WO2018233982A1

WO2018233982A1 - Wassereinspritzvorrichtung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: WO2018233982A1
Application number: PCT/EP2018/063894
Authority: WO
Inventors: Simon Obergfaell; Pascal Gladel; Ingmar Burak; Peter Schenk
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2017-06-22
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2018-12-27
Also published as: DE102017210482A1; EP3642468A1; CN110785555A

Abstract

Für eine Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (2)eines Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens einen Wassertank (5) zum Speichern von Wasser, wenigstens einen Wasserinjektor (6) zum Einspritzen des Wassers in die Brennkraftmaschine (2),wenigstens ein Förderelement (3) zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank (5) in den Wasserinjektor (6),wobei das Förderelement (3) über eine erste Leitung (7) mit dem Wassertank (6) verbunden ist und über eine zweite Leitung (8) mit dem Wasserinjektor (6) verbunden ist,wird vorgeschlagen, dass die Wassereinspritzvorrichtung (1) weiterhin einen Druckspeicher (14)zum Speichern des Wassers umfasst, wobei der Druckspeicher (14) mit dem Wasserinjektor (6) fluidisch verbunden ist.

Description

Beschreibung

Titel

Wassereinspritzvorrichtung einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wassereinspritzvorrichtung einer

Brennkraftmaschine sowie eine derartige Brennkraftmaschine.

Aufgrund steigender Anforderungen an reduzierte Kohlenstoffdioxidemissionen werden Brennkraftmaschinen zunehmend hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs optimiert.

Allerdings können bekannte Brennkraftmaschinen in Betriebspunkten mit hoher Last nicht optimal im Hinblick auf den Verbrauch betrieben werden, da der Betrieb durch

Klopfneigung und hohe Abgastemperaturen begrenzt ist. Eine mögliche Maßnahme zur Reduzierung der Klopfneigung und zur Senkung der Abgastemperaturen ist die

Einspritzung von Wasser. Hierbei sind üblicherweise separate Wassereinspritzsysteme vorgesehen, um die Wassereinspritzung zu ermöglichen. So ist beispielsweise aus der DE 10 2015 208 476 A1 ein Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine bekannt.

Bei Wassereinspritzsystemen für Brennkraftmaschinen ist normalerweise ein Wassertank vorgesehen, so dass jederzeit Wasser zur Einspritzung in das Saugrohr oder die

Brennkammer der Brennkraftmaschine verfügbar ist. Zusätzlich kann bei derartigen Wassereinspritzsystemen Wasser mit Hilfe einer Wassergewinnungsanlage

beispielsweise aus dem Abgassystem der Brennkraftmaschine in dem Kraftfahrzeug oder aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs gewonnen werden und beispielsweise auch dem Wassertank zugeführt werden. Von dem Wassertank kann Wasser beispielsweise mittels eines Förderelements, beispielsweise mittels einer Pumpe, über einen Verteiler zu

Wasserinjektoren befördert werden. Durch die Wasserinjektoren wird das Wasser dann beispielsweise in ein Saugrohr oder eine Brennkammer der Brennkraftmaschine eingespritzt. Dazu kann, wie bei Einspritzsystemen für Brennstoff, der Verteiler dazu vorgesehen sein Wasser zu speichern und auf mehrere Wasserinjektoren zu verteilen. Zwischen den Betriebspunkten der Brennkraftmaschine, bei denen das Wassereinspritzsystem aktiviert wird, ist die zum Fördern des Wassers benutzte Pumpe abgeschaltet. Das heißt, dass das Wasser in den Wasserinjektoren und den Leitungen des Wassereinspritzsystems steht.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird eine Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Die Wassereinspritzvorrichtung umfasst wenigstens einen Wassertank zum Speichern von Wasser, wenigstens einen Wasserinjektor zum Einspritzen des Wassers in die Brennkraftmaschine, wenigstens ein Förderelement zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank in den Wasserinjektor, wobei das

Förderelement über eine erste Leitung mit dem Wassertank verbunden ist und über eine zweite Leitung mit dem Wasserinjektor verbunden ist. Erfindungsgemäß umfasst die Wassereinspritzvorrichtung weiterhin einen Druckspeicher zum Speichern des Wassers, wobei der Druckspeicher mit dem Wasserinjektor fluidisch verbunden ist.

Vorteile der Erfindung

Gegenüber dem Stand der Technik weist die Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs den Vorteil auf, dass Druckeinbrüche des Wasserdrucks in der Wassereinspritzvorrichtung vermieden werden. Wenn der

Betriebspunkt der Brennkraftmaschine den Bereich mit aktiver Wassereinspritzung verlässt und das Förderelement dementsprechend die Fördermenge des Wassers reduziert oder das Förderelement abgeschaltet wird, kann der vorhandene Systemdruck, beispielsweise zwischen dem Förderelement und den Einspritzventilen, mittels des Druckspeichers vorteilhaft aufrechterhalten werden. Kommt die Brennkraftmaschine dann in einen für die Wassereinspritzung relevanten Betriebspunkt, so dass wieder Wasser in die Brennkraftmaschine eingespritzt werden soll, dann ist der gespeicherte Systemdruck verfügbar, bevor das Förderelement wieder hoch gelaufen ist. Die für die ersten

Einspritzungen benötigte Wassermenge kann vorteilhaft aus dem Druckspeicher zur Verfügung gestellt werden. Somit kann vorteilhaft eine verzögerte Aktivierung der Wassereinspritzung durch verzögerten Druckaufbau durch das Förderelement vermieden werden. Somit können durch das erfindungsgemäße Wassereinspritzsystem

Druckeinbrüche im Wassereinspritzsystem, insbesondere in den Übergangsbereichen zwischen aktivierter und deaktivierter Wassereinspritzung, vorteilhaft vermieden werden. Somit kann auch bei den hohen Dynamikanforderungen in den Übergangsbereichen zwischen aktivierter und deaktivierter Wassereinspritzung eine unmittelbare Verfügbarkeit von Wasser im gewünschten Druckbereich sichergestellt werden. Weiterhin kann durch Druckausgleich durch den Druckspeicher auch vorteilhaft das Förderelement entlastet werden. Weiterhin ergibt sich durch den Druckspeicher ein Vorteil bei der Rücksaugung von

Wasser aus den Wasserinjektoren. Eine Besonderheit von Wassereinspritzvorrichtungen gegenüber Einspritzvorrichtungen von Brennstoffen ist, dass die Einspritzventile bei der Wassereinspritzung nach Abstellen der Brennkraftmaschine geleert werden, um möglichen Schäden der Wasserinjektoren und/oder des gesamten

Wassereinspritzsystems durch gefrierendes und sich dabei ausdehnendes Wasser vorzubeugen. Dies kann beispielsweise durch das Förderelement geschehen, das das Wasser aus den Wasserinjektoren zurücksaugt. Beim Leersaugen der Wasserinjektoren und des Wassereinspritzsystems wird das in dem Druckspeicher gespeicherte Wasser ausgeschoben und kann somit vorteilhaft das Leersaugen unterstützen. Weiterhin kann sich beispielsweise in den Leitungen oder in anderen Komponenten der

Wassereinspritzvorrichtung verbliebenes Restwasser nach dem Rücksaugen des Restwassers bei Einfrieren in den Druckspeicher hinein ausdehnen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.

Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass der

Druckspeicher an der zweiten Leitung zwischen dem Förderelement und dem

Wasserinjektor angeordnet ist. Ein derart angeordneter Druckspeicher kann vorteilhaft den Systemdruck zwischen dem Förderelement und dem Wasserinjektor aufrechterhalten und eine verzögerte Aktivierung der Wassereinspritzung verhindern.

Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass der

Druckspeicher ais Hydraulikspeicher mit einem Gas als kompressibles Medium ausgebildet ist. Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass der

Druckspeicher ein Federelement umfasst. Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass die

Wassereinspritzvorrichtung weiterhin ein Absperrelement umfasst, das dazu eingerichtet ist, eine Verbindung zwischen dem Wassertank und dem Wasserinjektor zu unterbrechen. Durch ein derart ausgebildetes Absperrelement kann vorteilhaft ein Bereich zwischen dem Absperrelement und den Wasserinjektoren abgeschlossen werden und somit ein, beispielsweise durch das Förderelement erzeugter, Systemdruck in diesem Bereich aufrechterhalten werden. Darüber hinaus kann durch ein derart ausgebildetes

Absperrelement vorteilhaft auch das Förderelement geschützt werden und es können beispielsweise auch Förderelemente verwendet werden, die den Systemdruck nach Abschalten des Förderelements alleine nicht halten können.

Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass das

Absperrelement an der zweiten Leitung zwischen dem Förderelement und dem

Druckspeicher oder an der ersten Leitung zwischen dem Wassertank und dem

Förderelement angeordnet ist. Das Absperrelement kann geschlossen werden wenn der Bereich zwischen Absperrelement und Wasserinjektoren mit Wasser gefüllt ist. Durch das geschlossene Absperrelement wird ein abgeschlossener Bereich zwischen dem geschlossenen Absperrelement und den Wasserinjektoren gebildet. So kann der

Systemdruck in diesem Bereich zwischen Absperrelement und Wasserinjektoren auch in inaktiven Phasen der Wassereinspritzvorrichtung oberhalb eines Grenzwertes gehalten werden kann.

Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass das

Absperrelement ein Rückschlagventil umfasst, wobei das Rückschlagventil dazu eingerichtet ist, die Strömung von Wasser nur in einer Richtung von dem Wassertank zu dem Druckspeicher zuzulassen. Sobald das Förderelement den notwendigen Druck aufgebaut hat öffnet sich das Rückschlagventil und Wasser kann von dem Wassertank über das Rückschlagventil zu den Wasserinjektoren fließen. Wenn der Betriebspunkt der Brennkraftmaschine dem Bereich mit aktiver Wassereinspritzung verlässt und das Förderelement dementsprechend die Fördermenge des Wassers reduziert oder das Förderelement abgeschaltet wird, kann der vorhandene Systemdruck, beispielsweise zwischen dem Förderelement und den Einspritzventilen, mittels des Druckspeichers vorteilhaft aufrechterhalten werden. Dies kann vorteilhaft durch ein Rückschlagventil zwischen dem Förderelement und dem Druckspeicher unterstützt werden, da das

Rückschlagventil verhindert, dass Wasser aus den Wasserinjektoren und/oder dem Druckspeicher zurück in den Tank fließen kann und somit den Systemdruck zwischen dem Rückschlagventil und den Wasserinjektoren aufrecht erhält. Wird bei einer erneuten Aktivierung der Wassereinspritzung das Förderelement angeschaltet, bzw. die

Fördermenge des Wassers wieder erhöht, so öffnet sich das Rückschlagventil sobald das Förderelement zur notwendigen Systemdruck aufgebaut hat. Dann werden zum einen die Wasserinjektoren versorgt und zum anderen der Druckspeicher wieder vorgespannt.

Gemäß eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, dass der

Druckspeicher eingerichtet ist, einen Systemdruck in der Wassereinspritzvorrichtung auf einem Niveau größer als 3 x10⁵ Pa, bevorzugt größer als 5 x10⁵ Pa, besonders bevorzugt größer als 5 x10⁵ Pa und kleiner als 10 x10⁵ Pa, zu halten. Somit kann zum einen eine Dampfbildung im Bereich zwischen dem Absperrelement und dem Wasserinjektor vermieden werden, und zum anderen eine Wandbenetzung des Wassers am Einlasskanal vermieden werden, wenn Wasser in einen Einlasskanal einer Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Während aktiver Wassereinspritzung werden die Komponenten des Wassereinspritzsystems durch nachströmendes Wasser aus dem Tank gekühlt. Bei hohen Temperaturen und stehendem Wasser in dem Wassereinspritzsystem steigt die Temperatur jedoch bis zur Dampfbildung. Dieser Effekt verschärft sich in der Höhe, beispielsweise bei einer Bergfahrt, auf Grund des sinkenden Luftdrucks und der damit abnehmenden Siedetemperatur. Ist der Systemdruck zwischen dem Absperrelement und dem Wasserinjektor auf einem Niveau größer als 3 x10⁵ Pa, bevorzugt größer als 5 x10⁵ Pa und/oder kleiner als 10 x10⁵ Pa, so wird dem Effekt der Dampfbildung entgegengewirkt und es kann auch bei deaktivierter Wassereinspritzung eine Dampfbildung verhindert werden, da dann die Siedetemperatur des Wassers auf bis zu 140° Celsius ansteigt.

Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass durch den Druckspeicher der Druck in der Leitung zwischen dem Förderelement und dem Wasserinjektor immer oberhalb eines an der Spitze des Wasserinjektors und/oder einer Spritzlochscheibe des Wasserinjektors anstehenden Ladedruckes, der kurzzeitig bis zu 3 x10⁵ Pa relativ betragen kann, gehalten werden kann. Somit kann vorteilhaft ein Eindringen von Luft über die Spitze des

Wasserinjektors und/oder über die Spritzlochscheibe des Wasserinjektors verhindert werden. Weiterhin vorteilhaft ist eine Brennkraftmaschine, umfassend eine erfindungsgemäße Wassereinspritzvorrichtung zum Einspritzen von Wasser. Dabei werden die in Bezug auf die erfindungsgemäße Wassereinspritzvorrichtung erhaltenen Vorteile ebenfalls erhalten. Besonders bevorzugt wird die Brennkraftmaschine nach dem Otto-Prinzip und mit Benzin betrieben. Als eine Brennkraftmaschine, welche nach dem Otto-Prinzip betrieben wird, ist die Brennkraftmaschine zu verstehen, bei welcher eine Verbrennung von Benzin bzw. Benzin-Luft-Gemisch durch Fremdzündung in Form einer Zündkerze erfolgt. Da bei einer solchen Brennkraftmaschine der Zündzeitpunkt durch die Fremdzündung genau vorbestimmt ist, können die in Bezug auf die erfindungsgemäße

Wassereinspritzvorrichtung beschriebenen Vorteile komplett ausgenutzt werden. Durch die kurzen Druckaufbauzeiten und die schnelle Einspritzfreigabe der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung kann auch bei schnellen Lastsprüngen eine Klopfneigung vermieden werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine stark vereinfachte schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Wassereinspritzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine stark vereinfachte schematische Ansicht einer Brennkraftmaschine mit einer Wassereinspritzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Ansicht der Wassereinspritzvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Ausführungsformen der Erfindung Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 eine

Wassereinspritzvorrichtung 1 einer Brennkraftmaschine 2 im Detail gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Brennkraftmaschine beschrieben. Weiterhin wird unter

Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 eine Wassereinspritzvorrichtung 1 einer

Brennkraftmaschine 2 im Detail gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel er

Brennkraftmaschine beschrieben. Insbesondere wird die Brennkraftmaschine 2 nach dem Otto-Prinzip und mit Benzindirekteinspritzung betrieben.

In Figur 1 ist die Brennkraftmaschine 2 schematisch dargestellt, welche eine Vielzahl von Zylindern aufweist, sowie ein Teil der erfindungsgemäßen Wassereinspritzvorrichtung 1 . Die Brennkraftmaschine 2 umfasst pro Zylinder einen Brennraum 20, in welchem ein Kolben 21 hin und her bewegbar ist. Ferner weist die Brennkraftmaschine 2 pro Zylinder einen Einlasskanal 22 auf, über welchen Luft zum Brennraum 20 zugeführt wird. Abgas wird über einen Abgaskanal 23 abgeführt. Hierzu sind am Einlasskanal 22 ein

Einlassventil 25 und am Abgaskanal 23 ein Auslassventil 26 angeordnet. Das

Bezugszeichen 24 bezeichnet ferner ein Kraftstoffeinspritzventil.

Am Einlasskanal 22 ist ferner ein Wasserinjektor 6 angeordnet, welcher über eine Steuereinheit 10 Wasser in den Einlasskanal 22 der Brennkraftmaschine 2 einspritzt. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Wasserinjektor 6 pro Zylinder vorgesehen. Alternativ können zur besseren Aufbereitung oder zur Erhöhung der pro Verbrennungszyklus maximal einspritzbaren Wassermenge beispielsweise auch zwei Wasserinjektoren 6 pro Zylinder angeordnet sein. Die Wasserinjektoren 6 werden über die Steuereinheit 10 gesteuert.

Ferner weist die Wassereinspritzvorrichtung 1 ein als Pumpe ausgebildetes

Förderelement 3 und einen elektrischen Antrieb 4 zum Antreiben der Pumpe auf. Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, ist des Weiteren ein Wassertank 5 vorgesehen, welcher durch eine erste Leitung 7 mit dem Förderelement 3 fluidisch verbunden ist. Eine zweite Leitung 8 verbindet das Förderelement 3 fluidisch mit einem Verteiler 9 bzw. einem Rail, an welchem eine Vielzahl von Wasserinjektoren 6 angeschlossen ist. Der elektrische Antrieb 4 des Förderelements 3 wird über eine Steuereinheit 10 gesteuert.

Weiterhin umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 in diesem Ausführungsbeispiel einen Druckspeicher 14. Der Druckspeicher 14 ist dabei fluidisch mit dem Wasserinjektor 6 verbunden. Der Druckspeicher 14 ist dazu vorgesehen Wasser aufzunehmen und zu speichern. Dabei wird in dem Druckspeicher 14 bei der Aufnahme von Wasser Druck aufgebaut. Dies kann beispielsweise erfolgen in dem durch das Förderelement 3 Wasser aus dem Wassertank 5 zu den Wasserinjektoren 6 und dem Druckspeicher 14 gefördert wird und somit in der zweiten Leitung 8, an dem Druckspeicher 14 und an den

Wasserinjektoren 6 Druck aufgebaut wird. Ein Teil dieses Drucks kann im Druckspeicher 14 gespeichert werden. Dazu kann der Druckspeicher 14 Wasser, beispielsweise aus der zweiten Leitung 8, aufnehmen und wird durch die Aufnahme des Wassers beispielsweise vorgespannt. Dazu kann der Druckspeicher 14 beispielsweise als Hydraulikspeicher ausgebildet sein.

Unter einem Hydraulikspeicher wird im Kontext der vorliegenden Anmeldung ein

Druckspeicher verstanden, in dem eine Flüssigkeit, in diesem Fall Wasser, unter Druck gehalten wird, wobei der Druck von einer externen Quelle angelegt wird. Der Druck der Flüssigkeit komprimiert die externe Quelle. Die externe Quelle kann beispielsweise ein Federelement oder ein Gas sein und wird durch den Druck der Flüssigkeit komprimiert. Somit kann der Hydraulikspeicher den Druck speichern und Druckschwankungen ausgleichen. Der Druckspeicher 14 kann in dem ersten Ausführungsbeispiel vorteilhaft Druck aus dem Bereich zwischen dem Förderelement 3 und den Wasserinjektoren 6, also beispielsweise Druck aus der zweiten Leitung 8 oder dem Verteiler 9 aufnehmen und Druckschwankungen ausgleichen.

Der Druckspeicher 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel an der zweiten Leitung 8 angeordnet und mit dieser fluidisch verbunden. Dabei ist der Druckspeicher 14 fluidisch zwischen dem Förderelement 3 und dem Wasserinjektor 6 angeordnet. So kann der Druckspeicher 14 Wasser direkt aus der zweiten Leitung 8 aufnehmen. Der

Druckspeicher 14 kann aber beispielsweise auch an dem Verteiler 9 angeordnet und mit diesem fluidisch verbunden sein, so dass der Druckspeicher 14 Wasser direkt aus dem Verteiler 9 aufnehmen kann.

In einem in den Figuren 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel umfasst die Wassereinspritzvorrichtung 1 weiterhin ein Absperrelement 1 1 . Das Absperrelement 1 1 ist dazu eingerichtet eine Verbindung zwischen dem Wassertank 5 und dem Wasserinjektor 6 zu unterbrechen. Dazu ist das Absperrelement 1 1 zwischen dem Förderelement 3 und dem Verteiler 9 bzw. den Wasserinjektoren 6 angeordnet. Das Absperrelement 1 1 unterteilt die zweite Leitung 8 in einen ersten Leitungsabschnitt 8a und einen zweiten Leitungsabschnitt 8b. Das Absperrelement 1 1 kann über eine Steuereinheit 10 gesteuert werden. Das Absperrelement 1 1 ist eingerichtet, einen Systemdruck zwischen dem

Absperrelement 1 1 und den Wasserinjektoren 6 im ersten Leitungsabschnitt 8a der zweiten Leitung 8 auf einem Niveau zu halten. Das Absperrelement 1 1 kann

beispielsweise ein Absperrelement 1 1 , beispielsweise ein elektrisch betätigtes

Absperrelement 1 1 sein. Das Absperrelement 1 1 ist beispielsweise ein 2/2-Wegeventil.

Das Absperrelement 1 1 kann zwischen zwei Schaltstellungen geschaltet werden, eine erste Schaltstellung des Absperrelements 1 1 und eine zweite Schaltstellung des

Absperrelements 1 1 . Das Absperrelement 1 1 kann beispielsweise so gestaltet sein, dass es stromlos beispielsweise durch eine Schließkraft eines Federelements 12 geschlossen wird. Bei einer deaktivierten Wassereinspritzung wird das Absperrelement 1 1 stromlos geschaltet und geschlossen (erste Schaltstellung des Absperrelements 1 1 ). Bei einer Aktivierung der Wassereinspritzung wird das Absperrelement 1 1 bestromt und ermöglicht somit eine Förderung des Wassers zu den Wasserinjektoren 6 (zweite Schaltstellung des

Absperrelements 1 1 ).

Durch das Vorsehen eines Absperrelements 1 1 zwischen dem Förderelement 3 und der Vielzahl von Wasserinjektoren 6 kann ein Systemdruck zwischen dem Förderelement 3 und den Wasserinjektoren 6 gehalten werden und die Vorspannung im Druckspeicher 14 aufrechterhalten werden. Somit ist die Wassereinspritzvorrichtung 1 bei inaktiven

Betriebspunkten betriebsbereit und kann schnell in Einsatz gebracht werden, wenn die Verbrennung der Brennkraftmaschine 2 eine Wassereinspritzung anfordert. Das Absperrelement umfasst in diesem Ausführungsbeispiel ein Rückschlagventil 13. Das Rückschlagventil 13 ist dazu eingerichtet, die Strömung von Wasser nur in einer Richtung von dem Wassertank 6 zu dem Druckspeicher 14 zuzulassen. Das Rückschlagventil 13 ist eingerichtet, stromlos durch einen Druck des Wassers im zweiten Leitungsabschnitt 8b, welcher gegen z.B. eine Kraft eines Federelements 13 wirkt, geöffnet zu werden (offene Stellung des Rückschlagventils 13). Wenn der Druck im zweiten Leitungsabschnitt 8b die Kraft des Federelements 13 und den Druck des im ersten Leitungsbereich 8a befindlichen Wassers nicht mehr überwinden kann, schließt das Rückschlagventil 13 (geschlossene Stellung). Die offene und die geschlossene Stellung des Rückschlagventils 13

entsprechen einer ersten Schaltstellung des Absperrelements 1 1 . In Figur 3 befindet sich das Absperrelement 1 1 in der ersten Schaltstellung und das Rückschlagventil 13 in der geschlossenen Stellung.

In diesem Ausführungsbeispiel kann das Absperrelement 1 1 zwischen einer ersten Schaltstellung des Absperrelements 1 1 , bei der der erste Leitungsabschnitt 8a von dem zweiten Leitungsabschnitt 8b fluidisch getrennt ist, und einer zweiten Schaltstellung des Absperrelements 1 1 , bei der der erste Leitungsabschnitt 8a durch das Rückschlagventil 13 mit dem zweiten Leitungsabschnitt 5b fluidisch verbunden ist, geschaltet werden. In der ersten Schaltstellung des Absperrelements 1 1 ist das Absperrelement 1 1

geschlossen. In der zweiten Schaltstellung des Absperrelements 1 1 ist das

Absperrelement 1 1 in der Durchlassrichtung des Rückschlagventils 13 geöffnet.

Das Absperrelement 1 1 , insbesondere das Rückschlagventil 13 des Absperrelements 1 1 , kann dazu eingerichtet sein, den Systemdruck im ersten Leitungsbereich 8a der zweiten Leitung 8 auf einem Niveau größer als 3 x 10⁵ Pa, bevorzugt größer als 5 x 10⁵ Pa zu halten. Um eine optimale Wassereinspritzung und somit auch eine optimale Verbrennung zu ermöglichen, ist das Absperrelement 1 1 , insbesondere das Rückschlagventil 13 des Absperrelements 1 1 , so eingerichtet, dass der Systemdruck im ersten Leitungsbereich 8a auch kleiner als 10 x 10⁵ Pa gehalten wird. Selbstverständlich sind auch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Ansprüche

1 . Wassereinspritzvorrichtung für eine Brennkraftmaschine (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend:

wenigstens einen Wassertank (5) zum Speichern von Wasser,

wenigstens einen Wasserinjektor (6) zum Einspritzen des Wassers in die

Brennkraftmaschine (2),

wenigstens ein Förderelement (3) zum Fördern von Wasser aus dem Wassertank (5) in den Wasserinjektor (6), wobei das Förderelement (3) über eine erste Leitung (7) mit dem Wassertank (6) verbunden ist und über eine zweite Leitung (8) mit dem Wasserinjektor (6) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereinspritzvorrichtung (1 ) weiterhin einen Druckspeicher (14) zum Speichern des Wassers umfasst, wobei der Druckspeicher (14) mit dem Wasserinjektor (6) fluidisch verbunden ist.

2. Wassereinspritzvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) an der zweiten Leitung (8) zwischen dem Förderelement (3) und dem Wasserinjektor (6) angeordnet ist.

3. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) als Hydraulikspeicher mit einem Gas als kompressibles Medium ausgebildet ist.

4. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) ein Federelement umfasst.

5. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassereinspritzvorrichtung (1 ) ein Absperrelement (1 1 ) umfasst, das dazu eingerichtet ist, eine Verbindung zwischen dem Wassertank (5) und dem Wasserinjektor (6) zu unterbrechen.

6. Wassereinspritzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (1 1 ) an der zweiten Leitung (8) zwischen dem Förderelement (3) und dem Druckspeicher (14) oder an der ersten Leitung (7) zwischen dem Wassertank (5) und dem Förderelement (3) angeordnet ist.

7. Wassereinspritzvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrelement (1 1 ) ein Rückschlagventil (13) umfasst, wobei das Rückschlagventil (13) dazu eingerichtet ist, die Strömung von Wasser nur in einer Richtung von dem Wassertank (6) zu dem Druckspeicher (14) zuzulassen.

8. Wassereinspritzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (14) eingerichtet ist, einen Systemdruck in der Wassereinspritzvorrichtung (1 ) auf einem Niveau größer als 3 x10⁵ Pa, bevorzugt größer als 5 x10⁵ Pa und/oder kleiner als 10 x10⁵ Pa, zu halten.

9. Brennkraftmaschine, umfassend eine Wassereinspritzvorrichtung (1 ) zum Einspritzen von Wasser nach einem der vorherigen Ansprüche.