DE4416886A1 - Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser in Dieselmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser in Dieselmotoren in Abhängigkeit von arbeitszyklischen Bewegungen der Einlaßventile bzw. der Kolben des Motors.

Aus der DE-AS 27 27 979 ist eine Vorrichtung zur Ein­ spritzung von Wasser in die Zylinder einer Brennkraft­ maschine bekannt. Diese Wassereinspritzung erfolgt in Abhängigkeit von der Bewegung der Ventile.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Ein­ spritzen von Wasser in einem Dieselmotor zu schaffen, die eine einfache Ausbildung ermöglicht und eine Reduk­ tion von Stickoxyden gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vor­ teilhafte Ausbildungen sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Die erzielten Vorteile bestehen darin, daß durch die Anordnung von Wasser-Einspritzdüsen an jedem Einlaß­ stutzen zu den einzelnen Zylindern des Dieselmotors eine optimale Wirkung hinsichtlich der Reduktion von Stickoxyden (NOx) bewirkt wird. Durch die gesteuerte Zuführung des Wassers mittels der geregelten Ventile, kann eine Einspritzung in Abhängigkeit von der Zünd­ folge des Motors durchgeführt werden, so daß das Wasser während des Einsaughubes eingespritzt und angesaugt wird. Auch ist über die Auslegung der Ventile der Druck und die Menge des Wassers entsprechend steuerbar.

Die Düsen für die Wassereinspritzung sind mit einer Druckwasserleitung verbunden, die von einer Wasserpumpe gespeist werden, so daß über zu den Einlaßstutzen ge­ führte Abzweigleitungen, das Druckwasser direkt zu den Wasserdüsen geleitet wird.

Als Ventile werden elektrisch, hydraulisch oder pneuma­ tisch angesteuerte Ventile verwendet, wobei das elek­ tronische Steuergerät, als Rechner ausgeführt ist und diesem ein Pulsverstärker nachgeschaltet ist. Als Ein­ gangssignale dienen unter anderem Drehzahlparameter, Stellung des Kolbens und/oder der Betriebszustand des Dieselmotors.

Neben der wirkungsvollen Verringerung von Schadstoff­ anteilen, insbesondere von Stickstoffverbindungen im Abgas wird durch die Wassereinspritzung auch die Be­ triebstemperatur im Zylinder/Kolben-Bereich verringert, wodurch die Lebensdauer des Motors verlängerbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der Wasserein­ spritz-Vorrichtung mit Steuerung und

Fig. 2 eine Anordnung der Wassereinspritzdüse im Einlaßstutzen des Motors.

Bei einem Dieselmotor D ist zur Reduktion von Stick­ oxyden (NOx) eine Vorrichtung zur Wassereinspritzung vorgesehen. Diese umfaßt im wesentlichen ein Leitungs­ system 1, 2 zur Zuführung von Druckwasser, sowie Ein­ spritzdüsen 3 mit vorgeschalteten Ventilen 4, die mit einem Steuergerät bzw. einem Rechner 5 in Verbindung stehen.

Hierbei ist eine Wasser-Hauptleitung 1 an eine Pumpe 6 angeschlossen, die über einen Motor 7 betrieben wird. Von der Hauptleitung 1 zweigen Nebenleitungen 2 ab, die mit Wasser-Einspritzdüsen 3 verbunden sind, wobei jeweils Ventile 4 vorgeschaltet sind. Die Einspritzdüse 3 ist in einem Einlaßstutzen 8 vor einem Einlaßventil angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Einspritzdüse 3 fördert das Druckwasser in den Stutzen 8 und von hier aus wird beim Einsaughub des Kolbens Wasser teilweise in die Zylinder des Motors gesogen.

Über das Steuergerät 5 wird die Wassereinspritzung in Abhängigkeit von der Zündfolge des Motors geregelt. Dieses geschieht in der Weise, daß das Druckwasser nur während des Einsaughubes in den Einlaßstutzen 8 einge­ spritzt wird. Für diesen Zweck kann das Steuergerät 5 über Parameter, wie beispielsweise Drehzahl, Stellung des Kolbens und momentaner Betriebszustande des Motors, angesteuert werden. Zudem kann am Kipphebel der Ven­ tile auch ein Näherungsschalter angeordnet sein. Das Steuergerät 5 ist über elektrische Leitungen 10 mit den einzelnen Ventilen 4 der Wasser-Einspritzdüsen 3 ver­ bunden.

Bei dem vorgeschalteten Ventil 4 handelt es sich bei­ spielsweise um ein Magnetventil. Wesentlich ist es, daß der Wasserdruck und die Wassermenge über die Öffnungs­ zeit exakt ansteuerbar sind.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser in Diesel­ motoren in Abhängigkeit von arbeitszyklischen Be­ wegungen der Einlaßventile bzw. der Kolben des Motors, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einlaß­ stutzen (8) vor den Einlaßventilen jeweils eine Wasser-Einspritzdüse (3) angeordnet ist, der über ein Steuergerät (8) regelbares Ventil (4) vorge­ schaltet ist und das Ventil (4) in Abhängigkeit der Zündfolge des Motors derart geöffnet wird, daß das Wasser während eines Einsatzhubes in den Einlaß­ stutzen (8) einspritzbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Druckwasserleitung (1) mit einer Druckwasserpumpe (6) sowie einem Motor (7) ver­ bunden ist Nebenleitungen (2) zu jedem Einlaß­ stutzen (8) des Zylinders (9) des Motors abzweigen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Steuerung der Ventile (4) für die Wasser-Einspritzdüse (3) Näherungsschalter an Kipp­ hebel in der Ventile (4) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das elektrische Steuer­ gerät (5) aus einem Rechner mit nachgeschalteten Pulsverstärker gebildet ist und die Eingangssignale aus Drehzahlparameter, Stellung des Kolbens und/ oder des Betriebszustandes des Motors bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wasser-Einspritzmenge der Düse (3) mittels des Ventils (4) über den Druck einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Wasser-Einspritzmenge der Düse (3) mittels des Ventils (4) über die Öffnungszeit einstellbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß als Ventil (4) ein Magnetventil eingesetzt wird.