DE3939958A1 - Burner e.g. for vehicle diesel IC engine exhaust filter regulation - injects unburnt raw fuel into combustion chamber filled with exhaust gases using compressed air generated in injector - Google Patents

Abstract

The burner (4) supplied with exhaust gas from the engine (1) has a combustion chamber (6) into which unburnt fuel is delivered at very high pressur ein short bursts form the piston (3) of the injector (2). Optimal atomisation at the nozzle (5), which is cooled to prevent carbon deposit formation, produces a combustible mixt. for ignition (7) with continuous pwoer regulation. A central hiogh-pressure reservoir is used with electrically operated injection valves. USE/ADVANTAGE - For e.g. diesel engine. Reliable production of regenerative combustion gas at corresp. temp. is achieved in simple manner.

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.The invention relates to a method for operating a Burner, especially one with exhaust gas from an internal combustion engine machine operated burner for regeneration of an exhaust gas Particulate filter device, the fuel with a pressure atomizer nozzle is supplied.

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.From DE-PS 30 25 283 is an additional heater for Motor vehicles known that has a burner, the Brenn fabric via an electrically controlled fuel injection valve is supplied. This fuel injector can not only shut off the fuel supply and thus as a replacement for a magnet that is usually provided  serve valve, but it also allows accurate dosing the fuel supply. For a given pressure, more given Clock frequency and predetermined opening interval duration provides the fuel injector has a precisely predeterminable combustion amount of substance, so that further metering devices for the Brenn fabric can be omitted. With such an additional heating device tion for motor vehicles is a metered and controllable, however uniform amount of fuel to the burner in the burning mode Heater supplied.

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.It is known to regenerate an exhaust gas particulate filter device one with preferably liquid fuel in ver the exhaust gas of an internal combustion engine operable burner turn, the hot burning generated during combustion Gases of the exhaust gas particle filter device supplied to regenerate them. Such Exhaust particulate filter devices are preferred for die sel internal combustion engines determined.

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.To regenerate an exhaust gas particle filter device must the filter is heated to a predetermined temperature den, however, this may be without affecting life duration of the particle filter must not be exceeded. In Ab it is therefore dependent on the temperature conditions wishes to be able to control the power generated by the burner. The oxygen content of the Brenn also changes engine exhaust gases depending on the loading driving conditions of the internal combustion engine. If little sour is present is the best possible fuel atomization Practice and mixing with the exhaust gas required.

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.The invention therefore aims to overcome the previously described difficulties, a method for loading drive a burner, especially a so-called exhaust gas burner, for the regeneration of an exhaust gas particle filter  direction to provide a reliable Brennbe drive for the generation of the necessary for regeneration Combustion gases with the appropriate temperature to a possible allowed as simple as possible.

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.According to the invention there is a method for loading drive a burner, especially one with exhaust gas Internal combustion engine operated burner for regeneration an exhaust gas particle filter device, the fuel with egg ner pressure atomizer nozzle is supplied, characterized in that for optimal atomization and continuous power control the burner the fuel pulsates under very high pressure is fed into the burner.

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.In the method according to the invention, the performance of the burner continuously adjustable in that the amount of fuel at the pulsating feed under very high pressure under ent speaking change in frequency and opening time of a provided nozzle is adjustable. The power regulation the burner is thus controlled by a quantity control of the fed fuel. At the same time, fuel becomes the one feed atomized well and evenly under very high pressure, and good mixing with the exhaust gas is achieved.

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.According to a preferred embodiment according to the invention this method of operating a burner can be eliminated going to design in a simplified manner that the pulsating Feeding of the fuel under very high pressure in connection with a fuel supply to the internal combustion engine ne serving injection pump is made. With this ver the fuel supply to the burner is included the fuel supply to the internal combustion engine combined, so that at least parts of the fuel supply the internal combustion engine equipment required for  Supply of the burner can be shared. However, it does the quantity control of the fuel for operating the burner in a different way than in the internal combustion engine.

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.With such a combination of fuel supply Brenner with the fuel supply of the internal combustion engine can with a series injection pump the fuel supply setting up the internal combustion engine another pump part, preferably another pump piston can be provided, the the pulsating feeding of the fuel under very high Pressure in the burner.

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.In another embodiment of a fuel supply establishment of an internal combustion engine, in particular a die sel internal combustion engine, are a central high-pressure accumulator and electrically controlled injection valves are provided. In In this case, the burner according to the invention drive over the high pressure accumulator and by means of an injection nozzle that supplies the fuel under very high pressure and feeds pulsating into the burner. Even with this interpretation are anyway for fueling the internal combustion engine equipment required for the feed of the fuel used in the burner.

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.To avoid coking, Ver drive to operate the burner of the type mentioned above the nozzle is effectively and effectively cooled to feed of the fuel under very high pressure.

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. Alternatively or additionally, the burner should be operated in this way ben that the to feed the fuel under very high pressure nozzle after firing operation for example is blown free of fuel with air. The nozzle is therefore in each case according to the inventive method Burning operation flushed with air.  

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.In all of the above-mentioned procedural variants for the review ben a burner, especially a so-called exhaust gas burner for regeneration of an exhaust gas particle filter device tion, the performance of the burner is continuously measured the appropriate metering and dosing of the burner led fuel regulated. This allows the Be drive of the burner to the respective conditions in Adjust the exhaust tract of an internal combustion engine so that one too reliable combustion gases with the desired temperature at the burner receives exit that initiates the regeneration of the Particle filter can be used.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Aus­ führungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im Hinblick auf eine konkrete Ausgestaltungsform näher er­ läutert.The invention is based on a preferred Aus management form with reference to the accompanying drawing with a view to a specific embodiment purifies.

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.The only figure in the drawing shows a schematic view of a design form of a device by means of which Method for operating a burner, for example is feasible.

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.In the single figure of the drawing, an internal combustion engine, preferably a diesel internal combustion engine, is denoted schematically as a whole by 1. To supply this internal combustion engine 1 with fuel, a total of 2 be marked injection system is provided, which can be designed, for example, as a series injection system or the like. If the injection system 2 is designed, for example, as a series injection system, the injection system 2 comprises a wide res pump part 3 , which supplies a burner 4 with fuel for the combustion operation. This burner 4 is a burner fed with exhaust gas from the internal combustion engine and is used to generate He hot combustion gases that emerge at the burner outlet and to a not shown Partikelfil tereinrichtung to initiate the regeneration of the same ge. In a combustion chamber 6 of the burner 4 protrudes a nozzle 5 , which under the control of the further pump part 3 of the injection system 2 for optimal atomization and continuous power control of the burner 2 injects fuel pulsating under very high pressure. A combustible mixture is prepared in the combustion chamber 6 by mixing it with the exhaust gases of the internal combustion engine with optimal atomization of the fuel injected via the nozzle 5 , which mixture is ignited with the aid of an ignition device 7 for starting the burner 4 to start burning. The hot combustion gases generated in the combustion of this mixture in the combustion chamber 6 are then directed according to the arrow to the particle filter device.

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.Of course, the embodiment shown in the single figure is a schematic principle, and the person skilled in the art can make further modifications and changes without departing from the inventive concept. For example, other fuel injection systems, in particular those used to supply a diesel internal combustion engine, can be adapted in a corresponding manner, converted and added so that the fuel can be pulsed into the burner 4 under very high pressure.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Brennkraftmaschine insgesamt
2 Einspritzanlage insgesamt
3 weiteres Pumpenteil
4 Brenner
5 Düse
6 Brennkammer
7 Zündeinrichtung 1 internal combustion engine in total
2 injection system in total
3 further pump part
4 burners
5 nozzle
6 combustion chamber
7 ignition device

Claims (7)

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.1. A method of operating a burner, in particular a burner operated with exhaust gas from an internal combustion engine for regenerating an exhaust gas particle filter device, the fuel is supplied with a pressure atomizing nozzle, characterized in that for optimal atomization and continuous output control of the burner, the fuel is at a very high level Pressure is pulsed into the burner. 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.2. The method according to claim 1, characterized in that the pulsating feeding of the fuel under very high Pressure in connection with a to supply the fuel Internal combustion engine serving injection pump is made. 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.3. The method according to claim 2, characterized in that in a series injection pump for the fuel supply of the Internal combustion engine another pump part for the pulsate de Feeding the fuel under very high pressure will see. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Pumpenteil ein Pumpenkolben ist.4. The method according to claim 3, characterized in that the further pump part is a pump piston. 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.5. A method of operating a burner according to claim 2, characterized in that in a fuel supply Setup of the internal combustion engine with a central high pressure accumulator and electrically controlled injection valves  the fuel supply to the burner with high-pressure gas cher connected and the fuel in the burner by means of egg ner injector is fed. 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.6. Method for operating a burner according to one of the preceding claims, characterized in that for ver Avoiding coking to feed the fuel is cooled under a very high pressure nozzle. 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.7. Method for operating a burner according to one of the preceding claims, characterized in that the for Feeding the fuel under very high pressure Nozzle after the burning operation with air to blow out the burning fabric is rinsed.