BMW patente de la inyección de agua en un motor de

Marcador de página EP2789839 (A2): sistema y método de inyección de agua para un motor de combustión interna
Inventor (es): BÖHM MARTIN [DE]; KNIPS STEPHAN [DE] +
Solicitante (s): BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG [DE] +
Clasificación:
- international: F02B47/02; F02M25/03; F02M43/04; F02M69/04
- cooperativa:
F02B47/02; F02D41/0025; F02D41/3094; F02M25/03; F02M43/04; F02M69/046; Y02T10/121
Número de solicitud: EP20140156485 20140225
Número (s) de prioridad: DE201310206102 20130408
También publicado como: EP2789839 (A3) DE102013206102 (A1)

resumen:

Un sistema de inyección de agua para un motor de combustión interna (12) comprende primeros inyectores (16), cada uno de los cuales contiene un líquido directamente en una cámara de combustión (14) de la inyección del motor de combustión interna (12) y segundos inyectores. (24), cada uno de los cuales contiene un líquido en un tubo de succión (20) antes de la inyección de la cámara de combustión (14).

Está equipado con al menos uno entre un tanque de combustible (38) y los inyectores primero y segundo (24) dispuestos en la válvula de la línea de suministro de combustible (40) y entre un tanque de agua (48) y los primeros inyectores (16) dispuso válvula de línea de suministro de agua (52).

Las válvulas (40, 52) son tan conmutables que los primeros inyectores (16) tanto en comunicación fluida con el tanque de combustible (38) como con el tanque de agua (48) y los segundos inyectores (24) en comunicación de flujo con el tanque de combustible (38) se puede traer.

El agua solo está disponible en ciertos rangos de carga durante la inyección de los primeros inyectores (16) en las cámaras de combustión (14).

El combustible es función de la carga ya sea por los primeros inyectores (16) directamente en las cámaras de combustión (14) del motor de combustión interna (12) o por los segundos inyectores (24) en el tubo de succión (20) de las cámaras de Combustión (14) inyectada aguas arriba.

El sistema tiene inyectores de agua (WI) dispuestos para los respectivos cilindros (Z1-Z6) de un motor de combustión.
Los inyectores de agua se suministran con agua en una rampa de inyección de alta presión (EL).
Se puede conectar un volumen de aditivo (ZV) para almacenar el agua congelada al colector de inyección de alta presión abriendo una válvula de conmutación (SV).
El volumen de aditivos comprende un resorte cargado por pistones (K), que empuja el agua almacenada hacia el volumen de aditivos después de descongelar abriendo la válvula del volumen de aditivos en el colector de inyección a alta presión

DESCRIPCIÓN EP2789839
[ 0001 ]

La invención se refiere a un sistema y método para inyectar agua para un motor de combustión interna.
[ 0002 ]

En los motores de combustión interna, particularmente en los motores de gasolina para vehículos de motor, una inyección de agua además de la influencia de la baja carga de combustible real, por ejemplo, por un efecto de enfriamiento.
Se ha encontrado que se puede suprimir una combustión con golpes, y para aumentar la eficiencia de la combustión y, por lo tanto, se puede reducir el consumo de energía y combustible.
[ 0003 ]

El objeto de la invención es optimizar una inyección de agua.
[ 0004 ]

Esto es posible con un sistema de inyección de agua para un motor de combustión interna que comprende primeros inyectores cada uno con una inyección de líquido directamente en una cámara de combustión del motor, y segundos inyectores de cada uno inyectando un líquido en una tubería en aguas arriba de la cámara de combustión.
Allí, se proporciona al menos una válvula de línea de suministro de combustible que está dispuesta entre un tanque de combustible y el primer y segundo inyectores, y una válvula de línea de suministro de agua que está dispuesta entre un tanque de combustible. agua y los primeros inyectores.
La válvula de suministro de combustible y la válvula de suministro de agua son tan conmutables que los primeros inyectores pueden entrar en comunicación de flujo con el tanque de combustible, tanto en comunicación fluida con el tanque de combustible como en con el contenedor de almacenamiento de agua y los segundos inyectores.
De esta manera, el agua de la inyección del motor de combustión interna se puede suministrar, en ciertos rangos de carga o condiciones de funcionamiento directamente a la cámara de combustión, posiblemente en mezcla con el combustible.
Además, este sistema permite, independientemente de la inyección de agua, el suministro de combustible de dos maneras de hacerlo, una es una forma directa de los primeros inyectores directamente en la cámara de combustión y la otra por un Colector de inyección antes de la cámara de combustión, el combustible se mezcla con el aire introducido.
El sistema de la invención optimiza así el rendimiento y el consumo de combustible en todo el rango operativo del motor.
[ 0005 ]

Si el combustible es inyectado por los inyectores secundarios y el agua durante los primeros inyectores, el momento de la inyección de la inyección de agua puede modificarse y con respecto al momento de la inyección de combustible de para ser trasladado
[ 0006 ]

Los primeros inyectores son preferiblemente una bomba de alta presión aguas arriba de la cual puede acoplarse a través de la válvula de la línea de suministro de combustible del tanque de combustible y por encima de la válvula de la línea de combustible. agua al depósito de agua en comunicación de flujo.
La bomba de alta presión corresponde ventajosamente a la bomba de combustible de alta presión ordinaria de un sistema de inyección directa, que se utiliza para generar la presión de inyección requerida para los primeros inyectores.
El agua y el combustible se pueden mezclar antes o en la bomba y la mezcla se inyecta.
También es posible cuando ninguno de los inyectores de combustible a través del primero proporciona agua de apoyo solo con la bomba de alta presión.
[ 0007 ]

La válvula de la línea de suministro de agua es preferiblemente una válvula dosificadora a través de la cual la inyección de agua hasta un caudal máximo predeterminado se puede ajustar libremente.
De esta manera, obtenemos otro parámetro variable que puede usarse para optimizar la combustión.
[ 0008 ]

La presión de inyección requerida para los inyectores secundarios puede ser obtenida por una de las bombas de alta presión aguas arriba de la bomba de pre-abastecimiento de combustible, que generalmente es parte del sistema de inyección directa.
[ 0009 ]

Para transportar agua desde el tanque de agua, se conecta preferiblemente una bomba de agua adicional entre el tanque de agua y la válvula de la línea de suministro de agua, que promueve la bomba de agua a alta presión.
[ 0010 ]

La válvula de suministro de combustible, la válvula de suministro de agua y la bomba de agua están conectadas preferiblemente por una unidad de control según se requiera, de modo que la unidad de control también puede controlar ventajosamente los segundos inyectores.
La unidad de control está conectada, por ejemplo, a una electrónica del motor del motor de combustión interna o en el integrado.
[ 0011 ]

En un método según la invención, la inyección de agua para un motor de combustión interna solo está disponible en ciertas áreas o carga
Modos de funcionamiento inyectados del agua del motor de combustión interna durante los primeros inyectores en las cámaras de combustión del motor y el combustible depende del rango de carga o
Modo de funcionamiento del otro de los primeros inyectores directamente en las cámaras de combustión del motor o los segundos inyectores en el colector de admisión, y más precisamente en un tubo de succión directamente aguas arriba de las cámaras de combustión, inyectado.
Este método también se puede implementar con un sistema como se describió anteriormente.
[ 0012 ]

La inyección de combustible se lleva a cabo preferiblemente al mismo tiempo exclusivamente, ya sea en la cámara de combustión o exclusivamente en la línea de succión, pero no en ambos.
La inyección de agua, sin embargo, preferiblemente siempre tiene lugar en la cámara de combustión y no en la tubería de aspiración, pero que puede, dependiendo de la gama de motor de combustión interna o de su modo de carga de operación que ser suspendido.
[ 0013 ]

Por ejemplo, en una primera gama de carga o
se inyecta motor de modo de operación de combustión, sin agua, y el combustible puede ser inyectado sólo por las primeras boquillas en las cámaras de combustión.
Este modo de operación es la más barata a un motor de arranque en frío o la regeneración de un catalizador, es decir, en los casos en que el calentamiento del motor o la generación de la alta temperatura deseada de los gases de escape.
[ 0014 ]

En un segundo intervalo de carga, que se encuentra en particular en un intervalo de velocidad media por debajo de la carga completa, no se inyecta agua preferentemente y el combustible se inyecta sólo a través de los inyectores en el segundo tubo de de aspiración respectivo.
Este segundo intervalo de carga se puede encontrar en la carga del motor de combustión interna, por ejemplo al menos 4000 1 / min y menos de aproximadamente 200 nm (o menos de 100 Nm / desplazamiento litros).
[ 0015 ]

Está en tercera gama de carga, en particular en una gama de velocidad media es sustancialmente totalmente cargada, mientras que el agua se inyecta preferentemente a través de las primeras boquillas en las cámaras de combustión y el combustible se inyecta solamente a través de las segundas boquillas en el tubo de aspiración.
Esta tercera zona de carga, por ejemplo, menos de 4,000 1 / min y 200 Nm
[ 0016 ]

(O aproximadamente el 100 Nm / litro) están situados en el motor.
En este intervalo, el efecto de enfriamiento es deseada por el agua inyectada y asegura z.
IE para un aumento en el rendimiento del motor de combustión interna.
El momento de la inyección de agua puede compensarse durante el ciclo del motor con respecto a la sincronización de la inyección de combustible.
[ 0017 ]

Situado en un cuarto intervalo de carga, en particular en una gama de alta velocidad está sustancialmente totalmente cargada, el agua y el combustible a través de las primeras boquillas se puede inyectar en las cámaras de combustión.
Este cuarto rango de carga puede, por ejemplo por encima de 4000 1 / min y más de aproximadamente
150 Nm (aproximadamente 75 Nm / litro) son el motor.
[ 0018 ]

Las cifras anteriores son, por supuesto, una función del motor y pueden variar el motor de combustión interna del motor de combustión interna.
En principio, se recomienda la inyección a alta velocidad de agua y las zonas con alta carga, en el que el efecto de enfriamiento es ventajoso.
[ 0019 ]

La invención se describe a continuación usando una realización ejemplar con referencia a los dibujos adjuntos.
En los dibujos:
La figura 1 es un diagrama esquemático hidráulico y electrónico de un sistema según la invención para la inyección de agua; y
La figura 2 es una representación esquemática de la inyección de agua y combustible en diferentes rangos de carga según un método de la invención para la inyección de agua.
[ 0020 ]

La figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema 10 para inyección de agua para un motor de combustión interna 12, en el que se puede mezclar el motor de combustión interna 12 además del agua y los combustibles convencionales o una mezcla de agua. con otros líquidos
En este ejemplo, el motor de combustión 12 es un motor de gasolina y el combustible es gasolina.
[ 0021 ]

Normalmente, la cantidad de agua inyectada es menor que la cantidad de combustible inyectado.
[ 0022 ]

El 12 interno del motor de combustión tiene una pluralidad de cámaras de combustión 14, en cada una de las cuales se mueve un pistón, que no se muestra, para producir energía de accionamiento.
Cada una de las cámaras de combustión 14 está en comunicación de flujo directo con un primer inyector 16, el líquido que se alimenta desde una bomba de alta presión 18, se inyecta en la cámara de combustión 14.
Por ejemplo, la bomba de alta presión 18 genera una presión de 200 en las barras 250.
[ 0023 ]

La cámara de combustión 14 también se proporciona para la combustión de combustible a través de una tubería de succión 20, una mezcla de gases, dentro de la cual una tubería de succión 22 separada conduce a cada una de las cámaras de combustión 14.
En cada uno de los Saugrohrabschnitte 22 se dispone otro segundo inyector 24, que puede inyectar líquido en el tubo de succión 22 delante de la cámara de combustión 14.
[ 0024 ]

En el sistema 10 que se muestra en la Fig. 1, el motor de combustión interna 12 está provisto de un turbocompresor para que el aire comprimido, posiblemente mezclado con el gas de escape recirculado, se introduzca en el tubo de succión 20.
El aire de carga comprimido se enfría en un enfriador 26, que es un compresor fluido 28 aguas abajo.
El compresor 28 es impulsado por una turbina 30 en el sistema de escape 32.
El caudal de aire de carga se controla de manera conocida mediante un medidor de flujo de masa de aire 34.
[ 0025 ]

En el sistema de escape 32, aquí se proporcionan una o más unidades de procesamiento de gas 36, por ejemplo, catalizadores convencionales o filtros de partículas, que absorben los contaminantes de los gases de escape.
[ 0026 ]

El combustible es la bomba de alta presión 18 y los segundos inyectores 24 alimentados desde un tanque de combustible 38.
Un medio conectado a la línea de combustible 38 del tanque de combustible se ramifica en una línea de combustible 44, lo que da como resultado los segundos inyectores 24 y una línea de combustible 46 que conduce a la bomba de alta presión 18 y los primeros inyectores 16.
Una válvula 40, que se encuentra en el paso de combustible 46 aguas arriba de la bomba de alta presión 18, se usa para desconectar el flujo de combustible a los primeros dieciseisavos inyectores.
[ 0027 ]

La presión de inyección para los inyectores de segundos 24 se produce aquí una bomba de suministro de combustible 42 bombea el combustible del tanque de combustible 38 y la bomba de alta presión 18.
[ 0028 ]

La inyección a través de los segundos inyectores 24 es controlada por los inyectores 24.
También sería posible usar en la línea de combustible 44 del tanque de combustible 38 para los segundos inyectores 24 de otra válvula o colocar la válvula 40 en la unión de las líneas de combustible 44, 46 y, por ejemplo, como una forma de válvula en los carriles 3 / posiciones 2 en un flujo de combustible para liberar la bomba de alta presión 18 o los segundos inyectores 24 o cerca.
[ 0029 ]

Un tanque de almacenamiento de agua 48 está conectado por una bomba de suministro de agua 50 y una válvula de línea de suministro de agua 52 a una línea de suministro de agua 54 de la bomba de alta presión 18.
La válvula de la línea de suministro de agua 52 está formada como una válvula dosificadora, de modo que se puede cambiar, el flujo de agua a la bomba de alta presión 18 y, por encima, la cantidad de agua rociada.
La alimentación previa requerida se puede configurar a través de la bomba de suministro de agua 50, esto puede ser:
Produzca como una presión de aproximadamente 1 a 10 bares.
El tanque de agua 48, por ejemplo, tiene un volumen de litros 10.8.
[ 0030 ]

El orden de los segundos inyectores 24, si corresponde, los primeros inyectores 16, la válvula de la línea de suministro de combustible 40, la válvula de la línea de suministro de agua 52 y la bomba de agua 50 se toman aquí por una unidad. Controladores 56 que pueden comunicarse a través de líneas de comando 58 con estos componentes (en la figura 1 Por claridad, solo una de las líneas con números de referencia).
[ 0031 ]

La unidad de control 56 también recibe información de un sensor de presión 60 ubicado aguas arriba de la válvula de la línea de suministro de agua 52 en la línea de suministro de agua 54, así como de un sensor. La temperatura 62 mide la temperatura del agua en el tanque de agua 48.
Un sensor de nivel 64 monitorea el nivel de agua en el tanque 48 y también lo informa a la unidad de control 56e
[ 0032 ]

La entrada de la línea de suministro de agua 54 está protegida aquí por un filtro 66 que filtra los contaminantes del agua.
[ 0033 ]

Opcionalmente, se proporciona un calentador 68 para calentar el agua en el tanque de agua 48 para evitar que se descongele a temperaturas ambiente bajas o a temperaturas ambiente bajas al arrancar el vehículo.
La calefacción también está controlada aquí por la unidad de control 56.
[ 0034 ]

El sistema 10 se puede cambiar para que el combustible se inyecte a través de los primeros inyectores 16 de alta presión directamente en las cámaras de combustión 14 o, alternativamente, a baja presión a través de los segundos inyectores 24 en el Saugrohrabschnitte 22 y allí hacia las cámaras de combustión, el flujo de aire 14 suministrado ingresa a las cámaras de combustión 14.
[ 0035 ]

En este ejemplo, se proporcionan los primeros inyectores de combustible 16 o los segundos inyectores 24.
La elección de la inyección de combustible es, como se describirá a continuación, dependiendo del rango de carga o del modo de operación en el que opera el motor 12.
[ 0036 ]

Acerca del suministro de agua 54, el agua se puede mezclar con la inyección directa en los primeros inyectores 16 en las cámaras de combustión de combustible 14.
La mezcla se realiza directamente en la bomba de alta presión 18 o en una línea de suministro directamente aguas arriba de la bomba de alta presión 18
La interconexión se lleva a cabo de modo que el agua también pase a la bomba de alta presión 18 cuando la línea de suministro de combustible de la válvula 40 se cierra y el combustible se inyecta solo a través de los inyectores 24 segundos en el 22 Saugrohrabschnitte. .
En este caso, también es posible que se elija el momento de la inyección de agua para que no se realice simultáneamente con la inyección de combustible.
[ 0037 ]

La inyección de agua se habilita solo en ciertas áreas de carga donde se puede lograr una mejora del rendimiento a través del suministro de agua.
Además, el suministro de agua se corta cuando el indicador de nivel 64 está en un nivel bajo y el sensor de temperatura 62 a baja temperatura en el tanque de agua 48, donde existe el riesgo de heladas.
[ 0038 ]

La figura 2 muestra cómo la inyección de agua y combustible en los diferentes rangos 12 dentro del motor de combustión de la carga se puede cambiar a través del sistema 10.
[ 0039 ]

Los ejemplos son cuatro zonas de carga o
Modos enumerados.
Los detalles de cada uno de los rangos de carga son naturalmente variables a discreción del experto.
[ 0040 ]

La inyección a través de los primeros inyectores 16 está marcada con una "B", a través de los segundos inyectores de inyección 24 que tienen una "S".
[ 0041 ]

En un primer rango de carga o
Modo de operación I, que corresponde a un arranque en frío del motor de combustión interna, pero también alternativamente durante la operación del vehículo de motor, un estado en el que se debe realizar una regeneración de las plantas de tratamiento de gases de escape 36, el combustible se inyecta solo a través de los primeros inyectores 16 en las cámaras de combustión 14.
No hay evacuación de agua.
En estos modos de operación, se desea un calentamiento rápido del motor de combustión interna 12 y una alta temperatura de los gases de escape.
[ 0042 ]

En un segundo rango de carga II, que se encuentra dentro de un rango de velocidad promedio y a un par más bajo que la carga completa del motor de combustión interna 12 (en el ejemplo de la Figura 2, más abajo sobre 4000 1 / min y por debajo de 200 nm), tampoco hay inyección de agua, el combustible se inyecta por completo por los inyectores 24 segundos en la 22 Saugrohrabschnitte frente a las cámaras de combustión 14.
La válvula de la línea de combustible 40 en la línea de combustible 44 está cerrada.
La bomba de alta presión 18 se puede desactivar en este caso.
[ 0043 ]

En un tercer rango de carga III, que también está en un rango de velocidad media, pero a una carga más alta, especialmente a plena carga (en el ejemplo de la Figura 2 debajo de etwa4.000 1 / min y un par más que sobre
200 Nm), la inyección de combustible continúa realizándose exclusivamente durante los segundos inyectores 24 en la Saugrohrabschnitte 22 antes de la cámara de combustión 14, pero al mismo tiempo se inyectará agua a través de los primeros inyectores 16. en cámaras de combustión 14.
El agua ahora está financiada por la bomba de suministro de agua 50, la válvula de la línea de suministro de agua 52 y la bomba de alta presión 18 48 desde el tanque de agua 16 hasta los primeros inyectores 14 e inyectados con presión. Alta inyección en cámaras de combustión XNUMX.
Puede haber un efecto de enfriamiento y, por lo tanto, afectar la combustión en las cámaras de combustión positivas 14.
[ 0044 ]

Finalmente, en un cuarto rango de carga IV, aquí a alta velocidad y preferiblemente también a plena carga (en exceso de aproximadamente 4000 1 / min y en momentos de torsión mayores que aproximadamente 150 nm), finalmente, la inyección de agua a través de los primeros inyectores 16 se mantiene, la inyección de combustible cambia Sin embargo, los inyectores 24 segundos a los primeros inyectores Decimosexto
El combustible y el agua se mezclan antes o durante la bomba de alta presión 18.
La cantidad de agua inyectada se determina controlando el flujo de agua a través de la válvula de la línea de suministro 52 a través de la unidad de control 56.
La mezcla de agua y combustible se inyecta durante los primeros inyectores 16 en las cámaras de combustión 14.
[ 0045 ]

La cantidad de agua se puede inyectar z.
B. variar en rangos de carga en una determinada configuración para ajustar el proceso de combustión de manera óptima.

RECLAMACIONES EP2789839
1.

Sistema de inyección de agua para un motor de combustión interna (12) que tiene primeros inyectores (16), cada uno de los cuales contiene un líquido directamente en una cámara de combustión (14) de la inyección del motor de combustión interna (12) y segundos inyectores ( 24), cada uno de los cuales contiene un líquido en un tubo de succión (20) antes de la inyección de la cámara de combustión (14),
con al menos uno entre un tanque de combustible (38) y el primer y segundo inyectores (24) dispuestos en la válvula de la línea de suministro de combustible (40) y
uno entre un tanque de agua (48) y los primeros inyectores (16) dispuestos en la válvula de la línea de suministro de agua (52)
en donde la válvula de la línea de suministro de combustible (40) y la válvula de suministro de agua (52) son, por lo tanto, conmutables, de modo que los primeros inyectores (16) pueden alimentarse tanto en comunicación fluida con el tanque de combustible. combustible (38) y con el tanque de agua (48) y
los segundos inyectores (24) pueden ponerse en comunicación de flujo con el tanque de combustible (38).
2.

Está conectado al sistema aguas arriba de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros inyectores (16) dan una bomba de alta presión (18) por la válvula de la línea de suministro de combustible (40) con el tanque de combustible (38) y a través de la válvula de la línea de suministro de agua (52) con el tanque de agua (48) se puede llevar a la conexión de flujo.
3.

Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque la válvula de la línea de suministro de agua (52) es una válvula dosificadora, a través de la cual la inyección de agua a un caudal máximo predeterminado se puede ajustar libremente.
4.

5. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona la bomba de alta presión (18) aguas arriba de una bomba de suministro de combustible (42), la presión de inyección para los inyectores secundarios (24). producida.
5.

5. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está conectada una bomba de suministro de agua (50) entre el tanque de agua (48) y la válvula de la línea de suministro de agua (52), promueve el agua en la bomba a alta presión (18).
6.

5. Un método para inyectar agua para un motor de combustión interna, en particular para operar un sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que solo en ciertos rangos de agua del motor de combustión interna (12) durante la carga de los primeros inyectores (16) se inyecta en las cámaras de combustión (14) del motor de combustión interna (12) y
Combustible dependiendo de la carga, ya sea por los primeros inyectores (16) directamente en las cámaras de combustión (14) del motor de combustión interna (12) o segundos inyectores (24) en una tubería de succión (20) aguas arriba de las cámaras de combustión (14) se inyecta.
7.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque es un primer rango de carga y en particular al inicio del motor de combustión interna (12), no se inyecta agua y el combustible se inyecta solo a través de los primeros inyectores (16 ) en las cámaras de combustión (14).
8.

4. Método según una de las reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque una segunda zona de carga que está en particular en un rango de velocidad promedio más bajo que la carga completa, no se inyecta agua y el combustible se inyecta solo por a través de los segundos inyectores (24) en el tubo de succión (20),
9.

4. Método según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque una tercera región de carga que está en particular en un rango de velocidad media es sustancialmente carga completa, agua durante los primeros inyectores (16) en las cámaras (14) se inyecta y el combustible exclusivamente a través de los segundos inyectores (24) se inyecta en el tubo de succión (20).
10.

4. Método según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque una cuarta región de carga que está en particular en un rango de alta velocidad es sustancialmente carga completa, agua y combustible a través del primer inyector (16) en cámaras de combustión (14) se inyectan.

DESCRIPCIÓN DE102012207907
[ 0001 ]

La invención se refiere a un sistema de inyección de agua para un motor de combustión interna con la línea de inyección de agua a alta presión.
[ 0002 ]

Se sabe que inyecta agua en un motor de combustión para suprimir la vibración y así aumentar la eficiencia o el rendimiento.
Para esto, el agua se suministra con un inyector en el colector de admisión o se inyecta directamente en la cámara de combustión o junto con el combustible al motor del motor.
El agua generalmente se toma de un tanque y se dosifica la cantidad de agua con una válvula de pulso.
[ 0003 ]

Por ejemplo, se proporciona un sistema de inyección de agua, que incluye un riel de combustible a alta presión, se almacena en agua a alta presión (similar a un sistema de inyección de combustible de riel común).
El riel de combustible de alta presión se usa para alimentar inyectores de agua comunes, cada inyector de agua está asociado con un cilindro particular.
Cada inyector de agua comprende, por ejemplo, una válvula solenoide, que es controlada por una unidad de control.
El agua se inyecta en las cámaras de combustión del cilindro a través de los inyectores de agua.
[ 0004 ]

En dicho sistema de inyección de agua, existe el peligro de que a baja temperatura en el gel del riel de combustible a alta presión del agua almacenada, se produzcan pérdidas de volumen aumentadas en el sistema de inyección. agua.
[ 0005 ]

Es un objeto de la invención proteger dicho sistema de inyección de agua contra el daño causado por la congelación del agua almacenada en el colector de inyección de alta presión.
[ 0006 ]

El objeto se resuelve con las características del reclamo independiente.
Realizaciones ventajosas se describen en las reivindicaciones dependientes.
[ 0007 ]

El sistema de inyección de agua según la invención para la inyección de agua para un motor de combustión interna que comprende al menos un inyector de agua para cada cilindro del motor.
Además, se proporciona un riel de inyección de alta presión a través del cual los inyectores de agua reciben agua.
El sistema comprende además un volumen adicional para contener agua congelada y una válvula (por ejemplo, una válvula solenoide), el volumen complementario del colector de inyección de alta presión al abrir la válvula está conectado.
[ 0008 ]

El volumen adicional puede acomodar un aumento en el volumen debido a la formación de hielo a baja temperatura con la válvula abierta en caso de congelación del agua almacenada en el riel de combustible de alta presión.
Como resultado, la presión se reduce en relación con un riel de combustible de alta presión sin agregar volumen, por lo que se evita el daño en el sistema de inyección de agua.
[ 0009 ]

Por ejemplo, el volumen adicional de una capacidad en el rango de aproximadamente 14 a aproximadamente 30% de la capacidad de grabación del sistema de alta presión, a través del riel de combustible de alta presión presión del inyector (independientemente del volumen adicional), en particular aproximadamente 20%.
El agua se expande cuando se congela aproximadamente 1 / 7, aproximadamente
14%.
El volumen adicional debe tener al menos una capacidad de aproximadamente 14% de la capacidad del sistema de alta presión.
[ 0010 ]

Preferiblemente, la válvula se cierra durante la conducción normal, de modo que el volumen adicional se separa del riel de combustible de alta presión.
El volumen adicional de un pistón con resorte, es decir, conduce a oscilaciones no deseadas y pulsaciones de presión en el colector de inyección.
Además, el volumen adicional se vaciaría nuevamente a las personas desplazadas después de que el motor tenga que incluir agua fría.
[ 0011 ]

En el caso de configurar el motor por el conductor y / o en el caso de caer por debajo o alcanzar (sobre la base de una temperatura más alta) una cierta temperatura, la válvula se abre, desde para que se prepare el volumen extra para contener el agua congelada.
[ 0012 ]

A bajas temperaturas ambientales puede relajarse, evitando así el daño causado por el cambio de la válvula, el sistema de alta presión.
[ 0013 ]

Es ventajoso que el sistema de inyección de agua comprenda medios para la compensación del volumen adicional.
Por ejemplo, el volumen adicional incluye un pistón con resorte.
El pistón es adecuado, por ejemplo, para apretar el volumen adicional de agua almacenada después de que se haya descongelado con la válvula abierta desde el volumen complementario en el riel de combustible de alta presión.
Por lo tanto, puede ser vaciado por el pistón de resorte y reiniciar el motor después de descongelar el sistema sin acumulación de presión a través de la bomba de alta presión, el volumen adicional.
Es ventajoso, entonces, si el volumen adicional para vaciar el inyector de agua de al menos uno, preferiblemente todos los inyectores de agua están abiertos.
Ventajosamente, de acuerdo con la expulsión del agua almacenada, se cierra la válvula de volumen adicional.
[ 0014 ]

Además, el posible derrame del volumen adicional en el agua puede eliminarse del volumen adicional a través del pistón de resorte cuando el motor detiene el motor, para garantizar que el volumen adicional para la grabación del volumen esté disponible .
Este proceso puede ser activado por el lado del conductor que acciona el elemento operativo para apagar el motor.
La eliminación de agua del volumen auxiliar se puede lograr de la siguiente manera: los inyectores deben inyectarse preferiblemente después de accionar el lado del conductor del elemento de control para detener el motor durante una fase latencia corta del motor cantidades normales de agua, para que la combustión durante la fase de monitoreo no se vea afectada.
Al mismo tiempo, la bomba de agua de alta presión preferiblemente no debería favorecer sustancialmente más el agua, de modo que se reduzca la presión del sistema.
En paralelo, abra el volumen adicional preferiblemente, la válvula de conmutación, de modo que el pistón se vacíe por la fuerza del resorte de volumen adicional.
En este estado, el motor se puede apagar.
El Abstellprozedur completo al estacionar el vehículo puede depender de la temperatura ambiente, por lo que, por ejemplo, solo se borra el volumen adicional, por lo que es necesario que se necesite capacidad adicional debido a la formación de hielo. por ejemplo, debajo de cierta temperatura ambiente.
[ 0015 ]

Alternativa o adicionalmente, puede verificarse por medio de un sensor adicional si el volumen esencialmente no tiene agua agregada, por ejemplo, al cambiar la posición del pistón se verifica.
[ 0016 ]

La apertura y cierre de la válvula está controlada preferiblemente por un dispositivo de control electrónico que está integrado, por ejemplo, en una unidad de control de motor.
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La invención se describe a continuación con la ayuda de los dibujos adjuntos usando una realización ejemplar.
[ 0018 ]

fig. 1 muestra esquemáticamente una realización del sistema de inyección de agua según la invención.
En la Fig. 1 que se indican partes de la región de alta presión, no se muestra el circuito de baja presión.
El sistema de inyección de agua comprende un riel de combustible EL de alta presión, en agua, que es alimentado por una bomba de alta presión y se almacena a alta presión.
Cada cilindro del ejemplo ilustrado, en un Z1-Z6 de seis cilindros comprende al menos un inyector de agua WI para inyectar agua en la cámara de combustión de cada cilindro Z1-Z6.
Los inyectores de agua son suministrados por las cucharas de alta presión del agua del riel de combustible común.
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Además, cada cilindro tiene una bujía Z Z1-Z6 y al menos una válvula de admisión y al menos una válvula de escape E A.
[ 0020 ]

Para proteger el sistema contra daños causados ​​por la congelación del agua, se encuentra un volumen adicional ZV en uno de los múltiples de inyección de alta presión EL, que puede tomar el caso de aumentar el volumen durante congelación ubicada en el riel de combustible en agua enfriada con agua a alta presión.
Por ejemplo, el ZV del volumen adicional y una capacidad de aproximadamente 20% de la capacidad de alta presión del sistema (sin tener en cuenta el volumen adicional).
El volumen adicional ZV tiene un pistón de resorte K.
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El volumen adicional ZV está separado del circuito de alta presión por una válvula de seguridad SV del circuito de alta presión.
[ 0022 ]

El VS de la válvula de seguridad está controlado por una unidad de control SE.
La unidad de control SE, por ejemplo, toma una señal indicativa de la temperatura T de la temperatura del entorno del vehículo y una señal del motor M, que indica si el motor de combustión interna ha sido activado o desactivado por el conductor. , al contrario.
Alternativa o adicionalmente, la información sobre el funcionamiento de la puerta del conductor se puede utilizar para controlar la válvula de seguridad SV.
En el caso de que la señal del motor sea indicativa de M de que el motor de combustión interna ha sido detenido por el conductor, y una temperatura crítica que es menor o menor que un valor umbral Ts (por ejemplo, Ts = 10 ° C) , la válvula de seguridad SV se abre de modo que el volumen adicional de ZV con el riel de combustible de alta presión se conecta EL y el volumen de conmutación ZV recibe el aumento de volumen debido a la formación de hielo.
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También es concebible que el lado del conductor del primer motor, el Abstellprozedur descrito anteriormente para cualquier notificación de cancelación gelangtem en agua. Volumen adicional ZV significa que el volumen ZV del pistón de resorte K se realiza para Garantizar que el volumen ZV agregado a la expansión de volumen esté disponible.
Este Abstellprozedur se realiza, por ejemplo, solo por debajo de un cierto valor umbral para la temperatura ambiente.
Si el vehículo está parado, por ejemplo, después de drenar con el motor, la válvula de conmutación se cierra SV para permitir que la inyección de agua esté lista para reiniciar el motor en condiciones no críticas inmediatamente después del arranque.
Si este no es el caso, la válvula de conmutación SV debe permanecer abierta por debajo de una temperatura crítica o abrirse nuevamente, de modo que el volumen adicional ZV en el riel de combustible de alta presión esté conectado al EL y al volumen. La conmutación ZV puede recibir el aumento de volumen debido a la formación de hielo.
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Después de arrancar el motor y descongelar el sistema ZV con un volumen adicional por el pistón de resorte K con la válvula de alivio abierta, SV se vacía esencialmente abriendo los inyectores de agua WI, sin una acumulación de presión significativa por la bomba de alta presión.
Posteriormente, la válvula de seguridad SV del dispositivo de control se cierra SE.
Por ejemplo, para este propósito, la señal del motor M a ser monitoreada y un período de tiempo después del cambio de la señal del motor M cuando el motor arranca, la válvula de seguridad SV está cerrada.
El período de tiempo, por ejemplo, depende de la señal de temperatura ST.
[ 0025 ]

Después de cerrar la válvula de seguridad de volumen auxiliar, ZV SV se puede usar cuando un nuevo motor se detiene cuando es necesario para volver a expandir el agua.

RECLAMACIONES DE102012207907
1.

Sistema de inyección de agua para inyectar agua en un motor de combustión interna, que comprende:
Al menos un inyector de agua (WI) por cilindro (Z1-Z6) del motor de combustión interna,
- Los inyectores de agua (WI) proporcionan un riel de combustible de alta presión (EL) con agua.
- Una válvula (SV) y
- Se conecta un volumen adicional (ZV) para recibir agua congelada, que se conecta al colector de inyección de alta presión (EL) abriendo la válvula (SV).
2.

Sistema de inyección de agua según la reivindicación 1, en el que el sistema de inyección de agua está dispuesto en el caso de que el conductor coloque el motor y / o en el caso de aterrizar o alcanzar una cierta temperatura para abrir la válvula (SV).
3.

5. Sistema de inyección de agua según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el volumen adicional (ZV) comprende un pistón con resorte (K).
4.

5. Sistema de inyección de agua según la reivindicación 3, en el que dicho pistón de resorte se ajusta en el volumen adicional (ZV) del agua almacenada después de descongelar cuando la válvula (SV) del volumen adicional (ZV) en la rampa de combustible de alta presión (EL) a la prensa.
5.

11. Sistema de inyección de agua según una de las reivindicaciones anteriores 3-4, en el que se coloca el sistema de inyección de agua, después de haber expulsado el agua almacenada en el volumen adicional (ZV) para cierre la válvula (SV).
6.

sistema de inyección de agua según las reivindicaciones 3-5, en el que se coloca el sistema de inyección de agua, en el lado del conductor, lo que puede detener el motor en el volumen adicional (ZV) al volumen de agua adicional (ZV) por medio del pistón de resorte (K) a ser removido.
7.

5. Un sistema de inyección de agua según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el volumen adicional (ZV) tiene una capacidad en el intervalo de aproximadamente 14 a aproximadamente 30% de la capacidad del sistema de inyección de agua. sin ese volumen extra (ZV).