相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2016年1月28日提交的德國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?02016201276.2和2016年1月28日提交的德國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?02016201277.0，的優(yōu)先權(quán)。為了所有目的，上面提及的申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)部以引用方式被完全并入本文。

本發(fā)明大體涉及用于制作可用水并將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)能夠通過(guò)水到要被燃燒的空氣/燃料混合氣內(nèi)的計(jì)量的引入進(jìn)行優(yōu)化。這基本上已經(jīng)被知曉幾十年，并且對(duì)應(yīng)的示例性實(shí)施例能夠尤其發(fā)現(xiàn)于第二世界大戰(zhàn)的飛行器中或60年代早期的奧茲莫比爾乘用車(chē)中。在當(dāng)今時(shí)代，經(jīng)濟(jì)性實(shí)驗(yàn)已經(jīng)確認(rèn)水噴射同樣對(duì)于直噴火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的可能。

在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，水的引入尤其抑制發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震。因此，特別是在增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力能夠被增加和/或其效率被增加。在火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，水到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的引入實(shí)際上提供了可從水噴射獲得的所有優(yōu)點(diǎn)。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)將水引入到充氣內(nèi)，特別地減少碳煙和/或nox的排放是可能的。然而，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，與燃料分開(kāi)或利用燃料乳化的水到燃燒室內(nèi)的更昂貴的直接噴射通常需要實(shí)現(xiàn)可從水噴射獲得的所有優(yōu)點(diǎn)。

到目前為止，盡管已知的優(yōu)點(diǎn)，用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的系統(tǒng)還未在大規(guī)模生產(chǎn)的乘用車(chē)中變得平常。原因是例如額外的成本、額外的質(zhì)量、和為乘用車(chē)配備用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)所需的安裝空間。由顧客提供足夠的水供應(yīng)的形式的進(jìn)一步運(yùn)轉(zhuǎn)介質(zhì)的要求還會(huì)不利地影響顧客滿意度，并且因此影響車(chē)輛制造商試圖將具有將水引入到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的系統(tǒng)的車(chē)輛的投放到市場(chǎng)上的經(jīng)濟(jì)性成功。然而，用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的各種系統(tǒng)已經(jīng)被描述。

us4503813a描述了用于從排氣凝結(jié)水以便制作用于引入到進(jìn)氣區(qū)段內(nèi)的可用水的設(shè)備(設(shè)備/設(shè)置/布置/arrangement)。描述給出了尤其將凝結(jié)裝置布置在貯存容器上方，使得凝結(jié)的水在重力下流入貯存容器。

us20040103859a1描述了用于將水引入到進(jìn)氣區(qū)段內(nèi)的設(shè)備。在該設(shè)備中，水貯存容器被布置在水噴射噴嘴上方，使得水能夠在重力下流入噴射噴嘴。

wo2004025108a1描述了用于將液體添加劑(鈰鹽)引入到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的裝置。

us8375899b2描述了一種燃料系統(tǒng)，其中除了燃料外，水也被引入到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。水從排氣區(qū)段或車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)被凝結(jié)，并被收集在燃料箱的分離部分中。收集的水通過(guò)直接噴射被引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。

us20110168128a1描述了從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的排氣凝結(jié)水并通過(guò)直接噴射將它供給到發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。值得一提的是，取決于燃料，水能夠與燃料混合并連同它一起被供給到發(fā)動(dòng)機(jī)。

de102007050511a1描述了用于使水從車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中析出(precipitate)出來(lái)以便將它引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的方法。

us8820270b2描述了用于將水噴射到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的設(shè)備和用于使水從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣析出的裝置。

us4279223a描述了用于使水從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣析出的裝置和設(shè)備。析出的水然后被供給到更改的蒸發(fā)器，并且以此方式最終被供給到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

ep2657473a2描述了用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的排氣或從空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)回收水的裝置。利用泵使回收的水可用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

us20110138793a1描述了用于從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣凝結(jié)并析出水的裝置。收集的水利用泵被供給到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料進(jìn)口，并且在所述進(jìn)口處與燃料混合。

此外，水供應(yīng)結(jié)冰的風(fēng)險(xiǎn)需要結(jié)構(gòu)預(yù)防。之前提出的系統(tǒng)(諸如電加熱器)也需要進(jìn)一步的設(shè)備復(fù)雜性、增加的成本，并且?guī)?lái)進(jìn)一步的缺點(diǎn)(諸如車(chē)輛電池的放電或由于所需電力的產(chǎn)生的增加的燃料消耗)。

us8286615描述了具有一體的水冷式增壓空氣冷卻器的進(jìn)氣歧管。us6619274描述了用于v形布置的舷外馬達(dá)的進(jìn)口冷卻系統(tǒng)，其中進(jìn)口冷卻系統(tǒng)被布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的v形中。jph06123225a也描述了用于舷外馬達(dá)的進(jìn)口冷卻系統(tǒng)。文章"hpamotorsports3.2vr6performanceupgrades"描述了具有集成的增壓空氣冷卻器的進(jìn)氣橋。

然而，發(fā)明人在此已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這類系統(tǒng)的潛在問(wèn)題。作為一個(gè)示例，當(dāng)水被要求用于輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口區(qū)域內(nèi)時(shí)防止水結(jié)冰的用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的具有極少結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的設(shè)備還未被知曉。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)示例中，上述問(wèn)題可以通過(guò)一種系統(tǒng)來(lái)解決，所述系統(tǒng)包含：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣歧管；節(jié)流閥，其被布置在進(jìn)氣歧管進(jìn)口與所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間；水進(jìn)口，其在所述節(jié)流閥的下游被連接至所述進(jìn)氣歧管，并且具有文氏管?chē)娮?，所述文氏管?chē)娮毂获罱又帘辉O(shè)置在所述水進(jìn)口上方的第一水容器的下部區(qū)域；旁通閥，其被設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管進(jìn)口與所述水進(jìn)口之間；以及控制機(jī)構(gòu)，其被連接至所述旁通閥以依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷而打開(kāi)它，從而在所述文氏管?chē)娮焯幰鹌仁顾M(jìn)入所述進(jìn)氣歧管的壓力下降。以此方式，可獲得用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的制造起來(lái)成本有效且需要小安裝空間的設(shè)備。另外，藉由通過(guò)文氏管?chē)娮煲胨梢詫?shí)現(xiàn)比通過(guò)僅依賴于重力供給所能實(shí)現(xiàn)的更高的水流和更多的霧化。此外，霧化的水可以從進(jìn)氣歧管直接進(jìn)入燃燒室，并在燃燒室內(nèi)蒸發(fā)，從而引起冷卻。在一些現(xiàn)有方案中，水被噴射在熱進(jìn)氣門(mén)的背側(cè)上(進(jìn)氣道噴射)，并且汽化潛熱受損失，因?yàn)橐恍┎糠炙谶M(jìn)氣門(mén)上而非在燃燒室中汽化。此外，需要泵、壓力管路和用于每個(gè)燃燒室的噴射器來(lái)噴射水。在其他方案中，噴射器被放置在每個(gè)燃燒室內(nèi)。這些方案需要高壓泵、高壓管路和每個(gè)燃燒室中的噴射器。

作為一個(gè)示例，第一水容器可以被導(dǎo)熱地連接至進(jìn)氣歧管，并且可以形成一體的進(jìn)口部件。以此方式，熱可以從流過(guò)進(jìn)氣歧管的空氣被傳遞到第一水容器中的水，以當(dāng)水被要求用于輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)時(shí)防止水結(jié)冰。另外，控制器可以控制旁通閥的致動(dòng)，使得水在選定的發(fā)動(dòng)機(jī)工況下而不在其他發(fā)動(dòng)機(jī)工況下被輸送。以此方式，該設(shè)備以無(wú)泵的方式并且在沒(méi)有額外的加熱元件的情況下提供了水到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域的輸送。

應(yīng)當(dāng)理解，提供以上概述是為了以簡(jiǎn)化的形式介紹一些概念，這些概念在具體實(shí)施方式中被進(jìn)一步描述。這并不意味著確定所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或基本特征，要求保護(hù)的主題的范圍被緊隨具體實(shí)施方式之后的權(quán)利要求唯一地限定。此外，要求保護(hù)的主題不限于解決在上面或在本公開(kāi)的任何部分中提及的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的用于制作可用水并將它引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的設(shè)備的示意圖。

圖2示出了用于將水輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口區(qū)域內(nèi)的設(shè)備的示例性實(shí)施例的示意描繪。

圖3是用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的示例方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下描述涉及用于存儲(chǔ)水并將它輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的設(shè)備和方法。在此背景下，術(shù)語(yǔ)“水”要被理解為還指的是水和適于有利地影響內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒或具有其他期望性質(zhì)的其他物質(zhì)(諸如甲醇或乙醇)的混合物。此外，在下文中，詞語(yǔ)“進(jìn)氣歧管”、“吸氣歧管”、“進(jìn)氣管”和“進(jìn)口區(qū)域”以相同意義進(jìn)行使用。如在圖1和2中示出的，該設(shè)備可以包含第一水容器、用于將水輸入到進(jìn)氣歧管內(nèi)的水進(jìn)口、和被布置在進(jìn)氣歧管進(jìn)口與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間的節(jié)流閥。第一水容器被布置在比水進(jìn)口更高的點(diǎn)處，并且水進(jìn)口在節(jié)流閥的下游通向進(jìn)氣歧管。第一水容器的下部區(qū)域被流體地連接至水進(jìn)口，并且第一水容器的上部區(qū)域在節(jié)流閥的下游被流體地連接至進(jìn)氣歧管。在圖1的示例實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管的在節(jié)流閥上游的區(qū)域經(jīng)由旁路被流體地連接至水進(jìn)口。可切換閥被布置在旁路中，具有它能夠中斷旁路的結(jié)果。在圖2的示例實(shí)施例中，進(jìn)氣歧管的在節(jié)流閥下游的區(qū)域經(jīng)由可切換閥被布置在其中的管路被流體地連接至水進(jìn)口。在兩個(gè)實(shí)施例中，取決于位置，可切換閥能夠完全或部分地啟用或阻止水通過(guò)水進(jìn)口的流動(dòng)?？刂蒲b置可以致動(dòng)可切換閥，以便例如根據(jù)圖3的方法在某些發(fā)動(dòng)機(jī)工況下將水輸送到進(jìn)氣歧管。以此方式，根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備能夠以成本有效且節(jié)省空間的方式被安裝在車(chē)輛中，以便允許水以無(wú)泵的方式被引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)。

在根據(jù)本公開(kāi)的裝置中，第一水容器和進(jìn)氣歧管能夠以導(dǎo)熱的方式被連接。具體地，第一水容器核進(jìn)氣歧管能夠被體現(xiàn)(embody)為一個(gè)集成的部件，如在圖2的示例實(shí)施例中更詳細(xì)地圖示的。例如，第一水容器可以特別地與至少一個(gè)集氣室和/或進(jìn)氣歧管的至少一個(gè)進(jìn)口管道導(dǎo)熱地連接，其中第一水容器和至少一個(gè)集氣室和/或進(jìn)口管道也可以形成一體的進(jìn)口部件。

熱可以從流過(guò)進(jìn)氣歧管的空氣被傳遞到存在于水容器中的水。特別地在增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，該空氣的溫度通常在環(huán)境溫度之上。如果在流過(guò)增壓組件的壓縮機(jī)和任何增壓空氣冷卻器之后空氣的溫度仍然位于水的冰點(diǎn)(例如，0℃)之下，通常不指示到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的水噴射。因此，借助于根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備，確保了當(dāng)水被要求用于輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)時(shí)水不結(jié)冰。

在本公開(kāi)的有利實(shí)施例中，用于提供水以便輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的設(shè)備包含到至少一個(gè)水容器的供應(yīng)管路和被布置在供應(yīng)管路中或上的止回閥。如果水容器中的壓力上升至環(huán)境壓力之上，止回閥可以阻止水或空氣從水容器流回到供應(yīng)管路內(nèi)。

根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備還可以包含在到水容器的供應(yīng)管路中或上的加注水平閥。這可以防止太多的水流過(guò)供應(yīng)管路到達(dá)水容器以致于水容器中的水水平位于水水平的閾值值之上。加注水平閥可以例如被形成為浮閥。它也可以配置為具有止回閥的結(jié)構(gòu)單元。

根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備也能夠額外地包含用于收集水的第二水容器，如在圖1中圖示的。第二水容器可以在上部區(qū)域中具有允許壓力與周?chē)h(huán)境(例如，大氣壓力)相等的開(kāi)口。在此背景下，第二水容器可以被布置在比第一水容器更低的垂直高度處。第二水容器的下部區(qū)域可以經(jīng)由管路被流體地連接至第一水容器的上部區(qū)域，其中止逆閥可以以如下方式被布置在管路中：流體(例如，水和/或空氣)能夠從第二水容器流至第一水容器但是不能從第一水容器流至第二水容器。第二水容器到周?chē)h(huán)境的開(kāi)口用來(lái)使壓力相等，由于當(dāng)流體從第二容器被供給時(shí)，空氣能夠從周?chē)h(huán)境流過(guò)該開(kāi)口。到周?chē)h(huán)境的開(kāi)口在這里也能夠被配置為溢流管，如果第二水容器已經(jīng)到達(dá)結(jié)構(gòu)上提供的設(shè)定點(diǎn)加注水平，通過(guò)該溢流管能夠避免析出的水的回行。

根據(jù)本公開(kāi)的用于制作可用水的設(shè)備還能夠包含空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣冷卻部件。在這樣的情況下，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的意圖例如用于車(chē)輛車(chē)廂的空氣在其處被冷卻的部件被布置在比第二水容器更高的點(diǎn)處。在通常的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，用于冷卻空氣的該部件是蒸發(fā)器。由于空氣在該蒸發(fā)器處被冷卻，水在所述蒸發(fā)器處從空氣中凝結(jié)出來(lái)。使得凝結(jié)的水能夠在重力下流入第二水容器，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的蒸發(fā)器被布置在第二水容器上方。用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的通常的蒸發(fā)器以如下方式進(jìn)行配置：凝結(jié)的水在重力下通過(guò)外殼的排出部而被引導(dǎo)遠(yuǎn)離進(jìn)入開(kāi)放的大氣。

在根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備中，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣冷卻部件和第二水容器以如下方式被流體地連接至彼此：通過(guò)空氣冷卻部件凝結(jié)的水能夠流入第二水容器。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚的是，在空氣不在蒸發(fā)器處被冷卻的不常見(jiàn)的空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)的情況下，空氣在其處被冷卻的另一空氣調(diào)節(jié)代替根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備中的蒸發(fā)器。

根據(jù)本公開(kāi)的用于制作可用水的設(shè)備還能夠包含排氣再循環(huán)裝置(egr)的被設(shè)計(jì)為使水析出的部件。排氣再循環(huán)裝置的被設(shè)計(jì)為使水析出的部件然后被布置在比第二水容器更高的點(diǎn)處，因?yàn)槲龀龅乃谥亓ο铝魅氲诙萜?。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚的是，特別地，排氣再循環(huán)裝置(egr冷卻器)的冷卻器適于被設(shè)計(jì)為使水析出。在這樣的情況下，egr冷卻器被布置在比第二水容器更高的點(diǎn)處，因?yàn)樗畯呐艢獗荒Y(jié)在冷卻器中，并且因此從排氣被析出。這樣的egr冷卻器也可以被設(shè)計(jì)為引導(dǎo)凝結(jié)的水離開(kāi)。如果根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備包含排氣再循環(huán)裝置，排氣再循環(huán)裝置的被設(shè)計(jì)為使水析出的部件和第二水容器以如下方式被流體地連接至彼此：被凝結(jié)在被設(shè)計(jì)為使水析出的部件中的水能夠流入第二水容器。

在根據(jù)本公開(kāi)的用于制作可用水的設(shè)備中，被布置在比第二水容器更高的點(diǎn)處的排氣區(qū)段也能夠被額外地提供，其中排氣區(qū)段和第二水容器以如下方式被流體地連接至彼此：被凝結(jié)在排氣區(qū)段中的水能夠流入第二水容器。

用于控制根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備的控制裝置也是本公開(kāi)的一部分?？刂蒲b置可以以如下方式進(jìn)行體現(xiàn)：它能夠?qū)⒃O(shè)備改變?yōu)榈谝粻顟B(tài)并且改變?yōu)榈诙顟B(tài)。在第一狀態(tài)下，可切換閥被關(guān)閉，并且進(jìn)氣歧管中的壓力高于環(huán)境壓力(增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。在圖1的實(shí)施例中，在該狀態(tài)下，相同的壓力在第一水容器中、在節(jié)流閥下游的進(jìn)氣歧管中、和在水進(jìn)口中發(fā)生，具有水不能從第一水容器被引入到進(jìn)氣歧管內(nèi)的結(jié)果。在圖2的實(shí)施例中，在該狀態(tài)下，被關(guān)閉的可切換閥阻塞水從第一水容器到水進(jìn)口的流動(dòng)。該狀態(tài)因此表明不引入水的增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式。

在第二狀態(tài)下，可切換閥被打開(kāi)，并且進(jìn)氣歧管中的壓力高于環(huán)境壓力(增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式)。在該狀態(tài)下，借助于重力和跨過(guò)水進(jìn)口的壓力梯度的結(jié)合，水通過(guò)水進(jìn)口從第一水容器被引入到進(jìn)氣歧管內(nèi)。該狀態(tài)因此表明引入水的增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式。

根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備的用于在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式下將水引入到進(jìn)氣歧管內(nèi)的行為是類似的。在吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，通常，水的引入不被期望。因此，在吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式下，可切換閥能夠特別被保持關(guān)閉，具有水不被引入到進(jìn)氣歧管內(nèi)的結(jié)果。

在控制裝置的進(jìn)一步改進(jìn)中，所述裝置還能夠以如下方式進(jìn)行體現(xiàn)：它能夠?qū)⒃O(shè)備改變?yōu)榈谌隣顟B(tài)，在第三狀態(tài)下節(jié)流閥下游的壓力低于環(huán)境壓力(吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式)并且可切換閥閥被關(guān)閉。來(lái)自進(jìn)氣歧管的壓力因此也在第一水容器中進(jìn)行設(shè)定，并且低于第二水容器中的壓力。如果壓差足以克服重力，水從第二水容器被輸送到第一水容器內(nèi)。

取決于該設(shè)備的設(shè)計(jì)，控制裝置能夠以不同的方式適于相應(yīng)設(shè)備的致動(dòng)?？刂蒲b置能夠包含不同的控制裝置，或能夠例如作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元被集成到這樣的裝置內(nèi)。

根據(jù)本公開(kāi)的車(chē)輛包含內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)和根據(jù)本公開(kāi)的用于將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣區(qū)域內(nèi)的設(shè)備。車(chē)輛能夠額外地包含用于控制該設(shè)備的控制裝置。車(chē)輛可以是乘用車(chē)或卡車(chē)。然而，作為船只(船艇或艦艇)、作為軌道車(chē)輛、或作為摩托車(chē)的實(shí)施例也是可想到的。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖，圖1以示例的方式示出了根據(jù)本公開(kāi)的用于制作可用水并將水引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(vm)103的進(jìn)氣歧管115內(nèi)的設(shè)備。這種類型的設(shè)備能夠被安裝在例如車(chē)輛中。第一水容器101在這里被體現(xiàn)為與進(jìn)氣歧管115一起的一體部件。借助于作為一體部件的實(shí)施例，熱能夠從內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103或進(jìn)氣歧管115被有利地傳遞到第一水容器101，并且因此能夠防止第一水容器101中的水結(jié)冰，或結(jié)冰的水能夠被融化。節(jié)流閥112也在升壓裝置(諸如渦輪增壓器50或機(jī)械增壓器)的壓縮機(jī)126的下游被布置在進(jìn)氣歧管115中。壓縮機(jī)126可以由被布置在排氣區(qū)段119中的排氣渦輪(未示出)至少部分地提供動(dòng)力。壓縮機(jī)126可以經(jīng)由軸56被耦接至排氣渦輪。替代地，如果渦輪增壓器50是機(jī)械增壓器，壓縮機(jī)126可以被機(jī)械地驅(qū)動(dòng)(例如，帶驅(qū)動(dòng))、被電動(dòng)地驅(qū)動(dòng)、或其組合。壓縮機(jī)126可以被配置為吸入大氣壓力下的進(jìn)氣113并且將它升壓至更高的壓力(例如，高于大氣壓力)。在由壓縮機(jī)126進(jìn)行壓縮之后，空氣可以流過(guò)增壓空氣冷卻器156，以便經(jīng)由進(jìn)氣歧管115輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103。利用升壓的進(jìn)氣，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的增壓模式可以被執(zhí)行。

進(jìn)氣113流過(guò)進(jìn)氣歧管115，并且經(jīng)過(guò)節(jié)流閥112進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103。在節(jié)流閥112的上游且在增壓空氣冷卻器156的下游，進(jìn)氣113處于壓力pv。壓力pv通常也被稱為增壓壓力。在節(jié)流閥112的下游，進(jìn)氣113處于壓力ps，該壓力ps通常也被稱為進(jìn)氣管壓力。取決于節(jié)流閥112和進(jìn)氣113的質(zhì)量流量的設(shè)定，ps在更大或更小的程度上在pv之下。如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)是增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)，pv和ps也能夠在環(huán)境壓力pu之上。

第一水容器101的下部區(qū)域通過(guò)第一管路106被流體地連接至水進(jìn)口107。因此，水能夠從第一水容器101流至水進(jìn)口107。第一水容器101的上部區(qū)域通過(guò)第二管路102被流體地連接至進(jìn)氣歧管115的在節(jié)流閥112下游的區(qū)域。因此，壓力ps也在第一水容器101中進(jìn)行設(shè)定。

水進(jìn)口107在節(jié)流閥112的下游被布置在進(jìn)氣管115中。水進(jìn)口107也被布置在第一水容器101下方，具有水在重力下從第一水容器101流至水進(jìn)口107的結(jié)果。

第三管路111將進(jìn)氣歧管115的在節(jié)流閥112上游的區(qū)域流體地連接至水進(jìn)口107。旁通閥109被布置在第三管路111中。所述旁通閥109具有可切換設(shè)計(jì)(例如，變換閥)，具有它能夠關(guān)閉或打開(kāi)第三管路111的結(jié)果。如果旁通閥109被打開(kāi)，節(jié)流閥112上游的進(jìn)氣113的壓力pv呈現(xiàn)于水進(jìn)口107處，所述壓力pv在壓力ps之上。通過(guò)水進(jìn)口107的合適設(shè)計(jì)，該壓力梯度能夠被用來(lái)通過(guò)水進(jìn)口107將水從第一水容器101引入到進(jìn)氣歧管115內(nèi)。例如，水進(jìn)口107可以是文氏管?chē)娮欤沟脧牡谌苈?11流過(guò)噴嘴的空氣能夠有利地產(chǎn)生壓降，以便來(lái)自第一管路106的水被拉入到進(jìn)氣113的氣流內(nèi)并且被輸送到進(jìn)氣歧管115內(nèi)。這是比僅依賴于重力供給更有效的輸送系統(tǒng)。通過(guò)文氏管?chē)娮斓氖褂茫叩乃魉俦粚?shí)現(xiàn)，并且進(jìn)入進(jìn)氣歧管的水的霧化改善。

在該示例中，旁通閥109通過(guò)控制裝置110被打開(kāi)或關(guān)閉。在該示例中，當(dāng)旁通閥109在開(kāi)啟狀態(tài)下時(shí)，水通過(guò)水進(jìn)口107的文氏管?chē)娮毂惠斔偷竭M(jìn)氣歧管115。控制裝置110通過(guò)控制旁通閥109來(lái)控制與發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和溫度)有關(guān)的被輸送的水量，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)103的運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，水如在上面描述那樣被輸送，以實(shí)現(xiàn)以下發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)目的中的一個(gè)或更多個(gè)。

一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)目的是避免點(diǎn)火爆震。從進(jìn)氣歧管進(jìn)入每個(gè)燃燒室的霧化的水在高溫燃燒室中汽化。水的狀態(tài)的改變對(duì)燃燒室進(jìn)行冷卻。即，汽化潛熱對(duì)燃燒室進(jìn)行冷卻，并且相應(yīng)地避免點(diǎn)火爆震。這實(shí)現(xiàn)來(lái)自壓縮機(jī)126的更高壓縮。由于更多空氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)，更高的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩可以被實(shí)現(xiàn)。同樣地，點(diǎn)火正時(shí)可以被提前以實(shí)現(xiàn)更高的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩。

水可以響應(yīng)于在更高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷下的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而通過(guò)文氏管?chē)娮毂灰?。更高的?fù)荷可以通過(guò)諸如藉由被設(shè)置在進(jìn)氣歧管進(jìn)口中的質(zhì)量空氣流量傳感器的進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量空氣流量的確定或來(lái)自被設(shè)置在進(jìn)氣歧管中的壓力傳感器的確定和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速密度計(jì)算的使用來(lái)檢測(cè)。水也可以響應(yīng)于來(lái)自爆震傳感器(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)傳感器或被耦接至一個(gè)或更多個(gè)燃燒室的壓力傳感器)的點(diǎn)火爆震的檢測(cè)而被引入。

將水引入到進(jìn)氣歧管的另一發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)目的是防止當(dāng)燃燒室的表面可能足夠熱以至于在有點(diǎn)火火花來(lái)自火花塞之前點(diǎn)燃汽油燃料時(shí)的提前點(diǎn)火。另一發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)目的是避免響應(yīng)于增加的扭矩需求(諸如節(jié)氣門(mén)位置的突然改變)的爆震。其他發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)目的是：實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋，包括稀釋劑(諸如水和再循環(huán)的排氣)的最佳組合；減少氮氧化物的排放；或減少在燃燒之后留在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的殘余氣體。

在圖示的示例中，控制裝置110以它被集成到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)內(nèi)的方式進(jìn)行體現(xiàn)。例如，控制裝置110可以是微型計(jì)算機(jī)，該微型計(jì)算機(jī)包含微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)數(shù)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，只讀存儲(chǔ)器芯片)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、?；畲鎯?chǔ)器和數(shù)據(jù)總線?？刂蒲b置110被示為從多個(gè)傳感器162接收信息，并向多個(gè)致動(dòng)器164發(fā)送控制信號(hào)。作為一個(gè)示例，傳感器162可以包括排氣傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、以及被耦接至遍及車(chē)輛的各種位置的各種溫度和/或壓力傳感器。作為另一示例，致動(dòng)器164可以包括燃料噴射器、節(jié)流閥112、壓縮機(jī)126等。控制裝置110可以從各種傳感器接收輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于已處理的輸入數(shù)據(jù)而基于對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)程序被編程在其中的指令或代碼觸發(fā)致動(dòng)器?？刂蒲b置110因此能夠致動(dòng)旁通閥109、節(jié)流閥112、排氣再循環(huán)系統(tǒng)116、渦輪增壓器50、以及車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(ac)114?？刂蒲b置110到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)的集成促進(jìn)了根據(jù)車(chē)輛需要的水到進(jìn)氣歧管115的引入，因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)控制單元確定與水的引入有關(guān)的變量(諸如pv和ps)。如果例如更高的增壓壓力pv或進(jìn)氣管壓力ps、高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷或進(jìn)氣113的高溫存在，由于旁通閥109的致動(dòng)，控制裝置110能夠致使水到進(jìn)氣歧管115的引入，如關(guān)于圖3進(jìn)一步描述的。

圖示的設(shè)備進(jìn)一步包含用來(lái)制作可用于引入到進(jìn)氣歧管115內(nèi)的水的部件。排氣再循環(huán)系統(tǒng)116被布置在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103的出口區(qū)段中。egr系統(tǒng)116的egr冷卻器被布置在第二水容器118上方。排氣再循環(huán)系統(tǒng)116以已知的方式從排氣區(qū)段119引導(dǎo)排氣105的一部分，在egr冷卻器中對(duì)這部分進(jìn)行冷卻，并將它引導(dǎo)到進(jìn)氣歧管115內(nèi)(排氣再循環(huán)系統(tǒng)116的管路未被圖示)。在排氣105的該部分的冷卻期間，大量水會(huì)凝結(jié)在egr冷卻器中。排氣再循環(huán)系統(tǒng)116的egr冷卻器和第二水容器118通過(guò)管路被流體地連接，凝結(jié)的水可以在重力下通過(guò)該管路從排氣再循環(huán)系統(tǒng)116的egr冷卻器流入第二水容器118。水因此在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103的運(yùn)轉(zhuǎn)期間被供給到第二水容器118。對(duì)應(yīng)地，如果如在示例性實(shí)施例中那樣排氣區(qū)段119經(jīng)由管路或以一些其他方式被流體地連接至水容器118，凝結(jié)在排氣區(qū)段119中的水也能夠被供給到水容器118。水從排氣區(qū)段119的供給也能夠利用重力發(fā)生。

在圖示的設(shè)備中，通常的車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)114也被用來(lái)制作可用水。在通常的車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)114中，水凝結(jié)在空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)蒸發(fā)器處。該空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)蒸發(fā)器被對(duì)應(yīng)地布置在第二水容器118上方。凝結(jié)的水因此能夠在重力下流入第二水容器118。

此外，在本示例性實(shí)施例中，還存在加注頸部120，如果車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)114、排氣再循環(huán)系統(tǒng)116的egr冷卻器和排氣區(qū)段119未供應(yīng)足夠的水，水能夠經(jīng)由所述加注頸部120被供給到第二水容器118內(nèi)。

第二水容器118的上部區(qū)域還配備有溢流管117。以此方式，當(dāng)達(dá)到結(jié)構(gòu)地提供的最大加注水平時(shí)，過(guò)多的水能夠流出。此外，溢流管117構(gòu)成到周?chē)h(huán)境的開(kāi)口，具有即使從第二水容器118提取水，也能夠在第二水容器118中通過(guò)空氣的流動(dòng)而設(shè)定環(huán)境壓力pu的結(jié)果。

第四管路104和止逆閥108用來(lái)將水從第二水容器118供給到第一水容器101內(nèi)。為此目的，第四管路104被流體的連接至第二水容器118的下部區(qū)域和第一水容器101的上部區(qū)域。止逆閥以如下方式被布置在第四管路104中：流體(例如，水或空氣)能夠從第二水容器118流入第一水容器101，但反之則不然。

如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103在吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)氣歧管115中的壓力ps在環(huán)境壓力pu之下。壓力ps也通過(guò)第二管路102在第一水容器101中進(jìn)行設(shè)定。因此，第一水容器101中的壓力也在環(huán)境壓力pu之下。環(huán)境壓力pu借助于溢流管117而呈現(xiàn)于第二水容器118中。如果ps足夠遠(yuǎn)低于pu以克服由于重力的加速器并抵消第一水容器101與第二水容器118之間的高度差，則水可以從第二水容器118流入第一水容器101。止逆閥108允許流體沿該方向流動(dòng)，并且水因此在第一水容器101中可用于引入到進(jìn)氣歧管115。

如果內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)氣歧管115中和第一水容器101中的壓力ps在環(huán)境壓力pu之上。因此，壓力梯度實(shí)際上將會(huì)通過(guò)第四管路104將流體從第一水容器101供給到第二水容器118內(nèi)。然而，這通過(guò)止逆閥108來(lái)進(jìn)行阻止，所述止逆閥108阻止流體沿方向流動(dòng)。通過(guò)第四管路104的進(jìn)氣113的損失因此被防止。

總的來(lái)說(shuō)，所描述的設(shè)備制作可用于引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103的進(jìn)氣歧管115內(nèi)的水，并且根據(jù)車(chē)輛需要將它引入到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)103內(nèi)。因此，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的水的引入的優(yōu)點(diǎn)(例如，燃料消耗的降低)能夠被利用。借助于根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備，設(shè)備的有利地低費(fèi)用和維護(hù)的低費(fèi)用是可能的。

圖2概略地示出了根據(jù)本公開(kāi)的用于提供水以便輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203的進(jìn)口區(qū)域內(nèi)的設(shè)備的第二示例性實(shí)施例。在一些示例中，圖2的設(shè)備可以被包括在圖1的設(shè)備中。因此，之前在圖1中介紹的相同部件被類似地編號(hào)。除內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203之外，該設(shè)備包含一體的進(jìn)口部件224，所述一體的進(jìn)口部件224在這里被配置為使得它集成了水容器201和集氣室221。在本示例性實(shí)施例中，水容器201被布置在集氣室221上方。在本示例性實(shí)施例中，一體的進(jìn)口部件224被配置為鋁部件。如果流過(guò)集氣室221的進(jìn)氣213具有比存在于水容器201中的水更高的溫度，空氣將熱傳遞到水容器201中的水。代替鋁，一體的進(jìn)口部件224在原則上也可以由另一金屬或塑料制作。如果一體的進(jìn)口部件224被制作為塑料零件，它可以具體是注塑成型。

在圖2的示例性實(shí)施例中描繪的設(shè)備還包含節(jié)流閥212、進(jìn)口管道215、水進(jìn)口207、變換閥209、被配置為浮閥并且被集成在止回閥208中的加注水平閥222、被配置為文氏管?chē)娮煊糜趯⑺氲酵ㄏ騼?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203的氣流內(nèi)的水進(jìn)口207、以及在這里被集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中的控制裝置210。

節(jié)流閥212、一體的進(jìn)口部件224的集氣室221、進(jìn)口管道215和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203被布置為使得用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203中的燃料的燃燒的進(jìn)氣213能夠流過(guò)這些部件進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203。它們因此形成內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203的空氣路徑的一部分。止回閥208被連接到供應(yīng)管路204(例如，圖1的第四管路104)，使得來(lái)自來(lái)源的水223能夠流過(guò)止回閥208。例如，來(lái)源可以是第二水容器(諸如圖1的第二水容器118)。替代地，來(lái)源可以是例如空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)蒸發(fā)器(諸如圖1的車(chē)輛空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)114的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)蒸發(fā)器)、egr冷卻器(諸如圖1的egr系統(tǒng)116的egr冷卻器)等。此外，止回閥208相對(duì)于一體的進(jìn)口部件224的水容器201被布置為使得水223能夠流過(guò)止回閥進(jìn)入水容器201的上部區(qū)域，但是空氣和水都不能通過(guò)止回閥208從水容器201流出進(jìn)入供應(yīng)管路204。

加注水平閥222被配置為使得，如果水容器201中的水水平位于閾值值之下，則水223能夠流過(guò)止回閥208進(jìn)入水容器201。相應(yīng)地，當(dāng)水容器201中的壓力低于供應(yīng)管路204中的壓力并且水容器201中的水水平位于閾值值之下時(shí)，水223能夠從來(lái)源流出進(jìn)入水容器201。

水容器201和進(jìn)口管道215通過(guò)第一管路202(例如，圖1的第二管路102)被連接在一起，其中管路202的通向水容器201的末端位于水容器201中的水表面之上。第一管路202構(gòu)成水容器201與進(jìn)口管道215之間的允許相同的靜態(tài)壓力ps在水容器201中和在進(jìn)口管道215中生效(prevail)的連接。為了即使在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)中也能夠在沒(méi)有泵的情況下將水從水容器201輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203的至少在節(jié)流閥212下游的空氣路徑內(nèi)，這是有用的。在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203的自然吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，吸氣模式)中，壓力ps位于環(huán)境壓力之下。在這種情況下，水223通常能夠從來(lái)源流過(guò)止回閥208進(jìn)入水容器201。

在所示出的示例中，水能夠被引入到集氣室221內(nèi)。為此，流體連接存在于水容器201與水進(jìn)口207之間，并且包含變換閥209。在本示例性實(shí)施例中，變換閥209被布置在水容器201的下部區(qū)域上，使得存在于水容器201中的水能夠在重力的影響下流入變換閥209。變換閥209經(jīng)由第二管路206(例如，圖1的第一管路106)被連接到水進(jìn)口207，所述水進(jìn)口207通向集氣室221。像變換閥209一樣，第二管路206是水容器201與水進(jìn)口207之間的流體連接的一部分。當(dāng)變換閥209被打開(kāi)時(shí)，存在于水容器201中的水在重力的影響下流入變換閥209，并且從那里流過(guò)第二管路206進(jìn)入水進(jìn)口207。水進(jìn)口207中的文氏管效應(yīng)允許水進(jìn)入空氣213的氣流，并且因此經(jīng)過(guò)集氣室221和進(jìn)口管道215進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203。當(dāng)變換閥209被關(guān)閉時(shí)，相應(yīng)地沒(méi)有水到達(dá)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203。

控制裝置210對(duì)變換閥209進(jìn)行控制。在所示出的示例中，控制裝置210被集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中。例如，控制裝置210可以是微型計(jì)算機(jī)，該微型計(jì)算機(jī)包含微處理器單元、輸入/輸出端口、用于可執(zhí)行程序和校準(zhǔn)數(shù)值的電子存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，只讀存儲(chǔ)器芯片)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、?；畲鎯?chǔ)器和數(shù)據(jù)總線。控制裝置210可以從多個(gè)傳感器162接收信息(例如，如關(guān)于圖1的傳感器162描述的)，并向多個(gè)致動(dòng)器(包括變換閥209和節(jié)流閥212)發(fā)送控制信號(hào)。控制裝置210可以從各種傳感器接收輸入數(shù)據(jù)，處理輸入數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)于已處理的輸入數(shù)據(jù)而基于對(duì)應(yīng)于一個(gè)或更多個(gè)程序被編程在其中的指令或代碼觸發(fā)致動(dòng)器。由此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元確定水何時(shí)被輸送到內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203內(nèi)。通常，在增壓模式(ps>環(huán)境壓力)中和/或在空氣213的高溫下，這是有利的。如果例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203在空氣213的高溫的情況下在這樣的增壓模式下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，控制裝置210接收水輸送被請(qǐng)求的信息，如在下面關(guān)于圖3進(jìn)一步描述的。然后，控制裝置210控制變換閥209使得它打開(kāi)。相應(yīng)地，水從水容器201經(jīng)過(guò)變換閥209、第二管路206和水進(jìn)口207進(jìn)入集氣室221，水在集氣室221中與空氣213混合并流過(guò)進(jìn)口管道215進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203。

如果水噴射不被期望，控制裝置210控制變換閥209使得它被關(guān)閉。相應(yīng)地，則沒(méi)有水流入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)203。

在一些示例中，控制裝置可以不被集成在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中，而是可以被配置為專用的控制單元，包含其他控制裝置，或被集成在其他控制裝置中。

取決于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，根據(jù)本公開(kāi)的設(shè)備可以在典型的4缸直列式發(fā)動(dòng)機(jī)上包含例如集氣室和4個(gè)進(jìn)口管道。然而，它可以僅包含集氣室或僅包含進(jìn)口管道。

圖3示出了用于經(jīng)由水輸送設(shè)備來(lái)控制水到發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣裝置內(nèi)的輸送的示例方法300。方法300將會(huì)參照在圖1和圖2中描述并示出的設(shè)備進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，類似的方法可以被應(yīng)用于其他系統(tǒng)而不脫離本公開(kāi)的范圍。方法300可以由控制器(諸如圖1的控制裝置110或圖2的控制裝置210)執(zhí)行，并且可以在控制器處作為可執(zhí)行指令被存儲(chǔ)非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中。用于執(zhí)行方法300的指令可以由控制器基于存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器上的指令并且配合從發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的傳感器(諸如在上面參照?qǐng)D1描述的傳感器(例如，歧管空氣壓力和溫度傳感器))接收的信號(hào)來(lái)執(zhí)行?？刂破骺梢愿鶕?jù)下面的方法而采用控制水從水容器(例如，圖1的第一水容器101或圖2的水容器201)通過(guò)水進(jìn)口(例如，圖1的水進(jìn)口107或圖2的水進(jìn)口207)的流動(dòng)的致動(dòng)器，諸如，可切換閥(例如，圖1的旁通閥109和圖2的變換閥209)。

方法300在302處開(kāi)始，并且包括估計(jì)和/或測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)工況。發(fā)動(dòng)機(jī)工況可以包括歧管空氣壓力(map)、空燃比、火花正時(shí)、燃料噴射量或正時(shí)、egr率、質(zhì)量空氣流量(maf)、歧管充氣溫度(mct)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和/或負(fù)荷、發(fā)動(dòng)機(jī)爆震水平等。工況可以利用一個(gè)或更多個(gè)傳感器來(lái)測(cè)量或基于可用數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)。

在304處，確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否正在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)可以包括map比大氣壓力大至少預(yù)定閾值量的(例如，ps比pu大至少閾值量)的指示。

如果發(fā)動(dòng)機(jī)未正在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，ps不大于pu閾值量)，發(fā)動(dòng)機(jī)正在吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，那么方法300進(jìn)入到308，并且包括維持可切換閥關(guān)閉并不將水噴射到進(jìn)氣裝置(例如，圖1的進(jìn)氣歧管115或圖2的進(jìn)口管道215)內(nèi)。由于可切換閥被關(guān)閉，水從水容器通過(guò)水進(jìn)口并進(jìn)入進(jìn)氣裝置的流動(dòng)被阻止。例如，由于在可切換閥被關(guān)閉的情況下缺少跨過(guò)水進(jìn)口的壓力梯度(如關(guān)于圖1描述的)或由于通過(guò)關(guān)閉的閥的水流動(dòng)路徑的物理堵塞(如關(guān)于圖2描述的)，流動(dòng)可以被阻止。在308之后，方法300結(jié)束。

發(fā)動(dòng)機(jī)在可切換閥被關(guān)閉的吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的運(yùn)轉(zhuǎn)表示水輸送設(shè)備的如在上面定義的第三狀態(tài)。在第三狀態(tài)下，如果水容器與來(lái)源之間的壓差足以克服重力，水可以從豎直地位于低于水容器的來(lái)源(例如，圖1的第二水容器118)被輸送到水容器。

返回到304，如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)正在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)，方法300進(jìn)入到306，并且包括確定水噴射條件是否滿足。在一個(gè)示例中，水噴射條件可以包括mct大于預(yù)定閾值溫度。此外，水噴射條件可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速或負(fù)荷高于閾值。在另一示例中，水噴射條件可以包括排氣溫度在閾值溫度之上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，可以理解，水噴射條件也可以包括歧管空氣壓力大于大氣壓力(例如，如在304處描述的)。

如果水噴射條件不滿足，方法300進(jìn)入到308，并且包括維持可切換閥關(guān)閉并不將水噴射到進(jìn)氣裝置內(nèi)，如在上面描述的。發(fā)動(dòng)機(jī)在可切換閥被關(guān)閉的增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的運(yùn)轉(zhuǎn)表示水輸送設(shè)備的如在上面定義的第一狀態(tài)，該第一狀態(tài)表明不引入水的增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式。

響應(yīng)于在306處水噴射條件滿足，方法300進(jìn)入到310，并且包括打開(kāi)(例如，致動(dòng)打開(kāi))可切換閥以向進(jìn)氣裝置輸送水。發(fā)動(dòng)機(jī)在可切換閥打開(kāi)的增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的運(yùn)轉(zhuǎn)表示水輸送設(shè)備的如在上面定義的第二狀態(tài)，該第二狀態(tài)表明水引入到進(jìn)氣裝置內(nèi)的增壓運(yùn)轉(zhuǎn)模式。由于可切換閥打開(kāi)，水從水容器通過(guò)水進(jìn)口并進(jìn)入進(jìn)氣裝置的流動(dòng)被啟用。例如，如關(guān)于圖1描述的，如果可切換閥位于將水進(jìn)口流體地耦接至進(jìn)氣裝置的在節(jié)流閥上游的區(qū)域的旁通通道內(nèi)，打開(kāi)可切換閥產(chǎn)生拉動(dòng)水通過(guò)水進(jìn)口并進(jìn)入進(jìn)氣的跨過(guò)水進(jìn)口的壓力梯度。如果可切換閥位于水的流動(dòng)路徑內(nèi)(如關(guān)于圖2描述的)，打開(kāi)可切換閥允許水從水容器流過(guò)可切換閥并流至水進(jìn)口以便輸送到進(jìn)氣內(nèi)。在每種情況下，被輸送的水量可以通過(guò)改變閥打開(kāi)的程度來(lái)控制，其中被輸送的水量隨著閥打開(kāi)的程度增加而增加?？刂破骺梢曰诎l(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如，mct)確定閥打開(kāi)的程度，其中閥打開(kāi)的程度隨著mct增加而增加。例如，控制器可以利用其中輸入為發(fā)動(dòng)機(jī)工況的且輸出為閥打開(kāi)的程度的查找表來(lái)確定可切換閥打開(kāi)的程度。作為另一示例，控制器可以基于為相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況(例如，mct、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/負(fù)荷、map，排氣溫度等)的函數(shù)的邏輯規(guī)則進(jìn)行邏輯確定(例如，關(guān)于可切換閥的位置)?？刂破魅缓罂梢援a(chǎn)生被發(fā)送至可切換閥的控制信號(hào)。在310之后，方法300結(jié)束。

以此方式，提供了用于收集、存儲(chǔ)并將水引入到車(chē)輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的系統(tǒng)和方法。水可以從已經(jīng)存在于車(chē)輛中的各種系統(tǒng)(例如，空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、egr系統(tǒng)、排氣區(qū)段等)被收集，從而減少或消除由車(chē)輛操作者的手動(dòng)加注，并且被存儲(chǔ)在至少一個(gè)水容器中。另外，水容器可以被導(dǎo)熱地連接至進(jìn)氣歧管(諸如一體的進(jìn)口部件的一部分)，這可以幫助融化結(jié)冰的水和/或防止水結(jié)冰。水到進(jìn)氣歧管內(nèi)的引入可以通過(guò)重力和跨過(guò)水進(jìn)口(其可以包括文氏管?chē)娮?的壓力梯度來(lái)促進(jìn)。另外，水通過(guò)水進(jìn)口的流動(dòng)可以由控制通過(guò)可切換閥來(lái)控制。因此，水可以在沒(méi)有水泵的情況下被精確地輸送。使用可切換閥的技術(shù)效果是用于輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的水的流動(dòng)能夠以無(wú)泵的方式進(jìn)行控制，從而減少水輸送設(shè)備的成本和復(fù)雜性。

作為一個(gè)示例，提供了一種系統(tǒng)，其包含：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有進(jìn)氣歧管；節(jié)流閥，其被布置在進(jìn)氣歧管進(jìn)口與所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)之間；水進(jìn)口，其在所述節(jié)流閥的下游被連接至所述進(jìn)氣歧管，并且具有文氏管?chē)娮?，所述文氏管?chē)娮毂获罱又帘辉O(shè)置在所述水進(jìn)口上方的第一水容器的下部區(qū)域；旁通閥，其被設(shè)置在所述進(jìn)氣歧管進(jìn)口與所述水進(jìn)口之間；以及控制裝置，其被連接至所述旁通閥以依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷而打開(kāi)它，從而在所述文氏管?chē)娮焯幰鹌仁顾M(jìn)入所述進(jìn)氣歧管的壓力下降。在前述示例中，額外地或可選地，所述第一水容器和所述進(jìn)氣歧管以導(dǎo)熱的方式被連接。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，所述第一水容器和所述進(jìn)氣歧管被體現(xiàn)為一個(gè)集成的部件。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，所述系統(tǒng)可以額外地或可選地包含用于收集水的第二水容器，所述第二水容器被布置在所述第一水容器下方，其中所述第二水容器具有：在上部區(qū)域中，允許壓力與大氣壓力相等的開(kāi)口；以及下部區(qū)域，其經(jīng)由管路被流體地連接至所述第一水容器的上部區(qū)域，其中止逆閥以如下方式被布置在所述管路中：流體能夠從所述第二水容器流至所述第一水容器但是不能從所述第一水容器流至所述第二水容器。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，所述系統(tǒng)可以額外地或可選地包含空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的空氣冷卻部件被布置在比所述第二水容器更高的點(diǎn)處；以及所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述空氣冷卻部件和所述第二水容器以如下方式被流體地連接至彼此：凝結(jié)的水能夠從所述空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的所述空氣冷卻部件流入所述第二水容器。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，所述系統(tǒng)可以額外地或可選地包含排氣再循環(huán)裝置，其中所述排氣再循環(huán)裝置的被設(shè)計(jì)為使水析出的部分被布置在比所述第二水容器更高的點(diǎn)處；以及所述排氣再循環(huán)裝置的被設(shè)計(jì)為使水析出的所述部分和所述第二水容器以如下方式被流體地連接至彼此：被凝結(jié)在所述排氣再循環(huán)裝置的被設(shè)計(jì)為使水析出的所述部分中的水能夠流入所述第二水容器。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，所述系統(tǒng)可以額外地或可選地包含被布置在比所述第二水容器更高的點(diǎn)處的排氣區(qū)段，其中所述排氣區(qū)段和所述第二水容器以如下方式被流體地連接至彼此：被凝結(jié)在所述排氣區(qū)段中的水能夠流入所述第二水容器。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，在第一狀態(tài)下，所述進(jìn)氣歧管中的壓力高于環(huán)境壓力，并且所述控制裝置關(guān)閉所述旁通閥，具有水不能從所述第一水容器被引入到所述進(jìn)氣歧管內(nèi)的結(jié)果；以及在第二狀態(tài)下，所述進(jìn)氣歧管中的所述壓力高于環(huán)境壓力，并且所述控制裝置打開(kāi)所述旁通閥，具有水通過(guò)所述水進(jìn)口從所述第一水容器被引入到所述進(jìn)氣歧管內(nèi)的結(jié)果。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，所述控制裝置能夠?qū)⑺鲈O(shè)備改變?yōu)榈谌隣顟B(tài)，在所述第三狀態(tài)下所述節(jié)流閥下游的壓力低于環(huán)境壓力并且所述旁通閥被關(guān)閉，具有水從所述第二水容器被輸送到所述第一水容器內(nèi)的結(jié)果。

另一示例系統(tǒng)包含：水容器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)口區(qū)域的元件，所述水容器和所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)口區(qū)域的所述元件被導(dǎo)熱地連接在一起；第一流體連接和第二流體連接，所述第一流體連接將所述水容器連接至所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)口區(qū)域的所述元件以便允許壓力平衡，所述第二流體連接將所述水容器連接至被布置在所述水容器之下的高度處的水進(jìn)口以便將水引入到通向所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流內(nèi)，所述第二流體連接包括變換閥；以及文氏管?chē)娮?，其被包括在所述進(jìn)口區(qū)域的所述元件中，所述文氏管?chē)娮焱ㄟ^(guò)所述第一流體連接被連接至所述水容器以向所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸送水。在前述示例中，額外地或可選地，所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)口區(qū)域的所述元件包含集氣室和/或進(jìn)口管道。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，所述水容器連同所述內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的所述進(jìn)口區(qū)域的所述元件一起形成一體的進(jìn)口部件，并且其中所述一體的進(jìn)口部件由金屬或塑料制作。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，所述系統(tǒng)可以額外地或可選地包含到所述水容器的供應(yīng)管路、被布置在所述供應(yīng)管路中或上的止回閥、和布置在所述供應(yīng)管路中或上的加注水平閥。

作為另一示例，提供了一種方法，其包含：將水耦接至被連接至發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管的進(jìn)口閥的文氏管?chē)娮?；通過(guò)旁通閥將空氣從被設(shè)置在歧管進(jìn)口中的節(jié)氣門(mén)的上游輸送到所述進(jìn)口閥以降低所述文氏管?chē)娮焯幍膲毫?，使得水流能夠進(jìn)入所述進(jìn)氣歧管；以及致動(dòng)所述旁通閥達(dá)與基于發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)目的的燃燒所需的水量有關(guān)的持續(xù)時(shí)間。在前述示例中，額外地或可選地，通過(guò)所述文氏管?chē)娮煜蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)輸送的水量與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷有關(guān)，并且在防止發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的運(yùn)轉(zhuǎn)目的的情況下被確定。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，通過(guò)所述文氏管?chē)娮煜蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)輸送的水量在防止所述發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室中的提前點(diǎn)火的運(yùn)轉(zhuǎn)目的的情況下被確定。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，通過(guò)所述文氏管?chē)娮煜蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)輸送的水量在結(jié)合被再循環(huán)回到所述進(jìn)氣歧管內(nèi)的排氣實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)稀釋的運(yùn)轉(zhuǎn)目的的情況下被確定。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，通過(guò)所述文氏管?chē)娮煜蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)輸送的水量在減少氮氧化物的排放的運(yùn)轉(zhuǎn)目的的情況下被確定。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，通過(guò)所述文氏管?chē)娮煜蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)輸送的水量在減少在燃燒之后留在所述發(fā)動(dòng)機(jī)中的殘余氣體的運(yùn)轉(zhuǎn)目的的情況下被確定。在前述示例中的任一個(gè)或全部中，額外地或可選地，通過(guò)所述文氏管?chē)娮煜蛩霭l(fā)動(dòng)機(jī)輸送的水量在實(shí)現(xiàn)向所述進(jìn)氣歧管輸送的期望量的壓縮空氣以實(shí)現(xiàn)期望的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的運(yùn)轉(zhuǎn)目的的情況下被確定。

注意，本文中包括的示例控制和估計(jì)程序能夠與各種發(fā)動(dòng)機(jī)和/或車(chē)輛系統(tǒng)配置一起使用。在本文中所公開(kāi)的控制方法和程序可以作為可執(zhí)行指令存儲(chǔ)在非臨時(shí)性存儲(chǔ)器中，并且可以由包括與各種傳感器、致動(dòng)器和其他發(fā)動(dòng)機(jī)硬件相結(jié)合的控制器的控制系統(tǒng)執(zhí)行。在本文中所描述的具體程序可以代表任意數(shù)量的處理策略中的一個(gè)或多個(gè)，諸如事件驅(qū)動(dòng)、中斷驅(qū)動(dòng)、多任務(wù)、多線程等。因此，所描述的各種動(dòng)作、操作和/或功能可以所示順序、并行地被執(zhí)行，或者在一些情況下被省略。同樣，實(shí)現(xiàn)在本文中所描述的示例實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)不一定需要所述處理順序，而是為了便于圖釋和說(shuō)明而提供了所述處理順序。取決于所使用的特定策略，所示出的動(dòng)作、操作和/或功能中的一個(gè)或多個(gè)可以被重復(fù)執(zhí)行。另外，所描述的動(dòng)作、操作和/或功能可以圖形地表示被編程入發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的非臨時(shí)性存儲(chǔ)器的代碼，其中通過(guò)配合電子控制器執(zhí)行包括各種發(fā)動(dòng)機(jī)硬件部件的系統(tǒng)中的指令而使所描述的動(dòng)作得以實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)認(rèn)識(shí)到，在本文中所公開(kāi)的配置和程序本質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變體是可能的。例如，上述技術(shù)能夠應(yīng)用于v-6、i-4、i-6、v-12、對(duì)置4缸和其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本公開(kāi)的主題包括在本文中所公開(kāi)的各種系統(tǒng)和構(gòu)造和其他的特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。

以下權(quán)利要求具體地指出某些被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見(jiàn)的組合和子組合。這些權(quán)利要求可能涉及“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件的結(jié)合，既不要求也不排除兩個(gè)或多個(gè)這種元件。所公開(kāi)的特征、功能、元件和/或特性的其他組合和子組合可通過(guò)修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過(guò)在這個(gè)或關(guān)聯(lián)申請(qǐng)中提出新的權(quán)利要求而得要求保護(hù)。這些權(quán)利要求，無(wú)論與原始權(quán)利要求范圍相比更寬、更窄、相同或不相同，都被認(rèn)為包括在本公開(kāi)的主題內(nèi)。