DE4215134A1 - Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit einem Abgas-Brenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine mit einem in der Brennkraftma­ schinen-Abgasanlage vorgesehenen, brennstoffbetriebenen Brenner, wobei ausgehend von einem Brennstoffbehälter eine eine Pumpe aufweisende Vorlaufleitung zu einem Druckregler führt, von dem aus die Brennkraftmaschine versorgt wird und von dem eine Rücklaufleitung abzweigt, und wobei die Brenner-Brennstoffleitung von der Vorlaufleitung stromauf des Druckreglers abzweigt.

Eine Brennkraftmaschine mit einem brennstoffbetriebenen Brenner in der Abgasanlage ist beispielsweise in der DE-AS 12 99 005 gezeigt. Derartige Brenner werden auch dazu genutzt, eine stromab des Brenners in der Abgasanlage vorgesehene katalytische Abgasreinigungsvorrichtung nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine schneller auf ihre Betriebstemperatur zu bringen. Dabei wird der Brenner selbst mit Brennstoff versorgt, wobei die Brenner-Brenn­ stoffleitung von der die Brennstoffversorgung der Brenn­ kraftmaschine übernehmenden Vorlaufleitung abzweigt.

Üblicherweise benötigt das Brennstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine selbst einen konstanten Brenn­ stoffdruck. Dieser wird durch einen Druckregler erzeugt, der in der Vorlaufleitung stromauf der Brennkraftmaschine angeordnet ist. In diesem Druckregler wird ein derartig bemessener Brennstoff-Teilstrom in eine in den Brenn­ stoffbehälter führende Rücklaufleitung abgezweigt, so daß sich in dem vom Druckregler zur Brennkraftmaschine füh­ renden Leitungszweig stets ein konstanter Brennstoffdruck von beispielsweise 3 bar einstellt. Hingegen vermag die in der Vorlaufleitung vorgesehene Förderpumpe die konti­ nuierlich geförderte Brennstoffmenge auf einen Druck von beispielsweise 5 bar zu verdichten.

Es hat sich gezeigt, daß der in der Vorlaufleitung strom­ auf des Druckreglers vorliegende Brennstoffdruck für einen einwandfreien Betrieb des Brenners, der wie ge­ schildert ebenfalls von dieser Vorlaufleitung aus ver­ sorgt wird, nicht ausreicht. Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer der Brennstoffdruck in der Vorlaufleitung bei Bedarf, d. h. bei Betrieb des Brenners auf wirtschaftli­ che und einfache Weise erhöht werden kann, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß in der Vor­ laufleitung stromab der Abzweigung der Brenner-Brenn­ stoffleitung sowie stromauf des Druckreglers ein verän­ derbares Drosselelement vorgesehen ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Es wurde erkannt, daß bei einer erfindungsgemäß gestalte­ ten Brennkraftmaschine der Brenner nur dann betrieben wird, wenn der Brennstoffbedarf der Brennkraftmaschine relativ gering ist, d. h. der Brenner wird nur in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine betrieben, während derer eine maximale Leistungsabgabe der Brennkraftma­ schine üblicherweise nicht nachgefragt wird. Daher ist es möglich, in der Vorlaufleitung stromab der Abzweigung der Brenner-Brennstoffleitung eine Drossel vorzusehen und hiermit die überflüssigerweise geförderte, da durch den Druckregler wieder in die Rücklaufleitung abgezweigte Brennstoffmenge zu verringern. Da dann aber eine gerin­ gere Brennstoffmenge umgewälzt wird, kann die Förderpumpe stromauf des in der Vorlaufleitung erfindungsgemäß vorge­ sehenen Drosselelementes wie gewünscht einen vergrößerten Brennstoffdruck (beispielsweise größer 5 bar) erzeugen. Selbstverständlich muß es dabei möglich sein, bei be­ triebswarmer Brennkraftmaschine, d. h. wenn der Brenner nicht weiter betrieben wird, die Drosselwirkung aufzuhe­ ben, um der Brennkraftmaschine die bei maximaler Lei­ stungsabgabe benötigte Brennstoffmenge vollständig zur Verfügung stellen zu können. Daher ist das erfindungsge­ mäß vorgesehene Drosselelement veränderbar.

Es ist möglich, ein Drosselelement vorzusehen, dessen Drosselquerschnitt einstellbar ist. Demgegenüber wesent­ lich einfacher ist es jedoch, ein Drosselelement mit ei­ nem konstanten Drosselquerschnitt vorzusehen und dieses nur bei Bedarf, d. h. bei Betrieb des Brenners in die Vorlaufleitung einzuschalten bzw. die Vorlaufleitung so zu schalten, daß sie über dieses Drosselelement verläuft. Dieses Umschalten kann mittels handelsüblicher Schaltven­ tile, so beispielsweise mittels eines 3/2-Wege-Ventiles erfolgen, wobei dann vorteilhafterweise mit einem Zu­ schalten des Drosselelementes gleichzeitig die Brenner-Brenn­ stoffleitung freigegeben und mit einem Abschalten des Drosselelementes die Brenner-Brennstoffleitung unter­ brochen werden kann. Ferner kann es sich empfehlen, die Brenner-Brennstoffleitung über ein Überdruckventil bzw. ein Druckbegrenzungsventil mit einer Entlastungsleitung, so beispielsweise der Rücklaufleitung oder auch wiederum der Vorlaufleitung, zu verbinden, um einen übermäßigen Druckanstieg in dieser Brenner-Brennstoffleitung zu ver­ hindern. Hervorgerufen werden könnte ein derartiger über­ mäßiger Druckanstieg beispielsweise durch Aufheizung im Brennstoffversorgungssystem des Brenners, insbesondere dann, wenn die Brenner-Brennstoffleitung bei Stillsetzen des Brenners nicht unterbrochen wird.

In drei Prinzipskizzen sind bevorzugte Ausführungsbei­ spiele der Erfindung dargestellt. Gezeigt sind dabei nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Ele­ mente.

Mit der Bezugsziffer 1 ist eine Brennstoff-Pumpe bezeich­ net, die aus einem nicht gezeigten Brennstoffbehälter Brennstoff zu einer Brennkraftmaschine 2 und/oder zu einem Brenner 3 fördert. Dieser Brenner 3 dient dazu, die Abgase der Brennkraftmaschine 2 nachzuverbrennen sowie eine nicht gezeigte katalytische Abgasreinigungsvorrich­ tung der Brennkraftmaschine 2 schneller auf ihre Be­ triebstemperatur zu bringen. Hierzu wird der Brenner 3 mit eigener Brennluft sowie eigenem Brennstoff versorgt und ist daher an das Brennstoffversorgungssystem der Brennkraftmaschine 2 angeschlossen.

Ein wesentliches Element des Brennstoffversorgungssyste­ mes der Brennkraftmaschine 2 ist ein Druckregler 4, der in der von der Pumpe 1 ausgehenden Vorlaufleitung 5 ange­ ordnet ist und derart einen konstanten Brennstoffdruck vor der Brennkraftmaschine einstellt, daß überschüssiger Brennstoff über eine vom Druckregler 4 ausgehende Rück­ laufleitung 6 zum Brennstoffbehälter zurückgefördert wird.

Stromauf des Druckreglers 4 zweigt von der Vorlaufleitung 5 eine Brenner-Brennstoffleitung 7 ab. Obwohl stromauf des Druckreglers 4 ein höherer Brennstoffdruck vorliegt als stromab desselben, so ist bei Verwendung einer üblich dimensionierten Pumpe 1 dennoch kein ausreichend hoher Brennstoffdruck für einen optimalen Betrieb des Brenners 3 erzielbar. Würde hingegen die von der Pumpe 1 insbeson­ dere über die Rücklaufleitung 6 umgewälzte Kraftstoff­ menge reduziert, so könnte die Pumpe 1 einen für einen einwandfreien Brennerbetrieb ausreichenden Brennstoff­ druck bereitstellen. Daher ist in der Vorlaufleitung 5 stromab der Abzweigung der Brennstoffleitung 7 sowie stromauf des Druckreglers 4 ein zuschaltbares bzw. ab­ schaltbares Drosselelement 8 vorgesehen.

Dieses Drosselelement 8 ist in den gezeigten Ausführungs­ beispielen in ein Schaltventil 9 integriert. Dabei ist in den Fig. 1 bis 3 das Schaltventil 9 in einer Position ge­ zeigt, in der das Drosselelement 8 aus der Vorlaufleitung 5 entfernt ist, d. h. die Vorlaufleitung 5 ist in diesem Falle durchgeschaltet. Wird jedoch das Schaltventil 9 durch geeignete Betätigung in den anderen Schaltzustand gebracht, so ist das Drosselelement 8 in die Vorlauflei­ tung 5 eingeschaltet.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 stellt das Schalt­ ventil ein einfaches 2/2-Wege-Ventil dar, die Abzweigung der Brenner-Brennstoffleitung 7 liegt somit stromauf des Schaltventiles 9. Mit Betätigen des Schaltventiles 9 wird somit das Drosselelement 8 entweder in die Vorlaufleitung eingeschaltet oder aus dieser entfernt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stellt das Schalt­ ventil ein 3/2-Wegeventil dar. Hier ist die Abzweigung der Brenner-Brennstoffleitung 7 wie ersichtlich in das Schaltventil 9 integriert. Im gezeigten Schaltzustand ist somit die Vorlaufleitung 5 drosselfrei durchgeschaltet, während die Brenner-Brennstoffleitung 7 unterbrochen ist. Wird das Schaltventil 9 betätigt, so wird das Drosselele­ ment 8 in die Vorlaufleitung 5 eingeschaltet und gleich­ zeitig die Brenner-Brennstoffleitung an die Vorlauflei­ tung stromauf des Drosselelementes 8 angeschlossen.

Eine in der Wirkung gleichartige Ausbildung zeigt die Darstellung nach Fig. 3, wobei jedoch ein 4/2-Wege-Ventil zum Einsatz kommt. Die Abzweigung der Brennstoffleitung 7 befindet sich dabei stromauf dieses Schaltventiles 9, aufgrund der Gestaltung des Schaltventiles ist jedoch ebenfalls möglich, die Brenner-Brennstoffleitung bei Zu­ schalten des Drosselelementes 8 in die Vorlaufleitung 5 freizugeben bzw. bei Entfernen des Drosselelementes 8 aus der Vorlaufleitung 5 die Brenner-Brennstoffleitung 7 zu unterbrechen.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1, 3 ist die Brenner-Brennstoffleitung 7 über ein Druckbegrenzungsven­ til 10 mit der Vorlaufleitung 5 stromab des Drosselele­ mentes 8 verbunden, um zu verhindern, daß sich in der Brenner-Brennstoffleitung 7 ein unzulässig hoher Brenn­ stoffdruck einstellt. Dies sowie weitere Details können jedoch durchaus abweichend gestaltet sein, ohne den In­ halt der Patentansprüche zu verlassen. Insgesamt zeichnet sich das beschriebene Brennstoffversorgungssystem durch größte Einfachheit aus und kann bei geringem Platzbedarf und kostengünstigem Aufbau sicher den für einen optimalen Betrieb des brennstoffbetriebenen Brenners 3 erforderli­ chen Brennstoffdruck bereitstellen.

Claims (4)

1. Brennstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine (2) mit einem in der Brennkraftmaschinen-Abgasanlage vorgesehenen, brennstoffbetriebenen Brenner (3), wo­ bei ausgehend von einem Brennstoffbehälter eine eine Pumpe (1) aufweisende Vorlaufleitung (5) zu einem Druckregler (4) führt, von dem aus die Brennkraftma­ schine (2) versorgt wird und von dem eine Rücklauf­ leitung (6) abzweigt, und wobei die Brenner- Brennstoffleitung (7) von der Vorlaufleitung (5) stromauf des Druckreglers (4) abzweigt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Vorlaufleitung (5) stromab der Abzweigung der Brenner-Brennstoff­ leitung (7) sowie stromauf des Druckreglers (4) ein veränderbares Drosselelement (8) vorgesehen ist.

2. Brennstoffversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einen konstanten Drosselquerschnitt aufweisende Drosselelement (8) über ein Schaltventil (9) in die Vorlaufleitung (5) einschaltbar ist.

3. Brennstoffversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (9) mit einem Abschalten des Drosselelementes (8) gleichzei­ tig die Brenner-Brennstoffleitung (7) unterbricht.

4. Brennstoffversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenner-Brennstoff­ leitung (7) über ein Druckbegrenzungsventil mit der Vorlaufleitung (5) stromab des Drosselelementes (8) oder mit der Rücklaufleitung (6) verbunden ist.