DE102019112565B4 - Vehicle with water injection system - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug (1) miteinem Ölbehälter (7; 8) zum Sammeln von Öl zum Schmieren eines Verbrennungsmotors (2) und/oder Getriebes;einem Wassereinspritzsystem zum Einspritzen von Wasser in den Verbrennungsmotor (2), wobei das Wassereinspritzsystem einen Wassertank (3) aufweist, undeinem Wasserfilter (6) zum Filtern des Wassers aus dem Wassertank (3), wobei zumindest der Wasserfilter (6) in dem Ölbehälter (7; 8) angeordnet ist.Vehicle (1) with an oil tank (7; 8) for collecting oil for lubricating an internal combustion engine (2) and / or gearbox; a water injection system for injecting water into the internal combustion engine (2), the water injection system having a water tank (3), anda water filter (6) for filtering the water from the water tank (3), at least the water filter (6) being arranged in the oil container (7; 8).
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Wassereinspritzsystem und einem Wasserfilter.The invention relates to a vehicle with a water injection system and a water filter.
In künftigen Verbrennungsmotoren wird eine Wassereinspritzung, bei der im Betrieb des Verbrennungsmotors zusätzlich zum Kraftstoff Wasser in Brennräume des Verbrennungsmotors eingespritzt wird, immer mehr an Bedeutung gewinnen. Das Wasser hierfür wird in einem Wasserbehälter gespeichert und auf dem Weg von dort zum Verbrennungsmotor von einem Wasserfilter gefiltert. Beim Verbrennungsmotor kann das Wasser mittels Injektoren zusammen mit dem Kraftstoff oder separat zum Kraftstoff in die Brennräume eingespritzt werden. Der Zweck des Filters besteht darin, zu verhindern, dass Verunreinigungen in die Brennräume gelangen.In future internal combustion engines, water injection, in which water is injected into combustion chambers of the internal combustion engine in addition to fuel when the internal combustion engine is in operation, will become increasingly important. The water for this is stored in a water tank and filtered by a water filter on the way from there to the combustion engine. In the internal combustion engine, the water can be injected into the combustion chambers by means of injectors together with the fuel or separately from the fuel. The purpose of the filter is to prevent contaminants from entering the combustion chambers.
In kalten Umgebungen besteht bei solchen Wassereinspritzsystemen im geparkten Zustand des Fahrzeugs jedoch die Problematik, dass das Wasser einfrieren kann.In cold environments, however, there is the problem with such water injection systems when the vehicle is parked that the water can freeze.
Weiterer Stand der Technik zum technologischen Hintergrund ist aus der
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug mit Wassereinspritzsystem besser für kalte Umgebungstemperaturen anzupassen. Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeug gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is therefore an object of the present invention to better adapt a vehicle with a water injection system for cold ambient temperatures. This object is achieved by a vehicle according to
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, mit einem Ölbehälter zum Sammeln von Öl zum Schmieren eines Verbrennungsmotors und/oder Getriebes; einem Wassereinspritzsystem zum Einspritzen von Wasser in den Verbrennungsmotor, wobei das Wassereinspritzsystem einen Wassertank aufweist, und einen Wasserfilter zum Filtern des Wassers aus dem Wassertank, wobei zumindest der Wasserfilter in dem Ölbehälter angeordnet ist. Der sich aus diesem Ausführungsbeispiel ergebende Vorteil besteht darin, dass das während des Betriebs des Fahrzeugs erwärmte Öl nach dem Betrieb des Fahrzeugs, beispielsweise während dieses längere Zeit geparkt oder abgestellt ist, den Wasserfilter warm hält und ein Einfrieren von Wasser in dem Wasserfilter verhindert oder wesentlich verlangsamt wird. Insbesondere der Wasserfilter sollte von Eisbildung freigehalten werden, daher ist zumindest der Wasserfilter im Ölbehälter angeordnet, es können aber auch weitere Komponenten des Wassereinspritzsystems, wie beispielsweise der Wassertank innerhalb des thermisch isolierten Ölbehälters angeordnet sein. Durch Anordnen des Wasserfilters und optional weiteren Komponenten des Wassereinspritzsystems im, insbesondere thermisch isolierten, Ölbehälter, kann das Einfrieren von Wasser im Wasserfilter verhindert oder zumindest deutlich verzögert werden. Dies hat wiederum den Vorteil, dass eine elektrische Heizung ganz eingespart werden kann oder weniger betrieben werden muss, was Energie und Kosten einspart.According to an exemplary embodiment of the invention, a vehicle is provided with an oil container for collecting oil for lubricating an internal combustion engine and / or transmission; a water injection system for injecting water into the internal combustion engine, the water injection system having a water tank, and a water filter for filtering the water from the water tank, at least the water filter being arranged in the oil tank. The advantage resulting from this exemplary embodiment is that the oil heated during operation of the vehicle after the vehicle has been operated, for example when it is parked or turned off for a long time, keeps the water filter warm and prevents or substantially prevents water from freezing in the water filter is slowed down. In particular, the water filter should be kept free from ice formation, so at least the water filter is arranged in the oil container, but other components of the water injection system, such as the water tank, can also be arranged within the thermally insulated oil container. By arranging the water filter and optionally further components of the water injection system in the, in particular thermally insulated, oil container, the freezing of water in the water filter can be prevented or at least significantly delayed. This in turn has the advantage that electrical heating can be saved entirely or has to be operated less, which saves energy and costs.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Ölbehälter thermisch isoliert. Unter thermischer Isolierung wird dabei eine Vorkehrung verstanden, die über eine Strukturwandung hinausgeht und welche angepasst ist, ein Abkühlen des im Ölbehälter befindlichen Öls wesentlich zu verlangsamen. Dem Fachmann sind dabei diverse thermische Isolierungen bekannt, wie beispielsweise einer Doppelwandung mit dazwischen vorgesehenem Vakuum, einer zusätzlich zur Strukturwandung vorgesehenen Sperrschicht, einer zusätzlich zur Strukturwandung vorgesehenen gewobenen Lage oder einer Kombination daraus. Der sich aus diesem Ausführungsbeispiel ergebende Vorteil besteht darin, dass das während des Betriebs des Fahrzeugs erwärmte Öl nach dem Betrieb des Fahrzeugs, beispielsweise während dieses längere Zeit geparkt oder abgestellt ist, in dem Ölbehälter warm gehalten wird oder dessen Abkühlung wesentlich verlangsamt wird. Erste Versuche ergaben, dass das Öl durchaus für Zeiträume von bis zu zwei Wochen warm gehalten werden kann, selbst wenn das Fahrzeug bei Temperaturen von unter null Grad Celsius abgestellt ist.According to a further exemplary embodiment, the oil container is thermally insulated. Thermal insulation is understood to mean a precaution which goes beyond a structural wall and which is adapted to significantly slow down the cooling of the oil in the oil container. Various thermal insulations are known to the person skilled in the art, such as, for example, a double wall with a vacuum provided in between, a barrier layer provided in addition to the structural wall, a woven layer provided in addition to the structural wall, or a combination thereof. The advantage resulting from this exemplary embodiment is that the oil heated during operation of the vehicle is kept warm in the oil container after the vehicle has been operated, for example when it is parked or parked for a long time, or its cooling is significantly slowed down. Initial tests showed that the oil can be kept warm for periods of up to two weeks, even if the vehicle is parked at temperatures below zero degrees Celsius.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Wasserfilter derart in dem Ölbehälter angeordnet, dass zumindest in einem nicht betriebenen Zustand des Fahrzeugs der Wasserfilter zumindest teilweise, insbesondere überwiegend (mehr als 50% des Außenvolumens), insbesondere vollständig, in im Ölbehälter gesammelten Öl eingetaucht ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the water filter is arranged in the oil container in such a way that at least when the vehicle is not in operation, the water filter is at least partially, in particular predominantly (more than 50% of the external volume), in particular completely, immersed in the oil collected in the oil container .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem Ölbehälter um einen zusätzlich zu einer Ölwanne vorhandenen Behälter, der nach einem Abstellen des Verbrennungsmotors mit dem Öl gefüllt wird. Dadurch, dass es sich um einen zur Ölwanne separaten Ölbehälter handelt, kann der Ölbehälter kompakter ausgeführt werden und lässt sich konstruktiv mit einfacheren Mitteln und somit kostengünstiger thermisch isolieren.According to a further exemplary embodiment of the invention, the oil container is a container which is present in addition to an oil pan and which is filled with the oil after the internal combustion engine has been switched off. Because it is a separate oil container from the oil pan, the oil container can be made more compact and can be thermally insulated structurally with simpler means and thus more cost-effectively.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung hat der Ölbehälter ein Volumen, um den Wasserfilter (
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ölbehälter thermisch isoliert ist, indem zwischen einer doppelten Wandung ein Vakuum ausgebildet ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the oil container is thermally insulated in that a vacuum is formed between a double wall.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Ölbehälter thermisch isoliert, indem zusätzlich zu einer Strukturwandung des Ölbehälters eine mit der Strukturwandung in Kontakt befindliche thermisch isolierende Lage vorgesehen ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the oil container is thermally insulated in that, in addition to a structural wall of the oil container, a thermally insulating layer that is in contact with the structural wall is provided.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.A preferred embodiment of the present invention is described below with reference to the accompanying drawings.
Die Figur zeigt schematisch ein Fahrzeug
Der Verbrennungsmotor
Zusätzlich und separat zur Ölwanne
In einem nicht betriebenen Zustand des Fahrzeug
In diesem Betriebszustand des Fahrzeugs
Wechselt das Fahrzeug
Erfindungsgemäß ist der Ölbehälter
Erfindungsgemäß ist zumindest der Wasserfilter
Untersuchungen haben ergeben, dass mit einem Ölvolumen von fünf Litern im Ölbehälter
Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem der Ölbehälter
Während die Erfindung in der Zeichnung und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, ist diese Veranschaulichung und Beschreibung als beispielhaft und nicht als beschränkend zu verstehen und es ist nicht beabsichtigt die Erfindung auf das offenbarte Ausführungsbeispiel zu beschränken. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, soll nicht andeuten, dass eine Kombination dieser Merkmale nicht auch vorteilhaft genutzt werden könnte.While the invention has been illustrated and described in the drawings and the foregoing description, these illustration and description are to be understood as exemplary and not restrictive, and it is not intended to limit the invention to the embodiment disclosed. The mere fact that certain features are mentioned in different dependent claims is not intended to imply that a combination of these features could not also be used to advantage.
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2019
- 2019-05-14 DE DE102019112565.0A patent/DE102019112565B4/en active Active
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