DE102005022200A1

DE102005022200A1 - Heizgerät für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102005022200A1
Application number: DE102005022200A
Authority: DE
Inventors: Roland Kost
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, insbesondere für ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug, mit einem Brenner, der über eine Kraftstoffleitung mit einer Hubkolbenpumpe, welche Kraftstoff für den Brenner aus einem Tank oder einer Kraftstoffvorlaufleitung des Verbrennungsmotors fördert, verbunden ist, wobei in der Kraftstoffleitung ein ansteuerbares verschließbares Ventil, vorzugsweise ein Magnetventil, angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Heizgerät, insbesondere für ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug, mit einem Brenner, der über eine Kraftstoffleitung mit einer Kraftstoffpumpe, verbunden ist.

Fahrzeugheizgeräte können als Zuheiz- oder als Standheizgeräte ausgebildet sein. Zuheizgeräte benötigen für ihre Funktion einen laufenden Fahrzeugmotor, während Standheizgeräte für einen vom Motor unabhängigen Betrieb ausgelegt sind, jedoch zusätzlich auch mit einer Zuheiz-Funktion betrieben werden können. Die Standheizung kann beispielsweise durch eine Fernbedienung gestartet werden oder durch eine Zeitschaltuhr, die den Heizbetrieb automatisch zur vom Nutzer voreingestellten Zeit beginnt und für eine ebenfalls frei wählbare Zeit aufrechterhält, gesteuert werden.

Die Zuheiz- und Standheizgeräte werden in der Regel mit einem Brenner betrieben und heizen beispielsweise das für die Fahrzeugheizung benutzte Kühlwasser eines Motors über einen im Heizgerät befindlichen Wärmetauscher auf. Durch starten der Standheizung und/oder bei einer zu geringen Kühlwassertemperatur für die Innenraumbeheizung des Fahrzeuges kann der Brenner eingeschaltet werden, um das Kühlwasser ausreichend zu erwärmen. Dem Brenner wird über ein Verbrennungsluftgebläse Verbrennungsluft zugeführt. Der notwendige Kraftstoff wird über eine Kraftstoffpumpe aus dem Fahrzeugtank gepumpt und über eine Kraftstoffleitung dem Brenner zugeführt. Die Kraftstoffpumpen sind in der Regel als Kolbenpumpen ausgeführt und dichten im Ruhezustand die Kraftstoffleitung ggf. durch zusätzliche Absperrmaßnahmen zum Tank hin ab.

Auch nach dem Ausschalten des Heizgerätes ist die Kraftstoffleitung zwischen der Kraftstoffpumpe und dem Brenner mit Kraftstoff gefüllt. Dieser kann sich durch Erwärmung, beispielsweise durch Erwärmung des Motorraums bei Betrieb des Kraftfahrzeuges oder durch entsprechende Außentemperaturen, aufheizen und es kommt zu einer Volumenerhöhung des Kraftstoffes in der Kraftstoffleitung. Durch den in der Kraftstoffleitung entstehenden Überdruck wird Kraftstoff in die Brennerkammer gedrückt, der bei einem späteren Zünden des Brenners verdampft wird, so dass bei einem Benzin betriebenen Brenner zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen erforderlich sind. Bei mit Diesel betriebenen Brennern führt der in die Brennerkammer gedrückte Kraftstoff zu einer unerwünschten Qualmbildung beim nächsten Start des Heizgerätes. Wird der Kraftstoff in der Kraftstoffleitung nach der Erwärmung anschließend wieder abgekühlt, zieht sich der Kraftstoff zurück und am brennerseitigem Ende der Kraftstoffleitung wird Luft in die Kraftstoffleitung eingesaugt. Beim nächsten Start kann mit der in der Kraftstoffleitung befindlichen Luft nicht sofort ein brennfähiges Gemisch gebildet werden, so dass es zu Betriebsstörungen des Heizgerätes kommen kann.

In der DE 195 26 003 A1 wird ein als Drosselstelle wirkendes Magnetventil in die Kraftstoffleitung eingefügt und bildet einen relativ hohen Strömungswiderstand für den Brennstoff und einen geringen Strömungswiderstand gegen Gas, Dampf oder Luft. Bei der Bildung von Gas, Dampf oder Luft in der Kraftstoffleitung fällt der Druck des Gases durch die Drosselstelle relativ schnell wieder ab, so dass die druckgesteuerte Kraftstoffpumpe eine größere Menge an Kraftstoff fördert und das in der Kraftstoffleitung befindliche Gemisch aus Gas, Luft und Kraftstoffdampf sehr schnell aus der Kraftstoffleitung gedrückt wird. Liegt an der Drosselstelle wieder Kraftstoff an, kehrt die Pumpe in den Normalbetrieb zurück.

Die Lösung der DE 195 26 003 A1 ist zum einen auf Heizgeräte mit eigengesteuerten Druckpumpen begrenzt und kann außerdem das Eindrücken von Kraftstoff in den Brennerraum nicht verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Startqualität sowie die Betriebs- und Funktionssicherheit von brennkraftbetriebenen Heizgeräten von Kraftfahrzeugen zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Heizgerät gemäß Anspruch 1.

Das erfindungsgemäße Heizgerät, insbesondere für ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug, umfasst einen Brenner, der über eine Kraftstoffleitung mit einer Kraftstoffpumpe, welche Kraftstoff für den Brenner aus einem Tank oder einer Kraftstoffvorlaufleitung des Verbrennungsmotors fördert, verbunden ist, wobei in der Kraftstoffleitung ein ansteuerbares verschließbares Ventil, vorzugsweise ein Magnetventil, angeordnet ist. Das verschließbares Ventil ist vorzugsweise so dicht wie möglich am Brenner, insbesondere unmittelbar vor einem Einlassstutzen der Kraftstoffleitung am Brenner angeordnet, damit die Kraftstoffleitung möglichst vollständig zum Brenner abgesperrt werden kann.

Das Ventil ist bei abgestelltem Heizgerät vollständig geschlossen, um ein Entweichen von in der Kraftstoffleitung befindlichen Gasen, Dämpfen und Kraftstoff in den Brenner zu verhindern. Weiterhin verhindert das geschlossene Ventil das Ausgasen von Kraftstoff über die Öffnung der Kraftstoffleitung und verringert somit die entsprechenden Kraftstoffemissionen, die vom Fahrzeug abgegeben werden.

Beim Starten des Heizgerätes wird durch die Kraftstoffpumpe Kraftstoff in die Kraftstoffleitung gefördert und das ansteuerbare Ventil vor dem Brenner geöffnet, um in den Brenner Kraftstoff einzusprühen.

Die Kraftstoffpumpe ist vorzugsweise als Hubkolbenpumpe ausgeführt, über welche die zugeführte Kraftstoffmenge für den Brenner dosiert wird und welche im Ruhezustand an ihrer Einlassseite zum Tank hin abdichtet. Die Kraftstoffpumpe ist dabei in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung an ihrer Auslassseite zur Kraftstoffleitung mit einem Dämpfer, beispielsweise mit einem Radialbalgdämpfer, ausgestattet, um eine Pulsation von Kraftstoff bei geöffneten Ventil zu dämpfen und eine Druckerhöhung in der Kraftstoffleitung bei geschlossenem Ventil zumindest teilweise auszugleichen. Der Dämpfer kann dabei vorzugsweise als Faltenbalg ausgestaltet sein, der gegen die Wirkung einer Feder bei einer Druckerhöhung in seinem Volumen vergrößert wird. Bei nachlassendem Druck entspannt sich die Feder wieder und das Volumen des Faltenbalges wird wieder verringert.

Das erfindungsgemäße Heizgerät ist sowohl als Zuheizgerät bei Betrieb eines Verbrennungsmotors als auch als Standheizgerät unabhängig vom Betrieb eines Verbrennungsmotors einsetzbar. Das Heizgerät umfasst außerdem einen Wärmetauscher mit einem den Brenner umgebenden Raum, der von einem Wärmeträger, beispielsweise der Kühlflüssigkeit des Verbrennungsmotors, umgeben ist, und ein Verbrennungsluftgebläse mit welchem dem Brenner die für die Verbrennung des Kraftstoffs notwendige Luft zugeführt wird.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt dazu:
1 eine schematische Darstellung eines Heizgerätes
Das in 1 schematisch dargestellte Heizgerät 1 ist als Heizgerät für ein mit einem Verbrennungsmotor betriebenes Kraftfahrzeug gestaltet und besteht aus dem Brenner 2 mit der Zuluftleitung 15, der Abgasleitung 16 mit dem Abgasschalldämpfer 17 sowie dem Anschlussstutzen 14 für die Kraftstoffleitung 3, einen den Brenner 2 umgebenden Wärmetauscher 18 mit der Kühlmittelzuleitung 19 und der das erwärmte Kühlmittel abführenden Heizleitung 20, der Hubkolbenpumpe 4 sowie der Kraftstoffleitung 3. Dabei ist das Magnetventil 12 unmittelbar vor dem Anschlussstutzen 14 der Kraftstoffleitung 3 angebracht.
Bei Betrieb des Heizgerätes 1 gibt das Magnetventil 12 die Kraftstoffleitung 3 frei, sodass der von der Hubkolbenpumpe 4 aus einem Tank geförderte Kraftstoff über die Kraftstoffleitung 3 dem Brenner 2 zugeführt werden kann. Mit der Zufuhr des Kraftstoffs zum Brenner 2 wird dem Brenner 2 über die Zuluftleitung 15 die zur Verbrennung des Kraftstoffs notwendige Verbrennungsluft zugeführt. Der Kraftstoff wird beispielsweise über eine Düse in den Verbrennungsraum des Brenners 2 eingesprüht und durch einen Glühstift gezündet. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird über die Abgasleitung 16 mit dem Abgasschalldämpfer 17 an die Umgebung abgegeben. Die im Brenner 2 erzeugte Wärme wird über den heizgeräteseitigen Wärmetauscher 18 an das über die Kühlmittelzuleitung 19 zugeführte Kühlmittel abgeführt. Eine Umwälzpumpe fördert das erwärmte Kühlmittel über die Kühlmittelleitung 20 zum fahrzeugseitigen Wärmetauscher, der die vom Fahrzeuggebläse angesaugte Frischluft erwärmt und somit den Fahrzeuginnenraum aufheizt.
Beim Abstellen des Heizgerätes 1 wird das Magnetventil 12 verschlossen, so dass die Kraftstoffleitung 3 zum Brenner 2 hin abgesperrt wird.
Auch nach dem Abstellen des Heizgerätes 1 ist die Kraftstoffleitung 3 mit Kraftstoff gefüllt. Kommt es zu einer Erwärmung in der Umgebung der Kraftstoffleitung 3, dehnt sich der Kraftstoff aus, kann jedoch nicht mehr in den Brenner gedrückt werden.
Die Hubkolbenpumpe 4, weist an ihrer Auslassseite zur Kraftstoffleitung 3 hin einen Dämpfer auf, sodass bei einer Erwärmung die Druckerhöhung in der Kraftstoffleitung 3 durch den sich ausdehnende Kraftstoff gedämpft wird.
Beim Anschalten des Heizgerätes 1 gibt das Magnetventil 12 die Kraftstoffleitung 3 wieder frei, so dass der durch die Hubkolbenpumpe 4 geförderte Kraftstoff wieder in die Brennerkammer des Brenners 2 eingesprüht werden kann.

1: Heizgerät
2: Brenner
3: Kraftstoffleitung
4: Hubkolbenpumpe
12: Magnetventil
13: Dämpfer
14: Anschlussstutzen
15: Zuluftleitung
16: Abgasleitung
17: Abgasschalldämpfer
18: Wärmetauscher
19: Kühlmittelzuleitung
20: Kühlmittelleitung

Claims

Heizgerät (1), insbesondere für ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug, umfassend einen Brenner (2), der über eine Kraftstoffleitung (3) mit einer mengengesteuerten Kraftstoffpumpe, welche Kraftstoff für den Brenner (2) aus einem Tank oder einer Kraftstoffvorlaufleitung des Verbrennungsmotors fördert, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kraftstoffleitung (3) ein verschließbares Ventil angeordnet ist, welches bei ausgeschaltetem Heizgerät die Kraftstoffleitung (3) verschließt.
Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verschließbare Ventil ein Magnetventil (12) ist.
Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verschließbare Ventil unmittelbar vor einem Anschlussstutzen (14) des Brenners (2) für die Kraftstoffleitung (3) angeordnet ist.
Heizgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kraftstoffpumpe eine Hubkolbenpumpe (4) ist.
Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubkolbenpumpe (4) an ihrer Auslassseite zur Kraftstoffleitung einen Dämpfer (13) aufweist.