-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine sowie eine derartige Brennkraftmaschine und ein Verfahren zum Betreiben einer Wassereinspritzvorrichtung.
-
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 vorgesehen, um die Wassereinspritzung zu ermöglichen. So ist beispielsweise aus der
DE 10 2015 208 476 A1 ein Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt.
-
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 eines Förderelements, beispielsweise mittels einer Pumpe, über einen Verteiler zu Injektoren befördert werden. Durch die Injektoren wird das Wasser dann beispielsweise in ein Saugrohr oder eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt. Dazu kann, wie bei Einspritzsystemen für Brennstoff, der Verteiler dazu vorgesehen sein, Wasser zu speichern und auf mehrere Injektoren zu verteilen.
Eine Besonderheit von Einspritzvorrichtungen für Wasser gegenüber Einspritzvorrichtungen für Brennstoffe ist, dass das Wasser in der Wassereinspritzvorrichtung, insbesondere in dem Wassertank, beispielsweise nach Abstellen der Brennkraftmaschine gefrieren kann. Um die Wassereinspritzvorrichtung dann wieder in Betrieb zu nehmen, muss das gefrorene Wasser aufgetaut werden. Dazu können in der Wassereinspritzvorrichtung beispielsweise elektrische Heizungen vorgesehen sein. Um Beschädigungen der Injektoren, der Leitungen oder anderer Komponenten der Wassereinspritzvorrichtung, wie beispielsweise einer Pumpe, zu vermeiden kann das Wasser, beispielsweise nach Abstellen der Brennkraftmaschine, wieder aus den Injektoren zurückgesaugt werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird eine Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die Wassereinspritzvorrichtung umfasst wenigstens einen Wassertank zum Speichern von Wasser, wenigstens einen Injektor zum Einspritzen des Wassers in die Brennkraftmaschine, wenigstens ein Förderelement zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank in den Injektor, wobei das Förderelement über eine erste Leitung mit dem Wassertank verbunden ist und über eine zweite Leitung mit dem Injektor verbunden ist. Erfindungsgemäß ist in der zweiten Leitung ein Ventil angeordnet, das eingerichtet ist, die zweite Leitung abzusperren oder freizugeben, wobei die Wassereinspritzvorrichtung weiterhin einen Druckspeicher umfasst, wobei der Druckspeicher durch eine Trennwand in eine erste Kammer und eine zweite Kammer unterteilt ist, wobei die Trennwand durch einen ersten Druck in der ersten Kammer und einen zweiten Druck in der zweiten Kammer gegen einen Widerstand verschiebbar ist, wobei die erste Kammer über eine erste Verbindungsleitung stromaufwärts des Ventils mit der zweiten Leitung verbunden ist und die zweite Kammer über eine zweite Verbindungsleitung stromabwärts des Ventils mit der zweiten Leitung verbunden ist.
-
Vorteile der Erfindung
-
Gegenüber dem Stand der Technik weist die Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs den Vorteil auf, dass die Injektoren und der Bereich zwischen Injektoren und Förderelement vorteilhaft gut durch den Druckspeicher leer gesaugt werden können. Bisher waren für die Rücksaugung Förderelemente, also beispielsweise Pumpen notwendig Diese mussten im Rückwärtsbetrieb betrieben werden können und dabei ausreichend Unterdruck und Saugvolumenstrom erzeugen können um das Wasser beim Abstellen der Brennkraftmaschine aus den Injektoren zurückzusaugen. Dies ist bei einigen Pumpenprinzipien nicht gegeben, beispielsweise besitzen Strömungspumpen nur minimale Rucksaugfähigkeiten und Kolbenpumpen prinzipbedingt keine Rücksaugfähig. In der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung wird das Rücksaugen des Wassers von den Injektoren durch den Druckspeicher und nicht durch das Förderelement ausgeführt. Da in der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung das Rücksaugen des Wassers durch den Druckspeicher erfolgt, können für die Wassereinspritzvorrichtung vorteilhaft auch Förderelemente, die nicht im Rückwärtsbetrieb betrieben werden können und/oder in Rückwärtsbetrieb nicht ausreichend Unterdruck und Saugvolumenstrom erzeugen können, verwendet werden. In der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung übernimmt der Druckspeicher vorteilhaft das Leersaugen der Injektoren. Durch das Leersaugen der Injektoren werden die Injektoren vor Schäden durch gefrierendes und sich ausdehnendes Wasser geschützt.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass an der Trennwand wenigstens eine erste Oberfläche und wenigstens eine zweite Oberfläche ausgebildet sind, wobei die erste Oberfläche die erste Kammer begrenzt und die zweite Oberfläche die zweite Kammer begrenzt, wobei die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche unterschiedlich groß sind. Durch unterschiedlich große Oberflächen können durch den ersten Druck in der ersten Kammer den zweiten Druck in der zweiten Kammer unterschiedlich starke Kräfte auf die verschiebbare Trennwand zwischen der ersten Kammer der zweiten Kammer ausgeübt werden. Durch das Verhältnis der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche kann das Verhältnis der ersten Kraft, die von der ersten Kammer auf die Trennwand wirkt, und der zweiten Kraft, die von der zweiten Kammer auf die Trennwand wirkt, vorteilhaft eingestellt werden. Somit kann erreicht werden, dass sich beim Betreiben des Förderelements in Förderrichtung die Trennwand von der ersten Kammer in Richtung der zweiten Kammer bewegt und der Druckspeicher somit vorgespannt wird. Beim Abschalten des Förderelements kann sich die Trennwand wieder zurück von der zweiten Kammer in Richtung der ersten Kammer bewegen, wodurch sich der Druckspeicher wieder entspannt und Wasser von den Injektoren durch die zweite Verbindungsleitung in die zweite Kammer gesaugt wird.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass der Druckspeicher ein Rückstellelement umfasst, das die Trennwand von der zweiten Kammer in Richtung der ersten Kammer drückt oder zieht. Das Rückstellelement kann beispielsweise als Federelement ausgebildet sein. Durch das Federelement kann vorteilhaft der Widerstand der Trennwand eingestellt werden, sodass beim Betrieb des Förderelements die Trennwand gegen die Rückstellkraft des Federelements gedrückt wird und der Druckspeicher somit vorgespannt wird. Die Härte des Federelements kann beispielsweise vorteilhaft an die Anforderungen des Wassereinspritzsystems angepasst werden.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass das Ventil als elektrisch betätigtes Absperrventil ausgebildet ist. Das elektrisch betätigte Absperrventil kann beispielsweise mittels eines Steuergeräts gesteuert werden und somit kann von dem Steuergerät das Absperrventil geschlossen oder geöffnet werden, sodass die zweite Leitung geschlossen und geöffnet ist. Das Steuergerät kann beispielsweise so eingerichtet sein, dass, wenn das Förderelement Wasser von dem Wassertank zu den Injektoren fördert, das Absperrventil geöffnet ist und wenn das Förderelement abgeschaltet ist das Absperrventil geschlossen ist.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass das Ventil als Rückschlagventil ausgebildet ist, das in einer ersten Flussrichtung vom Wassertank zum Injektor öffnet und in einer zweiten Flussrichtung vom Injektor zum Wassertank hin schließt. So ist das Absperrventil automatisch geöffnet, wenn Wasser vom Wassertank zu den Injektoren gefördert wird, da durch das Förderelement Druck aufgebaut ist, der das Rückschlagventil in der zweiten Leitung geöffnet. Ist das Förderelement abgeschaltet, schließt das Rückschlagventil und die zweite Leitung ist somit unterbrochen und das Wasser aus den Injektoren wird in den sich entladenden Druckspeicher gesaugt.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass die Trennwand aus zumindest einer Membran, insbesondere einer elastischen Membran, ausgebildet ist. Die elastische Membran kann sich elastisch verformen, wodurch der Druckspeicher beim Fördern von Wasser aus den Injektoren durch Verformung der Membran vorgespannt werden kann. Beim Abschalten des Föderelements entspannt sich die Membran und somit der Druckspeicher wieder und Wasser wird von den Injektoren in die zweite Kammer des Druckspeichers gesaugt.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist vorgesehen, dass die Trennwand in dem Druckspeicher als verschiebbarer Kolben ausgebildet ist. Ein Kolben als Trennwand kann sich in einem zylinderförmigen Innenraum des Druckspeichers vorteilhaft einfach verschoben werden.
-
Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben einer Wassereinspritzvorrichtung mit wenigstens einem Wassertank zum Speichern von Wasser, wenigstens einem Injektor zum Einspritzen des Wassers in die Brennkraftmaschine, wenigstens ein Förderelement zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank in den Injektor, wobei das Förderelement über eine erste Leitung mit dem Wassertank verbunden ist und über eine zweite Leitung mit dem Injektor verbunden ist. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Betreiben des Förderelements und Fördern von Wasser aus dem Wassertank zu dem Injektor, wobei ein in der zweiten Leitung angeordnetes Ventil geöffnet ist und wobei ein Druckspeicher, der durch eine erste Verbindungsleitung stromaufwärts des Ventils mit der zweiten Leitung verbunden ist und durch eine zweite Verbindungsleitung stromabwärts des Ventils mit der zweiten Leitung verbunden ist, über die erste Verbindungsleitung Wasser aufnimmt und dadurch vorgespannt wird. Das Verfahren umfasst einen weiteren Schritt zum Stoppen des Förderelements, wobei das Ventil geschlossen ist und sich die Vorspannung des Druckspeichers abbaut, so dass Wasser durch die zweite Verbindungsleitung von dem Injektor in den Druckspeicher gezogen wird. Dies hat den Vorteil, dass die Injektoren durch den gespannten Druckspeicher, der beim Entspannen das Wasser von den Injektoren in den Druckspeicher zieht, geleert werden können. Somit können die Injektoren vorteilhaft gut von gefrierendem und sich ausdehnendem Wasser geschützt werden.
-
Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels des Verfahrens ist es vorgesehen, dass beim Stoppen des Förderelements die Injektoren geöffnet werden, insbesondere nacheinander geöffnet werden. So kann das Wasser aus den Injektoren vorteilhaft gut und einfach durch den Druckspeicher aus den Injektoren gesaugt werden und die Injektoren damit vorteilhaft gut vor gefrierendem und sich ausdehnendem Wasser geschützt sein.
-
Figurenliste
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Wassereinspritzvorrichtung,
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Wassereinspritzvorrichtung,
- 3 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung,
- 4 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wasserei nspritzvorri chtung,
- 5 das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung,
- 6 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung,
- 7 das dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 1 eine Brennkraftmaschine mit einer Wassereinspritzvorrichtung 1 beschrieben. In 2 und 3 wird eine Wassereinspritzvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine 2 im Detail gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Wassereinspritzvorrichtung 1 beschrieben. Weiterhin wird unter Bezugnahme auf die 4 und 5 eine Wassereinspritzvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine 2 im Detail gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Weiterhin wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 eine Wassereinspritzvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine 2 im Detail gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels beschrieben. Insbesondere wird die Brennkraftmaschine 2 nach dem Otto-Prinzip und mit Benzindirekteinspritzung betrieben.
-
In 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine 2 dargestellt, welche eine Vielzahl von Zylindern aufweist, sowie ein Teil der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1. Die Brennkraftmaschine 2 umfasst pro Zylinder einen Brennraum 20, in welchem ein Kolben 21 hin und her bewegbar ist. Ferner weist 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.
-
Am Einlasskanal 22 ist ferner ein Injektor 6 angeordnet, welcher über eine Steuereinheit 10 gesteuert Wasser in den Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 einspritzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Injektor 6 pro Zylinder vorgesehen. Alternativ können zur besseren Aufbereitung oder zur Erhöhung der pro Verbrennungszyklus maximal einspritzbaren Wassermenge beispielsweise auch zwei Injektoren 6 pro Zylinder vorgesehen sein. Die Injektoren 6 werden über die Steuereinheit 10 gesteuert. Ferner weist die Wassereinspritzvorrichtung 1 ein als Pumpe ausgebildetes Förderelement 3 und einen elektrischen Antrieb 4 zum Antreiben der Pumpe auf. Der elektrische Antrieb wird beispielsweise auch über die Steuereinheit 10 gesteuert.
-
In den Figuren dieser Anmeldung sind Wassereinspritzvorrichtungen 1, bei denen Wasser in zu dem Injektor 6 geleitet wird und dann in den Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 eingespritzt wird, dargestellt. Die erfindungsgemäße Wassereinspritzvorrichtung 1 und das Verfahren können aber auch für andere Arten der Wassereinspritzung verwendet werden. Beispielsweise kann die Wassereinspritzvorrichtung 1 zur Einspritzung einer Emulsion aus Kraftstoff und Wasser direkt in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine verwendet werden. Dazu kann in der Leitung 8 beispielsweise eine Hochdruckpumpe vorgesehen sein. Der Hochdruckpumpe kann über eine Kraftstoffleitung Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zugeführt werden. Das Wasser wird mit Kraftstoff zu einer Emulsion vermischt und über den Injektor 6 in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt.
-
Wie aus der 2 ersichtlich ist, ist des Weiteren ein Wassertank 5 vorgesehen, welcher durch eine erste Leitung 7 mit dem Förderelement 3 fluidisch verbunden ist. Die Leitung 7 kann auch ein einfacher Eingang an dem Förderelement 3 sein und das Förderelement 3 kann beispielsweise als Tauchpumpe, die in dem Wasser in dem Wassertank 5 angeordnet ist, ausgebildet sein. Eine zweite Leitung 8 verbindet das Förderelement 3 fluidisch mit einem Verteiler 9 bzw. einem Rail, an welchem eine Vielzahl von Injektoren 6 angeschlossen ist.
-
Weiterhin umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1, wie in den 2 bis 7 dargestellt, ein Ventil 30. Das Ventil 30 ist beispielsweise als Absperrventil ausgebildet. Das Ventil 30 ist dazu eingerichtet, die zweite Leitung 8 zu unterbrechen. Dazu ist das Ventil 30 in der zweiten Leitung 8 zwischen dem Förderelement 3 und dem Injektor 6 angeordnet. Das Ventil 30 unterteilt die zweite Leitung 8 in einen ersten Leitungsabschnitt und einen zweiten Leitungsabschnitt. Das Ventil 30 kann beispielsweise zwei Schaltstellungen annehmen, eine erste Schaltstellung, in der das Ventil 30 geschlossen ist, und eine zweite Schaltstellung, in der das Ventil 30 geöffnet ist.
-
In dem in 2 und 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist das Ventil 30 als Rückschlagventil ausgebildet. Das Rückschlagventil ist dazu eingerichtet, die Strömung von Wasser nur in einer Richtung von dem Wassertank 5 zu den Injektoren 6 zuzulassen. Das Rückschlagventil ist eingerichtet, stromlos durch einen Druck des Wassers im zweiten Leitungsabschnitt, welcher gegen z.B. eine Kraft eines Federelements wirkt, geöffnet zu werden (offene Stellung des Rückschlagventils). Wenn der Druck im zweiten Leitungsabschnitt die Kraft des Federelements und den Druck des im ersten Leitungsbereich befindlichen Wassers nicht mehr überwinden kann, schließt das Rückschlagventil (geschlossene Stellung).
-
In dem in 4 und 5 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Wassereinspritzvorrichtung 1 ist das Ventil 30 als elektrisch betätigtes Absperrventil ausgebildet. Das Ventil 30 kann in diesem Ausführungsbeispiel über eine Steuereinheit 10 gesteuert werden. Dabei kann die Steuereinheit 10 das Ventil 30 beispielsweise öffnen, wenn das Förderelement 3 Wasser vom Wassertank 5 zu den Injektoren 6 fördert, und schließen, wenn das Förderelement 3 abgeschaltet wird und kein Wasser fördert. Das Ventil 30 kann aber beispielsweise auch so gestaltet sein, dass es stromlos beispielsweise durch eine Schließkraft eines Federelements, geschlossen wird. Bei einer deaktivierten Wassereinspritzung wird das Ventil 30 stromlos geschaltet und geschlossen (erste Schaltstellung des Ventils 30). Bei einer Aktivierung der Wassereinspritzung wird das Ventil 30 bestromt und ermöglicht somit eine Förderung des Wassers zu den Injektoren 6 (zweite Schaltstellung des Ventils 30).
-
Wie in den Ausführungsbeispielen der Wassereinspritzvorrichtung 1 in den 2 bis 7 dargestellt, umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 weiterhin einen Druckspeicher 40. In dem Druckspeicher 40 sind eine erste Kammer 41 eine zweite Kammer 42 ausgebildet. Die erste Kammer 41 ist von der zweiten Kammer 42 durch eine Trennwand 45 getrennt. Dabei trennt die Trennwand 45 die erste Kammer 41 beispielsweise fluiddicht und luftdicht von der zweiten Kammer 42. Die Trennwand 45 kann beispielsweise mittels eines Dichtringes abgedichtet sein. Es kann aber auch eine kleine Leckage, beispielsweise in Form eines Spaltes, vorgesehen sein, durch die die erste Kammer 41 mit der zweiten Kammer 42 verbunden ist, die aber klein genug ist, damit die Trennwand 45 dennoch durch eine Kräftedifferenz von einer ersten Kraft, die von der ersten Kammer 41 her auf die Trennwand 45 wirkt, und einer zweiten Kraft, die von der zweiten Kammer 42 her auf die Trennwand 45 wirkt, verstellbar ist.
-
Die erste Kammer 41 ist über eine erste Verbindungsleitung 51 mit der zweiten Leitung 8 verbunden. Die zweite Kammer 42 ist über eine zweite Verbindungsleitung 52 mit der zweiten Leitung 8 verbunden. Die erste Verbindungsleitung 51 mündet dabei stromaufwärts des Ventils 30 in die zweite Leitung 8. Die zweite Verbindungsleitung 52 mündet stromabwärts des Ventils 30 in die zweite Leitung 8. Die Begriffe „stromaufwärts“ und „stromabwärts“ werden im Kontext der vorliegenden Anmeldung im Bezug auf die Flussrichtung des Wassers vom Wassertank 5 zu den den Injektoren 6 verwendet.
-
Der ersten Kammer 41 kann über die erste Verbindungsleitung 51 Wasser zugeführt werden. Der zweiten Kammer 42 kann über die zweite Verbindungsleitung 52 Wasser zugeführt werden. Die Trennwand 45 ist beweglich und bewegt sich aufgrund eines Druckverhältnisses eines ersten Drucks in der ersten Kammer 41 und eines zweiten Drucks in der zweiten Kammer 42. Die Trennwand 45 kann dabei beispielsweise als Kolben ausgebildet sein oder beispielsweise auch als Membran ausgebildet sein.
-
Weiterhin umfasst der Druckspeicher 40 der Wassereinspritzvorrichtung ein Rückstellelement 48, beispielsweise ein Federelement 48, das eine Kraft auf die Trennwand 45 auswirkt, wenn die Trennwand 45 von der ersten Kammer 41 in Richtung der zweiten Kammer 42 bewegt wird und der Druckspeicher 40 dadurch vorgespannt wird. Ist die Trennwand 45 beispielsweise als Membran ausgebildet, so kann das Rückstellelement 48 beispielsweise auch die Elastizität der Membran selbst sein.
-
An der Trennwand 45 sind beispielsweise eine erste Oberfläche 46 und eine zweite Oberfläche 47 ausgebildet. Die erste Oberfläche 46 begrenzt die erste Kammer 41 und die zweite Oberfläche 47 begrenzt die zweite Kammer 42. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel in 2 und 3 und in dem zweiten Ausführungsbeispiel in 4 und 5 dargestellt, können die erste Oberfläche 46 die zweite Oberfläche 47 dabei unterschiedlich groß sein. Die erste Oberfläche 46 und die zweite Oberfläche 47 können aber auch, wie im dritten Ausführungsbeispiel in 6 und 7 dargestellt, die gleiche Größe aufweisen.
-
Im Betrieb der Wassereinspritzvorrichtung 1 wird der Druckspeicher 40 vorgespannt, wenn Wasser vom Wassertank 5 durch das Förderelement 3 zu den Injektoren 6 gefördert wird. Dabei wird das Rückstellelement 48 vorgespannt. Dabei wird Wasser vom Wassertank 5 über die erste Leitung 7 und die erste Verbindungsleitung 51 in die erste Kammer 41 gefördert. Dabei wird in der ersten Kammer 41 Druck erzeugt, der die Trennwand 46 in Richtung der zweiten Kammer 42 bewegt. Dabei wird beispielsweise das Rückstellelement 48 derart verformt, dass es vorgespannt wird. Dabei wird auch gleichzeitig Wasser, das sich beispielsweise in der zweiten Kammer 42 befindet, über die zweite Verbindungsleitung 52 zu den Injektoren 6 gedrückt. Dieses Fördern von Wasser vom Wassertank 5 zu den Injektoren 6 und gleichzeitiges Vorspannen des Druckspeichers 40 durch den Druck des Förderelements 3 ist in den 2, 4 und 6 gezeigt.
-
Soll nun, beispielsweise nach dem Betrieb der Wassereinspritzvorrichtung 1, das Wasser wieder aus den Injektoren 6 entfernt werden, so kann das Förderelement 3 abgeschaltet werden. Dabei schließt das Ventil 30 und blockiert den Rückfluss des Wassers aus den Injektoren 6 zurück zum Wassertank 5 durch die zweite Leitung 8. Das abgeschaltete Förderelement 3 übt keinen Druck mehr auf die erste Kammer 41 und auf die Trennwand 45 aus. Somit kann sich, bei abgeschalteten Förderelement 3, der Druckspeicher 40 wieder entspannen und die Trennwand 45 durch das Rückstellelement 48 wieder zurück in Richtung der ersten Kammer 41 gedrückt werden. Dabei saugt der Druckspeicher 40 über die zweite Verbindungsleitung 52 Wasser aus den Injektoren 6 in die zweite Kammer 42. Dies ist in den 3, 5 und 7 dargestellt. Das Ventil 30 ist dabei derart ausgelegt, dass beim Entspannen des Druckspeichers 40 das Ventil 30 auch in Richtung von dem Wassertank 5 zu den Injektoren 6 geschlossen bleibt und das Wasser aus der ersten Kammer 41 nicht durch das Ventil 30 zurück in die zweite Kammer 42 fließen kann. Dies kann beispielsweise, im Falle eines Rückschlagventils als Ventil 30, durch eine genügend hohe Kraft des Federelements realisiert sein.
-
Die drei Ausführungsbeispiele zeigen erfindungsgemäße Wassereinspritzvorrichtungen 1 mit unterschiedlich ausgebildeten Ventilen 30 und unterschiedlich ausgebildeten Druckspeichern 40. Es sind auch andere Ausführungsbeispiele mit anderen Kombinationen der dargestellten Ventile 30 und Druckspeicher 40 oder anderen für das Verfahren geeigneten Ventilen 30 und Druckspeichern 40 möglich.
-
Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.
-
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 102015208476 A1 [0002]
