschaltung eines Luftfilters mit der Umgebungsluft verbunden ist, um im Saugtakt Frischluft in die Brennkammer 6 zu fördern. Optional weist die Brennkraftmaschine einen Turbolader, insbesondere Abgasturbolader auf, sodass in das Saugrohr verdichtete Frischluft gefördert wird.The fresh air duct 6 is in sections, especially outside the cylinder head 5 from a fresh air pipe 12 educated. In the fresh air tube 12 In the present case, this is a suction pipe, which is connected, for example, with the interposition of an air filter with the ambient air, in the suction cycle fresh air into the combustion chamber 6 to promote. Optionally, the internal combustion engine has a turbocharger, in particular an exhaust gas turbocharger, so that compressed fresh air is conveyed into the intake manifold.

Die Brennkraftmaschine 1 weist außerdem ein Wassereinspritzsystem 13 auf, mittels dessen bei Bedarf die Temperatur des Kraftstoff-Luftgemischs in der Brennkammer 6 reduziert werden kann. Dazu weist das Wassereinspritzsystem 13 ein Einspritzventil 14 auf, das mit einem Wassertank 15 fluidtechnisch verbunden ist. Insbesondere ist dem Wassertank 15 eine Fördereinrichtung 16 zugeordnet, die im Betrieb das Wasser im Wassertank 15 ansaugt und in ein Wassereinspritzrail 17 fördert, an welches mehrere Einspritzventile 14 angeschlossen sind. Jedes Einspritzventil 14 ist dabei einer der Brennkammern 6 beziehungsweise Einlasskanälen 7/Frischluftrohren 12 zugeordnet. Die Einspritzventile 14 sind dabei jeweils stromaufwärts der Einlassventile 9 derart angeordnet und ausgebildet, dass sie bei jeder Ansteuerung das Wasser aus dem Rail 17 entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft zu der Brennkammer 6 einspritzen. Die Strömungsrichtung der Frischluft ist in der Figur durch mehrere Pfeile eingezeichnet. Das Einspritzventil 14 erzeugt bei seiner Ansteuerung ein Einspritzkegel 18, der eine Längsmittelachse 19 definiert. Diese Längsmittelachse 19 ist entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft vorliegend geneigt ausgerichtet, sodass das Wasser insgesamt entgegen der Strömungsrichtung der Frischluft eingespritzt wird. Mit zunehmendem Kegelwinkel des Spitzkegels 18 können Wasserteile entstehen, die senkrecht zur Strömungsrichtung oder sogar in Strömungsrichtung in den Frischluftkanal 12 eingespritzt werden.The internal combustion engine 1 also has a water injection system 13 on, by means of which, if necessary, the temperature of the fuel-air mixture in the combustion chamber 6 can be reduced. This is indicated by the water injection system 13 an injection valve 14 on that with a water tank 15 fluidly connected. In particular, the water tank 15 a conveyor 16 assigned in operation the water in the water tank 15 sucks and into a water injection rail 17 promotes to which several injectors 14 are connected. Each injection valve 14 is one of the combustion chambers 6 or inlet channels 7 / Fresh air pipes 12 assigned. The injectors 14 are each upstream of the intake valves 9 arranged and designed so that they each time the control of the water from the rail 17 against the flow direction of the fresh air to the combustion chamber 6 inject. The flow direction of the fresh air is shown in the figure by a plurality of arrows. The injection valve 14 generates an injection cone when it is actuated 18 which is a longitudinal central axis 19 Are defined. This longitudinal central axis 19 is opposite to the flow direction of the fresh air present inclined aligned, so that the water is injected in total against the flow direction of the fresh air. With increasing cone angle of the pointed cone 18 Water parts can arise, which are perpendicular to the flow direction or even in the flow direction in the fresh air duct 12 be injected.

Vorteilhafterweise ist durch die vorliegende Ausführung gewährleistet, dass eine maximale Verdunstungsrate des Wassers in dem Frischluftkanal erreicht wird. Dadurch, dass das Wasser entgegen der Strömungsrichtung in den Frischluftkanal 12 eingespritzt wird, wird es stets in eine ungesättigte Umgebung eingespritzt und verdunstet aufgrund der Relativbewegung zwischen den Wassertropfen und der Frischluft und der damit verbundenen verbesserten Tropfenaufbrechung besonders schnell und vorteilhaft, sodass ein Benetzen von Bauteilen mit Wasser weitestgehend unterbleibt. Dadurch wird in vorteilhafter Weise der Frischluft und der in der Brennkammer befindlichen Zylinderladung Wärme entzogen und der Betrieb der Brennkraftmaschine 1 optimiert.Advantageously, it is ensured by the present embodiment that a maximum evaporation rate of the water is achieved in the fresh air duct. Characterized in that the water against the flow direction in the fresh air duct 12 is injected, it is always injected into an unsaturated environment and evaporates due to the relative movement between the water droplets and the fresh air and the associated improved droplet breakup particularly fast and advantageous, so that wetting of components with water largely avoided. As a result, the fresh air and the cylinder charge located in the combustion chamber heat is advantageously removed and the operation of the internal combustion engine 1 optimized.

Das Frischluftrohr 12 kann einstückig mit dem Zylinderkopf 5 oder separat von diesem ausgebildet sein.The fresh air pipe 12 Can be integral with the cylinder head 5 or be formed separately from this.

Claims

Water injection system (13) for an internal combustion engine (1), in particular of a motor vehicle, with a fresh air pipe (12) through which fresh air of the internal combustion engine (1) can be supplied for combustion, and with an injection valve (12) associated with the fresh air pipe (12). 14) connectable or connected to a water tank (15) and adapted to inject water into the fresh air tube (12) when actuated, characterized in that the injection valve (14) is formed and arranged on the fresh air tube (12) in that it injects the water at least substantially counter to the flow direction of the fresh air to the internal combustion engine (1) into the fresh air tube (12).

Water injection system after Claim 1 , characterized in that the injection valve (14) is designed and arranged such that it generates a spray cone (18) whose longitudinal central axis (19) is aligned counter to the flow direction of the fresh air.

Water injection system after Claim 2 , characterized in that the longitudinal center axis (19) is aligned inclined to a main flow direction of the fresh air.

Water injection system after Claim 2 , characterized in that the longitudinal central axis is aligned parallel to a main flow direction of the fresh air.

Water injection system according to one of the preceding claims, characterized in that the injection valve (14) upstream of an intake valve (9) of the internal combustion engine (1) is arranged.

Water injection system according to one of the preceding claims, characterized by a control device, which is specially adapted to control the injection valve (14) in dependence on an operating state of the internal combustion engine (1).

Internal combustion engine (1), in particular of a motor vehicle, with a water injection system (13) according to one of Claims 1 to 6 ,

Internal combustion engine after Claim 7 , characterized in that the fresh air pipe (12) is a suction pipe of the internal combustion engine.

Method for operating an internal combustion engine (1), in particular according to one of Claims 7 and 8th , which is a water injection system (13), in particular according to one of Claims 1 to 6 , is assigned, depending on an operating condition of the internal combustion engine (1) water in a leading to the internal combustion engine fresh air pipe (12), characterized in that the water at least substantially against the flow direction of the fresh air into the fresh air pipe (12) injected becomes.