[发明专利]内燃机的喷水设备以及用于运行这种喷水设备的方法

说明书

本发明涉及一种内燃机的喷水设备。喷水设备包括：用于存储水的水箱；至少一个水‑燃料喷射器，该至少一个水‑燃料喷射器借助水管路与水箱连接并且能经由燃料管路供给以燃料，其中，水‑燃料喷射器被设立为用于喷入水和/或喷入燃料；和至少一个喷水器，该至少一个喷水器与水箱连接并且被设立为用于喷水。喷水设备还包括用于将水从水箱输送至喷水器和/或水‑燃料喷射器的输送元件并且包括控制单元，该控制单元被设立为用于打开喷水器。输送元件被设立为用于当喷水器打开时处于喷水器中的和/或处于喷水器和水箱之间的区域中的水被吸回并且被供应给水箱。此外，本发明涉及一种包括此类喷水设备的内燃机以及一种用于运行此类喷水设备的方法。

技术领域

本发明涉及一种内燃机的喷水设备以及一种此类内燃机。本发明的另一方面涉及一种用于运行此类喷水设备的方法。

背景技术

由于对良好的混合物准备和减少的二氧化碳排放的越来越高的要求，内燃机在燃料消耗方面越来越优化。尽可能最好地满足所述要求的系统解决方案提出：每个气缸使用两个燃料喷射器。然而，已知的内燃机可能在具有高负荷的运行点中在消耗方面非最优地运行，因为该运行由于爆震倾向和高的废气温度而受限。用于减小爆震倾向以及用于降低废气温度的可能措施是喷水。

为了实现喷水，附加于燃料喷射器地使用喷水器。然而，由于设立有总共三个喷射器，内燃机的结构尺寸会增加。

已知的喷水系统中的另一个问题是，喷水系统的水引导部件可能结冰。为了使该系统即使在喷水系统中所使用的水的冰点以下的温度时也运行，将防冻成分添加到喷水系统的水中。然而，这些成分影响内燃机的燃烧特性并且需要附加的运行物料。

发明内容

与此相对，本发明的内燃机喷水设备具有以下优点：能够避免喷水设备的构件由于结冰而损坏，而不会防结冰地设计这些构件。为此，不需要另外的运行物料或附加的成分。此外，能够实现喷水设备的简单和有利的设计。这根据本发明通过内燃机的喷水设备来实现，其中，喷水设备包括用于存储水的水箱、至少一个水-燃料喷射器、至少一个喷水器、输送元件、和控制单元。在此，水-燃料喷射器借助水管路与水箱连接并且能经由燃料管路被供给以燃料。水-燃料喷射器还被设立为用于喷水和/或喷入燃料。喷水器与水箱连接并且被设立为用于喷水。此外，输送元件被设立为用于将水从水箱中输送至喷水器和/或水-燃料喷射器。优选，控制单元被设立为用于打开喷水器，其中，输送元件被设立为用于当喷水器被打开时将处于喷水器中的水和/或处于喷水器和水箱之间的区域中的水吸回并且供应至水箱。通过使用既能够喷水又能够喷入燃料的喷射器，实现了节省空间的布置。通过设置喷水器并且通过输送元件的所述运行方式能够将至少一部分量的水从喷水器和/或喷水器和水箱之间的区域移除，使得即使在结冰的情况下喷水器和/或其它水引导部件也不会受损坏。此外，通过打开喷水器，空气进入到喷水器中，这导致水被快速地从喷水器输送至水箱。

在喷水设备或内燃机的正常运行中，除了水-燃料喷射器以外喷水器也能够被用于喷水。尤其，如果设置有内燃机的增压，那么在此喷水器有助于吸入空气和/或增压空气的冷却以及有助于进气歧管、进气通道和进气阀的清洁。以下运行应理解为正常运行，在该运行中尤其由燃烧所决定地将水从水箱输送至喷水器和/或水-燃料喷射器。

优选实施方式示出本发明的优选扩展构型。

优选，控制单元被设立为用于在内燃机关停之后、尤其在内燃机每次关停之后打开喷水器并且用于将处于喷水器中的水和/或处于喷水器和水箱之间的区域中的水吸回并且供应至水箱。这是特别有利的，因为在内燃机关停之后不发生(与燃烧相关的)喷水，否则水可能会由此留在喷水设备中。这可能在水的冰点以下的低温时由于结冰而引起喷水设备、尤其是喷水器的构件损坏。尤其，内燃机不具有启停系统和/或没有设置在混合动力车辆中。

优选，喷水器布置在水-燃料喷射器之前的水管路的分支管路中，其中，在分支管路与水-燃料喷射器之间的水管路中布置有截止元件。因此保证，在将水从喷水器和水箱与喷水器之间的区域吸回时，没有燃料和/或没有燃料-水混合物从水-燃料喷射器回到水管路或水箱中。