EP4115074A1 - Water delivery module - Google Patents

Water delivery module

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Publication number
EP4115074A1
EP4115074A1 EP21708205.6A EP21708205A EP4115074A1 EP 4115074 A1 EP4115074 A1 EP 4115074A1 EP 21708205 A EP21708205 A EP 21708205A EP 4115074 A1 EP4115074 A1 EP 4115074A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
section
flow
line
metering line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP21708205.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Cornelius Köhler
Jan Hodgson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP4115074A1 publication Critical patent/EP4115074A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/0221—Details of the water supply system, e.g. pumps or arrangement of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/022—Adding fuel and water emulsion, water or steam
    • F02M25/025—Adding water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/24—Preventing accumulation of dirt or other matter in the pipes, e.g. by traps, by strainers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a water delivery module for injecting water into or in front of the combustion chamber of an internal combustion engine with a delivery unit having a pump for delivering the water from a tank, the water being conveyable by means of the pump along a metering line to an injection point, the delivery unit having a water outlet has, through which water can be pumped out of the delivery unit.
  • the invention relates to a device for injecting water into an internal combustion engine.
  • water delivery modules have for this purpose at least one tank for storage of the water and furthermore suitable delivery means, such as a pump, for example, to direct the water along suitable lines to the combustion chamber or in front of the combustion chamber.
  • suitable delivery means such as a pump, for example, to direct the water along suitable lines to the combustion chamber or in front of the combustion chamber.
  • the expansion of water within a delivery line can be up to 10% of the initial volume due to the freeze, which is why delivery lines are regularly provided that can compensate for as large a proportion of this expansion as possible. Furthermore, attempts are made to keep the lines as free of water as possible when not in use in order to avoid freezing of the lines. Alternatively, compensation volumes are provided on the delivery lines, which are intended to compensate for the increase in volume.
  • a disadvantage of the solutions in the prior art is, in particular, that the provision of lines that are as flexible as possible results in increased costs. Furthermore, other negative properties for the delivery module can result from highly flexible lines.
  • the provision of compensation volumes is technically very complex and in particular worsens the adaptability for delivery modules to different vehicles. Emptying the delivery lines is time-consuming because, for example, the delivery pump has to be specially adapted to enable the delivery lines to be emptied. In addition, precautions must be taken to prevent the pump from drawing in air and running dry. Furthermore, it is particularly critical if the pump starts up with air on the conveying element of the pump, since this increases the closure and a significantly higher speed of the pump is still required to ensure that the water is conveyed.
  • One embodiment of the invention relates to a water delivery module for injecting water into or in front of the combustion chamber of an internal combustion engine with a delivery unit having a pump for delivering the water from a tank, the water being conveyable by means of the pump along a metering line to an injection point, with the feed unit has a water outlet through which water can be pumped out of the feed unit, the water outlet being formed by a connector on which the metering line can be plugged, with water from the feed unit being feedable along the connector plug into the metering line, with the connector cker has a bleed section from the water, which is part of the Fluidlei device from the delivery unit to the metering line.
  • the connector can be formed, for example, by a solid pipe section over which the metering line is inserted.
  • the metering line can be attached to the connector by means of a fixing element, such as a locking clip.
  • the pump delivers the water out of the delivery unit, with the connector plug located downstream of the pump outlet in the delivery direction.
  • the water to be pumped is routed between the pump outlet and the connection plug, provided that the connection plug is not directly adjacent to the pump outlet, is formed by a line section, which is also referred to as an outlet channel.
  • the connector has an interior space that can flow through, which is delimited by a wall and thus forms a section through which the water can flow.
  • the connection plug is preferably designed as a rigid or only slightly elastic line section and protrudes from the assembly formed by the conveyor unit, the filter and the control electronics.
  • the flow-through section has a line cross-section that can be changed along a flow-through direction.
  • the flow-through section of the connector plug is usually flowed through in the direction from the delivery unit towards the metering line. This represents the conveying direction for the water. In particular when the pump is at a standstill, slight backflows can occur, with the connector plug then being flowed through in the opposite direction to the actual conveying direction.
  • the water may freeze.
  • the water can freeze, for example, in the area of the metering line, in the area of the connector or in the area of the delivery unit.
  • the water regularly freezes first in the area of the connector, as this is usually not thermally insulated like the metering line and the delivery unit. In particular, the area of the connector plug is little built up and is therefore exposed to the low temperatures in the area.
  • the freezing of the water leads to a significant increase in the volume of the water, which on the one hand displaces water within the pipe system and on the other hand, the formation of ice also occupies additional volume within the pipe system.
  • the freezing it can happen that water is pressed out of the connector in the direction of the delivery unit. Small pieces of ice can also be pushed in this direction.
  • the area defined as an outlet channel, which is formed between the pump outlet and the connector is particularly susceptible to damage as a result of the water or ice that is pressed into it by the freezing.
  • the connector or the flow-through section has a variable line cross-section along a flow direction, that is, from one of its end regions to the other end region. This can be achieved, for example, by tapering the line cross-section. Alternatively, areas limited in their extent can have a reduced line cross section, for example by a shoulder or projection running around in the circumferential direction.
  • a preferred exemplary embodiment is characterized in that the section through which the flow can flow has a line cross-section that repeatedly tapers and increases again in the direction of flow from the delivery unit to the metering line.
  • Such a tapering and again widening line cross-section forms a type of filter element, which in particular stops solid bodies, such as pieces of ice, for example.
  • the flow-through section has a sawtooth-like contour in a longitudinal section.
  • a sawtooth-like contour which is formed by circumferentially circumferential and jagged-like sections in the radial direction, is particularly advantageous for keeping pieces of ice on, since they get caught on one of the jagged projections and are blocked there.
  • the flow-through section has a contour which increases the flow resistance in the flow direction from the metering line to the delivery unit more than along the flow direction from the delivery unit to the metering line. This makes it difficult to reclaim water and / or ice in the direction of the delivery unit, whereas the delivery of water in the main delivery direction is simplified during operation.
  • the flow-through section forms a filter element for the fluid which can flow through the section, which filter element is formed by jagged pockets on the wall delimiting the flow-through section to the outside.
  • the jagged pockets hold up pieces of ice by creating physical resistance for them. Furthermore, the pressure loss created by the pockets will reduce the backflow of water and / or ice.
  • the minimum line cross-section of the section that can flow is smaller than the line cross-section on the side of the conveyor unit and is smaller than the line cross-section of the metering line.
  • FIG. 1 shows a perspective view of the assembly formed by the delivery unit, the filter and the control electronics, with the connector plug protruding forwards in particular being shown, and FIG
  • Fig. 2 is a view of a longitudinal section of the connector, showing in particular the flowable portion of the connector.
  • FIG. 1 shows an assembly 1 of the water delivery module with a delivery unit, a filter element, control electronics and electrical connections. Not shown is, for example, a tank in which the assembly shown can be used.
  • the delivery unit is followed by the connector 2 in the main delivery direction.
  • the connection plug 2 is formed as an injection-molded part from a plastic with the base assembly of the assembly 1 and protrudes therefrom.
  • a metering line (not shown) can be plugged into the connector 2 and connected to the connector.
  • the connector 2 has a smooth outer surface over which the metering line can be pushed.
  • a section through which a flow can flow is made within the connector 2 formed, which can be flowed through by the pumped water from the delivery unit.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the connection plug 2.
  • the arrow 3 in FIGS. 1 and 2 shows the direction of flow of the water along which a water flow can arise as a result of the freezing of the water in or on the connection plug. This is opposite to the normal conveying direction.
  • FIG. 2 the design of the inner wall of the connector 2 can be seen.
  • the line cross-section varies along the extension of the connector.
  • the inner wall has a jagged contour, which creates a sawtooth-like structure.
  • the line cross-section decreases through an inclined flank 4 before the line cross-section increases again along the flank 5 perpendicular to the outer wall. This course is repeated in the illustration of FIG. 2 for example four times.
  • the minimum line cross section 6 is smaller than the line cross section of the outlet channel or the metering line, both of which are not shown in FIG.
  • the inner contour of the connector represents a mechanical filter that can mechanically block solids in the water, such as ice in particular, through the vertical flanks 5 protruding steeply into the cross-section that can flow through.
  • the filter can be lengthened or shortened as required.
  • a decrease in the minimum line cross-section 6 from one sawtooth-like structure to the next is also advantageous, so the pressure loss generated by the connector or the internal structure of the connector can be additionally influenced, whereby the filter effect is further improved.
  • FIGS. 1 and 2 The different features of the individual exemplary embodiments can also be combined with one another.
  • the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2 in particular do not have a restrictive character and serve to illustrate the inventive concept.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a water delivery module for injecting water into or upstream of the combustion chamber of an internal combustion engine, with a delivery unit having a pump for delivering the water from a tank, wherein the water can be delivered by means of the pump along a metering line to an injection point, wherein the delivery unit has a water outlet through which water can be expelled from the delivery unit, wherein the water outlet consists of a connector (2) onto which the metering line can be plugged, wherein water from the delivery unit can be conveyed along the connector (2) into the metering line, wherein the connector (2) has a portion that can be traversed by the water and that is part of the fluid line from the delivery unit to the metering line.

Description

Beschreibung description
Wasserfördermodul Water delivery module
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft ein Wasserfördermodul zum Einspritzen von Wasser in oder vor den Brennraum eines Verbrennungsmotors mit einer eine Pumpe aufweisende Fördereinheit zur Förderung des Wassers aus einem Tank, wobei das Wasser mittels der Pumpe entlang einer Dosierleitung zu einer Einspritzstelle förderbar ist, wobei die Fördereinheit einen Wasserauslass aufweist, durch welchen Wasser aus der Fördereinheit hinausgefördert werden kann. The invention relates to a water delivery module for injecting water into or in front of the combustion chamber of an internal combustion engine with a delivery unit having a pump for delivering the water from a tank, the water being conveyable by means of the pump along a metering line to an injection point, the delivery unit having a water outlet has, through which water can be pumped out of the delivery unit.
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen von Wasser in eine Brenn kraftmaschine. The invention relates to a device for injecting water into an internal combustion engine.
Aufgrund steigender Anforderungen an reduzierte Kohlenstoffdioxidemissionen werden Brennkraftmaschinen zunehmend hinsichtlich ihres Kraftstoffverbrauchs optimiert. Allerdings können bekannte Brennkraftmaschinen in Betriebspunkten mit hoher Last nicht optimal bezüglich des Verbrauchs betrieben werden, da der Betrieb durch Klopfneigung und hohe Abgastemperaturen begrenzt ist. Eine mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Klopfneigung und zur Senkung der Abgastem peraturen ist die Einspritzung von Wasser. Hierbei sind üblicherweise separate Wassereinspritzsysteme vorhanden, um die Wassereinspritzung zu ermöglichen. So ist z.B. aus der WO 2014/080266 A1 ein Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung bekannt, bei dem das Wasser in den Massenstrom der Abgasrückführung eingespritzt wird. Due to the increasing requirements for reduced carbon dioxide emissions, internal combustion engines are increasingly being optimized with regard to their fuel consumption. However, known internal combustion engines cannot be operated optimally with regard to consumption at operating points with a high load, since operation is limited by the tendency to knock and high exhaust gas temperatures. One possible measure to reduce the tendency to knock and to lower the exhaust temperatures is the injection of water. In this case, separate water injection systems are usually available in order to enable the water injection. For example, from WO 2014/080266 A1, a water injection system for an internal combustion engine with exhaust gas recirculation is known, in which the water is injected into the mass flow of the exhaust gas recirculation.
Grundsätzlich weisen Wasserfördermodule hierzu zumindest einen Tank zur Be vorratung des Wassers auf und weiterhin geeignete Fördermittel, wie beispiels weise eine Pumpe, um das Wasser entlang geeigneter Leitungen zum Brennraum oder vor den Brennraum zu leiten. Basically, water delivery modules have for this purpose at least one tank for storage of the water and furthermore suitable delivery means, such as a pump, for example, to direct the water along suitable lines to the combustion chamber or in front of the combustion chamber.
Da Wasser einen Gefrierpunkt aufweist, welcher im Rahmen der üblichen Be triebsbedingungen eines Kraftfahrzeugs regelmäßig erreicht wird, ist das Einfrieren des im Tank bevorrateten Wassers oder des in den Leitungen beziehungsweise dem Fördermodul befindlichen Wassers regelmäßig zu erwarten, weswegen Vor kehrungen getroffen werden müssen, die eine Beschädigung des gesamten Was serfördermoduls verhindern. Since water has a freezing point which is regularly reached within the framework of the usual operating conditions of a motor vehicle, it is freezing of the water stored in the tank or of the water in the lines or the delivery module is to be expected regularly, which is why precautions must be taken to prevent damage to the entire water delivery module.
Die Ausdehnung von Wasser innerhalb einer Förderleitung kann durch das Ein frieren bis ca. 10% des Ausgangsvolumen betragen, weswegen regelmäßig För derleitungen vorgesehen werden, die einen möglichst großen Anteil dieser Aus dehnung kompensieren können. Weiterhin wird versucht die Leitungen bei Nicht gebrauch möglichst wasserfrei zu halten, um das Einfrieren der Leitungen zu ver meiden. Alternativ werden Kompensationsvolumen an den Förderleitungen vor gesehen, die die Volumenvergrößerung ausgleichen sollen. The expansion of water within a delivery line can be up to 10% of the initial volume due to the freeze, which is why delivery lines are regularly provided that can compensate for as large a proportion of this expansion as possible. Furthermore, attempts are made to keep the lines as free of water as possible when not in use in order to avoid freezing of the lines. Alternatively, compensation volumes are provided on the delivery lines, which are intended to compensate for the increase in volume.
Nachteilig an den Lösungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass durch das Vorsehen von möglichst flexiblen Leitungen erhöhte Kosten entstehen. Weiterhin können aus stark flexiblen Leitungen auch anderweitige negative Eigenschaften für das Fördermodul resultieren. Das Vorsehen von Kompensationsvolumen ist tech nisch sehr aufwändig und verschlechtert insbesondere die Adaptierbarkeit für Fördermodule an unterschiedliche Fahrzeuge. Das Entleeren der Förderleitungen ist aufwändig, da beispielsweise die Förderpumpe speziell angepasst werden muss, um das Entleeren der Förderleitungen zu ermöglichen. Außerdem müssen Vorkehrungen getroffen werden, die verhindern, dass die Pumpe Luft ansaugt und trocken läuft. Weiterhin ist es insbesondere kritisch, wenn die Pumpe mit Luft an dem Förderelement der Pumpe anläuft, da hierdurch den Verschließ erhöht wird und weiterhin eine deutlich höhere Drehzahl der Pumpe benötigt wird, um das Anfördern des Wassers sicherzustellen. A disadvantage of the solutions in the prior art is, in particular, that the provision of lines that are as flexible as possible results in increased costs. Furthermore, other negative properties for the delivery module can result from highly flexible lines. The provision of compensation volumes is technically very complex and in particular worsens the adaptability for delivery modules to different vehicles. Emptying the delivery lines is time-consuming because, for example, the delivery pump has to be specially adapted to enable the delivery lines to be emptied. In addition, precautions must be taken to prevent the pump from drawing in air and running dry. Furthermore, it is particularly critical if the pump starts up with air on the conveying element of the pump, since this increases the closure and a significantly higher speed of the pump is still required to ensure that the water is conveyed.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Presentation of the invention, task, solution, advantages
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Wasserfördermodul zu schaffen, welches besonders gut gegen Beschädigungen infolge von Einfrieren des Wassers im Fördermodul und insbesondere in den Förderleitungen geschützt ist. It is therefore the object of the present invention to create a water delivery module which is particularly well protected against damage as a result of freezing of the water in the delivery module and in particular in the delivery lines.
Die Aufgabe hinsichtlich des Wasserfördermoduls wird durch ein Wasserförder modul mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Wasserfördermodul zum Ein spritzen von Wasser in oder vor den Brennraum eines Verbrennungsmotors mit einer eine Pumpe aufweisende Fördereinheit zur Förderung des Wassers aus ei nem Tank, wobei das Wasser mittels der Pumpe entlang einer Dosierleitung zu einer Einspritzstelle förderbar ist, wobei die Fördereinheit einen Wasserauslass aufweist, durch welchen Wasser aus der Fördereinheit hinausgefördert werden kann, wobei der Wasserauslass durch ein Anschlussstecker gebildet ist, auf wel chen die Dosierleitung aufsteckbar ist, wobei Wasser aus der Fördereinheit entlang des Anschlusssteckers in die Dosierleitung förderbar ist, wobei der Anschlussste cker einen vom Wasser durchström baren Abschnitt aufweist, der Teil der Fluidlei tung von der Fördereinheit zur Dosierleitung ist. The object with regard to the water delivery module is achieved by a water delivery module with the features of claim 1. One embodiment of the invention relates to a water delivery module for injecting water into or in front of the combustion chamber of an internal combustion engine with a delivery unit having a pump for delivering the water from a tank, the water being conveyable by means of the pump along a metering line to an injection point, with the feed unit has a water outlet through which water can be pumped out of the feed unit, the water outlet being formed by a connector on which the metering line can be plugged, with water from the feed unit being feedable along the connector plug into the metering line, with the connector cker has a bleed section from the water, which is part of the Fluidlei device from the delivery unit to the metering line.
Der Anschlussstecker kann beispielsweise durch einen festen Rohrabschnitt ge bildet sein, über welchen die Dosierleitung gesteckt wird. Mittels eines Fixierele mentes, wie beispielsweise einer Rastklemme, kann die Dosierleitung an dem Anschlussstecker befestigt werden. Das Wasser wird durch die Pumpe aus der Fördereinheit gefördert, wobei in Förderrichtung dem Pumpenausgang der An schlussstecker nachgelagert ist. Zwischen dem Pumpenausgang und dem An schlussstecker ist die Führung des zu fördernden Wassers, sofern der Anschluss stecker nicht direkt an den Pumpenausgang angrenzt, durch einen Leitungsab schnitt gebildet, der auch als Auslasskanal bezeichnet wird. The connector can be formed, for example, by a solid pipe section over which the metering line is inserted. The metering line can be attached to the connector by means of a fixing element, such as a locking clip. The pump delivers the water out of the delivery unit, with the connector plug located downstream of the pump outlet in the delivery direction. The water to be pumped is routed between the pump outlet and the connection plug, provided that the connection plug is not directly adjacent to the pump outlet, is formed by a line section, which is also referred to as an outlet channel.
Der Anschlussstecker weist einen durchström baren Innenraum auf, der durch eine Wandung begrenzt ist und so einen für das Wasser durchström baren Abschnitt bildet. Der Anschlussstecker ist bevorzugt als starrer nicht beziehungsweise nur gering elastischer Leitungsabschnitt ausgebildet und ragt von der durch die För dereinheit, den Filter und die Steuerungselektronik ausgebildeten Baugruppe ab. The connector has an interior space that can flow through, which is delimited by a wall and thus forms a section through which the water can flow. The connection plug is preferably designed as a rigid or only slightly elastic line section and protrudes from the assembly formed by the conveyor unit, the filter and the control electronics.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der durchström bare Abschnitt einen entlang einer Durchströmungsrichtung veränderlichen Leitungsquerschnitt aufweist. Der durch- strömbare Abschnitt des Anschlusssteckers wird gewöhnlich in der Richtung von der Fördereinheit hin zur Dosierleitung durchströmt. Dies stellt die Förderrichtung für das Wasser dar. Insbesondere beim Stillstand der Pumpe kann es zu geringfü gigen Rückflüssen kommen, wobei der Anschlussstecker dann entgegen der ei gentlichen Förderrichtung durchflossen wird. Sollte es zu einem Absinken der Umgebungstemperatur unter den Gefrierpunkt des Wassers im System kommen, kann es zu einem Einfrieren des Wassers kommen. Hierbei kann das Wasser beispielsweise im Bereich der Dosierleitung, im Bereich des Anschlusssteckers oder im Bereich der Fördereinheit einfrieren. Regelmäßig friert das Wasser zuerst im Bereich des Anschlusssteckers, da dieser gewöhnlich nicht wie die Dosierleitung und die Fördereinheit thermisch isoliert ist. Insbesondere der Bereich des Anschlusssteckers ist wenig umbaut und somit den tiefen Tem peraturen in der Umgebung ausgesetzt. It is particularly advantageous if the flow-through section has a line cross-section that can be changed along a flow-through direction. The flow-through section of the connector plug is usually flowed through in the direction from the delivery unit towards the metering line. This represents the conveying direction for the water. In particular when the pump is at a standstill, slight backflows can occur, with the connector plug then being flowed through in the opposite direction to the actual conveying direction. If the ambient temperature drops below the freezing point of the water in the system, the water may freeze. Here, the water can freeze, for example, in the area of the metering line, in the area of the connector or in the area of the delivery unit. The water regularly freezes first in the area of the connector, as this is usually not thermally insulated like the metering line and the delivery unit. In particular, the area of the connector plug is little built up and is therefore exposed to the low temperatures in the area.
Durch das Einfrieren des Wassers kommt es zu einer deutlichen Volumenzunahme des Wassers, wodurch einerseits Wasser innerhalb des Leitungssystems verdrängt wird und andererseits durch das Entstehen des Eises zusätzlich Volumen innerhalb des Leitungssystems besetzt wird. Durch das Einfrieren kann es somit Vorkommen, dass Wasser aus dem Anschlussstecker in Richtung der Fördereinheit gedrückt wird. Auch können kleine Eisstücke in diese Richtung gedrückt werden. Insbe sondere der als Auslasskanal definierte Bereich, welcher zwischen dem Pumpen ausgang und dem Anschlussstecker ausgebildet ist, ist besonders anfällig für Be schädigungen infolge des Wassers oder Eises, welches durch das Einfrieren in diesen hineingedrückt wird. The freezing of the water leads to a significant increase in the volume of the water, which on the one hand displaces water within the pipe system and on the other hand, the formation of ice also occupies additional volume within the pipe system. As a result of the freezing, it can happen that water is pressed out of the connector in the direction of the delivery unit. Small pieces of ice can also be pushed in this direction. In particular, the area defined as an outlet channel, which is formed between the pump outlet and the connector, is particularly susceptible to damage as a result of the water or ice that is pressed into it by the freezing.
Insbesondere mit Blick darauf, dass ein Abfließen von Wasser aus diesem Bereich oftmals durch ein Ventil unterbunden ist, kann es zu extrem hohen Drücken in diesem Bereich kommen, wodurch eine Beschädigung verursacht werden kann. Particularly with a view to the fact that water is often prevented from flowing out of this area by a valve, extremely high pressures can occur in this area, which can cause damage.
Der Anschlussstecker beziehungsweise der durchström bare Abschnitt weist vor teilhaft einen entlang einer Durchströmungsrichtung, also von einem seiner End bereiche zum anderen Endbereich, einen veränderlichen Leitungsquerschnitt auf. Dies kann beispielsweise durch ein konisches Zulaufen des Leitungsquerschnitts erreicht werden. Alternativ können in ihrer Erstreckung begrenzte Bereiche einen verkleinerten Leitungsquerschnitt aufweisen, beispielsweise durch einen in Um fangsrichtung umlaufende Absatz oder Vorsprung. The connector or the flow-through section has a variable line cross-section along a flow direction, that is, from one of its end regions to the other end region. This can be achieved, for example, by tapering the line cross-section. Alternatively, areas limited in their extent can have a reduced line cross section, for example by a shoulder or projection running around in the circumferential direction.
Vorteilhaft an einer solchen Ausgestaltung ist insbesondere, dass durch eine ge eignete Gestaltung des Leitungsquerschnitts das Hineindrücken von Wasser und Eis in den Auslasskanal reduziert beziehungsweise gänzlich vermieden werden kann. Auch ist es vorteilhaft, wenn der durchström bare Querschnitt des durchström baren Abschnitts sich von der Dosierleitung hin zur Fördereinheit verjüngt. Diese ver hindert insbesondere das Eisstücke durch den Anschlussstecker hin zur För dereinheit gedrückt werden. The advantage of such a configuration is in particular that the pressing of water and ice into the outlet channel can be reduced or completely avoided by a suitable design of the line cross-section. It is also advantageous if the flow cross section of the flow section tapers from the metering line towards the delivery unit. In particular, this prevents pieces of ice from being pushed through the connector towards the conveyor unit.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der durch- strömbare Abschnitt in Strömungsrichtung von der Fördereinheit hin zur Dosierlei tung einen sich wiederholt verjüngenden und wieder zunehmenden Leitungsquer schnitt aufweist. Ein solcher sich verjüngender und wieder erweiternder Leitungs querschnitt bildet eine Art Filterelement aus, welches insbesondere Festkörper, wie beispielsweise Eisstücke aufhält. A preferred exemplary embodiment is characterized in that the section through which the flow can flow has a line cross-section that repeatedly tapers and increases again in the direction of flow from the delivery unit to the metering line. Such a tapering and again widening line cross-section forms a type of filter element, which in particular stops solid bodies, such as pieces of ice, for example.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn der durchström bare Abschnitt in einem Längs schnitt eine sägezahnartige Kontur aufweist. Eine sägezahnartige Kontur, welche durch in Umfangrichtung umlaufende und in radialer Richtung zackenartige Ab schnitte gebildet ist, ist besonders vorteilhaft dazu geeignet um Eisstücke aufzu halten, da sich diese an einem der zackenartigen Vorsprünge verfangen und dort blockiert werden. It is also preferable if the flow-through section has a sawtooth-like contour in a longitudinal section. A sawtooth-like contour, which is formed by circumferentially circumferential and jagged-like sections in the radial direction, is particularly advantageous for keeping pieces of ice on, since they get caught on one of the jagged projections and are blocked there.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der durchströmbare Abschnitt eine Kontur aufweist, die den Strömungswiderstand in der Strömungsrichtung von der Dosier leitung hin zur Fördereinheit stärker erhöht als entlang der Strömungsrichtung von der Fördereinheit hin zur Dosierleitung. Hierdurch wird die Rückforderung von Wasser und/oder Eis in Richtung der Fördereinheit erschwert, wohingegen die Förderung des Wassers in der Hauptförderrichtung während des Betriebs verein facht wird. In addition, it is advantageous if the flow-through section has a contour which increases the flow resistance in the flow direction from the metering line to the delivery unit more than along the flow direction from the delivery unit to the metering line. This makes it difficult to reclaim water and / or ice in the direction of the delivery unit, whereas the delivery of water in the main delivery direction is simplified during operation.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der durchströmbare Abschnitt ein Filterelement für das durch den Abschnitt strömbare Fluid ausbildet, welches durch zackenartige Taschen an der den durchströmbaren Abschnitt nach außen begrenzenden Wan dung ausgebildet ist. Die zackenartigen Taschen halten Eisstücke auf, indem sie einen physischen Widerstand für diese bilden. Weiterhin wird der durch die Taschen erzeugte Druckverlust das Rückströmen von Wasser und/oder Eis reduzieren. Furthermore, it is advantageous if the flow-through section forms a filter element for the fluid which can flow through the section, which filter element is formed by jagged pockets on the wall delimiting the flow-through section to the outside. The jagged pockets hold up pieces of ice by creating physical resistance for them. Furthermore, the pressure loss created by the pockets will reduce the backflow of water and / or ice.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der minimale Leitungsquerschnitt des durch strömbaren Abschnitts geringer ist als der Leitungsquerschnitt auf Seite der För dereinheit und geringer ist als der Leitungsquerschnitt der Dosierleitung. Dadurch ist sichergestellt, dass insbesondere im Bereich des Anschlusssteckers ein Eng pass erzeugt wird, der den Eistransport hin zur Fördereinheit verhindert. It is also useful if the minimum line cross-section of the section that can flow is smaller than the line cross-section on the side of the conveyor unit and is smaller than the line cross-section of the metering line. Through this it is ensured that a bottleneck is created, particularly in the area of the connector, which prevents the ice from being transported to the conveyor unit.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprü chen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben. Advantageous developments of the present invention are described in the subclaims and in the following description of the figures.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Be zugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen: In the following, the invention is explained in detail using exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings show:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der durch die Fördereinheit, den Filter und die Steuerungselektronik ausgebildeten Baugruppe, wobei ins besondere der nach vorne abragende Anschlussstecker zu sehen ist, und 1 shows a perspective view of the assembly formed by the delivery unit, the filter and the control electronics, with the connector plug protruding forwards in particular being shown, and FIG
Fig. 2 eine Ansicht eines Längsschnitts den Anschlussstecker, wobei ins besondere der durchström bare Abschnitt des Anschlusssteckers gezeigt ist. Fig. 2 is a view of a longitudinal section of the connector, showing in particular the flowable portion of the connector.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention
Die Figur 1 zeigt eine Baugruppe 1 des Wasserfördermoduls mit einer Förderein heit, einem Filterelement einer Steuerungselektronik und elektrischen Anschlüssen. Nicht gezeigt ist beispielsweise ein Tank, in welchen die gezeigte Baugruppe ein gesetzt werden kann. Der Fördereinheit ist in der Hauptförderrichtung der An schlussstecker 2 nachgelagert. Der Anschlussstecker 2 ist als Spritzgussteil aus einem Kunststoff mit der Bodengruppe der Baugruppe 1 gebildet und steht von dieser ab. FIG. 1 shows an assembly 1 of the water delivery module with a delivery unit, a filter element, control electronics and electrical connections. Not shown is, for example, a tank in which the assembly shown can be used. The delivery unit is followed by the connector 2 in the main delivery direction. The connection plug 2 is formed as an injection-molded part from a plastic with the base assembly of the assembly 1 and protrudes therefrom.
An den Anschlussstecker 2 kann eine nicht gezeigte Dosierleitung angesteckt werden und mit dem Anschlussstecker verbunden werden. Der Anschlussstecker 2 weist eine glatte Außenfläche auf, über welche die Dosierleitung geschoben werden kann. Innerhalb des Anschlusssteckers 2 ist ein durchströmbarer Abschnitt aus gebildet, welcher von dem aus der Fördereinheit geförderten Wasser durchströmt werden kann. A metering line (not shown) can be plugged into the connector 2 and connected to the connector. The connector 2 has a smooth outer surface over which the metering line can be pushed. A section through which a flow can flow is made within the connector 2 formed, which can be flowed through by the pumped water from the delivery unit.
Die Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Anschlussstecker 2. Mit dem Pfeil 3 ist in den Figuren 1 und 2 die Flussrichtung des Wassers angezeigt, entlang welcher infolge des Einfrierens des Wassers in oder an dem Anschlussstecker ein Wasser fluss entstehen kann. Dieser ist entgegengesetzt der normalen Förderrichtung. FIG. 2 shows a longitudinal section through the connection plug 2. The arrow 3 in FIGS. 1 and 2 shows the direction of flow of the water along which a water flow can arise as a result of the freezing of the water in or on the connection plug. This is opposite to the normal conveying direction.
In Figur 2 ist die Ausgestaltung der inneren Wandung des Anschlusssteckers 2 zu erkennen. Der Leitungsquerschnitt variiert entlang der Erstreckung des An schlusssteckers. Die Innenwandung weist eine zackenartige Kontur auf, wodurch eine sägezahnartige Struktur erzeugt wird. Betracht entlang der Hauptförderrich tung nimmt der Leitungsquerschnitt ab durch eine schräge Flanke 4, bevor der Leitungsquerschnitt entlang der senkrecht zur Außenwandung stehenden Flanke 5 wieder zunimmt. Dieser Verlauf wiederholt sich in der Darstellung der Figur 2 bei spielhaft viermal. In Figure 2, the design of the inner wall of the connector 2 can be seen. The line cross-section varies along the extension of the connector. The inner wall has a jagged contour, which creates a sawtooth-like structure. Considered along the main conveying direction, the line cross-section decreases through an inclined flank 4 before the line cross-section increases again along the flank 5 perpendicular to the outer wall. This course is repeated in the illustration of FIG. 2 for example four times.
Der minimale Leitungsquerschnitt 6 ist geringer als der Leitungsquerschnitt des Auslasskanals oder der Dosierleitung, welche beide in der Figur 2 nicht dargestellt sind. The minimum line cross section 6 is smaller than the line cross section of the outlet channel or the metering line, both of which are not shown in FIG.
Insbesondere entlang des Pfeils 3 betrachtet, stellt die Innenkontur des An schlusssteckers einen mechanischen Filter dar, der insbesondere durch die steil in den durchström baren Querschnitt hineinragenden senkrechten Flanken 5 im Wasser befindliche Festkörper, wie insbesondere Eis, mechanisch blockieren kann. Durch das Aneinanderreihen dieser sägezahnartigen Strukturen kann die Filter strecke beliebig verlängert oder verkürzt werden. Vorteilhaft ist auch eine Abnahme des minimalen Leitungsquerschnitts 6 von einer sägezahnartigen Struktur zur nächsten, so kann der durch den Anschlussstecker beziehungsweise die innere Struktur des Anschlusssteckers erzeugte Druckverlust noch zusätzlich beeinflusst werden, wodurch die Filterwirkung weiter verbessert wird. In particular, viewed along the arrow 3, the inner contour of the connector represents a mechanical filter that can mechanically block solids in the water, such as ice in particular, through the vertical flanks 5 protruding steeply into the cross-section that can flow through. By lining up these sawtooth-like structures, the filter can be lengthened or shortened as required. A decrease in the minimum line cross-section 6 from one sawtooth-like structure to the next is also advantageous, so the pressure loss generated by the connector or the internal structure of the connector can be additionally influenced, whereby the filter effect is further improved.
Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden. Die Ausführungsbeispiele der Figuren 1 und 2 weisen insbesondere keinen be schränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsge dankens. The different features of the individual exemplary embodiments can also be combined with one another. The exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2 in particular do not have a restrictive character and serve to illustrate the inventive concept.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Wasserfördermodul zum Einspritzen von Wasser in oder vor den Brennraum eines Verbrennungsmotors mit einer eine Pumpe aufweisende Fördereinheit zur Förderung des Wassers aus einem Tank, wobei das Wasser mittels der Pumpe entlang einer Dosierleitung zu einer Einspritzstelle förderbar ist, wobei die Fördereinheit einen Wasserauslass aufweist, durch welchen Wasser aus der Fördereinheit hinausgefördert werden kann, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Wasserauslass durch ein Anschluss stecker (2) gebildet ist, auf welchen die Dosierleitung aufsteckbar ist, wobei Wasser aus der Fördereinheit entlang des Anschlusssteckers (2) in die Do sierleitung förderbar ist, wobei der Anschlussstecker (2) einen vom Wasser durchström baren Abschnitt aufweist, der Teil der Fluidleitung von der För dereinheit zur Dosierleitung ist. 1.Water delivery module for injecting water into or in front of the combustion chamber of an internal combustion engine with a delivery unit having a pump for delivering the water from a tank, the water being conveyable by means of the pump along a metering line to an injection point, the delivery unit having a water outlet, through which water can be pumped out of the feed unit, characterized in that the water outlet is formed by a connection plug (2) onto which the metering line can be plugged, with water from the feed unit being feedable along the connection plug (2) into the metering line, wherein the connector (2) has a bleed section from the water, which is part of the fluid line from the För dereinheit to the metering line.
2. Wasserfördermodul nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durchström bare Abschnitt einen entlang einer Durchströmungsrichtung veränderlichen Leitungsquerschnitt aufweist. 2. Water delivery module according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the flow-through section has a variable line cross-section along a flow direction.
3. Wasserfördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durchström bare Querschnitt des durchström baren Abschnitts sich von der Dosierleitung hin zur Fördereinheit verjüngt. 3. Water delivery module according to one of the preceding claims, d a d u c h g e k e n n z e i c h n e t that the flowable cross section of the flow ble section tapers from the metering line towards the delivery unit.
4. Wasserfördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durchström bare Abschnitt in Strömungsrichtung von der Fördereinheit hin zur Dosierleitung einen sich wiederholt verjüngenden und wieder zunehmenden Leitungs querschnitt aufweist. 4. Water delivery module according to one of the preceding claims, d a d u c h g e k e n n z e i c h n e t that the flow-through section in the flow direction from the delivery unit to the metering line has a repeatedly tapering and again increasing line cross-section.
5. Wasserfördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durchström bare Abschnitt in einem Längsschnitt eine sägezahnartige Kontur aufweist. 5. Water delivery module according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the flow-through section has a sawtooth-like contour in a longitudinal section.
6. Wasserfördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durchström bare Abschnitt eine Kontur aufweist, die den Strömungswiderstand in der Strö- mungsrichtung von der Dosierleitung hin zur Fördereinheit stärker erhöht als entlang der Strömungsrichtung von der Fördereinheit hin zur Dosierleitung. 6. Water delivery module according to one of the preceding claims, characterized in that the flow-through face section has a contour that the flow resistance in the flow direction of flow from the metering line to the delivery unit increased more than along the direction of flow from the delivery unit to the metering line.
7. Wasserfördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der durchström bare7. Water delivery module according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the flow bare
Abschnitt ein Filterelement für das durch den Abschnitt strömbare Fluid aus bildet, welches durch zackenartige Taschen an der den durchström baren Abschnitt nach außen begrenzenden Wandung ausgebildet ist. Section forms a filter element for the fluid which can flow through the section, which is formed by prong-like pockets on the wall delimiting the flow-through section to the outside.
8. Wasserfördermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der minimale Lei tungsquerschnitt (6) des durchström baren Abschnitts geringer ist als der Leitungsquerschnitt auf Seite der Fördereinheit und geringer ist als der Lei tungsquerschnitt der Dosierleitung. 8. Water delivery module according to one of the preceding claims, d a d u c h g e k e n n z e i c h n e t that the minimum Lei processing cross-section (6) of the flowable section is less than the line cross-section on the side of the delivery unit and is less than the Lei processing cross-section of the metering line.
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