DE102021211844A1 - Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum und einem Wassereinspritzsystem - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum und einem Wassereinspritzsystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (13) mit einem Brennraum (65) und einem Wassereinspritzsystem (16), wobei das Wassereinspritzsystem (16) derart ausgebildet ist, dass mittels eines Ventils (52) dem Brennraum (65) der Brennkraftmaschine (13) Wasser (41) zugegeben werden kann, wobei in einem Schritt (S1) ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (13) für einen Arbeitstakt so eingestellt wird, das während des Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine (13) ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum (65) nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt wird, wobei in einem Schritt (S2) für diesen Arbeitstakt in den Brennraum (65) Wasser (41) zugegeben wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Für Kraftfahrzeuge und deren verbrennungsmotorische Antriebe werden steigende Anforderungen an Kohlendioxidemissionen gestellt. Deswegen werden Brennkraftmaschinen hinsichtlich ihres Verbrauchs, der unmittelbar mit der damit verbundenen Menge an ausgestoßenem Kohlendioxid zusammenhängt, weiter optimiert, das heißt Verbräuche verringert.
  • Bekannte Maßnahmen sind hierzu beispielsweise die Erhöhung der Verdichtung. Des Weiteren werden immer öfter Brennkraftmaschinen konzipiert und vermarktet, deren Hubraum relativ klein ist (Downsizing, hohe spezifische Hubraumleistung) und die zudem mit ein- oder zweistufiger Turboaufladung zur Reduzierung von Kohlendioxidemissionen kombiniert sind. Derartige Brennkraftmaschinen können jedoch in Betriebspunkten mit hoher Last bezüglich Verbrauch nicht im optimalen Betriebspunkt betrieben werden. Dies liegt beispielsweise daran, dass der Betrieb durch die sogenannte Klopfneigung des Kraftstoffs und/oder hohe Abgastemperaturen begrenzt ist. Eine Maßnahme zur Verringerung der Klopfneigung besteht darin, einen Spätverzug der Zündung vorzunehmen. Spätverzug bedeutet, dass der Zündzeitpunkt so spät gelegt wird, dass in diesem Fall ein mit der Verbrennung einhergehender Druckanstieg nicht nur sein Maximum nach dem Zündzeitpunkt nahe dem oberen Totpunkt erreicht, sondern auch so spät ist, dass durch das gleichzeitige Expandieren des verbrennenden Gasgemisches im Arbeitstakt und damit einem verringerten Druckanstieg die Gefahr klopfender Verbrennung vermieden wird. Dies hat allerdings den Nachteil, dass zum Abrufen gleicher Leistung für den Fall eines Spätverzugs der Zündung im Vergleich mit einer früheren Zündung ein höherer Kraftstoffeinsatz erforderlich ist. Um die Abgastemperatur zu senken, kann auch eine sogenannte Anfettung des Gemischs durchgeführt werden (Lambda < 1, zum Beispiel Lambda = 0,9).
  • Eine weitere mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Klopfneigung und zur Senkung der Abgastemperatur ist die Einspritzung einer beispielsweise inerten Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser. Eine derartige Einspritzung kann dabei direkt in den Brennraum der Brennkraftmaschine oder in den Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine erfolgen. Aus dem Stand der Technik sind Brennkraftmaschinen bekannt, die ein Wassereinspritzsystem aufweisen. Dieses Wassereinspritzsystem ist dabei derart ausgebildet, dass mittels eines Ventils, z. B. über ein Saugrohr, direkt in einen Brennraum der Brennkraftmaschine Wasser zugegeben werden kann. Bei dieser Brennkraftmaschine können selbstverständlich verschiedene Betriebspunkte eingestellt werden. Darunter sind Betriebspunkte, bei denen die Verbrennung während eines Arbeitstaktes derartig abläuft, dass die Verbrennung ohne sogenanntes Klopfen abläuft und/oder dass diese Verbrennung mit hier sogenannte unterkritischer Temperaturentwicklung abläuft. Bei derartigen unterkritischen Betriebspunkten ist ein Betätigen des Wassereinspritzsystems nicht erforderlich, da weder Klopfen noch eine zu hohe Temperaturentwicklung verhindert werden müssen.
  • Ein derartiges Wassereinspritzsystem kann dabei verschiedenen Gefahren ausgesetzt sein. Ganz besonders ist hierbei die Gefahr des Einfrierens zu erwähnen. Verbleibt bspw. Wasser in einem Ventil zum Einspritzen von Wasser in ein Saugrohr bzw. in einen Brennraum und friert dieses Wasser ein, so besteht die Gefahr einer Beschädigung des entsprechenden Ventils. Zudem besteht die Gefahr, dass auch andere Teile des Wassereinspritzsystems beschädigt werden. So können bspw. auch Steckverbindungen zwischen verschiedenen Komponenten gelöst werden oder eine Wasserpumpe zur Förderung des Wassers zu den Ventilen kann beschädigt werden, da auch diese unter Umständen gefrorenem Wasser nicht Stand hält. Um derartige Situationen zu vermeiden, sind bereits Verfahren bekannt, um nach dem Abstellen eines Fahrzeugs mit einer derartigen Einrichtung dieses Wassereinspritzsystem und ihre Komponenten zu entleeren. Hierzu wird bspw. eine Fördereinrichtung der Wasserpumpe umgekehrt, die Ventile zur Wassereinspritzung geöffnet und dadurch ein Großteil des Wassers aus den wasserführenden Komponenten des Wassereinspritzsystems in den Wasserbehälter bzw. Tank zurückgefördert. Ein optionales Absperrventil verhindert dabei ggf., dass Wasser nach dem Rücksaugen wieder vom Tank zurück in die Pumpe und das Leitungssystem läuft. Wird danach das Fahrzeug wieder in Betrieb genommen, so findet nach einem Start der Brennkraftmaschine ein Befüllen des Wassereinspritzsystems statt. Dabei müssen die Pumpe und das angeschlossene Hydrauliksystem aus Leitungen, einem Wasserspeicher (Rail) und dem oder den Ventilen (Injektoren) mit Wasser gefüllt und dann in dem System enthaltene Luft durch die Injektoren ausgetragen werden. Die enthaltene Luft muss aber vor Beginn der aktiven Wassereinspritzung möglichst vollständig ausgetragen werden, da Lufteinschlüsse zu einer unerwünschten Mindermenge bei der Wasserzumessung führen können, wenn die Luft durch die Injektoren unkontrolliert ausgetragen wird.
  • Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2019 202 390 A1 ist bereits ein System zur Einspritzung von Wasser bekannt. Es ist dabei bekannt einen Entleerungsvorgang einzuleiten, damit die Volumina in den Leitungen zwischen Tank und Ventilverschluss eines Injektors/Ventils frei von flüssigem Stoff sind, wenn die Brennkraftmaschine nicht in Betrieb ist. Dabei ist vorgesehen, dass beispielsweise die Förderrichtung einer Pumpe umgekehrt wird und so bei insbesondere geöffnetem Ventil Flüssigkeit aus dem System und damit aus dem Ventil, der Förderleitung und auch aus der Pumpe zurück in den Tank zu fördern.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine mit einem Brennraum und einem Wassereinspritzsystem vorgesehen, wobei das Wassereinspritzsystem derart ausgebildet ist, dass dieses mittels eines Ventils dem Brennraum der Brennkraftmaschine Wasser zugeben kann. Ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine ist dabei für einen Arbeitstakt so eingestellt bzw. wird dabei so eingestellt, dass während des Arbeitstaktes ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt wird. D. h., dass das Luft-Kraftstoff-Gemisch so eingestellt ist, dass dieses auch ohne Kühlmaßnahme (hier Wassereinspritzung, Wasserzugabe) nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt würde.
  • Das Verfahren ist dabei dadurch gekennzeichnet, dass für diesen Arbeitstakt dem Brennraum Wasser zugegeben wird. Ein derartiges Vorgehen hat einen Vorteil, dass z. B. dann, wenn ein Fahrzeug mit einer derartigen Brennkraftmaschine und einem Wassereinspritzsystem in Umgebungsbedingungen betrieben wird, die ein Einfrieren des Wassers im Wassereinspritzsystem ermöglichen würde. Bei Vorhandensein dieser eben erwähnten Gefahr wird damit, durch das Einspritzen von aus verbrennungstechnischer Sicht nicht notwendigerweise zugeführtem Wasser, dieses Wasser im Wassereinspritzsystem in Bewegung gehalten, so dass ein Einfrieren und damit ein Beschädigen des Systems erst bei tieferen Temperaturen eventuell möglich wird. Ein derartiges Vorgehen ist ganz besonders bei niedriger bzw. sehr niedriger Umgebungstemperatur des Fahrzeugs und bei ggf. zusätzlich hoher Fahrzeuggeschwindigkeit von Vorteil. Durch eine niedrige bzw. sehr niedrige Umgebungstemperatur und eine zusätzliche bzw. ggf. hohe Fahrzeuggeschwindigkeit kann auch im Motorraum oder am Unterboden, wo eventuell Leitungen des Wassereinspritzsystems verlaufen, ebenfalls eine sehr niedrige Temperatur herrschen. Wäre ein Wassereinspritzsystem bei derartigen Bedingungen zeitweilig oder dauerhaft deaktiviert, könnten diese niedrigen Temperaturen dazu führen, dass das Wasser in den wasserführenden Komponenten einfriert. Eine vorzeitige Rückförderung des Wassers während das Fahrzeugbetriebs ist aufgrund der dafür nötigen längeren und dauerhaften Öffnung aller Injektoren während des Motorlaufs nicht möglich.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist bei einer Vielzahl von insbesondere unmittelbar aufeinander folgenden Betriebspunkten der Brennkraftmaschine der jeweilige Betriebspunkt so eingestellt, dass ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt wird bzw. würde. Ein derartiges Vorgehen bei einer Vielzahl aufeinanderfolgender Betriebspunkte hat den Vorteil, dass das Wassereinspritzsystem besonders in dem Bereich, der temperaturkritisch ist, besonders zügig von Wasser geleert werden kann, in dem dieses bei einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Ansaug- bzw. Verdichtungstakten in einen Brennraum gegeben wird.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Pumpe zum Fördern von Wasser dauerhaft oder wiederkehrend (unterbrochen, mit Pausen) betrieben wird. Ein derartiger Betrieb der Pumpe hat den Vorteil, dass das Wasser im Leitungssystem des Wassereinspritzsystems in Bewegung gehalten wird. So führt dies bspw. dazu, dass nach dem Ansaugen des Wassers aus dem Tank bzw. Behälter das Wasser bspw. über eine Abzweigstelle nach der Pumpe wieder zurück in den Tank fließen kann. Dies ermöglicht bspw. bei Kraftfahrzeugen, deren Wasserbehälter gut vor Kälte geschützt an irgendeinem Ort des Innenraums des Fahrzeugs angeordnet ist, das Nachpumpen von deutlich wärmerem Wasser in das Leitungssystem des Wassereinspritzsystems, so dass dadurch eine Gefahr des Einfrierens deutlich reduziert ist. Es ist zudem insbesondere vorgesehen, dass ein Ventil zur Zugabe von Wasser in den Brennraum der Brennkraftmaschine dauerhaft oder wiederkehrend (unterbrochen, mit Pausen) winkelsynchron zur Kurbelwellendrehung betrieben, d. h. vor Öffnung des Einlassventils und/oder während Öffnung des Einlassventils geöffnet, wird, um das Wasser so schnell wie möglich aus dem Leitungssystem der Wassereinspritzeinrichtung zu entfernen. Dies ist insbesondere dann schnell möglich, wenn alle Ventile der Brennkraftmaschine zur Zugabe von Wasser in einen Brennraum der Brennkraftmaschine dauerhaft oder wiederkehrend betrieben, d. h. geöffnet, werden. Eine Steigerung des Ganzen ist dadurch möglich, in dem für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eine maximal zulässige Menge an Wasser im Brennraum während eines Arbeitstakts bestimmt und danach für einen derartigen Betriebspunkt die entsprechende maximal zulässige Menge an Wasser in den Brennraum gegeben wird. Eine maximal zulässige Menge an Wasser kann bspw. so definiert sein, dass durch diese Menge ein Verbrennungsablauf in diesem Betriebspunkt der Brennkraftmaschine gerade noch kontinuierlich ohne Verbrennungsaussetzung bzw. ohne Komforteinbußen vonstattengeht. Hierzu gehören bspw. ein ununterbrochenes, konstant hohes Drehmoment oder ein ununterbrochen gleichmäßig ansteigendes Drehmoment, welches nicht durch plötzliche Drehmomentabsenkungen gekennzeichnet ist. Dementsprechend soll gemäß einem weiteren Gesichtspunkt des Verfahrens so vorgegangen werden, dass für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine während eines Arbeitstaktes eine maximal zulässige Menge an Wasser in den Brennraum gegeben wird.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt des Verfahrens ist vorgesehen, dass in einem Tank eine Heizvorrichtung angeordnet ist und die Heizvorrichtung derartig angesteuert wird, dass sich in dem Tank kein Eis bildet bzw. das Wasser in dem Tank flüssig bleibt bzw. das Wasser im Tank zusätzlich auf eine höhere Temperatur erwärmt wird. Ein derartiges Vorgehen hat den Vorteil, dass ein Schutz der Komponenten des Wassersystems noch besser möglich ist.
  • Des Weiteren ist ein Computerprogramm vorgesehen, welches ausgebildet ist, alle Schritte eines der erwähnten Verfahren auszuführen. Zudem ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem das eben erwähnte Computerprogramm gespeichert ist. Des Weiteren soll ein Steuergerät vorhanden sein, welches derartig ausgebildet ist, dass alle Schritte eines der Verfahren ausgeführt werden können.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und einem wasserführenden System,
    • 2 einen schematischen teilweisen Querschnitt durch eine Brennkraftmaschine mit einem Ansaugorgan,
    • 3 in schematischer Darstellung ein Verfahren.
  • In 1 ist in schematischer Weise ein Kraftfahrzeug 10 dargestellt. Dieses Kraftfahrzeug 10 weist als Antrieb eine Brennkraftmaschine 13 auf, die hier ebenfalls in stark schematischer Weise dargestellt ist. Diese Brennkraftmaschine weist ein Wassereinspritzsystem 16 auf. Dieses Wassereinspritzsystem 16 dient dazu, in verschiedenen Betriebssituationen der Brennkraftmaschine 13 auf die dort ablaufende Verbrennung Einfluss zu nehmen. Dieses Wassereinspritzsystem 16 weist einen Tank 19 (Wasserspeicher), eine Fördereinrichtung 22 und eine Einspritzeinrichtung 25 auf. Zwischen dem Tank 19 und der Einspritzeinrichtung 25 befindet sich als ein Teil der Fördereinrichtung 22 eine Wasserpumpe 28. Die Wasserpumpe 28 bzw. deren Fördereinheit ist durch einen Motor 30 antreibbar. In einem Abschnitt der Förderleitung 33 zwischen dem Tank 19 und der Wasserpumpe 28 befindet sich - noch im Tank 19 - ein Filter 36 (Vorfilter). Zwischen dem Filter 36 und der Wasserpumpe 29 befindet sich ein Teil eines hier elektrisch betätigten Absperrventils 39. Bei besonders kompakten Ausführungen befinden sich Teile oder die Teile der Fördereinrichtung 22, wie bspw. die Wasserpumpe 28 bzw. deren Fördereinheit und deren Motor 30, sowie auch das Filter 36 und das Absperrventil 39 im Tank 19. Dieses Absperrventil 39 hat zwei verschiedene Schaltstellungen. In der in 1 dargestellten Schaltstellung ist dieses Absperrventil 39 in der Position „Absperren“. In der anderen Schaltposition dient das Absperrventil 39 dazu, die Förderleitung 33 durchgängig zu schalten. Dies ermöglicht das Fördern von Wasser 41 aus dem Tank 19 durch das Absperrventil 39 und die Wasserpumpe 28 hindurch zu der Einspritzeinrichtung 25. Parallel zu dem Strang der Förderleitung 33, der zwischen der Wasserpumpe 28 und dem Tank 19 verläuft, befindet sich ein paralleler Strang der Förderleitung 33. Dieser Strang der Förderleitung 33 ist durch einen T-Anschluss an den Strang der Förderleitung 33 zwischen der Wasserpumpe 28 und der Einspritzeinrichtung 25 angebunden. Dieser Strang der Förderleitung 33 dient für den Fall, dass der Wasserdruck in der Förderleitung 33 einen Solldruck erreicht hat, als eine Art Überlauf. Um diesen Solldruck im Wesentlichen aufrecht zu erhalten, pumpt die Wasserpumpe 28 stetig weiter. Wird dabei beispielsweise durch die Einspritzeinrichtung 25 jedoch kein Wasser 41 in Organe der Brennkraftmaschine 13 eingespritzt, wird das geförderte Wasser von der Wasserpumpe 28 ggf. über den T-Anschluss 40 in den Tank 19 zurückgefördert. Dabei passiert dieses zurückgeförderte Wasser 41 beispielsweise zunächst eine sogenannte Blende 42 und danach ein Rückschlagventil 44, um dann schließlich in den Tank 19 zurückzufließen.
  • Die Einspritzeinrichtung 25 weist einen so genannten Hochdruckspeicher 46 (Wasser-Rail) auf. Dieser Hochdruckspeicher 46 wird durch die Förderleitung 33 befüllt. Ein Wasserdruck in diesem Hochdruckspeicher 46 wird durch eine Druckbestimmungseinrichtung 49 (Drucksensor) überwacht. Von diesem Hochdruckspeicher 46 ausgehend werden Ventile 52 mit Wasser 41 versorgt. Eine Anzahl an Ventilen 52 entspricht bei einem eine Zylinderbank aufweisenden Reihenmotor (Vierzylinder, Fünfzylinder, Sechszylinder) typischer Weise der Anzahl der Zylinder. Bei einem Motor mit mehreren Zylinderbänken und einem Hochdruckspeicher 46 je Zylinderbank entspricht die Anzahl der Ventile 52 typischer Weise der Anzahl der Zylinder einer Zylinderbank.
  • In 2 ist in schematischer Art und Weise die Brennkraftmaschine 13 dargestellt. In dieser 2 ist ein Zylinder 55 gezeigt. In diesem Zylinder 55 gleitet ein Kolben 58. Der Kolben 58 ist mittels eines Pleuels 61 an einer hier nicht dargestellten Antriebswelle der Brennkraftmaschine 13 angelenkt. Die Antriebswelle kann dabei eine Kurbelwelle sein. Oberhalb des Kolbens 58 - und damit zwischen dem Kolben 58 und einer Zylinderabdeckung 63 - befindet sich ein Brennraum 65. Die Zylinderabdeckung 63 weist hier unter anderem den typischen Zylinderkopf auf, der den Brennraum 65 abschließt, aber hier auch beispielsweise andere Elemente, wie eine so genannte Ventilhaube. In diesem Ausführungsbeispiel ist in der Zylinderabdeckung 63 (Zylinderkopf) eine Einspritzdüse 68 (Einspritzventil, Injektor) eingesteckt, die in diesem Fall Kraftstoff direkt in den Brennraum 65 einspritzt. Einlassseitig ist der Brennraum 65 mittels eines Einlassventils 70 verschlossen. Auslassseitig ist der Brennraum 65 mittels eines Auslassventils 72 verschlossen. Strömungsaufwärts (Ansaugluft) vom Brennraum 65 befindet sich ein Einlassrohr 75, über das bei geöffnetem Einlassventil 70 Luft in den Brennraum 65 angesaugt wird. Überdies befindet sich im Einlassrohr 75 des Weiteren eine Drossel 78. An dem Einlassrohr 75 ist des Weiteren ein Ventil 52 angebracht (Einspritzdüse bzw. Injektor für Wasser 41). Dabei ist dieses Ventil 52 so ausgerichtet, dass dieses während des Betriebs der Brennkraftmaschine 13 in die Lage versetzt ist, das Wasser 41 in das Einlassrohr 75 einspritzen zu können. Je nach Ausführung dieser Brennkraftmaschine 13 ist im Zylinderkopf bzw. der Zylinderabdeckung 63 noch eine Glühkerze (nicht dargestellt) angeordnet, die im Falle einer Ausführung als Selbstzündungsmotor/Dieselmotor im noch kalten Zustand der Brennkraftmaschine 13 für ein sicheres Entzünden eines Gemischs aus Kraftstoff und Luft im Brennraum 65 dient. Ist die Brennkraftmaschine 13 als Fremdzündungsmotor ausgebildet (z. B. Benzinmotor), so ist in der Zylinderabdeckung 63 typischer Weise eine Zündkerze angebracht, mittels der das Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum 65 entzündet wird. Nach dem Entzünden des Kraftstoff-Luft-Gemischs wird dieses über eine durch das Auslassventil 72 freigegebene Öffnung als Abgas in ein Auslassrohr 80 ausgelassen. Über dieses Auslassrohr 80 strömt das Abgas in eine hier nicht dargestellte Anlage zur Konvertierung der Abgase.
  • Bei dem zuvor beschriebenen System aus Brennkraftmaschine 13 und Wassereinspritzsystem 16 ist ein Verfahren zum Betreiben der Brennkraftmaschine 13 mit dem Brennraum 65 und dem Wassereinspritzsystem 16 vorgesehen, wobei das Wassereinspritzsystem 16 derartig ausgebildet ist, dass mittels des Ventils 52 dem Brennraum 65 Wasser 41 zugegeben werden kann, wobei ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 13 für einen Arbeitstakt so eingestellt wird, dass während des Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine 13 ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum 65 nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt wird. Dabei ist vorgesehen, dass Wasser 41 nicht nur mittels eines Ventils 52, welches direkt in ein Einlassrohr 75 einspritzt, in den Brennraum 65 einspritzen kann, sondern alternativ kann selbstverständlich vorgesehen sein, dass ein Ventil 52 direkt in den Brennraum 65 Wasser 41 einspritzen kann (hier nicht dargestellt). Bezüglich des Betriebspunktes sei hier angemerkt, dass dieser bspw. durch eine aktuelle Drehzahl der Kurbelwelle bzw. Abtriebswelle, das vorgesehene bzw. einzustellende Drehmoment dieser Kurbelwelle und/oder die entsprechende Füllung aus Kraftstoff und Luft sowie ein vorgesehener Zündzeitpunkt bestimmt sein kann.
  • Bei einem unterkritischen Verbrennungsablauf mit unterkritischer Temperaturentwicklung ist bspw. vorgesehen, dass durch die Abgastemperatur bspw. ein nachfolgender Katalysator oder Turbolader nicht beschädigt werden darf bzw. soll. Dementsprechend kann mit dem hier vorgesehenen Wassereinspritzsystem und durch das Einspritzen von Wasser eine derartige Temperaturführung vorgenommen werden, so dass Komponenten des Abgassystems eben nicht durch hohe Abgastemperaturen beschädigt werden kann. Dementsprechend ist in einem ersten Schritt S1 (3) vorgesehen, dass ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 13 eingestellt wird, bei dem ein unkritischer Verbrennungsablauf (kein Klopfen, keine zu hohe Temperatur) eingestellt wird. Des Weiteren ist vorgesehen, dass nach dem Einstellen dieses Betriebspunktes im Schritt S1 in einem Schritt S2 für diesen entsprechenden Arbeitstakt in den Brennraum 65 Wasser 41 zugegeben wird. Des Weiteren ist in einer Variante des Verfahrens vorgesehen, dass eine Vielzahl von ggf. unmittelbar aufeinanderfolgenden Betriebspunkten der Brennkraftmaschine 13 und damit bei einer Vielzahl von ggf. unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitstakten der Brennkraftmaschine der jeweilige Betriebspunkt so eingestellt ist, dass ein Luft-Kraftstoffgemisch im Brennraum nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperatur verbrannt wird. In einer weiteren Variante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Wasserpumpe 28 zum Fördern von Wasser 41 dauerhaft oder wiederkehrend betrieben wird. Unter einem wiederkehrenden Betrieb der Wasserpumpe 28 kann bspw. verstanden werden, dass die Wasserpumpe 28 mit Unterbrechungen betrieben wird. In gleicher Art und Weise wie die Wasserpumpe 28 dauerhaft oder wiederkehrend (unterbrochen, mit Pausen) betrieben werden kann, kann das mindestens eine Ventil 52 zur Zugabe von Wasser 41 dauerhaft oder wiederkehrend (unterbrochen, mit Pausen) betrieben werden. Wie bereits eingangs erwähnt, kann vorgesehen sein, dass für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine 13 die maximal zulässige Menge an Wasser 41 bestimmt wird, die während eines Arbeitstakts im Brennraum 65 sein soll. Dementsprechend kann zum besonders schnellen Wärmeeintrag in die Leitungen des Wassereinspritzsystems 16 in den vorgesehenen Betriebspunkten die jeweilige maximal zulässige Menge an Wasser 41 in den Brennraum gegeben werden. Wie bereits erwähnt, kann eine Heizvorrichtung 83 in dem Tank 19 angeordnet sein (1) und die Heizvorrichtung 83 derart angesteuert werden, dass sich in dem Tank 19 kein Eis bildet bzw. das Wasser 41 im Tank 19 flüssig bleibt bzw. das Wasser 41 im Tank 19 zusätzlich erwärmt wird.
  • In 1 ist zudem ein Steuergerät 53 offenbart, welches ein maschinenlesbares Speichermedium 87 trägt bzw. beinhaltet, auf dem ein Computerprogramm 85 abgespeichert ist, welches die Schritte des Verfahrens ausführen soll.
  • 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 102019202390 A1 [0005]

Claims (11)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine (13) mit einem Brennraum (65) und einem Wassereinspritzsystem (16), wobei das Wassereinspritzsystem (16) derart ausgebildet ist, dass mittels eines Ventils (52) dem Brennraum (65) der Brennkraftmaschine (13) Wasser (41) zugegeben werden kann, wobei in einem Schritt (S1) ein Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (13) für einen Arbeitstakt so eingestellt wird, dass während des Arbeitstaktes der Brennkraftmaschine (13) ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum (65) nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt (S2) für diesen Arbeitstakt in den Brennraum (65) Wasser (41) zugegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Betriebspunkten der Brennkraftmaschine (13) der jeweilige Betriebspunkt so eingestellt wird, dass ein Luft-Kraftstoff-Gemisch im Brennraum (65) nichtklopfend und/oder mit unterkritischer Temperaturentwicklung verbrannt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wasserpumpe (28) zum Fördern von Wasser (41) dauerhaft oder unterbrochen betrieben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventil (52) zur Zugabe von Wasser (41) in den Brennraum (65) der Brennkraftmaschine (13) dauerhaft oder unterbrochen, vorzugsweise winkelsynchron zur Kurbelwellendrehung, betrieben wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Ventile (52) der Brennkraftmaschine (13) zur Zugabe von Wasser (41) in den Brennraum (65) der Brennkraftmaschine (13) dauerhaft oder unterbrochen, vorzugsweise winkelsynchron zur Kurbelwellendrehung, betrieben werden.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (13) eine maximal zulässige Menge an Wasser (41) bestimmt wird, die während eines Arbeitstakts im Brennraum (65) sein soll.
  7. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine (13) eine maximal zulässige Menge an Wasser (41) in den Brennraum (65) gegeben wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Tank (19) eine Heizvorrichtung (83) angeordnet ist und die Heizvorrichtung (83) derart angesteuert wird, dass sich in dem Tank (19) kein Eis bildet bzw. das Wasser (41) im Tank (19) flüssig bleibt bzw. zusätzlich das Wasser im Tank auf eine höhere Temperatur erwärmt.
  9. Computerprogramm (85), das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen oder dass es derart programmiert ist, dass es ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird.
  10. Maschinenlesbares Speichermedium (87), auf dem das Computerprogramm (85) nach Anspruch 9 gespeichert ist oder dass auf ihm das Computerprogramm (85) zur Anwendung in einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 abgespeichert ist.
  11. Steuergerät (53), das ausgebildet ist, alle Schritte eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen oder dass es zur Anwendung in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 programmiert ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102017000312A1 (de) 2016-12-20 2018-06-21 Daimler Ag Verfahren zum Betreiben einer Dosiereinrichtung einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE102017200046A1 (de) 2017-01-04 2018-07-05 Robert Bosch Gmbh Wassereinspritzvorrichtung
DE102019202390A1 (de) 2019-02-21 2020-08-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Verzugszeit eines Ventils

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