DE102006054227A1

DE102006054227A1 - Verfahren zur Verringerung des Schadstoffausstoßes einer Brennkraftmaschine, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Abgasrückführsystem

Info

Publication number: DE102006054227A1
Application number: DE102006054227A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Phys. Burk; Günther Dr. rer. nat. Feuerecker; Thomas Dr.-Ing. Heckenberger; Wolfram Dr.-Ing. Kaiser; Christoph Sauer
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2008-05-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des Schadstoffausstoßes einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Dieselmotors, eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung von fahrzeugintern gewonnenem Wasser, welches der Brennkraftmaschine mittelbar über mindestens einen Stoffstrom zugeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Es wird vorgeschlagen, dass das Wasser durch Abkühlung und Kondensation von Umgebungsluft gewonnen und an Bord des Kraftfahrzeuges zwischengespeichert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung des Schadstoffausstoßes einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und 18 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12 und ein Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 25.
Chemisch reines Wasser wird in Kraftfahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit Dieselmotor und Turboaufladung zur Wassereinspritzung in den Kraftstoff, insbesondere den Dieselkraftstoff und/oder in den Ladeluftstrom verwendet. Durch diese Maßnahme können einerseits die Schadstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine, insbesondere Ruß- und NO_x-Anteile reduziert werden, andererseits kann bei Wassereinspritzung in den Ladeluftstrom ein Kühleffekt erzeugt werden, der zu einer höheren Leistungsdichte und einer Absenkung der Verbrennungstemperatur führt.
Durch die DE 102 54 016 A1 der Anmelderin wurde eine Vorrichtung zur Kühlung von Ladeluft für eine Brennkraftmaschine bekannt, wobei die Ladeluft in zwei Kühlstufen, d. h. in zwei unterschiedlichen Wärmeübertragern, die mit unterschiedlichen Kühlmedien beaufschlagt sind, abgekühlt wird. Bei einem von mehreren Ausführungsbeispielen wird die Ladeluft in der zweiten Kühlstufe durch Verdampfung eines Kältemittels einer Klimaanlage gekühlt. Dadurch können eine weitergehende Abkühlung der infolge Verdichtung erwärmten Ladeluft und damit eine Leistungssteigerung der Brennkraftmaschine, verbunden mit einer geringeren Verbrennungstemperatur, erreicht werden.
Durch die DE 10 2004 032 777 A1 der Anmelderin wurde eine aufgeladene Brennkraftmaschine bekannt, bei welcher in den Ladeluftstrom im Bereich des Ansaugstutzens der Brennkraftmaschine Wasser in Form von kleinsten Tröpfchen eingespritzt wird. Durch die Verdunstung der Wassertröpfchen wird die Temperatur der Ladeluft und damit auch die Verbrennungstemperatur abgesenkt. Alternativ zu dieser Wassereinspitzung wird ferner vorgeschlagen, das Kondenswasser einer Klimaanlage zu nutzen, und in einem Wasserbehälter zwischenzuspeichern. Anschließend wird das Kondenswasser über eine Einspritzvorrichtung dem angesaugten Luftstrom oder der Ladeluft zugesetzt. Insbesondere wird auch eine Vernebelung des Kondenswassers über Piezo-Vernebler oder eine Zerstäubung durch Zerstäuberdüsen vorgeschlagen. Darüber hinaus ist aus dieser Druckschrift bekannt, den in der angesaugten Luft enthaltenen Wasseranteil durch Statikmischer auf die einzelnen Saugrohre der Brennkraftmaschine zu verteilen. Es ist somit bekannt, reines Wasser aus einem On-Board-Prozess, d. h. dem Verdampfer einer Klimaanlage zu gewinnen und zwischenzuspeichern, bevor es zur Einspritzung in den der Brennkraftmaschine zuzuführenden Luftstrom verwendet wird.
Durch die DE 10 2005 047 440 A1 der Anmelderin wurde ein Ladeluftkühler und ein Verfahren zur Kühlung der Ladeluft bekannt, bei dem der Ladeluft Kondenswasser in Tröpfchen- und/oder Nebelform zugeführt wird und wobei der Wärmeübertrager auf der Ladeluftseite eine hydrophobe Oberfläche aufweist. Dadurch bleiben die Wassertröpfchen nicht an der Oberfläche haften, sondern werden vom Ladeluftstrom leichter mitgerissen und erfüllen somit eine Kühlfunktion bei Verdunstung. Dies senkt – wie oben erwähnt – die Verbrennungstemperatur der Brennkraftmaschine und auch den NO_x-Ausstoß im Abgas.
Durch die WO 00/34419 wurde ein industrielles Verfahren zur Herstellung einer stabilen Emulsion aus Dieselkraftstoff und Wasser bekannt. Die Emulsion kann als Kraftstoff für Dieselmotoren verwendet werden. Nachteilig hierbei ist, dass die Emulsion nur eine begrenzte Haltbarkeit von etwa vier Monaten aufweist.
Durch die US 2005/0060928 A1 wurde eine Emulsion aus Wasser und Dieselkraftstoff bekannt, welche unter Verwendung eines Emulgators herstellbar ist. Die Emulsion enthält mindestens 70% Gewichtsprozente Diesel und bis zu 25 Gewichtsprozente Wasser. Derartige Emulsionen sind als Kraftstoff für Dieselmotoren geeignet und reduzieren den Schadstoffanteil in den Abgasen.
Durch die US 2005/0126513 A1 wurde ein System zur Herstellung einer nicht stabilen Emulsion aus Dieselkraftstoff und Wasser an Bord eines Kraftfahrzeuges bekannt. Das Wasser wird dabei durch eine Hochgeschwindigkeitsrührvorrichtung (mechanisches Scheren) in feinsten Tröpfchen von weniger als 1 μm Durchmesser im Dieselöl verteilt. Diese Suspension wird direkt nach ihrer Herstellung in die Brennkammer des Dieselmotors eingespritzt.
Bekannt sind auch so genannte Mikroemulsionen aus Dieselkraftstoff und Wasser, welche ohne kräftiges Scheren, d. h. ohne Rühren hergestellt werden und beliebig lagerstabil sind (vgl. Motortechnische Zeitschrift, 6/2005, Seite 485). Es ist möglich, derartige Mikroemulsionen im Fahrzeug kurz vor Einspritzung in den Motor zu mischen oder wie konventionellen Kraftstoff an der Zapfsäule zu tanken. Durch Verwendung derartiger Mikroemulsionen kann der Ruß- und NO_x-Gehalt in den Abgasen reduziert werden.
Durch die JP 2001139964 wurde ein Verfahren zur Herstellung einer Emulsion aus Kraftstoff und Wasser unter Verwendung eines Emulgators mittels einer Ultraschallbeaufschlagung bekannt.
Ausgehend von diesem Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verringerung des Schadstoffausstoßes der eingangs genannten Art weiter zu verbessern, insbesondere die Stickoxide im Abgas zu reduzieren und die Leistung der Brennkraftmaschine zu erhöhen. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen.
Die Aufgabe der Erfindung wird einerseits durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen ergeben. Andererseits wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angegeben sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass Kondenswasser aus einem Verdampfer einer an Bord des Kraftfahrzeuges befindlichen Klimaanlage und/oder aus einem Ladeluftkühler für die Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeuges gewonnen wird, wobei die zu klimatisierende Umgebungsluft und/oder die Ladeluft unter den Taupunkt abgekühlt werden, sodass die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit als Kondensat ausfällt. Das so gewonnene Kondenswasser wird zwischengespeichert, d. h. einem an Bord befindlichen Speicher zugeführt. Anschließend wird das Kondenswasser zur Herstellung einer Emulsion, vorzugsweise einer Mikroemulsion verwendet, welche in die Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Die Herstellung der Mikroemulsion erfolgt dabei vorzugsweise unmittelbar vor der Einspritzung in den Motor, vorzugsweise unter Anwendung von Ultraschallwellen. Das Kondenswasser wird somit in feinsten Teilchen im Kraftstoff dispergiert. Damit wird der Vorteil einer geringeren Verbrennungstemperatur und eines geringeren Schadstoffausstoßes, insbesondere eines geringen Ruß- und Stickoxidanteiles im Abgas erreicht. Vorteilhaft ist ferner, dass kein reines Wasser nachgetankt werden muss, da das erfindungsgemäße Verfahren autark ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Kondenswasser in feinster, d. h. zerstäubter oder vernebelter Form dem Ladeluftstrom zugeführt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Temperatur der Ladeluft infolge Verdunstungskälte reduziert, die Luftladung für den Motor erhöht, die Verbrennungstemperatur im Motor gesenkt und der Schadstoffausstoß reduziert werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der mit Wasser versetzte Ladeluftstrom vor seinem Eintritt in den Brennraum aufgeheizt oder abgekühlt wird, d. h. in seiner Temperatur verändert wird. Vorteilhaft kann dies im Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sieht zur Gewinnung von reinem Wasser einerseits einen Verdampfer einer an Bord befindlichen Klimaanlage und/oder andererseits einen Ladeluftkühler für eine aufgeladene Brennkraftmaschine vor. Der Verdampfer wird von Kältemittel beaufschlagt, welches infolge Verdampfung die Luft unter den Taupunkt abkühlt, sodass sich Kondensat bildet, welches in einer Auffangeinrichtung aufgefangen und einem an Bord des Kraftfahrzeuges befindlichen Speicherbehälter zugeleitet wird. Die Ladeluft im Ladeluftkühler muss ebenfalls unter den Taupunkt abgekühlt werden, um die darin enthaltene Feuchtigkeit auszukondensieren. Hierzu wird vorzugsweise das Kältemittel des Kältemittelkreislaufes der Kraftfahrzeugklimaanlage verwendet, welches im Ladeluftkühler verdampft wird und somit die notwendige Abkühlung unter den Taupunkt bewirkt. Das ausfallende Kondensat wird ebenfalls dem Speicherbehälter zugeleitet und dort zwischengespeichert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet somit autark, d. h. ein Nachtanken von reinem Wasser ist nicht erforderlich. Die „Quellen" zur Gewinnung des Kondenswassers, Verdampfer und Ladeluftkühler sowie ein Kältemittelkreislauf sind ohnehin an Bord des Kraftfahrzeuges, d. h. es müssen keine zusätzlichen Vorrichtungen in das Kraftfahrzeug eingebaut werden.
Die Vorrichtung zur Wassergewinnung, respektive der Speicherbehälter ist erfindungsgemäß mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden, welcher eine Emulgiereinrichtung, vorzugsweise ein Piezo-Emulgierer zugeordnet ist. Damit kann eine Wasser-Kraftstoff-Emulsion, vorzugsweise eine Mikroemulsion hergestellt werden, welche in den Brennraum der Brennkraftmaschine eingespritzt wird. Vorteilhaft kann der Piezo-Eumulgierer mit der Einspritzpumpe zu einer Baueinheit integriert sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist vorteilhaft eine Zuführung in den Ladeluftstrom auf, wobei eine Einrichtung zum Vernebeln oder Zerstäuben des Kondenswassers in der Zuführleitung vorgesehen ist. Vorteilhaft können ein Piezo-Vernebler oder eine Zerstäuberdüse im Luft-Ansaugtrakt der Brennkraftmaschine angeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft mit einer elektronischen Regeleinheit und Sensoren sowie Aktuatoren zur Messung des Kondenswasservorrates und Steuerung des Kondenswasserverbrauches versehen sein. Damit ist es möglich, den Wasserverbrauch an die verfügbare Wassermenge im Speicherbehälter anzupassen.
Die Erfindung ist vorteilhaft auch bei Brennkraftmaschinen mit Abgasrückführung (AGR) anwendbar. Dabei ist eine Zuführung vom Speicherbehälter für das Kondenswasser zur AGR-Leitung vorgesehen, wobei in der Zuführleitung eine Einrichtung zur Anreicherung des Abgases mit Kondenswasser angeordnet ist. Das Kondenswasser wird beispielsweise in feinsten Tröpfchen in den rückgeführten Abgasstrom eingeführt oder das Abgas wird mittels einer Verdampfungs- oder Verdunstungseinrichtung mit Wasser möglichst weit aufgesättigt.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 18 gelöst, d. h. bei einer Brennkraftmaschine mit Abgasrückführung. Das zwischengespeicherte Wasser wird dabei dem rückgeführten Abgasstrom zugeführt. Dadurch wird ein, bezogen auf das Kraftfahrzeug, autarkes Verfahren bereitgestellt, das ohne Nachtanken auskommt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass dem zurückgeführten Abgas stromabwärts von mindestens einer Kühleinrichtung für das zurückgeführte Abgas Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, zugeführt wird. Bei der Wärmeübertragungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Wärmeübertragungseinrichtung einer Fahrzeugklimaanlage. Es kann jedoch auch Kondenswasser von anderen fahrzeuginternen Wärmeübertragungseinrichtungen verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, nach der Kühleinrichtung, insbesondere unmittelbar nach der Kühleinrichtung, in das zurückgeführte Abgas eingedüst wird. Durch eine lange Verweildauer im noch recht heißen Abgas besteht genügend Zeit zur Verdampfung, die zu einer Aufsättigung des Abgases und zu dessen zusätzlicher Kühlung führt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass dem zurückgeführten Abgas in einem Bypass zu einer beziehungsweise der Kühleinrichtung für das zurückgeführte Abgas Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, zugeführt wird. Dadurch kann die Aufsättigung des rückgeführten Abgases weiter beschleunigt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, in einem Verdampfer verdampft und dem zurückgeführten Abgas in Form von Wasserdampf zugeführt wird. Alternativ kann das Wasser in poröse Keramik-Röhrchen geleitet werden, die von gekühltem oder ungekühltem Abgas umströmt und dadurch gekühlt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser dem zurückgeführten Abgas mittels einer Zerstäubungseinrichtung zugeführt wird. Dabei ist wesentlich, dass das Wasser feinst zerstäubt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das zurückgeführte Abgas mit einem Ladeluftstrom vermischt wird. Durch eine nachfolgende Mischung mit deutlich kühlerer, ebenfalls nahezu gesättigter Ladeluft, zum Beispiel in einer Mantelstromdüse, kann theoretisch ein sehr feintropfiger Mischungsnebel erzeugt werden, der während des Ansaug- und Verdichtungsvorgangs schnell wieder verdampfen kann und den Gasstrom dadurch zusätzlich kühlt.
Bei einem Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors, mit einem Brennraum, dem zurückgeführtes Abgas zugeführt wird, und mit mindestens einer Kühleinrichtung, in der das zurückgeführte Abgas gekühlt wird, bevor es in den Brennraum zurückgeführt wird, insbesondere zur Durchführung des vorab beschriebenen Verfahrens, ist die oben angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen der Kühleinrichtung und dem Brennraum eine Wassereinbringstelle vorgesehen ist, an welcher dem gekühlten zurückgeführten Abgas Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, zugeführt wird. Vorzugsweise wird das Wasser mittels eines geeigneten Zerstäubers beigemischt, bevor der zurückgeführte Abgasstrom der Ladeluft zugemischt wird. Im Allgemeinen kann das zurückgeführte Abgas trotz Kühlung noch eine gewisse Wassermenge aufnehmen, wodurch dieses durch die Tröpfchenverdampfung noch weiter gekühlt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Umgehung der Kühleinrichtung ein Bypass mit einer weiteren Wassereinbringstelle vorgesehen ist, an welcher dem ungekühlten zurückgeführten Abgas Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, zugeführt wird. Durch die höhere Temperatur des ungekühlten zurückgeführten Abgasstroms kann dieser eine erheblich größere Wassermenge aufnehmen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Wassereinbringstelle beziehungsweise der Wassereinbringstellen eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, in welcher das ungekühlte zurückgeführte Abgas mit dem gekühlten zurückgeführten Abgas vermischt wird. Durch Vermischung der beiden weitgehend mit Wasser gesättigten Gasströme wird der Taupunkt der Mischströme unterschritten und es kommt zur Nebelbildung.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung nach dem Mantelstromprinzip arbeitet. Vorzugsweise umfasst die Mischeinrichtung eine zweischichtige Mantelstromdüse.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das ungekühlte zurückgeführte, unter Umständen mit Wasser gesättigte Abgas mit Hilfe eines Kernstromzylinders in den Kern des gekühlten zurückgeführten, unter Umständen ebenfalls weitgehende abgesättigten Abgases eingeführt wird. An der verlängerten Grenzfläche des Kernstromzylinders und eines diesen umgebenden Abgasrückführstrom-Hohlzylinders bildet sich eine Vermischungszone aus, in der es zur Nebelbildung kommt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Mischeinrichtung eine weitere Mischeinrichtung vorgesehen ist, in welcher das vermischte zurückgeführte Abgas mit vorzugsweise gekühlter Ladeluft vermischt wird. Die Mischeinrichtung ist vorzugsweise gleich oder ähnlich ausgeführt wie die erstgenannte Mischeinrichtung. In der zweiten Mischeinrichtung wird in einer zweiten Mischzone das wasserübersättigte Abgas nach dem vorab beschriebenen Prinzip mit der möglichst weit heruntergekühlten Ladeluft gemischt, die ebenfalls sehr nahe am Taupunkt liegt. Durch die Zumischung des nochmals deutlich kühleren gesättigten Gases kommt es zu einer zusätzlichen Ausfällung von feinen Nebeltröpfchen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Wassereinbringstelle beziehungsweise der Wassereinbringstellen eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, in welcher das ungekühlte zurückgeführte Abgas mit dem gekühlten zurückgeführten Abgas und mit Ladeluft vermischt wird. Das hat den Vorteil, dass die vorab genannte weitere Mischeinrichtung entfallen kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung nach dem Mantelstrom prinzip arbeitet. Vorzugsweise umfasst die Mischeinrichtung eine dreischichtige Mantelstromdüse.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abgasrückführsystems ist dadurch gekennzeichnet, dass das ungekühlte zurückgeführte Abgas mit Hilfe eines Kernstromzylinders in den Kern des gekühlten zurückgeführten Abgases und der vorzugsweise gekühlten Ladeluft eingeführt wird. Vorzugsweise wird der Gasstrom mit der größten absoluten Wasserbeladung innen geführt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser und Zuführung des Wassers in Kraftstoff (hochdruckseitig),
2 eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser und Zuführung des Wassers in Kraftstoff (niederdruckseitig),
3 eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser und Zuführung des Wassers in Ladeluft,
4 eine Vorrichtung zur Gewinnung von Wasser und Zuführung des Wassers in rückgeführtes Abgas,
5 eine schematische Darstellung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs mit Abgasrückführung;
6 eine ähnliche Darstellung wie in 5 mit Abgasrückführung und Ladeluftkühlung und
7 eine ähnliche Darstellung wie in 5 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
1 zeigt eine Brennkraftmaschine 1, vorzugsweise einen Dieselmotor eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges. Der Dieselmotor 1 wird mit Abgasturboaufladung betrieben, d. h. er weist einen Ansaug- bzw. Ladeluftstrom 2 mit Verdichter 3 und Ladeluftkühler 4 auf. Im Abgasstrom 5 ist eine Abgasturbine 6 angeordnet, welche den Verdichter 3 mechanisch über eine sche matisch dargestellte Welle 7 antreibt. Dem Motor 1 ist ein Kraftstofftank 8, vorzugsweise mit Dieselkraftstoff zugeordnet, von dem eine Kraftstoffleitung 9 zu einer Einspritzpumpe 10 führt. Das nicht dargestellte Kraftfahrzeug weist eine Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf auf, von welchen lediglich ein Verdampfer 11 mit einem Gebläse 12 dargestellt ist. Das Gebläse 12 fördert Umgebungsluft durch den Verdampfer, wo die mit Feuchtigkeit beladene Luft infolge Verdampfung des Kältemittels unter den Taupunkt abgekühlt wird, sodass Kondensat ausfällt. Die abgekühlte, trockene Luft wird – was nicht dargestellt ist – dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zugeführt. Das im Verdampfer 12 anfallende Kondensat wird aufgefangen und über eine Kondensatleitung 13 einem im Kraftfahrzeug angeordneten Speicherbehälter 14 zugeführt. Im Ladeluftkühler 4 wird die aus der Umgebung angesaugte, im Verdichter 3 aufgeladene und gleichzeitig erwärmte Luft abgekühlt. Als Kühlmittel wird – was nicht dargestellt ist – das Kältemittel des Kältemittelkreislaufes der Klimaanlage verwendet, welches im Ladeluftkühler 4 verdampft und somit eine Abkühlung der Ladeluft unter den Taupunkt bewirkt, sodass auch hier die in der Umgebungsluft enthaltene Feuchtigkeit als Kondensat ausfällt. Wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt, kann der Ladeluftkühler 4 auch als zweite Kühlstufe einer zweistufigen Ladeluftkühlung ausgebildet sein. Die Luft- bzw. Kondensatseite des Ladeluftkühlers 4 ist über eine Kondensatleitung 15 mit dem Speicherbehälter 14 verbunden. In diesem wird also einerseits das Kondensat des Verdampfers 11 und andererseits das Kondensat des Ladeluftkühlers 4 gesammelt und gespeichert. Vom Speicherbehälter 14 führt eine weitere Kondensatleitung 16, in welcher eine Dosierpumpe 17 angeordnet ist, zur Einspritzpumpe 10. In der Einspritzpumpe 10 wird dem Kraftstoff, insbesondere dem Dieselkraftstoff Kondenswasser hochdruckseitig zugeführt. Zwischen Einspritzpumpe 10 und Motor 1 ist eine Einrichtung zur Herstellung einer Emulsion aus Kraftstoff und Wasser, vorzugsweise ein Piezo-Emulgierer 18 angeordnet, welcher aus dem Gemisch von Kondenswasser und Kraftstoff eine Emulsion, vorzugsweise eine Mikroemulsion herstellt, welche in den Brennraum des Dieselmotors 1 eingespritzt wird. Eine Verbrennung der Emulsion erfolgt bei einer reduzierten Verbrennungstemperatur und führt zu einem geringeren Schadstoffausstoß, insbesondere einem reduzierten NO_x-Anteil im Abgas des Dieselmotors 1.
2 zeigt eine abgewandelte Vorrichtung mit einer niederdruckseitigen Zuführung des Kondenswassers in den Kraftstoff. Für gleiche Teile werden gleiche Bezugszeichen wie in 1 verwendet. Das Kondenswasser wird der Einspritzpumpe 20 bei diesem Ausführungsbeispiel über die Kondensatleitung 16 niederdruckseitig zugeführt, wobei auch der Piezo-Emulgierer 21 auf der Niederdruckseite der Einspritzpumpe 20 angeordnet ist. Vorteilhaft können Einspritzpumpe 20 und Piezo-Emulgierer 21 zu einer Baueinheit integriert werden.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Das im Speicherbehälter 4 gesammelte Kondenswasser wird hier dem Ladeluftstrom 2 zugeführt, und zwar über eine Zuführleitung 22 und eine darin angeordnete Dosierpumpe 23 sowie einen Piezo-Vernebler oder eine Zerstäuberdüse 24. Das im Speicherbehälter 4 gesammelte Kondenswasser wird somit über die Dosierpumpe 23 dem Piezo-Vernebler 24 zugeführt, welcher das Wasser vernebelt und somit in feinst verteilter Form in den Ladeluftstrom 2 einführt. Die Ladeluft wird damit weiter abgekühlt, die Verbrennungstemperatur im Motor wird herabgesetzt, und die Ruß- und NO_x-Belastung der Abgase wird reduziert.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei für gleiche Teile wiederum gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Der Motor 1 weist eine Abgasrückführung (AGR) mit einer AGR-Leitung 25 und einem Abgaskühler 26 auf. Das rückgeführte Abgas wird zwischen Motor 1 und Abgasturbine 6 entnommen und dem Ladeluftstrom 2 zwischen Ladeluftkühler 4 und Motor 1 gekühlt wieder zugeführt. Der Speicherbehälter 14 weist eine Zuführleitung 27 mit einer Dosierpumpe 28 und einer Zerstäuberdüse 29 auf, über welche das Kondenswasser in feinsten Tröpfchen in den rückgeführten Abgasstrom, d. h. in die AGR-Leitung 25 stromabwärts vom Abgaskühler 26 eingeführt wird. Der Abgasstrom wird somit weiter abgekühlt, die Verbrennungstemperatur sinkt, und der Schadstoffanteil wird reduziert. Die dargestellte Vorrichtung weist ferner eine elektronische Regelung mit einer elektronischen Steuereinheit 30 sowie Sensoren bzw. Aktuatoren 31, 32, 33 an der Zerstäuberdüse 29, an der Dosierpumpe 28 und an der Einspritzpumpe 10 auf. Die Sensoren/Aktuatoren 31, 32, 33 sind über Signalleitungen mit der elektronischen Steuereinheit 30 verbunden, die ihrerseits über eine Verbindung 34 mit einer Motorsteuerung 35 kommuniziert. Durch die elektronische Regelung ist es möglich, den Vorrat an Kondenswasser, d. h. die verfügbare Wassermenge zu messen und den Verbrauch für die Wassereinspritzung zu steuern. Liegt beispielsweise aufgrund trockener Umgebungsluft nur ein geringes Wasserangebot vor, wird die Wassereinspritzung – dies gilt auch für die vorherigen Ausführungsbeispiele – entsprechend reduziert, sodass ein guter Kompromiss zwischen Motorleistung und Schadstoffemissionen erzielt wird.
Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird – wie oben ausgeführt – sauberes Wasser einer fahrzeuginternen Wärmeübertragereinrichtung, zum Beispiel einer Klimaanlage, im Verbrennungsprozess eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs verwendet, um die NO_x-Emissionen zu reduzieren oder den Ruß-NOx-Trade-Off bei Dieselmotoren abzuschwächen. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Kondenswasser aus der Klimaanlage des Kraftfahrzeugs und/oder aus einer Ladeluft-Kühlstufe gewonnen und in einem Pufferbehälter zwischengespeichert. In einer weiteren Vorrichtung wird das Wasser aus dem Pufferbehälter bedarfsgerecht einem den Motor durchsetzenden Stoffstrom in feinster Verteilung zugesetzt.
Zusätzlich zu dem in einer fahrzeuginternen Fahrzeugklimaanlage anfallenden Kondenswasser und dem in einer fahrzeuginternen Ladeluft-Kühlstufe anfallenden Kondenswasser kann auch Regenwasser verwendet werden, das entsprechend gereinigt beziehungsweise gefiltert wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben sich zur Wasserbeimischung in feinst verteilter Form folgende Stoffströme als besonders vorteilhaft erwiesen: Ladeluft, rückgeführtes Abgas, Ladeluft/Abgas-Gemisch, Kraftstoff. Darüber hinaus kommt eine geteilte Zuführung des Wassers in den Brennraum mittels einer zusätzlichen Düse in Frage. Die Feinstverteilung des Wassers erfolgt zum Beispiel durch eine Hochdruckpumpe mit einer Zer stäuberdüse, eine Venturi- oder Ejektor-Düse mit Druckluft beziehungsweise Druckgas, einen Ultraschall-Vernebler, eine Piezo-Zerstäuberdüse (drucklos), einen Piezo-Ultraschall-Emulgierer (Wasser in Kraftstoff), einen Verdunstungsbefeuchter oder einen Wasserverdampfer (Nebelbildung durch Beimischung von Wasserdampf in einen Luftstrom).
Die Wasserzuführung erfolgt vorzugsweise in der Ladeluft, und zwar insbesondere nach einer letzten von mehreren Ladeluft-Kühlstufen. Die Wasserzuführung erfolgt alternativ oder zusätzlich nach einer letzten von mehreren Kühlstufen für rückgeführtes Abgas. Darüber hinaus kann die Wasserzuführung vor oder nach oder in einer Kraftstoff-Einspritzpumpe erfolgen. Des Weiteren kann die Wasserzuführung in einer Kraftstoff-Einspritzdüse oder in einer Zylinderwand erfolgen.
Zur Wasserbehandlung und -speicherung wird vorzugsweise ein Pufferbehälter mit einem Füllstands-Sensor verwendet. Darüber hinaus kommen eine Filtereinrichtung und gegebenenfalls ein Temperatursensor zur Erkennung einer Einfriergefahr zum Einsatz. Der Temperatursensor wirkt vorzugsweise mit einer Heizeinrichtung für das Wasser zusammen. Darüber hinaus kann eine Vorrichtung zum Zumischen von Additiven sowie ein Ablassventil für Winterbetrieb vorgesehen sein.
Die Wasserzugabe erfolgt mit Hilfe einer geeigneten Regelung/Steuerung. Dabei wird der Füllstand des Pufferbehälters erfasst. Des Weiteren wird der Motor-Betriebszustand (Last, Drehzahl, Ladeluftmenge, ...). erfasst. Vorzugsweise wird ein Kennfeld für NOx-Emissionen als Funktion des Motorbetriebszustandes verwendet. Zur Zuführung und Variation des Wasser-Massenstroms wird eine geeignete Aktuatorik verwendet.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der das Wasser dem rückgeführten, bereits gekühlten Abgas mittels eines geeigneten Zerstäubers beigemischt wird, bevor es der Ladeluft zugemischt wird. Im Allgemeinen kann das rückgeführte Abgas trotz Kühlung noch eine gewisse Wassermenge aufnehmen, wodurch dieses durch die Tröpfchenverdampfung noch weiter gekühlt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Abgas mit dem Kondenswasser weitgehend aufgesättigt und dann mit einem wesentlich stärker gekühlten und ebenfalls nahezu gesättigten Ladeluftstromgemisch, wodurch überschüssiges Wasser wieder als sehr feiner Nebel ausfällt, der dann das angesaugte Gasgemisch bei der Verdichtung durch Wiederverdampfung zusätzlich kühlt. Auf diese Weise kann ein nebelartiges Ansaug-Gasgemisch erzeugt werden, das die latente Kälte der Nebeltröpfchen bis in den Brennraum hinein trägt und das Gasgemisch während der Verdichtung kühlt.
Die Leistung eines Verbrennungsmotors hängt unter anderem von Hubraum, Drehzahl und mittlerem Gasdruck ab. Durch eine Aufladung des Motors kann die Füllung erheblich verbessert und damit die Motorleistung gesteigert werden. Das Kraftstoff-Luftgemisch oder die Luft wird ganz oder teilweise außerhalb des Zylinders vorverdichtet. Bei einem Motor mit Abgasturbolader treiben die Abgase die Turbine und diese den Verdichter an. Der Verdichter übernimmt das Ansaugen und liefert dem Motor eine vorverdichtete Frischgasladung. Ein Ladeluftkühler in der Ladeleitung führt die Verdichtungswärme an die Umgebungsluft ab. Dadurch wird die Zylinderfüllung weiter verbessert.
Die Abgasrückführung dient dazu, den Temperaturanstieg bei der Verbrennung des Brenngasgemisches zu verringern. Das zurückgeführte Abgas nimmt an der Verbrennung in der Brennkraftmaschine nicht mehr teil, erwärmt sich aber. Insgesamt wird durch das rückgeführte Abgas die Temperatur in der Brennkraftmaschine beziehungsweise dem Motor abgesenkt, und zwar umso stärker, je weiter das rückgeführte Abgas vorgekühlt wurde. Durch niedrige Temperaturen im Motor kann die Entstehung von Stickoxiden (NOx), die stark von der Temperatur im Motor abhängig ist, reduziert werden.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer schematisch dargestellten Brennkraftmaschine 101 mit Abgasrückführung. Bei der Brennkraftmaschine 101 handelt es sich um einen Dieselmotor eines Kraftfahrzeugs. Die Brennkraftmaschine 101 umfasst einen Brennraum 102, dem, wie durch einen Pfeil 105 angedeutet ist, ein rückgeführter Abgasstrom zugeführt wird. Der rückgeführte Abgasstrom 105 wird auch als rückgeführtes Abgas bezeichnet. Das rückgeführte Abgas 105 wird in einem Abgaskühler 108 abgekühlt. Das abgekühlte Abgas beziehungsweise der abgekühlte Abgasstrom ist durch einen Pfeil 110 angedeutet. Stromabwärts des Abgaskühlers 108 ist eine Wassereinbringstelle 111 angedeutet, an der dem gekühlten rückgeführten Abgasstrom 110 Wasser zugeführt wird.
Eine weitere Wassereinbringstelle 112 ist in einem Bypass vorgesehen, der durch zwei gestrichelte Pfeile 114, 115 angedeutet ist. Durch den Bypass 114, 115 wird der Abgaskühler 108 umgangen.
Bei den in den 5 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen wird ein Teil des Abgases 105 durch den Abgaskühler 108 hindurch geleitet und, wie vorab beschrieben, an der Wassereinbringstelle 111 befeuchtet. Der andere Teil des Abgases wird in dem Bypass 114, 115 um den Abgaskühler 108 herum geführt und ebenfalls mittels eines geeigneten Verfahrens, wie Eindüsen, Ultraschallvernebelung, Verdunstung etc., an der Wassereinbringstelle 112 weitgehend mit Wasser gesättigt. Durch die höhere Temperatur des Abgases in dem Bypass 114, 115 kann das rückgeführte Abgas in dem Bypass eine erheblich größere Wassermenge aufnehmen.
In einer Mischeinrichtung 120 werden die beiden weitgehend mit Wasser gesättigten Gasströme 110, 115 vermischt. Durch die Vermischung wird der Taupunkt der Mischströmung unterschritten und es kommt zur Nebelbildung. Zur Vermischung wird das Mantelstromprinzip angewendet. Dabei wird der Bypassstrom 115 in einer Mantelstrommischdüse 122 in den Kern des gekühlten Abgasstroms 110 eingeführt. An der verlängerten Grenzfläche eines Kernstromzylinders und eines umgebenden Hohlzylinders der Mantelstrommischdüse 122 wird eine verlängerte Mischzone ausgebildet, in der es zur Nebelbildung kommt. Die vermischten Abgasströme 110, 115 werden stromabwärts der Mischeinrichtung 120 dem Brennraum 102 zugeführt.
Es ist möglich, das in 5 in der Mischeinrichtung 120 vermischte Abgas in einer weiteren (nicht dargestellten) Mischzone mit Hilfe einer gleichen oder ähnlichen Mischeinrichtung noch mit einem (nicht dargestellten) möglichst weit heruntergekühlten Ladeluftstrom zu vermischen. Durch die Zumischung des nochmals deutlich kühleren gesättigten Gases kommt es zu einer zusätzlichen Ausfällung von feinen Nebeltröpfchen.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist durch einen Pfeil 124 ein Ladeluftstrom angedeutet, der in einem Ladeluftkühler 125 abgekühlt wird. Der gekühlte Ladeluftstrom wird in einer Mischeinrichtung 130 mit den Abgasströmen 110, 115 vermischt. In dem Ladeluftkühler 125 wird der Ladeluftstrom 124 möglichst weit heruntergekühlt, so dass die Ladeluft sehr nahe am Taupunkt liegt. Die Mischeinrichtung 130 umfasst eine Mantelstrommischdüse 132, die nach dem Kern- und Mantelstromprinzip arbeitet. Der stärker wasserbeladene Gasstrom wird innen geführt. Dadurch kann die Abscheidung von Flüssigwasser an den Rohrwänden weitgehend vermieden werden.
Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel werden alle drei weitgehend gesättigten Gasströme 110, 115 und 124 in einer dreischichtigen Mantelstrommischdüse 132 miteinander gemischt.
In 7 ist angedeutet, dass der zur Aufsättigung des Bypassmassenstroms 114 einzubringende Wassermassenstrom auch an einer Wassereinbringstelle 142 eingebracht werden kann. Durch eine strichpunktierte Linie 144 ist angedeutet, dass das einzubringende Wasser in einem Verdampfer 146 verdampft wird, bevor der Wassermassenstrom über eine Leitung 148, die durch einen Pfeil angedeutet ist, an einer Wasserdampfeinbringstelle 152 in Form von Wasserdampf zugeführt wird. Eine Zerstäubung oder Vernebelungseinrichtung kann hier entfallen.
Durch geeignete Einstellung von Massenstromanteilen, Befeuchtungsgrad und Temperatur kann vor Einführung in den Motorblock bei Bedarf ein mehr oder weniger stark im Nebelgebiet liegender Mischgasstrom mit sehr feinen Nebeltröpfchen erzeugt werden, der die Zylinderladung bei der Verdichtung durch Wiederverdampfung homogen kühlt. Die Wasservernebelung in das rückgeführte Abgas hinein hat den Vorteil, dass die latente Verdampfungskälte frühzeitig auf den Ansauggasstrom verteilt wird und dadurch Kältenes ter durch zu spät verdampfende Wassertropfen vermieden werden, was die Ruß-, HC- und/oder CO-Emissionen erhöhen würde. Gemäß der Erfindung kann ausreichend reines, weitgehend PH-neutrales und mineralfreies Wasser in einem autarken System ohne Nachtanken bereitgestellt werden. Es wird auf einfache Art und Weise eine Möglichkeit geschaffen, die Temperaturbelastung des Motors, der Abgasturbine und eines Katalysators bei kritischen Volllastbedingungen durch innere Latentkühlung des Motors zu begrenzen. Durch Verschiebung der Klopfgrenze ergeben sich bei Otto-Motoren erweiterte Downsizing-Möglichkeiten. Bei Dieselmotoren können die NOx-Emissionen bei abgeschwächtem Ruß-NOx-Trade-Off reduziert werden.

Claims

Verfahren zur Verringerung des Schadstoffausstoßes einer Brennkraftmaschine (1), insbesondere eines Dieselmotors, eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung von fahrzeugintern gewonnenem Wasser, welches der Brennkraftmaschine mittelbar über mindestens einen Stoffstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser durch Abkühlung und Kondensation von Umgebungsluft gewonnen und an Bord des Kraftfahrzeuges zwischengespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in einem Kältemittelverdampfer einer Klimaanlage abgekühlt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in einer Kühlstufe eines Prozesses zur Kühlung von Ladeluft für die Brennkraftmaschine (1) abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondenswasser zur Herstellung einer Mikroemulsion mit einem Kraftstoff, insbesondere einem Dieselkraftstoff verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion mittels Ultraschallenergie hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion der Brennkraftmaschine (1) zugeführt und eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion unmittelbar vor der Einspritzung in die Brennkraftmaschine (1) hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondenswasser zerstäubt oder vernebelt und dem Ansaug- bzw. Ladeluftstrom (2) der Brennkraftmaschine (1) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Kraftstoff, die Ladeluft und/oder das rückgeführte Abgas eingespritzte Wasseranteil gemessen und geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondenswasser vor seiner Vernebelung oder Zerstäubung ein weiterer Stoff zugegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zuzuführende Kondenswasser durch Heizen oder Kühlen in seiner Temperatur verändert wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Kraftfahrzeug, welches eine mit Kraftstoff, insbesondere Diesel-Kraftstoff betriebene Brennkraftmaschine (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an Bord des Kraftfahrzeuges eine Klimaanlage mit einem Kältemittelkreislauf und mindestens einem Verdampfer (11) zur Kühlung von Umgebungsluft und/oder ein Ladeluftkühler (4) zur Kühlung eines der Brennkraftmaschine (1) zuzuführenden Ladeluftstromes durch zu verdampfendes Kältemittel einer bzw. der Klimaanlage vorgesehen sind, wobei der Verdampfer (11) und/oder der Ladeluftkühler (4) jeweils eine Auffangeinrichtung für Kondenswasser aufweisen, und dass ein Speicherbehälter (14) für das Kondenswasser im Kraftfahrzeug angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicherbehälter (14) eine Dosierpumpe (17, 23, 28) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennkraftmaschine (1) eine Einspritzpumpe (10) für den Kraftstoff und der Einspritzpumpe (10) eine Einrichtung zum Emulgieren des Kraftstoffes und des Kondenswassers, insbesondere ein Piezo-Emulgierer (18, 21) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzpumpe (10) und die Emulgiereinrichtung (18, 21) zu einer Baueinheit integriert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Speicherbehälter (14) und dem Ladeluftstrom (2) eine Zuführleitung (22) sowie eine Einrichtung zum Vernebeln oder Zerstäuben des Kondenswassers, insbesondere ein Piezo-Vernebler (24) oder eine Zerstäuberdüse angeordnet sind, wobei die Zuführleitung (22) vorzugsweise zwischen Ladeluftkühler (4) und Brennkraftmaschine (1) in den Ladeluftstrom (2) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicherbehälter (14), den Einrichtungen zum Zerstäuben oder Vernebeln (24, 29), der Einspritzpumpe (18) und/oder der Dosierpumpe (23, 28) Sensoren und/oder Aktuatoren (31, 32, 33) sowie eine elektronische Regeleinheit (30) zur Steuerung des Verbrauches des Kondenswassers zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Brennkraftmaschine (101) einen Brennraum (102), dem rückgeführtes Abgas (105) der Brennkraftmaschine (101) zugeführt wird, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das fahrzeugintern gewonnene Wasser dem rückgeführten Abgas (105) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser dem rückgeführten Abgas (105) stromabwärts von mindestens einer Kühleinrichtung (108) für das rückgeführte Abgas zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser nach der Kühleinrichtung (108), insbesondere unmittelbar nach der Kühleinrichtung, in das rückgeführte Abgas eingedüst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser dem rückgeführten Abgas (105) in einem Bypass (114, 115) zu einer beziehungsweise der Kühleinrichtung (108) für das rückgeführte Abgas (105) Wasser zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser in einem Verdampfer (146) verdampft und dem rückgeführten Abgas (105) in Form von Wasserdampf zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser dem rückgeführten Abgas (105) mittels einer Zerstäubungseinrichtung (120; 130) zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das rückgeführte Abgas (105) mit einem Ladeluftstrom (124) vermischt wird.
Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine (101), insbesondere eines Dieselmotors, mit einem Brennraum (102), dem rückgeführtes Abgas (105) zugeführt wird, und mit mindestens einer Kühleinrichtung (108), in der das rückgeführte Abgas gekühlt wird, bevor es in den Brennraum (102) rückgeführt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kühleinrichtung (108) und dem Brennraum (102) eine Wassereinbringstelle (111) vorgesehen ist, an welcher dem gekühlten rückgeführten Abgas Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, zugeführt wird.
Abgasrückführsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25, insbesondere nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zur Umgehung der Kühleinrichtung (108) ein Bypass (114, 115) mit einer weiteren Wassereinbringstelle (112) vorgesehen ist, an welcher dem ungekühlten rückgeführten Abgas Wasser, insbesondere Kondenswasser einer Wärmeübertragungseinrichtung, zugeführt wird.
Abgasrückführsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Wassereinbringstelle (111) beziehungsweise der Wassereinbringstellen (111, 112) eine Mischeinrichtung (120) vorgesehen ist, in welcher das ungekühlte rückgeführte Abgas mit dem gekühlten rückgeführten Abgas vermischt wird.
Abgasrückführsystem nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (120) nach dem Mantelstromprinzip arbeitet.
Abgasrückführsystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das ungekühlte rückgeführte Abgas mit Hilfe eines Kernstromzylinders in den Kern des gekühlten rückgeführten Abgases eingeführt wird.
Abgasrückführsystem nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Mischeinrichtung (120) eine weitere Mischeinrichtung vorgesehen ist, in welcher das vermischte rückgeführte Abgas mit vorzugsweise gekühlter Ladeluft vermischt wird.
Abgasrückführsystem nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Wassereinbringstelle (111) beziehungsweise der Wassereinbringstellen (111, 112) eine Mischeinrichtung (130) vorgesehen ist, in welcher das ungekühlte rückgeführte Abgas mit dem dem gekühlten rückgeführten Abgas und mit Ladeluft (124) vermischt wird.
Abgasrückführsystem nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (130) nach dem Mantelstromprinzip arbeitet.
Abgasrückführsystem nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass das ungekühlte rückgeführte Abgas mit Hilfe eines Kernstromzylinders in den Kern des gekühlten rückgeführten Abgases und der vorzugsweise gekühlten Ladeluft eingeführt wird.