DE3236233A1 - Hubkolben-brennkraftmaschine mit wassereinspritzung - Google Patents
Hubkolben-brennkraftmaschine mit wassereinspritzungInfo
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Description
X 43
Hubkolben-Brennkraftmaschine mit Wassereinspritzung
Die Erfindung betrifft eine Hubkolben-Brennkraftmaschine
für Fahrzeuge, in deren Saugrohranlage Kraftstoff-Einspritzventile und Wasser-Einspritzventile eingesetzt sind, die alle
elektromagnetisch betätigt sind.
Bei einer aus der DE-AS 1 115 518 bekannten Brennkraftmaschine
wird Kraftstoff und Wasser getrennt mit je einer Düse in den Brennraum eingespritzt, um die durch Dissoziation gewonnenen
Spaltprodukte zur Verbesserung des Verbrennungsablaufs heran-1
zuziehen.
Demgegenüber soll nun durch Wassereinspritzung lediglich
eine Innenkühlung erfolgen, um thermische Schaden zu verhindern, die sich durch kurzzeitige Höchstbelastung, beispielsweise
bei einem Überholvorgang eines Kraftfahrzeuges oder beim Start eines Flugzeuges ergeben können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine der Kraftstoffmenge angepaßte Wassereinspritzung mit konstruktiv einfachen
Mitteln und geringen Herstellkosten zu verwirklichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. An das Steuergerät einer handelsüblichen
elektronischen Einspritzanlage ist zusätzlich zu den Kraftstoffeinspritzventilen mindestens ein elektromagnetisches
Wasser-Einspritzventil angeschlossen, das vom Steuergerät im selben Takt angesteuert wird, wie die Kraftstoffeinspritzventile.
Bei einem 6-Zylinder-Motor mit sechs Einspritzventilen
ist jeweils drei Kraftstoff-Einspritzventilen ein
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Wasser-Einspritzventil zugeordnet. Da die Dauer der Einspritzzeit für alle Ventile gleich ist und alle in zyklischer
Reihenfolge betätigt werden, steht die eingespritzte Kraftstoffmenge
zur Wassermenge im Verhältnis 3:1, was sich bei einer praktisch ausgeführten Brennkraftmaschine am besten bewährt
hat. Es kann in diesem Fall einfach eine Einspritzanlage verwendet werden, die für eine 8-Zylinder-Brennkraftmaschine
konzipiert ist. Lediglich zwei Kraftstoff-Einspritzventile werden 'durch Wasser-Einspritzventile ersetzt, die
durch eine Wasserversorgungsleitung gespeist werden.
Für eine 8-Zylinder-Brennkraftmaschine werden je nach Verwendungszweck
drei oder vier Wasser-Einspritzventile benutzt, so daß das Mengenverhältnis zum Kraftstoff in einem
Fall 2 5 %, im anderen Fall 50 % beträgt. Da die Wasser-Einspritzung nur für kurzzeitige Höchstleistung der Brennkraftmaschine
benötigt wird, ist gemäß Anspruch 5 vorgesehen, die Wasserzuführung zum Wasser-Einspritzventil durch Ausschalten
der Wasserpumpe unterbrechen zu können. Alternativ hierzu ist nach Anspruch 4 in die elektrische Leitung vom Steuergerät zu
dem Wasser-Einspritzventil ein Schalter eingebaut, nach dessen Schließen die Wasser-Einspritzung einsetzt. Dieser Schalter
sowie der Schalter der Wasserpumpe können abhängig von der Last, dem Ladedruck oder der Temperatur der Brennkraftmaschine
gesteuert sein, um bei einem thermisch gefährdeten Betrieb eine selbsttätige Einschaltung der Wassereinspritzung erreichen zu
können.
Das Wasser-Einspritzventil kann an jeder Stelle der Saugrohranlage
angeordnet sein. Bei einer Brennkraftmaschine mit Turbolader ist sie bevorzugt am Verdichter an dessen Saugseite
oder Druckseite eingesetzt. Auf diese Weise wird in dem rotierenden Luftstrom eine feine Wasserzerstäubung, eine
Verdampfung in der warmen Ladeluft und eine Kühlung der Ladeluft erreicht. Mit einer solchen Anordnung läßt sich neben
einer höheren Leistung noch eine Kraftstoffersparnis erzielen.
BAD
X 43
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
in Fig, 1 und Fig. 2 dargestellt und werden nachfolgend
erläutert.
In einen Zylinderkopf 1 eines 6-Zylinder-Boxermotors, der
drei Zylinder umfaßt, münden drei Einzelsaugrohre 2, 3, 4 die an ein Samme1saugrohr 5 angeschlossen sind. Drei Abgasleitungen
6, 7, 8 sind gemeinsam zu einem Turbolader 9 geführt, der das Samme!saugrohr 5 mit Ladeluft versorgt. An
seitlichen Stutzen der Einzelsaugrohre 2, 3, 4 sind elektromagnetisch
betätigte Kraftstoff-Einspritzventile 10, 11, 12 befestigt, die über eine Kraftstoffleitung 13 durch eine
Kraftstoffpumpe 14 aus einem Kraftstoffbehälter 15 versorgt
werden. Elektrische Anschlüsse 10", 11', 12' der Kraftstoff-Einspritzventile
10, 11, 12 sind über entsprechende Leitungen mit einem Steuergerät 16 verbunden, an das auch ein Wasser-Einspritzventil
17 angeschlossen ist, das in das Sammelsaugrohr 15 eingebaut ist und durch eine Wasserpumpe 18 aus einem
Wasserbehälter versorgt wird. Der zugehörige Elektromotor ist durch einen Schalter 21 ein- und ausschaltbar.
Nach Fig. 2 ist das Wasser-Einspritzventil 17 an eine Ringleitung 22 angeschraubt, an die auch das zweite, nicht gezeichnete
Wasser-Einspritzventil angeschlossen ist, das den drei anderen Kraftstoff-Einspritzventilen des 6-Zylinder-Boxermotors
zugeordnet ist. Das Wasser-Einspritzventil 17 ist durch eine Leitung 23 mit dem Steuergerät 16 verbunden, in
die ein Schalter 24 eingebaut ist. Nach Schließen dieses Schalters
24 ist das Wasser-Einspritzventil 17 in Betrieb und wird
vom Steuergerät 16 in gleicher Weise betätigt, wie die drei
Kraftstoff-Einspritzventile 10, 11, 12. Alle Ventile sind von gleicher Bauart; die Einspritzmenge ist proportional der
Öffnungszeit. Somit steht bei zyklischer Betätigung der Ventile
die eingespritzte Kraftstoffmenge zur Wassermenge immer
im Verhältnis 3:1.
6 Leerseite
Claims (6)
1. Hubkolben-Brennkraftmaschine für Fahrzeuge, in deren Saugrohranlage
elektromagnetisch betätigte Kraftstoff-Einspritzventile und mindestens ein Wasser-Einspritzventil eingesetzt
sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoff-Einspritzventile (10, 11, 12) und das Wasser-Einspritzventil (1.7) von
gleicher Bauart sind und an ein gemeinsames elektrisches Steuergerät (16) angeschlossen sind, das alle Ventile in
gleicher Weise nacheinander in zyklischer Reihenfolge betätigt.
2. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Saugrohranlage (2, 3,4, 5) für drei Zylinder drei Kraftstoff-Einspritzventile (10, 11, 12)
und ein Wasser-Einspritzventil (17) eingesetzt sind.
3. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Saugrohranlage aus einem Sammelsaugrohr (5) und drei daran angeschlossenen, in die Zylinder
einmündenden Einzelsaugrohren (2, 3, 4) besteht, und daß das Wasser-Einspritzventil (17) in das Samme1saugrohr (5) die
Kraftstoff-Einspritzventile (10, 11, 12) in die Einzelsaugrohe (2, 3, 4) eingebaut sind.
4. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die elektrische Zuleitung (20) vom Steuergerät (16) zu dem Wasser-Einspritzventil
(17) ein Schalter (24) eingebaut ist, der zur kurzzeitigen Wasser-Einspritzung über Handbedienung oder durch Ansteuerung
von Kenngrößen des Fahrzeugs schließbar ist.
JI Jb/J
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5. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser-Einspritzventil
(17) an eine Wasserpumpe (18) angeschlossen ist, die durch Handbedienung oder Ansteuerung von Kenngrößen des Fahrzeugs
mit einem Schalter (21) ein- und ausschaltbar ist.
6. Hubkolben-Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser-Einspritzventil (17) am Verdichter des Turboladers (9) in dessen Saugseite
oder Druckseite eingesetzt ist, um eine feine Wasserzerstäubung und eine Kühlung der Ladeluft zu erreichen.
BAD
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |