DE3939958A1

DE3939958A1 - Verfahren zum betreiben eines brenners

Info

Publication number: DE3939958A1
Application number: DE19893939958
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Goerlich
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1989-12-02
Filing date: 1989-12-02
Publication date: 1991-06-06

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Brenners, insbesondere eines mit Abgas einer Brennkraftma schine betriebenen Brenners zur Regenerierung einer Abgas- Partikelfiltereinrichtung, dem Brennstoff mit einer Druck zerstäuberdüse zugeführt wird.

Aus DE-PS 30 25 283 ist eine Zusatzheizvorrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, die einen Brenner hat, dem Brenn stoff über ein elektrisch gesteuertes Kraftstoffeinspritz ventil zugeführt wird. Dieses Kraftstoffeinspritzventil kann nicht nur die Brennstoffzufuhr absperren und somit als Ersatz für ein sonst üblicherweise vorgesehenes Magnet ventil dienen, sondern es gestattet auch eine genaue Dosierung der Brennstoffzufuhr. Bei vorgegebenem Druck, vorgegebener Taktfrequenz und vorbestimmter Öffnungsintervalldauer liefert das Kraftstoffeinspritzventil eine genau vorbestimmbare Brenn stoffmenge, so daß weitere Dosiereinrichtungen für den Brenn stoff entfallen können. Bei einer solchen Zusatzheizvorrich tung für Kraftfahrzeuge wird eine dosier- und regelbare, aber gleichmäßige Brennstoffmenge dem Brenner im Brennbetrieb der Heizvorrichtung zugeleitet.

Es ist bekannt, zur Regenerierung einer Abgas-Partikelfilter einrichtung einen mit vorzugsweise flüssigem Brennstoff in dem Abgas einer Brennkraftmaschine betreibbaren Brenner zu ver wenden, dessen bei der Verbrennung erzeugten heißen Verbren nungsgase der Abgas-Partikelfiltereinrichtung zugeleitet wer den, um die Regenerierung derselben vorzunehmen. Derartige Abgas-Partikelfiltereinrichtungen sind vorzugsweise für Die sel-Brennkraftmaschinen bestimmt.

Zur Regenerierung einer Abgas-Partikelfiltereinrichtung muß der Filter zwar auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wer den, jedoch darf diese ohne eine Beeinträchtigung der Lebens dauer des Partikelfilters nicht überschritten werden. In Ab hängigkeit von den Temperaturverhältnissen ist es daher er wünscht, die vom Brenner erzeugte Leistung regeln zu können. Ferner ändert sich auch der Sauerstoffgehalt der von der Brenn kraftmaschine kommenden Abgase in Abhängigkeit von den Be triebsbedingungen der Brennkraftmaschine. Wenn wenig Sauer stoff vorhanden ist, ist eine bestmögliche Brennstoffzerstäu bung und -vermischung mit dem Abgas erforderlich.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten, ein Verfahren zum Be treiben eines Brenners, insbesondere eines sogenannten Abgas brenners, für die Regenerierung einer Abgas-Partikelfilterein richtung bereitzustellen, das einen zuverlässigen Brennbe trieb für die Erzeugung der zur Regenerierung erforderlichen Verbrennungsgase mit entsprechender Temperatur auf eine mög lichst einfache Weise gestattet.

Nach der Erfindung zeichnet sich hierzu ein Verfahren zum Be treiben eines Brenners, insbesondere eines mit Abgas einer Brennkraftmaschine betriebenen Brenners zur Regenerierung einer Abgas-Partikelfiltereinrichtung, dem Brennstoff mit ei ner Druckzerstäuberdüse zugeführt wird, dadurch aus, daß zur optimalen Zerstäubung und kontinuierlichen Leistungsregelung des Brenners der Brennstoff unter sehr hohem Druck pulsierend in den Brenner eingespeist wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist die Leistung des Brenners kontinuierlich dadurch regelbar, daß die Brennstoffmenge bei der pulsierenden Einspeisung unter sehr hohem Druck unter ent sprechender Veränderung der Frequenz und Öffnungszeit einer hierfür vorgesehenen Düse regelbar ist. Die Leistungsregelung des Brenners erfolgt somit über eine Mengenregelung des ein gespeisten Brennstoffs. Zugleich wird Brennstoff durch die Ein speisung unter sehr hohem Druck gut und gleichmäßig zerstäubt, und es wird eine gute Vermischung mit dem Abgas erzielt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung läßt sich dieses Verfahren zum Betreiben eines Brenners dahin gehend in vereinfachter Weise gestalten, daß die pulsierende Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck in Verbin dung mit einer zur Brennstoffversorgung der Brennkraftmaschi ne dienenden Einspritzpumpe vorgenommen wird. Bei dieser Ver fahrensführung wird die Brennstoffversorgung des Brenners mit der Brennstoffversorgung der Brennkraftmaschine kombiniert, so daß man zumindestens Teile der zur Brennstoffversorgung der Brennkraftmaschine erforderlichen Einrichtungen für die Versorgung des Brenners mitnutzen kann. Allerdings erfolgt die Mengenregelung des Brennstoffs zum Betreiben des Brenners auf andere Weise als bei der Brennkraftmaschine.

Bei einer solchen Kombination der Brennstoffversorgung des Brenners mit der Brennstoffversorgung der Brennkraftmaschine kann bei einer Reiheneinspritzpumpe der Brennstoffversorgungs einrichtung der Brennkraftmaschine ein weiteres Pumpenteil, vorzugsweise ein weiterer Pumpenkolben vorgesehen sein, der die pulsierende Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck in den Brenner bewirkt.

Bei einer anderen Ausführungsform einer Brennstoffversorgungs einrichtung einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Die sel-Brennkraftmaschine, sind ein zentraler Hochdruckspeicher und elektrisch angesteuerte Einspritzventile vorgesehen. In diesem Fall wird der Brenner gemäß dem erfindungsgemäßen Ver fahren über den Hochdruckspeicher und mittels einer Einspritz düse versorgt, die den Brennstoff unter sehr hohem Druck und pulsierend in den Brenner einspeist. Auch bei dieser Auslegung werden ohnedies für die Kraftstoffversorgung der Brennkraft maschine erforderliche Einrichtungen auch für die Einspeisung des Brennstoffs in den Brenner mitgenutzt.

Um eine Verkokung zu vermeiden, wird vorzugsweise beim Ver fahren zum Betreiben des Brenners der vorstehend genannten Art die Düse wirksam und effektiv gekühlt, die zur Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck dient.

Alternativ oder zusätzlich sollte der Brenner derart betrie ben werden, daß die zur Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck dienende Düse nach dem Brennbetrieb beispiels weise mit Luft von Brennstoff freigeblasen wird. Die Düse wird also beim erfindungsgemäßen Verfahren jeweils nach dem Brennbetrieb mit Luft gespült.

Bei allen den vorangenannten Verfahrensvarianten zum Betrei ben eines Brenners, insbesondere eines sogenannten Abgas brenners zur Regeneration einer Abgas-Partikelfiltereinrich tung, wird die Leistung des Brenners kontinuierlich durch das entsprechende Zumessen und Dosieren des dem Brenner zuge führten Brennstoffs geregelt. Hierdurch läßt sich die Be triebsweise des Brenners an die jeweiligen Verhältnisse im Abgastrakt einer Brennkraftmaschine so anpassen, daß man zu verlässig Verbrennungsgase mit gewünschter Temperatur am Bren neraustritt erhält, die zur Einleitung der Regenerierung des Partikelfilters genutzt werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Aus führungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im Hinblick auf eine konkrete Ausgestaltungsform näher er läutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische An sicht einer Auslegungsform einer Vorrichtung, mittels der das Verfahren zum Betreiben eines Brenners beispielsweise durch führbar ist.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist schematisch eine Brennkraftmaschine, vorzugsweise eine Diesel-Brennkraftmaschi ne, insgesamt mit 1 bezeichnet. Zur Versorgung dieser Brenn kraftmaschine 1 mit Brennstoff ist eine insgesamt mit 2 be zeichnete Einspritzanlage vorgesehen, die beispielsweise als Reiheneinspritzanlage o. dgl. ausgelegt sein kann. Wenn die Einspritzanlage 2 beispielsweise als Reiheneinspritzanlage ausgelegt ist, so umfaßt die Einspritzanlage 2 ein weite res Pumpenteil 3, das einen Brenner 4 mit Brennstoff für den Brennbetrieb versorgt. Dieser Brenner 4 ist ein mit Abgas von der Brennkraftmaschine gespeister Brenner und dient zur Er zeugung von heißen Verbrennungsgasen, die am Brenneraustritt austreten und zu einer nicht näher dargestellten Partikelfil tereinrichtung zur Einleitung der Regeneration derselben ge leitet werden. In eine Brennkammer 6 des Brenners 4 ragt eine Düse 5, die unter Steuerung durch das weitere Pumpenteil 3 der Einspritzanlage 2 zur optimalen Zerstäubung und konti nuierlichen Leistungsregelung des Brenners 2 Brennstoff unter sehr hohem Druck pulsierend einspritzt. In der Brennkammer 6 wird unter Vermischung mit den Abgasen der Brennkraftmaschine bei optimaler Zerstäubung des über die Düse 5 eingespritzten Brennstoffs ein brennbares Gemisch aufbereitet, das mit Hilfe einer Zündeinrichtung 7 zur Aufnahme des Brennbetriebs des Brenners 4 gezündet wird. Die bei der Verbrennung dieses Ge misches in der Brennkammer 6 erzeugten heißen Verbrennungsgase werden entsprechend dem Pfeil dann zu der Partikelfilterein richtung geleitet.

Selbstverständlich handelt es sich bei der in der einzigen Fi gur dargestellten Ausführungsform um ein Schemaprinzip, und der Fachmann kann weitere Modifikationen und Änderungen vor nehmen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So können beispielsweise auch andere an sich zur Brennstoffversorgung insbesondere einer Diesel-Brennkraftmaschine dienende Einspritz anlagen in entsprechender Weise angepaßt, umgerüstet und er gänzt werden, um den Brennstoff in den Brenner 4 unter sehr hohem Druck pulsierend einspeisen zu können.

Bezugszeichenliste

1 Brennkraftmaschine insgesamt
2 Einspritzanlage insgesamt
3 weiteres Pumpenteil
4 Brenner
5 Düse
6 Brennkammer
7 Zündeinrichtung

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Brenners, insbesondere eines mit Abgas einer Brennkraftmaschine betriebenen Bren ners zur Regenerierung einer Abgas-Partikelfiltereinrichtung, dem Brennstoff mit einer Druckzerstäuberdüse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur optimalen Zer stäubung und kontinuierlichen Leistungsregelung des Brenners der Brennstoff unter sehr hohem Druck pulsierend in den Bren ner eingespeist wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulsierende Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck in Verbindung mit einer zur Brennstoffversorgung der Brennkraftmaschine dienenden Einspritzpumpe vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Reiheneinspritzpumpe zur Brennstoffversorgung der Brennkraftmaschine ein weiteres Pumpenteil für die pulsieren de Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck vorge sehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Pumpenteil ein Pumpenkolben ist.

5. Verfahren zum Betreiben eines Brenners nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Brennstoffversorgungs einrichtung der Brennkraftmaschine mit einem zentralen Hoch druckspeicher und elektrisch angesteuerten Einspritzventilen die Brennstoffversorgung des Brenners mit dem Hochdruckspei cher verbunden und der Brennstoff in den Brenner mittels ei ner Einspritzdüse eingespeist wird.

6. Verfahren zum Betreiben eines Brenners nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ver meidung von Verkokungen die zur Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck dienende Düse gekühlt wird.

7. Verfahren zum Betreiben eines Brenners nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Einspeisung des Brennstoffs unter sehr hohem Druck dienende Düse nach dem Brennbetrieb mit Luft zum Freiblasen von Brenn stoff gespült wird.