[发明专利]水喷射设备、尤其内燃机的水喷射设备和用于运行这样的水喷射设备的方法

说明书

本发明涉及一种水喷射设备、尤其内燃机(2)的水喷射设备，所述水喷射设备包括用于储存水的水箱(5)、用于输送水的输送元件(3)、至少一个用于喷射水的水喷射器(6)和水质‑水位感测装置(18)，其中，所述输送元件(3)与所述水箱(5)连接，所述水喷射器与所述输送元件(3)连接，所述水质‑水位感测装置用于感测在所述水箱(5)中的水的质量和所述水箱(5)的液位。本发明的其它方面涉及一种包括这样的水喷射设备(1)的内燃机和一种用于运行这样的水喷射设备(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种内燃机的水喷射设备以及一种这种内燃机。本发明的另一方面涉及一种用于运行这种水喷射设备的方法。

背景技术

由于对减少二氧化碳排放的要求提高，内燃机越来越在燃料消耗方面被优化。然而，已知的内燃机在具有高负载的运行点中不能够在消耗方面被优化地运行，因为该运行受爆震倾向和高废气温度限制。一种可能的用于减小爆震倾向和用于降低废气温度的措施是喷射水。在此，通常存在单独的水喷射系统，以便能够实现水喷射。因此，例如由WO 2014/080266A1已知一种用于具有废气再循环装置的内燃机的水喷射系统，在该水喷射系统中，水被喷射到废气再循环装置的质量流中。

用于水喷射的水可以由不同的源提供。因此，例如可能的是，通过驾驶员将去离子水补充加注到水箱中。另一种可能性在于收集和处理来自空调设备的蒸发器的冷凝液。替代地，也可以收集和处理废气冷凝液。然而以这种方式，在水的质量方面对水喷射系统的供给可能是不利的。驾驶员例如可以有意地或者无意地注入质量差的自来水，例如具有过高的钙含量的水。此外，来自空调设备的冷凝液和废气冷凝液可能含有过高比例的离子或者具有过低的pH值。

发明内容

与此相对地，内燃机的根据本发明的具有权利要求1特征的水喷射设备具有以下优点：保证仅使用足够质量的水用于水喷射。因此，可以避免水喷射设备的引导水的部件的损坏、尤其由于腐蚀造成的损坏以及对内燃机的燃烧的危害。根据本发明，这通过水喷射设备、尤其内燃机的水喷射设备来实现。所述水喷射设备包括用于储存水的水箱、用于输送水的输送元件、至少一个用于喷射水的水喷射器和水质-水位感测装置，其中，所述输送元件与水箱连接，所述水喷射器与所述输送元件连接，所述水质-水位感测装置用于感测水箱中的水的质量或者位于水箱中的介质的质量并且感测水箱液位。在进行水喷射之前，通过水质-水位感测装置可以求取水箱中的水质和水位。因此，所提出的感测装置用于防止损坏水喷射设备以及改变流动和燃烧相关的参数的预防措施。

从属权利要求示出本发明的优选的扩展方案。

优选地，水质-水位感测装置包括电子传感器，该电子传感器具有两个布置在水箱中的电极，其中，一个电极设有电容器。为了感测水质，能够基于电容器的充电和放电确定水的导电率。在此优选地，具有电容器的电极提供“RC”回路，其中，“R”表示所述电极之间的电阻，“C”表示电容器。在此，导电率被定义为电阻的倒数。由在放电开始之后的时间点测量在电极处的电压可以推导出所述电极之间的水的电导率。

在此，电极优选尽可能地布置得离水箱的下部区域或者底部如此近，使得即使在水箱的水位低时也能够感测水质。

为了电容器的充电，有利地，水质-水位感测装置设置为用于将电压脉冲施加到电极上。该电压脉冲以时间常数tau＝R*C衰减，其中，C是电容器的电容，R是所述电极之间的电阻。通过施加电压脉冲省去附加的、用于能够实现电容器的充电和放电的开关。

所述水质-水位感测装置优选设置为用于周期性地执行电导率的感测。因此，例如可以每秒一次地重复电导率的感测。因此，可以保证在水喷射设备运行期间以定期的间隔检查水的质量。

为了确保在电极处存在水，所述水质-水位感测装置有利地设置为，当所述液位大于预定的液位时，仅在已知水箱液位的情况下才确定水的电导率。因此，一方面能够省去不必要的电导率的测量，另一方面能够保证真实地感测出水的电导率，因为去离子的或者几乎去离子的水可以具有与空气相似的电导率。