DE102019106237B4 - Fluid injection valve for injecting a fluid and an internal combustion engine arrangement - Google Patents

Fluid injection valve for injecting a fluid and an internal combustion engine arrangement Download PDF

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Abstract

Fluideinspritzventil zum Einspritzen eines Fluids, das zumindest Wasser aufweist, in einen Brennraum einer Brennkraftmaschinenanordnung (2), mit einer Gehäuseanordnung (38), die zumindest ein Fluidzuführgehäuseteil (40) und ein Antriebsgehäuseteil (42) aufweist, in dem ein Ventilglied (50), das mittels einer Antriebseinrichtung (44) antreibbar ist, beweglich gelagert ist, wobei das Ventilglied (50) ein Ventilverschlussglied (54) aufweist, das mit einer Durchströmöffnungsanordnung (58) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrolyse-Anordnung (62) in der Gehäuseanordnung (38) vorgesehen ist, die zumindest einen Teil des Wassers in Wasserstoff- und Sauerstoffbestandteile aufspaltet.Fluid injection valve for injecting a fluid, which contains at least water, into a combustion chamber of an internal combustion engine arrangement (2), with a housing arrangement (38) which has at least one fluid supply housing part (40) and a drive housing part (42) in which a valve member (50), which can be driven by means of a drive device (44), is movably mounted, the valve member (50) having a valve closure member (54) which interacts with a throughflow opening arrangement (58), characterized in that an electrolysis arrangement (62) in the housing arrangement (38) is provided, which splits at least part of the water into hydrogen and oxygen components.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fluideinspritzventil zum Einspritzen eines Fluids, das zumindest Wasser aufweist, in einen Brennraum einer Brennkraftmaschinenanordnung, mit einer Gehäuseanordnung, die zumindest ein Fluidzuführgehäuseteil und ein Antriebsgehäuseteil aufweist, in dem ein Ventilglied, das mittels einer Antriebseinrichtung antreibbar ist, beweglich gelagert ist, wobei das Ventilglied ein Ventilverschlussglied aufweist, das mit einer Durchströmöffnungsanordnung zusammenwirkt. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Brennkraftmaschinenanordnung mit einem derartigen Fluideinspritzventil.The invention relates to a fluid injection valve for injecting a fluid, which has at least water, into a combustion chamber of an internal combustion engine arrangement, with a housing arrangement which has at least one fluid supply housing part and a drive housing part in which a valve member which can be driven by means of a drive device is movably mounted, wherein the valve member has a valve closure member which cooperates with a throughflow opening arrangement. The invention also relates to an internal combustion engine arrangement with such a fluid injection valve.

Derartige Brennkraftmaschinenanordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Neben einer Brennstoffeinspritzanordnung, die geeigneten Brennstoff in den Brennraum einspritzt, ist ein Fluidspritzventil vorgesehen, das zumindest Wasser in den wesentlichen Verbrennungsluft führenden Einlasskanal spritzt. Hierdurch soll eine Kühlung des Verbrennungsgases und damit eine Wirkungsgradverbesserung erreicht werden. Beispiele hierfür sind bekannt aus der DE 44 16 886 A1 , der DE 10 2013 020 421 A1 und der DE 10 2014 204 509 A1 . Aus der DE 10 2012 015 373 A1 ist es weiterhin bekannt, eine Zündkerze mit einer Elektrode und einem Zündinjektor vorzusehen, um eine Elektrolyse von Wasser herbeizuführen. Darüber hinaus ist es beispielsweise aus der US 9 920 714 B2 bekannt, eine Brennkraftmaschinenanordnung mit einer Elektrolyse-Anordnung vorzusehen, so dass ein Fluid bestehend aus Wasserstoff und Sauerstoff in den Brennraum zu leiten ist. Hierdurch kann aufgrund einer verbesserten Entflammbarkeit des Brenstoffgemisches der Wirkungsgrad noch einmal erhöht werden. Jedoch sollte deutlich sein, dass eine derartige Brennkraftmaschinenanordnung sehr aufwendig in der Herstellung ist und einen großen Bauraum benötigt, der bei aktuellen Fahrzeugen nicht zur Verfügung steht.Such internal combustion engine arrangements are well known from the prior art. In addition to a fuel injection arrangement which injects suitable fuel into the combustion chamber, a fluid injection valve is provided which injects at least water into the inlet duct that carries the main combustion air. This is intended to achieve a cooling of the combustion gas and thus an improvement in efficiency. Examples of this are known from DE 44 16 886 A1 , the DE 10 2013 020 421 A1 and the DE 10 2014 204 509 A1 . From the DE 10 2012 015 373 A1 It is also known to provide a spark plug with an electrode and an ignition injector to cause electrolysis of water. In addition, it is, for example, from the US 9 920 714 B2 known to provide an internal combustion engine arrangement with an electrolysis arrangement, so that a fluid consisting of hydrogen and oxygen is to be conducted into the combustion chamber. As a result, the efficiency can be increased again due to the improved flammability of the fuel mixture. However, it should be clear that such an internal combustion engine arrangement is very expensive to manufacture and requires a large amount of installation space, which is not available in current vehicles.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fluideinspritzventil sowie eine Brennkraftmaschinenanordnung bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise vermeidet.The object of the invention is therefore to provide a fluid injection valve and an internal combustion engine arrangement which avoid the above-mentioned disadvantages in a simple and inexpensive manner.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Elektrolyse-Anordnung in der Gehäuseanordnung vorgesehen ist, die zumindest einen Teil des Wassers in Wasserstoff- und Sauerstoffbestandteile aufspaltet. Hierdurch ist es möglich, die Vorteile der Elektrolyse mit der Wassereinspritzung zu kombinieren. Es findet hierdurch insbesondere ein Strahlaufbruch des Wasserstrahls statt, wodurch die Kühlwirkung mittels der Wassereinspritzung noch einmal erhöht werden kann. Zudem sind keine weiteren Bauteile notwendig, die im Motorenraum angeordnet werden müssen.This object is achieved in that an electrolysis arrangement is provided in the housing arrangement, which splits at least part of the water into hydrogen and oxygen components. This makes it possible to combine the advantages of electrolysis with water injection. In particular, this causes the water jet to break open, as a result of which the cooling effect can be increased again by means of the water injection. In addition, no further components are required that have to be arranged in the engine compartment.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Elektrolyse-Kathode und eine Elektrolyse-Anode der Elektrolyse-Anordnung im Antriebsgehäuseteil vorgesehen. Alternativ kann in vorteilhafter Weise die Elektrolyse-Kathode oder die Elektrolyse-Anode im Fluidzuführgehäuseteil vorgesehen sein.In a preferred embodiment, an electrolysis cathode and an electrolysis anode of the electrolysis arrangement are provided in the drive housing part. Alternatively, the electrolysis cathode or the electrolysis anode can advantageously be provided in the fluid supply housing part.

Alternativ kann die Elektrolyse-Kathode oder die Elektrolyse-Anode auch als ein metallisch ausgebildetes Filterelement ausgeführt sein.Alternatively, the electrolysis cathode or the electrolysis anode can also be designed as a metallic filter element.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung als ein Magnetaktuator ausgebildet, wobei das Ventilglied zumindest teilweise als Anker ausgebildet ist.In a particularly advantageous embodiment, the drive device is designed as a magnetic actuator, the valve member being at least partially designed as an armature.

Das Ventilglied kann eine Schließkugel als Ventilverschlussglied aufweisen. In besonders vorteilhafter Weise ist die Durchströmöffnungsanordnung als Spritzlochscheibe ausgeführt. Das feine Wasserspray kann hierdurch besonders effektiv verteilt werden.The valve member can have a closing ball as a valve closure member. In a particularly advantageous manner, the throughflow opening arrangement is designed as a spray perforated disk. This allows the fine water spray to be distributed particularly effectively.

Die Erfindung wird ebenfalls gelöst, durch eine Brennkraftmaschinenanordnung mit mindestens einem Zylinderblock, in dem mindestens ein Zylinder vorgesehen ist, und mindestens einem Zylinderkopf, wobei in dem Zylinder ein Brennraum vorgesehen ist, der durch einen Kolben und den Zylinderkopf begrenzt ist, wobei in dem Zylinderkopf eine Einlasskanalanordnung mit mindestens einem Einlassventil und eine Auslasskanalanordnung mit mindestens einem Auslassventil vorgesehen sind, wobei des Weiteren eine Fluidzulaufanordnung vorgesehen ist, um Fluid, das zumindest Wasser aufweist, über zumindest ein erfindungsgemäß ausgebildetes Fluideinspritzventil in den Brennraum zu führen.The invention is also achieved by an internal combustion engine arrangement with at least one cylinder block, in which at least one cylinder is provided, and at least one cylinder head, wherein a combustion chamber is provided in the cylinder, which is delimited by a piston and the cylinder head, wherein in the cylinder head an inlet duct arrangement with at least one inlet valve and an outlet duct arrangement with at least one outlet valve are provided, furthermore a fluid inlet arrangement is provided in order to guide fluid, which has at least water, into the combustion chamber via at least one fluid injection valve designed according to the invention.

Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass in der Fluidzulaufanordnung mindestens eine zusätzliche Elektrolyse-Anordnung vorgesehen ist.It can be advantageous here for at least one additional electrolysis arrangement to be provided in the fluid inlet arrangement.

Auch kann es vorteilhaft sein, dass im Zylinderkopf eine integrierte Wasserrail mit einem Fluidanschluss vorgesehen ist, die fluidisch mit den Fluideinspritzventilen verbunden ist. Alternativ ist es natürlich auch denkbar, eine separate Wasserrail vorzusehen, die auf dem Zylinderkopf aufgesetzt ist.It can also be advantageous for an integrated water rail with a fluid connection to be provided in the cylinder head, which is fluidically connected to the fluid injection valves. Alternatively, it is of course also conceivable to provide a separate water rail that is placed on the cylinder head.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:

  • 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinenanordnung in einer ersten Ausführungsform,
  • 2 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Fluideinspritzventils.
The invention is explained in more detail with reference to a drawing, which shows:
  • 1 a partially sectioned perspective view of an internal combustion engine arrangement according to the invention in a first embodiment,
  • 2 a schematic sectional view of a fluid injection valve according to the invention.

1 zeigt eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinenanordnung 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Brennkraftmaschinenanordnung 2 als sogenannter V-Motor ausgebildet, von dem hier ein Zylinderkopf 4 dargestellt ist, der eine Einlasskanalanordnung 6 mit Einlasskanälen 8,10,12,14 und einer Auslasskanalanordnung 16 mit Auslasskanälen 18,20,22,24 aufweist. Der Zylinderkopf 4 verschließt auf bekannte Weise einen hier nicht weiter dargestellten Zylinderblock, in dem vier Zylinder mit jeweils einem Brennraum vorgesehen sind, die auf bekannte Weise durch einen Kolben und den Zylinderkopf begrenzt sind. Dem jeweiligen Einlasskanal 8,10,12,14 ist auf bekannte Weise jeweils ein nicht weiter dargestelltes Einlassventil und dem jeweiligen Auslasskanal 18,20,22,24 jeweils ein Auslassventil zugeordnet. 1 shows a partially sectioned perspective view of an internal combustion engine arrangement according to the invention 2 . In the present exemplary embodiment, the internal combustion engine arrangement is 2 designed as a so-called V-engine, of which here a cylinder head 4th is shown, which is an intake port arrangement 6th with inlet channels 8th , 10 , 12th , 14th and an exhaust port arrangement 16 with outlet channels 18th , 20th , 22nd , 24 having. The cylinder head 4th closes in a known manner a cylinder block not shown here in which four cylinders are provided, each with a combustion chamber, which are delimited in a known manner by a piston and the cylinder head. The respective inlet port 8th , 10 , 12th , 14th is in a known manner in each case an inlet valve (not shown further) and the respective outlet channel 18th , 20th , 22nd , 24 each assigned an outlet valve.

Um nun über eine Verbesserung der Verbrennungsschwerpunktlage und über den entfallenden Anfettungsbedarf eine Wirkungsgradverbesserung sowie über die Senkung der Prozesstemperaturen eine Reduktion der Abwärme zu erreichen, wird in die einzelnen Einlasskanälen 8,10,12,14 mittels Fluideinspritzventilen 26,28,30,32 ein Fluid als Wasser/Sauerstoff/Wasserstoff-Gemisch zugeführt. In besonders vorteilhafter Art und Weise findet hierbei eine Kühlung des Verbrennungsgases dadurch statt, dass das Fluid als Spray eingespritzt wird, da hierdurch die für einen Wärmeaustausch zur Verfügung stehende Oberfläche vergrößert wird und es zudem einfacher für die Luftströmung in den jeweiligen Einlasskanälen 8,10,12,14 ist, das Fluid mitzuführen und eine optimale Verteilung im Brennraum zu gewährleisten. In vorteilhafter Weise ist eine nicht weiter dargestellte Steuereinrichtung vorgesehen, die die Fluideinspritzventile 26,28,30,32 in Abhängigkeit von der Öffnung der Einlassventile ansteuert, sodass lediglich Wasser bei geöffnetem Fluideinspritzventil in den jeweiligen Einlasskanal 8,10,12,14 eingespritzt wird.In order to achieve an improvement in efficiency via an improvement in the focus of combustion and the elimination of the need for enrichment, as well as a reduction in waste heat via the lowering of the process temperatures, the individual inlet ducts are fed into 8th , 10 , 12th , 14th by means of fluid injection valves 26th , 28 , 30th , 32 a fluid supplied as a water / oxygen / hydrogen mixture. In a particularly advantageous manner, the combustion gas is cooled in that the fluid is injected as a spray, since this increases the surface area available for heat exchange and also makes it easier for the air flow in the respective inlet channels 8th , 10 , 12th , 14th is to carry the fluid with you and to ensure an optimal distribution in the combustion chamber. Advantageously, a control device, not shown, is provided which controls the fluid injection valves 26th , 28 , 30th , 32 controls depending on the opening of the inlet valves, so that only water enters the respective inlet channel when the fluid injection valve is open 8th , 10 , 12th , 14th is injected.

Im Zylinderkopf 4 ist eine integrierte Wasserrail 34, die Teil einer nicht nicht vollständig dargestellten Fluidzulaufanordnung ist, vorgesehen, mit der die Fluideinspritzventile 26,28,30,32 fluidisch verbunden sind. Die Wasserrail 34 besitzt hierzu einen Wasseranschluss 36.In the cylinder head 4th is an integrated water rail 34 , which is part of a not fully illustrated fluid inlet arrangement, is provided with which the fluid injection valves 26th , 28 , 30th , 32 are fluidically connected. The water rail 34 has a water connection for this purpose 36 .

Die 2 zeigt nun eine schematische Schnittansicht des Fluideinspritzventils 26, das baugleich mit den Fluideinspritzventilen 28,30,32 ausgebildet ist. Das Fluideinspritzventil 26 besitzt eine Gehäuseanordnung 38, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Fluidzuführgehäuseteil 40 und einem Antriebsgehäuseteil 42 aufgebaut ist. Im Antriebsgehäuseteil 42 ist eine Antriebseinrichtung 44 angeordnet, die als Magnetaktuator ausgebildet ist. Dieser besteht im einfachsten Fall aus einer elektrisch zu bestromenden Spule 46, die auf bekannte Weise auf einen Anker 48, der Teil eines Ventilgliedes 50 ist, einwirkt, wobei das Ventilglied 50 beweglich gelagert ist und durch ein Federorgan 52 in Geschlossenstellung des unbestromten Fluideinspritzventils unter Vorspannung gehalten ist. Das Ventilglied 50 besitzt des Weiteren eine Schließkugel 54 als Ventilverschlussglied, die auf bekannte Weise eine Durchströmöffnung 56 verschließt oder freigibt. Die Durchströmöffnung 56 ist Teil einer Durchströmöffnungsanordnung 58, die durch eine Spritzlochscheibe 60 vervollständigt wird. Erfindungsgemäß ist im Fluidzuführgehäuseteil 40 eine Elektrolyse-Anordnung 62 vorgesehen, die eine Elektrolyse-Kathode 64 und eine Elektrolyse-Anode 66 aufweist.The 2 now shows a schematic sectional view of the fluid injection valve 26th , which is identical to the fluid injection valves 28, 30th , 32 is trained. The fluid injector 26th has a housing arrangement 38 , which in the present embodiment consists of a fluid supply housing part 40 and a drive housing part 42 is constructed. In the drive housing part 42 is a drive device 44 arranged, which is designed as a magnetic actuator. In the simplest case, this consists of a coil to be electrically energized 46 that in a known way on an anchor 48 , the part of a valve member 50 is, acts, wherein the valve member 50 is movably mounted and by a spring member 52 is held under bias in the closed position of the de-energized fluid injection valve. The valve member 50 also has a locking ball 54 as a valve closure member, which has a flow opening in a known manner 56 closes or releases. The flow opening 56 is part of a flow-through opening arrangement 58 through a spray disc 60 is completed. According to the invention is in the fluid supply housing part 40 an electrolysis arrangement 62 provided which has an electrolysis cathode 64 and an electrolytic anode 66 having.

Das erfindungsgemäße Fluideinspritzventil 26 funktioniert nun wie folgt: Das Federorgan 52 drückt im unbestromten Zustand des Fluideinspritzventils 26 das Ventilschließglied 50 mit der Schließkugel 54 gegen die Durchströmöffnung 56 und verschließt diese. Über das Fluidzuführgehäuseteil 40 wird Wasser zugeführt, das zum Teil durch die Elektrolyse-Anordnung 62 in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird. Mit Bestromung der Spule 46 wird der Anker 48 und damit das Ventilglied 50 gegen die Vorspannkraft des Federorgans 52 in Richtung der Elektolyse-Anordnung 62 bewegt, wodurch die Durchströmöffnung 56 freigegeben wird und das Fluid bestehend aus Wasser, Wasserstoff und Sauerstoff durch die Spritzlochscheibe 60 in Sprayform in den Einlasskanal 8 geführt wird.The fluid injection valve according to the invention 26th now works as follows: The spring organ 52 presses in the de-energized state of the fluid injection valve 26th the valve closing member 50 with the locking ball 54 against the flow opening 56 and lock it. Via the fluid supply housing part 40 water is supplied, partly through the electrolysis arrangement 62 is split into hydrogen and oxygen. With energization of the coil 46 becomes the anchor 48 and thus the valve member 50 against the pretensioning force of the spring element 52 in the direction of the electrolytic arrangement 62 moves, whereby the flow opening 56 is released and the fluid consisting of water, hydrogen and oxygen through the spray disc 60 in spray form into the inlet duct 8th to be led.

Claims (10)

Fluideinspritzventil zum Einspritzen eines Fluids, das zumindest Wasser aufweist, in einen Brennraum einer Brennkraftmaschinenanordnung (2), mit einer Gehäuseanordnung (38), die zumindest ein Fluidzuführgehäuseteil (40) und ein Antriebsgehäuseteil (42) aufweist, in dem ein Ventilglied (50), das mittels einer Antriebseinrichtung (44) antreibbar ist, beweglich gelagert ist, wobei das Ventilglied (50) ein Ventilverschlussglied (54) aufweist, das mit einer Durchströmöffnungsanordnung (58) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrolyse-Anordnung (62) in der Gehäuseanordnung (38) vorgesehen ist, die zumindest einen Teil des Wassers in Wasserstoff- und Sauerstoffbestandteile aufspaltet.Fluid injection valve for injecting a fluid, which contains at least water, into a combustion chamber of an internal combustion engine arrangement (2), with a housing arrangement (38) which has at least one fluid supply housing part (40) and a drive housing part (42) in which a valve member (50), which can be driven by means of a drive device (44), is movably mounted, the valve member (50) having a valve closure member (54) which interacts with a throughflow opening arrangement (58), characterized in that an electrolysis arrangement (62) in the housing arrangement (38) is provided, which splits at least part of the water into hydrogen and oxygen components. Fluideinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrolyse-Kathode (64) und eine Elektrolyse-Anode (66) der Elektrolyse-Anordnung (62) im Antriebsgehäuseteil (42) vorgesehen sind.Fluid injection valve according to Claim 1 , characterized in that an electrolysis cathode (64) and an electrolysis anode (66) of the Electrolysis arrangement (62) are provided in the drive housing part (42). Fluideinspritzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrolyse-Kathode (64) oder die Elektrolyse-Anode (66) im Fluidzuführgehäuseteil (40) vorgesehen ist.Fluid injection valve according to Claim 1 , characterized in that the electrolysis cathode (64) or the electrolysis anode (66) is provided in the fluid supply housing part (40). Fluideinspritzventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ElektrolyseKathode (64) oder die Elektrolyse-Anode (66) als ein metallisch ausgebildetes Filterelement ausgeführt ist.Fluid injection valve according to Claim 2 , characterized in that the electrolysis cathode (64) or the electrolysis anode (66) is designed as a metallic filter element. Fluideinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (44) als ein Magnetaktuator ausgebildet ist, wobei das Ventilglied (50) zumindest teilweise als Anker (48) ausgebildet ist.Fluid injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (44) is designed as a magnetic actuator, the valve member (50) being at least partially designed as an armature (48). Fluideinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (50) eine Schließkugel (54) als Ventilverschlussglied aufweist.Fluid injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve member (50) has a closing ball (54) as a valve closure member. Fluideinspritzventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchströmöffnungsanordnung (58) als Spritzlochscheibe (60) ausgeführt ist.Fluid injection valve according to one of the preceding claims, characterized in that the throughflow opening arrangement (58) is designed as an injection orifice plate (60). Brennkraftmaschinenanordnung mit mindestens einem Zylinderblock, in dem mindestens ein Zylinder vorgesehen ist, und mindestens einem Zylinderkopf (4), wobei in dem Zylinder ein Brennraum vorgesehen ist, der durch einen Kolben und den Zylinderkopf (4) begrenzt ist, wobei in dem Zylinderkopf (4) eine Einlasskanalanordnung (6) mit mindestens einem Einlassventil und eine Auslasskanalanordnung (16) mit mindestens einem Auslassventil vorgesehen sind, wobei des Weiteren eine Fluidzulaufanordnung (34) mit mindestens einem Fluideinspritzventil (26,28,30,32) nach einem der Ansprüche 1-7 vorgesehen ist, um Fluid, das zumindest Wasser aufweist, über das mindestens eine Fluideinspritzventil (26,28,30,32) nach einem der Ansprüche 1-7 in den Brennraum zu führen.Internal combustion engine arrangement with at least one cylinder block, in which at least one cylinder is provided, and at least one cylinder head (4), wherein a combustion chamber is provided in the cylinder, which is delimited by a piston and the cylinder head (4), wherein in the cylinder head (4 ) an inlet duct arrangement (6) with at least one inlet valve and an outlet duct arrangement (16) with at least one outlet valve are provided, furthermore a fluid inlet arrangement (34) with at least one fluid injection valve (26,28,30,32) according to one of the Claims 1 - 7th is provided to fluid, which has at least water, via the at least one fluid injection valve (26,28,30,32) according to one of the Claims 1 - 7th to lead into the combustion chamber. Brennkraftmaschinenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fluidzulaufanordnung (34) mindestens eine zusätzliche Elektrolyse-Anordnung vorgesehen ist.Internal combustion engine arrangement according to Claim 8 , characterized in that at least one additional electrolysis arrangement is provided in the fluid inlet arrangement (34). Brennkraftmaschinenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderkopf (4) eine integrierte Wasserrail (34) mit einem Fluidanschluss (36) vorgesehen ist, die fluidisch mit den Fluideinspritzventilen (26,28,30,32) verbunden ist.Internal combustion engine arrangement according to one of the preceding Claims 8 or 9 , characterized in that an integrated water rail (34) with a fluid connection (36) is provided in the cylinder head (4) and is fluidically connected to the fluid injection valves (26, 28, 30, 32).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416886A1 (en) * 1994-05-13 1995-11-16 Mak Maschinenbau Krupp Device for injecting water into diesel engines
DE102012015373A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Alfred Klaar Operating piston engine, comprises introducing mixture comprising water, process oxygen and reaction agents into combustion chamber of engine, where mixture is heated above process temperature, and reacting resulting reaction energy
DE102013020421A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Daimler Ag Internal combustion engine and method for its operation
DE102014204509A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Water injection system for an internal combustion engine
US9920714B2 (en) * 2016-06-29 2018-03-20 Caterpillar Inc. Method for controlling ignition in internal combustion engine and pre-chamber assembly thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4416886A1 (en) * 1994-05-13 1995-11-16 Mak Maschinenbau Krupp Device for injecting water into diesel engines
DE102012015373A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Alfred Klaar Operating piston engine, comprises introducing mixture comprising water, process oxygen and reaction agents into combustion chamber of engine, where mixture is heated above process temperature, and reacting resulting reaction energy
DE102013020421A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Daimler Ag Internal combustion engine and method for its operation
DE102014204509A1 (en) * 2014-03-12 2015-09-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Water injection system for an internal combustion engine
US9920714B2 (en) * 2016-06-29 2018-03-20 Caterpillar Inc. Method for controlling ignition in internal combustion engine and pre-chamber assembly thereof

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