[发明专利]用于内燃机的水喷射设备

说明书

本发明涉及一种用于内燃机(2)的水喷射设备，该水喷射设备包括至少一个用于储存水的水箱(5)、至少一个用于将水喷射到所述内燃机(2)中的水喷射器(6)和至少一个用于将水从所述水箱(5)输送到所述水喷射器(6)中的输送元件(3)，其中，所述输送元件(3)包括至少一个输入端(9)和至少一个输出端(10)，其中，所述水箱(5)与所述输送元件(3)的所述输入端(9)连接，并且所述输送元件(3)的所述输出端(10)与所述水喷射器(6)连接，在此提出，在所述水箱(5)和所述输送元件(3)之间布置有至少一个止回阀(40)和至少一个过压阀(50)，其中，所述止回阀(40)能够朝从所述水箱(5)到所述输送元件(3)的所述输入端(9)的第一方向(41)打开，并且其中，所述过压阀(50)能够朝从所述输送元件(3)的所述输入端(9)到所述水箱(5)的第二方向(51)打开。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的水喷射设备以及这种内燃机。

背景技术

由于对降低二氧化碳排放的不断提高的要求，在燃料消耗方面逐渐增加对内燃机进行优化。然而，在具有高负载的运行点中，已知的内燃机不能够在消耗方面优化地运行，因为运行被爆震倾向和高的废气温度限制。一种用于减小爆震倾向和降低废气温度的可能措施是喷射水。在此，通常存在独立的水喷射系统，以便能够实现水喷射。因此，例如由DE10 2015 208476A1已知一种用于内燃机的水喷射系统。

在用于内燃机的水喷射系统中，通常设置有水箱，使得可随时提供用于喷射到内燃机的进气管或者燃烧室中的水。附加地，在这种水喷射系统中，可以借助水获取装置例如从机动车中的内燃机的废气系统或从机动车的周围环境中获取水并且例如也可以将水供应给水箱。水例如可以借助泵从水箱经由分配器设备被输送到喷射阀，然后，通过所述喷射阀将水例如喷射到内燃机的进气管或燃烧室中。为此，如在用于燃料的喷射系统中那样，分配器设备例如能够以轨的形式设置为用于储存水并且将水分配到多个喷射阀上，然后，通过所述多个喷射阀可以喷射水。

用于水的水喷射设备相对于用于燃料的喷射设备的一个特别之处在于，在水喷射的情况下在关掉发动机之后喷射阀被排空，以便预防由于在喷射阀中冻结的水而可能损坏喷射阀。这例如可以通过泵进行，所述泵将水从喷射阀中吸回。

在水喷射系统被激活的运行点之间，用于输送水的泵例如被关掉。也就是说，水处于水喷射系统的水喷射器和管路中。由于内燃机的在水喷射系统附近的部件的高温，存在的水能够被加热并且可能蒸发。该效应在行驶时在气压较低的地方加剧。由于形成蒸气，在重新启动水喷射系统时可能出现功能损害，因为蒸气导致仅能够延迟地建立系统压力。因此，水喷射系统延迟地准备好运行。由于该延迟的运行准备，在快速的负载突变的情况下可能在废气中出现温度峰值以及在燃烧中出现爆震情况。

发明内容

根据本发明，提出一种用于内燃机的水喷射设备。该水喷射设备包括至少一个用于储存水的水箱、至少一个用于将水喷射到内燃机中的水喷射器和至少一个用于将水从水箱输送到水喷射器中的输送元件，其中，所述输送元件包括至少一个输入端和至少一个输出端。水箱与输送元件的输入端连接并且输送元件的输出端与水喷射器连接。根据本发明，在水箱和输送元件之间布置有至少一个止回阀和至少一个过压阀，其中，所述止回阀能够朝从水箱到输送元件的输入端的第一方向打开，并且其中，所述过压阀能够朝从输送元件的输入端到水箱的第二方向打开。

用于内燃机的水喷射设备相对于现有技术具有以下优点：在将水从水箱输送到水喷射器时，水仅可以朝从水箱到水喷射器的第一方向被输送。在另一方向上、即从水喷射器到水箱的方向，止回阀关闭并且因此阻断水流。如果止回阀和水喷射器之间的区域充注有水，那么通过关闭的止回阀在止回阀与水喷射器之间形成闭合区域。因此，系统压力在止回阀和水喷射器之间的所述区域中在水喷射设备的未激活阶段中也可以被保持在水的蒸发压力以上。因此，避免水形成蒸气以及保证短的压力建立时间和快速地开启喷射。在此，根据以下压力来设计止回阀，所述压力防止，在给定的运行条件的情况下在止回阀与水喷射器之间的区域中形成蒸气泡。