WO2016128185A1 - Einspritzvorrichtung für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO2016128185A1
WO2016128185A1 PCT/EP2016/051008 EP2016051008W WO2016128185A1 WO 2016128185 A1 WO2016128185 A1 WO 2016128185A1 EP 2016051008 W EP2016051008 W EP 2016051008W WO 2016128185 A1 WO2016128185 A1 WO 2016128185A1
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fuel
injection valve
injection
injecting
internal combustion
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PCT/EP2016/051008
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Thomas Pauer
Andreas Posselt
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Robert Bosch Gmbh
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    • F02M69/04—Injectors peculiar thereto
    • F02M69/042—Positioning of injectors with respect to engine, e.g. in the air intake conduit

Definitions

  • the invention relates to an injection device for an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Injection devices for an internal combustion engine for injecting a fuel into an intake pipe or for injecting a fuel directly into the combustion chamber are well known.
  • water is injected via a further injection valve.
  • the consumption of the internal combustion engine can be reduced by a further injection valve for the injection of water, but no reduction of the particle emission is achieved at partial load of the internal combustion engine.
  • the injection device according to the invention for an internal combustion engine has the advantage over the prior art that both a reduction in fuel consumption during operation of the internal combustion engine at full load and a reduction of particulate emissions during operation of the internal combustion engine is achieved at partial load.
  • the reduction in fuel consumption during operation of the internal combustion engine is achieved by improvements in the efficiency of the basic engine and in that at full load of the internal combustion engine for knock reduction water is injected into an intake manifold.
  • the internal combustion engine has a first injection path for injecting a fuel, a second injection path for injecting water and a third injection path for injecting either the force Stoffs (ie, the same fuel that is used in the first injection path) or for injection of another fuel.
  • the reduction of the particulate emission during operation of the internal combustion engine in partial load is made possible by the presence of a third injection path for injecting the fuel or the further fuel.
  • the injection device according to the invention advantageously allows both a reduction of the fuel consumption of the internal combustion engine by optimized full load and a reduction of the particle emission at partial load of the internal combustion engine. Since both a reduction in fuel consumption and a reduction in particulate emissions are required by law in many regions, there is a great need here.
  • the internal combustion engine is preferably designed as a gasoline engine for a motor vehicle, preferably an automobile.
  • the internal combustion engine preferably comprises more than one cylinder, wherein each of the cylinders comprises a combustion chamber with at least one first and one second injection valve.
  • the injector includes the first injector for direct injection into the combustion chamber and at least the second injector for injection into the intake manifold, the second injector being for injecting water.
  • the second injection valve is provided that the second injection valve:
  • ⁇ is configured to selectively inject either water or the fuel or other fuel, or
  • - Is configured to simultaneously inject both water and fuel or other fuel.
  • the injector according to the present invention has three injection paths: a first injection path for injecting a fuel, a second injection path for injecting water, and a third injection path for injecting a fuel or one different thereof other fuel.
  • the three injection paths are realized by the injection device having a first injection valve for injecting a fuel directly into a combustion chamber and a second injection valve for selectively injecting either water or the fuel (or another fuel).
  • the first injection path is realized by the first injection valve
  • both the second injection path and the third injection path are realized by the second injection valve (but at different times) by selectively injecting water via the second injection valve (at a first time) or else Fuel is injected via the second injector (at a second time), with either fuel (or used in the first injector) or another fuel being injected as such fuel.
  • the three injection paths are realized in that the second injection valve is configured for simultaneous injection - on the one hand - of water and - on the other hand - of the fuel or of the further fuel, d. H. the second injection path and the third injection path are realized - at least partially - simultaneously by the second injection valve by injecting a water-fuel mixture through the second injection valve.
  • the second injection valve is designed in particular as a single injector (single injector) or as a double injector (twin injector).
  • the injection device comprises a third injection valve for injecting the fuel (used in the first injection valve) or the further fuel or a third fuel into the intake pipe or into a further intake pipe.
  • the first injection path is realized by the first injection valve
  • the second injection path is realized by the second injection valve
  • the third injection path is realized by the third injection valve.
  • the fuel is injected directly into the combustion chamber via the first injection valve and water (ie only water and no fuel) is injected via the second injection valve, while the fuel (or fuel used in the first injection valve) is injected via the third injection valve. tere fuel is injected.
  • the fuel is injected directly into the combustion chamber via the first injection valve and a third fuel is injected via the third injection valve, while either water and the further one either via the second injection valve Fuel or at the same time both water and the other fuel is injected.
  • first injection valve is a main injection valve and both the second and third injection valves are a secondary injection valve
  • the first and second injection valves are a secondary injection valve and the third injection valve is a main injection valve
  • the main injection valve injecting a larger amount of fuel and / or having a longer operating time than the secondary injection valve.
  • the particulate emission can be reduced, since the injected fuel quantity better to those in the can be adapted to the corresponding load situation required amount of fuel and injector-specific design features for improved spray treatment can be used.
  • the operating strategy and the system design and supply of the fuel, the further fuel and / or the water and the supply of the third fuel can be adapted to segment-specific or market-specific requirements.
  • the fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel, wherein the first injection valve as a main injection valve for injecting the fuel and the second injection valve as a secondary injection valve for selectively injecting the fuel or for injecting configured by water.
  • the first injection path is realized by the first injection valve and both the second injection path and the third injection path are realized by the second injection valve (but at different times) by optionally injecting water via the second injection valve (in particular at a point in time) the internal combustion engine is at full load operating point or at a full load-close operating point - in particular for knock reduction) or the fuel is injected via the second injection valve (in particular at a time when the internal combustion engine is in a partial load operating point - in particular for particle reduction).
  • a coupled control of the second injection valve to be realized via a shut-off valve and the activation of a water pump.
  • the design of the second injection valve must be done for both media.
  • FlexFuel fuels are understood in particular to be fuels according to the names E0-E85, E22-E100 or M15-M100.
  • the second injection valve can be used according to this embodiment, in particular for reducing emissions in the cold start / warm-up area. According to a further preferred embodiment, it is specifically provided that
  • the fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel or the fuel is a CNG fuel or an LPG fuel,
  • the first injector is configured to inject the fuel
  • the second injector is configured to inject water
  • the third injector is configured to inject the fuel.
  • the operation of the third injection valve and the operation of the second injection valve is realized autonomously in accordance with a decoupled control;
  • a specific design of the third injection valve and the second injection valve is possible.
  • the third injection valve is used in part-load operation for particle reduction and possibly in a full load operating point or at a full load-close operating point to increase the amount of fuel, while the second injection valve for knock reduction in a full load operating point or in a full-load-close operating point of the internal combustion engine is used.
  • the third injection valve according to this embodiment can be used in particular for reducing emissions in the cold start / warm-up area.
  • the fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel
  • Fuel is and the other fuel is CNG (compressed natural gas) or LPG (liquefied natural gas) fuel
  • the fuel is a CNG fuel or an LPG fuel and the further fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel
  • the first injection valve is configured to inject the fuel
  • the second injection valve for injecting water is configured
  • the third injection valve is configured to inject the further fuel.
  • the further fuel is an ethanol fuel and / or a methanol fuel and
  • the third fuel is a CNG fuel or an LPG fuel or a
  • the fuel is a CNG fuel or an LPG fuel or an alcohol fuel and
  • the further fuel is an ethanol fuel and / or a methanol
  • the third fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel
  • first injection valve is configured to inject the fuel
  • third injection valve is configured to inject the third fuel
  • - Is configured for selectively injecting the other fuel or for injecting water or
  • a control unit controls the injection quantity of the first injection valve, the injection quantity of the second injection valve and / or the injection quantity of the third injection valve as a function of the load of the internal combustion engine and further operating parameters of the internal combustion engine.
  • the fuel, the further fuel and the third fuel are one of the following fuels:
  • CNG - natural gas
  • Alcohols are preferably methanol and / or ethanol, or
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an injection device for an internal combustion engine according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an injection device for an internal combustion engine according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an injection device for an internal combustion engine according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the injection devices 1 illustrated in FIGS. 1 to 3 each have-for each cylinder of the internal combustion engine-a first injection valve 20 and a second injection valve 30.
  • the internal combustion engine comprises a plurality of cylinders, for example two, three, four, five, six, eight, ten or twelve cylinders.
  • four cylinders 50 of the internal combustion engine are exemplarily indicated, but these are not individually provided with different reference numerals.
  • Each of the cylinders 50 has a combustion chamber with at least one associated intake pipe.
  • the respective intake pipe or suction pipe of each of the four cylinders 50 is designated in FIGS. 1 to 3 by reference numbers 51, 52, 53 and 54, these reference numbers being subsumed by the reference number 50 '.
  • the respective first injection valve 20 of each of the four cylinders 50 is designated in FIGS. 1 to 3 by the reference numerals 21, 22, 23 and 24, these reference symbols being summarized by the reference numeral 20.
  • the respective second injection valve 30 of each of the four cylinders 50 is designated by the reference numerals 31, 32, 33 and 34 in FIGS. 1 to 3, these reference symbols being summarized by the reference numeral 30.
  • the respective first injection valves 21, 22, 23, 24 are associated in particular with a first pressure accumulator 20 ', from which a stored medium (fuel) is supplied to the respective first injection valves 21, 22, 23, 24.
  • the respective second injection valves 31, 32, 33, 34 in particular a second pressure accumulator 30 'assigned, from which a stored medium (water and / or either the fuel or another fuel) the respective second injection valves 31, 32, 33, 34 is supplied.
  • 1 shows an injection device 1 for an internal combustion engine according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • the internal combustion engine or the injection device 1 comprises, in addition to the first and second injection valves 20, 30, a third injection valve 40.
  • the respective third injection valves 41, 42, 43, 44 are associated in particular with a third pressure accumulator 40 ', from which a stored medium (fuel or further fuel) is supplied to the respective third injection valves 41, 42, 43, 44.
  • the internal combustion engine or the injection device 1 comprises a first injection path 6 for injecting fuel (for example of gasoline and / or FlexFuel or also a CNG fuel or an LPG fuel) by means of the
  • the injector 1 further includes a second injection path 7 for injecting water into the respective intake pipe 50 'of each of the cylinders 50 and a third injection path 8 for injecting the fuel (For example, of gasoline and / or FlexFuel or even a CNG fuel or LPG fuel) directly into an intake manifold.
  • the fuel is supplied to the first injection path 6 and the third injection path 8 by means of a fuel pump 9.
  • the second injection path 7 is supplied by means of a water pump 10 water.
  • the first injection valve 20 is, in particular, a main injection valve for directly injecting the fuel (for example gasoline and / or FlexFuel or even a CNG fuel or LPG fuel) into the combustion chamber of a cylinder 50
  • injection valve 30 is, in particular, a secondary injection valve for injecting water into the intake pipe of cylinder 50
  • the injection valve 40 is in particular a secondary injection valve for injecting the fuel (for example gasoline and / or FlexFuel or even a CNG fuel or LPG fuel) into the intake pipe of the cylinder 50 or into a further intake pipe (FIG. not shown) of the cylinder 50.
  • the cylinder 50 additionally comprises a further second injection valve, which is a secondary injection valve for injecting water into the intake pipe or into the further intake pipe, in particular as a twin injector the second injection valve.
  • a control unit controls the injection quantity of the first injection valve 20, the injection quantity of the second injection valve 30 and / or the injection quantity of the third injection valve 40 as a function of the load of the internal combustion engine and further operating parameters of the internal combustion engine and / or FlexFuel) are operated autonomously after decoupled control.
  • the third injection valve 40 is preferably switched on.
  • the third injection valve 40 is preferably switched on.
  • an increase in the injected amount of the fuel eg. Of gasoline and / or FlexFuel or even a CNG fuel or an LPG fuel
  • the second injection valve 30 is switched on.
  • the combustion chamber is thereby cooled, so that the efficiency of the internal combustion engine is increased advantageously in a suitable manner and the anti-knocking strength increases.
  • the third injection valve 40 is preferably switched on. This achieves an emission reduction.
  • the internal combustion engine or the injection device 1 also comprises the first, second and third injection paths 6, 7, 8; in contrast to the embodiment shown in Figure 1 is However, not the same fuel but different fuels injected via the first and the third injection valve 20, 40.
  • the first injection path is provided for injecting fuel by means of the first injection valve 20 directly into the combustion chamber of a cylinder 50.
  • the second injection path 7 is provided for injecting water into the intake pipe 50 'of the cylinder 50.
  • the third injection path 8 is provided for injecting another fuel (different from the first fuel) into either the intake pipe or another intake pipe.
  • the (injected via the first injection valve 20) fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel and that (injected via the second injection valve 30) further fuel CNG fuel or an LPG fuel.
  • the (injected via the first injection valve 20) fuel is a CNG fuel or an LPG fuel and that (injected via the second injector 30) further fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel is.
  • the internal combustion engine comprises the third injection valve 40.
  • the first injection valve 20 is, in particular, a base injection valve for injecting a fuel (for example gasoline and / or FlexFuel) directly into the combustion chamber.
  • the second injector 30 is a sub injector for injecting water into the intake manifold.
  • the third injection valve 40 is a base injection valve for injecting the further fuel (eg, LPG or natural gas) into the intake pipe or into another intake pipe of the cylinder 50.
  • the cylinder 50 preferably further includes another second injection valve, which is this is a secondary injection valve for injecting water into the intake pipe or into the further intake pipe, in particular as a twin injector with the second injection valve.
  • the internal combustion engine comprises a first injection path 6 for injecting a fuel (eg gasoline and / or FlexFuel) directly into the combustion chamber, a second injection path 7 for injecting water into an intake pipe and a third injection path 8 for injecting the fuel (eg. Gasoline and FlexFuel) into the intake manifold.
  • a fuel eg gasoline and / or FlexFuel
  • the fuel is supplied to the first injection path 6 and the third injection path 8 by means of a fuel pump 9.
  • the second injection path 7 is supplied by means of a water pump 10 water.
  • the third injection path 8 is separated from the first injection path 6 by means of a shut-off valve 11.
  • the first injector 2 is a main injector for directly injecting the fuel (eg gasoline and FlexFuel) into the combustion chamber.
  • the second injector 30 is a sub injector for injecting either water or fuel into the intake manifold.
  • a control unit controls depending on the load of the internal combustion engine and further operating parameters of the internal combustion engine, the injection quantity of the first injection valve 20 and the injection quantity of the second injection valve 30.
  • the sub-injector (second injector 30) is configured to selectively inject either water or fuel.
  • the second injection valve 30 is preferably switched on, wherein the fuel is injected by means of the second injection valve 30.
  • FIG. 3 shows an injection device 1 for an internal combustion engine according to a third exemplary embodiment of the present invention. According to the embodiment shown in FIG.
  • the internal combustion engine or the injection device 1 comprises, in addition to the first and second injection valves 20, 30, a third injection valve 40, again the respective third injection valve 40 of each cylinder 50 in FIG 41, 42, 43 and 44, respectively, and wherein these reference numerals are summarized by the reference numeral 40.
  • the respective third injection valves 41, 42, 43, 44 according to the invention in particular a third pressure accumulator 40 'associated, from which a stored medium (third fuel) the respective third injection valves 41, 42, 43, 44 is supplied.
  • the internal combustion engine or the injection device 1 comprises a first injection path 6 for injecting fuel by means of the first injection valve 20 directly into the combustion chamber of a cylinder 50.
  • the internal combustion engine or the injection device 1 comprises a second injection path 7 for the alternative (optional) or also combined injection (by means of the second injection valve 30) of water or another fuel into the respective intake pipe 50 'of a cylinder 50 and a third injection path 8 for injecting (by means of the third injection valve 40) a third fuel directly into the intake pipe of the cylinder 50 or in another intake pipe of the cylinder 50.
  • fuel directly injected into the combustion chamber via the first injection valve 20
  • fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel or a CNG fuel or an LPG fuel or an alcohol L fuel provided.
  • an ethanol fuel and / or a methanol fuel is provided.
  • a third fuel injected by the third injector 40
  • a CNG fuel or an LPG fuel or an alcohol fuel particularly, when the fuel is a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel is used
  • a gasoline fuel and / or a FlexFuel fuel is provided (especially when the fuel is a CNG fuel or an LPG fuel or an alcohol fuel is used).
  • the fuel is supplied to the first injection path 6 by means of a fuel pump 9.
  • the second injection path 7 is supplied by means of a water pump 10 water or by means of another fuel pump 12 of the further fuel.
  • the third injection path 8 is supplied with the third fuel by means of a third fuel pump 13.
  • the first injection valve 20 is a main injection valve for directly injecting the fuel into the combustion chamber.
  • the second injection valve 30 is, in particular, a secondary injection valve for injecting either water or the further fuel into the intake manifold.
  • the third injection valve 40 is in particular a secondary injection valve for injecting the third fuel into the intake pipe or into the further intake pipe.
  • a control unit controls, depending on the load of the internal combustion engine and other operating parameters of the internal combustion engine, the injection quantity of the first injection valve 20, the injection quantity of the second injection valve 30 and the injection quantity of the third injection valve 40. Depending on the load and further operating parameters, the injection of either either water or the further fuel by means of the second injection valve 30. Furthermore, the third fuel is injected via the third injection valve 40 as a function of the operating parameters.
  • the first injection valve 20 is a base injection valve for directly injecting a fuel into the combustion chamber.
  • the second injector 30 is a sub injector for injecting water into the intake manifold.
  • the third injection valve 40 is a base injection valve for injecting the fuel or the other fuel into the intake pipe or into another intake pipe.
  • the cylinder 50 preferably comprises additionally a further second injection valve and / or a further third injection valve, wherein the further third injection valve is a base injection valve for injecting the fuel or the further fuel into the intake pipe or into the further intake pipe, in particular as a twin injector with the third Injection valve, wherein the further second injection valve is a secondary injection valve for injecting water into the intake pipe or into the further intake pipe, in particular as a twin injector with the second injection valve is.
  • the further third injection valve is a base injection valve for injecting the fuel or the further fuel into the intake pipe or into the further intake pipe, in particular as a twin injector with the third Injection valve
  • the further second injection valve is a secondary injection valve for injecting water into the intake pipe or into the further intake pipe, in particular as a twin injector with the second injection valve is.

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Abstract

Es wird eine Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine vorgeschlagen, wobei die Brennkraftmaschine einen Brennraum und wenigstens ein Ansaugrohr aufweist, wobei die Einspritzvorrichtung ein erstes Einspritzventil zum Einspritzen eines Kraftstoffs direkt in den Brennraum umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung ein zweites Einspritzventil zum Einspritzen in das Ansaugrohr umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventil zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist.

Description

Beschreibung
Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 . Einspritzvorrichtungen für eine Brennkraftmaschine zum Einspritzen eines Kraftstoffs in ein Ansaugrohr oder zum Einspritzen eines Kraftstoffs direkt in den Brennraum sind allgemein bekannt. Um bei Volllast der Brennkraftmaschine eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs durch Wirkungsgradverbesserung zu erzielen und eine Klopfreduktion zu erzielen, wird über ein weiteres Ein- spritzventil Wasser eingespritzt. Der Verbrauch der Brennkraftmaschine kann zwar durch ein weiteres Einspritzventil zur Einspritzung von Wasser reduziert werden, jedoch wird keine Reduktion der Partikelemission bei Teillast der Brennkraftmaschine erzielt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß den nachgeordneten Ansprüchen, hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass sowohl eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei Betrieb der Brennkraftmaschine in Volllast als auch eine Reduktion der Partikelemission bei Betrieb der Brennkraftmaschine in Teillast erzielt wird. Die Reduktion des Kraftstoffverbrauchs im Betrieb der Brennkraftmaschine wird durch Wirkungsgradverbesserungen des Grundmotors erreicht und dadurch, dass bei Volllast der Brennkraftmaschine zur Klopfreduzierung Wasser in ein Ansaugrohr eingespritzt wird. Die Brennkraftmaschine verfügt über einen ersten Einspritzpfad zur Einspritzung eines Kraftstoffs, einen zweiten Einspritzpfad zur Einspritzung von Wasser und einen dritten Einspritzpfad zur Einspritzung entweder des Kraft- Stoffs (d. h. des gleichen Kraftstoffs, der auch im ersten Einspritzpfad verwendet wird) oder zur Einspritzung eines weiteren Kraftstoffs. Die Reduktion der Partikelemission bei Betrieb der Brennkraftmaschine in Teillast wird durch das Vorhandensein eines dritten Einspritzpfads zur Einspritzung des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs ermöglicht. Die erfindungsgemäße Einspritzvorrichtung ermöglicht in vorteilhafter Weise sowohl eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs der Brennkraftmaschine durch optimierte Volllast als auch eine Reduktion der Partikelemission bei Teillast der Brennkraftmaschine. Da sowohl eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs als auch eine Reduktion der Partikelemissi- on in vielen Regionen gesetzlich gefordert sind, besteht hier ein großer Bedarf. Die Brennkraftmaschine ist vorzugsweise als Ottomotor für ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Automobil, ausgebildet. Die Brennkraftmaschine umfasst vorzugsweise mehr als einen Zylinder, wobei jeder der Zylinder einen Brennraum mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Einspritzventil umfasst. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Einspritzvorrichtung das erste Einspritzventil zur Direkteinspritzung in den Brennraum auf und wenigstens das zweite Einspritzventil zur Einspritzung in das Ansaugrohr, wobei das zweite Einspritzventil zur Einspritzung von Wasser vorgesehen ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das zweite Ein- spritzventil :
~ zum wahlweisen Einspritzen entweder von Wasser oder aber des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist, oder
- zum gleichzeitigen Einspritzen sowohl von Wasser als auch des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist.
Die Einspritzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über drei Einspritzpfade: einen ersten Einspritzpfad zur Einspritzung eines Kraftstoffs, einen zweiten Einspritzpfad zur Einspritzung von Wasser und einen dritten Einspritzpfad zur Einspritzung eines Kraftstoffs oder eines davon verschiedenen anderen Kraftstoffs. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die drei Einspritzpfade dadurch realisiert, dass die Einspritzvorrichtung über ein erstes Einspritzventil zum Einspritzen eines Kraftstoffs direkt in einen Brennraum und ein zweites Einspritzventil zum wahlweisen Einspritzen entweder von Wasser oder aber des Kraftstoffs (oder eines weiteren Kraftstoffs) verfügt. Hierbei wird der erste Einspritzpfad durch das erste Einspritzventil realisiert und sowohl der zweite Einspritzpfad als auch der dritte Einspritzpfad werden durch das zweite Einspritzventil (jedoch zu unterschiedlichen Zeiten) realisiert, indem wahlweise Wasser über das zweite Einspritzventil eingespritzt wird (zu einem ersten Zeitpunkt) oder aber Kraftstoff über das zweite Einspritzventil eingespritzt wird (zu einem zweiten Zeitpunkt), wobei als ein solcher Kraftstoff entweder der (im ersten Einspritzventil verwendete) Kraftstoff oder ein weiterer Kraftstoff eingespritzt wird.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden die drei Ein- spritzpfade dadurch realisiert, dass das zweite Einspritzventil zum gleichzeitigen Einspritzen - einerseits - sowohl von Wasser als auch - andererseits - des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist, d. h. der zweite Einspritzpfad und der dritte Einspritzpfad werden - zumindest teilweise - gleichzeitig durch das zweite Einspritzventil realisiert, indem eine Wasser- Kraftstoff Mi- schung durch das zweite Einspritzventil eingespritzt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das zweite Einspritzventil insbesondere als ein Einzel-Injektor (single- injector) ausgeführt oder aber als ein Doppel-Injektor (twin-injector).
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Einspritzvorrichtung ein drittes Einspritzventil zum Einspritzen des (im ersten Einspritzventil verwendeten) Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs oder eines dritten Kraftstoffs in das Ansaugrohr oder in ein weiteres Ansaugrohr umfasst. Hierbei wird der erste Einspritzpfad durch das erste Einspritzventil realisiert, der zweite Einspritzpfad durch das zweite Einspritzventil realisiert und der dritte Einspritzpfad durch das dritte Einspritzventil realisiert.
Insbesondere ist es hierbei gemäß einer Ausführungsform mit drei Einspritzven- tilen vorgesehen, dass über das erste Einspritzventil der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird und über das zweite Einspritzventil Wasser (d.h. lediglich Wasser und kein Kraftstoff) eingespritzt wird, während über das dritte Einspritzventil der (im ersten Einspritzventil verwendete) Kraftstoff oder der wei- tere Kraftstoff eingespritzt wird.
Insbesondere ist es hierbei gemäß einer weiteren Ausführungsform mit drei Einspritzventilen vorgesehen, dass über das erste Einspritzventil der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt wird und über das dritte Einspritzventil ein dritter Kraftstoff eingespritzt wird, während über das zweite Einspritzventil ent- weder wahlweise Wasser und der weitere Kraftstoff oder aber gleichzeitig sowohl Wasser als auch der weitere Kraftstoff eingespritzt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen:
- dass es sich beim ersten Einspritzventil um ein Haupteinspritzventil und sowohl beim zweiten und dritten Einspritzventil um ein Nebeneinspritzventil handelt,
oder
- dass es sich beim ersten und zweiten Einspritzventil um ein Nebeneinspritzventil und beim dritten Einspritzventil um ein Haupteinspritzventil handelt, wobei das Haupteinspritzventil eine größere Menge Kraftstoff einspritzt und/oder eine längere Betriebszeit aufweist als das Nebeneinspritzventil. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass zusätzlich zu dem Kraftstoff, der weitere Kraftstoff und der dritte Kraftstoff eingespritzt werden können, wobei das Haupteinspritzventil eine größere Menge Kraftstoff einspritzt und/oder eine län- gere Betriebszeit aufweist als das Nebeneinspritzventil. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass - bei Verwendung des gleichen Kraftstoffs im Haupteinspritzventil und in einem Nebeneinspritzventil - das Haupteinspritzventil kleiner dimensioniert werden kann, wodurch die Kraftstoffmenge besser an die entsprechende Lastsituation angepasst werden kann. Durch die kleinere Dimensi- onierung des Haupteinspritzventils kann, wenn zuvor in bestimmten Lastsituationen aufgrund der Dimensionierung des Haupteinspritzventils nur eine größere Menge Kraftstoff als erforderlich eingespritzt werden konnte, die Partikelemission gesenkt werden, da die eingespritzte Kraftstoffmenge besser an die in der entsprechenden Lastsituation erforderliche Kraftstoffmenge angepasst werden kann und auch Injektor-spezifische Auslegungsmerkmale für eine verbesserte Sprayaufbereitung genutzt werden können. Die Betriebsstrategie und die Systemauslegung und Zuführung des Kraftstoffs, des weiteren Kraftstoffs und/oder des Wassers sowie die Zuführung des dritten Kraftstoffs können an segmentspezifische bzw. marktspezifische Anforderungen angepasst werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es speziell vorgesehen, dass der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist, wobei das erste Einspritzventil als Haupteinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs und das zweite Einspritzventil als Nebeneinspritzventil zum wahlweisen Einspritzen des Kraftstoffs oder zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist. Hierbei wird der erste Einspritzpfad durch das erste Einspritzventil realisiert und sowohl der zweite Einspritzpfad als auch der dritte Einspritzpfad werden durch das zweite Einspritzventil realisiert (jedoch zu unterschiedlichen Zeiten), indem wahlweise Wasser über das zweite Einspritzventil eingespritzt wird (insbesondere in einem Zeitpunkt, in dem sich die Brennkraftmaschine im Volllast- Betriebspunkt oder in einem Volllast-nahen Betriebspunkt befindet - insbesondere zur Klopfreduktion) oder aber der Kraftstoff über das zweite Einspritzventil eingespritzt wird (insbesondere in einem Zeitpunkt, in dem sich die Brennkraft- maschine in einem Teillast-Betriebspunkt befindet - insbesondere zur Partikelreduktion). Hierbei ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass eine gekoppelte Steuerung des zweiten Einspritzventils über ein Absperrventil und die Ansteuerung einer Wasserpumpe realisiert wird. Die Auslegung des zweiten Einspritzventils muss hierbei für beide Medien erfolgen. Als FlexFuel-Kraftstoffe werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere Kraftstoffe gemäß den Bezeichnungen E0-E85, E22-E100 bzw. M15-M100 aufgefasst. Das zweite Einspritzventil kann gemäß dieser Ausführungsform insbesondere zur Emissionssenkung im Kaltstart-/Warmlaufbereich genutzt werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es speziell vorgesehen, dass
- entweder der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel- Kraftstoff ist - oder der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff ist,
wobei das erste Einspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das zweite Einspritzventil zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist und wobei das dritte Einspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist. Hierbei ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass der Betrieb des dritten Einspritzventils und der Betrieb des zweiten Einspritzventils autark gemäß einer entkoppelten Steuerung realisiert wird; insbesondere ist eine spezifische Auslegung des dritten Einspritzventils und des zweiten Einspritzventils möglich. Als eine Betriebsstrategie eignet sich insbesondere, dass das dritte Einspritzventil im Teillastbetrieb zur Partikelreduktion und ggf. in einem Volllast- Betriebspunkt oder in einem Volllast-nahen Betriebspunkt zur Mengenerhöhung des Kraftstoffs eingesetzt wird, während das zweite Einspritzventil zur Klopfreduktion in einem Volllast-Betriebspunkt oder in einem Volllast-nahen Betriebspunkt der Brennkraftmaschine eingesetzt wird. Das dritte Einspritzventil kann gemäß dieser Ausführungsform insbesondere zur Emissionssenkung im Kalt- start-/Warmlaufbereich genutzt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es speziell vorgesehen, dass
- entweder der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-
Kraftstoff ist und der weitere Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff (compressed natural gas) oder ein LPG-Kraftstoff (liquefied natural gas) ist
- oder der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff ist und der weitere Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist, wobei das erste Einspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das zweite Einspritzventil zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist und wobei das dritte Einspritzventil zum Einspritzen des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist. Hierdurch wird erfindungsgemäß eine Kombination eines Bi-Fuel Einspritzsystems mit einer Wassereinspritzung ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es speziell vorgesehen, dass
- entweder - der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist und
- der weitere Kraftstoff ein Ethanol-Kraftstoff und/oder ein Methanol- Kraftstoff ist und
- der dritte Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff oder ein
Alkohol-Kraftstoff ist
- oder
- der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff oder ein Alkohol-Kraftstoff ist und
- der weitere Kraftstoff ein Ethanol-Kraftstoff und/oder ein Methanol-
Kraftstoff ist und
- der dritte Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist,
wobei das erste Einspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das dritte Einspritzventil zum Einspritzen des dritten Kraftstoffs konfiguriert ist und wobei das zweite Einspritzventil
-- zum wahlweisen Einspritzen des weiteren Kraftstoffs oder zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist oder
- zum gleichzeitigen Einspritzen sowohl von Wasser als auch des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist. Hierdurch wird erfindungsgemäß ein Tri-Fuel/Wasser
Einspritzsystem ermöglicht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Steuereinheit in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine und weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Einspritzmenge des ersten Einspritzventils, die Einspritzmenge des zweiten Einspritzventils und/oder die Einspritzmenge des dritten Einspritzventils steuert. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Menge des eingespritzten Kraftstoffs und/oder die Menge des eingespritzten weiteren Kraftstoffs und/oder die Menge des eingespritzten dritten Kraftstoffs und die Menge des eingespritzten Wassers in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine und weiterer Betriebsparameter angepasst werden kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass es sich bei dem Kraftstoff, dem weiteren Kraftstoff und dem dritten Kraftstoff um einen der folgenden Kraftstoffe handelt:
- Benzin, oder
- Flüssiggas (LPG), oder
- Erdgas (CNG), oder
- Alkohole bevorzugt Methanol und/oder Ethanol, oder
- FlexFuel insbesondere Mischungen aus Ethanol und Benzin (beispielsweise E0-E85, E22-E100) oder Mischungen aus Methanol und Benzin (M15- M100), oder
-- Benzin und Flexfuel. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass die Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoff, mit zwei verschiedenen Kraftstoffen oder mit drei verschiedenen Kraftstoffen betrieben werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Einspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal be- nannt bzw. erwähnt.
Die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Einspritzvorrichtungen 1 weisen jeweils - für jeden Zylinder der Brennkraftmaschine - ein erstes Einspritzventil 20 und ein zweites Einspritzventil 30 auf. Die Brennkraftmaschine umfasst erfindungs- gemäß mehrere Zylinder, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, sechs, acht, zehn oder zwölf Zylinder. In den Figuren 1 bis 3 sind beispielhaft jeweils vier Zylinder 50 der Brennkraftmaschine angedeutet, wobei diese jedoch nicht einzeln mit unterschiedlichen Bezugszeichen versehen sind. Jeder der Zylinder 50 weist einen Brennraum mit wenigstens einem zugehörigen Ansaugrohr auf. Das je- weilige Ansaugrohr bzw. Saugrohr eines jeden der vier Zylinder 50 ist in den Figuren 1 bis 3 mit den Bezugszeichen 51 , 52, 53 bzw. 54 bezeichnet, wobei diese Bezugszeichen durch das Bezugszeichen 50' zusammengefasst werden. Das jeweilige erste Einspritzventil 20 eines jeden der vier Zylinder 50 ist in den Figuren 1 bis 3 mit den Bezugszeichen 21 , 22, 23 bzw. 24 bezeichnet, wobei diese Bezugszeichen durch das Bezugszeichen 20 zusammengefasst werden. Das jeweilige zweite Einspritzventil 30 eines jeden der vier Zylinder 50 ist in den Figuren 1 bis 3 mit den Bezugszeichen 31 , 32, 33 bzw. 34 bezeichnet, wobei diese Bezugszeichen durch das Bezugszeichen 30 zusammengefasst werden. Den jeweiligen ersten Einspritzventilen 21 , 22, 23, 24 ist erfindungsgemäß ins- besondere ein erster Druckspeicher 20' zugeordnet, aus dem ein gespeichertes Medium (Kraftstoff) den jeweiligen ersten Einspritzventilen 21 , 22, 23, 24 zugeführt wird. Entsprechend ist den jeweiligen zweiten Einspritzventilen 31 , 32, 33, 34 erfindungsgemäß insbesondere ein zweiter Druckspeicher 30' zugeordnet, aus dem ein gespeichertes Medium (Wasser und/oder entweder der Kraftstoff oder ein weiterer Kraftstoff) den jeweiligen zweiten Einspritzventilen 31 , 32, 33, 34 zugeführt wird. In Figur 1 ist eine Einspritzvorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Brennkraftmaschine bzw. die Einspritzvorrichtung 1 umfasst gemäß der ersten Ausführungsform - pro Zylinder - neben dem ersten und zweiten Einspritzventil 20, 30 ein drittes Einspritzventil 40. Das jeweilige dritte Einspritzventil 40 eines jeden der in Figur 1 dargestellten vier Zylinder 50 ist in Figur 1 mit den Bezugszeichen 41 , 42, 43 bzw. 44 bezeichnet, wobei diese Bezugszeichen durch das Bezugszeichen 40 zusammengefasst werden. Den jeweiligen dritten Einspritzventilen 41 , 42, 43, 44 ist erfindungsgemäß insbesondere ein dritter Druckspeicher 40' zugeordnet, aus dem ein gespeichertes Medium (Kraftstoff bzw. weiterer Kraftstoff) den jeweiligen dritten Einspritzventilen 41 , 42, 43, 44 zugeführt wird.
Gemäß der in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsform umfasst die Brenn- kraftmaschine bzw. die Einspritzvorrichtung 1 einen ersten Einspritzpfad 6 zum Einspritzen von Kraftstoff (bspw. von Benzin und/oder FlexFuel oder aber auch ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff) mittels des ersten Einspritzventils 20 direkt in den Brennraum von jedem der Zylinder 50. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine bzw. die Einspritzvorrichtung 1 einen zweiten Einspritzpfad 7 zum Einspritzen von Wasser in das jeweilige Ansaugrohr 50' von jedem der Zylinder 50 und einen dritten Einspritzpfad 8 zum Einspritzen des Kraftstoffs (bspw. von Benzin und/oder FlexFuel oder aber auch ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff) direkt in ein Ansaugrohr. Dem ersten Einspritzpfad 6 und dem dritten Einspritzpfad 8 werden mittels einer Kraftstoffpumpe 9 der Kraftstoff zugeführt. Dem zweiten Einspritzpfad 7 wird mittels einer Wasserpumpe 10 Wasser zugeführt.
Bei dem ersten Einspritzventil 20 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um ein Haupteinspritzventil zum direkten Einspritzen des Kraftstoffs (bspw. von Benzin und/oder FlexFuel oder aber auch ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff) in den Brennraum eines Zylinders 50. Bei dem zweiten Einspritzventil 30 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr des Zylinders 50. Bei dem drit- ten Einspritzventil 40 handelt es sich erfindungsgemäß insbesondere um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs (bspw. von Benzin und/oder FlexFuel oder aber auch ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff) in das Ansaugrohr des Zylinders 50 oder aber in ein weiteres Ansaugrohr (nicht dargestellt) des Zylinders 50. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um- fasst der Zylinder 50 zusätzlich ein weiteres zweites Einspritzventil, wobei es sich hierbei um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr oder in das weitere Ansaugrohr handelt, insbesondere als Twin- Injektor mit dem zweiten Einspritzventil.
Eine Steuereinheit steuert in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine und weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Einspritzmenge des ersten Einspritzventils 20, die Einspritzmenge des zweiten Einspritzventils 30 und/oder die Einspritzmenge des dritten Einspritzventils 40. Hierdurch kann die Einspritzung von Wasser und des Kraftstoffs (bspw. Benzin und/oder FlexFuel) autark betrieben werden nach entkoppelter Steuerung. In einer Teillastphase der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise das dritte Einspritzventil 40 eingeschaltet. Hierdurch wird eine Reduktion der Partikelemission realisiert. In einer Volllastphase der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise das dritte Einspritz- ventil 40 zugeschaltet. Hierdurch wird eine Erhöhung der eingespritzten Menge des Kraftstoffs (bspw. von Benzin und/oder FlexFuel oder aber auch ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff) erzielt. Des Weiteren wird in einer Volllastphase der Brennkraftmaschine vorzugsweise das zweite Einspritzventil 30 zugeschaltet. Der Brennraum wird hierdurch gekühlt, so dass der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine in geeigneter Weise vorteilhafterweise erhöht wird und die Klopffestigkeit zunimmt. In einer Kaltstartphase und/oder Warmlaufphase der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise das dritte Einspritzventil 40 zugeschaltet. Hierdurch wird eine Emissionssenkung erzielt. Gemäß einer Variante der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform (wobei diese Variante jedoch nicht dargestellt ist) umfasst die Brennkraftmaschine bzw. die Einspritzvorrichtung 1 zwar auch den ersten, zweiten und dritten Einspritzpfad 6, 7, 8; im Unterschied zur in Figur 1 dargestellten Ausführungsform wird jedoch über das erste und das dritte Einspritzventil 20, 40 nicht der gleiche Kraftstoff, sondern unterschiedliche Kraftstoffe eingespritzt: Der erste Einspritzpfad ist zum Einspritzen von Kraftstoff mittels des ersten Einspritzventils 20 direkt in den Brennraum eines Zylinders 50 vorgesehen. Der zweite Einspritzpfad 7 ist zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr 50' des Zylinders 50 vorgesehen. Der dritte Einspritzpfad 8 ist zum Einspritzen eines (vom ersten Kraftstoff unterschiedlichen) weiteren Kraftstoffs in entweder das Ansaugrohr oder aber ein weiteres Ansaugrohr vorgesehen. Erfindungsgemäß ist es bei dieser beschriebenen Variante insbesondere vorgesehen, dass der (über das erste Einspritzventil 20 eingespritzte) Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist und dass der (über das zweite Einspritzventil 30 eingespritzte) weitere Kraftstoff ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff ist. Alternativ hierzu ist es bei dieser beschriebenen Variante insbesondere vorgesehen, dass der (über das erste Einspritzventil 20 eingespritzte) Kraftstoff ein CNG- Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff ist und dass der (über das zweite Einspritzventil 30 eingespritzte) weitere Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist.
Gemäß dieser beschriebenen Variante umfasst die Brennkraftmaschine das dritte Einspritzventil 40. Bei dem ersten Einspritzventil 20 handelt es sich insbesondere um ein Basiseinspritzventil zum direkten Einspritzen von eines Kraftstoffs (bspw. Benzin und/ oder FlexFuel) in den Brennraum. Bei dem zweiten Einspritzventil 30 handelt es sich um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr. Bei dem dritten Einspritzventil 40 handelt es sich um ein Basiseinspritzventil zum Einspritzen des weiteren Kraftstoffs (bspw. Flüssiggas oder Erdgas) in das Ansaugrohr oder in ein weiteres Ansaugrohr des Zylinders 50. Weiterhin umfasst der Zylinder 50 vorzugsweise zusätzlich ein weiteres zweites Einspritzventil, wobei es sich hierbei um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr oder in das weitere Ansaugrohr handelt, insbesondere als Twin-Injektor mit dem zweiten Einspritzventil. In Figur 2 ist eine Einspritzvorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Brennkraftmaschine umfasst einen ersten Einspritzpfad 6 zum Einspritzen eines Kraftstoffs (bspw. Benzin und/oder FlexFuel) direkt in den Brenn- räum, einen zweiten Einspritzpfad 7 zum Einspritzen von Wasser in ein Ansaugrohr und einen dritten Einspritzpfad 8 zum Einspritzen des Kraftstoffs (bspw. Benzin und FlexFuel) in das Ansaugrohr. Dem ersten Einspritzpfad 6 und dem dritten Einspritzpfad 8 werden mittels einer Kraftstoffpumpe 9 der Kraftstoff (bspw. Benzin und FlexFuel) zugeführt. Dem zweiten Einspritzpfad 7 wird mittels einer Wasserpumpe 10 Wasser zugeführt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass der dritte Einspritzpfad 8 mittels eines Absperrventils 1 1 von dem ersten Einspritzpfad 6 abgetrennt ist. Bei dem ersten Einspritzventil 2 handelt es sich insbesondere um ein Haupteinspritzventil zum direkten Einspritzen des Kraftstoffs (bspw. Benzin und FlexFuel) in den Brennraum. Bei dem zwei- ten Einspritzventil 30 handelt es sich um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von entweder Wasser oder des Kraftstoffs in das Ansaugrohr.
Eine Steuereinheit steuert in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine und weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Einspritzmenge des ersten Einspritzventils 20 und die Einspritzmenge des zweiten Einspritzventils 30. Somit ist eine gekoppelte Steuerung des zweiten Einspritzpfads 7 und des dritten Einspritzpfads 8 über das Absperrventil 1 1 und die Ansteuerung der Wasserpumpe 10 möglich. Somit ist das Nebeneinspritzventil (zweites Einspritzventil 30) für die wahlweise Einspritzung von entweder Wasser oder des Kraftstoffs ausgelegt. In einer Teillastphase der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise das zweite Einspritzventil 30 eingeschaltet, wobei der Kraftstoff mittels des zweiten Einspritzventils 30 eingespritzt wird. Hierdurch wird eine Reduktion der Partikelemission realisiert. In einer Volllastphase der Brennkraftmaschine wird zusätzlich zum Betrieb des ersten Einspritzventils 20 vorzugsweise das zweite Einspritzventil 30 zugeschaltet, wobei Wasser mittels des zweiten Einspritzventils 30 eingespritzt wird. Der Brennraum wird hierdurch gekühlt, so dass der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine in geeigneter Weise vorteilhafterweise erhöht werden kann und die Klopffestigkeit zunimmt. In einer Kaltstart- phase und/oder Warmlaufphase der Brennkraftmaschine wird vorzugsweise das zweite Einspritzventil 30 für die Einspritzung des Kraftstoffs eingeschaltet. Hierdurch wird eine Emissionssenkung erzielt. In Figur 3 ist eine Einspritzvorrichtung 1 für eine Brennkraftmaschine gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Entsprechend der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Brennkraftmaschine bzw. die Einspritzvorrichtung 1 - pro Zylinder - neben dem ersten und zweiten Einspritzventil 20, 30 ein drittes Einspritzventil 40, wobei wiederum das jeweilige dritte Einspritzventil 40 eines jeden Zylinders 50 in Figur 3 mit den Bezugszeichen 41 , 42, 43 bzw. 44 bezeichnet sind und wobei diese Bezugszeichen durch das Bezugszeichen 40 zusammengefasst werden. Wiederum ist den jeweiligen dritten Einspritzventilen 41 , 42, 43, 44 erfindungsgemäß insbesondere ein dritter Druckspeicher 40' zugeordnet, aus dem ein ge- speichertes Medium (dritter Kraftstoff) den jeweiligen dritten Einspritzventilen 41 , 42, 43, 44 zugeführt wird. Wiederum umfasst die Brennkraftmaschine bzw. die Einspritzvorrichtung 1 einen ersten Einspritzpfad 6 zum Einspritzen von Kraftstoff mittels des ersten Einspritzventils 20 direkt in den Brennraum eines Zylinders 50. Ferner umfasst die Brennkraftmaschine bzw. die Einspritzvorrich- tung 1 einen zweiten Einspritzpfad 7 zum alternativen (wahlweisen) oder auch kombinierten Einspritzen (mittels des zweiten Einspritzventil 30) von Wasser bzw. eines weiteren Kraftstoffs in das jeweilige Ansaugrohr 50' eines Zylinders 50 sowie einen dritten Einspritzpfad 8 zum Einspritzen (mittels des dritten Einspritzventils 40) eines dritten Kraftstoffs direkt in das Ansaugrohr des Zylinders 50 oder aber in ein anderes Ansaugrohr des Zylinders 50. Gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist als (über das erste Einspritzventil 20 in den Brennraum direkt eingespritzter) Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff oder ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff oder ein Alkohol-Kraftstoff vorgesehen. Als (mittels des zweiten Einspritzventils 30 einge- spritzter) weiterer Kraftstoff ist ein Ethanol-Kraftstoff und/oder ein Methanol- Kraftstoff vorgesehen. Als (mittels des dritten Einspritzventils 40 eingespritzter) dritter Kraftstoff ist ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff oder ein Alkohol- Kraftstoff (insbesondere wenn als der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff verwendet wird) oder aber ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff vorgesehen (insbesondere wenn als der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff oder ein Alkohol-Kraftstoff verwendet wird). Dem ersten Einspritzpfad 6 wird mittels einer Kraftstoffpumpe 9 der Kraft- Stoff zugeführt. Dem zweiten Einspritzpfad 7 wird mittels einer Wasserpumpe 10 Wasser oder mittels einer weiteren Kraftstoffpumpe 12 der weiterer Kraftstoff zugeführt. Dem dritten Einspritzpfad 8 wird mittels einer dritten Kraftstoffpumpe 13 der dritte Kraftstoff zugeführt. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten Einspritzventil 20 um ein Haupteinspritzventil zum direkten Einspritzen des Kraftstoffs in den Brennraum. Beim zweiten Einspritzventil 30 handelt es sich insbesondere um ein Nebeneinspritz- ventil zum Einspritzen von wahlweise entweder Wasser oder dem weiteren Kraftstoff in das Ansaugrohr. Beim dritten Einspritzventil 40 handelt es sich ins- besondere um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen des dritten Kraftstoffs in das Ansaugrohr oder in das weitere Ansaugrohr.
Eine Steuereinheit steuert in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine und weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Einspritzmenge des ersten Einspritzventils 20, die Einspritzmenge des zweiten Einspritzventils 30 und die Einspritzmenge des dritten Einspritzventils 40. In Abhängigkeit der Last und weiterer Betriebsparameter erfolgt die Einspritzung von wahlweise entweder Wasser oder dem weiteren Kraftstoff mittels des zweiten Einspritzventils 30. Des Weiteren wird in Abhängigkeit der Betriebsparameter der dritte Kraftstoff über das dritte Einspritzventil 40 eingespritzt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem ersten Einspritzventil 20 um ein Basiseinspritzventil zum direkten Einspritzen eines Kraftstoffs in den Brennraum. Bei dem zweiten Einspritzventil 30 handelt es sich um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr. Bei dem dritten Einspritzventil 40 handelt es sich um ein Basiseinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs in das Ansaugrohr oder in ein weiteres Ansaugrohr. Weiterhin umfasst der Zylinder 50 vorzugsweise zusätzlich ein weiteres zweites Einspritzventil und/oder ein weiteres drittes Einspritzventil, wobei es sich bei dem weiteren dritten Einspritzventil um ein Basiseinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs in das Ansaugrohr oder in das weitere Ansaugrohr handelt, insbesondere als Twin-Injektor mit dem dritten Einspritzventil, wobei es sich bei dem weiteren zweiten Einspritzventil um ein Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser in das Ansaugrohr oder in das weitere Ansaugrohr, insbesondere als Twin- Injektor mit dem zweiten Einspritzventil, handelt.

Claims

Ansprüche:
1 . Einspritzvorrichtung (1 ) für eine Brennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine einen Brennraum und wenigstens ein Ansaugrohr aufweist, wobei die Einspritzvorrichtung (1 ) ein erstes Einspritzventil (20) zum Einspritzen eines Kraftstoffs direkt in den Brennraum umfasst, wobei die Einspritzvorrichtung (1 ) ein zweites Einspritzventil (30) zum Einspritzen in das Ansaugrohr umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventil (30) zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist.
2. Einspritzvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Einspritzventil (30)
~ zum wahlweisen Einspritzen entweder von Wasser oder aber des Kraftstoffs oder eines weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist, oder
- zum gleichzeitigen Einspritzen sowohl von Wasser als auch des Kraftstoffs oder eines weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist.
3. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzvorrichtung (1 ) ein drittes Einspritzventil (40) zum Einspritzen des Kraftstoffs oder des weiteren Kraftstoffs oder eines dritten Kraftstoffs in das Ansaugrohr oder in ein weiteres Ansaugrohr umfasst.
4. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet :
- dass es sich beim ersten Einspritzventil (20) um ein Haupteinspritzventil und sowohl beim zweiten und dritten Einspritzventil (30, 40) um ein Nebeneinspritz- ventil handelt, wobei das Haupteinspritzventil eine größere Menge Kraftstoff einspritzt und/oder eine längere Betriebszeit aufweist als das Nebeneinspritzventil, oder
- dass es sich beim ersten und zweiten Einspritzventil (20, 30) um ein Nebeneinspritzventil und beim dritten Einspritzventil (40) um ein Haupteinspritzventil handelt, wobei das Haupteinspritzventil eine größere Menge Kraftstoff einspritzt und/oder eine längere Betriebszeit aufweist als das Nebeneinspritzventil
5. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel- Kraftstoff ist, wobei das erste Einspritzventil (20) als Haupteinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs und das zweite Einspritzventil (30) als Nebeneinspritzventil zum wahlweisen Einspritzen des Kraftstoffs oder zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist.
6. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- entweder der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist
- oder der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff ist,
wobei das erste Einspritzventil (20) als Haupteinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das zweite Einspritzventil (30) als Nebeneinspritzventil zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist und wobei das dritte Einspritzventil (40) als Nebeneinspritzventil zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist.
7. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- entweder der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist und der weitere Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff ist
- oder der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG-Kraftstoff ist und der weitere Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist,
wobei das erste Einspritzventil (20) zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das zweite Einspritzventil (30) zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist und wobei das dritte Einspritzventil (40) zum Einspritzen des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist.
8. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - entweder
- der Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist und
- der weitere Kraftstoff ein Ethanol-Kraftstoff und/oder ein Methanol- Kraftstoff ist und
- der dritte Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff oder ein Alkohol-Kraftstoff ist
- oder
- der Kraftstoff ein CNG-Kraftstoff oder ein LPG- Kraftstoff oder ein Alkohol- Kraftstoff ist und
- der weitere Kraftstoff ein Ethanol-Kraftstoff und/oder ein Methanol- Kraftstoff ist und
- der dritte Kraftstoff ein Benzin-Kraftstoff und/oder ein FlexFuel-Kraftstoff ist,
wobei das erste Einspritzventil (20) zum Einspritzen des Kraftstoffs konfiguriert ist, wobei das dritte Einspritzventil (40) zum Einspritzen des dritten Kraftstoffs konfiguriert ist und wobei das zweite Einspritzventil (30)
-- zum wahlweisen Einspritzen des weiteren Kraftstoffs oder zum Einspritzen von Wasser konfiguriert ist oder
- zum gleichzeitigen Einspritzen sowohl von Wasser als auch des weiteren Kraftstoffs konfiguriert ist.
9. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit in Abhängigkeit der Last der Brennkraftmaschine und weiterer Betriebsparameter der Brennkraftmaschine die Einspritzmenge des ersten Einspritzventils (20), die Einspritzmenge des zweiten Einspritzventils (30) und/oder die Einspritzmenge des dritten Einspritzventils (40) steuert.
10. Einspritzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kraftstoff, dem weiteren Kraftstoff und dem dritten Kraftstoff um einen der folgenden Kraftstoffe handelt:
- Benzin, oder
- Flüssiggas, oder
- Erdgas, oder - Alkohole bevorzugt Methanol und/oder Ethanol, oder
- FlexFuel insbesondere Mischungen aus Ethanol und Benzin (beispielsweise E0-E85, E22-E100) oder Mischungen aus Methanol und Benzin (M15-M100), o- der
-- Benzin und Flexfuel.
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