[發明專利]用于內燃機、尤其機動車內燃機的水噴射系統

在審

• 申請號: 201910323121.2
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110388286A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: A·艾希霍恩;A·施耐德
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F02M25/028
• 分類號: F02M25/028
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及一種用于內燃機(1)、尤其機動車的內燃機的水噴射系統(13)，該水噴射系統具有新鮮空氣管(12)，通過該新鮮空氣管能夠將新鮮空氣輸送給所述內燃機(1)用于燃燒，并且所述水噴射系統具有配屬于所述新鮮空氣管(12)并且尤其能夠電操控的噴射閥(14)，所述噴射閥與水箱(15)能連接或者已連接并且構造為用于，在操控所述噴射閥時將水噴射到所述新鮮空氣管(12)中。本發明設置，所述噴射閥(14)這樣地構造和布置在所述新鮮空氣管(12)上，使得所述噴射閥將水至少基本上與所述新鮮空氣到所述內燃機(1)的流動方向相反地噴射到所述新鮮空氣管(12)中。

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機、尤其機動車內燃機的水噴射系統，具有新鮮空氣管，通過該新鮮空氣管能夠將新鮮空氣輸送給內燃機用于燃燒，并且所述水噴射系統具有配屬于新鮮空氣管并且尤其能夠電操控的噴射閥，所述噴射閥與水箱能連接或者已連接并且構造為用于，在操控所述噴射閥時將水噴射到新鮮空氣管中。

此外，本發明涉及一種用于機動車的內燃機，所述內燃機具有這種水噴射系統，并且本發明涉及一種用于運行具有這樣的水噴射系統的內燃機的方法。

背景技術

由現有技術已知水噴射系統、內燃機和用于運行該內燃機的方法。在此，通常通過噴射閥對各汽缸單獨地計量噴射的水，即對內燃機的每個燃燒過程單獨地配量。水噴射的目標在于，尤其在內燃機全負載運行時提高構件保護。到目前為止，通常通過附加的燃料使燃料空氣混合物變濃，以便實現構件的冷卻。由此增加的燃料消耗可以通過水噴射來避免。此外，通過水噴射能夠實現，防止內燃機爆震，使得能夠實現效率優化的燃燒重心位置并且改善發動機效率。一方面，水噴射的作用方式在此基于，通過利用水的高蒸發焓冷卻到達相應汽缸中的汽缸充氣，并且，另一方面，通過提高燃燒室中的惰性質量部分總體上增加充氣質量。

為了盡可能有效率地實現所希望的目標，水必須盡可能被均勻地分布并且尤其氣態地存在。在試驗中已經能表明，制備更多水、即更多水能夠被蒸發，則水噴射對爆震特性的影響越高效。為了利用水的高蒸發焓，用于冷卻混合物，必須從汽缸充氣中吸收蒸發熱。通過噴射潤濕構件、例如新鮮空氣管內壁和/或汽缸內壁的水雖然也能夠蒸發，但為此所需要的熱從被潤濕的構件中吸收，由此減小水噴射的冷卻效果。此外，蒸發過程根據被潤濕表面的溫度較緩慢地發生并且可能因此不提供作為用于當前工作沖程的冷卻作用。因此，構件的潤濕導致，被噴射水的一部分對蒸發沒有貢獻，盡管新鮮空氣能夠接收另外的水。為了補償這一點，必須噴射更大的水量，然而，該更大的水量將導致在整個系統、例如水箱尺寸的設計中的缺點。

發明內容

根據本發明，提出一種用于內燃機、尤其機動車內燃機的水噴射系統，具有新鮮空氣管，通過該新鮮空氣管能夠將新鮮空氣輸送給內燃機用于燃燒，并且所述水噴射系統具有配屬于新鮮空氣管并且尤其能夠電操控的噴射閥，所述噴射閥與水箱能連接或者已連接并且構造為用于，在操控所述噴射閥時將水噴射到新鮮空氣管中。其中，所述噴射閥這樣地構造和布置在所述新鮮空氣管上，使得所述噴射閥將水至少基本上與所述新鮮空氣到所述內燃機的流動方向相反地噴射到所述新鮮空氣管中。

根據本發明的水噴射系統具有這樣的優點：被噴射的水被更快速和更好地蒸發或者制備，并且潤濕構件或者構件表面的水量被減少，由此提高水噴射的效率并且改善內燃機的運行。通過有利的構造實現，在水噴射的整個持續期間將水噴射到還不飽和的周圍環境中，使得確保新鮮空氣流中的水優化地蒸發。為此，根據本發明設置，噴射閥這樣地構造和布置在新鮮空氣管上，使得該噴射閥將水至少基本上與新鮮空氣到內燃機的流動方向相反地噴射到新鮮空氣管中。因此，與新鮮空氣的流動方向相反地將水引入到新鮮空氣管中，由此，水總是被噴射到不飽和的周圍環境中，使得新鮮空氣的水接收準備程度最大。通過空氣和被噴射的水(水滴)之間的相對運動附加地加速/改善蒸發過程，一方面由于提高的物質交換和熱交換并且另一方面由于改善的液滴裂解。由此明顯地提高蒸發速率并且總體上降低水消耗。