用于内燃机的水喷射装置和机动车内燃机的制作方法

本发明涉及一种用于内燃机的水喷射装置以及包括这样的水喷射装置的机动车内燃机。

背景技术：

由于对减少二氧化碳排放的要求提高，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负载的运行点中不能够在消耗方面被优化地运行，因为该运行受爆震倾向和高废气温度限制。一种可能的用于减小爆震倾向和用于降低废气温度的措施是喷射水。在此，通常存在单独的水喷射系统，以便能够实现水喷射。因此，例如由de102015208476a1已知一种用于内燃机的水喷射系统。

在用于内燃机的水喷射系统中通常设置有水箱，使得随时可提供用于喷射到内燃机的进气管或者燃烧室中的水。附加地，在这种水喷射系统中，能够借助水获取设备例如从机动车中的内燃机废气系统或从机动车的周围环境获取水，并且将所述水例如也供应至水箱。水例如可以借助泵从水箱经由分配器装置被输送至喷射阀，然后，水通过所述喷射阀例如被喷射到内燃机的进气管或燃烧室中。为此，如在用于燃料的喷射系统中那样，例如呈轨形式的分配器装置可以设置为用于存储水并且将水分配到多个喷射阀上，然后，可以通过所述喷射阀喷射水。

技术实现要素：

根据本发明提出一种用于内燃机的水喷射装置。该水喷射装置包括至少一个用于存储水的水箱、至少一个用于将水喷射到内燃机中的水喷射器、至少一个用于将水从水箱输送到水喷射器中的输送元件，其中，输送元件通过至少一个第一管路与水箱连接，其中，输送元件通过至少一个第二管路与水喷射器连接，其中，水喷射装置还包括至少一个用于过滤水喷射装置中的水的过滤器元件。根据本发明，水喷射装置包括至少一个用于测量水喷射装置中的水压的压力传感器。

相对于现有技术，所述用于内燃机的水喷射装置具有以下优点：压力传感器可以感测水喷射装置中的水压并且根据该水压准确地配量待喷射的水量。水的测量出的压力例如可以在控制器中被处理，通过该控制器也控制水喷射器。因此，喷射到内燃机中的水量可以根据测量出的压力被确定并且借助测量出的压力被准确地配量。

在下面说明本发明的其它有利构型和扩展方案。

根据一个有利的实施例设置，压力传感器在水从水箱至水喷射器的流动方向上布置在过滤器元件下游。布置在过滤器元件下游的压力传感器可以测量出一个有利地准确的压力值。因此，可以有利地准确确定应喷射到内燃机中的水量并且准确地喷射正确的水量。通过布置在过滤器元件下游的压力传感器测量在过滤器元件下游的压力排除了由于沿着过滤器元件上游管路的压力降而导致的误差和由于通过过滤器元件形成的压力降而导致的误差。因此，可以测量出一个有利地更准确的压力值。根据该准确的压力值，可以有利地准确配量喷射到内燃机中的水。

根据一个有利的实施例设置，过滤器元件被过滤器壳体包围，其中，压力传感器集成在过滤器壳体中。因此有利地，不需要附加的壳体用于压力传感器。通过集成到过滤器壳体中的压力传感器，可以有利地直接在过滤器元件之后进行压力测量。因此，过滤器元件的压力降不会引起测量出的压力值失真。因此，可以有利地准确配量待喷射的水量。

根据一个有利的实施例设置，过滤器元件布置在第二管路中。布置在第二管路中的过滤器元件可以有利地在输送元件之后和在水喷射器附近过滤水。

根据一个有利的实施例设置，水喷射装置包括另一压力传感器。通过另一压力传感器也可以在一个附加的位置处测量水喷射装置中水的另一压力。该另一压力可以与所述水的压力比较并且通过该比较关注和/或匹配待喷射的水量。

根据一个有利的实施例设置，所述另一压力传感器在水从水箱至水喷射器的流动方向上布置在过滤器元件上游。如果压力传感器布置在过滤器元件下游并且所述另一压力传感器布置在过滤器元件上游，则可以有利地测量由所述压力传感器测量出的压力和由所述另一压力传感器测量出的另一压力之间的压差，并且该压差被用于求取经由过滤器元件的压力降和/或被用于准确配量待喷射的水量。

根据一个有利的实施例设置，压力传感器构造为用于测量在过滤器元件下游的第一区域和在过滤器元件上游的第二区域之间压差的压差传感器。通过压差传感器可以测量在过滤器元件下游的第一区域和在过滤器元件上游的第二区域之间的压差。该压差可以被用于准确地配量待喷射的水。

本发明的另一方面涉及一种机动车的内燃机，该内燃机包括根据本发明的水喷射装置。在此，通过水喷射装置可以将水直接喷射到燃烧室中和/或进气管中。

附图说明

在附图中示出并且在下面的说明中详细地阐述本发明的实施例。附图示出了：

图1具有水喷射装置的内燃机的示意性视图，

图2根据本发明的一个实施例的水喷射装置。

具体实施方式

在下面参照附图根据不同实施例详细地说明内燃机2的水喷射装置1。内燃机2尤其按照奥托原理(otto-prinzip)并且以汽油直接喷射的方式运行。

在图1中示意性地示出内燃机2以及水喷射装置1。内燃机2具有多个汽缸。内燃机2的每个汽缸包括一个燃烧室20，在该燃烧室中，活塞21能够往复运动。此外，内燃机2的每个汽缸例如具有一个进气通道22，空气经由该进气通道被供应至燃烧室20。废气经由废气通道23被排出。为此，在进气通道22处布置有进气阀25并且在废气通道23处布置有排气阀26。此外，附图标记24标明燃料喷射阀。

在此，水喷射装置1是这样的喷射装置：水通过该喷射装置被喷射到内燃机2中。在此，除水之外，其它介质也可以与水混合并且与水一起被存储、输送和喷射。

水喷射装置1包括至少一个水喷射器6。该水喷射器6布置在进气通道22处。水喷射器6将水喷射到内燃机2的进气通道22中。水喷射器6例如被控制单元13操控。在该实施例中，每个汽缸都设置有水喷射器6。替代地，为了更好地制备和提高每个燃烧循环的最大可喷射的水量，每个汽缸布置有两个水喷射器6。然而，例如也可以对于所有汽缸仅设置一个水喷射器6。

在图2中示出水喷射装置1的一个实施例。水喷射装置1包括储存水的水箱5。此外，水喷射装置1包括水喷射器6。水喷射器6例如可以连接在将水分配到水喷射器6上的分配器9上。水喷射器6设置为用于将水喷射到机动车的内燃机2中。水喷射器6通过管路7、8与水箱5连接。管路7、8包括将水箱5与输送元件3连接的第一管路7。此外，管路7、8包括将输送元件3与喷射器6连接的第二管路8。

输送元件3例如可以构造为泵。输送元件3例如集成到输送模块60中。输送元件3可以将水从水箱5输送至水喷射器6。此外，输送元件3可以将水从水箱5通过第一管路7输送至输送模块60并且通过回流管路42将水又输送回到水箱5中。

输送元件3将管路7、8分成第一管路7和第二管路8。在此，水箱5通过第一管路7与输送元件3连接。此外，输送元件3通过第二管路8与水喷射器6连接。因此，水可以从水箱5通过第一管路7输送至输送元件3、进一步通过第二管路8输送至水喷射器6。

喷射器6将水喷射到内燃机2中。在此，水可以例如如在图1中所示地那样喷射到进气通道22中。然而，水也可以例如以与燃料形成乳化液的形式直接喷射到燃烧室20中。

如在图2中所示地，水喷射装置还包括至少一个过滤器元件50。该过滤器元件50设置为用于过滤水喷射装置1中的水。在过滤水时，水流过过滤器元件50。在该实施例中，过滤器元件50布置在第二管路8中。因此，水在流过第二管路8时流过过滤器元件50，并且在被水喷射器6喷射到内燃机2中之前在该过滤器元件中被过滤。

在图2所示的实施例中，除第二管路8中的过滤器元件50外还在第一管路7中设置有另一过滤器元件51。所述另一过滤器元件51用作预过滤器，水在到达用作主过滤器的过滤器元件50之前在该预过滤器中被过滤。

沿着第一管路7和第二管路8，水喷射装置1中的水压可以从输送元件3至水喷射器6下降。水喷射装置1的压力尤其可以经由过滤器元件50和所述另一过滤器元件51下降。

为了测量水喷射装置1中的水压，水喷射装置1包括压力传感器70。该压力传感器70设置为用于测量水喷射装置1中的水压。为此，压力传感器70在水从水箱5至水喷射器6的流动方向上布置在过滤器元件50下游。因此，在水已经流过过滤器元件50之后并且在水被水喷射器6喷射到内燃机2中之前，测量水喷射装置1中的水压。

在该实施例中，压力传感器70与控制器13连接。控制器13可以分析评估由压力传感器测量出的压力值。此外，控制器13与水喷射器6连接并且控制水喷射器6。因此，控制器13例如可以这样地设置，使得该控制器根据由压力传感器70测量出的压力值操控水喷射器6并且因此控制待喷射的水量。此外，如在该实施例中那样，控制器13也可以与输送元件3连接并且操控该输送元件。

在该实施例中，过滤器元件50被过滤器壳体55包围并且压力传感器70集成在过滤器壳体70中。这在图2中示意性地示出。因此，过滤器元件50和压力传感器70布置在同一过滤器壳体55中和/或至少被同一过滤器壳体55包围。过滤器元件50可以与压力传感器70和过滤器壳体55一起被视为相关联的构件。

此外，在该实施例中，水喷射装置1包括另一压力传感器71。该另一压力传感器71在水从水箱5至水喷射器6的流动方向上布置在过滤器元件50上游。所述另一压力传感器71设置为用于在过滤器元件50之前测量水喷射装置1中的水的另一压力。所述另一压力传感器71与控制器13连接。控制器13可以将由所述另一压力传感器71测量出的水的另一压力值例如与被压力传感器70测量出的压力值比较并且利用该数值来控制水喷射器6。

在另一未在图中示出的实施例中，水喷射装置1的压力传感器70可以构造为压差传感器。通过构造为压差传感器的压力传感器70例如可以测量在过滤器元件50下游的第一区域和在过滤器元件50上游的第二区域之间的压差并且利用该压差来配量要向内燃机2中喷射的水量。

此外，如在该实施例中那样，水喷射装置1可以包括回流管路42。第二管路8通过该回流管路42与水箱5连接。因此，水可以经由第一管路7被供应给输送元件3并且经由第二管路8和回流管路42又被引回到水箱5中。在该实施例中，在回流管路42中布置有节流器33和止回阀34。

当然，其它实施例和所示实施例的混合形式也是可能的。