用于内燃机喷水的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于内燃机喷水的设备以及这类内燃机。本发明的另一方面涉及一种用于借助本发明的喷水设备来喷水的方法。

背景技术：

由于对降低二氧化碳排放的逐渐提高的要求，在燃料消耗方面逐渐增加地优化内燃机。然而，在带有高负荷的运行点中，已知的内燃机在消耗方面可能不是最优地运行，因为该运行由于爆震倾向和高废气温度而受限。用于减小爆震倾向和用于降低废气温度的可能措施是喷水。在此，通常存在单独的喷水系统，以便能够实现喷水。因此，例如由wo2014/080266a1已知一种用于带有废气再循环的内燃机的喷水系统，在该喷水系统中将水喷入废气再循环的质量流中。

已知的喷水系统中的问题是，由于污物可能损害喷水系统的功能，该污物可能由于所利用的水的污染造成。所述污染促使藻类和菌类的形成以及促使氰菌、醋酸菌或其它微生物的生长。污物或者说生物污物尤其在水箱中在介质存在时间较长的情况下出现。为了避免所述污物或为了消除已经存在的污物，在已知的喷水系统中利用化学产品或覆层。然而，这可能导致部件的功能故障直至失灵以及导致布置在喷水系统中的过滤器的堵塞。

技术实现要素：

与此相对，具有权利要求1特征的、用于内燃机喷水的本发明设备具有这样的优点，即可以通过借助紫外线照射水来减少或者消灭污物或者说生物污物。根据本发明，这通过用于喷水的设备来实现，该设备包括用于储存水的水箱、至少一个与水箱连接的用于喷水的喷水器、控制单元和至少一个紫外线灯，该紫外线灯设立成用于发出紫外线。根据本发明，控制单元设立成用于接通用于使水去污的紫外线灯并且用于喷入去污后的水。借助紫外线去污提供高的除菌能力。此外，该去污方法在生态学上是安全、有效率、可靠并且操作友好的，这导致该方法的经济性高。此外，优选通过射线配量来控制该去污方法的功效，由此可以使该方法匹配于各个要求。除了新制造用于喷水的本发明设备以外，也能够以根据本发明的紫外线灯来简单加装已经存在的喷水系统。

从属权利要求示出本发明的优选扩展方案。

特别优选，紫外线灯布置在水箱中。由此能够实现用于喷水的设备的紧凑结构。

根据本发明的一个有利构型，紫外线灯布置在水箱的最高水平面以上。因此实现了水的快速照射。此外可以放弃紫外线灯的复杂密封。水箱中的可供喷射使用的水的最高水位应理解为最高水平面。

根据本发明的另一优选构型，紫外线灯可以布置在水箱的最高水平面以下。由此可以进一步减小水箱的大小。

在本发明的范畴内，紫外线灯优选可以部分地布置在水箱的最高水平面以上并且部分地布置在水箱的最大水位以下。这样的布置具有在最高水平面以上和以下布置紫外线灯的、已经描述的有利效果的组合。

优选，紫外线灯能够可调整地布置在水箱中。因此，根据应用或水箱设计而定地可以将紫外线灯装入水箱中的正确位置中，这导致了水的最优去污。水箱中的紫外线灯的调整可以在去污过程开始时或期间进行。

此外可以有利的是，设置有用于识别水箱液位的液位传感器。因此，紫外线灯可以基于识别到的水箱液位被接通一预先确定的时间。此外，可以利用识别到的水箱液位用于调整水箱中的紫外线灯。

以有利的方式，设备还包括用于输送水的输送元件，其中，输送元件借助第一管路与水箱连接并且借助第二管路与喷水器连接，其中，紫外线灯布置在第一管路中或第二管路中。

根据本发明的另一优选构型，控制单元设立成用于通过充注管路将空调装置的冷凝水和/或补充充注的水运送到水箱中，其中，紫外线灯布置在水箱前的充注管路上。紫外线灯在水箱外部布置在充注管路上提供了在尤其在可提供的空间受限情况下将紫外线灯布置在喷水系统中时的灵活性。

此外优选，用于喷水的设备具有第一过滤元件，该过滤元件设置在充注管路中，尤其向着下游方向设置在紫外线灯后面。

优选，本发明的设备包括第二过滤元件，该过滤元件设置在第一管路中，尤其设置在处于水箱中的管路区段中。借助紫外线还可以消毒第二过滤元件。

通过紫外线灯和第一和/或第二过滤元件的组合保证，要喷入的水没有污染和微生物。

本发明的另一方面涉及一种内燃机，该内燃机包括根据本发明的用于喷水的设备。

特别优选，根据本发明的内燃机按照奥托原理并且以汽油来运行。这样的内燃机应理解为通过呈火花塞形式的外源点火来进行汽油燃烧或者说汽油-空气混合气燃烧的内燃机。因为在这样的内燃机中通过外源点火精确地预先确定了点火时间点并且通过喷水会改善燃烧，所以通过使用用于水的去污的紫外线实现了内燃机的防失效的功能方式。

尤其，本发明的设备被使用在具有汽油直接喷射和涡轮增压的内燃机中。

此外，本发明涉及一种用于将水喷入内燃机中的方法，其中，借助发出紫外线的紫外线灯使水去污，并且借助喷水设备来喷水。关于用于喷水的本发明设备的所述优点与此相关。

优选，紫外线灯周期或持续地被接通。

尤其在紫外线灯布置在喷水设备的水箱中时，通过循环或者说周期性或持续地照射水会保证，水在没有微生物和/或污染情况下进入喷水器中。

有利地，在来自空调装置的冷凝水和/或补充充注的水被运送到水箱中时，接通紫外线灯。因此可以有目的地使水去污。由此可以减少用于运行紫外线灯的能量成本。

附图说明

下面参照附图详细描述本发明的实施例，其中，相同或者在功能上相同的零件分别用相同的附图标记标注。在附图中：

图1根据本发明第一实施例的具有用于喷水的设备的内燃机的强烈简化的示意性视图，

图2根据第一实施例的设备的简化的示意性视图，

图3根据第二实施例的设备的强烈简化的示意性视图，和

图4根据第三实施例的设备的强烈简化的示意性视图。

具体实施方式

下面参照附图1和2详细描述根据第一实施例的用于内燃机2的喷水的设备1。尤其，内燃机2按照奥托原理并且以汽油直接喷射来运行。

在图1中示意性示出具有多个气缸的内燃机2。内燃机2包括每气缸一个燃烧室20，在该燃烧室中活塞21可来回运动。此外优选，内燃机2包括每气缸一个进入通道22，通过该进入通道将空气运送到燃烧室20。废气通过废气通道23被排走。为此，在进入通道22上布置有进入阀25，在废气通道23上布置有排出阀26。附图标记24还表示为燃料喷射阀。

在进入通道22上还布置有喷水器6，该喷水器通过控制单元10将水喷入内燃机2的进入通道22中。在该实施例中，每个气缸设置有一个喷水器6。替代地，为了更好地准备或提高每燃烧周期最大可喷入的水量，每个进入阀可以布置有一个喷水器。

在图2中示出用于喷水的本发明设备。喷水设备1包括构造为泵的输送元件3和用于驱动泵3的电驱动装置4。此外设置有水箱5，该水箱通过第一管路7与泵3连接。第二管路8将泵3与分配装置9或者说轨连接，在该轨上附接有多个喷水器6。

为了喷水，将水从水箱5通过泵3运送到喷水器6中。为此，优选使用空调装置19的冷凝液，为此用于喷水的本发明设备1具有充注管路11。

替代或附加于冷凝液地可以将去离子的水从未示出的补充充注箱输送到水箱5中。在充注管路11中布置有第一过滤元件16，在第一管路7中布置有第二过滤元件17。

为了调整分配装置9中的所希望的系统压力，呈隔板形式的压力调节装置15布置在回流管路13中，该回流管路将第二管路8与水箱5连接。替代地，压力调节装置15可以构造为止回阀。为了调节压力，在第二管路8中还设置有压力传感器14。

在图2中示出具有最高水平面s情况下的水的水箱5。根据本发明，在水箱5内布置有紫外线灯12。紫外线灯12设立成用于发出紫外线并且通过控制单元10被接通，以便去除水箱5中的水的污物。在该实施例中，紫外线灯12以预先确定的间隔周期性地被接通。替代地，可以使紫外线灯12持续地运行，以便保证没有污物出现在水箱5中。

此外，紫外线灯12可调整地布置在水箱5中。因此，紫外线灯12可以根据应用而定地这样定位，使得会进行水的最优去污。

此外，在设备1中设置有液位传感器18。液位传感器18用于识别水箱5的水位。识别到的水位可以用于控制紫外线灯12。因此，可以根据识别到的水位来确定例如接通紫外线灯12的时间点和/或时长。此外，紫外线灯12可以基于识别到的水位这样来调整，使得紫外线灯12例如总是位于水箱5中的当前水平面以下。

通过紫外线灯12能够实现，以在生态学上可靠和简单的方式消毒喷水设备1的水。因此，还可以避免过滤元件16,17的堵塞，这导致可提供所需的要喷入的水量。因此，保证了内燃机2的放失效的功能。

图3示出根据本发明第二实施例的喷水设备1的强烈简化的视图，在该喷水设备中省去了设备1的一些部件。第二实施例与图1和2的第一实施例的区别原则上在于，在水箱5中紫外线灯12布置在最高水平面s以上。该布置提供了快速和均匀地照射水箱5中的水的优点。因为紫外线灯12不浸入水中，所以可以避免由于紫外线灯12的复杂密封所引起的附加成本。

此外，第二过滤元件17定位在最高水平面s以下。因此，通过紫外线灯12可以消毒第二过滤元件17。

在图4中示出根据本发明第三实施例的用于喷水的设备1。在此，紫外线灯12布置在充注管路11上。充注管路11将空调装置19，尤其空调装置19的蒸发器，与水箱5连接。此外优选，紫外线灯12沿将水运送到水箱5中的方向布置在第一过滤元件16前面。

在将冷凝水从空调装置19运送到水箱5中时，紫外线灯12被接通。因此，发生水的有目的的去污，由此可以实现运行成本的成本节省。

尽管根据所述实施例的喷水设备1仅具有一个紫外线灯12，但是在本发明的范畴内能够利用可布置在管路7,8,11和13以及水箱5中的多个紫外线灯。由此可以保证，随时去掉要喷入的水的污物。这引起内燃机2的防失效的功能。