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DE102017008336A1 - Internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle - Google Patents

Internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle Download PDF

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DE102017008336A1
DE102017008336A1 DE102017008336.3A DE102017008336A DE102017008336A1 DE 102017008336 A1 DE102017008336 A1 DE 102017008336A1 DE 102017008336 A DE102017008336 A DE 102017008336A DE 102017008336 A1 DE102017008336 A1 DE 102017008336A1
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DE
Germany
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cooling medium
reducing agent
line
metering device
internal combustion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102017008336.3A
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German (de)
Inventor
Gerhard Fingerle
Detlef Scharr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
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Publication of DE102017008336A1 publication Critical patent/DE102017008336A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einen mit Verbrennungsluft versorgbaren Brennraum (14), mit wenigstens einer ersten Dosiereinrichtung (80), mittels welcher ein Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) in den Brennraum (14) einbringbar ist, mit wenigstens einer zweiten Dosiereinrichtung (20), mittels welcher ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft in diese einbringbar ist, und mit einer von Abgas aus dem Brennraum (14) durchströmbaren Abgasanlage (18), wobei:- wenigstens eine dritte Dosiereinrichtung (24), mittels welcher ein Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in dieses einbringbar ist; und- wenigstens eine dem Reduktionsmittel und dem Kühlmedium gemeinsame Wärmequelle (58), mittels welcher sowohl zumindest ein Teil des Reduktionsmittels als auch zumindest ein Teil des Kühlmediums erwärmbar sind und- die Wärmequelle (58) wenigstens eine Mantelleitung (62) aufweist, in welcher sowohl zumindest ein Längenbereich (64) einer von dem Reduktionsmittel durchströmbaren ersten Leitung (32) als auch zumindest ein Längenbereich (66) einer von dem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Leitung (40) aufgenommen ist.The invention relates to an internal combustion engine (10) for a motor vehicle, having at least one combustion chamber (14) which can be supplied with combustion air, with at least one first metering device (80), by means of which a fuel for operating the internal combustion engine (10) can be introduced into the combustion chamber (14) is, with at least one second metering device (20), by means of which a different of the fuel cooling medium for cooling the combustion air can be introduced into this, and with a exhaust gas from the combustion chamber (14) can be flowed through exhaust system (18), wherein: - at least one third metering device (24), by means of which a reducing agent for Entsticken the exhaust gas is introduced into this; and - at least one heat source (58) common to the reducing agent and the cooling medium, by means of which both at least part of the reducing agent and at least part of the cooling medium can be heated and the heat source (58) has at least one sheathed conduit (62) in which both at least one length region (64) of a first line (32) through which the reducing agent can flow and at least one longitudinal region (66) of a second line (40) through which the cooling medium can flow are accommodated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem jeweiligen Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, according to the respective preamble of claim 1.

Eine solche Verbrennungskraftmaschine für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der WO 02/29235 A1 bekannt. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens einen mit Verbrennungsluft versorgbaren Brennraum auf, welcher beispielsweise als Zylinder ausgebildet ist. Ferner weist die Verbrennungskraftmaschine wenigstens eine erste Dosiereinrichtung auf, mittels welcher ein insbesondere flüssiger Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine in den Brennraum einbringbar ist. Insbesondere wird der Kraftstoff genutzt, um einen befeuerten Betrieb der Verbrennungskraftmaschine durchzuführen. Hierzu wird der Kraftstoff beispielsweise mit der Verbrennungsluft in dem Brennraum verbrannt.Such an internal combustion engine for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle, for example, already from the WO 02/29235 A1 known. In this case, the internal combustion engine has at least one combustion chamber which can be supplied with combustion air and which is designed, for example, as a cylinder. Furthermore, the internal combustion engine has at least one first metering device, by means of which a particular liquid fuel for operating the internal combustion engine can be introduced into the combustion chamber. In particular, the fuel is used to perform a fired operation of the internal combustion engine. For this purpose, the fuel is burned, for example, with the combustion air in the combustion chamber.

Außerdem ist wenigstens eine zweite Dosiereinrichtung vorgesehen, mittels welcher ein von dem Kraftstoff unterschiedliches und beispielsweise flüssiges Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft in die Verbrennungsluft einbringbar ist. Des Weiteren weist die Verbrennungskraftmaschine eine Abgasanlage auf, welche von Abgas aus dem Brennraum durchströmbar ist. Der Kraftstoff und die Verbrennungsluft bilden beispielsweise in dem Brennraum ein Kraftstoff-Luft-Gemisch, welches verbrannt wird. Aus dieser Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches resultiert das genannte Abgas, welches aus dem Brennraum aus- und in die Abgasanlage einströmen sowie die Abgasanlage durchströmen kann.In addition, at least one second metering device is provided, by means of which a different from the fuel and, for example, liquid cooling medium for cooling the combustion air into the combustion air can be introduced. Furthermore, the internal combustion engine has an exhaust system, which can be flowed through by exhaust gas from the combustion chamber. The fuel and the combustion air form, for example, in the combustion chamber, a fuel-air mixture, which is burned. This combustion of the fuel-air mixture results in said exhaust gas, which can flow out of the combustion chamber and into the exhaust system and can flow through the exhaust system.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbrennungskraftmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass auf besonders vorteilhafte Weise ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist.Object of the present invention is to develop an internal combustion engine of the type mentioned in such a way that in a particularly advantageous manner, a particularly low-emission operation of the internal combustion engine can be realized.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an internal combustion engine having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the remaining claims.

Um eine Verbrennungskraftmaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass auf besonders vorteilhafte Weise ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist, ist erfindungsgemäß eine dritte Dosiereinrichtung vorgesehen, mittels welcher ein insbesondere flüssiges Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in das Abgas einbringbar ist. Unter dem Entsticken des Abgases ist zu verstehen, dass mithilfe des in das Abgas eingebrachten Reduktionsmittels zumindest ein Teil von in dem Abgas etwaig enthaltenen Stickoxiden (NOx) aus dem Abgas entfernt wird. Hierzu durchströmen das Abgas und das in das Abgas eingebrachte Reduktionsmittel beispielsweise wenigstens einen SCR-Katalysator der Abgasanlage, wobei der SCR-Katalysator zum Unterstützen beziehungsweise Bewirken einer selektiven katalytischen Reduktion (SCR - Selective Catalytic Reduction - selektive katalytische Reduktion) ausgebildet ist. Im Rahmen der selektiven katalytischen Reduktion (SCR) reagieren im Abgas etwaig enthaltene Stickoxide mit dem Reduktionsmittel, insbesondere mit Ammoniak aus dem Reduktionsmittel, zu Stickstoff und Wasser, wodurch die Stickoxid-Emissionen in einem besonders geringen Rahmen gehalten werden können. Als das Reduktionsmittel wird beispielsweise eine Harnstofflösung, insbesondere eine wässrige Harnstofflösung, verwendet.In order to develop an internal combustion engine specified in the preamble of claim 1 type such that a particularly low-emission operation of the internal combustion engine is realized in a particularly advantageous manner, a third metering device is provided by which a particular liquid reducing agent for Entsticken the exhaust gas in the exhaust gas can be introduced , By de-staking the exhaust gas is meant that with the aid of the reducing agent introduced into the exhaust gas, at least part of nitrogen oxides (NO x ) possibly contained in the exhaust gas is removed from the exhaust gas. For this purpose, the exhaust gas and the reducing agent introduced into the exhaust gas flow through, for example, at least one SCR catalytic converter of the exhaust system, wherein the SCR catalytic converter is designed to support or effect a selective catalytic reduction (SCR - Selective Catalytic Reduction). In the context of selective catalytic reduction (SCR), nitrogen oxides contained in the exhaust gas react with the reducing agent, in particular with ammonia from the reducing agent, to form nitrogen and water, whereby the nitrogen oxide emissions can be kept to a particularly low level. As the reducing agent, for example, a urea solution, especially an aqueous urea solution, is used.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß wenigstens eine dem Reduktionsmittel und dem Kühlmedium gemeinsame Wärmequelle vorgesehen, mittels welcher sowohl zumindest ein Teil des Reduktionsmittels als auch zumindest ein Teil des Kühlmediums erwärmbar sind. Mit anderen Worten kann die Wärmequelle genutzt werden, um sowohl das Reduktionsmittel als auch das Kühlmedium zu erwärmen, sodass eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit des Kühlmediums und des Reduktionsmittels, welche zusammenfassend auch als Fluide bezeichnet werden, realisiert werden kann. Hierdurch können beispielsweise sowohl das Kühlmedium als auch das Reduktionsmittel auch bei geringen Temperaturen genutzt werden, um den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen, insbesondere die Stickoxid-Emissionen, der Verbrennungskraftmaschine besonders gering halten zu können. Da zum Erwärmen der Fluide die den Fluiden gemeinsame Wärmequelle genutzt wird, können ferner die Teileanzahl, das Gewicht, der Bauraumbedarf und die Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden.Furthermore, according to the invention, at least one heat source common to the reducing agent and the cooling medium is provided, by means of which both at least part of the reducing agent and at least part of the cooling medium can be heated. In other words, the heat source can be used to heat both the reducing agent and the cooling medium, so that a particularly advantageous availability of the cooling medium and the reducing agent, which are collectively referred to as fluids, can be realized. In this way, for example, both the cooling medium and the reducing agent can be used even at low temperatures in order to keep the fuel consumption and emissions, in particular the nitrogen oxide emissions, of the internal combustion engine particularly low. Since the fluid common to the fluids is used for heating the fluids, the number of parts, the weight, the space requirement and the costs of the internal combustion engine can furthermore be kept particularly low.

Erfindungsgemäß weist die Wärmequelle wenigstens eine Mantelleitung auf, in welcher sowohl zumindest ein Längenbereich einer von dem Reduktionsmittel durchströmbaren ersten Leitung als auch zumindest ein Längenbereich einer von dem Kühlmittel durchströmbaren zweiten Leitung aufgenommen ist beziehungsweise verläuft.According to the invention, the heat source has at least one sheath line, in which both at least one longitudinal region of a first line through which the reducing agent can flow and at least one longitudinal region of a second line through which the coolant can flow are received or run.

In Ausgestaltung der Erfindung weist die Wärmequelle eine elektrische Heizung und/oder eine von dem Kraftstoff durchströmbare Leitung, insbesondere eine Rücklaufleitung, auf, sodass die Fluide elektrisch und/oder mittels des insbesondere flüssigen Kraftstoffes erwärmt werden können.In an embodiment of the invention, the heat source has an electric heater and / or a line through which the fuel can flow, in particular a return line, so that the fluids can be heated electrically and / or by means of the liquid, in particular liquid.

Um eine Verbrennungskraftmaschine weiterzuentwickeln, dass auf besonders vorteilhafte Weise ein besonders emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden kann, ist erfindungsgemäß wenigstens eine dritte Dosiereinrichtung vorgesehen, mittels welcher ein Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in dieses einbringbar ist. Außerdem ist erfindungsgemäß wenigstens eine von dem Kühlmedium durchströmbare Kühlleitung vorgesehen, über welche mittels des die Kühlleitung durchströmenden Kühlmediums zumindest ein Teil der dritten Dosiereinrichtung zu kühlen ist. Die dritte Dosiereinrichtung wird dabei beispielsweise derart gekühlt, dass ein Wärmeübergang von der dritten Dosiereinrichtung über die Kühlleitung auf das Kühlmedium übergeht, wodurch das Kühlmedium beispielsweise erwärmt wird. Hierdurch kann eine besonders vorteilhafte Verfügbarkeit sowohl des Kühlmediums als auch des Reduktionsmittels sichergestellt werden, sodass ein besonders kraftstoffverbrauchsarmer emissionsarmer Betrieb der Verbrennungskraftmaschine realisierbar ist. In order to further develop an internal combustion engine that a particularly low-emission operation of the internal combustion engine can be realized in a particularly advantageous manner, at least a third metering device is provided according to the invention, by means of which a reducing agent for Entsticken the exhaust gas can be introduced into this. In addition, according to the invention, at least one cooling line through which the cooling medium can flow is provided, via which at least part of the third metering device is to be cooled by means of the cooling medium flowing through the cooling line. The third metering device is cooled, for example, such that a heat transfer from the third metering device via the cooling line to the cooling medium, whereby the cooling medium is heated, for example. In this way, a particularly advantageous availability of both the cooling medium and the reducing agent can be ensured, so that a particularly fuel-efficient low-emission operation of the internal combustion engine can be realized.

Der Erfindung liegt insbesondere die Idee zugrunde, die dritte Dosiereinrichtung zu temperieren und hierzu beispielsweise bereits vorhandene Bauelemente beziehungsweise Mittel und/oder Synergien zwischen der dritten Dosiereinrichtung und bereits vorhandenen Bauelementen beziehungsweise Mitteln zu nutzen, sodass die dritte Dosiereinrichtung besonders vorteilhaft temperiert werden kann. Die zweite Dosiereinrichtung ist ein System zur Fluideinspritzung, da das Kühlmedium ein Fluid ist. Das Kühlmedium ist beispielsweise Wasser beziehungsweise weist zumindest Wasser auf, wobei mittels der Dosiereinrichtung das Kühlmedium beispielsweise direkt in den Brennraum und/oder an einer stromauf des Brennraums angeordneten Stelle in die Verbrennungsluft eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden kann. Beispielsweise ist die zweite Dosiereinrichtung mit der dritten Dosiereinrichtung kombiniert, um die zweite und die dritte Dosiereinrichtung vorteilhaft temperieren, insbesondere erwärmen, zu können. Ferner ist es beispielsweise möglich, ein der zweiten Dosiereinrichtung oder der dritten Dosiereinrichtung gemeinsames Steuergerät vorzusehen, um die zweite Dosiereinrichtung und die dritte Dosiereinrichtung mittels desselben Steuergeräts ansteuern und somit regeln oder steuern zu können. In diesem Steuergerät ist beispielsweise eine der dritten Dosiereinrichtung und der zweiten Dosiereinrichtung gemeinsame Softwarestruktur vorgesehen, da beispielsweise sowohl durch das Einbringen des Reduktionsmittels in das Abgas als auch durch das Einbringen des Kühlmediums in die Verbrennungsluft die Emissionen der Verbrennungskraftmaschine vorteilhaft beeinflusst werden können. Insbesondere ist es ferner möglich, fertig entwickelte SCR-Komponenten mit nur geringen Änderungen zu übernehmen, insbesondere dann, wenn als das Kühlmedium Wasser verwendet wird beziehungsweise wenn das Kühlmedium zumindest Wasser aufweist. Durch eine geschickte Kombination der dritten Dosiereinrichtung mit der zweiten Dosiereinrichtung können Synergien zwischen der zweiten Dosiereinrichtung und der dritten Dosiereinrichtung genutzt werden, um die zweite Dosiereinrichtung und die dritte Dosiereinrichtung vorteilhaft temperieren, das heißt kühlen und/oder erwärmen zu können.The invention is based in particular on the idea of tempering the third metering device and, for example, to use already existing components or means and / or synergies between the third metering device and already existing components or means, so that the third metering device can be tempered particularly advantageously. The second metering device is a system for fluid injection because the cooling medium is a fluid. The cooling medium is, for example, water or has at least water, wherein by means of the metering device, the cooling medium, for example, directly into the combustion chamber and / or arranged at a location upstream of the combustion chamber in the combustion air, in particular injected, can be. For example, the second metering device is combined with the third metering device in order to temper the second and third metering devices advantageously, in particular to heat them. Furthermore, it is possible, for example, to provide a control unit common to the second metering device or the third metering device in order to control the second metering device and the third metering device by means of the same control device and thus to be able to control or control them. In this control unit, for example, one of the third metering device and the second metering device common software structure is provided, since, for example, both by the introduction of the reducing agent in the exhaust gas and by introducing the cooling medium into the combustion air, the emissions of the internal combustion engine can be favorably influenced. In particular, it is also possible to take over ready-developed SCR components with only minor changes, in particular if water is used as the cooling medium or if the cooling medium has at least water. By a clever combination of the third metering device with the second metering device synergies between the second metering device and the third metering device can be used to temper the second metering device and the third metering advantageously advantageous, that is cool and / or can heat.

Ferner ist es denkbar, dass die Wärmequelle beispielsweise zumindest eine von einem Kühlmittel durchströmbare Kühlmittelleitung aufweist, sodass beispielsweise das Reduktionsmittel und das Kühlmedium über die Kühlmittelleitung dadurch mittels des Kühlmittels erwärmt werden können, dass ein Wärmeübergang von dem Kühlmittel über die Kühlmittelleitung an das Reduktionsmittel und an das Kühlmedium erfolgt. Das Kühlmittel ist beispielsweise eine Flüssigkeit und wird genutzt, um die Verbrennungskraftmaschine zu kühlen. Hierzu durchströmt beispielsweise das Kühlmittel zumindest ein beispielsweise den Brennraum bildendes beziehungsweise begrenzendes Gehäuseteil, sodass ein Wärmeübergang von dem Gehäuseteil an das Kühlmittel erfolgt. Hierdurch wird das Kühlmittel erwärmt, sodass dann mittels des erwärmten Kühlmittels das Reduktionsmittel und das Kühlmedium erwärmt werden können.Furthermore, it is conceivable that the heat source has, for example, at least one coolant line through which a coolant can flow, so that, for example, the reducing agent and the cooling medium can be heated via the coolant line by means of the coolant, that a heat transfer from the coolant via the coolant line to the reducing agent and the cooling medium takes place. The coolant is for example a liquid and is used to cool the internal combustion engine. For this purpose, for example, the coolant flows through at least one, for example, the combustion chamber forming or limiting housing part, so that a heat transfer from the housing part to the coolant takes place. As a result, the coolant is heated, so that then by means of the heated coolant, the reducing agent and the cooling medium can be heated.

Bei der beispielsweise als Rücklaufleitung ausgebildeten, von dem Kraftstoff durchströmbaren Leitung handelt es sich insbesondere um einen Teil eines Rücklaufs, über welchen überschüssiger Kraftstoff von der Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise von der ersten Dosiereinrichtung abgeführt und beispielsweise zurück zu einem Tank zum Speichern des Kraftstoffes geführt wird. Bei dem Kraftstoff handelt es sich vorzugsweise um einen flüssigen Kraftstoff wie Benzin oder vorzugsweise Diesel.The line formed by the fuel, for example, as a return line, is in particular a part of a return line, via which excess fuel is discharged from the internal combustion engine or from the first metering device and, for example, fed back to a tank for storing the fuel. The fuel is preferably a liquid fuel such as gasoline or preferably diesel.

Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die der zweiten Dosiereinrichtung und der dritten Dosiereinrichtung gemeinsame Wärmequelle wenigstens eine Retarderfluidleitung aufweist, welche von einem Retarderfluid, insbesondere einer Retarderflüssigkeit, durchströmbar ist. Das Retarderfluid wird genutzt, um einen Retarder zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs zu betreiben. Durch dieses Abbremsen des Fahrzeugs wird das Retarderfluid beispielsweise erwärmt. In der Folge kann ein Wärmeübergang von dem Retarderfluid über die Retarderfluidleitung an das Reduktionsmittel und an das Kühlmedium erfolgen, wodurch die Fluide erwärmt werden.Alternatively or additionally, it is conceivable that the heat source common to the second metering device and the third metering device has at least one retarder fluid line through which a retarder fluid, in particular a retarder fluid, can flow. The retarder fluid is used to operate a retarder for braking the motor vehicle. By this deceleration of the vehicle, the retarder fluid is heated, for example. As a result, heat transfer from the retarder fluid to the reducing agent and to the cooling medium via the retarder fluid line may occur, thereby heating the fluids.

Die Wärmequelle ist somit eine von der zweiten Dosiereinrichtung und von der dritten Dosiereinrichtung unterschiedliche Energiequelle, welche genutzt wird, um die Fluide (Reduktionsmittel und Kühlmedium) auf ihre vorteilhafte Betriebstemperatur zu bringen oder auf dieser Betriebstemperatur zu halten. Vorzugsweise wird als die Wärmequelle wenigstens eine ohnehin vorhandene Komponente genutzt, um den Bauraumbedarf, die Kosten, die Teileanzahl und das Gewicht der Verbrennungskraftmaschine besonders gering halten zu können.The heat source is thus one of the second metering device and the third metering device different energy source, which is used to the fluids (reducing agent and cooling medium) to its advantageous operating temperature bring or maintain at this operating temperature. Preferably, at least one component which is present in any case is used as the heat source in order to be able to keep the space requirement, the costs, the number of parts and the weight of the internal combustion engine particularly low.

Die zweite Dosiereinrichtung umfasst beispielsweise ein Dosiermodul, welches motornah angeordnet ist. Hierbei kann beispielsweise, insbesondere je nach Stoffeigenschaften, das Kühlmedium genutzt werden, um das motornahe Dosiermodul zu kühlen. In der Folge können übermäßige Temperaturen des Dosiermoduls vermieden werden, sodass das Dosiermodul besonders vorteilhaft genutzt werden kann. Ferner ist es denkbar, dass die zweite Dosiereinrichtung wenigstens einen Injektor zum Einbringen des Kühlmediums in die Verbrennungsluft aufweist. Dabei weist beispielsweise die dritte Dosiereinrichtung wenigstens einen zweiten Injektor zum Einbringen des Reduktionsmittels in das Abgas auf. Vorzugsweise sind die Injektoren baugleich ausgestaltet, insbesondere mit dem Unterschied, dass der zweite Injektor einen Kühlkörper aufweist, während der erste Injektor den Kühlkörper nicht aufweist. Ferner ist es beispielsweise denkbar, dass insbesondere dann, wenn das Kühlmedium Wasser ist oder Wasser aufweist, für die zweite Dosiereinrichtung und für die dritte Dosiereinrichtung die gleiche Tanktechnik und/oder Leitungstechnik zu verwenden, wodurch die Anzahl an unterschiedlichen Bauteilen und somit die Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können.The second metering device comprises, for example, a metering module, which is arranged close to the engine. In this case, for example, in particular depending on the material properties, the cooling medium can be used to cool the dosing module close to the engine. As a result, excessive temperatures of the metering can be avoided, so that the metering module can be used particularly advantageous. Furthermore, it is conceivable that the second metering device has at least one injector for introducing the cooling medium into the combustion air. In this case, for example, the third metering device has at least one second injector for introducing the reducing agent into the exhaust gas. Preferably, the injectors are configured identical, in particular with the difference that the second injector has a heat sink, while the first injector does not have the heat sink. Furthermore, it is conceivable, for example, that in particular when the cooling medium is water or water, to use the same tank technology and / or line technology for the second metering device and for the third metering device, whereby the number of different components and thus the cost of the internal combustion engine can be kept very low.

Schließlich hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass wenigstens ein Kühlmediumtank zum Aufnehmen und Speichern des Kühlmediums vorgesehen ist, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, eine Scheibenreinigungsanlage des Kraftfahrzeugs mit dem Kühlmedium aus dem Kühlmediumtank zu versorgen. Dies bedeutet, dass der Kühlmediumtank sowohl zum Versorgen der zweiten Dosiereinrichtung als auch zum Versorgen der Scheibenreinigungsanlage mit dem Kühlmedium verwendet wird, sodass die Teileanzahl und somit der Bauraumbedarf und die Kosten der Verbrennungskraftmaschine besonders gering gehalten werden können. Mittels der Scheibenreinigungsanlage kann beispielsweise das Kühlmedium auf wenigstens eine Scheibe, insbesondere auf eine Windschutzscheibe und/oder eine Heckscheibe, des Kraftfahrzeugs gespritzt werden, um dadurch die Scheibe zu reinigen.Finally, it has proven to be advantageous that at least one cooling medium tank is provided for receiving and storing the cooling medium, wherein it is preferably provided to supply a windshield cleaning system of the motor vehicle with the cooling medium from the cooling medium tank. This means that the cooling medium tank is used both for supplying the second metering device and for supplying the window cleaning system with the cooling medium, so that the number of parts and thus the space requirement and the cost of the internal combustion engine can be kept particularly low. By means of the windscreen cleaning system, for example, the cooling medium can be sprayed onto at least one pane, in particular on a windshield and / or a rear window, of the motor vehicle, in order thereby to clean the pane.

Der Erfindung liegt ferner die Erkenntnis zugrunde: Emissionen werden zunehmend als Nachteil von Verbrennungskraftmaschinen angesehen, sei es bei einer Zertifizierung oder unter anderen Gesichtspunkten. Dabei ist eine Vielzahl von Techniken zur Emissionsminderung bei Verbrennungsmotoren bekannt. Eine Möglichkeit zur Emissionsminderung ist beispielsweise ein inertes Fluid während einer im Brennraum stattfindenden Verbrennung zu nutzen, um Spitzentemperaturen im Brennraum abzusenken und damit zum Beispiel thermische Stickoxide nach Zeldovich zu begrenzen. Hierfür ist die Abgasrückführung mit Abgaskühler ein verbreitetes Beispiel, sodass beispielsweise rückgeführtes Abgas als das zuvor genannte inerte Fluid verwendet wird. Eine weitere Möglichkeit ist, das zuvor beschriebene Kühlmedium, welches beispielsweise zumindest Wasser umfasst, als das genannte inerte Fluid zu verwenden. Durch Einbringen, insbesondere direktes Einspritzen, das Kühlmediums, insbesondere Wasser, in den Brennraum kann eine besonders hohe spezifische Leistung der Verbrennungskraftmaschine realisiert werden, wobei gleichzeitig die Entstehung von Stickoxiden besonders gering gehalten werden können.The invention is also based on the finding that emissions are increasingly regarded as a disadvantage of internal combustion engines, be it in certification or in other respects. A variety of techniques for emission reduction in internal combustion engines is known. One way to reduce emissions is, for example, to use an inert fluid during a combustion taking place in the combustion chamber to lower peak temperatures in the combustion chamber and thus to limit, for example, thermal nitrogen oxides according to Zeldovich. For this purpose, the exhaust gas recirculation with exhaust gas cooler is a common example, so that for example recirculated exhaust gas is used as the aforementioned inert fluid. Another possibility is to use the previously described cooling medium, which comprises, for example, at least water, as the said inert fluid. By introducing, in particular direct injection, the cooling medium, in particular water, in the combustion chamber, a particularly high specific power of the internal combustion engine can be realized, at the same time the formation of nitrogen oxides can be kept particularly low.

Ein Aspekt ist es dabei beispielsweise, ein vorhandenes SCR-System für die Abgasnachbehandlung als Basis zu nutzen, um zusätzlich eine besonders vorteilhafte Einbringung beziehungsweise Dosierung des Kühlmediums zu realisieren. Dabei umfasst das SCR-System beispielsweise eine Tankeinheit zum Aufnehmen und Speichern des Reduktionsmittels, wenigstens eine beheizbare Medienleitung, welche von dem Reduktionsmittel durchströmbar ist, wenigstens ein temperiertes Dosiermodul, welches beispielsweise der dritte Injektor ist und/oder das zuvor genannte Steuergerät als elektronische SCR-Steuer- und/oder Regeleinheit. Im Rahmen der Erfindung wird beispielsweise das SCR-System um die folgenden Umfänge erweitert:

  • - Rechenleistung des Steuergeräts
  • - Ein-/Ausgänge in einer Kontrolleinheit, insbesondere des Steuergeräts
  • - Softwareumfänge
  • - Fluidvorratsbehälter, mit Füllstandsüberwachung, wenn nötig mit Fördereinheit und/oder Qualitätssensor
  • - Fluidleitung
  • - Fluiddoser
  • - Sensorik zur Dosierungsregelung, insbesondere als Closed-Loop-Regelung
One aspect is, for example, to use an existing SCR system for exhaust aftertreatment as a basis to additionally realize a particularly advantageous introduction or metering of the cooling medium. In this case, the SCR system comprises, for example, a tank unit for receiving and storing the reducing agent, at least one heatable media line through which the reducing agent can flow, at least one tempered metering module, which is for example the third injector and / or the aforementioned control device as electronic SCR system. Control and / or regulating unit. In the context of the invention, for example, the SCR system is extended by the following amounts:
  • - Computing power of the controller
  • - Inputs / outputs in a control unit, in particular of the control unit
  • - Software scopes
  • - Fluid reservoir, with level monitoring, if necessary with delivery unit and / or quality sensor
  • - Fluid line
  • - Fluid doser
  • - Sensors for dosing control, especially as a closed-loop control

Die in ein Motorsteuergerät integrierte oder externe Steuer- und/oder Regeleinheit für das Kühlmedium kann so beispielsweise für die Abgasnachbehandlung und eine Zumessung des Kühlmediums genutzt werden beziehungsweise umgekehrt. Wenn als das Kühlmedium beispielsweise Wasser verwendet wird, so kann auch eine Kombination von Fluidleitungen zur Vereinfachung des Gesamtsystems dienen. Eine elektrische Heizung und eine Leitungsverlegung mit Befestigungspunkten im Kraftfahrzeug kann dann beispielsweise gemeinsam genutzt werden. Dazu können die Leitungen des SCR-Systems und der zweiten Dosiereinrichtung mit einer elektrischen Heizung parallel geführt werden und durch eine gemeinsame Isolationshülle wie beispielsweise die zuvor genannte Mantelleitung gemeinsam geheizt und im Kraftfahrzeug befestigt werden.The integrated into an engine control unit or external control and / or control unit for the cooling medium can be used for example for exhaust aftertreatment and a metering of the cooling medium or vice versa. If, for example, water is used as the cooling medium, a combination of fluid lines can also be used to simplify the overall system. An electric heater and a wiring with attachment points in the vehicle can then be shared, for example become. For this purpose, the lines of the SCR system and the second metering device can be performed in parallel with an electric heater and heated together by a common insulation shell such as the aforementioned sheathed cable and fastened in the motor vehicle.

Insbesondere ist es denkbar, dass die erste Leitung und die zweite Leitung koaxial zueinander angeordnet sind, sodass beispielsweise die erste Leitung zumindest teilweise innerhalb der zweiten Leitung verläuft oder umgekehrt. Dies stellt eine weitere Möglichkeit zur Anordnung der Leitungen für eine gemeinsame Verlegung und Befestigung dar. Vorteilhaft ist hier, wenn beispielsweise die erste Leitung, insbesondere mit elektrischer Heizung, in der zweiten Leitung verläuft, sodass die zweite Leitung zumindest einen Teil der ersten Leitung umgibt, sodass dann beispielsweise das Kühlmedium als Kühlfluid verwendet werden kann, sodass auch bevorzugt bei höherer Temperatur zur Emissionsminderung wirksam ist und im Einsatz sein sollte.In particular, it is conceivable that the first line and the second line are arranged coaxially with each other, so that, for example, the first line extends at least partially within the second line or vice versa. This is a further possibility for arranging the lines for a common installation and fastening. It is advantageous here, for example, if the first line, in particular with electrical heating, runs in the second line, so that the second line surrounds at least a part of the first line, so that then, for example, the cooling medium can be used as cooling fluid, so that also preferably at a higher temperature for emission reduction is effective and should be in use.

Bei einer solchen koaxialen Anordnung kann beispielsweise die zentrale Lage der inneren Leitung, welche beispielsweise als Schlauch ausgebildet ist, durch Verbindungen zur äußeren, als Hülle fungierenden Leitung stabilisiert werden. Vorteilhafterweise werden hierzu Stabilisatoren eingesetzt, welche gleichzeitig als Heizelement zum Beheizen zumindest einer der Leitungen, insbesondere zum Beheizen beider Leitungen, ausgeführt sind. In einer weiteren Version werden die Stabilisatoren zusätzlich als Strömungselemente ausgeführt, um die Strömung des äußeren Mediums günstig zu beeinflussen. Dies kann auch aktiv ausgeführt werden, damit bei gewünschtem starken Wärmeübergang im äußeren Medium zunehmend turbulente Strömungsverhältnisse eingestellt werden.In such a coaxial arrangement, for example, the central position of the inner conduit, which is formed for example as a tube, be stabilized by connections to the outer, acting as a sheath line. Advantageously, this stabilizers are used, which are simultaneously designed as a heating element for heating at least one of the lines, in particular for heating both lines. In another version, the stabilizers are additionally designed as flow elements in order to favorably influence the flow of the outer medium. This can also be carried out actively, so that when desired strong heat transfer in the outer medium increasingly turbulent flow conditions are set.

Bei Temperaturen, die ein Gefrieren des Reduktionsmittels zur Folge haben könnten, wird die elektrische Heizung zugeschaltet. Dadurch wird beispielsweise zuerst die erste Leitung erwärmt und dann zusätzlich das Kühlmedium. Das Kühlmedium dient also zusätzlich noch als Temperaturschutz nach außen. Sollte das Kühlmedium höhere Anforderungen an die Betriebstemperatur haben als das Reduktionsmittel, so kann die Anordnung auch so gewählt werden, dass die zweite Leitung innen und die erste Leitung außen angeordnet ist und/oder dass die Heizung auf der innenliegenden Leitung angebracht wird und so mehr auf das außen liegende Medium wirkt.At temperatures that could cause freezing of the reducing agent, the electric heater is switched on. As a result, for example, first the first line is heated and then additionally the cooling medium. The cooling medium thus also serves as a temperature protection to the outside. If the cooling medium has higher requirements for the operating temperature than the reducing agent, then the arrangement can also be chosen so that the second line inside and the first line is arranged outside and / or that the heater is mounted on the inner line and so on more the external medium works.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Die Zeichnung zeigt in:

  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Verbrennungskraftmaschine;
  • 2 eine schematische Querschnittsansicht zweier Leitungen der Verbrennungskraftmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 3 eine schematische Querschnittsansicht der Leitungen gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine; und
  • 5 eine schematische Darstellung einer Verbrennungskraftmaschine.
The drawing shows in:
  • 1 a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention;
  • 2 a schematic cross-sectional view of two lines of the internal combustion engine according to a first embodiment;
  • 3 a schematic cross-sectional view of the lines according to a second embodiment;
  • 4 a schematic representation of an internal combustion engine; and
  • 5 a schematic representation of an internal combustion engine.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Verbrennungskraftmaschine 10 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen Personenkraftwagen. Die Verbrennungskraftmaschine 10 weist ein beispielsweise als Zylindergehäuse, insbesondere als Zylinderkurbelgehäuse ausgebildetes Gehäuseteil 12 auf, durch welches mehrere Brennräume vorliegend in Form von Zylindern 14 begrenzt sind. Die Verbrennungskraftmaschine weist dabei wenigstens eine in den Fig. nicht dargestellte erste Dosiereinrichtung auf, mittels welcher ein insbesondere flüssiger Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine 10 in den jeweiligen Zylinder 14 einbringbar ist. Insbesondere kann der Kraftstoff beispielsweise direkt in den jeweiligen Zylinder 14 eingespritzt werden. Hierzu umfasst beispielsweise die erste Dosiereinrichtung je Zylinder 14 genau einen Kraftstoffinjektor, mittels welchem der Kraftstoff zum Durchführen eines befeuerten Betriebs der Verbrennungskraftmaschine 10 direkt in den jeweiligen Zylinder 14 eingespritzt werden kann. 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine 10 for a motor vehicle, in particular for a motor vehicle such as a passenger car. The internal combustion engine 10 has a housing part designed, for example, as a cylinder housing, in particular as a cylinder crankcase 12 on, through which several combustion chambers present in the form of cylinders 14 are limited. In this case, the internal combustion engine has at least one first metering device, not shown in the figures, by means of which a particularly liquid fuel for operating the internal combustion engine 10 in the respective cylinder 14 can be introduced. In particular, the fuel, for example, directly into the respective cylinder 14 be injected. For this purpose, for example, includes the first metering device per cylinder 14 exactly one fuel injector, by means of which the fuel for performing a fired operation of the internal combustion engine 10 directly into the respective cylinder 14 can be injected.

Der jeweilige Zylinder 14 ist auch mit Luft in Form von Verbrennungsluft versorgbar, sodass in dem jeweiligen Zylinder 14 ein die Verbrennungsluft und den Kraftstoff umfassendes Kraftstoff-Luft-Gemisch entsteht. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird verbrannt, woraus Abgas der Verbrennungskraftmaschine 10 resultiert. Dabei ist in 1 besonders schematisch ein von der Verbrennungsluft durchströmbarer Ansaugtrakt 16 der Verbrennungskraftmaschine 10 gezeigt, wobei die Verbrennungsluft mittels des Ansaugtrakts 16 zu dem und insbesondere in den Zylinder 14 geführt wird. Außerdem weist die Verbrennungskraftmaschine 10 eine von dem Abgas aus den Zylindern 14 durchströmbare Abgasanlage 18 auf, mittels welcher das Abgas beispielsweise von den Zylindern 14 abgeführt wird. Insbesondere ist in der Abgasanlage 18 wenigstens ein in den Fig. nicht erkennbarer SCR-Katalysator (SCR - Selective Catalytic Reduction - selektive katalytische Reduktion) angeordnet, mittels welchem eine selektive katalytische Reduktion zum Entsticken des Abgases bewirkt beziehungsweise unterstützt werden kann.The respective cylinder 14 is also supplied with air in the form of combustion air, so that in the respective cylinder 14 a combustion air and the fuel comprehensive fuel-air mixture is formed. The fuel-air mixture is burned, resulting in exhaust gas of the internal combustion engine 10 results. It is in 1 particularly schematically an air flow through the combustion air intake 16 the internal combustion engine 10 shown, wherein the combustion air by means of the intake 16 to that and in particular in the cylinder 14 to be led. In addition, the internal combustion engine 10 one of the exhaust from the cylinders 14 flow-through exhaust system 18 on, by means of which the exhaust, for example, from the cylinders 14 is dissipated. In particular, in the exhaust system 18 at least one SCR catalyst (SCR - Selective Catalytic Reduction), which is not recognizable in the figures, by means of which a selective catalytic reduction for removing the exhaust gas can be effected or supported.

Des Weiteren weist die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens eine zweite Dosiereinrichtung 20 auf, mittels welcher ein von dem Kraftstoff unterschiedliches und insbesondere flüssiges Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft in die Verbrennungsluft einbringbar ist. Hierzu umfasst die Dosiereinrichtung 20 beispielsweise wenigstens eine auch als Injektor bezeichnete Dosiereinheit 22, mittels welcher das beispielsweise zumindest Wasser aufweisende oder als Wasser ausgebildete Kühlmedium in die Verbrennungsluft eingebracht, insbesondere eingespritzt, werden kann. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Dosiereinrichtung 20, insbesondere die Dosiereinheit 22, dazu ausgebildet, das Kühlmedium an einer stromauf der Zylinder 14 angeordneten Stelle in den Ansaugtrakt 16 und somit in die Verbrennungsluft einzubringen, insbesondere einzuspritzen. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die Dosiereinrichtung 20, insbesondere die Dosiereinheit 22, dazu ausgebildet ist, das insbesondere flüssige Kühlmedium direkt in den jeweiligen Zylinder 14 und somit in die in den jeweiligen Zylinder 14 aufgenommene Verbrennungsluft einzubringen, insbesondere einzuspritzen. Hierzu weist beispielsweise die Dosiereinrichtung 20 wenigstens einen ersten Injektor auf, welcher auch als Kühlmediumsinjektor bezeichnet wird.Furthermore, the internal combustion engine 10 at least one second metering device 20 on, by means of which a different from the fuel and in particular liquid cooling medium for cooling the combustion air into the combustion air can be introduced. For this purpose, the metering device comprises 20 for example, at least one metering unit, also referred to as an injector 22 , by means of which, for example, the at least water-containing or formed as water cooling medium introduced into the combustion air, in particular injected, can be. At the in 1 illustrated embodiment is the metering device 20 , in particular the dosing unit 22 , adapted to the cooling medium at an upstream of the cylinder 14 arranged location in the intake 16 and thus introduce into the combustion air, in particular to inject. Alternatively or additionally, it is conceivable that the metering device 20 , in particular the dosing unit 22 , is adapted to the particular liquid cooling medium directly into the respective cylinder 14 and thus in the respective cylinder 14 to introduce absorbed combustion air, in particular to inject. For this purpose, for example, the metering device 20 at least one first injector, which is also referred to as Kühlmediumsinjektor.

Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 10 realisieren zu können, umfasst die Verbrennungskraftmaschine 10 wenigstens eine dritte Dosiereinrichtung 24, mittels welcher ein insbesondere flüssiges Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in das Abgas einbringbar ist. Hierzu umfasst die Dosiereinrichtung 24 beispielsweise wenigstens eine auch als Injektor bezeichnete Dosiereinheit 26, mittels welcher das Reduktionsmittel in die Abgasanlage 18 und somit in das Abgas einbringbar, insbesondere einspritzbar, ist. Hierzu umfasst die Dosiereinheit 26 beispielsweise wenigstens einen zweiten Injektor, welcher auch als Reduktionsmittelinjektor bezeichnet wird. Mittels der Dosiereinheit 26 kann das Reduktionsmittel beispielsweise an einer stromab des Zylinders 14 angeordneten Stelle in die Abgasanlage 18 und somit in das Abgas eingebracht werden, wobei das Reduktionsmittel vorzugsweise stromauf des SCR-Katalysators in das Abgas eingebracht wird.To now a particularly low-emission operation of the internal combustion engine 10 To be able to realize includes the internal combustion engine 10 at least a third metering device 24 , by means of which a particular liquid reducing agent for Entsticken the exhaust gas is introduced into the exhaust gas. For this purpose, the metering device comprises 24 for example, at least one metering unit, also referred to as an injector 26 , by means of which the reducing agent in the exhaust system 18 and thus in the exhaust gas introduced, in particular injectable, is. For this purpose the dosing unit comprises 26 For example, at least one second injector, which is also referred to as Reduktionsmittelinjektor. By means of the dosing unit 26 For example, the reducing agent may be at a downstream of the cylinder 14 arranged location in the exhaust system 18 and thus be introduced into the exhaust gas, wherein the reducing agent is preferably introduced into the exhaust gas upstream of the SCR catalyst.

Die Dosiereinrichtung 20 weist einen auch als Kühlmediumtank oder Wassertank bezeichneten Tank 28 zum Aufnehmen und Speichern des Kühlmediums auf, wobei der Tank 28 auch als Tankeinheit bezeichnet wird. Ferner weist die Dosiereinrichtung 20 beispielsweise eine dem Tank 28 zugeordnete und insbesondere als elektrische Heizung ausgebildete Heizung 30 auf, mittels welcher das in dem Tank 28 aufgenommene Kühlmedium erwärmt beziehungsweise beheizt werden kann. Mittels wenigstens einer von dem Kühlmedium durchströmbaren und auch als Versorgungsleitung bezeichneten Leitung 32 kann das Kühlmedium von beziehungsweise aus dem Tank 28 zu der Dosiereinheit 22 geleitet werden. Hierzu ist in der Leitung 32 eine beispielsweise elektrische Pumpe 34 angeordnet, mittels welcher das Kühlmedium von dem Tank 28 zu der Dosiereinheit 22 und dabei durch die Leitung 32 gefördert werden kann.The metering device 20 has a tank also referred to as cooling medium tank or water tank 28 for receiving and storing the cooling medium, wherein the tank 28 Also referred to as tank unit. Furthermore, the metering device 20 for example, the tank 28 assigned and in particular designed as an electric heater heating 30 on, by means of which in the tank 28 recorded cooling medium can be heated or heated. By means of at least one flow-through of the cooling medium and also referred to as a supply line line 32 can the cooling medium from or out of the tank 28 to the dosing unit 22 be directed. This is in the line 32 an example electric pump 34 arranged, by means of which the cooling medium from the tank 28 to the dosing unit 22 and doing so through the line 32 can be promoted.

Die Dosiereinrichtung 24 weist einen auch als Reduktionsmitteltank oder Tankeinheit bezeichneten Tank 36 zum Aufnehmen und Speichern des Reduktionsmittels auf. Dem Tank 36 ist eine insbesondere elektrische Heizung 3,8 der Dosiereinrichtung 24 zugeordnet, sodass das im Tank 36 aufgenommene Reduktionsmittel mittels der Heizung 38 erwärmt beziehungsweise beheizt werden kann. Mittels einer auch als Versorgungsleitung bezeichneten Leitung 40 der Dosiereinrichtung 24 kann das Reduktionsmittel von beziehungsweise aus dem Tank 36 zu der Dosiereinrichtung 26 geführt werden. Hierzu ist in der Leitung 40 eine beispielsweise elektrische Pumpe 42 der Dosiereinrichtung 24 angeordnet, sodass mittels der Pumpe 42 das Reduktionsmittel von dem Tank 36 zu der Dosiereinheit 26 gefördert werden kann. Ferner ist beispielsweise eine elektronische Recheneinrichtung in Form eines Steuergeräts 44 vorgesehen, welche beispielsweise ein Fahrzeug-Steuergerät ist. Außerdem ist beispielsweise eine weitere elektronische Recheneinrichtung in Form eines Steuergeräts 46 vorgesehen, welches beispielsweise als Motor-Steuergerät ausgebildet ist. Ferner ist eine den Dosiereinrichtungen 20 und 24 gemeinsame Kontroll- und/oder Regeleinheit 48 vorgesehen, welche beispielsweise wenigstens einen Mikroprozessor aufweist. Mittels der den Dosiereinrichtungen 20 und 24 gemeinsamen Kontroll- und/oder Regeleinheit 48 können die Dosiereinrichtungen 20 und 24, insbesondere die Pumpen 34 und 42 und/oder die Dosiereinheiten 22 und 26 betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt werden. Hierzu ist beispielsweise die gemeinsame Kontroll- und/oder Regeleinheit 48 über einen Kabelbaum 50 mit einer Mehrzahl von Sensoren 52a-e verbunden, welche jeweilige, insbesondere elektrische, Signale bereitstellen.The metering device 24 has a tank also referred to as a reducing agent tank or tank unit 36 for receiving and storing the reducing agent. The tank 36 is a particular electric heater 3.8 of the metering device 24 assigned, so that in the tank 36 absorbed reducing agent by means of heating 38 can be heated or heated. By means of a designated as a supply line line 40 the metering device 24 The reducing agent can be from or from the tank 36 to the metering device 26 be guided. This is in the line 40 an example electric pump 42 the metering device 24 arranged so that by means of the pump 42 the reducing agent from the tank 36 to the dosing unit 26 can be promoted. Further, for example, an electronic computing device in the form of a control device 44 provided, which is for example a vehicle control unit. In addition, for example, another electronic computing device in the form of a control device 46 provided, which is designed for example as a motor control unit. Furthermore, one is the metering devices 20 and 24 common control and / or regulating unit 48 provided, which has, for example, at least one microprocessor. By means of the metering devices 20 and 24 common control and / or regulating unit 48 can the dosing 20 and 24 , especially the pumps 34 and 42 and / or the metering units 22 and 26 operated, in particular controlled or regulated. This is for example the common control and / or regulating unit 48 over a wiring harness 50 with a plurality of sensors 52a-e connected, which provide respective, in particular electrical, signals.

In der Folge können die Dosiereinrichtungen 20 und 24 von der gemeinsamen Kontroll- und/oder Regeleinheit in Abhängigkeit von den Signalen betrieben, insbesondere gesteuert oder geregelt werden. Der jeweilige Sensor 52a ist beispielsweise ein Füllstandssensor zum Erfassen eines Füllstands des Kühlmediums beziehungsweise des Reduktionsmittels in dem Tank 28 beziehungsweise 36. Der jeweilige Sensor 52b ist beispielsweise als Temperatursensor zum Erfassen einer jeweiligen Temperatur des Kühlmediums beziehungsweise des Reduktionsmittels ausgebildet. Der jeweilige Sensor 52c ist beispielsweise als Qualitätssensor zum Erfassen einer Qualität des Kühlmediums beziehungsweise des Reduktionsmittels ausgebildet. Der jeweilige Sensor 52d ist beispielsweise als Pumpensensor zum Überwachen beziehungsweise Überprüfen der jeweiligen Pumpe 34 beziehungsweise 42 ausgebildet, wobei beispielsweise der jeweilige Sensor 52e als Drucksensor zum Erfassen eines Drucks des Kühlmediums beziehungsweise des Reduktionsmittels ausgebildet ist.As a result, the metering devices 20 and 24 operated by the common control and / or regulating unit in response to the signals, in particular controlled or regulated. The respective sensor 52a For example, is a level sensor for detecting a level of the cooling medium or the reducing agent in the tank 28 respectively 36 , The respective sensor 52b is formed, for example, as a temperature sensor for detecting a respective temperature of the cooling medium or the reducing agent. The respective sensor 52c is designed, for example, as a quality sensor for detecting a quality of the cooling medium or of the reducing agent. The respective sensor 52d is for example as a pump sensor for monitoring or checking the respective pump 34 respectively 42 formed, for example, the respective sensor 52e is formed as a pressure sensor for detecting a pressure of the cooling medium or the reducing agent.

Ferner umfasst die jeweilige Dosiereinrichtung 20 beziehungsweise 24 einen Filter 54 beziehungsweise 56, über welchen das Kühlmedium beziehungsweise das Reduktionsmittel aus dem Tank 28 beziehungsweise 36 in die jeweilige Leitung 32 beziehungsweise 40 geführt werden kann.Furthermore, the respective metering device comprises 20 respectively 24 a filter 54 respectively 56 , via which the cooling medium or the reducing agent from the tank 28 respectively 36 into the respective line 32 respectively 40 can be performed.

Um nun einen besonders emissionsarmen Betrieb auf besonders einfache und insbesondere kostengünstige Weise zu realisieren, ist wenigstens eine dem Reduktionsmittel und dem Kühlmedium gemeinsame Wärmequelle 58 vorgesehen, mittels welcher sowohl zumindest ein Teil des Reduktionsmittels als auch zumindest ein Teil des Kühlmediums erwärmbar sind. Bei dem in 1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst die Wärmequelle 58 beispielsweise eine elektrische Heizung 60, mittels welcher sowohl das Kühlmedium als auch das Reduktionsmittel erwärmbar sind. Ferner umfasst die Wärmequelle wenigstens eine Mantelleitung 62, in welcher sowohl zumindest ein Längenbereich 64 der Leitung 32 als auch zumindest ein Längenbereich 66 der Leitung 40 aufgenommen sind. Hierdurch kann beispielsweise eine besonders effiziente und effektive Erwärmung der Längenbereiche 64 und 66 und somit des Kühlmediums und des Reduktionsmittels realisiert werden.In order to realize a particularly low-emission operation in a particularly simple and, in particular, cost-effective manner, at least one common heat source is the reducing agent and the cooling medium 58 provided, by means of which both at least a portion of the reducing agent and at least a portion of the cooling medium can be heated. At the in 1 illustrated embodiment includes the heat source 58 for example, an electric heater 60 , by means of which both the cooling medium and the reducing agent can be heated. Furthermore, the heat source comprises at least one sheathed cable 62 in which both at least a length range 64 the line 32 as well as at least a length range 66 the line 40 are included. As a result, for example, a particularly efficient and effective heating of the length ranges 64 and 66 and thus the cooling medium and the reducing agent can be realized.

2 veranschaulicht eine erste Ausführungsform der Verbrennungskraftmaschine 10. Bei der ersten Ausführungsform verlaufen die Längenbereiche 64 und 66 nebeneinander in der Mantelleitung 62, welche insbesondere als thermische Isolation der Leitungen 32 und 40 fungiert. Ferner ist es möglich, über die Mantelleitung 62 die Leitungen 32 und 40 mittels wenigstens eines gemeinsamen Befestigungsmittels zu befestigen und entsprechend zu verlegen. 2 illustrates a first embodiment of the internal combustion engine 10 , In the first embodiment, the length ranges run 64 and 66 next to each other in the sheath line 62 , which in particular as a thermal insulation of the lines 32 and 40 acts. Furthermore, it is possible over the sheathed cable 62 the wires 32 and 40 to fix by means of at least one common fastening means and to lay accordingly.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei welcher die Leitungen 32 und 40 beziehungsweise zumindest die Längenbereiche 64 und 66 koaxial zueinander verlaufen. Dabei ist zumindest der Längenbereich 64 innerhalb des Längenbereichs 66 angeordnet beziehungsweise verläuft in dem Längenbereich 66, sodass der Längenbereich 66 beziehungsweise die Leitung 40 den Längenbereich 64 beziehungsweise die Leitung 32 außenumfangsseitig umgibt. Außerdem sind sogenannte Stabilisatoren 68 vorgesehen, welche beispielsweise in radialer Richtung der Leitung 32 zwischen dieser und der Leitung 44 angeordnet sind und beispielsweise die Leitungen 32 und 40 in einem Abstand zueinander halten. Dabei ist beispielsweise die Leitung 40 mit der Heizung 60 versehen. 3 shows a second embodiment in which the lines 32 and 40 or at least the length ranges 64 and 66 coaxial with each other. At least the length range is 64 within the length range 66 arranged or runs in the length range 66 so the length range 66 or the line 40 the length range 64 or the line 32 Surrounds the outer peripheral side. In addition, so-called stabilizers 68 provided which, for example, in the radial direction of the line 32 between this and the line 44 are arranged and, for example, the lines 32 and 40 Keep at a distance from each other. Here is, for example, the line 40 with the heater 60 Mistake.

Alternativ zu der zweiten Ausführungsform ist es denkbar, dass die Leitung 40 beziehungsweise der Längenbereich 66 in der Leitung 32 beziehungsweise in dem Längenbereich 64 verläuft, sodass dann beispielsweise die Heizung 60 innen angeordnet ist. Bei der in 3 veranschaulichten zweiten Ausführungsform umströmt das Reduktionsmittel die Leitung 32 außenumfangsseitig. Ist die Leitung 40 an der Leitung 32 angeordnet, so umströmt dann beispielsweise das Kühlmedium die Leitung 40 außenumfangsseitig.As an alternative to the second embodiment, it is conceivable that the line 40 or the length range 66 in the pipe 32 or in the length range 64 runs, so then, for example, the heating 60 is arranged inside. At the in 3 illustrated second embodiment flows around the reducing agent, the conduit 32 outer circumference. Is the line 40 on the line 32 arranged, then flows around, for example, the cooling medium, the line 40 outer circumference.

4 zeigt eine Verbrennungskraftmaschine 10. Ferner ist in 4 eine beispielsweise als Windschutzscheibe des Fahrzeugs ausgebildete Scheibe 70 erkennbar, welche mittels einer Scheibenreinigungsanlage 72 mit einem Reinigungsfluid bespritzt und somit versorgt werden kann. Dabei ist die Scheibenreinigungsanlage 72 mit dem Kühlmedium, insbesondere aus dem Tank 28 und dabei beispielsweise über die Leitung 32, versorgbar, sodass das Kühlmedium sowohl zum Kühlen der Verbrennungsluft als auch zum Reinigen der Scheibe 70 verwendet wird. Dies bedeutet, dass der Wassertank vorteilhaft zur Scheibenreinigung mitverwendet wird. Beispielsweise wird das Kühlmittel aus dem Tank 28 gefördert und dabei beispielsweise zumindest zu einem ersten Teil zur Dosiereinheit 22 zur Emissionsminderung und/oder zumindest zu einem zweiten Teil zur Scheibenreinigungsanlage 72 und somit zur Scheibenreinigung geleitet. Dabei ist beispielsweise ein auch als Waschkonzentrattank bezeichneter Tank 74 zum Aufnehmen und Speichern eines Waschkonzentrats vorgesehen. Beispielsweise kann das Kühlmedium, welches zum Reinigen der Scheibe 70 verwendet wird, mit Waschkonzentrat aus dem Tank 74 versetzt werden, um dadurch eine effiziente und effektive Reinigung der Scheibe 70 realisieren zu können. Bei dem Waschkonzentrat aus dem Tank 74 handelt es sich beispielsweise um ein Reinigungsmittel und/oder um Frostschutzmittel, welches mit dem Kühlmedium aus dem Tank 28 gemischt und unter hohem Druck beispielsweise bevorzugt von drei bis neun Bar fein zerstäubt auf die Scheibe 70 gesprüht wird. Hierzu umfasst die Scheibenreinigungsanlage 72 beispielsweise eine Leitung 76, mittels welcher das Kühlmedium aus dem Tank 28, insbesondere aus der Leitung 76, zu der Scheibe 70 geführt wird. Wenn die Leitung 76 zur Scheibenreinigung auch beheizt ausgeführt wird, kann in diesem Fall sogar auf das Frostschutzschutzmittel beziehungsweise den Tank 74 verzichtet werden. Von Vorteil dabei ist auch, dass der Bauraum und das Gewicht des Tanks 74 für den Tank 28 genutzt werden kann, sodass Nachteile beim Packaging, Gewicht und Bauraum vermieden werden können. Die Dosierung des Reduktionsmittels beziehungsweise des Kühlmediums kann je nach Systemauslegung mittels eines zentralen Injektors mittels mehrerer Injektoren, insbesondere bis zu einem Injektor je Zylinder, ausgeführt werden. 4 shows an internal combustion engine 10 , Furthermore, in 4 an example designed as a windshield of the vehicle disc 70 recognizable, which by means of a windscreen cleaning system 72 sprayed with a cleaning fluid and thus can be supplied. Here is the windscreen cleaning system 72 with the cooling medium, in particular from the tank 28 and thereby, for example, over the line 32 , supplying the cooling medium both for cooling the combustion air and for cleaning the disc 70 is used. This means that the water tank is advantageously used for cleaning the windows. For example, the coolant from the tank 28 promoted and, for example, at least a first part of the dosing unit 22 for emission reduction and / or at least a second part of the windscreen cleaning system 72 and thus led to the windscreen cleaning. In this case, for example, a tank which is also referred to as wash concentrate tank 74 provided for receiving and storing a washing concentrate. For example, the cooling medium used to clean the disc 70 is used, with washing concentrate from the tank 74 be offset, thereby providing efficient and effective cleaning of the disc 70 to be able to realize. For the washing concentrate from the tank 74 it is, for example, a cleaning agent and / or anti-freeze, which with the cooling medium from the tank 28 mixed and under high pressure, for example, preferably from three to nine bar finely atomized on the disc 70 is sprayed. This includes the windscreen cleaning system 72 for example, a line 76 , by means of which the cooling medium from the tank 28 , especially from the line 76 , to the disc 70 to be led. If the line 76 For cleaning the windscreen also heated, can in this case even on the antifreeze or the tank 74 be waived. Another advantage is that the space and the weight of the tank 74 for the tank 28 can be used so that disadvantages in packaging, weight and space can be avoided. Depending on the system design, the metering of the reducing agent or of the cooling medium can be carried out by means of a central injector by means of a plurality of injectors, in particular up to one injector per cylinder.

Der Injektor zum Einbringen des Kühlmediums ist beispielsweise in einer thermisch weniger anspruchsvollen Umgebung verbaut, sodass der Injektor zum Einbringen des Fluidmediums ohne Kühlung beziehungsweise Kühlkörper vorgesehen werden kann.The injector for introducing the cooling medium is installed, for example, in a thermally less demanding environment, so that the injector for introducing the fluid medium without cooling or heat sink can be provided.

Schließlich zeigt 5 eine Verbrennungskraftmaschine 10, bei welcher beispielsweise die Wärmequelle 58 alternativ oder zusätzlich eine von dem Kraftstoff durchströmbare Leitung in Form einer Rücklaufleitung 78 aufweist, welche beispielsweise in der Mantelleitung 62 verläuft. In 5 ist die erste Dosiereinrichtung erkennbar und mit 80 bezeichnet. Die Dosiereinrichtung 80 umfasst einen Vorlauf mit einer Vorlaufleitung 82, welche von dem Kraftstoff durchströmbar ist. Mittels der Vorlaufleitung 82 wird der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank zu den in 5 mit 84 bezeichneten Kraftstoffinjektoren geleitet. Mittels der Rücklaufleitung 78 wird überschüssiger Kraftstoff, welcher nicht mittels der Injektoren 84 in den Zylinder 14 eingespritzt wird, von den Injektoren 84 zurück zu dem Kraftstofftank geführt. Mittels der Rücklaufleitung 78 und insbesondere mittels des die Rücklaufleitung 78 durchströmenden Kraftstoffes können beispielsweise das Reduktionsmittel und das Kühlmedium derart temperiert, insbesondere erwärmt werden, dass ein Wärmeübergang von dem die Rücklaufleitung 87 durchströmenden Kraftstoff über die Rücklaufleitung 78 auf die Leitungen 32 und 40 auf das Kühlmedium und auf das Reduktionsmittel erfolgt.Finally shows 5 an internal combustion engine 10 in which, for example, the heat source 58 alternatively or additionally, a line through which the fuel can flow in the form of a return line 78 which, for example, in the sheathed cable 62 runs. In 5 is the first metering recognizable and with 80 designated. The metering device 80 includes a flow with a flow line 82 , which can be flowed through by the fuel. By means of the supply line 82 the fuel from a fuel tank is added to the in 5 With 84 directed fuel injectors passed. By means of the return line 78 will excess fuel, which is not using the injectors 84 in the cylinder 14 injected from the injectors 84 led back to the fuel tank. By means of the return line 78 and in particular by means of the return line 78 By flowing fuel, for example, the reducing agent and the cooling medium so tempered, in particular to be heated, that a heat transfer from which the return line 87 flowing fuel through the return line 78 on the lines 32 and 40 takes place on the cooling medium and on the reducing agent.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
VerbrennungskraftmaschineInternal combustion engine
1212
Gehäuseteilhousing part
1414
Zylindercylinder
1616
Ansaugtraktintake system
1818
Abgasanlageexhaust system
2020
Dosiereinrichtungmetering
2222
Dosiereinheitdosing
2424
Dosiereinrichtungmetering
2626
Dosiereinheitdosing
2828
Tanktank
3030
Heizungheater
3232
Leitungmanagement
3434
Pumpepump
3636
Tanktank
3838
Heizungheater
4040
Leitungmanagement
4242
Pumpepump
4444
Steuergerätcontrol unit
4646
Steuergerätcontrol unit
4848
Kontroll- und/oder RegeleinheitControl and / or regulating unit
5050
Kabelbaumharness
52a-e52a-e
Sensorsensor
5454
Filterfilter
5656
Filterfilter
5858
Wärmequelleheat source
6060
Heizungheater
6262
Mantelleitungsheathed cable
6464
Längenbereichlength range
6666
Längenbereichlength range
6868
Stabilisatorstabilizer
7070
Scheibedisc
7272
ScheibenreinigungsanlageWindshield washing system
7474
Tanktank
7676
Leitungmanagement
7878
RücklaufleitungReturn line
8080
Dosiereinrichtungmetering
8282
Vorlaufleitungsupply line
8484
Injektoreninjectors

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 0229235 A1 [0002]WO0229235 A1 [0002]

Claims (2)

Verbrennungskraftmaschine (10) für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einen mit Verbrennungsluft versorgbaren Brennraum (14), mit wenigstens einer ersten Dosiereinrichtung (80), mittels welcher ein Kraftstoff zum Betreiben der Verbrennungskraftmaschine (10) in den Brennraum (14) einbringbar ist, mit wenigstens einer zweiten Dosiereinrichtung (20), mittels welcher ein von dem Kraftstoff unterschiedliches Kühlmedium zum Kühlen der Verbrennungsluft in diese einbringbar ist, und mit einer von Abgas aus dem Brennraum (14) durchströmbaren Abgasanlage (18), gekennzeichnet durch: - wenigstens eine dritte Dosiereinrichtung (24), mittels welcher ein Reduktionsmittel zum Entsticken des Abgases in dieses einbringbar ist; und - wenigstens eine dem Reduktionsmittel und dem Kühlmedium gemeinsame Wärmequelle (58), mittels welcher sowohl zumindest ein Teil des Reduktionsmittels als auch zumindest ein Teil des Kühlmediums erwärmbar sind und - die Wärmequelle (58) wenigstens eine Mantelleitung (62) aufweist, in welcher sowohl zumindest ein Längenbereich (64) einer von dem Reduktionsmittel durchströmbaren ersten Leitung (32) als auch zumindest ein Längenbereich (66) einer von dem Kühlmedium durchströmbaren zweiten Leitung (40) aufgenommen ist.Internal combustion engine (10) for a motor vehicle, comprising at least one combustion chamber (14) which can be supplied with combustion air, with at least one first metering device (80), by means of which a fuel for operating the internal combustion engine (10) can be introduced into the combustion chamber (14), with at least a second metering device (20), by means of which a different of the fuel cooling medium for cooling the combustion air can be introduced into this, and with a exhaust gas from the combustion chamber (14) can be flowed through exhaust system (18), characterized by : - at least a third metering device ( 24), by means of which a reducing agent for Entsticken the exhaust gas can be introduced into this; and - at least one heat source (58) common to the reducing agent and the cooling medium, by means of which both at least part of the reducing agent and at least part of the cooling medium can be heated, and - the heat source (58) has at least one sheathed conduit (62) in which both at least one length region (64) of a first line (32) through which the reducing agent can flow and at least one longitudinal region (66) of a second line (40) through which the cooling medium can flow are accommodated. Verbrennungskraftmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (58) eine elektrische Heizung (60) und/oder eine von dem Kraftstoff durchströmbare Leitung, insbesondere Rücklaufleitung (78), aufweist.Internal combustion engine (10) after Claim 1 , characterized in that the heat source (58) comprises an electric heater (60) and / or a line through which the fuel can flow, in particular a return line (78).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002029235A1 (en) 2000-09-30 2002-04-11 Michael Hartkopf Method and device for reducing fuel consumption

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002029235A1 (en) 2000-09-30 2002-04-11 Michael Hartkopf Method and device for reducing fuel consumption

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