Ein anderes Schema ist mit dem Patent im Zusammenhang mit (Interessanterweise eine Betriebskurve !!)
BESCHREIBUNG EP2789839
[0001]
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Wassereinspritzung für einen Verbrennungsmotor.
[0002]
In Verbrennungsmotoren, insbesondere Ottomotoren für Kraftfahrzeuge, einer Injektion von Wasser zusätzlich zu dem Einfluss der Manipulation von niedrigen tatsächlichen Kraftstoff, beispielsweise durch einen Kühleffekt.
Es wurde gefunden, daß klopfende Verbrennung unterdrückt werden kann, und erhöhen die Verbrennungswirkungsgrad und somit die Leistung und der Kraftstoffverbrauch reduziert werden kann.
[0003]
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Einspritzen von Wasser zu optimieren.
[0004]
Dies ist möglich, mit einem Wassereinspritzsystem für eine Brennkraftmaschine, die jeweils eine Flüssigkeitseinspritzung direkt in eine Verbrennungskammer des Motors ersten Brennstoffinjektoren aufweist und zweiten Injektoren jeweils eine Flüssigkeit in einem Rohr Injizieren stromaufwärts der Brennkammer.
Es wird eine Kraftstoffzufuhrleitungsventil zumindest vorgesehen, die zwischen einem Kraftstofftank und dem ersten und zweiten Einspritzeinrichtungen und eine Wasserversorgungsleitungsventil angeordnet ist, das zwischen einem Tank angeordnet ist, Wasser und die ersten Düsen.
Das Kraftstoffversorgungsventil und das Wasserzufuhrventil sind so schaltbar, dass die ersten Düsen in Strömungsverbindung mit dem Kraftstoffbehälter gebracht werden kann, die beide in Fluidverbindung mit dem Kraftstofftank und mit dem Wasservorratsbehälter und den zweiten Düsen.
Auf diese Weise kann das Wasser von der Brennkraftmaschine Einspritz sein, in bestimmten Bereichen der Last oder Betriebsbedingungen direkt in die Verbrennungskammer bereitzustellen, gegebenenfalls im Gemisch mit dem Kraftstoff.
Darüber hinaus ermöglicht dieses System unabhängig von der Wassereinspritzung wird die Kraftstoffzufuhr zu zwei Arten, einer ein direkter Weg des ersten Injektors direkt in die Verbrennungskammer ist und die voneinander durch eine Einspritzverteiler vor der Brennkammer wird der Brennstoff mit Luft vermischt eingeführt.
Das System der Erfindung optimiert somit die Leistung und den Kraftstoffverbrauch über den gesamten Motorbetriebsbereich.
[0005]
Wenn der Kraftstoff durch die sekundäre Injektoren und Wasser in den ersten Einspritzdüsen, die Einspritzzeitpunkt der Einspritzung von Wasser eingespritzt wird, variiert werden kann und im Hinblick auf die Zeit der Kraftstoffeinspritzung von bewegt werden.
[0006]
Die ersten Düsen ist vorzugsweise ein stromaufwärts Hochdruckpumpe, die durch die Kraftstoffzufuhrleitungsventil des Kraftstoffbehälters und oberhalb der Zubringerventil in Eingriff bringbar ist Wasser auf die Strömungsverbindung in ein Wasserreservoir.
Die Hochdruckpumpe entspricht vorteilhaft der üblichen Hochdruck-Kraftstoffpumpe eines Direkteinspritzsystems, das verwendet wird, den Einspritzdruck für die ersten Injektoren erforderlich zu erzeugen.
Wasser und Brennstoff kann vor oder in der Pumpe gemischt werden und das Gemisch injiziert wird.
Es ist auch möglich, wenn keiner der Kraftstoffinjektoren über den ersten Träger nur mit der Hochdruckpumpe Wasser bereitzustellen.
[0007]
Die Wasserversorgungsleitung Ventil ist vorzugsweise ein Dosierungsventil, durch das das Einspritzen von Wasser auf eine vorbestimmte maximale Durchflussrate frei eingestellt werden kann.
Auf diese Weise erhält man eine andere variable Parameter, der verwendet werden kann, um die Verbrennung zu optimieren.
[0008]
Der Einspritzdruck für die sekundäre Injektoren erforderlich ist, kann in der Regel bereits vor der Kraftstoff-Vorförderpumpe durch eine Hochdruckpumpe erhalten werden, die in der Regel ein Teil des Direkteinspritzsystems ist.
[0009]
Um Wasser aus dem Wassertank, eine zusätzliche Wasserpumpe zwischen dem Wassertank und der Wasserversorgungsleitung Ventil tragen vorzugsweise verbunden ist, fördert die Hochdruckwasserpumpe.
[0010]
Das Kraftstoffzufuhrventil, das Wasserzufuhrventil und die Wasserpumpe werden vorzugsweise von einer Steuereinheit verbunden, wie es erforderlich ist, so dass die Steuereinheit in vorteilhafter Weise auch die zweiten Düsen bestellen.
Die Steuereinheit ist an einen elektronischen Motor der Brennkraftmaschine oder darin integrierten angeschlossen Beispiel.
[0011]
In einem Verfahren gemäß der Erfindung für die Injektion von Wasser für einen Verbrennungsmotor ist nur in bestimmten Bereichen oder Last
Injizierten Betriebsmodi des Wassers des Verbrennungsmotors in den ersten Einspritzeinrichtungen in den Motor-Verbrennungskammern und der Kraftstoff abhängig von dem Lastbereich oder
Wirkungsweise der anderen der ersten Injektoren direkt in die Motorbrennkammern oder die zweiten Düsen im Ansaugkrümmer, und genauer in einem Saugrohr direkt stromaufwärts der Verbrennungskammern eingespritzt.
Dieses Verfahren kann auch mit einem System implementiert werden, wie oben beschrieben.
[0012]
Die Kraftstoffeinspritzung wird vorzugsweise zur gleichen Zeit durchgeführt, die ausschließlich entweder in der Brennkammer oder ausschließlich in der Saugleitung, aber nicht in beiden.
Das Einspritzen von Wasser erfolgt jedoch vorzugsweise immer in der Verbrennungskammer und nicht in der Saugleitung, aber es kann in Abhängigkeit von dem Bereich der Verbrennungskraftmaschine oder von deren Betriebsart Last ausgesetzt werden.
[0013]
Beispielsweise in einem ersten Lastbereich oder
Motor-Betriebsmodus der Verbrennung eingespritzt wird, kein Wasser, und der Kraftstoff nur durch die ersten Düsen in den Verbrennungskammern eingespritzt werden.
Diese Betriebsart ist die billigste zu einem Motor kalt oder die Regenerierung eines Katalysators zu starten, dh in Fällen, bei denen Erwärmung des Motors oder die Erzeugung der gewünschten hohen Temperatur des Abgases.
[0014]
In einem zweiten Lastbereich, der in einem mittleren Drehzahlbereich unterhalb der voll geladenen insbesondere liegt, wird kein Wasser vorzugsweise eingespritzt und der Kraftstoff nur durch die Einspritzdüsen in das zweite Rohr eingespritzt wird, jeweilige Saug-.
Diese zweite Lastbereich kann in der Last der Brennkraftmaschine, beispielsweise mindestens 4000 1 / min und weniger als etwa 200 nm (oder weniger als 100 Nm / Liter Hubraum) gefunden werden.
[0015]
Ist in einem dritten Lastbereich, insbesondere in einem Bereich mit mittlerer Geschwindigkeit im wesentlichen vollständig geladen ist, während das Wasser bevorzugt durch die ersten Düsen in den Verbrennungskammern eingespritzt wird und der Kraftstoff eingespritzt wird, nur durch die zweiten Düsen in das Saugrohr.
Diese dritte Lastbereich, beispielsweise weniger als 4,000 1 / min und 200 Nm
[0016]
(Oder etwa 100 Nm / l) an dem Motor angeordnet.
In diesem Bereich wird die Kühlwirkung durch das injizierte Wasser erwünscht und stellt sicher, z.
IE für eine Erhöhung der Verbrennungsmotorleistung.
Der Zeitpunkt der Einspritzung von Wasser kann während des Motorzyklus in Bezug auf die Kraftstoffeinspritzzeitpunkt kompensiert werden.
[0017]
Liegt in einem vierten Lastbereich, insbesondere in einem hohen Drehzahlbereich im wesentlichen vollständig geladen ist, das Wasser und Kraftstoff durch die ersten Düsen in die Brennkammern eingespritzt werden.
Diese vierte Lastbereich kann beispielsweise über 4000 1 / min und mehr als etwa
150 Nm (ca. 75 Nm / Liter) sind der Motor.
[0018]
Die obigen Zahlen sind natürlich eine Funktion des Motors und der Verbrennungskraftmaschine der Verbrennungskraftmaschine variieren.
Grundsätzlich empfehlen wir, High-Speed-Injektion von Wasser und Bereichen mit hoher Belastung, wo die Kühlwirkung von Vorteil ist.
[0019]
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
In den Zeichnungen ist:
Fig 1 ist ein Hydraulikschaltplan und die Elektronik eines Systems nach der Erfindung für die Injektion von Wasser; und
Fig 2 ist eine schematische Darstellung der Injektion von Wasser und Kraftstoff in verschiedenen Lastbereichen auf einem Verfahren der Erfindung für die Injektion von Wasser abhängig.
[0020]
Fig 1 10 veranschaulicht schematisch ein System zum Einspritzen von Wasser auf eine 12 Verbrennungsmotor, wobei der Verbrennungsmotor 12 neben Wasser und üblichen Brennstoffe oder einem Gemisch von Wasser gemischt werden können, mit anderen Flüssigkeiten.
In diesem Beispiel ist der Verbrennungsmotor ein Benzinmotor 12 und der Kraftstoff Benzin ist.
[0021]
Normalerweise ist die Menge an Wasser injiziert weniger als die Menge von eingespritztem Kraftstoff.
[0022]
12 die Brennkraftmaschine eine Mehrzahl von Brennkammern 14, in denen jeweils eine nicht gezeigte Kolben zur Erzeugung der Antriebsenergie bewegt wird.
Jede der Verbrennungskammern 14 ist in direkter Strömungsverbindung mit einem ersten 16 Injektor, der Flüssigkeit, die von einer Hochdruckpumpe 18 geliefert wird, wird 14 in den Brennraum eingespritzt.
Die Hochdruckpumpe erzeugt 18 einen solchen Druck auf 200 250 bar.
[0023]
14 die Brennkammer wird auch für die Verbrennung von Kraftstoff durch eine 20 Saugrohr vorgesehen ist, ein Gasgemisch ist, wobei eine separate Saugleitung jeweils Brennkammern 22 14 führt.
An jedem der Saugrohrabschnitte 22 anderen, zweiten 24 Injektor vorgesehen ist, die eine Flüssigkeit in das Saugrohr vor dem 22 14 Verbrennungskammer injizieren.
[0024]
10 in dem System in Fig 1 gezeigt, die Brennkraftmaschine 12 ist mit einem Turbolader versehen, so dass die Druckluft, die gegebenenfalls mit dem zurückgeführtem Abgas gemischt wird in das Saugrohr 20 eingeführt.
Die verdichtete Einsatzluft in einem Kühler 26, gekühlt, die eine Fluid 28 nachgeschalteten Verdichter.
28 der Kompressor von einer Turbine in der Abgasanlage 30 32 angetrieben.
Der Einsatzluftstrom wird in bekannter Weise durch einen Massendurchflussmesser von 34 Luft gesteuert.
[0025]
32 im Abgassystem, ein oder mehrere 36 Gasverarbeitungseinheiten hier bereitgestellt werden, beispielsweise absorbieren konventionellen Katalysatoren oder Partikelfilter Schadstoffe der Abgase.
[0026]
Kraftstoff die Hochdruckpumpe und die zweite 18 24 Injektoren aus einem Kraftstofftank 38 zugeführt.
Mittel, um den Kraftstofftank 38 Kraftstoffleitung Zweige in eine Leitung von 44 Kraftstoff verbunden, die sich in der zweiten 24 Injektoren und einem Antriebs 46 Kraftstoff zur Hochdruckpumpe führenden und den ersten 18 16 Injektoren.
40 ein Ventil, das in dem Kraftstoffkanal 46 stromaufwärts von der Hochdruckpumpe 18 angeordnet ist, dreht sich der Kraftstofffluss zu den ersten Einspritzdüsen off Sechzehnte
[0027]
Der Einspritzdruck zu den Einspritz 24 Sekunden ist hier erzeugt eine einzige Kraftstoffversorgungspumpe Kraftstoff 42 38 der Kraftstofftank und der Hochdruckpumpe 18 pumpt.
[0028]
Einspritzung durch die zweiten Injektoren 24 durch 24 Ventile der Injektoren gesteuert.
Es wäre auch möglich, in der Kraftstoffleitung der für die letztgenannten 44 Injektoren oder ein anderes Ventil 38 24 Kraftstofftank zu verwenden, um das Ventil an der Kreuzung 40 Kraftstoffleitungen zum Beispiel 44, 46 und zu setzen, wie eine Form der Ventil 3 Weg / 2 Positionen in einem Kraftstofffluss entweder der Hochdruckpumpe 18 oder 24 Sekunden Injektoren oder in der Nähe zu lösen.
[0029]
Ein Wasserspeicher 48 wird durch eine Wasserförderpumpe 50 und eine Wasserversorgungsleitung Ventil 52 54 in einer Wasserversorgungsleitung der Hochdruckpumpe 18 verbunden.
Die Wasserversorgungsleitung Ventil 52 ist als Dosierventil ausgebildet ist, so daß geändert werden kann, die Strömung von Wasser zu dem 18 Hochdruckpumpe und über die Menge an Sprühwasser.
Die notwendige Vorförder- kann mittels der Förderpumpe 50 Wasser eingestellt werden, kann das sein ,.
Herstellung eines solchen Druck von etwa 1 10 Bars.
Der Wassertank 48 hat beispielsweise ein Volumen von 10.8 Liter.
[0030]
Die Steuerung der zweiten 24 Injektoren, gegebenenfalls die erste 16 Injektoren, die Kraftstoffzuleitung Ventil 40, die Wasserversorgungsleitung Ventil und die Pumpe 52 50 Wasser durch eine Einheit hier genommen wird 56 der Kontrolle, die über 58 Steuerleitungen mit diesen Komponenten (in Fig 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine der Leitungen mit den Bezugszeichen) kommunizieren kann.
[0031]
Die Steuereinheit empfängt auch Informationen 56 von 60 einen Drucksensor der Wasserversorgungsleitung Ventil 52 in der Versorgungsleitung 54 Wasser, und einen Sensor stromaufwärts 62 Temperaturmessung die Temperatur des Wassers im Wassertank 48.
64 ein Füllstandsensor überwacht den Wasserstand im Tank 48 und informiert auch die Steuereinheit 56e
[0032]
Der Eingang zum 54 Wasserversorgungsleitung wird hier durch einen 66 Filter geschützt, die Verunreinigungen aus dem Wasser filtert.
[0033]
Gegebenenfalls wird ein 68 Heizelement zum Erhitzen von Wasser in dem Wassertank 48 sofern dies bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu verhindern Auftauen oder bei niedrigen Umgebungstemperaturen einzufrieren, wenn das Fahrzeug gestartet wird.
Die Heizung wird hier ebenfalls von der Steuereinheit 56 gesteuert.
[0034]
10 das System kann umgeschaltet werden, so dass der Kraftstoff durch entweder die erste Hochdruck-Injektoren 16 14 direkt in die Brennkammern oder Niederdruck abwechselnd durch die zweiten Düsen in der 24 22 Saugrohrabschnitte injiziert wird, und von dort 14 Luftstrom Brennkammern vorgesehen 14 die Brennräume gelangt.
[0035]
In diesem Beispiel entweder die ersten 16 Kraftstoffinjektoren oder die zweiten Injektoren 24 vorgesehen.
Die Wahl der Kraftstoffeinspritzung ist, wie weiter unten beschrieben werden, abhängig von dem Lastbereich oder in dem Betriebsmodus, in dem der Motor 12 arbeitet.
[0036]
Über 54 Wasser Wasserversorgung kann mit Direkteinspritzung auf 16 ersten Injektoren in Kraftstoff Brennkammern 14 gemischt werden.
Das Mischen erfolgt direkt in der Hochdruckpumpe 18 oder in einer Zuleitung direkt vor der Hochdruckpumpe 18
Die Zusammenschaltung erfolgt so, dass das Wasser gelangt auch an die Hochdruckpumpe, wenn der 18 40 Ventil Kraftstoffzuführleitung geschlossen ist und der Kraftstoff nur durch den Injektor 24 Sekunden im 22 Saugrohrabschnitte injiziert wird .
In diesem Fall ist es auch möglich, dass die Zeit der Einspritzung von Wasser gewählt werden, um nicht gleichzeitig mit Kraftstoffeinspritzung durchgeführt.
[0037]
Wassereinspritzung aktiviert wird, in einigen Bereichen aufladen, wo eine verbesserte Leistung kann durch die Wasserversorgung erreicht werden.
Darüber hinaus wird die Wasserzufuhr, wenn die Füllstandsanzeige 64 auf einem niedrigen Pegel und die 62 Temperatursensor bei einer niedrigen Temperatur in den Wassertank 48 Berichte in der es eine Gefahr des Einfrierens ausgeschaltet.
[0038]
Fig 2 zeigt, wie die Injektion von Wasser und Kraftstoff in den verschiedenen Bereichen von 12 innerhalb der Verbrennungsmotor der Last kann durch das 10 System variiert werden.
[0039]
Beispiele dafür sind vier Ladezonen oder
aufgeführten Modi.
Die Details von jedem der Lastbereiche liegen im Ermessen des Sachverständigen natürlich variabel.
[0040]
Die Injektion über die ersten Injektoren 16 ist mit einem "B" gekennzeichnet, wobei die zweiten Injektionsinjektoren 24 ein "S" aufweisen.
[0041]
In einem ersten Lastbereich oder
Betriebsart I, die zu einem Kaltstart der Brennkraftmaschine entspricht, sondern auch alternativ während des Betriebs des Kraftfahrzeugs, ein Zustand, in dem eine Regeneration von Einrichtungen Abgasbehandlungs muss 36 durchgeführt werden, Kraftstoff wird nur durch die ersten Injektoren in 16 14 Brennkammern eingespritzt.
Es gibt keine Drainage.
In diesen Betriebsarten wird eine schnelle Erwärmung 12 Verbrennungsmotor und einem Abgas mit hoher Temperatur erwünscht.
[0042]
II in einem zweiten Lastbereich, der in einem mittleren Drehzahlbereich ist und ein Drehmoment geringer als die volle Ladung 12 Brennkraftmaschine (in dem Beispiel von Fig 2 unter etwa 4000 1 / min und weniger als etwa 200 nm), da es keine Wassereinspritzung wird Kraftstoff, sondern vollständig von Injektoren 24 Sekunden im 22 14 Saugrohrabschnitte bevor die Verbrennungskammern eingespritzt.
Die Kraftstoffzufuhrleitungsventil 40 44 in der Kraftstoffleitung ist geschlossen.
18 Hochdruckpumpe kann in diesem Fall deaktiviert.
[0043]
In einem dritten Lastbereich III, die auch in einem mittleren Geschwindigkeitsbereich liegt, jedoch bei einer höheren Last, insbesondere bei Volllast (in dem Beispiel von Fig 2 unterhalb etwa4.000 1 / min und einem Drehmoment liegt mehr als etwa
200 Nm), setzt die Kraftstoffeinspritzung durchgeführt werden, die ausschließlich über die zweiten 24 22 Saugrohrabschnitte Injektoren in der Vorderseite der Verbrennungskammer 14, aber es wird zur gleichen Zeit wird Wasser durch die ersten Injektoren injiziert 16 14 in den Verbrennungskammern.
Das Wasser wird nun durch die Förderpumpe 50 Wasser gefördert, der Wasserversorgungsleitung Ventil 52 und der Hochdruckpumpe 18 48 der Wassertank zu den ersten 16 Injektoren und mit einem Druck eingespritzt 14 hohe Einspritzen in den Verbrennungskammern.
Es kann eine Kühlwirkung und damit die Verbrennung in den Kammern der positiven 14 Verbrennung beeinflussen.
[0044]
schließlich hier mit hoher Geschwindigkeit in einem vierten IV Lastbereich und vorzugsweise auch bei Volllast liegt (über etwa 4000 1 / min und höhere Drehmomente über 150 nm), schließlich die Injektion Wasser, das durch den ersten 16 Injektoren ist, die Kraftstoffeinspritzung ändert jedoch aufrechterhalten, 24 Injektoren Sekunden auf die ersten Injektoren Sechzehnte
Kraftstoff und Wasser werden vermischt, bevor oder während der Hochdruckpumpe 18.
Die Menge an Wasser eingespritzt wird, durch Steuern der Strömung von Wasser durch die Versorgungsleitung durch das Ventil 52 56 Steuereinheit bestimmt.
Das Gemisch aus Wasser und Kraftstoff wird in den ersten 16 14 Injektoren in die Verbrennungskammern eingespritzt.
[0045]
Die Menge an Wasser kann z injiziert werden.
B. variieren in Lastbereichen in einem bestimmten Rahmen der optimalen Verbrennungsprozess einzustellen.