内燃机的水喷射设备以及内燃机的制作方法

本发明涉及一种内燃机的水喷射设备以及这种内燃机。

背景技术：

由于对减少二氧化碳排放的提高的要求，内燃机越来越在燃料消耗方面被优化。然而，已知的内燃机在具有高载荷的运行点不能在消耗方面优化地运行，因为所述运行受爆震倾向和高的废气温度限制。在此，用于减少爆震倾向和用于降低废气温度的可能措施是水的喷射。在此，例如由wo2014/080266a1已知独立的水喷射系统。在车辆内燃机中使用水喷射设备时可能发生：车辆在水的冻结点以下的温度时停放，使得存在以下危险：在水喷射系统中的水冻结。为此，必须采取措施，以避免这种冻结，所述冻结尤其可能在管路区域和水分配设备中发生。此外，值得追求的是，因为水喷射设备在车辆中是批量化构件，所以在生产中具有成本优点。

技术实现要素：

与之相对地，根据本发明的内燃机的水喷射设备具有以下优点：可以避免可能出现的、如在水分配设备中结冰那样的结果。此外，本发明能够实现水喷射设备的一种简单的、成本低的和特别灵活的设计，使得能够将所述水喷射设备以简单的方式适配例如各种车辆制造商的不同内燃机。根据本发明，这通过一种水喷射设备实现，该水喷射设备具有至少一个水喷射器和一个用于将水分配到水喷射器的管状的水分配设备。该管状的水分配设备具有第一和第二端部以及第一和第二封闭装置。在此，第一封闭装置封闭水分配设备的第一端部，并且，第二封闭装置封闭水分配设备的第二端部。在此，在第一封闭装置上设置有用于将水输送到水分配设备中和/或将水从水分配设备中导出的第一水接头。因此，以简单的方式能够适配水分配设备以及水喷射器的位置。在此，第一和第二封闭装置可以被用作标准构件。通过将水接头集成在水分配设备的封闭装置上可以在布局水喷射设备时实现尽可能最高的灵活性。此外，可以通过水接头布置在封闭装置上来保证，在内燃机关掉的情况下，水可以从水分配设备并且因此从水喷射器的周围区域中流出，以便在那里避免水的冻结，因为在这里昂贵的水喷射器损坏的危险是最大的。此外，水分配器设备保证，例如衰减通过水泵或者类似装置运行而可能出现的压力脉动，使得可以避免通过这种压力脉动损坏水喷射器。

在下面说明本发明的优选的扩展方案。

特别优选地，第一水接头在第一封闭装置上布置在该封闭装置的底部的边缘区域处。由此，在扭转第一封闭装置在水分配设备的管状端部上的位置时，水接头沿所希望的方向被定向。由此能够以简单的方式实现将水喷射设备相应地适配于内燃机的不同几何结构。

特别优选地，第一水接头在第一封闭装置的最终装配状态下布置在水分配设备上的沿万有引力方向最低的位置处。由此保证，通过布置在水分配设备上的在最低位置处，在关掉水喷射设备时水可以自动地从水分配设备中流出，而为此不需要抽吸水或者类似操作。因此，水可以自主地、仅通过万有引力的作用从水分配设备中流出。

根据本发明的另一优选的构型，封闭水分配设备的第二端部的第二封闭装置具有第二水接头。因此，水喷射设备在水分配设备上分别在该水分配设备的第一和第二端部上具有第一和第二水接头。由此能够在水喷射设备的设计布局方面实现特别大的灵活性。应注意，优选所述水接头中的一个水接头也可以是封闭的。

特别优选的是，第一和第二封闭装置在几何结构上相同地构造。由此可以实现生产优点和装配优点，因为由于增加的通用件数量增加而能够实现成本更低的生产。在装配方面应注意，通过通用件可以避免封闭装置的错误装配。

优选地，在第一封闭装置和水分配设备之间和/或在第二封闭装置和水分配设备之间设置有焊接连接。该焊接连接提供在封闭装置和水分配设备之间的可靠和密封的连接。根据水分配设备和封闭装置的材料，焊接连接可以是摩擦焊接连接或激光焊接连接或超声焊接连接等。

根据本发明的一个替代的构型，在水分配设备与第一封闭装置和/或第二封闭装置之间构造有形状锁合连接。此外，密封元件在此布置在对应的封闭装置和水分配设备之间。由此可以实现一种可靠的密封。形状锁合连接例如可以通过将封闭装置夹紧到水分配设备的端部上来实现。特别优选，第一封闭装置和/或第二封闭装置在此可转动地布置在水分配设备上。由此，在水喷射设备已经安装在内燃机上的情况下也还能够实现第一和/或第二封闭装置和尤其水接头的定向。因此，在将水喷射设备装配在内燃机上时也能够实现水接头定位的单独适配，由此可以进一步提高灵活性。

水分配设备和/或封闭装置优选由塑料或金属制造。替代地，也可以使用任意的其它材料。塑料具有以下优点：在此通常能够实现成本非常低的制造方法。水分配设备例如也可以由金属材料制造，并且，封闭装置可以由塑料材料制造。

此外，本发明涉及一种内燃机，该内燃机包括根据本发明的水喷射设备。

在此，水喷射设备可以设置为用于将水喷射到内燃机的一个或多个喷射室中。在此，例如内燃机汽缸的燃烧室或者至少一个进气管被视为喷射室，其中，每个汽缸优选具有正好一个喷射室。

附图说明

下面结合附图根据优选的实施例说明本发明。在附图中，功能相同的构件分别以相同的附图标记标明。在此示出了：

图1示出具有根据第一实施例的水喷射设备的内燃机的简化的示意性视图，

图2示出具有根据第一实施例的水喷射器的水分配设备的立体视图，

图3以纵截面示出图2的水分配设备的端部区域的示意性的截面视图，

图4以横截面示出图2的水分配设备的端部区域的示意性的截面视图，

图5示出水分配设备的示意性的立体示图，该水分配设备具有根据本发明第二实施例的水喷射设备的水喷射器，和

图6示出图5的水分配设备的端部区域的示意性的纵截面视图。

具体实施方式

下面参照图1至4详细地说明根据本发明的优选的第一实施例的水喷射设备1。

图1以简化示图示出具有水喷射设备1的内燃机100，所述水喷射设备将水直接地喷射到内燃机100的喷射室70中。在此，喷射室70例如可以是进气管或者也可以是内燃机100的汽缸的燃烧室。

如从图1中进一步可见，设置有呈泵形式的输送设备92，该输送设备从水箱90中抽吸水10并且将水经由压力管路11输送给水分配设备5。

水分配设备5可从图2中详细看到。水分配设备5(轨)包括直线形的分配管，在该实施例中，在所述分配管上布置有四个水喷射器2。每个水喷射器2设置为用于将水喷射到内燃机100的燃烧室中。

水分配设备5包括第一端部5a和对置的第二端部5b。

如从图2和3中可见，第一端部5a借助第一封闭装置3封闭，并且，水分配设备5的第二端部5b借助第二封闭装置4封闭。

第一和第二封闭装置3,4相同地构造。在此，第一封闭装置3具有第一水接头6，并且，第二封闭装置4具有第二水接头7。

如从图3中详细看到的，在第一封闭装置3和水分配设备5之间构造有形状锁合连接8。在此，第一封闭装置3具有槽8a，构造在分配器管的第一端部5a上的环状突出部8b嵌接到所述槽中。为了密封，设置有密封件11、例如o型圈。第二封闭装置以相同的方式固定。

如从图3和4中进一步看到，第一水接头6布置在第一封闭装置3的底部3a的边缘区域3b处。

如从图4中看到，在此，第一水接头6这样地布置在水分配设备5上，使得第一水接头6平行于万有引力方向g。由此，如在图4中示意性示出的那样，在关掉水喷射设备或者内燃机时，位于水分配设备5中的水10可以自主地从水分配设备5中流出，这在图4中通过箭头a表示。由此防止在水分配设备中和尤其在通向水喷射器2的连接区域中的水冻结，因为水可以完全从水分配设备5中流出。

因此，可以降低生产成本，因为第一和第二封闭装置可以相同地构造。此外，可以通过设置具有两个水接头的两个封闭装置实现将水优化地供给水分配设备5。此外，可以通过形状锁合连接8将第一和第二封闭装置3,4可转动地设置在水分配设备5的相应端部上，使得能够在装配的状态下直接适配两个封闭装置3,4的水接头6,7的位置。此外，能够通过将水接头朝万有引力g方向扭转实现水分配设备5的自动排空，因为由此水接头6,7总是可以布置在水分配设备5的最低区域处。如果不需要两个水接头6,7中的一个水接头，则可以将该水接头例如借助塞子或者以其它方式封闭。

因此，根据本发明能够实现第一和第二封闭装置3,4在水分配设备5上的独立定位。由此能够以简单的方式实现将水喷射设备1独立地适配于不同的内燃机、例如不同车辆制造商的内燃机。在此，可以对于不同的水分配设备5简单和成本低地制造同类的第一和第二封闭装置3,4。在该实施例中，水分配设备5是柱形的分配器管。然而，也能够使用其它几何形状用于水分配设备5。

因此，通过将水接头6集成在封闭装置3上可以显著地降低结冰的危险。此外，由此也得到水分配设备5的简单的布局，因为在这里不必直接在水分配设备5上设置水接头，而是仅须设置用于水喷射器2的附接接管或类似结构。水接头总是被集成到封闭装置3,4中。由此也能够成本更低地制造水分配设备5。

图5和6示出根据本发明的第二实施例的水喷射设备1。与第一实施例不同，在第二实施例中，在水分配设备5与第一封闭装置3之间以及与第二封闭装置4之间构造有焊接连接12以代替形状锁合连接。这在图6中详细地示出。此外，第一封闭装置3的第一水接头6和第二封闭装置4的第二水接头7的定向不同。如从图5中可见，第二水接头7平行于万有引力方向g布置，而第一水接头6相对于引力方向g成90°角布置。这说明，可以任意地进行第一和第二水接头6,7的定位。因为在该实施例中，焊接连接12设置在封闭装置和水分配设备5之间，所以水接头6,7的定位在第二实施例中必须在制造焊接连接12之前实施。在第一实施例中这方面是不同的，因为通过设置形状锁合连接8在水喷射设备的安装状态下也还能够实现第一和第二水接头6,7的定位，这尤其明显简化了例如将构造为软管的压力管路11装配到水接头6,7上的拆装工作。

因此，本发明能够实现水喷射设备1对内燃机的不同状况的灵活适配，而由此不必显著提高水喷射设备的制造成本。