CN117062971A - 用于机动车的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于能被机动车的内燃机(12)的排气流过的排气通路(26)的燃烧器(42),该燃烧器具有:燃烧室(58),包含空气和液态燃料的混合物能够在该燃烧室内被点燃且因此燃烧;以及能被第一部分空气流过的内涡旋室(62),该内涡旋室具有可造成第一部分空气呈涡旋状流动的第一涡旋发生装置(115)和能被流过内涡旋室(62)的第一部分空气流过的第一流出口(64),第一部分空气可经由第一流出口从内涡旋室(62)被送出。

Description

用于机动车的燃烧器
技术领域
本发明涉及一种用于可被机动车的内燃机的排气(废气)流过的排气通路的燃烧器。
背景技术
从普通现有技术且尤其是从批量车辆制造中已知具有内燃机和也被称为排气通路的排气设备(排气***)的机动车。各排气通路可被相应的也称为内燃发动机的内燃机的排气流过。在相应内燃机的若干工作状态或工作状况中,排气的高温可能是期望的,以便能例如快速加热和/或保温布置在排气通路中的排气(后)处理装置,但在这里,在这些工作状态或工作状况下排气的温度还不够高。
DE 37 29 861 C2公开了一种用于可被机动车的内燃机的排气流过的排气通路的燃烧器,其具有燃烧室,包含空气和液态燃料的混合物在燃烧室内能够被点燃和由此燃烧。燃烧器具有可被第一部分空气流过且造成第一部分空气呈涡旋状流动的内涡旋室,其具有第一流出口,第一部分空气可以经由第一流出口从内涡旋室被送出。借助输入件,液态燃料可被输入内涡旋室。第二涡旋室至少在一纵向区(长度区)中在周向上包围内涡旋室。第二涡旋室被第二部分空气流过且造成第二部分空气的涡旋流动。第二涡旋室具有第二流出口,第二部分空气和第一部分空气及液态燃料可经第二流出口从内涡旋室被送入燃烧室。
发明内容
本发明的任务因此是提供一种用于机动车排气通路的燃烧器,使得可以实现很有利的混合物制备。
该任务通过一种具有权利要求1的特征的燃烧器以及一种具有权利要求10的特征的机动车来完成。在从属权利要求中说明具有适当的发明改进方案的有利设计。
本发明的第一方面涉及一种用于排气通路的燃烧器,所述排气通路可被机动车的也称为内燃发动机的内燃机的排气流过。这意味着,优选可设计成汽车且更优选是轿车(乘用车)的机动车在其完全制造状态下具有所述内燃机和排气通路并可借助内燃机被驱动。在内燃机的点火工作期间,在内燃机、尤其在内燃机的至少一个或多个燃烧室内进行燃烧过程,由此产生内燃机的排气。排气可以流出各燃烧室且流入排气通路,因此流过也称为排气设备的排气通路。在排气通路中可以设置至少一个组成部件,例如像用于处理排气的排气处理部件。排气处理部件例如是催化器、尤其是SCR催化器,其中,例如借助SCR催化器可催化辅助和/或实现选择性催化还原(SCR)。在选择性催化还原中,从排气中至少部分除去排气中可能含有的氮氧化物,做法是在选择性催化还原中使氮氧化物与氨反应生成氮气和水。氨例如由尤其是液态的还原剂提供。此外,排气处理部件也可以是或包括颗粒过滤器、尤其是柴油颗粒过滤器,借此能从排气中滤除排气所含的颗粒、尤其是炭黑颗粒。
燃烧器具有燃烧室,在所述燃烧室中,包含空气和液态燃料的混合物可被点燃且由此燃烧。混合物的燃烧造成尤其在所述燃烧室内产生燃烧器的排气,其排气也被称为燃烧器排气。燃烧器排气例如可以流出所述燃烧室并尤其在通入点流入排气通路中,通入点例如在流过排气通路的内燃机排气的流动方向上布置在组成部件的上游。结果,燃烧器排气可以例如流过组成部件,由此该组成部件可被加热、即变热。还可以想到燃烧器排气可流出所述燃烧室且流入排气通路中,并由此与流过排气通路的内燃机排气和/或流过排气通路的气体混合,由此该内燃机排气或气体被加热。换言之,由此可以实现很高的、也被称为排气温度的内燃机排气的温度或气体温度。由于排气温度高,组成部件可被加热,因为排气或气体流过组成部件。因此,例如来自燃烧室的排气在前述通入点被通入排气通路中且进而通入流过排气通路的排气或气体中。例如在燃烧室内设有尤其可电操作的点火装置,借此例如尤其在燃烧室内和/或利用电能或电流可提供、即可产生至少一个点火火花以点燃混合物。点火装置例如是火花塞,但也可以是电热塞(预热塞)。
燃烧器具有可被形成混合物的空气的第一部分流过且造成第一部分空气呈涡旋状流动的内涡旋室,内涡旋室因此优选在流过内涡旋室的第一部分空气的流动方向上布置在燃烧室的上游。内涡旋室具有尤其正好一个可被流过内涡旋室的第一部分空气流过的第一流出口,流过第一流出口的第一部分空气可以经此从内涡旋室被送出且例如可被送入燃烧室中。特征“内涡旋室造成或可造成流过内涡旋室的第一部分空气的涡旋流动”尤其是指,第一部分空气在涡旋室内呈涡旋状流过,故呈涡旋状流过涡旋室的至少一个纵向区,和/或第一部分空气首先至少在布置于内涡旋室下游且在内涡旋室外的例如布置在燃烧室内的第一流动区呈现其涡旋流动。尤其可以想到的是,第一部分空气经由第一流出口呈涡旋状流出内涡旋室和/或呈涡旋状流入燃烧室,因此更优选地规定第一部分空气至少在燃烧室内呈现其涡旋流动。
此外,燃烧器具有输入件、尤其是喷入件,其具有至少或正好一个可被液态燃料流过的出口。出口布置在内涡旋室中,使得输入件且尤其是喷入件或者可被液态燃料流过的输入件通道经由出口通入内涡旋室。借助输入件,流过出口的燃料经由出口尤其直接可被送入、特别是喷入内涡旋室,使得第一流出口也可被经由出口从输入件流出且尤其是喷出且由此尤其直接被送入、尤其喷入内涡旋室的液态燃料流过。这尤其意味着,第一部分空气和燃料可以沿共同的第一流动方向流过第一流出口且由此流出内涡旋室。
此外,燃烧器包括外涡旋室,其在内涡旋室的周向上尤其完全环绕包围内涡旋室的至少一个纵向区且因此也优选包围第一流出口。内涡旋室的周向在此例如围绕前述的第一流动方向延伸,第一流动方向例如与内涡旋室和进而第一流出口的轴向重合。优选规定,内涡旋室在流过第一流出口的第一部分(空气)的流动方向上和进而在流过第一流出口的燃料的流动方向上、因此在内涡旋室且因而第一流出口的轴向上终止于第一流出口或其端部处。外涡旋室可被第二部分空气流过且被设计用于造成第二部分空气的涡旋流动。这尤其是指第二部分空气在外涡旋室中流动,因此呈涡旋状流过外涡旋室的至少一个分区或纵向区,和/或第二部分空气在在流过外涡旋室的第二部分空气的流动方向上布置在外涡旋室下游的例如与前述第一流动区重合的第二流动区中呈现其涡旋流动,其中,第二流动区例如可以布置在外涡旋室外和例如燃烧室内。还可以想到前述的第一流动区布置在外涡旋室外。再换言之可以想到,第二部分空气呈涡旋状流出外涡旋室和/或呈涡旋状流入燃烧室,从而优选规定第二部分空气至少在燃烧室内呈现其涡旋流动。
外涡旋室具有尤其正好一个可被流过外涡旋室的第二部分空气、可被流过第一流出口的燃料以及可被流过内涡旋室和第一流出口的第一部分空气流过且例如在所述各部分(空气)和燃料的流动方向上布置在第一流出口下游的第二流出口,经由第二流出口第二部分空气可以从外涡旋室被送出且所述各部分空气和燃料可被通入燃烧室。尤其是所述各部分空气和燃料可以沿第二流动方向流过第二流出口且因此经由第二流出口流入燃烧室,其中,例如第二流动方向平行于第一流动方向延伸或与第一流动方向重合。还优选规定,第二流动方向在外涡旋室的轴向上延伸,因此与外涡旋室的轴向重合,故优选规定内涡旋室的轴向对应于外涡旋室的轴向或反之。换言之,优选规定,内涡旋室的轴向与外涡旋室的轴向重合,或反之。各涡旋室的各径向垂直于各涡旋室的各轴向延伸。例如,由于第二流出口沿各流动方向、即在各部分空气的流动方向和燃料的流动方向上布置在第一流出口下游且由于优选地外涡旋室包围第一流出口,故例如第一流出口布置在外涡旋室中。尤其可以想到的是,外涡旋室尤其在流过第二流出口的第二部分空气的流动方向上终止于第二流出口、尤其是其端部。
例如,为了产生各涡旋流动,各涡旋室可以具有至少一个或多个涡旋发生器,借此产生或可产生各涡旋流动。尤其是,各涡旋发生器布置在各涡旋室内。尤其是,涡旋发生器例如可以是导流叶片,借此例如将各部分、即形成各部分的相应空气转向至少一次或正好一次,尤其转向至少或正好70度、尤其约90度,即例如转向70~90度。尤其是,涡旋流动是指如下流动,其呈涡旋状或至少基本呈螺旋状或螺旋线状围绕各涡旋室或各流出口的各轴向延伸。尤其是,各流出口的各轴向垂直于一平面延伸,各流出口在该平面内延伸。例如各流出口的各轴向在此与各涡旋室的各轴向重合。各流出口例如也被称为各喷嘴,但其可被各部分空气流过的横截面不一定必须沿各流动方向缩窄。因此例如第二流出口也被称为外喷嘴或第二喷嘴,其中,例如第一流出口也被称为内喷嘴或第一喷嘴。
通过实现各涡旋流动,空气可以很有利地尤其仅通过很短的混合路径尤其在燃烧室内与液态燃料混合,从而实现特别有利的混合物制备,即,可以很有利地形成混合物。尤其是可以首先将燃料尤其在内涡旋室内很好地与第一部分空气混合,尤其因为第一部分尤其在内涡旋室内的涡旋流动。此外,燃料和例如还有已经与燃料混合的第一部分可以很有利地尤其在外涡旋室和/或燃烧室中与第二部分空气混合,因为第二部分空气也呈现有利的涡旋流动。总之,由于涡旋流动,所述各部分空气和燃料能很有利地混合,从而可实现有利的混合物制备。
内涡旋室具有第一内涡旋发生装置,借此可造成第一部分空气的第一涡旋流动。另外,外涡旋室具有第二外涡旋发生装置,借此可造成第二部分空气的第二涡旋流动。例如,这些涡旋发生装置形成一个涡旋发生机构,或者这些涡旋发生装置是燃烧器的涡旋发生机构的组成部分。尤其可以想到的是涡旋发生装置相互成一体地构成或通过一体式构件构成。例如,第一涡旋发生装置具有至少一个或多个第一涡旋发生部件如优选是第一导流叶片,借此可以有利地如此引导或偏转或转向空气或第一部分空气,即,可造成、即引起第一部分空气的涡旋流动。替代地或附加地可以想到,第二涡旋发生装置包括至少一个或多个第二涡旋发生部件如优选是第二导流叶片,可以借此如此引导或转向或偏转空气或第二部分空气,即,可造成、即引起第二部分空气的第二涡旋流动。优选规定,各涡旋发生装置的涡旋发生部件在尤其是绕各涡旋室的各轴向延伸的、各涡旋室的周向上前后相继和/或彼此间隔地布置。
为了能实现特别有利的混合物的制备或形成(也称为混合物制备)且因此特别快速高效地加热和/或保温组成部件,燃烧器还具有分隔壁,其具有至少一个在流过涡旋室的各部分空气的流动方向上、进而在流过涡旋室的空气的流动方向上布置在涡旋发生装置上游或在其上游延伸的纵向区。优选地,分隔壁和进而纵向区被设计成固体。通过分隔壁,除了至少或优选正好一个在分隔壁的纵向区内形成的被设计为贯通口的溢流口之外,将内空气供应室与外空气供应室分隔开,其中,所述内空气供应室配属于内涡旋室且在流过内涡旋室的第一部分空气的流动方向上布置在第一涡旋发生装置的上游,经由所述内空气供应室可给内涡旋室供应第一部分空气;而所述外空气供应室配属于外涡旋室,在流过外涡旋室的第二部分空气的流动方向上布置在第二涡旋发生装置的上游,通过溢流口可流体连通或优选尤其永久地流体连接至内空气供应室且在各涡旋室的周向上尤其完全环绕包围内空气供应室,外涡旋室通过所述外空气供应室可被供以第二部分空气。因此,外空气供应室在各涡旋室的径向上朝内尤其直接通过分隔壁、尤其是分隔壁的外周侧周面界定,其中,例如外空气供应室在各涡旋室的径向上朝外尤其直接通过例如被设计成或用作腔室件的尤其被设计成固体的燃烧器构件、尤其是腔室件的内周侧周面尤其直接地界定。内空气供应室在此例如在各涡旋室的径向上朝外尤其直接通过分隔壁、尤其是分隔壁的内周侧周面界定。
此外,燃烧器具有可被空气流过且尤其直接通入外空气供应室的供应通道,空气经此可被送入外空气供应室。第二部分空气可以从外空气供应室起或自外空气供应室经由溢流口被输入且因此被送入内空气供应室,使得被送入外空气供应室的空气可被分为所述各部分。换言之,经由供应通道被送入外空气供应室的空气的一部分可以流过溢流口并由此从外空气供应室流入内空气供应室,其中,它是第一部分空气的一部分。留在外空气供应室中且从那里流入外涡旋室的空气是第二部分空气。因此通过分隔壁,空气可以很有利地被分为所述各部分且被供给涡旋室,使得空气可很有利地与燃料混合。在此尤其规定,各涡旋室的径向垂直于各涡旋室的轴向延伸,其各轴向优选与所述或如下的各流动方向重合:空气或所述各部分空气沿所述流动方向流过各涡旋室或各流出口。
各空气供应室例如是各预燃室,或空气供应室总体上看形成预燃室,其中,空气很有利地可以通过预燃室分为所述各部分,使得空气可以很好地与燃料混合。因此可以保证很有利的混合物制备,从而可以实现很高效且因此燃料消耗少的燃烧器工作。
在本发明的其它设计中,输入件具有至少一个或正好一个或多个可被燃料流过的出口。通过各出口,燃料可从输入件被送出,尤其是从例如被设计成或用作喷入件的输入件被喷出。通过从输入件送出液态燃料,从输入件被送出且由此由输入件提供的燃料可被输入、尤其喷入内涡旋室。
在此,事实表明特别有利的是,输入件、即可被液态燃料流过的且也简称为通道的输入件燃料通道通过出口直接通入内空气供应室。
由于外空气供应室包围内空气供应室并且由于这些空气供应室通过溢流口相互流通连接,并且由于供应通道尤其直接通入外空气供应室,故各空气供应室在从供应通道经由空气供应室流至且进入涡旋室的空气的流动方向上尤其是串列、即尤其如此彼此串联布置,即,内空气供应室布置在外空气供应室的下游。换言之,内空气供应室通过溢流口被供应空气或通过外空气供应室被供应第一部分空气,由此能很有利地划分空气。
例如规定了溢流口和供应通道、尤其是供应通道的通道口(供应通道借助其通道口尤其直接通入外空气供应室)在各空气供应室的周向上至少部分地、尤其是至少主要地或完全地布置在相同高度,从而例如供应通道或通道口在各空气供应室的径向上朝内至少部分地、尤其是至少主要地或完全地被溢流口重叠或覆盖。在此,各空气供应室的周向绕各空气供应室的各轴向延伸,各空气供应室的轴向与各涡旋室的各轴向重合。
为了能实现很有利的混合物制备,在本发明的其它设计中规定,在内空气供应室中设置尤其在各空气供应室或各涡旋室的轴向上朝向输入件的导流体,其在内涡旋室的径向上且因此在外涡旋室的径向上、即在各空气供应室的径向上布置在第一涡旋发生装置之间。这尤其是指,例如,第一涡旋发生部件在内空气供应室的周向上且因此在第一涡旋室的周向和进而尤其是导流体的周向上尤其环绕其周长尤其均匀分布。换言之,例如第一涡旋发生部件在导流体的周向上且因此在各涡旋室的周向和各空气供应室的周向上前后相继。导流体、即尤其是导流体的尤其在各空气供应室的轴向和进而各涡旋室的轴向上朝向输入件的导流面最好朝向输入件呈凸形***,且至少部分地布置在第一涡旋发生装置的上游。优选地,导流体且尤其是导流面关于各空气供应室的各轴向和进而关于各涡旋室的各轴向以旋转对称方式布置。由此,在各涡旋室的轴向上朝着所述导流体或导流面流向各涡旋室的空气、即尤其是第一部分空气能够借助导流体被很有利地引导或导向,尤其被引导至第一涡旋发生部件。因此,可以通过导流体实现很利于流动的空气引导,从而可实现特别有利的混合物制备。
另一实施方式的特点是,第一流出口在流过第一流出口的第一部分空气的流动方向上终止于被有目的地(有针对性地)加工的端部边缘,端部边缘由尤其被设计成固体的雾化唇形成,雾化唇在流过第一流出口的第一部分空气的流动方向上朝着端部边缘缩窄且终止于端部边缘处。
换言之,为了尤其即便在内燃机排气只具有低温时也能很快速高效地加热例如被设计成排气处理装置或排气处理设备的组成部件而优选规定,第一流出口(第一喷嘴或内喷嘴)在流过第一流出口的第一部分空气的流动方向上且因此在流过第一流出口的燃料的流动方向上终止于被有目的地加工且由此锐利的或刀锋状的端部边缘处,端部边缘由尤其被设计成固体的雾化唇形成,雾化唇在流过第一流出口的第一部分空气的流动方向上且因此在流过第一流出口的燃料的流动方向上朝着端部边缘缩窄并且终止于端部边缘。这意味着,雾化唇具有沿第一流动方向且因此尤其朝向燃烧室缩窄的缩窄部,该缩窄部终止于、尤其仅终止于端部边缘处。由此一来且尤其是由于有目的地加工端部边缘,缩窄部或雾化唇是边缘锐利的。又换言之,雾化唇终止于锐利边缘,由此能实现很有利的混合物制备。
例如,混合物在燃烧室内在形成火焰的情况下燃烧,其中,尤其通过涡旋流动可有利地将燃料与空气混合,并且其中,尤其是因为有涡旋流动,燃烧室的火焰有利地可被稳定。对此尤其可以通过涡旋流动产生由燃烧引发的涡旋爆裂。对此例如流入燃烧室的空气在各涡旋室内被首先转向约70度或约90度,尤其在70~90度的范围内,这可以例如通过各涡旋发生器来实现。内涡旋室和外涡旋室例如形成也称为总涡旋室的涡旋室,其在本发明中被分为内涡旋室和外涡旋室。优选地,内涡旋室和外涡旋室尤其在各涡旋室的径向上通过尤其被设计成固体的分隔壁相互分开。在此可以想到,分隔壁在围绕内涡旋室的轴向延伸的、内涡旋室的周向上尤其完全环绕包围至少内涡旋室的所述纵向区,使得例如至少内涡旋室的所述纵向区在内涡旋室的径向上朝外尤其直接通过分隔壁来形成或界定。还可以想到,外涡旋室的至少一个第二纵向区在外涡旋室的径向上向内尤其直接由分隔壁形成或界定。在此尤其可以想到的是,涡旋室的这些纵向区在各涡旋室的轴向上布置在相同高度。在燃烧器工作期间,外涡旋室只被空气、即只被第二部分空气流过,此时或其中,内涡旋室被空气、即第一部分空气和液态燃料流过。因此,已经能在内涡旋室内进行燃料与第一部分空气的有利混合。输入件且尤其是喷入件可以是喷嘴,其出口例如布置在喷入件的端侧或端面中或端面上,其端侧或端面在垂直于各涡旋室的轴向延伸的端侧平面或端面平面内延伸。还可以想到将输入件设计成喷管,其具有例如与各涡旋室或各流出口的各轴向重合的纵向延伸范围。在此,喷管例如至少或正好具有尤其是至少或正好两个出口,它们可设计成孔、尤其是横孔。出口具有贯通方向,这些出口沿贯通方向可被燃料流过。尤其当输入件被设计成喷嘴时,出口的贯通方向平行于各涡旋室的各轴向延伸,或者该贯通方向与各涡旋室或各流出口的各轴向重合。尤其当输入件被设计成喷管时,该贯通方向相对于各涡旋室或各流出口的轴向倾斜地或最好垂直地延伸。
尤其可以想到,至少内涡旋室通过尤其被设计成固体的构件构成,其也形成雾化唇和进而端部边缘。尤其是,该构件的内周侧周面在内涡旋室的径向上朝外界定内涡旋室。在此,该构件且尤其是其内周侧周面是在涡旋室之间且因此在也称为空气流的涡旋状旋流之间的铺膜件或起到该铺膜件的作用。尤其可以想到,内周侧周面或铺膜件通过前述分隔壁构成,或者所述构件形成或具有前述分隔壁。在此,借助输入件将流过出口且因此从输入件流出且尤其喷出的燃料尤其以也称为燃料膜的膜的形式施加到铺膜件、尤其是内周侧周面上或雾化喷洒在两个涡旋空气流之间的铺膜件上。由于第一部分空气的涡旋流动造成的离心力,离开且从输入件流出、尤其是喷出的且由此尤其直接被送入、尤其喷入(即以喷嘴喷入)内涡旋室中的燃料尤其以前述膜的形式位于铺膜件且尤其是内周侧周面上,并且向下游朝着也称为喷嘴口的第一流出口且因此朝着端部边缘流动或涌流。由此,燃料因此被施加到雾化唇且送向或输送至端部边缘。例如,第一流出口终止于刀锋状的端部边缘处,其因前述缩窄而具有或提供很小的面积,使得在端部边缘处不会形成过大的燃料液滴。由于雾化唇且尤其是端部边缘的本发明设计,仅微小的燃料液滴在端部边缘处脱离。换言之,在端部边缘处由前述燃料膜仅产生很小的、即微小的液滴,其在端部边缘处尤其脱离雾化唇或构件,并且形成相应大的表面。该效果导致炭黑很少的燃烧室内混合物燃烧。由此也可以在无需复杂地产生燃料喷入高压且没有成本密集的喷入件的情况下产生微小的燃料液滴,从而一方面可以保持很低的燃烧器成本。另一方面,可以产生特别小的燃料液滴,从而也能实现很低的燃烧器功率。在此,本发明尤其是基于以下认识,即,常见的燃烧器具有过高的压力损失并且不适用于低功率且因此就燃料消耗而言是不利的。前述的问题和缺点现在可通过本发明来避免,故尤其可以保持很少的燃料消耗。若以下提到喷入件,则是指输入件。
如果以下提到流过排气通路的气体,则可能是指前述的内燃机排气或前述的气体,除非另有说明。在此可以想到,用于将燃烧器排气送入排气通路或气体中的前述通入点在流过排气通路的气体的流动方向上布置在排气通路的例如设计成柴油氧化催化器的氧化催化器的下游或上游。氧化催化器尤其设计用于将排气可能含有的未燃碳氢化合物(HC)进行氧化和/或用于将排气可能含有的一氧化碳(CO)进行氧化,尤其是形成二氧化碳。
为了借助端部边缘产生很小的燃料液滴,在本发明的一个实施方式中规定有目的地(有针对性地)机械加工端部边缘。特征“端部边缘被有目的地尤其机械加工”尤其是指,端部边缘比如不具有随机设计或任意拟定的加工,而是在燃烧器制造过程中有目的地且因此符合期望地尤其机械加工端部边缘。
另一实施方式的特点是,端部边缘被车削、即车削加工和/或打磨且由此被有目的地机械加工。由此可以借助端部边缘产生很小的燃料液滴。
为了能实现很高效的燃烧器工作和进而很好的混合物制备,在本发明的另一设计中规定,输入件的至少一个纵向区在输入件的周向上且因此在各涡旋室的周向和各空气供应室的周向上被冷却套尤其完全环绕地包围,冷却套可被用于冷却输入件的冷却流体流过。
在此,事实表明特别有利的是冷却流体是冷却液。由此可以保证很好的散热。冷却液优选至少、尤其是至少主要或完全包括水,由此可以实现很好的冷却。
在本发明的另一特别有利的实施方式中规定,燃烧器具有尤其可电控的点火机构,借此能够将燃烧室内的混合物点燃且因此燃烧。点火机构例如设计成在点火室内尤其在使用电能或电流的情况下提供、即产生至少一个点火火花,其中,燃烧室内的混合物借助点火火花能够被点燃。点火机构例如被设计成电热塞、火花塞或电热销。
在此,为了实现很高效的燃烧器工作且因此为了实现很有利的混合物制备而表明特别有利的是,点火机构具有至少一个在点火机构的径向上朝外从点火机构的主体突出的、用于冷却点火机构的散热肋。尤其可以规定,点火机构具有多个在点火机构的径向上朝外从点火机构的主体突出且在主体的纵向延伸方向上彼此间隔开的、用于冷却点火机构的散热肋。点火机构和进而主体的径向垂直于主体和进而整个点火机构的纵向延伸方向延伸。通过散热肋,可以实现很大的表面,经此可以特别有利地从点火机构散热。
为了能实现特别有利的点火机构冷却和进而很高效的燃烧器工作,在本发明的另一设计中规定,各散热肋具有多个尤其可被空气流过的贯通口/通孔。
最后,事实表明特别有利的是,燃烧器具有至少一个尤其被设计成固体的封闭件,其可相对于流出口且例如相对于前述构件在至少一个禁流锁闭至少其中一个流出口的关闭位置与至少一个开放该至少一个流出口的打开位置之间尤其平移地运动、尤其可枢转。换言之,在关闭位置,该封闭件锁闭该至少一个流出口,从而没有颗粒和气体尤其从燃烧室可进入至少一个流出口或可以流过至少一个流出口。但封闭件在打开位置开放至少一个流出口,从而空气可以流过该至少一个流出口。可以借助封闭件来避免气体例如像来自燃烧室的排气和/或来自燃烧室的颗粒穿过至少一个流出口且因此进入涡旋室,从而可以避免可能由这种颗粒或气体造成的对混合物制备的不利影响。
在本发明的另一个特别有利的实施方式中规定,尤其在内涡旋室中的第一部分空气的涡旋流动与尤其在外涡旋室中的第二部分的涡旋流动方向相反。换言之,涡旋室优选设计成以关于彼此方向相反的涡旋流动的形式形成各部分空气的涡旋流动。因此,例如,其中的第一涡旋流动在一个或前述燃烧器工作期间内沿各涡旋室的各轴向看时沿第一转动方向运动。换言之,例如第一涡旋流动在沿各涡旋室的轴向上看时具有第一转动方向。第二涡旋流动在沿各涡旋室的轴向上看时具有与第一转动方向相反的第二转动方向。换言之,第二涡旋流动在沿各涡旋室的轴向上看时在与第一转动方向相反的第二转动方向上运动。由此可以实现特别有利的混合物制备,从而组成部件可以被快速高效地、即燃料消耗少地加热和/或保温。
为了实现特别有利的混合物制备及进而特别高效的燃烧器工作,在本发明的另一设计中规定,第二流出口的可被第二部分空气流过的最小流动横截面在各流出口和进而各涡旋室的径向上朝内完全由端部边缘界定或构成。再换言之,第二流出口在端部边缘处具有其最小流动横截面。
在本发明的另一特别有利的设计中规定,外涡旋室及由此第二流出口通过尤其一体式的构件构成,其例如可与前述的结构件分开构成。在此尤其可以想到的是,前述的尤其呈一体式的结构件可布置在该构件中。在此优选规定,阻循环板从构件起在各流出口和进而各涡旋室的径向上朝外延伸,阻循环板在各流出口和进而各涡旋室的径向上向外超出该构件的至少一个局部区域。在此可以想到,局部区域布置在阻循环板的上游、即在阻循环板的背面,所述背面朝向各涡旋室。由此例如借助阻循环板将燃烧室的至少一个设有例如阻循环板的第一区域与燃烧室的第二区域至少部分分开。尤其可以想到,阻循环板在各流出口和进而各涡旋室的绕各流出口的各轴向延伸的周向上完全环绕各涡旋室或各流出口延伸。借助阻循环板可以避免的是,包含空气和燃料的混合物尤其在其流出第二流出口之后回流、即与各流动方向(所述各部分空气和燃料沿其例如流过第二流出口)相反地流入燃烧室,从而能避免尤其在燃烧室内的过多涡流形成。对此优选规定,阻循环板在如下的假想平面内延伸,该平面垂直于各流动方向且因此垂直于各流出口或各涡旋室的各轴向延伸。因此,能实现很高效的燃烧器工作。
为了能避免混合物过度回流到燃烧室且因此避免燃烧室内的过多涡流形成和进而实现很高效的燃烧器工作,在本发明的另一设计中规定,第二流出口在流过第二流出口的各部分空气的流动方向上且因此在流过第二流出口的燃料的流动方向上终止于如下的或前述的垂直于流过第二流出口的各部分空气的流动方向延伸的假想平面,在该平面内布置有阻循环板。因此,阻循环板没有与流动方向相反地相对于第二流出口、尤其是其末端回缩,而是优选规定,第二流出口且尤其是其末端和阻循环板位于同一假想平面内,从而能可靠避免过度涡旋形成。
在此表明特别有利的是阻循环板与构件成一体构成。由此能可靠避免过度涡旋形成,由此可通过成本很有利的方式实现特别高效的燃烧器工作。
最后表明特别有利的是,燃烧室具有多个彼此间隔且由优选被设计成固体的各壁部相互分隔的排出口,其中,这些壁部优选相互成一体构成。例如壁部通过孔板或孔盘构成。混合物燃烧所造成的燃烧器排气经由排出口可以从燃烧室被排出且由此被送入排气通路。
以下描述燃烧器的启动:在燃烧器冷启动时在各涡旋室内还不存在高温及由此向上的空气运动。通常,该状态不允许点燃,或该状态至少使点燃变得困难。为了即便在内燃机正运行时和/或冷环境条件下也实现很快速高效的燃烧器启动,混合物应该尤其在燃烧室内是能点燃的,且因此作为能点燃的混合物存在。这可通过所谓的燃油或燃料前移(预存)来实现。对此,例如,首先尤其以2~6秒、即在被预先设定或可预先设定的可例如在2秒(含2秒)到6秒(含6秒)的范围内的时间段中,燃料借助燃料泵被送入内涡旋室且尤其是通过喷入件被送入、尤其喷入内涡旋室且因此被前移,而同时尤其是点火机构保持停用,即禁止通过点火机构提供点火火花。只有在此之后、即只有在经过该时间段后才接通、即启动点火机构,并启动原本的空气和燃料供应。换言之例如优选规定,在此时间段内禁止给涡旋室供应空气。通过前移,形成尤其浓的混合物,尽管其因高重量而形成大液滴,但仍提供适于点燃的大的燃料表面。
例如被设计成火花塞的点火机构的有利冷却例如可以通过带孔的、尤其是钻孔的尤其铝制的肋来实现,所述肋例如可以布置或设置在点火机构的尤其被设计成外螺纹且也称为火花塞螺纹的螺纹上。替代地或附加地可以规定尤其偏心的空气供应,即至少基本上偏心地供应各部分空气至各涡旋室或至少其中一个涡旋室。上述燃料泵可以是频控的,和/或具有活塞和弹簧,以便排气不会回流。由此可避免使用止回阀并且可以提供特别小的无用体积。尤其可以想到,铺膜件或内涡旋室具有文丘里喷口,在其最窄流动横截面处或之中设置例如该喷入件。喷入件且尤其是喷管可以优选具有多个且尤其是超过两个的很小的出口。贯通方向例如与内燃烧室的轴向包夹形成一个射流角度。换言之,例如燃料可以在形成燃料射流的情况下流过出口且因此经由出口流出喷入件,其中,燃料射流且尤其是其纵向中心轴线与贯通方向重合。通过相应选择或调节射流角度,可以实现很有利的混合物制备。替代地或附加地可以想到再燃烧器或再燃烧功能以便产生例如很高的功率和尤其是比8千瓦更大的燃烧器功率。燃烧器例如具有额定功率,其也可以为8千瓦,其中,通过再燃烧器功能可以实现比额定功率至少暂时更高的燃烧器功率。由此也可以实现很高的例如至少或高于600摄氏度的气体温度,从而例如可以将尤其被设计成颗粒过滤器的组成部件加热到很高的例如至少或高于600摄氏度的温度。
本发明的第二方面涉及一种尤其被设计成汽车且更优选是轿车(乘用车)的机动车,其具有至少一个根据本发明第一方面的燃烧器。
附图说明
从以下对优选实施例的说明中以及结合附图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在对附图的描述中提到的和/或在附图中被单独示出的特征和特征组合不仅能以相应所指明的组合、也能以其它组合或者单独地采用,而不会超出本发明的范围。附图示出:
图1示出机动车的驱动装置的示意图,所述驱动装置具有内燃机、排气通路和燃烧器;
图2示出燃烧器的第一实施方式的示意性纵剖视图;
图3示出根据第一实施方式的燃烧器的局部的示意性纵剖视图;
图4示出根据第一实施方式的燃烧器的构件的示意性纵剖视图;
图5示出燃烧器的第二实施方式的示意性纵剖视图;
图6示出燃烧器的第三实施方式的局部的示意性透视后视图;
图7示出根据第三实施方式的燃烧器的示意性纵剖视图;
图8示出燃烧器的涡旋发生机构的局部的部分剖切示意性透视图;
图9示出涡旋发生机构的示意性透视图;
图10示出封闭机构的示意性前视图;
图11示出燃烧器的第四实施方式的局部的示意性纵剖视图;
图12示出燃烧器的第五实施方式的局部的示意性剖视图;
图13示出燃烧器的第六实施方式的局部的示意性纵剖视图;
图14示出燃烧器的第七实施方式的局部的示意性纵剖视图;
图15示出燃烧器的喷入件的局剖示意性侧视图;
图16示出用于说明燃烧器的工作的框图;
图17示出用于将燃料输送至燃烧器的燃料泵的示意性剖视图;
图18示出燃烧器的涡旋发生机构的示意性部分剖切透视图;
图19示出燃烧器的示意性纵剖视图;
图20示出燃烧器的点火机构的示意性侧视图;
图21示出点火机构的示意性前视图;
图22示出点火机构的局部的示意性纵剖视图;
图23示出根据第二实施方式的燃烧器的局部的示意性剖视图。
图2、5、7和14用于说明本发明的背景。
在附图中,相同的或功能相同的零部件带有相同的附图标记。
具体实施方式
图1以示意图示出优选设计成汽车且尤其是轿车(乘用车)的机动车的驱动装置10。这意味着,设计成陆地车辆的机动车在其制造完全状态下具有驱动装置10并且可借助驱动装置10被驱动。驱动装置10具有也称为内燃发动机的内燃机12,内燃机12具有也称为发动机壳体的发动机缸体14。此外,内燃机12具有多个气缸16,它们由发动机缸体14尤其直接形成或界定。在内燃机12的点火工作期间,相应的燃烧过程在气缸16内进行,由此产生内燃机12的排气。对此,在内燃机12的相应工作周期内将尤其是液态燃料送入、尤其直接喷入相应的气缸16中。内燃机12可以设计成柴油发动机,从而燃料优选是柴油。在此设有也称为燃料箱的油箱18,在其中可以容纳或容纳有燃料。给各气缸16例如配属有相应的喷射器,借此可将燃料送入、尤其直接喷入各气缸16中。借助低压泵20,燃料从油箱18被输送至高压泵22,借此将燃料输送至喷射器或由喷射器所共用的且也称为轨或共轨的燃料分配件。喷射器借助燃料分配件可被供给以来自喷射器所共用的燃料分配件的燃料且能将来自燃料分配件的燃料送入、尤其直接喷入各气缸16中。
驱动装置10在此包括可被新鲜空气流过的进气通路24,借此将流过进气通路24的新鲜空气引导至且进入气缸16。新鲜空气与燃料形成燃料-空气混合物,其包含新鲜空气和燃料且在各工作周期内在各气缸16中被点燃且由此燃烧。尤其是,燃料-空气混合物通过自点燃过程被点燃。燃料-空气混合物的点燃和燃烧产生内燃机12的排气,其排气也被称为发动机排气。
驱动装置10在此具有可被来自气缸16的排气流过的排气通路26。此外,驱动装置10包括排气涡轮增压器28,其具有布置在进气通路24中的压缩机30和布置在排气通路26中的涡轮机32。排气可以流出气缸16,流入排气通路26中且随后流过排气通路26。在此,涡轮机32可以被流过排气通路26的排气驱动。压缩机30尤其可通过排气涡轮增压器28的轴34被涡轮机32驱动。通过驱动压缩机30,借助压缩机30压缩流过进气通路24的新鲜空气。在排气通路26中安置有多个组成部件36a-d,它们被设计成各排气处理装置、即用于处理排气的排气处理组成部件。在内燃机12的流过排气通路26的排气的流动方向上,前后相继地布置所述组成部件36a-d,因此它们是相互串列或串联布置的。组成部件36a例如是氧化催化器、尤其是柴油氧化催化器(DOC)。另外,组成部件36可以是氮氧化物储存催化器(NSK)。组成部件36b可以是SCR催化器,其也被简称为SCR。组成部件36c可以是颗粒过滤器、尤其是柴油颗粒过滤器(DPF)。组成部件36d例如可以具有第二SCR催化器和/或氨逃逸催化器(ASC)。
机动车具有例如设计成自承载式车身的车身,其形成或界定也称为乘客室或安全室的机动车内室。在机动车的相应行程期间,人员可驻留在内室中。例如车身形成或界定发动机舱,在发动机舱内设置内燃机12。在此例如也将排气涡轮增压器28布置在发动机舱内。车身还具有也称为主底板的底板,内室在车辆竖向上通过该底板在下方被至少部分、尤其是至少主要或完全界定。在此,例如组成部件36a、b、c布置在发动机舱内,因而例如组成部件36a、b和c形成所谓的热端(Hot-End)或者是所谓的热端的组成部分。尤其是,热端可以被直接以法兰连接至涡轮机32。组成部件36d例如布置在发动机舱外且因此在车辆竖向上布置在底板下方,从而例如组成部件36d形成所谓的冷端(Cold-End)或者是所谓的冷端的组成部分。
驱动装置10包括计量分配机构38,借此可以在通入点E1将尤其是液态的还原剂送入排气通路26且因此例如送入流过排气通路26的排气中。还原剂优选是含水尿素溶液,其可以提供氨,氨在选择性催化还原时能与可能包含在排气中的氮氧化物反应生成水和氮气。选择性催化还原在此可以通过SCR催化器来催化实现和/或辅助。从图1中可以看到,在流过排气通路26的排气的流动方向上,通入点E1布置在组成部件36b的上游和组成部件36a的下游。在此,排气通路26优选具有混合室40,可以在混合室内将在通入点E1处被送入排气中的还原剂有利地与排气混合。
驱动装置10及由此机动车还包括燃烧器42,借此如以下还将详述地那样可以快速高效地加热和保温在流过排气通路26的排气的流动方向上布置在燃烧器42下游的至少其中一个组成部件36b、c、d。燃烧器42可以尤其在形成火焰44且尤其是提供燃烧器排气的情况下燃烧混合物,其中,燃烧器排气或火焰44在通入点E2被送入或可送入排气通路26。这意味着,燃烧器42可以说布置在通入点E2。在图1所示的实施例中,通入点E2布置在组成部件36b、c和d的上游和组成部件36a的下游。换言之,在图1所示的实施例中,燃烧器42布置在组成部件36b、c、d的上游且在组成部件36a的下游。或者可以想到,燃烧器42或通入点E2布置在组成部件36a的上游且尤其是在涡轮机32的下游。前述的要在燃烧器42内或借助燃烧器42燃烧的混合物包括空气和液态燃料。在图1所示的实施例中,采用燃油(推进剂/提供动力的可燃物质,Kraftstoff)作为燃料,和/或至少一部分供给至燃烧器42且被用于形成混合物的空气例如可以源自进气通路24。对此设置燃料供应路径46,其一方面流体连通或可流体连通至燃烧器42,另一方面流体连通或可流体连通至燃料管线48。燃料管线48可被从油箱18流到喷射器或燃料分配件的燃料流过。尤其是,燃料供应路径46在第一连通点V1流体连通至燃料管线48,其中,连通点V1在从油箱18流至燃料分配件或各喷射器的燃料的流动方向上布置在低压泵20的下游和高压泵22的上游。可在连通点V1处将至少一部分的流过燃料管线48的液态燃料从燃料管线48分支出并且送入燃料供应路径46。被送入燃料供应路径46中的燃料可以流过燃料供应路径46并且借助燃料供应路径46作为燃料被供给到且尤其是被送入燃烧器42。在此,在燃料供应路径46中设置第一阀件50,借助第一阀件能调节流过燃料供应路径46且因此待供给至燃烧器42的燃料量。在此设有也称为控制设备的电子计算装置52,可借此控制阀件50,从而借助控制设备经由阀件50可调节、尤其调控流过燃料供应路径46且待供给至燃烧器42的燃料量。
另外设有空气供应路径54,经此或借此给燃烧器供应或可供应空气以形成混合物。这意味着,空气供应路径54可被用以形成混合物的空气流过。在此在空气供应路径54中设置也称为空气泵的泵56,借此可以将空气输送经过空气供应路径54且因此可送至燃烧器42。例如也称为低压燃料泵的低压泵20被视作燃料泵,借此可以输送燃料经过燃料供应路径46且进而送至燃烧器42。
可以看到的是空气供应路径54在第二连通点V2流体连通至进气通路24。因此例如可以在连通点V2将至少一部分流过进气通路24的新鲜空气从进气通路24分支出且送入空气供应路径54中。被送入空气供应路径54的新鲜空气可以作为空气流过空气供应路径54并且借助空气供应路径54被送至和尤其送入燃烧器42。在此,在空气供应路径54内设有第二阀件55,借此可以调节流过空气供应路径54及进而流过燃烧器42的被用于形成混合物的空气量。在此,控制设备例如被设计用于控制阀件55,从而例如借助控制设备经由阀件55可调节、尤其能够调控流过空气供应路径54且因此待供给至燃烧器42的被用于形成混合物的空气量。
图2以示意性剖视图示出燃烧器42的第一实施方式。燃烧器42具有燃烧室58,在燃烧室内,包含被供给至燃烧器42的空气和被供给至燃烧器42的液态燃料的混合物能够被点燃且因此燃烧,即,在燃烧器42工作期间该混合物被点燃且因此燃烧。为此设有例如设计成火花塞或电热塞或电热销的点火装置60,借此尤其在使用电能或电流的情况下可在燃烧室58中产生至少一个点火火花。借助点火火花,混合物在燃烧室58中被点燃和燃烧,尤其同时提供燃烧器排气和/或提供火焰44。借助燃烧器排气或者借助火焰44,例如可以快速高效地加热和/或保温流过排气通路26的排气,从而借助被加热和/或保温的并且流过组成部件36b、c和d的排气能快速高效地加热和/或保温例如至少组成部件36b。
燃烧器42具有内涡旋室62,其可被供给至燃烧器42的第一部分空气流过且引起第一部分空气的第一涡旋流动。这尤其是指第一部分空气呈涡旋状流过涡旋室62的至少一个第一局部区域和/或呈涡旋状流出涡旋室62和/或呈涡旋状流入燃烧室58(在燃烧室58内涡旋流动)。内涡旋室62具有尤其正好一个第一流出口64,其可被第一部分空气沿流出口64的第一贯通方向且进而沿与第一贯通方向重合的第一流动方向流过。经由第一流出口64,第一部分空气可从内涡旋室62被送出。这意味着,第一部分空气可以经由第一流出口64流出内涡旋室62。此外,燃烧器42包括呈喷入件66形式的输入件,其具有可被供给至燃烧器42的液态燃料流过的通道68。
在第一实施方式中,喷入件66被设计成喷管,其也称为燃料喷管。通道68和进而喷入件66具有至少一个可被流过通道68的液态燃料流过的出口70。可以从图2中看到,在第一实施方式中通道68和进而喷入件66具有至少或正好两个例如设计成孔的出口70。出口70沿各自的第二贯通方向可被燃料流过,从而流过喷入件66的燃料经由各出口70可从喷入件66被喷出或流出,并且尤其可直接地被喷入且由此被送入内涡旋室62。换言之,喷入件66或通道68经由各出口70通入内涡旋室62,从而可借助喷入件66将液态燃料经由各出口70尤其直接地喷入内涡旋室62。各出口70的相应的第二贯通方向与可供燃料流过各出口70的相应的第二流动方向重合。可以看到的是燃料可经由各出口70在形成相应的燃料射流72的情况下从喷入件66被喷出,由此可尤其直接被喷入内涡旋室62中。例如,各燃料射流72至少基本上设计成圆锥形,所述燃料射流的纵向中心轴线例如与各第二贯通方向或各第二流动方向重合。此外,例如,喷入件66且在此是通道68因此具有纵向方向或纵向延伸范围或纵向延伸方向,其平行于第一贯通方向且进而平行于第一流动方向延伸,尤其与第一贯通方向且进而与第一流动方向重合。还可以从图2中看到,第一贯通方向和进而第一流动方向与流出口64的轴向以及与内涡旋室62的轴向重合。在此,各第二贯通方向或各第二流动方向垂直于或在此相对于第一贯通方向和进而相对于第一流动方向及涡旋室62和流出口64的轴向倾斜地延伸。
涡旋室62至少部分地、尤其至少主要地且因此超过一半地或者甚至完全地由燃烧器42的优选一体式(单件式)构成的构件74构成或界定,故构件74也形成或界定流出口64。
另外,燃烧器42具有外涡旋室76,其尤其完全地、连续地绕涡旋室62的轴向延伸地在涡旋室62的周向上包围至少一个纵向区(长度区)且在此也包围第一流出口64。在此,构件74具有分隔壁78,其在涡旋室62(其径向垂直于涡旋室62的轴向延伸)的径向上布置在涡旋室62、76之间。由此,涡旋室62、76在涡旋室65的径向上通过分隔壁78相互分开。涡旋室62的轴向与涡旋室76的轴向重合,因此涡旋室62的径向与涡旋室76的径向重合。外涡旋室76可被供给至燃烧器42的第二部分空气流过且设计成引起第二部分空气的第二涡旋流动。这意味着,第二部分空气呈涡旋状流过涡旋室76和/或呈涡旋状流出涡旋室76和/或呈涡旋状流入燃烧室58(在燃烧室58内涡旋流动)。尤其优选规定,所述部分空气在燃烧室58内具有其涡旋流动,因此在燃烧室58内涡旋行进。外涡旋室76具有尤其正好一个可被流过外涡旋室76的第二部分空气尤其沿第三流动方向流过的第二流出口80,其第三贯通方向(流出口80可沿此方向被流过涡旋室76的第二部分空气流过)在此与涡旋室76的轴向和进而与涡旋室62的轴向重合。第三贯通方向与第三流动方向重合,流过外涡旋室76的第二部分空气沿第三流动方向流过或可流过流出口80。这尤其意味着,第一贯通方向与第三贯通方向重合,第一流动方向与第三流动方向重合,从而在此第一流动方向、第三流动方向、第一贯通方向和第三贯通方向与涡旋室62的轴向和涡旋室76的轴向重合。在各部分空气的流动方向上,第二流出口80布置在流出口64的下游且因此尤其相对于流出口64串联或串列布置,从而流出口80可被第二部分空气、第一部分空气和燃料流过。尤其是,第一部分空气尤其是由于第一涡旋流动而事先在涡旋室62内与燃料混合,尤其在形成部分混合物的情况下。该部分混合物可以流过流出口64且因此流出涡旋室62并且随后流过流出口80,并且与第二部分空气尤其由于有利的第二涡旋流动而混合,由此特别有利地制备好混合物,因此该部分混合物特别有利地与第二部分混合。
可以看到,涡旋室76至少部分地、尤其是至少主要地且因此至少超过一半地或者甚至完全地在各涡旋室62或76的径向上朝内由构件74(尤其是分隔壁78)界定。涡旋室76在各涡旋室62或76的径向上朝外至少部分地、尤其是至少主要地或者完全地由构件82界定,该构件82在此与构件74分开构成。在此,构件74至少部分地、尤其是至少主要地布置在构件82中。流出口80例如部分由构件82且部分由构件74界定或构成,尤其关于流出口80的可被第二部分空气流过的最小或最窄的流动横截面而言。
为了现在能特别高效地加热和/或保温至少组成部件36b而规定,如很好地可从图3中看到地,第一流出口64在流过第一流出口64的第一部分空气的流动方向上及由此在流过第一流出口64的燃料的流动方向上终止于有目的地且尤其以机械方式加工的且由此或许刀锋状的端部边缘K处,其例如围绕流出口64的轴向延伸地在流出口64的周向上完全环绕流出口64(其轴向与各涡旋室62或76的轴向重合)延伸。刀锋状的端部边缘K由雾化唇84形成,雾化唇84在此由构件74成。雾化唇84在流过第一流出口64的第一部分空气的流动方向上且进而在流过第一流出口64的燃料的流动方向上朝着端部边缘K缩窄且终止于端部边缘K。例如,端部边缘K被打磨和/或车削,由此有目的地被机械加工。例如,燃料尤其在形成燃料射流72的情况下被尤其如此喷向构件74、尤其是构件74的内周侧周面86,即,使得在构件74、尤其是内周侧周面86上由燃料形成也简称为膜的燃料膜。在此尤其可以看到的是,内涡旋室62在内涡旋室62的径向上朝外尤其是直接由内周侧周面86构成。由于第一涡旋流动且尤其由于由第一涡旋流动造成的离心力,燃料膜沿内周侧周面86被输送至端部边缘K,燃料在此从端部边缘K分离,由此由燃料或燃料膜产生很微小的燃料液滴。构件74因此是所谓的铺膜件或用作涡旋流动之间的铺膜件。液滴共同形成特别大的燃料表面积,因此即便在燃烧器的低功率下也可以实现很高效的燃烧器工作,其中,不需要成本密集的泵或成本密集的高压发生器来产生小的且因此细微的燃料液滴。第二流出口80的可被第二部分空气流过的最小流动横截面在此在各流出口64或80的径向上朝内完全由端部边缘K界定或形成。
此外,燃烧器42具有阻循环板88,其在第一实施方式中在流过流出口80的(空气)部分的和流过流出口80的燃料的流动方向上布置在流出口80的下游且因此在构件82的下游。在此,阻循环板88具有流通口90,其相应布置在流出口80的下游,因此可被来自涡旋室62、76的空气部分和燃料流过。从流通口90且尤其从流出口80起且因此从构件82起、尤其从其末端起,阻循环板88在各涡旋室62或76的轴向上向外延伸,使得阻循环板88在各涡旋室62或76的径向上向外超出构件82的至少一个局部区域T。由此,例如,燃烧室58的第一部分T1与燃烧室58的第二部分T2借助阻循环板88被至少部分地分开。借助阻循环板88,可避免流过流通口90且流入燃烧室58且尤其是部分T2中的混合物过度回流向构件82或回流到部分T1,从而可以实现有利的混合物制备。
还可以从图2中看到,例如涡旋室62、76通过由涡旋室62、76所共用的供应室92被供应以空气或空气部分。在此,供应室92在流过涡旋室62、76的空气部分的流动方向上布置在涡旋室62、76的上游。这意味着,空气经由空气供应路径54首先被通入供应室92。被通入供应室92的空气可以在其通往并进入涡旋室62、76的路径上流过供应室92,并且尤其借助构件74被分为第一部分和第二部分。流过空气供应路径54的空气例如可以沿供应方向流出空气供应路径54并流入供应室92,其中,供应方向例如相对于各涡旋室62、76的轴向和进而相对于它们各自的纵向轴线倾斜地和/或沿切向地延伸。
图4以示意性纵剖视图示出也称为铺膜件的构件74。可以看到的是外涡旋室76的至少一部分TB由构件74形成。在此,构件74具有内涡旋室62的第一涡旋发生器94和外涡旋室76的第二涡旋发生器96。借助涡旋发生器94产生第一部分空气的第一涡旋流动,并且借助涡旋发生器96产生第二部分空气的第二涡旋流动。尤其为内涡旋室62的内环状面在图4中用K1标示,尤其为外涡旋室76的外环状面在图4用K2标示。涡旋发生器94布置在涡旋室62的风道LK1内,其风道LK1尤其完全由构件74界定。尤其是,风道LK1在各涡旋室62或76的径向上向外和向内由构件74界定。涡旋发生器96布置在涡旋室76的第二风道LK2内,其风道LK2完全且因此尤其是在各涡旋室62或76的轴向上向外和向内由构件74界定。例如,涡旋发生器94和96也由构件74形成。在此,风道LK1可被第一部分空气流过并且风道LK2可被第二部分空气流过,使得涡旋发生器94产生或引起第一涡旋流动,而涡旋发生器96产生或引起第二涡旋流动。在此,在图4中,也称为空气供应机构的风道LK1的外径用Di标示,也称为空气供应机构的风道LK2的外径用Da标示。
如可从图2-4中看到地,也称为喷嘴的两个流出口64、80都沿轴向取向。这意味着,部分混合物从内涡旋室62至少基本沿轴向流入燃烧室58。另外,第二部分空气从外涡旋室76也至少基本沿轴向流入燃烧室58,并且因此在端部边缘K、尤其在其分离点由铺膜件将精细分布的燃料分离成小液滴而一并进入燃烧室58。外喷嘴的及由此流出口80的最小或最窄的流动横截面位于内喷嘴的及由此流出口64的分离点、即端部边缘K处。
优选规定,喷嘴及由此流出口64、80因此具有如下的尺寸比或面积比:流出口64(内喷嘴)所具有的直径且尤其是内径最好是Di的10%至20%。还优选规定,外喷嘴及由此流出口80因此所具有的直径且尤其是内径例如是Da的10%至35%。内外环状面应该是面积相同的,即,两者各占总环状面面积的50%。换言之优选规定,风道LK1具有第一环状面面积,而风道LK2具有第二环状面面积,其中,这两个环状面面积最好彼此大小一样。
图5以示意性剖视图示出燃烧器42的第二实施方式。在第一实施方式中例如规定,构件82和阻循环板88被设计成彼此分开构成且至少间接、尤其直接相互连接的组成部件。在第二实施方式中规定,阻循环板88与构件82成一体构成。在第二实施方式中,也可以借助阻循环板88有利地避免的是,混合物在其流出外喷嘴且因此离开流出口80并进入燃烧室58之后不会回流到构件82且形成涡旋。优选地,也简称为板的阻循环板88所具有的直径且尤其是外径优选至少与Di一样大小。
图6以示意性透视图示出燃烧器42的第三实施方式的局部。在第三实施方式中,燃烧室58具有多个流通口98,它们彼此间隔且通过尤其被设计成固体的各壁部W尤其在各涡旋室62或76的径向上被相互分开。经由流通口98,燃烧器排气或火焰44可从燃烧室58被排出并被通入排气通路26中。各壁部W在此相互成一体构成且例如通过一个被设计成固体的一件式孔板100构成。在此优选设有正好8个流通口98。如可在图2中看到地,原则上可以想到燃烧室58具有正好一个大的未被划分的排出口102,经此可以将燃烧器排气或火焰44从燃烧室58排出且可通入排气通路26中。与此不同,在第三实施方式中设有多个彼此间隔且彼此分开的流通口98,因此可以说排出口102通过壁部W被分隔为或划分为多个流通口98。可以看到的是流通口98在围绕各涡旋室62或76的轴向延伸的周向上均匀分布且因此尤其沿一个圆布置,圆的中心布置在各涡旋室62或76的各轴向上。因此,在第三实施方式中,尤其在各特殊部位设置多个呈流通口98形式的出口来代替一个呈大的排出口102形式的大出口,以便实现在燃烧室58内的有利循环。代替较小的出口,在此有利的是采用一个孔板,例如是具有多个较小的呈流通口98形式的开口的孔板100。流通口98的数量例如在3个(含3个)到9个(含9个)的范围内。各流通口98具有相似的或至少基本相同的可被燃烧器排气或火焰44流过的流通面积或出口面积。所述或所有的流通口98的流通面积之和即为总流通面积,其也称为总出口面积且例如是在有唯一的居中开口例如排出口102时的总流通面积的0.8~1.8倍。例如,代替具有25毫米直径及由此491平方毫米面积的中央出口,视排气通路26内的流动条件不同而可能有利的是实现各具有10.5毫米直径的六个较小开口,从而得到520平方毫米的总出口面积。
图7以示意性纵剖视图示出燃烧器42的第三实施方式,其中,设有也称为孔板的孔盘100。在燃烧室58内的前述有利循环在图7中通过箭头104来表明。此外,在图7中示出了混合物的涡旋流动且用106标示,其中,燃烧室58内的混合物的涡旋流动106源自各部分空气的相应涡旋流动。各部分空气的涡旋流动和进而混合物的涡旋流动106尤其通过涡旋发生器94、96以及通过尤其经由空气供应路径54沿切向输送空气来实现。优选地,各涡旋发生器94或96被设计成导风叶片来代替被设计成比如四分之一球形板结构,故而各涡旋流动可被很有利地产生或实现。各部分空气的涡旋流动和由此造成的燃烧室58内混合物的涡旋流动106阻止燃烧室58内的火焰44被吹熄,优化空气与燃料在燃烧室58内的混合,并产生用于稳定火焰44的涡旋爆裂。由箭头104表明的在燃烧室58内的循环可以尤其通过使用孔板并由此造成出口横截面缩小来实现,火焰44或燃烧器排气可经由该出口横截面从燃烧室58被排出且可被送入排气通路26。出口横截面的缩小是指例如这些各流通口98的总出口面积小于大的连续的排出口102的面积。有利的由箭头104表明的燃烧室58内的循环使得空气和燃料在燃烧室58内更好地混合并且延长燃烧混合物在燃烧室58内的滞留时间,从而在火焰44或燃烧器排气流出燃烧室58且进入排气通路26时能避免过多排放出未燃的碳氢化合物(HC),并且可以实现火焰44或燃烧器排气在其出口处的特别高的温度。尤其是,所述循环导致循环分区和涡旋爆裂,由此可以实现火焰44在燃烧室58内的很长的滞留时间。
图8以部分剖切示意性透视图示出涡旋发生机构107,其例如可以由构件74的组成部分或构件74构成。涡旋发生机构107包括内涡旋室62的涡旋发生器94和外涡旋室76的涡旋发生器96。可以很好地从图8中看到,涡旋发生器96且优选还有涡旋发生器94被设计成导风叶片,其能利于流动地被设计、尤其是形成。由此,尤其相比于球形涡旋发生器能避免过大的压力损失。涡旋发生器94的数量例如在6个(含6个)到11个(含11个)的范围内。替代地或附加地,外涡旋发生器96的数量例如在8个(含8个)到14个(含14个)的范围内。安置有涡旋发生器94或96的各风道LK1或LK2例如本身具有如下的各面积,其例如至少有20%且最多有70%被各自的设置在风道LK1或LK2内的涡旋发生器覆盖。因此规定各面积的至少20%且最多70%的特别有利的轴向阻断。各导风叶片的各半径可以从Di的至少40%延伸至无穷,从而各导风叶片可以笔直形成。尤其可以想到的是,各导风叶片与各涡旋室62、76的各径向包夹出相应的角度α,其例如在10度(含10度)到45度(含45度)的范围内。也简称为叶片的各导风叶片的前述半径在图8中用R标示。优选地,涡旋发生器94或96被设计成将流过各风道LK1或LK2的空气部分及由此是流过各风道LK1或LK2且因而形成各部分的空气转向70~90度,尤其是关于各涡旋室62或76的严格轴向或单纯轴向而言。为了实现特别有利的混合物制备,内、外涡旋室62、76的导风叶片可以对向地构成。换言之可以想到,外涡旋室76的外涡旋发生器96和内涡旋室62的内涡旋发生器94被设计为用于形成或引起呈对流的或反向的涡旋流动形式的部分空气涡旋流动,因而例如第一流动为左旋而第二流动为右旋,或反之。
涡旋发生机构107具有尤其居中的通孔108,其被喷入件66穿过。换言之,喷入件66穿过通孔108而突入内涡旋室62中。
图10以示意性前视图示出封闭机构110,其在此被设计成光阑式闸板或呈光阑式闸板的形式。若燃烧器42未***作,则可能有利的是闭锁空气管线和燃料管线、即例如空气供应路径54和/或燃料供应路径46和/或涡旋室62和76和因此还有例如流出口64和/或流出口80,以避免内燃机12的排气进入空气供应路径54、燃料供应路径46、供应室92、涡旋室62和/或涡旋室76。还可以想到,燃烧室58或者燃烧室58的至少一个纵向区被闭锁,以避免内燃机12的排气从排气通路26进入燃烧室58或其局部区域或纵向区。对此可以采用封闭机构110,其例如可以布置在燃烧室58内或燃烧室58的下游。封闭机构110的能够按照光阑式闸板的形式运动的封闭件112例如可改变、即可变地调节可被火焰44或燃烧器排气流过且由封闭件112尤其直接界定的开口横截面114,由此例如开口横截面114可依据负荷被调节、尤其是控制或调整。因此可以想到,借助封闭机构110来闭锁燃烧室58的至少一个局部区域。替代地或附加地,可以例如借助第一封闭机构110来封闭流出口80。替代地或附加地,可以例如借助第二封闭机构110来封闭流出口80。这尤其有以下优点,即,可以同时借助小塞子封闭空气和燃料供应机构。于是也不需要在泵56下游的空气阀,因为其阻止排气进入泵56。也可以放弃在燃烧室58或其出口之后的明显更大的且承受灼热排气的排气盖。
尤其可以想到的是,开口横截面114尤其是燃烧室58的开口横截面或出口横截面,其中,火焰44或燃烧器排气通过出口横截面从燃烧室58被排出且能被通入排气通路26中。为了提高来自燃烧室58的火焰44或燃烧器排气的流速而所需的、必要的或实施的、尤其通过相应地以光阑式闸板的形式移动封闭件112来达成的开口横截面缩小应该是有利于流动的。因此代替在扁平的封闭板中的孔,可以实现具有相对于水平方向呈30~70度角度的锥形收缩,就像例如在飞行器驱动装置中通过多个扇形段和/或通过一个锥体实现的那样。这可以通过固定几何形状或者也可变地就像在飞行器驱动装置中那样利用多个可折叠的扇形段进行(例如在推进喷口的情况下),或利用可移动地设置的出口锥体进行,出口锥体例如在各涡旋室62或76的轴向上可移动。
图11以示意性剖视图示出根据第四实施方式的燃烧器42的局部。可以很好地从图11、但也可从图2和7中看到,燃烧室58由尤其被设计成固体的腔室件116构成或界定。尤其是,轴向与各涡旋室62或76的轴向重合的燃烧室58沿其平行于各涡旋室62或76的各径向延伸的径向尤其直接由腔室件116的内周侧周面118界定。腔室件116可以设计成一体式。在第四实施方式中如此设计腔室件116,即,它具有两个腔室部120、122,它们例如相互成一体构成,或者腔室部120、122是彼此分开构成且相互连接的组成部件。在此,内周侧周面118由腔室部122形成。腔室部120、122如此相互套设,即,腔室部120的至少一个纵向区在围绕燃烧室58轴向延伸的燃烧室58周向上尤其完全环绕包围腔室部122的至少一个纵向区,其中,腔室部120的至少所述纵向区在燃烧室58的径向上向外与腔室部122的所述纵向区间隔,尤其是在形成间隙124的情况下。间隙124在燃烧室58的径向上布置在腔室部120、122之间并且例如设计成尤其在腔室部120、122之间的气隙。还能看到,本身连续的或不中断的排出口102尤其在燃烧室58的周向上完全环绕地由腔室部122构成或界定。在图2所示的第一实施方式中,排出口102未被分割,即没有构件将排出口102分为多个彼此分开且彼此间隔的流通口。但在图7所示的第三实施方式中,在排出口102中设置也称为孔板的孔盘100,借此将本身不中断的、即连续的排出口102分割为或划分为形成在孔板100中的多个彼此间隔且彼此分开的流通口98。火焰44或燃烧器排气可以沿在燃烧室58的轴向上延伸的、即平行于燃烧室58的轴向延伸的或与燃烧室58的轴向重合的第四流动方向流出燃烧室58且因此流过排出口102或各流通口98,其中,第四流动方向与第一、第二和第三流动方向重合。可以看到,排出口102在流过排出口102的燃烧器排气的流动方向上、即沿第四流动方向缩窄。为此,腔室件116、尤其是腔室部120具有沿流过排出口102的燃烧器排气的流动方向缩窄的纵向区L1,该纵向区在燃烧室58的周向上尤其完全环绕界定排出口102。换言之,纵向区L1且由此排出口102在流过排出口102的燃烧器排气的流动方向上设计成锥形、即圆锥形或截头圆锥形。由于燃烧器排气或火焰44经由排出口102流出燃烧室58,故排出口102形成在燃烧室58的出口处或形成燃烧室58的出口,其中,在第四实施方式中,燃烧室58在其出口处设计成锥形,故具有由纵向区L1构成的锥形部。优选地,排出口102具有34mm的内径。换言之优选规定,排出口102的可被燃烧器排气流过的最小或最窄的内径为43mm。
由于至少腔室部120、122的纵向区相互套设且在燃烧室58的径向上在形成间隙124的情况下彼此间隔,其中,间隙124例如填充有空气且因此设计为气隙,故提供了燃烧室58或腔室件116的双壁结构,使得燃烧室58通过间隙124、即气隙而被隔绝。因此,燃烧室58被气隙隔热。以下将尤其参照图4所示的铺膜件的、尤其是外涡旋室76的外风道LK2的外径Da,其中,设有外涡旋发生器96的风道LK2及由此外径Da尤其完全通过铺膜件、即构件74构成。参照图11和外径Da,燃烧室58优选尤其在锥形部的上游或纵向区L1的上游具有内径d1,该内径优选为Da的1.0倍至3.0倍。还优选规定,排出口102的最小内径d2(排出口102的最小内径d2也被称为出口直径)为Da的0.7倍到2.3倍。排出口102的较小出口直径保持了燃烧器排气的出口速度,且减轻了也称为燃烧器火焰的火焰44因也称为发动机排气的内燃机12的排气而受到的影响。燃烧室58的在燃烧室58轴向上延伸的长度l1尤其在无二次空气吹入的情况下优选为Da的1.5倍到4.0倍。在有二次空气吹入的情况下优选规定,燃烧室的长度l1等于Da的2.0倍到5.5倍。
代替连续的排出口102,可以想到采用多个彼此分开且彼此间隔的流通口98。换言之可以想到,本身连续的且因此不中断的排出口102被分为多个彼此间隔且彼此分开的流通口98,其数量优选在3个(含3个)到9个(含9个)的范围内。各流通口98具有也称为出口面积或流通面积的面积,其中,所有流通口98的面积之和优选接近或等于连续的排出口102的出口面积,即接近或等于排出口102的面积。流通口98的面积之和也被称为总出口面积。流通口98例如被设计成孔。可以想到所有流通口98的面积之和、即总出口面积是燃烧室58的排出口102的这个或一个不中断的连续排出口的面积的0.8倍到1.8倍。尤其可以想到将孔板100布置在排出口102或纵向区L1内。关于也称为发动机排气的内燃机12排气可能有利的是,采用转向件(尤其是转向板)和/或孔件(尤其是孔板),其中,孔件可以是指尤其被设计成固体的元件,其具有多个彼此间隔的且尤其是通过相应的壁相互分开的孔,所述孔可被气体例如燃烧器排气或发动机排气流过。为免发动机排气过分不利地影响和扰乱燃烧室58内的火焰44,例如,有利地在燃烧室58之前、即在燃烧室58上游设置转向件例如转向板,因此没有或仅有少量的发动机排气尤其是与如下流动方向相反地进入燃烧室58,沿该流动方向,火焰44或燃烧器排气从燃烧室58流入排气通路26。因此优选规定,转向件在发动机排气的流动方向上在燃烧室58的上游、即通入点E2的上游布置在排气通路26中。转向件的几何形状可能取决于:燃烧室58相对于排气通路26、即相对于排气通路26的排气道如何布置。排气道应理解为是指燃烧器排气或火焰44从燃烧室58尤其沿第四流动方向尤其在通入点E2流入排气道。对于转向件几何形状的单独调整是有利的。
还有利的是,如上所述,在燃烧室58的出口设置封闭机构110或其它的封闭机构。这尤其是指:封闭机构110可以例如布置在纵向区L1内或排出口102中,使得可被燃烧器排气或火焰44流过并且可供燃烧器排气或火焰44尤其在通入点E2从燃烧室58被送出且可被送入排气通路26、尤其是排气道的流动横截面是通过封闭机构110、尤其是封闭件112来界定并因此借助封闭机构110可改变、即可调节的。可调节的流动横截面尤其是开口横截面114。
在此,封闭机构110可以布置在腔室部122中及因此在排出口102中,或者封闭机构110或其它封闭机构布置在燃烧室58下游、即腔室部122下游且因此紧接燃烧室58或腔室部122布置,因此本身布置在排出口102下游。就像在第四实施方式中通过纵向区L1、即通过所述锥形部所实现的那样,排出口102的缩窄导致燃烧器排气的流速增大,其中,燃烧室58的出口的缩窄应该是有利于流动的。在此由纵向区L1构成的锥形部优选具有也称为锥角的角度,尤其相对于在图11中由虚线126表示的燃烧室58的轴向成30°~70°角度。在第四实施方式中,锥形部被设计成固定几何形状,故该锥形部、即锥角是固定的、即不可改变。但可以想到尤其关于其锥角可变地设计该锥形部,就像例如在飞行器驱动装置中那样,尤其借助于就像例如在飞行器驱动装置的推进喷嘴中那样的可折叠、即尤其是相对于腔室部122可枢转的若干扇形段,使得锥形部或锥角是可调节的、即可变的。替代地或附加地可以规定,该锥形部或其锥角可以通过可移动地设置的出口锥体而被改变,和/或设有如下出口锥体,其纵向中心轴线例如与燃烧室58的轴向重合和/或可在燃烧室58的轴向上尤其相对于腔室件116移动,其中,优选同轴于燃烧室58布置的出口锥体最好在流过排出口102的燃烧器排气的流动方向上缩窄。特征“出口锥体同轴于燃烧室58布置”尤其是指,出口锥体的轴向且由此其纵向中心轴线与燃烧室58的轴向重合。通过使出口锥体在燃烧室58的轴向上相对于腔室件116移动,例如可以改变可被燃烧器排气流过的、可供燃烧器排气从燃烧室58排出且可被送入排气道的流动横截面。出口锥体在图11中被极其示意性地示出且用128标示。平行于燃烧室58的轴向延伸或者与燃烧室58的轴向重合的移动方向在图11中由双箭头130表明,出口锥体128沿所述移动方向相对于腔室件116可平移运动、尤其移位。可以看到的是可被燃烧器排气流过的流动横截面在燃烧室58的径向上朝外由腔室件116且朝内由出口锥体128来界定,尤其分别直接界定,其中,流动横截面被设计成环形或环面形。由于出口锥体128在流过排出口102或流动横截面的燃烧器排气的流动方向上缩窄,故流动横截面通过使出口锥体128沿所述移动方向且相对于腔室件116移位而改变。
图12以示意性剖视图示出燃烧器42的第五实施方式的局部。在图12中,尤其是就像在图3中那样尤其可以看到构件74的一部分和构件82的一部分。如果燃烧器42未工作,则有利的是关闭空气和燃料管线,即最好关闭流出口64、68,以防止发动机排气进入涡旋室62、76。对此可以想到,例如在流出口64和/或流出口80中分别设置封闭机构110,或封闭机构110布置在流出口80的下游且因此紧接在流出口80之后,使得例如尤其是流出口64的可被第一部分空气和燃料流过的第一流动横截面和/或尤其是流出口80的可被各部分空气和燃料流过的第二流动横截面或可被各部分空气和燃料流过且布置在流出口80下游且紧接或直接跟在流出口80之后的第三流动横截面借助封闭机构110可变化或可调节。第一、第二或第三流动横截面是例如开口横截面114、即尤其是具有开口横截面114的如下开口的开口横截面114:其流动横截面(开口横截面114)及由此面积尤其以光阑式闸板的形式可借助封闭件112被调节。因此,各第一、第二或第三流动横截面尤其可依据负荷被调节、尤其被控制或调整。例如可以想到,仅这两个也被称为出口喷嘴的流出口64、80借助封闭机构110或借助另一个不同的封闭机构来关闭,因而将第一、第二或第三流动横截面减小至零。
其它封闭机构可以例如是如图12极其示意性地示出且用132标示的封闭件,其也称为封塞。封闭件132例如尤其在各涡旋室62或76的轴向上相对于构件82且相对于构件74尤其可平移运动,尤其是在至少一个关闭位置和至少一个如图12所示的打开位置之间。在关闭位置,尤其是当燃烧器42被停用时,流出口64、80通过封闭件132被封闭且因此被禁流闭锁。由此不会有发动机排气从排气通路26流过流出口64、80。在打开位置,尤其是在燃烧器42工作时,封闭件132开通流出口64、80。可以看到,流出口64和80借助例如设计成小塞子的封闭件132可被封闭或同时被封闭,尤其是在封闭件132的关闭位置。于是也不需要在泵56下游的空气阀,如阀件55,因为借助封闭件132能避免发动机排气从排气通路26流过空气供应路径54。换言之,可以借助封闭件132或者借助封闭机构110来避免发动机排气从排气通路26进入泵56。也可以放弃在燃烧室58下游、即在其出口之后的明显更大的承受灼热排气的排气盖。
以下将详细说明燃烧室58的前述气隙隔热:由于燃烧室58的外壁尤其在满负荷运行中变得很热并且或许炽热发光,故气隙隔热可以保证很安全的运行。此外,可以通过气隙隔热保持很小的热损失。在此优选规定,尤其是热绝缘件在围绕燃烧室58的轴向延伸的周向上特别是完全环绕包围燃烧室58。作为所述绝缘件,在此规定气隙隔热件,因此是气隙。在此被设计成气隙的间隙124优选具有在燃烧室58的径向上延伸的宽度、尤其是间隙宽度,其中,该宽度且尤其是间隙宽度优选为Da的6%~25%。尤其可以想到的是,该宽度在1.5mm(含1.5mm)~6mm(含6mm)的范围内。尤其可以看到的是,腔室件116是双壁的且因此气隙隔热的管。换言之,腔室部120和122形成双壁的且因此气隙隔热的管。在此优选规定,一与腔室件116(气隙隔热管)分开构成的绝缘件在燃烧室58的周向上尤其完全环绕包围气隙隔热管(腔室件116)、即腔室件116的至少一个在燃烧室58的轴向上延伸的纵向区。绝缘件优选是隔热垫。绝缘件优选至少由矿物棉和/或金属板构成,由此燃烧室58可被很有利地隔热。
以下描述燃烧室58或燃烧器42的可能安装位置。如前所述,燃烧室58内的混合物太稀薄以致无法燃烧而释放热或热能。借助热能,例如至少组成部件36b可以被有效高效地加热和/或保温。替代地或附加地,例如被设计成颗粒过滤器的组成部件36c可被加热。通过加热颗粒过滤器,例如可以实现或进行颗粒过滤器的再生。为了现在能有利地利用燃烧器42的热能,它或者通入点E2应该尽量靠近待加热的或待保温的组成部件(例如组成部件36b和/或36c)布置。由此也可以保持小的热损失。但为了保证发动机排气与燃烧器排气有利地混匀,应该设置用于将燃烧器排气与发动机排气混匀的最短路程,其中,该最短路程尤其是在流过排气通路26的发动机排气的流动方向上从燃烧器42或从通入点E2尤其是连续地延伸至待加热的或待保温的组成部件如组成部件36b,尤其是延伸至其入口。最短路程尤其是混合室40的最短路程。因此通入点E2无法直接与组成部件36b的入口相接。事实表明特别有利的是,尤其在流过排气通路26的排气的流动方向上在通入点E2与尤其在流过排气通路26的排气的流动方向上紧随通入点E2之后的组成部件36b之间延伸的距离至少是Da的5~8倍且最多是Da的30倍。特征“组成部件36b在流过排气通路26的排气(发动机排气)的流动方向上紧随或直接跟在通入点E2之后”是指,在流过排气通路26的排气的流动方向上在通入点E2与组成部件36b之间没有布置不同的其它排气处理部件。替代地或附加地,设置有通入点E2的排气道的直径且尤其是内径应该尤其在离开燃烧室58之后且尤其是在排气进入组成部件36b之前呈圆锥形扩大到Da的至少6倍。尤其当组成部件36b是催化器、尤其是前述SCR催化器时,组成部件36b具有基材。因此优选规定,前述距离是尤其在流过排气通路26的排气的流动方向上在通入点E2与催化器基材之间延伸的距离。因此有利的是,排气道的内径在离开燃烧室58之后、即例如从通入点E2起、在排气(发动机排气或者燃烧器排气)碰到基材之前扩大为Da的至少6倍。
可以从图2中看到,例如设计成火花塞、电热塞或电热销的点火装置60具有尤其设计为外螺纹的螺纹134,借此将点火装置60至少间接地以螺纹连接至腔室件116且由此保持在腔室件116上。为了实现点火装置60的充分冷却、即从点火装置60有利散热,有利的是在点火装置60的也称为火花塞螺纹的螺纹134上布置散热肋。散热肋的数量优选在1个(含1个)到7个(含7个)的范围内。例如散热肋的厚度在2mm(含2mm)~4mm(含4mm)的范围内。还可以想到,各散热肋具有20~80mm直径、尤其是外径。还有利的是,这些散热肋为了实现有利散热至点火装置60的环境、即环境空气而具有尤其被设计成孔的开口、尤其是通孔,其数量在3个(含3个)到8个(含8个)的范围内。各散热肋的各通孔例如具有如下直径、尤其内径,其至少为5mm且最多为15mm。在点火装置60的电极之间的电极距离至少为0.7mm且最多为10mm。电极可以从图2中被看到且在那里用136和138标示,其中,借助电极136、138尤其是在电极136和138之间产生用于点燃燃烧室58中的混合物的点燃火花。
为了辅助造成或产生在涡旋室62、76内的各空气部分的涡旋流动,空气不应该严格在径向上、即沿各涡旋室62或76的径向被通入各涡旋室62或76,而是相对于各涡旋室62、76的各轴向沿切向或倾斜地通入其中(如图2所表明)。换言之,有利的是空气或各部分空气沿切向流入各涡旋室62或76。由此可以事先将流入的空气的冲量转向涡旋方向,这导致很高的涡旋产生效率。
为了给燃烧器42供应燃料,燃料泵(例如燃油泵)被用于从油箱18送出燃料。燃料泵因此例如可以是低压泵20。有利的是以λ可控的方式操作燃烧器42,从而例如混合物具有至少基本上为1.0的燃空比(γ)。换言之优选规定,燃烧器按照化学当量来操作,因此混合物是按照化学当量的混合物。再换言之,有利地规定,混合物中的第一部分空气和混合物中的第二部分燃料被尤其准确地调节或控制。因此有利的是混合物的空气(也被称为燃烧空气)的第一量和混合物的燃料的第二量至少基本上被准确地调节和/或计算且被通入各自对应的涡旋室62或76中。因此有利的是作为用于输送燃料至或进入燃烧器42的燃料泵采用频率可控的活塞泵。它应该在其出口处配设有弹簧加载阀,例如球阀,以阻止燃料或排气回流至尤其燃料泵中。
这种燃料泵在图17的示意性纵剖视图中被示出且用137标示。在此,燃料泵137被设计成活塞泵,其用于输送燃料的活塞用138标示。在图17所示的实施例中被设计成弹簧加载式球阀的弹簧加载阀在图17中用140标示并且包括尤其是机械弹簧单元142和球144。尤其是,弹簧加载阀140被设计成止回阀或起到止回阀的作用,故可以借助燃料泵137将燃料输送至燃烧器42,使得阀140朝向燃烧器打开但在相反的方向上被关闭,从而不会有排气和空气从燃烧器42回流至燃料泵137中。
图13以示意性纵剖视图示出燃烧器42的第六实施方式的局部,其中,尤其在图6、还有图12中可以看到流出口64、80和进而构件82和构件74。也可以从图13中看到喷入件66,但其在图13所示的实施例中根据图2和图7设计成喷管。出口在此没有布置或形成在喷入件66的沿涡旋室62或76的轴向取向的轴向端侧146,而是出口70在涡旋室62、76的径向上取向且因此形成在喷入件66的外周侧周面148,其外周侧周面148沿围绕各涡旋室62或76的轴向延伸的周向延伸。换言之,各燃料射流72未在端侧146且未在轴向上或未平行于各涡旋室62、76的轴向地流出喷入件66,而是燃料射流72相对于在图13中由虚线150表示的各涡旋室62、76的轴向垂直地或在此是倾斜地流出喷入件66。
构件74的内周侧周面86也被称为膜壁,因为经由出口70从喷入件66被喷出且送至或射至膜壁的燃料在膜壁(内周侧周面86)处形成前述的膜或燃料膜。为了很有利地将燃料送至或送向膜壁,例如可以代替雾化嘴采用简单的喷管,例如图13所示的喷入件66。该喷管包括小管152,在其端部中安置所述至少两个例如设计成横孔的出口70。在此,燃料没有在各涡旋室62或76的轴向上从喷管或小管152流出,而是沿径向或相对于各涡旋室62或76的径向倾斜地流出。为了能很有效地将从出口70流出的燃料送至铺膜件及由此送至或送向尤其是膜壁,有利的是雾化该燃料。对此优选规定,在也称为铺膜壁的膜壁处或膜壁上设置文丘里喷口154,它尤其在各涡旋室62、76(其各轴向与喷入件66、尤其是小管152的轴向和纵向延伸方向重合)的轴向上布置在出口70的高度,这些出口优选在轴向上布置在相同高度。换言之,优选在也设有出口70的涡旋室62中设置文丘里喷口154,其最窄的可被第一部分空气流过的流动横截面优选在各涡旋室62或76的和进而喷入件66的轴向上如此布置,使得文丘里喷口154的最窄或最小或最少的流动横截面和各出口70在各涡旋室62或76的轴向上且因此在喷入件66的轴向上布置在相同高度。由此可以实现流过出口70的燃料的特别有利的雾化。文丘里喷口154和喷入件66能按照尤其是射流泵的形式起效。第一部分空气流过文丘里喷口154、即经过其最窄流动横截面。由于出口70在此都至少部分地布置在文丘里喷口154的最窄流动横截面中,即,由于文丘里喷口154的最窄流动横截面和这些出口70在喷入件66的轴向和进而流过文丘里喷口154的第一部分空气的流动方向上布置在相同高度,故第一部分空气起到驱动介质的作用或当作驱动介质,驱动介质可以说尤其通过出口70抽吸作为吸入物质的燃料,从而可以说驱动介质将吸入物质(燃料)抽吸经过出口70。由此特别有利地在涡旋室62中雾化燃料。
图14以示意性纵剖视图示出燃烧器的第七实施方式的局部。在第七实施方式中,喷入件66例如被设计成喷管。可以看到各燃料射流72、尤其是其纵向轴线或纵向中心轴线与垂直于各涡旋室62或76的轴向及进而垂直于流过各涡旋室62或76的各部分空气的各流动方向延伸的假想的平面EB一起包夹出一个也称为射流角的角度β。在此,各涡旋室62或76的轴向与喷入件66的纵向延伸方向或纵向延伸范围和进而其轴向重合。出口70在围绕喷入件66的轴向延伸的周向上尤其均匀分布并且彼此间隔。为了在铺膜件、即内周侧周面86上产生尽量薄而均匀的燃料膜,出口70的数量最好为至少2个且最多10个。换言之例如规定,出口70的数量在2个(含2个)至10个(含10个)的范围内。例如优选规定角度β在10°(含10°)至60°(含60°)的范围内,以便尤其将燃料冲量事先转向至流动方向。此外规定,各优选为圆形的最好设计成孔的出口70所具有的直径且尤其是内径在50mm(含50mm)~3mm(含3mm)的范围内。
图15以示意性的局剖侧视图示出喷入件66的另一种可能实施方式。在图15所示的实施例中,喷入件66被设计成就像在燃油燃烧器中所用的喷嘴。在图15所示的实施例中,喷入件66具有头部155、涡旋缝156、旋流体158、次级过滤件160和初级过滤件162。根据图15的喷入件66具有至少或正好一个出口70,其中,喷入件66的出口70布置或形成在其也称为轴向端面的轴向端侧146。这意味着,流过出口70的燃料射流72在喷入件66和进而各涡旋室62或76的轴向上从出口70且因此从喷入件66流出。换言之,根据图15,燃料射流72或其纵向轴线或纵向中心轴线至少基本上沿轴向、即平行于各涡旋室62或76的轴向延伸。
图16以框图示出燃烧器42的工作尤其是调控。在此,在通入点E2处或在通入点E2下游且尤其在组成部件36b上游的排气温度用T5标示。例如,温度T5尤其是借助温度传感器被测量,从而表征温度T5的例如也称为T5值的值被测量。T5值在图16中由框体164表明。T5值尤其作为输入参量被传输给框体166。框体166表示初始状态,此时例如关停对燃烧器42的空气供应,燃料泵被停用,使得对燃烧器42的燃料供应也被停止,且点火装置60被停用。箭头168表明所谓的燃烧器许可、即允许使用燃烧器。由于燃烧器许可,在框体170中接通、即启用点火装置60。在框体172中例如设定0.9的混合物燃空比,以实现燃烧器42的启动操作。此外,例如在框体172中空气泵被启用,燃料泵被启用。接着在框体174中例如将混合物的燃空比调节至1.03,其中,燃料泵以低频工作。在框体176中例如停用点火装置60。框体178表明燃烧器42的工作状态。在工作状态中,开启针对或朝向燃烧器42的空气供应,接通燃料泵,并且停用点火装置60,使得燃烧器42被供给以空气和燃料。由箭头180表明尤其当温度T5大于例如为400℃的极限值时取消燃烧器许可。
在框体182中进行比较,此时将温度T5的实际值与温度T5的目标值相比较。温度T5的实际值例如是前述的T5值,和/或尤其借助前述温度传感器例如测量温度T5的实际值,尤其是在通入点E2处或在排气通路26内设于通入点E2下游且尤其在组成部件36b上游的部位进行测量。如果例如比较结果是实际值小于或等于目标值,则保持尤其在框体174中设定的状态(尤其是关于燃料泵和空气泵的操作),其中,燃料泵在图16中由框体184来表明,空气泵由框体186来表明。如果例如实际值大于目标值,则在框体188中尤其借助也称为控制设备的电子计算装置进行燃料泵的控制,和/或在框体190中尤其通过控制设备进行空气泵控制,尤其是连续地按下述方式,即,燃料泵或空气泵关于其相应操作被尤其如此改变,使得实际值被减小,直至例如实际值对应于目标值或小于目标值。
在框体192中尤其是通过空气流测量来确定、尤其测量混合物的空气量。此外,通过箭头194表明了确定且尤其是测量燃料量。在框体196中依据所确定的尤其所测量的空气量且依据所确定的尤其所测量或所计算的燃料量来确定且尤其是计算燃空比(γ)。尤其是,在框体196中确定、尤其计算混合物的燃空比的实际值。在框体198中将燃空比的实际值与燃空比的第二目标值相比较,其中,第二目标值例如为1.03。如果燃空比的实际值对应于燃空比的该目标值,或如果燃空比的实际值与燃空比的该目标值仅具有下述偏差,即,燃空比的实际值与燃空比的该目标值之差尤其是就数值而言大于或等于极限值,则保持燃烧器42且尤其是燃料泵和空气泵的当前工作。但如果燃空比的实际值与燃空比的该目标值相差过大,则尤其如箭头200所示地,例如空气泵和/或燃料泵关于其相应操作尤其通过控制燃料泵或空气泵而尤其被如此改变,使得燃空比的实际值与燃空比的该目标值之差至少被减小或甚至消除。最终,框体202表明了基于或借助控制设备设定温度T5的目标值,尤其是在框体182处。替代地或附加地,控制设备可以设定燃空比的目标值或将其输出至尤其是框体198。
图18以示意性的局剖透视图示出燃烧器42的涡旋发生机构107。可以从图18中很清楚地看到风道LK1和LK2。外风道LK2在各涡旋室62或76的径向上朝外由涡旋发生机构107的尤其设计成固体的第一壁109界定,所述壁109例如在各涡旋室62或76的周向上完全环绕延伸且因此完全环绕包围风道LK2。在各涡旋室62或76的径向上朝内地,外风道LK2由涡旋发生机构107的尤其设计成固体的第二壁111界定,所述壁111优选在各涡旋室62或76的周向上完全环绕延伸且因此完全包围风道LK1。尤其可以想到的是,各风道LK1或LK2本身至少基本上设计为环形,因此设计成环形通道。在各涡旋室62或76的径向上朝内地,风道LK1由涡旋发生机构107的尤其设计成固体的主体113界定,其中,如以下还将详述地,主体113是导流体。例如涡旋发生机构107设计成一体式,故可以想到壁109和111相互成一体构成,和/或壁109和/或111与主体113成一体构成。
涡旋发生机构107包括第一内涡旋发生装置115,其包括第一内涡旋发生部件94。也在图18所示的实施例中,涡旋发生部件94被设计成尤其是至少部分地弯曲或弧形延伸的导流叶片,其中,流过风道LK1的空气、即第一部分空气借助涡旋发生部件94被如此引导、转向或偏转,即,第一部分空气的第一涡旋流动借助涡旋发生部件94、因此借助涡旋发生装置115实现或可实现。尤其可以想到的是,各涡旋发生部件94与壁109和/或111成一体和/或与主体113成一体地构成。可以看到涡旋发生部件94布置在风道LK1中,其中,涡旋发生部件94在各涡旋室62或76的周向上和进而在涡旋发生机构107的周向上前后相继且尤其是彼此间隔布置。
涡旋发生机构107包括设于风道LK1内的具有涡旋发生部件94的涡旋发生装置115以及布置在风道LK2内的具有第二外涡旋发生部件96的第二外涡旋发生装置117。因此涡旋发生部件96布置在风道LK2中,其中,涡旋发生部件96在各涡旋室62或76的周向上且因此在涡旋发生机构107的周向上前后相继且尤其是彼此间隔布置。借助涡旋发生部件96,即借助涡旋发生装置117,流过风道LK2的部分空气被如此转向、偏转或引导,即,造成第二部分空气的第二涡旋流动。优选地,各涡旋发生部件96被设计成与壁109和/或111成一体和/或与主体113成一体和/或与各涡旋发生部件94成一体,从而涡旋发生机构107优选总体上一体式构成。在图18所示的实施例中,各涡旋发生部件96也被设计成导流叶片或导风叶片,其至少部分地呈弯曲或弧形,因此具有弧形走向。第一内涡旋发生部件94的数量优选在6个(含6个)到11个(含11个)的范围内。第二外涡旋发生部件96的数量优选在8个(含8个)到14个(含14个)的范围内。
各风道LK1或LK2本身、即在考虑没有涡旋发生部件94或96的各风道LK1或LK2的情况下具有也称为流通横截面的面积,尤其是在各涡旋发生装置115或117的上游和/或在各涡旋发生装置115或117的下游。由于在这里各风道LK1或LK2本身设计成环形,各面积是一环形面的相应面积。在此优选规定,各涡旋发生部件94或96覆盖或遮闭各风道LK1或LK2本身的布置在各涡旋发生装置115或117的上游和/或下游的面积的至少20%且最多60%,由此能实现很有利的涡旋产生。作为中心主体的主体113被封闭且因此无法被空气流过。另外,主体113本身关于其纵向轴线或纵向中心轴线(所述轴线与各涡旋室62或76的轴向且因此与涡旋发生机构107的轴向重合)设计成旋转对称。尤其在这里,主体113被设计成尤其是居中的和/或封闭的轮廓。
各涡旋发生部件94或96例如与上述的假想平面EB包夹形成角度β,其优选在10度(含10度)到45度(含45度)的范围内。还优选规定,各涡旋发生部件94或96造成各自的流过各风道LK1或LK2的部分空气转向达一转向角度,该转向角度优选在70度(含70度)到90度(含90度)的范围内。
为了实现很有利的混合物制备而优选规定,涡旋发生装置115、尤其是涡旋发生部件94与涡旋发生装置117、尤其是涡旋发生部件96对向地延伸或构成,使得第一部分空气的第一涡旋流动具有尤其绕各涡旋室62或76的各轴向的第一转动方向,其中,第二部分空气的第二涡旋流动优选具有绕各涡旋室62或76的轴向的第二转动方向,其中,第一转动方向与第二转动方向相对或相反。
涡旋发生机构107尤其被用在图19所示的燃烧器42的实施方式中,根据图19的这一实施方式与前述实施方式的区别尤其在于,燃烧器42具有总体用204标示且由第一内空气供应室206和第二外空气供应室208构成的预燃室。对此,根据图19的燃烧器42具有尤其被设计成固体且优选是固有刚性(自支撑)的分隔壁210。分隔壁210具有至少一个纵向区LW,其在流过涡旋室62、76的各部分空气的流动方向上布置在涡旋发生机构107的涡旋发生装置115、117的上游或在其上游延伸。流过涡旋室62、76的空气的流动方向与各涡旋室62或76的各轴向重合,或各部分空气的各流动方向平行于各涡旋室62或76的各轴向延伸,所述轴向与涡旋发生机构107、预燃室204、空气供应室206和空气供应室208的轴向重合。各空气供应室206或208的径向垂直于各空气供应室206或208的各轴向延伸。可从图19中看到,除了在此是正好一个被设计成贯通口且形成在分隔壁210的纵向区LW中的溢流口212之外,通过分隔壁210将第一内空气供应室206在空气供应室206、208的和进而涡旋室62、76的径向上与外空气供应室208分隔,其中,所述内空气供应室配属于内涡旋室62且布置在第一涡旋发生装置115的上游,经由所述内空气供应室可给内涡旋室62及由此涡旋发生装置115供应第一部分空气;而所述外空气供应室配属于外涡旋室76且因此配属于涡旋发生装置117且布置于涡旋发生装置117的上游,经由溢流口212流体连通至内空气供应室206且在空气供应室206和由此涡旋室62、76的绕空气供应室206、208的轴向延伸的周向上尤其是完全环绕包围内空气供应室206,经由所述外空气供应室能够给外涡旋室76和进而第二外涡旋发生装置117供应第二部分空气。纵向区LW从各涡旋发生装置115或117起在与各部分空气的各流动方向相反且指向喷入件66(输入件)且平行于各涡旋室62或76的轴向延伸的、在图19中由箭头214表示的方向上延伸,除了溢流口212外连续地、即无中断地延伸到燃烧器42的尤其被设计成固体的壁216,在所述壁216内布置有贯通口218,液态燃料经此借助喷入件66可被送入内涡旋室62。这意味着,贯通口218可被流过喷入件66的燃料流过。另外,纵向区LW(除了溢流口212外)在各空气供应室206或208的周向上完全环绕延伸。
另外,根据图19的燃烧器42具有可被空气流过的供应通道218,其尤其是通过其通道口220直接通入外空气供应室208。例如,供应通道218是空气供应路径54的组成部分。流过供应通道218的形成第一部分和第二部分的空气沿也称为流入方向的流动方向流过供应通道218且尤其是流过通道口220。换言之,空气沿所述流入方向流过通道口220且因此从供应通道218流出而流入外空气供应室208。如已经在前所述地优选规定,流入方向并非严格地在各涡旋室62或76的径向上、即并非严格地垂直于各涡旋室62或76的轴向延伸,而是流入方向的走向优选相对于各涡旋室62或76的各轴向倾斜,如在图19中那样。因此,空气通过供应通道218且尤其是其通道口220可被送入外空气供应室208,第二部分空气自外空气供应室经由溢流口212可被输送入内空气供应室206。由此,经由供应通道218且尤其经由通道口220被送入外空气供应室208的空气被分为所述各部分,即,分为流入空气供应室206且最终流过风道LK1和内涡旋室62的第一部分以及留在空气供应室208中且最终流过风道LK2和涡旋室76的第二部分。由此可以实现很有利的混合物制备。
在根据图19的实施方式中,尤其被设计成喷入件的输入件(喷入件66)具有正好一个出口70,输入件经此可以提供流过输入件的液态燃料,尤其喷出液态燃料。通过可被流过输入件的液态燃料流过的出口70,燃料因此可从输入件被送出,并且输入件经由出口70直接通入第一内空气供应室206。换言之,可被液态燃料流过的通道68具有出口70并且经由出口70直接通入空气供应室206且因此未通入涡旋室62且未通入涡旋室76,使得出口70在各部分空气的流动方向上布置在涡旋室62的上游且在此在涡旋室62之外。因此,例如,输入件(喷入件66)可以通过出口70将燃料直喷入空气供应室206。在此,出口70形成在输入件的轴向端侧146,所述轴向端侧146在涡旋室62、76的和进而空气供应室206、208的与输入件的轴向且因此与其纵向延伸方向重合的轴向上朝向空气供应室206或主体113。
此外可以从图19中看到,主体113、尤其是主体113的至少一个局部区域TBK布置在内空气供应室206中且因此沿由箭头214表示的方向朝向输入件、尤其是端侧146和进而出口70。在此,主体113至少在其局部区域TBK上朝向输入件、尤其是端侧146呈凸形***,因此尤其被设计成球形或球缺形。由此,流向涡旋室62的空气或第一部分空气可以朝向局部区域TBK流动并且借助局部区域TBK尤其有利于流动地被引导向涡旋发生装置115。在此,主体113且尤其是局部区域TBK在各涡旋室62或76的径向上且因此在涡旋发生机构107的径向上布置在涡旋发生装置115之间。这尤其是指涡旋发生部件194在各涡旋室62或76的周向上且因此在主体113的周向上在其周长上前后相继布置且尤其是均匀分布。
总体可以看到,分隔壁210是空气分隔管或由空气分隔管构成,借此将空气供应室206、208在径向上彼此分隔。在此设有例如被设计成孔的溢流口212,第一部分空气经此可从外空气供应室208流入至内空气供应室206。
此外,根据图19的燃烧器42具有在此被设计成水套或水冷套的冷却套222,其在各涡旋室62或76的周向上且因此在输入件的周向上尤其是完全环绕地包围输入件的至少一个纵向区LBE。冷却套222可以被优选设计为液体的、至少部分且尤其是至少主要或完全地由水构成的冷却流体流过,借此能很好地冷却输入件。
图20以示意性侧视图示出例如设计成火花塞的点火机构60的一种可能实施方式。可以从图20中看到,点火机构60具有多个散热肋230,这些散热肋沿点火机构60的径向朝外从点火机构60(其径向在图20中由双箭头226表示且垂直于点火机构60的纵向延伸方向延伸)的主体224突出,并且在主体224(其纵向延伸方向在图20中由双箭头228表示且与整个点火机构60的纵向延伸方向重合)的纵向延伸方向上彼此间隔,可借助散热肋很有利地冷却点火机构60。
可以从图21中看到,至少其中一个散热肋230、最好是各散热肋230具有贯通口232,这些贯通口例如设计成孔和/或可以是圆形的。可以从图22中很清楚地看到各散热肋和尤其是其间距。
最后,图23以示意性剖视图局部地示出燃烧器42的另一实施方式。燃烧器42在此具有封闭件132,其相对于流出口64、80且因此相对于构件74和相对于构件82可在图12所示的打开位置与图23所示的关闭位置之间运动。在关闭位置,借助封闭件132封闭、即禁流锁闭流出口80,其中,在关闭位置,封闭件132至少部分地安置在流出口80内。在图23所示的实施例中,封闭件132穿过流出口80且突入流出口64中。由于在关闭位置借助封闭件132封闭流出口80并且由于流出口80在空气流动方向上、即在各部分空气的流动方向上布置在流出口64下游,故当封闭件132处于其关闭位置时不会有颗粒和气体从燃烧室58流过流出口80,从而也不会有颗粒和气体从燃烧室58流过流出口64。由此,空气供应路径54和燃油供应路径46都可被保护以免被来自燃烧室58的气体和/或颗粒污染。
根据图12,封闭件132例如可沿平行于各涡旋室62或76的轴向延伸的或与各涡旋室62或76的各轴向重合的部件方向在关闭位置与打开位置之间运动。根据图23,封闭件132可绕延伸经过转动中心的枢轴SA在关闭位置与打开位置之间相对于流出口64、80且因此相对于构件74和构件82枢转。给封闭件132分配有例如电动的和/或气动的和/或液压驱动的执行机构234,借此可以使封闭件232在关闭位置与打开位置之间运动、尤其枢转。对此,执行机构234通过杠杆组件236尤其是铰接接合至封闭件132。例如,执行机构234可以至少平移运动,且因此移动杠杆组件236的杆件238、240,其中,杆件238、240能至少间接或直接铰接接合至封闭件132。由此例如将杆件238和240的平移运动转换为封闭件132的枢转运动,使得封闭件132可以在关闭位置与打开位置之间枢转。
附图标记列表
10 驱动装置
12 内燃机
14 发动机缸体
16 气缸
18 油箱
20 低压泵
22 高压泵
24 进气通路
26 排气通路
28 排气涡轮增压器
30 压缩机
32 涡轮机
34 轴
36a-d 组成部件
38 计量分配机构
40 混合室
42 燃烧器
44 火焰
46 燃料供应路径
48 燃料管线
50 阀件
52 电子计算装置
54 空气供应路径
55 阀件
56 泵
58 燃烧室
60 点火机构/点火装置
62 内涡旋室
64 第一流出口
66 喷入件
68 通道
70 出口
72 燃料射流
74 构件
76 外涡旋室
78 分隔壁
80 第二流出口
82 构件
84 雾化唇
86 内周侧周面
88 阻循环板
90 流通口
92 供应室
94 涡旋发生器
96 涡旋发生器
98 流通口
100 孔板
102 排出口
104 箭头
106 涡旋流动
107 涡旋发生机构
108 流通口
109 壁
110 封闭机构
111 壁
112 封闭件
113 主体
114 开口横截面
115 涡旋发生装置
116 腔室件
117 涡旋发生装置
118 内周侧周面
120 腔室部
122 腔室部
124 间隙
126 虚线
128 出口锥体
130 双箭头
132 封闭件
134 螺纹
136 电极
137 燃料泵
138 活塞
140 阀
142 弹簧
144 球
146 端侧
148 周面
150 虚线
152 小管
154 文丘里喷口
155 头部
156 涡旋缝
158 涡旋体
160 次级过滤器
162 初级过滤器
164 框体
166 框体
168 箭头
170 框体
172 框体
174 框体
176 框体
178 框体
180 箭头
182 框体
184 框体
186 框体
188 框体
190 框体
192 框体
194 箭头
196 框体
198 框体
200 箭头
202 框体
204 预燃室
206 内空气供应室
208 外空气供应室
210 分隔壁
212 溢流口
214 箭头
216 壁
218 供应通道
220 通道口
222 冷却套
224 主体
226 双箭头
228 双箭头
230 散热肋
232 贯通口/通孔
234 执行机构
236 杠杆组件
238 杆件
240 杆件
E1 通入点
E2 通入点
V1 连通点
V2 连通点
T1 部分
T2 部分
T 部分
K 端部边缘
LK1 风道
LK2 风道
K1 环状面
K2 环状面
TB 部分
Di 外径
Da 外径
W 壁部
R 半径
α 角度
l1 长度
d1 内径
d2 内径
L1 纵向区
β 角度
EB 平面
LW 纵向区
TBK 局部区域
LBE 纵向区

Claims (10)

1.一种用于能被机动车的内燃机(12)的排气流过的排气通路(26)的燃烧器(42),该燃烧器具有:
-燃烧室(58),包含空气和液态燃料的混合物能够在该燃烧室内被点燃且因此燃烧,
-能被第一部分空气流过的内涡旋室(62),该内涡旋室具有能造成所述第一部分空气呈涡旋状流动的第一涡旋发生装置(115)和能被流过该内涡旋室(62)的第一部分空气流过的第一流出口(64),所述第一部分空气能经由该第一流出口从该内涡旋室(62)被送出,
-能被液态燃料流过的输入件(66),借助该输入件能将燃料输入内涡旋室(62),该内涡旋室的第一流出口(64)也能被从该输入件(66)送出的燃料流过,
-在内涡旋室(62)的周向上包围内涡旋室(62)的至少一个纵向区且能被第二部分空气流过的外涡旋室(76),该外涡旋室具有能造成所述第二部分空气呈涡旋状流动的第二涡旋发生装置(117)和能被流过该外涡旋室(76)的第二部分空气、流过第一流出口(64)的燃料以及流过内涡旋室(62)和第一流出口(64)的第一部分空气三者流过的第二流出口(80),所述各部分空气和燃料能经由该第二流出口被送入燃烧室(58),
-分隔壁(210),借助所述分隔壁的在流过所述涡旋室(62,76)的各部分空气的流动方向上布置于所述涡旋发生装置(115,117)上游的纵向区(LW),除了至少或正好一个形成在该纵向区(LW)中的溢流口(212)之外,将内空气供应室(206)与外空气供应室(208)分隔,该内空气供应室配属于内涡旋室(62),布置于第一涡旋发生装置(115)的上游,且借助于该内空气供应室能给内涡旋室(62)供应所述第一部分空气;而外空气供应室配属于外涡旋室(76),布置于第二涡旋发生装置(117)的上游,通过溢流口(212)流体连通至或能够流体连通至内空气供应室(206),并在各涡旋室(62,76)的周向上包围内空气供应室(206),借助于该外空气供应室能给外涡旋室供应所述第二部分空气,以及
-能被空气流过且通入外空气供应室(208)的供应通道(218),借助于该供应通道,空气能够被送入外空气供应室(208),所述第一部分空气能从外空气供应室经由溢流口(212)溢流入内空气供应室(206),使得被送入外空气供应室(208)的空气能被分成所述各部分。
2.根据权利要求1所述的燃烧器(42),其特征是,输入件(66)具有至少一个能被燃料流过的出口(70),借助于该出口,燃料能够从输入件(60)被送出并且输入件(66)直接通入内空气供应室(206)。
3.根据权利要求2所述的燃烧器(42),其特征是,设有布置在内空气供应室(206)中、朝向输入件(66)且在内涡旋室(62)的径向上布置在第一涡旋发生装置(115)之间的导流体(113),该导流体朝向输入件(66)呈凸形***且至少部分地布置在第一涡旋发生装置(115)的上游。
4.根据前述权利要求之一所述的燃烧器(42),其特征是,第一流出口(64)在流过该第一流出口(64)的第一部分空气的流动方向上终止于被有目的地加工的端部边缘(K),该端部边缘由雾化唇(84)形成,该雾化唇在流过该第一流出口(64)的第一部分空气的流动方向上朝着该端部边缘(K)缩窄且终止于该端部边缘(K)。
5.根据权利要求4所述的燃烧器(42),其特征是,端部边缘(K)被有目的地机械加工。
6.根据前述权利要求之一所述的燃烧器(42),其特征是,设有在输入件(66)的周向上包围输入件(66)的至少一个纵向区(LBE)的冷却套(222),该冷却套能被冷却流体流过以冷却输入件(66)。
7.根据权利要求6所述的燃烧器(42),其特征是,所述冷却流体是冷却液。
8.根据前述权利要求之一所述的燃烧器(42),其特征是,燃烧器(42)具有点火机构(60),借助于该点火机构,能够点燃燃烧室(58)内的混合物,其中,该点火机构(60)具有至少一个或多个用于冷却该点火机构(60)的散热肋(230),所述散热肋在该点火机构(60)的径向上向外从该点火机构(60)的主体(224)突出且在该主体(224)的纵向延伸方向(228)上彼此间隔开。
9.根据权利要求8所述的燃烧器(42),其特征是,各散热肋(230)具有多个通孔(232)。
10.根据前述权利要求之一所述的燃烧器(42),其特征是,设有至少一个封闭件(132),所述封闭件能够相对于所述流出口(64,80)在至少一个禁流锁闭至少其中一个所述流出口(64,80)的关闭位置与至少一个开放该至少一个流出口(64,80)的打开位置之间运动。
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