(19)
(11) EP 2 789 839 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
15.10.2014  Patentblatt  2014/42

(21) Anmeldenummer: 14156485.6

(22) Anmeldetag:  25.02.2014
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F02M 25/03(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA ME

(30) Priorität: 08.04.2013 DE 102013206102

(71) Anmelder: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
80809 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Böhm, Martin
    82343 Pöcking (DE)
  • Knips, Stephan
    80637 Muenchen (DE)

   


(54) System und Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine


(57) Ein System zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine (12) hat erste Injektoren (16), die jeweils eine Flüssigkeit direkt in eine Brennkammer (14) der Verbrennungskraftmaschine (12) einspritzen und zweite Injektoren (24), die jeweils eine Flüssigkeit in ein Saugrohr (20) vor der Brennkammer (14) einspritzen. Es ist wenigstens ein zwischen einem Kraftstofftank (38) und den ersten und zweiten Injektoren (24) angeordnetes Kraftstoffzuleitungs-Ventil (40) und ein zwischen einem Wasservorratsbehälter (48) und den ersten Injektoren (16) angeordnetes Wasserzuleitungs-Ventil (52) vorgesehen. Die Ventile (40, 52) sind so schaltbar, dass die ersten Injektoren (16) sowohl in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank (38) als auch mit dem Wasservorratsbehälter (48) und die zweiten Injektoren (24) in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank (38) bringbar sind. Wasser wird nur in bestimmten Lastbereichen über die ersten Injektoren (16) in die Brennkammern (14) eingespritzt. Kraftstoff wird abhängig vom Lastbereich entweder über die ersten Injektoren (16) direkt in die Brennkammern (14) der Verbrennungskraftmaschine (12) oder über zweite Injektoren (24) in das Saugrohr (20) stromaufwärts der Brennkammern (14) eingespritzt.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine.

[0002] Bei Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere bei Ottomotoren für Personenkraftfahrzeuge, kann eine Einspritzung von Wasser zusätzlich zum eigentlichen Kraftstoff die Fahreigenschaften günstig beeinflussen, indem beispielsweise eine Kühlwirkung erzielt wird. Es hat sich gezeigt, dass eine klopfende Verbrennung unterdrückt werden kann, und der Wirkungsgrad der Verbrennung und damit die Leistung gesteigert bzw. der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden kann.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wassereinspritzung zu optimieren.

[0004] Dies ist mit einem System zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine möglich, das erste Injektoren aufweist, die jeweils eine Flüssigkeit direkt in eine Brennkammer der Verbrennungskraftmaschine einspritzen, und zweite Injektoren, die jeweils eine Flüssigkeit in ein Saugrohr vor der Brennkammer einspritzen. Es ist wenigstens ein Kraftstoffzuleitungs-Ventil vorgesehen, das zwischen einem Kraftstofftank und den ersten und zweiten Injektoren angeordnet ist, und ein Wasserzuleitungs-Ventil, das zwischen einem Wasser-Vorratsbehälter und den ersten Injektoren angeordnet ist. Das Kraftstoff-Zuleitungsventil und das Wasser-Zuleitungsventil sind so schaltbar, dass die ersten Injektoren sowohl in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank als auch mit dem Wasser-Vorratsbehälter und die zweiten Injektoren in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank bringbar sind. Auf diese Weise lässt sich in bestimmten Lastbereichen oder Betriebszuständen der Verbrennungskraftmaschine Wasser zur Einspritzung direkt in die Brennkammer bereitstellen, gegebenenfalls gemischt mit Kraftstoff. Außerdem erlaubt dieses System unabhängig von der Wassereinspritzung die Kraftstoffversorgung auf zwei Arten vorzunehmen, nämlich zum einen über eine Direkteinspritzung mittels der ersten Injektoren direkt in die Brennkammer und zum anderen über eine Saugrohreinspritzung vor der Brennkammer, wobei sich der Kraftstoff mit der eingeleiteten Luft mischt. Das erfindungsgemäße System erlaubt es so, die Leistung und den Kraftstoffverbrauch über den gesamten Arbeitsbereich der Verbrennungskraftmaschine zu optimieren.

[0005] Wenn Kraftstoff über die zweiten Injektoren und Wasser über die ersten Injektoren eingespritzt wird, kann der Einspritzzeitpunkt der Wasserinjektion variiert und bezüglich des Zeitpunkts der Kraftstoffinjektion verschoben werden.

[0006] Den ersten Injektoren ist vorzugsweise eine Hochdruckpumpe vorgeschaltet, die über das Kraftstoffzuleitungs-Ventil mit dem Kraftstofftank und über das Wasserzuleitungs-Ventil mit dem Wasser-Vorratsbehälter in Strömungsverbindung bringbar ist. Die Hochdruckpumpe entspricht vorteilhaft der gewöhnlichen Kraftstoffhochdruckpumpe eines Direkteinspritzsystems, die zum Erzeugen des notwendigen Einspritzdrucks für die ersten Injektoren verwendet wird. Wasser und Kraftstoff können vor oder in der Pumpe gemischt und das Gemisch eingespritzt werden. Es ist auch möglich, wenn kein Kraftstoff über die ersten Injektoren zugeführt werden soll, nur Wasser mit der Hochdruckpumpe zu fördern.

[0007] Das Wasserzuleitungs-Ventil ist vorzugsweise ein Dosierventil, über das die Wassereinspritzung bis zu einem vorbestimmten Maximalfluss frei einstellbar ist. Auf diese Weise gewinnt man einen weiteren variablen Parameter, der zur Optimierung der Verbrennung verwendet werden kann.

[0008] Der notwendige Einspritzdruck für die zweiten Injektoren kann meist bereits von einer der Hochdruckpumpe vorgeschalteten Kraftstoff-Vorförderpumpe erreicht werden, die für gewöhnlich Teil des Direkteinspritzsystems ist.

[0009] Um das Wasser aus dem Wasser-Vorratsbehälter zu fördern, ist vorzugsweise eine zusätzliche Wasserförderpumpe zwischen den Wasser-Vorratsbehälter und das Wasserzuleitungs-Ventil geschaltet, die Wasser zur Hochdruckpumpe fördert.

[0010] Das Kraftstoff-Zuleitungsventil, das Wasser-Zuleitungsventil und auch die Wasserförderpumpe werden vorzugsweise von einer Steuereinheit je nach Bedarf geschaltet, wobei die Steuereinheit vorteilhaft auch die zweiten Injektoren ansteuern kann. Die Steuereinheit ist beispielsweise mit einer Motorelektronik der Verbrennungskraftmaschine verbunden oder in diese integriert.

[0011] Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine wird nur in bestimmten Lastbereichen bzw. Betriebsmodi der Verbrennungskraftmaschine Wasser über die ersten Injektoren in die Brennkammern der Verbrennungskraftmaschine eingespritzt sowie Kraftstoff abhängig vom Lastbereich bzw. Betriebsmodus entweder über die ersten Injektoren direkt in die Brennkammern der Verbrennungskraftmaschine oder über die zweiten Injektoren in das Saugrohr, genauer in einen Saugrohrabschnitt direkt stromaufwärts der Brennkammern, eingespritzt. Dieses Verfahren kann gut mit einem oben beschriebenen System verwirklicht werden.

[0012] Die Kraftstoffeinspritzung erfolgt vorzugsweise entweder ausschließlich in die Brennkammer oder ausschließlich in den Saugrohrabschnitt, aber nicht in beide Bereiche gleichzeitig. Die Wassereinspritzung hingegen erfolgt bevorzugt immer nur in die Brennkammer und nicht in den Saugrohrabschnitt, sie kann aber abhängig vom Lastbereich der Verbrennungskraftmaschine bzw. von deren Betriebsmodus ausgesetzt werden.

[0013] Beispielsweise kann in einem ersten Lastbereich bzw. Betriebsmodus der Verbrennungskraftmaschine kein Wasser eingespritzt werden, und Kraftstoff ausschließlich über die ersten Injektoren in die Brennkammern eingespritzt werden. Diese Betriebsweise ist etwa günstig bei einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine oder beim Regenerieren eines Katalysators, also in Fällen, wo ein Aufheizen der Verbrennungskraftmaschine bzw. das Erzeugen einer hohen Abgastemperatur gewünscht ist.

[0014] In einem zweiten Lastbereich, der insbesondere in einem mittleren Drehzahlbereich unterhalb der Volllast liegt, wird bevorzugt kein Wasser eingespritzt, und Kraftstoff wird ausschließlich über die zweiten Injektoren in den jeweiligen Saugrohrabschnitt eingespritzt. Dieser zweite Lastbereich kann, abhängig von der Verbrennungskraftmaschine, zum Beispiel bei unter 4.000 1/min und unterhalb von etwa 200 Nm (oder unter 100 Nm/Liter Hubraum) liegen.

[0015] In einem dritten Lastbereich, der insbesondere in einem mittleren Drehzahlbereich im Wesentlichen bei Volllast liegt, wird hingegen vorzugsweise Wasser über die ersten Injektoren in die Brennkammern eingespritzt und Kraftstoff ausschließlich über die zweiten Injektoren in den Saugrohrabschnitt eingespritzt. Dieser dritte Lastbereich kann beispielsweise bei unter 4.000 1/min und ab etwa 200 Nm

[0016] (oder ab etwa 100 Nm/Liter Hubraum) liegen. In diesem Bereich ist die Kühlwirkung durch eingespritztes Wasser erwünscht und sorgt z.B. für eine Leistungssteigerung der Verbrennungskraftmaschine. Der Zeitpunkt der Wassereinspritzung kann im Arbeitszyklus der Verbrennungskraftmaschine gegenüber dem Zeitpunkt der Kraftstoffeinspritzung versetzt sein.

[0017] In einem vierten Lastbereich, der insbesondere in einem hohen Drehzahlbereich im Wesentlichen bei Volllast liegt, können Wasser und Kraftstoff über die ersten Injektoren in die Brennkammern eingespritzt werden. Dieser vierte Lastbereich kann beispielsweise oberhalb von 4.000 1/min und oberhalb von ca. 150 Nm (oder etwa 75 Nm/Liter Hubraum) liegen.

[0018] Die genannten Zahlenwerte sind natürlich abhängig vom jeweiligen Motor und können von Verbrennungskraftmaschine zu Verbrennungskraftmaschine variieren. Prinzipiell empfiehlt sich die Wassereinspritzung bei hohen Drehzahlen und hohen Lastbereichen, wo eine Kühlwirkung vorteilhaft ist.

[0019] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
  • Figur 1 ein schematisches hydraulisches und elektronisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Systems zur Wassereinspritzung; und
  • Figur 2 eine schematische Darstellung der Einspritzung von Wasser und Kraftstoff in verschiedenen Lastbereichen gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Wassereinspritzung.


[0020] Figur 1 zeigt schematisch ein System 10 zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine 12, in dem der Verbrennungskraftmaschine 12 neben konventionellem Kraftstoff auch Wasser bzw. ein Gemisch von Wasser mit anderen Flüssigkeiten zugeführt werden kann. In diesem Beispiel ist die Verbrennungskraftmaschine 12 ein Otto-Motor und bei dem Kraftstoff handelt es sich um Benzin.

[0021] Normalerweise ist die eingespritzte Wassermenge kleiner als die eingespritzte Kraftstoffmenge.

[0022] Die Verbrennungskraftmaschine 12 weist mehrere Brennkammern 14 auf, in denen jeweils ein nicht dargestellter Kolben zur Erzeugung der Antriebsenergie bewegt wird. Jede der Brennkammern 14 steht in direkter Strömungsverbindung mit einem ersten Injektor 16, der Flüssigkeit, die von einer Hochdruckpumpe 18 geliefert wird, in die Brennkammer 14 einspritzt. Die Hochdruckpumpe 18 erzeugt beispielsweise einen Druck von 200 bis 250 bar.

[0023] Den Brennkammern 14 wird zur Verbrennung des Kraftstoffs außerdem über ein Saugrohr 20 ein Gasgemisch zugeführt, wobei ein separater Saugrohrabschnitt 22 zu jeder der Brennkammern 14 führt. An jedem der Saugrohrabschnitte 22 ist ein weiterer, zweiter Injektor 24 angeordnet, der eine Flüssigkeit in den Saugrohrabschnitt 22 vor der Brennkammer 14 einspritzen kann.

[0024] Bei dem in Figur 1 dargestellten System 10 ist die Verbrennungskraftmaschine 12 mit einem Turbolader versehen, sodass verdichtete Luft, optional gemischt mit rückgeführtem Abgas, in das Saugrohr 20 eingebracht wird. Die verdichtete Ladeluft wird in einem Ladeluftkühler 26 gekühlt, der einem Verdichter 28 strömungsmäßig nachgeschaltet ist. Der Verdichter 28 wird von einer Turbine 30 im Abgassystem 32 angetrieben. Der Ladeluftstrom wird auf bekannte Weise durch einen Luftmassenmesser 34 gesteuert.

[0025] Im Abgassystem 32 sind hier ein oder mehrere Abgasbehandlungsanlagen 36 vorgesehen, beispielsweise herkömmliche Katalysatoren oder Rußpartikelfilter, die Schadstoffe aus dem Abgas aufnehmen.

[0026] Der Kraftstoff wird der Hochdruckpumpe 18 bzw. den zweiten Injektoren 24 aus einem Kraftstofftank 38 zugeführt. Eine mit dem Kraftstofftank 38 verbundene Kraftstoffleitung verzweigt sich in eine Kraftstoffleitung 44, die zu den zweiten Injektoren 24 führt, und eine Kraftstoffleitung 46, die zur Hochdruckpumpe 18 und zu den ersten Injektoren 16 führt. Ein Ventil 40, das in der Kraftstoffleitung 46 stromaufwärts der Hochdruckpumpe 18 angeordnet ist, erlaubt eine Abschaltung des Kraftstoffflusses zu den ersten Injektoren 16.

[0027] Der Einspritzdruck für die zweiten Injektoren 24 wird hier alleine über eine Kraftstoff-Vorförderpumpe 42 erzeugt, die den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank 38 auch zur Hochdruckpumpe 18 fördert.

[0028] Die Einspritzung über die zweiten Injektoren 24 wird durch Ventile der Injektoren 24 kontrolliert. Es wäre auch möglich, in der Kraftstoffleitung 44 vom Kraftstofftank 38 zu den zweiten Injektoren 24 ein weiteres Ventil einzusetzen oder das Ventil 40 an die Verzweigung der Kraftstoffleitungen 44, 46 zu platzieren und es beispielsweise als 3/2-Wege-Ventil auszubilden, um einen Kraftstoffzufluss wahlweise zur Hochdruckpumpe 18 oder zu den zweiten Injektoren 24 freizugeben oder zu verschließen.

[0029] Ein Wasser-Vorratsbehälter 48 ist über eine Wasserförderpumpe 50 und ein Wasserzuleitungs-Ventil 52 in einer Wasserzuleitung 54 mit der Hochdruckpumpe 18 verbunden. Das Wasserzuleitungs-Ventil 52 ist als Dosierventil ausgebildet, sodass die der Wasserfluss zur Hochdruckpumpe 18 und darüber die eingespritzte Wassermenge variiert werden kann. Der notwendige Vorförderdruck lässt sich über die Wasserförderpumpe 50 einstellen, diese kann z.B. einen Druck von etwa 1 bis 10 bar erzeugen. Der Wasser-Vorratsbehälter 48 hat beispielsweise ein Volumen von 8 bis 10 Litern.

[0030] Die Ansteuerung der zweiten Injektoren 24, optional der ersten Injektoren 16, des Kraftstoffzuleitungs-Ventils 40, des Wasserzuleitungs-Ventils 52 sowie der Wasserförderpumpe 50 wird hier von einer Steuereinheit 56 übernommen, die über Steuerleitungen 58 mit diesen Komponenten kommunizieren kann (in der Figur 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine der Leitungen mit einem Bezugszeichen versehen).

[0031] Die Steuereinheit 56 erhält auch Informationen von einem Drucksensor 60, der stromaufwärts des Wasserzuleitungs-Ventils 52 in der Wasserzuleitung 54 angeordnet ist, sowie von einem Temperatursensor 62, der die Temperatur des Wassers im Wasser-Vorratsbehälter 48 misst. Ein Füllstandmesser 64 überwacht den Füllstand des Wassers im Wasser-Vorratsbehälter 48 und meldet diesen ebenfalls an die Steuereinheit 56.

[0032] Der Einlass der Wasserzuleitung 54 ist hier durch einen Filter 66 geschützt, der Verschmutzungen aus dem Wasser ausfiltert.

[0033] Optional ist eine Heizung 68 für die Beheizung des Wassers im Wasser-Vorratsbehälter 48 vorgesehen, um dieses bei niedrigen Umgebungstemperaturen am Einfrieren zu hindern bzw. bei niedrigen Umgebungstemperaturen beim Starten des Fahrzeugs aufzutauen. Die Heizung wird hier ebenfalls über die Steuereinheit 56 gesteuert.

[0034] Das System 10 kann so geschaltet werden, dass Kraftstoff wahlweise durch die ersten Injektoren 16 mit hohem Druck direkt in die Brennkammern 14 oder alternativ unter niedrigem Druck über die zweiten Injektoren 24 in die Saugrohrabschnitte 22 eingespritzt wird und von dort mit dem den Brennkammern 14 zugeführten Luftstrom in die Brennkammern 14 gelangt.

[0035] In diesem Beispiel wird Kraftstoff entweder über die ersten Injektoren 16 oder über die zweiten Injektoren 24 zugeführt. Die Wahl der Kraftstoffinjektion ist, wie im Folgenden noch beschrieben wird, abhängig vom Lastbereich oder Betriebsmodus, in dem die Verbrennungskraftmaschine 12 gerade arbeitet.

[0036] Über die Wasserzuleitung 54 kann Wasser dem über die ersten Injektoren 16 direkt in die Brennkammern 14 eingespritzten Kraftstoff beigemischt werden. Die Vermischung erfolgt hier direkt in der Hochdruckpumpe 18 oder in einer Zuleitung direkt stromaufwärts der Hochdruckpumpe 18. Die Verschaltung ist so ausgeführt, dass Wasser auch dann zur Hochdruckpumpe 18 gelangt, wenn das Kraftstoffzuleitungs-Ventil 40 geschlossen ist und der Kraftstoff ausschließlich über die zweiten Injektoren 24 in die Saugrohrabschnitte 22 eingespritzt wird. In diesem Fall ist es auch möglich, dass Timing der Wassereinspritzung so zu wählen, dass diese nicht zeitgleich mit der Kraftstoffeinspritzung erfolgt.

[0037] Die Wassereinspritzung wird nur in bestimmten Lastbereichen zugeschaltet, in denen eine Leistungsverbesserung durch die Wasserzufuhr erreicht werden kann. Außerdem wird die Wasserzufuhr abgestellt, wenn der Füllstandsmesser 64 einen zu niedrigen Füllstand bzw. der Temperatursensor 62 eine zu niedrige Temperatur im Wasser-Vorratsbehälter 48 meldet, bei der die Gefahr des Einfrierens besteht.

[0038] In Figur 2 ist dargestellt, wie über das System 10 die Wasser- und Kraftstoffeinspritzung in verschiedenen Lastbereichen der Verbrennungskraftmaschine 12 variiert werden kann.

[0039] Beispielhaft sind vier Lastbereiche bzw. Betriebsmodi angeführt. Die Details der einzelnen Lastbereiche sind natürlich im Ermessen des Fachmanns variabel.

[0040] Einspritzung über die ersten Injektoren 16 ist mit einem "B" gekennzeichnet, Einspritzung über die zweiten Injektoren 24 mit einem "S".

[0041] In einem ersten Lastbereich bzw. Betriebsmodus I, der einem Kaltstart der Verbrennungskraftmaschine entspricht, aber auch alternativ während des Betriebs des Kraftfahrzeugs einem Zustand, in dem eine Regenerierung der Abgasbehandlungsanlagen 36 vorgenommen werden soll, wird der Kraftstoff ausschließlich über die ersten Injektoren 16 in die Brennkammern 14 eingespritzt. Es erfolgt keine Wassereinleitung. In diesen Betriebsmodi ist eine schnelle Erwärmung der Verbrennungskraftmaschine 12 bzw. eine hohe Abgastemperatur erwünscht.

[0042] In einem zweiten Lastbereich II, der in einem mittleren Drehzahlbereich und bei einem Drehmoment unterhalb der Volllast der Verbrennungskraftmaschine 12 liegt (im Beispiel der Figur 2 unterhalb von etwa 4.000 1/min und unterhalb von etwa 200 Nm), erfolgt ebenfalls keine Wassereinspritzung, der Kraftstoff wird aber vollständig über die zweiten Injektoren 24 in die Saugrohrabschnitte 22 vor den Brennkammern 14 eingespritzt. Das Kraftstoffzuleitungs-Ventil 40 in der Kraftstoffleitung 44 ist geschlossen. Die Hochdruckpumpe 18 kann in diesem Fall abgeschaltet sein.

[0043] In einem dritten Lastbereich III, der ebenfalls in einem mittleren Drehzahlbereich, aber bei einer höheren Last, insbesondere bei Volllast liegt (im Beispiel der Figur 2 unterhalb von etwa4.000 1/min und bei Drehmomenten von oberhalb ca. 200 Nm), erfolgt die Kraftstoffeinspritzung weiterhin ausschließlich über die zweiten Injektoren 24 in die Saugrohrabschnitte 22 vor der Brennkammer 14, es wird aber gleichzeitig Wasser über die ersten Injektoren 16 in die Brennkammern 14 eingespritzt. Wasser wird jetzt über die Wasserförderpumpe 50, das Wasserzuleitungs-Ventil 52 und die Hochdruckpumpe 18 aus dem Wasser-Vorratsbehälter 48 zu den ersten Injektoren 16 gefördert und mit hohem Einspritzdruck in die Brennkammern 14 eingespritzt. Dort kann es eine Kühlwirkung entfalten und so die Verbrennung in den Brennkammern 14 positiv beeinflussen.

[0044] In einem vierten Lastbereich IV schließlich, der hier bei hoher Drehzahl und vorzugsweise ebenfalls bei Volllast liegt (oberhalb von etwa 4.000 1/min und bei Drehmomenten oberhalb von etwa 150 Nm), wird schließlich die Wassereinspritzung über die ersten Injektoren 16 beibehalten, die Kraftstoffeinspritzung wechselt jedoch von den zweiten Injektoren 24 auf die ersten Injektoren 16. Kraftstoff und Wasser werden in bzw. vor der Hochdruckpumpe 18 gemischt. Die Menge des einzuspritzenden Wassers wird über Regelung des Durchflusses durch das Wasserzuleitungs-Ventil 52 durch die Steuereinheit 56 festgelegt. Das Gemisch aus Wasser und Kraftstoff wird über die ersten Injektoren 16 in die Brennkammern 14 eingespritzt.

[0045] Die einzuspritzende Wassermenge kann z.B. auch innerhalb der Lastbereiche noch in einem gewissen Rahmen variiert werden, um den Verbrennungsprozess optimal einzustellen.


Ansprüche

1. System zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine (12) mit ersten Injektoren (16), die jeweils eine Flüssigkeit direkt in eine Brennkammer (14) der Verbrennungskraftmaschine (12) einspritzen und mit zweiten Injektoren (24), die jeweils eine Flüssigkeit in ein Saugrohr (20) vor der Brennkammer (14) einspritzen,
mit wenigstens einem zwischen einem Kraftstofftank (38) und den ersten und zweiten Injektoren (24) angeordneten Kraftstoffzuleitungs-Ventil (40) und
einem zwischen einem Wasservorratsbehälter (48) und den ersten Injektoren (16) angeordneten Wasserzuleitungs-Ventil (52),
wobei das Kraftstoffzuleitungs-Ventil (40) und das Wasser-Zuleitungsventil (52) so schaltbar sind, dass die ersten Injektoren (16) sowohl in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank (38) als auch mit dem Wasservorratsbehälter (48) bringbar sind und
die zweiten Injektoren (24) in Strömungsverbindung mit dem Kraftstofftank (38) bringbar sind.
 
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den ersten Injektoren (16) eine Hochdruckpumpe (18) vorgeschaltet ist, die über das Kraftstoffzuleitungs-Ventil (40) mit dem Kraftstofftank (38) und über das Wasserzuleitungs-Ventil (52) mit dem Wasservorratsbehälter (48) in Strömungsverbindung bringbar ist.
 
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserzuleitungs-Ventil (52) ein Dosierventil ist, über das die Wassereinspritzung bis zu einem vorbestimmten Maximalfluss frei einstellbar ist.
 
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Hochdruckpumpe (18) vorgeschaltete Kraftstoff-Vorförderpumpe (42) vorgesehen ist, die den Einspritzdruck für die zweiten Injektoren (24) erzeugt.
 
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wasserförderpumpe (50) zwischen den WasserVorratsbehälter (48) und das Wasserzuleitungs-Ventil (52) geschaltet ist, die Wasser zur Hochdruckpumpe (18) fördert.
 
6. Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Verbrennungskraftmaschine, insbesondere zum Betrieb eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem nur in bestimmten Lastbereichen der Verbrennungskraftmaschine (12) Wasser über erste Injektoren (16) in Brennkammern (14) der Verbrennungskraftmaschine (12) eingespritzt wird sowie
Kraftstoff abhängig vom Lastbereich entweder über die ersten Injektoren (16) direkt in die Brennkammern (14) der Verbrennungskraftmaschine (12) oder über zweite Injektoren (24) in ein Saugrohr (20) stromaufwärts der Brennkammern (14) eingespritzt wird.
 
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Lastbereich insbesondere beim Start der Verbrennungskraftmaschine (12) kein Wasser eingespritzt wird und Kraftstoff ausschließlich über die ersten Injektoren (16) in die Brennkammern (14) eingespritzt wird.
 
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Lastbereich, der insbesondere in einem mittleren Drehzahlbereich unterhalb der Volllast liegt, kein Wasser eingespritzt wird und Kraftstoff ausschließlich über die zweiten Injektoren (24) in das Saugrohr (20) eingespritzt wird.
 
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dritten Lastbereich, der insbesondere in einem mittleren Drehzahlbereich im Wesentlichen bei Volllast liegt, Wasser über die ersten Injektoren (16) in die Brennkammern (14) eingespritzt wird und Kraftstoff ausschließlich über die zweiten Injektoren (24) in das Saugrohr (20) eingespritzt wird.
 
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem vierten Lastbereich, der insbesondere in einem hohen Drehzahlbereich im Wesentlichen bei Volllast liegt, Wasser und Kraftstoff über die ersten Injektoren (16) in die Brennkammern (14) eingespritzt werden.
 




Zeichnung