[发明专利]用于内燃机、尤其机动车内燃机的水喷射系统

说明书

本发明涉及一种用于内燃机(1)、尤其机动车的内燃机的水喷射系统(13)，该水喷射系统具有新鲜空气管(12)，通过该新鲜空气管能够将新鲜空气输送给所述内燃机(1)用于燃烧，并且所述水喷射系统具有配属于所述新鲜空气管(12)并且尤其能够电操控的喷射阀(14)，所述喷射阀与水箱(15)能连接或者已连接并且构造为用于，在操控所述喷射阀时将水喷射到所述新鲜空气管(12)中。本发明设置，所述喷射阀(14)这样地构造和布置在所述新鲜空气管(12)上，使得所述喷射阀将水至少基本上与所述新鲜空气到所述内燃机(1)的流动方向相反地喷射到所述新鲜空气管(12)中。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机、尤其机动车内燃机的水喷射系统，具有新鲜空气管，通过该新鲜空气管能够将新鲜空气输送给内燃机用于燃烧，并且所述水喷射系统具有配属于新鲜空气管并且尤其能够电操控的喷射阀，所述喷射阀与水箱能连接或者已连接并且构造为用于，在操控所述喷射阀时将水喷射到新鲜空气管中。

此外，本发明涉及一种用于机动车的内燃机，所述内燃机具有这种水喷射系统，并且本发明涉及一种用于运行具有这样的水喷射系统的内燃机的方法。

背景技术

由现有技术已知水喷射系统、内燃机和用于运行该内燃机的方法。在此，通常通过喷射阀对各汽缸单独地计量喷射的水，即对内燃机的每个燃烧过程单独地配量。水喷射的目标在于，尤其在内燃机全负载运行时提高构件保护。到目前为止，通常通过附加的燃料使燃料空气混合物变浓，以便实现构件的冷却。由此增加的燃料消耗可以通过水喷射来避免。此外，通过水喷射能够实现，防止内燃机爆震，使得能够实现效率优化的燃烧重心位置并且改善发动机效率。一方面，水喷射的作用方式在此基于，通过利用水的高蒸发焓冷却到达相应汽缸中的汽缸充气，并且，另一方面，通过提高燃烧室中的惰性质量部分总体上增加充气质量。

为了尽可能有效率地实现所希望的目标，水必须尽可能被均匀地分布并且尤其气态地存在。在试验中已经能表明，制备更多水、即更多水能够被蒸发，则水喷射对爆震特性的影响越高效。为了利用水的高蒸发焓，用于冷却混合物，必须从汽缸充气中吸收蒸发热。通过喷射润湿构件、例如新鲜空气管内壁和/或汽缸内壁的水虽然也能够蒸发，但为此所需要的热从被润湿的构件中吸收，由此减小水喷射的冷却效果。此外，蒸发过程根据被润湿表面的温度较缓慢地发生并且可能因此不提供作为用于当前工作冲程的冷却作用。因此，构件的润湿导致，被喷射水的一部分对蒸发没有贡献，尽管新鲜空气能够接收另外的水。为了补偿这一点，必须喷射更大的水量，然而，该更大的水量将导致在整个系统、例如水箱尺寸的设计中的缺点。

发明内容

根据本发明，提出一种用于内燃机、尤其机动车内燃机的水喷射系统，具有新鲜空气管，通过该新鲜空气管能够将新鲜空气输送给内燃机用于燃烧，并且所述水喷射系统具有配属于新鲜空气管并且尤其能够电操控的喷射阀，所述喷射阀与水箱能连接或者已连接并且构造为用于，在操控所述喷射阀时将水喷射到新鲜空气管中。其中，所述喷射阀这样地构造和布置在所述新鲜空气管上，使得所述喷射阀将水至少基本上与所述新鲜空气到所述内燃机的流动方向相反地喷射到所述新鲜空气管中。

根据本发明的水喷射系统具有这样的优点：被喷射的水被更快速和更好地蒸发或者制备，并且润湿构件或者构件表面的水量被减少，由此提高水喷射的效率并且改善内燃机的运行。通过有利的构造实现，在水喷射的整个持续期间将水喷射到还不饱和的周围环境中，使得确保新鲜空气流中的水优化地蒸发。为此，根据本发明设置，喷射阀这样地构造和布置在新鲜空气管上，使得该喷射阀将水至少基本上与新鲜空气到内燃机的流动方向相反地喷射到新鲜空气管中。因此，与新鲜空气的流动方向相反地将水引入到新鲜空气管中，由此，水总是被喷射到不饱和的周围环境中，使得新鲜空气的水接收准备程度最大。通过空气和被喷射的水(水滴)之间的相对运动附加地加速/改善蒸发过程，一方面由于提高的物质交换和热交换并且另一方面由于改善的液滴裂解。由此明显地提高蒸发速率并且总体上降低水消耗。