DE102010037293A1 - Method for operating exhaust gas burner at output of combustion chamber of internal combustion engine, particularly diesel engine, pressurizing combustion chamber of burner by generating exhaust gas pressure in exhaust section - Google Patents

Method for operating exhaust gas burner at output of combustion chamber of internal combustion engine, particularly diesel engine, pressurizing combustion chamber of burner by generating exhaust gas pressure in exhaust section Download PDF

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Abstract

The method involves generating a fuel-air mixture in a combustion chamber with specific mixture ratio over a cross section of inhomogeneous distribution of areas. A burner (11) is operated with an operation of a combustion engine (2) for conducting thermal energy into an exhaust section (4). The exhaust gas pressure, generated in the exhaust section by the operation of the combustion engine, pressurizes the combustion chamber of the burner. An independent claim is also included for an emission control system for an internal combustion engine, particularly for a diesel engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines mit dem Ausgang seiner Brennkammer an den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang angeschlossenen Brenners. Ferner betrifft die Erfindung Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor, mit einem Abgasstrang, mit zumindest einem in den Abgasstrang eingeschalteten Abgasreinigungsaggregat und mit einem Brenner zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang zum Auslösen und/oder Unterstützen eines Abgasreinigungsprozesses, dessen Brennkammerausgang in Strömungsrichtung des Abgases dem Abgasreinigungsaggregat vorgeschaltet in den Abgasstrang mündet.The invention relates to a method for operating a with the output of its combustion chamber to the exhaust system of an internal combustion engine, in particular a diesel engine for supplying thermal energy in the exhaust system connected burner. Furthermore, the invention relates to exhaust gas purification system for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, with an exhaust system, with at least one switched on in the exhaust gas emission control unit and a burner for supplying thermal energy into the exhaust line for triggering and / or supporting an exhaust gas purification process, the combustion chamber exit in the flow direction the exhaust gas upstream of the exhaust gas purification unit opens into the exhaust system.

Zum Reinigen der von einer Brennkraftmaschine, etwa eines Dieselmotors ausgestoßenen Abgase ist es mitunter erforderlich, dass das Abgas bzw. das Abgasreinigungsaggregat eine bestimmte Mindesttemperatur aufweisen muss. Um eine solche Abgasnachbehandlungsvorgang auch dann durchführen zu können, wenn das Abgas und damit das Abgasreinigungsaggregat noch nicht die Mindesttemperatur aufweist, wird mitunter das Abgas durch zusätzliche Maßnahmen, etwa durch Einschaltung eines Abgasbrenners erwärmt.For cleaning the exhaust gases emitted by an internal combustion engine, such as a diesel engine, it may be necessary for the exhaust gas or the exhaust gas purification unit to have a certain minimum temperature. In order to perform such an exhaust aftertreatment process even when the exhaust gas and thus the exhaust gas purification unit does not yet have the minimum temperature, the exhaust gas is sometimes heated by additional measures, such as by switching on an exhaust gas burner.

Dieselbrennkraftmaschinen sind zum Reduzieren von schädlichen Emissionen mit Abgasreinigungsanlagen ausgerüstet. Das von einer solchen Dieselbrennkraftmaschine ausgestoßene Abgas wird zu diesem Zweck durch eine solche Abgasreinigungsanlage geleitet. Die Abgasreinigungsanlage umfasst einen Abgasstrang, in dem ein oder mehrere Abgasreinigungsaggregate eingeschaltet sind. Zum Entfernen von im Abgas mitgeführtem Ruß kann in den Abgasstrang ein Partikelfilter eingeschaltet sein. Auf der anströmseitigen Oberfläche des Partikelfilters akkumuliert der im Abgas mitgeführte Ruß. Damit im Zuge der sukzessiven Rußakkumulation der Abgasgegendruck nicht zu weit ansteigt und der Filter verstopft, wird bei ausreichender Rußbeladung des Filters eine Rußoxidation (Rußabbrand) herbeigeführt. Nach Abschluss einer solchen Rußoxidation ist der Partikelfilter regeneriert. Zurück bleibt ein nicht verbrennbarer Ascherest. Damit eine Rußoxidation stattfindet, muss der Ruß eine gewisse Temperatur aufweisen. Da je nach Betrieb der Dieselbrennkraftmaschine die notwendige Temperatur zum Auslösen eines Rußabbrandes durch das anströmende Abgas nicht immer erreicht wird, ist es in solchen Fällen erforderlich, zum Auslösen eines Regenerationsprozesses thermische Energie anderweitig zuzuführen. Dies erfolgt entweder durch Erwärmen des Filterkörpers oder seiner anströmseitigen Oberfläche mit Hilfe von elektrischen Heizelementen oder durch Erwärmen des dem Filter anströmenden Abgases durch Einsatz von Brennern und/oder Oxidationskatalysatoren, die zum Erhöhen der Abgastemperatur mit Kraftstoff beaufschlagt werden.Diesel engines are equipped with emission control systems to reduce harmful emissions. The exhaust gas discharged from such a diesel engine is passed through such an exhaust gas purifier for this purpose. The exhaust gas purification system comprises an exhaust gas line, in which one or more exhaust gas purification units are switched on. To remove soot entrained in the exhaust gas, a particulate filter can be switched on in the exhaust gas line. On the upstream surface of the particulate filter accumulates in the exhaust soot accumulates. So that in the course of successive Rußakkumulation the exhaust back pressure does not rise too far and the filter clogged, with sufficient soot loading of the filter, a soot oxidation (Rußabbrand) is brought about. Upon completion of such soot oxidation, the particulate filter is regenerated. What remains is a non-combustible ashes. For soot oxidation to take place, the soot must have a certain temperature. Since, depending on the operation of the diesel engine, the necessary temperature for triggering Rußabbrandes is not always achieved by the inflowing exhaust gas, it is necessary in such cases, otherwise to supply thermal energy for triggering a regeneration process. This is done either by heating the filter body or its upstream surface by means of electrical heating elements or by heating the exhaust gas flowing to the filter by using burners and / or oxidation catalysts, which are fueled to increase the exhaust gas temperature.

Ist eine Entstickung des Abgases gewünscht, werden in den Abgasstrang SCR-Katalysatoren (Selective Catalytic Reduction) eingeschaltet. Für einen SCR-Prozess wird ein Reduktionsmittel benötigt. Als Reduktionsmittel wird Ammoniak eingesetzt. Dieses wird typischerweise in Form einer wässrigen Harnstofflösung, dem SCR-Katalysator vorgeschaltet, in den Abgasstrang eingedüst. Dabei ist Sorge dafür zu tragen, dass die dem Abgasstrom beigemengte Harnstofflösung vor Erreichen des SCR-Katalysators zum Freigeben des darin enthaltenen Ammoniak thermolytisch aufgespalten worden ist. Eine thermolytische Aufspaltung der zugeführten Harnstofflösung erfolgt in der Temperatur des Abgasstromes, so dass lediglich eine ausreichende Strömungsstrecke zwischen dem Ort der Harnstoffeindüsung und dem SCR-Katalysator vorhanden sein muss. Zur Harnstoffaufbereitung innerhalb des Abgasstromes werden Mischrohre eingesetzt, in denen zum Unterstützen eines Zerstäubungsvorganges der Harnstofflösung Umgebungsluft zugeführt wird. Zur weiteren Unterstützung der Harnstoffaufbereitung innerhalb des Abgasstromes kann dieses erwärmt zugeführt werden. Hierzu sind jedoch zusätzliche Wärmequellen notwendig.If a denitrification of the exhaust gas is desired, SCR catalysts (Selective Catalytic Reduction) are switched on in the exhaust system. For a SCR process, a reducing agent is needed. The reducing agent used is ammonia. This is typically injected in the form of an aqueous urea solution, upstream of the SCR catalytic converter, into the exhaust gas line. Care must be taken to ensure that the urea solution added to the exhaust gas stream has been thermolytically split before reaching the SCR catalyst to release the ammonia contained therein. A thermolytic splitting of the supplied urea solution takes place in the temperature of the exhaust gas stream, so that only a sufficient flow path between the location of the urea injection and the SCR catalyst must be present. For urea treatment within the exhaust stream mixing tubes are used, in which ambient air is supplied to assist a sputtering process of the urea solution. To further support the urea processing within the exhaust stream this can be supplied heated. For this purpose, however, additional heat sources are necessary.

Aus DE 10 2005 054 733 A1 ist ein Brenner zur Katalysatoraufheizung mit gesteuerter oder geregelter Kraftstoffzuführung beschrieben. Bei dieser vorbekannten Abgasreinigungsanlage wird der Brenner mit Umgebungsluft, bereitgestellt durch einen elektrisch betriebenen Verdichter, beaufschlagt. Ein Luftmassenmesser dient zum Erfassen der dem Brenner zuführten Luft. Bei diesem Brenner ist vorgesehen, die Brennstoffzufuhr zu regeln, und zwar in Abhängigkeit von der dem Brenner zugeführten Luft. Diese wird gemäß einem Ausführungsbeispiel dem Brenner mit einer konstanten Rate zugeführt. Im Vordergrund des aus diesem Dokument bekannt gewordenen Brenners steht ein Betrieb desselben mit einem vorgegebenen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis. Zum Kontrollieren desselben kann in den Abgasstrom des Brenners eine Lambda-Sonde eingeschaltet sein.Out DE 10 2005 054 733 A1 a burner for catalyst heating with controlled or regulated fuel supply is described. In this prior art emission control system, the burner is supplied with ambient air provided by an electrically operated compressor. An air mass meter is used to detect the air supplied to the burner. In this burner is provided to regulate the fuel supply, in response to the burner air supplied. This is supplied to the burner at a constant rate according to an embodiment. In the foreground of the burner which became known from this document is an operation of the same with a predetermined fuel-air mixing ratio. To control the same can be turned on in the exhaust stream of the burner, a lambda probe.

Der Betrieb dieses vorbekannten Brenners mit einem vorgegebenen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis erfolgt vor dem Hintergrund, dass dieser zum Erzielen einer optimalen Leistung unter den für seinen Betrieb möglichst optimalen Bedingungen betrieben wird. Es ist daher bei diesem Brenner erforderlich, durch Steuern der Luftzufuhr in seine Brennkammer das jeweils möglichst optimale Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis bereitzustellen. Damit eine Luftzufuhr auch bei einem Lastbetrieb der Brennkraftmaschine gewährleistet werden kann, müssen Maßnahmen getroffen werden, dass auch bei dem dann höheren Abgasdruck im Abgasstrang die für den Betrieb des Brenners notwendige Umgebungsluft mit hinreichendem Volumen zugeführt wird. Dieses ist nur mit Verdichtern möglich.The operation of this prior art burner with a predetermined fuel-air mixture ratio is carried out against the background that this is operated to achieve optimum performance under the optimum conditions for its operation. It is therefore necessary in this burner, to provide by controlling the air supply into its combustion chamber, the most optimal fuel-air mixture ratio. So that an air supply even with a load operation of Internal combustion engine can be ensured, measures must be taken so that even with the then higher exhaust gas pressure in the exhaust line necessary for the operation of the burner ambient air is supplied with sufficient volume. This is only possible with compressors.

Alternativ zu Brennern der vorgenannten Art mit ihrem größeren Steuer- und Regelaufwand einschließlich einer aufwändigen Luftzufuhr sind Abgasbrenner für die Zwecke einer Regeneration von Partikelfiltern bekannt geworden, die nur bei einem Motorstillstand betrieben werden. Dann ist es möglich, die für den Betrieb des Brenners notwenige Luft mittels eines Gebläses, beispielsweise eines Lüfters oder Ventilators zuzuführen. Ein Einsatz derartiger Regenerationsbrenner eignet sich jedoch für einen dynamischen Betrieb nicht, da dann die Gefahr besteht, dass bei entsprechendem Abgasdruck im Abgasstrang der Brenner erlischt.As an alternative to burners of the aforementioned type with their greater control and regulation effort including a complex air supply exhaust gas burners are known for the purpose of regeneration of particulate filters, which are operated only during a motor stall. Then it is possible to supply the necessary for the operation of the burner air by means of a fan, such as a fan or fan. However, a use of such regeneration burners is not suitable for dynamic operation, since then there is the danger that extinguished at a corresponding exhaust pressure in the exhaust line of the burner.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Abgasbrenners vorzuschlagen, das grundsätzlich ohne besonderen Regel- und/oder Steueraufwand und ohne Notwendigkeit des Einsatzes eines Verdichters zum Zuführen der für den Betrieb des Brenners notwendigen Luft auch bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere auch einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine auskommt. Gleichermaßen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine eingangs genannte, gattungsgemäße Abgasreinigungsanlage in diesem Sinne weiterzubilden.Based on this discussed prior art, the present invention seeks to propose a method for operating an exhaust gas burner, which in principle without special control and / or control effort and without the need for the use of a compressor for supplying the necessary for the operation of the burner air in an operation of the internal combustion engine, in particular also a dynamic operation of the internal combustion engine manages. Likewise, the invention has the object of developing an aforementioned, generic emission control system in this sense.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren gelöst, bei dem in der Brennkammer eine Kraftstoff-Luft-Mischung mit einer über den Querschnitt derselben gesehen inhomogenen Verteilung von Bereichen mit gleichem Mischungsverhältnis erzeugt wird und bei dem der Brenner zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine betrieben wird, damit der durch den Betrieb der Brennkraftmaschine im Abgasstrang erzeugte Abgasdruck die Brennkammer des Brenners beaufschlagt.The method-related object is achieved by an aforementioned, generic method in which in the combustion chamber, a fuel-air mixture is produced with an inhomogeneous over the cross section of the same inhomogeneous distribution of areas with the same mixing ratio and in which the burner for supplying thermal Energy is operated in the exhaust system during operation of the internal combustion engine, so that the exhaust gas pressure generated by the operation of the internal combustion engine in the exhaust gas line acts on the combustion chamber of the burner.

Die auf die Abgasreinigungsanlage gerichtete Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasreinigungsanlage mit dem Oberbegriff des Anspruchs 9 gelöst, bei der Brenner eine Brennkammer aufweist, in die in längsaxialer Richtung derselben eine Kraftstoffzufuhr und eine Luftzufuhr voneinander beabstandet münden, wobei die Luftzufuhr dem Ausgang der Brennkammer näher ist als die Kraftstoffzufuhr, und dass zwischen der Kraftstoffzufuhr und der Luftzufuhr ein oder mehrere luftlenkende Einbauten zum Lenken des bei einem Betrieb des Brenners zugeführten Luftstroms in einen in Richtung zu dem Brennkammerabschnitt mit der Kraftstoffzufuhr strömenden Teilluftstrom und einen von den Brennkammerabschnitt mit der Kraftstoffzufuhr wegströmenden Teilluftstrom.The object directed to the exhaust gas purification system is achieved by an exhaust gas cleaning system with the preamble of claim 9, wherein the burner has a combustion chamber, in the longitudinal axial direction thereof a fuel supply and an air supply from each other open, wherein the air supply to the outlet of the combustion chamber is closer as the fuel supply, and that between the fuel supply and the air supply one or more air-directing internals for directing the air flow supplied during operation of the burner in a flowing in the direction of the combustion chamber portion with the fuel supply partial airflow and a flowing away from the combustion chamber portion with the fuel supply partial airflow.

Sowohl bei dem beanspruchten Verfahren als auch bei der beanspruchten Abgasreinigungsanlage steht im Vordergrund, innerhalb der Brennkammer des Abgasbrenners eine inhomogene Verteilung in Bezug auf das Mischungsverhältnis des Kraftstoff-Luft-Gemisches zu erzielen. Die inhomogene Verteilung erfolgt maßgeblich in Bezug auf die freie Querschnittsfläche der Brennkammer. Es hat sich gezeigt, dass, wenn eine solche inhomogene Verteilung des Kraftstoff-Luft-Gemisches innerhalb der Brennkammer gegeben ist, bei einem Betrieb des Brenners der Brennerflamme immer solche Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisbereiche zur Verfügung stehen, die für eine aktuelle Betriebssituation des Brenners bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine und damit bei durch den Abgasstrang strömenden Abgas benötigt wird. Somit erfolgt ein Betrieb dieses Brenners in Abkehr von der früheren Lehre zum Betrieb von Abgasbrennern, innerhalb der Brennkammer für einen möglichst optimalen Betrieb des Brenners, über den Querschnitt der Brennkammer gesehen, ein möglichst homogenes Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis innerhalb der Brennkammer bereit zu stellen. Beim Gegenstand der beanspruchten Erfindung unterstützt der Betrieb der Brennkraftmaschine, insbesondere ein dynamischer Betrieb derselben die Ausbildung der gewünschten inhomogenen Verteilung von Bereichen mit gleichem Mischungsverhältnis innerhalb der Brennkammer des Brenners. Der Brenner ist mit seinem Ausgang an den Abgasstrang angeschlossen. Daher ist die Brennkammer durch den im Abgasstrang befindlichen Druck beaufschlagt. In Folge der vorbeschriebenen inhomogenen Verteilung von Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisbereichen innerhalb der Brennkammer besteht nicht die Gefahr, dass bei einer Erhöhung des Lastbetriebes der Brennkraftmaschine in Folge des dann im Abgasstrang höheren Abgasdruckes die Brennerflamme erlischt. Beim Gegenstand des beanspruchten Verfahrens sowie bei der beanspruchten Abgasreinigungsanlage führt ein solcher Betrieb zum Wandern der Flamme in einen Bereich, in dem sich das für den Verbrennungsprozess geeignete Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis befindet. Bei einer Erhöhung des Druckes im Abgasstrang wird die Brennerflamme in den Brenner hineingedrückt. Bei einem Druckabfall wandert die Brennerflamme aufgrund des dann geringeren Gegendruckes in die andere Richtung. Es hat sich gezeigt, dass es für die Zwecke des Einsatzes eines solchen Abgasbrenners wider Erwarten nicht erforderlich ist, dass innerhalb der Brennkammer möglichst optimale Bedingungen in Bezug auf eine gleichmäßige Verteilung des sich über die Querschnittsfläche der Brennkammer erstreckenden Kraftstoff-Luft-Gemisches zum Betrieb des Brenners gegeben sein muss. Vielmehr ist es völlig ausreichend, wenn sub-optimale Bedingungen hinsichtlich der Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisverteilung vorhanden sind. Überraschend war festzustellen, dass das beschriebene Verfahren und die beschriebene Abgasreinigungsanlage einen Betrieb des Brenners selbst bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine gewährleisten.Both in the claimed method and in the claimed emission control system is in the foreground to achieve an inhomogeneous distribution with respect to the mixing ratio of the fuel-air mixture within the combustion chamber of the exhaust gas burner. The inhomogeneous distribution takes place largely in relation to the free cross-sectional area of the combustion chamber. It has been found that when such an inhomogeneous distribution of the fuel-air mixture is present within the combustion chamber, during operation of the burner of the burner flame always such fuel-air mixing ratio ranges are available that for a current operating situation of the burner at an operation of the internal combustion engine and thus is required when flowing through the exhaust gas exhaust. Thus, an operation of this burner takes place in departure from the previous teaching for the operation of exhaust gas burners, within the combustion chamber for the best possible operation of the burner, seen over the cross section of the combustion chamber to provide a homogeneous fuel-air mixture ratio within the combustion chamber. In the subject matter of the claimed invention, the operation of the internal combustion engine, in particular a dynamic operation of the same supports the formation of the desired inhomogeneous distribution of regions with the same mixing ratio within the combustion chamber of the burner. The burner is connected with its output to the exhaust system. Therefore, the combustion chamber is acted upon by the pressure located in the exhaust line. As a result of the above-described inhomogeneous distribution of fuel-air mixture ratio ranges within the combustion chamber, there is no risk that the burner flame will extinguish when the load operation of the internal combustion engine increases as a result of the exhaust gas pressure higher in the exhaust gas line. In the subject matter of the claimed method, as well as in the claimed exhaust gas purifying system, such operation results in migration of the flame to an area where the fuel-air mixing ratio suitable for the combustion process is located. When the pressure in the exhaust line is increased, the burner flame is forced into the burner. At a pressure drop, the burner flame moves in the other direction due to the then lower back pressure. It has been found that for the purposes of using such an exhaust gas burner, contrary to expectations, it is not necessary for conditions within the combustion chamber which are as optimal as possible to ensure a uniform distribution of the fuel gas extending over the cross-sectional area of the combustion chamber. Air mixture must be given to operate the burner. Rather, it is quite sufficient to have sub-optimal fuel-air mixture ratio distribution conditions. It was surprising to note that the method described and the exhaust gas cleaning system described ensure operation of the burner even during dynamic operation of the internal combustion engine.

Ein solcher Brenner benötigt vor dem vorbeschriebenen Hintergrund für seine Luftzufuhr lediglich einen Lüfter bzw. Ventilator, da im Unterschied zum Stand der Technik beim Gegenstand der beanspruchten Erfindung nicht versucht wird, innerhalb der gesamten Brennkammer ein möglichst optimales Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis für den Betrieb des Brenners bereit zu stellen. Es hat sich gezeigt, dass bei dem beschriebenen Konzept das Betriebsfenster zum Betreiben des Brenners unerwartet groß ist, dass heißt: Der Brenner kann zum Zwecke des Zuführens von thermischer Energie in den Abgasstrang quasi bei beliebigen Betriebszustand der Brennkraftmaschine betrieben werden. Damit eignet sich der Gegenstand der Erfindung nicht nur für einen intermittierenden Betrieb, etwa zum Zuführung von thermischer Energie zum Auslösen eines Regenerationsprozesses an einem Partikelfilter, sondern auch für einen länger andauernden Betrieb, beispielsweise zum Zuführen von thermischer Energie an einen SCR-Katalysator, um diesen rascher auf seine Betriebstemperatur zu bringen.Such a burner needs in front of the above-described background for its air supply only a fan or fan, since in contrast to the prior art in the subject of the claimed invention is not trying within the entire combustion chamber as optimal as possible air-fuel mixing ratio for the operation of the Brenners ready. It has been shown that in the described concept, the operating window for operating the burner is unexpectedly large, that is: The burner can be operated for the purpose of supplying thermal energy into the exhaust system quasi at any operating condition of the internal combustion engine. Thus, the subject of the invention is not only suitable for an intermittent operation, such as the supply of thermal energy for triggering a regeneration process on a particulate filter, but also for a prolonged operation, for example, for supplying thermal energy to an SCR catalyst to this to bring it to its operating temperature faster.

Besonders gute Ergebnisse werden mit einem Brennerbetriebsverfahren erreicht, wenn innerhalb der Brennkammer die Kraftstoff-Luft-Mischung mit einem Verlauf seiner Linien gleichen Mischungsverhältnisses erzeugt wird, damit diese wenigstens eine außermittig angeordnete, sich in Richtung zum Ausgang der Brennkammer hin erstreckende Ausbauchung aufweisen. In Folge der zumindest einen Ausbauchung, die eine ringförmige Ausbauchung, etwa konzentrisch zur Längssachse der Brennkammer sein kann, kann die Brennerflamme leicht unterschiedliche Mischungsverhaltnisbereiche erreichen und damit ohne weiteres – wie vorbeschrieben – wandern. Bei einer grundsätzlichen Änderung des Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses innerhalb dieser Brennkammer bleibt das Bild des Vorhandenseins einer sich in Richtung zum Ausgang erstreckenden Ausbauchung der Linien gleichen Mischungsverhältnisses erhalten. Ändert sich der Druck im Abgasstrang, wird hierdurch die Brennerflamme in den Brenner hineingedrückt. Der Brenner arbeitet mit einem gewissen Luftunterschuss. Aufgrund der vorbeschriebenen inhomogenen Kraftstoff-Luft-Gemischverteilung innerhalb der Brennerkammer sind jedoch auch in diesen Bereichen Mischungsverhältnisse anzutreffen, die die Brennerflamme am Brennen halten. Im umgekehrten Fall einer Druckabsenkung im Abgasstrang ist die Brennerflamme bestrebt, in Richtung zum Ausgang des Brenners zu wandern. Dieses hat grundsätzlich einen Betrieb des Brenners mit Luftüberschuss zur Folge. Auch bei einer solchen Konstellation wird deutlich, dass die vorbeschriebene inhomogene Verteilung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, ausgedrückt durch den Verlauf der Linien gleichen Mischverhältnisses die Brennerflamme nicht ausgehen lassen, da diese letztendlich unabhängig von ihrer Lage innerhalb der Brennkammer Zugriff auf einen für ihren Betrieb geeignetes Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis hat.Particularly good results are achieved with a burner operating method, if within the combustion chamber, the fuel-air mixture is generated with a course of its lines equal mixing ratio, so that they have at least one off-center, bulging towards the outlet of the combustion chamber extending bulge. As a result of the at least one bulge, which may be an annular bulge, approximately concentric with the longitudinal axis of the combustion chamber, the burner flame can easily reach different mixing ratio ranges and thus easily - as described above - migrate. In a fundamental change of the fuel-air mixture ratio within this combustion chamber, the image of the presence of a bulging of the lines of equal mixing ratio extending in the direction of the output is maintained. If the pressure in the exhaust line changes, this forces the burner flame into the burner. The burner works with a certain amount of air. Due to the above-described inhomogeneous fuel-air mixture distribution within the burner chamber, however, mixing ratios are also to be found in these areas, which keep the burner flame from burning. In the reverse case of a pressure drop in the exhaust line, the burner flame tends to migrate towards the output of the burner. This basically results in operation of the burner with excess air. Even with such a constellation, it becomes clear that the above-described inhomogeneous distribution of the fuel-air mixture, expressed by the course of the lines of equal mixing ratio, does not cause the burner flame to go out, since these ultimately gain access to one for their operation, regardless of their position within the combustion chamber suitable fuel-air mixture ratio has.

Zum Erzeugen einer solchen inhomogenen Verteilung von Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisbereichen innerhalb der Brennkammer ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Kraftstoffzufuhr und die Luftzufuhr in längsaxialer Erstreckung der Brennkammer voneinander beabstandet sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Luftzufuhr dem Ausgang der Brennkammer näher ist als die Kraftstoffzufuhr. Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung, bei der die Luftzufuhr in der Brennkammer geteilt wird, und zwar dergestalt, dass ein Teilluftstrom in Richtung zu der Kraftstoffzufuhr und ein anderer Teilluftstrom in Richtung von der Kraftstoffzufuhr weg einströmt. Bei einer solchen Ausgestaltung ist typischerweise der zu der Kraftstoffzufuhr bzw. in den Brennkammerabschnitt mit der Kraftstoffzufuhr gelenkte Teilluftstrom kleiner als der andere Teilluftstrom und beträgt beispielsweise 10 bis 25% des zugeführten Luftvolumens. Eine solche Luftstromteilung erfolgt beispielsweise durch ein oder mehrere luftlenkende Einbauten innerhalb der Brennkammer, und zwar typischerweise benachbart zu der Mündung der Luftzufuhr in der Brennkammer. Als luftlenkender Einbau kann eine benachbart zu der Mündung der Luftzufuhr angeordnete und die Kraftstoffzufuhr abschattenden Wand vorgesehen sein.For generating such an inhomogeneous distribution of fuel-air mixture ratio ranges within the combustion chamber, it is provided according to an embodiment that the fuel supply and the air supply are spaced apart in the longitudinal axial extent of the combustion chamber. It is provided that the air supply to the output of the combustion chamber is closer than the fuel supply. Particularly useful is an embodiment in which the air supply is divided in the combustion chamber, in such a way that a partial air flow flows in the direction of the fuel supply and another partial air flow in the direction of the fuel supply away. In such an embodiment, the partial air flow directed to the fuel supply or into the combustion chamber section with the fuel supply is typically smaller than the other partial air flow and amounts, for example, to 10 to 25% of the supplied air volume. Such air flow splitting is effected, for example, by one or more air-directing internals within the combustion chamber, typically adjacent to the mouth of the air supply in the combustion chamber. As air-guiding installation can be provided adjacent to the mouth of the air supply and shading the fuel supply wall.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist zum Unterstützen der inhomogenen Verteilung von Bereichen gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses innerhalb der Brennkammer bei einem dynamischen Betrieb der Brennkraftmaschine vorgesehen, im Bereich des Ausgangs der Brennkammer eine Blende anzuordnen. Diese kann beispielsweise als Lochblende ausgebildet sein, beispielsweise mit einer zentralen Öffnung, wobei in einer Weiterbildung vorgesehen ist, dass eine solche zentrale Öffnung von mehreren Öffnungen umgeben ist. Eine solche Blende unterstützt die Ausbildung von Liniengleichem Mischungsverhältnisses innerhalb der Brennkammer, wie dieses zuvor beschrieben ist, da sodann eine Beaufschlagung der Brennkammer durch den im Abgasstrang herrschenden Druck ungleichmäßig über den Querschnitt der Brennkammer gesehen erfolgt.According to a further embodiment, in order to support the inhomogeneous distribution of regions of the same fuel-air mixture ratio within the combustion chamber in a dynamic operation of the internal combustion engine, it is provided to arrange a diaphragm in the region of the output of the combustion chamber. This can for example be designed as a pinhole, for example, with a central opening, which is provided in a development that such a central opening is surrounded by a plurality of openings. Such a diaphragm supports the formation of line-like mixing ratio within the combustion chamber, as described above, since then the combustion chamber is acted upon unevenly over the cross section of the combustion chamber by the pressure prevailing in the exhaust gas line.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen: Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1: In einer schematisierten Darstellung nach Art eines Blockschaltbildes einen Dieselmotor mit einer daran angeschlossenen, einen Abgasbrenner umfassenden Abgasreinigungsanlage, 1 In a schematic representation in the manner of a block diagram of a diesel engine with an exhaust gas purification system connected thereto, comprising an exhaust gas burner,

2: Einen Längsschnitt durch den Abgasbrenner der Abgasreinigungsanlage der 1, 2 : A longitudinal section through the exhaust gas burner of the emission control system 1 .

3: Eine schematisierte Darstellung des Brenners der 2 mit Linien gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses innerhalb seiner Brennkammer bei einem ersten Betriebszustand des Brenners, 3 : A schematic representation of the burner of the 2 with lines of the same fuel-air mixture ratio within its combustion chamber at a first operating state of the burner,

4: Eine Darstellung entsprechend derjenigen der 3 bei einem Betrieb des Brenners mit hohem Luftüberschuss, 4 : A representation corresponding to that of 3 during operation of the burner with high excess air,

5: Eine Darstellung eines Brenners mit einer homogenen Kraftstoff-Luft-Mischungsverteilung in seiner Brennkammer gemäß dem Stand der Technik, 5 FIG. 2: A representation of a burner with a homogeneous fuel-air mixture distribution in its combustion chamber according to the prior art, FIG.

6: Ein schematisierter Querschnitt durch die Brennkammer des Brenners der 2 mit einer Wand zwischen der Luftzufuhr und der Kraftstoffzufuhr gemäß einer ersten Ausgestaltung, 6 : A schematic cross section through the combustion chamber of the burner 2 with a wall between the air supply and the fuel supply according to a first embodiment,

7: Eine Darstellung entsprechend derjenigen der 6 mit einer Wand zwischen der Luftzufuhr und der Kraftstoffzufuhr gemäß einer weiteren Ausgestaltung und 7 : A representation corresponding to that of 6 with a wall between the air supply and the fuel supply according to a further embodiment and

8: Eine Darstellung entsprechend derjenigen der 6 und 7 mit einer Wand zwischen der Luftzufuhr und der Kraftstoffzufuhr in die Brennkammer des Brenners gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung. 8th : A representation corresponding to that of 6 and 7 with a wall between the air supply and the fuel supply to the combustion chamber of the burner according to yet another embodiment.

An den Abgaskrümmer 1 eines Dieselmotors 2 eines im Übrigen nicht näher dargestellten Fahrzeuges ist eine Abgasreinigungsanlage 3 angeschlossen. Die Abgasreinigungsanlage 3 verfügt über einen Abgasstrang 4, in den als Abgasreinigungsaggregat bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Partikelfilter 5 sowie ein dem Partikelfilter 5 vorgeschalteter Oxidationskatalysator 6 eingeschaltet sind. Der Partikelfilter 5 und der Oxidationskatalysator 6 sind gemeinsam in einem Gehäuse 7 angeordnet. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 7 zwischen dem Oxidationskatalysator 6 und dem Partikelfilter 5 eine Schnittstelle zum Öffnen des Gehäuses 7 aufweist. Dieses dient dem Zweck, bei Bedarf an die anströmseitige Oberfläche des Partikelfilters 5 zu gelangen, etwa um Aschereste entfernen zu können. Das Gehäuse 7 verfügt über einen Eingangskonus 8, in den ein Abgasrohr 9 des Abgasstranges 4 mündet.To the exhaust manifold 1 a diesel engine 2 an otherwise not shown vehicle is an emission control system 3 connected. The emission control system 3 has an exhaust gas system 4 in the exhaust gas purification unit in the illustrated embodiment, a particulate filter 5 as well as the particle filter 5 upstream oxidation catalyst 6 are turned on. The particle filter 5 and the oxidation catalyst 6 are together in one housing 7 arranged. It can be provided that the housing 7 between the oxidation catalyst 6 and the particulate filter 5 an interface for opening the housing 7 having. This serves the purpose, if necessary, to the upstream surface of the particulate filter 5 to be able to remove, for example, ashes residue. The housing 7 has an inlet cone 8th into the exhaust pipe 9 the exhaust line 4 empties.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mündet in den Eingangskonus 8 des Gehäuses 7 an der der Mündung des Abgasrohres 9 gegenüberliegenden Seite ein weiteres Rohr 10. Bei diesem handelt es sich um das Abgasrohr eines Brenners 11. Der Brenner 11 dient zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang 4, insbesondere zum Zuführen von thermischer Energie zum Zwecke einer Regeneration des Partikelfilters 5.In the illustrated embodiment opens into the input cone 8th of the housing 7 at the mouth of the exhaust pipe 9 opposite side another pipe 10 , This is the exhaust pipe of a burner 11 , The burner 11 serves to supply thermal energy into the exhaust system 4 , in particular for supplying thermal energy for the purpose of regeneration of the particulate filter 5 ,

Bei dem Brenner 11 handelt es sich um einen Kraftstoffbrenner. Dieser ist angeschlossen an eine Kraftstoffzuführleitung 12, in die eine Dosierpumpe 13 zum Dosieren der Kraftstoffzufuhr eingeschaltet ist. Angeschlossen an den Brenner 11 ist des Weiteren eine Luftzuführleitung 14, in der in nicht näher dargestellter Art und Weise durch einen Ventilator die zum Betrieb des Brenners 11 benötigte Luft in die Brennkammer desselben hinein gefördert wird. Die Dosierpumpe 13 ist an eine Steuereinheit 15 angeschlossen.At the burner 11 it is a fuel burner. This is connected to a fuel supply line 12 into which a metering pump 13 is switched on for metering the fuel supply. Connected to the burner 11 is further an air supply line 14 , In the manner not shown by a fan to the operation of the burner 11 required air is conveyed into the combustion chamber of the same. The dosing pump 13 is to a control unit 15 connected.

2 zeigt den Brenner 11 in einer detaillierteren Darstellung in einem Längsschnitt. Die insgesamt mit dem Bezugzeichen 16 bezeichnete Brennkammer des Brenners 11 ist in einen hinteren Brennkammerabschnitt 17 und einen vorderen Brennkammerabschnitt 18 unterteilt. Getrennt werden die beiden Brennkammerabschnitte 17, 18 durch eine im oberen Bereich der Brennkammer 16 befindliche Wand 19. Die für den Betrieb des Brenners 11 zugeführte Umgebungsluft tritt mittels eines tangential in die Brennkammer 16 bzw. den Brennkammerabschnitt 18 angeordneten Rohres 20 ein. Das Rohr 20 durchgreift das zylindrische Brennerrohr 21 und mündet mit seinem anderen Ende in einer das Brennerrohr 21 umgebenden Ringkammer 22. In diese mündet in einer Lufteingangsöffnung 23 die Luftzuführleitung 14. Beim Betrieb des Brenners 11 wird sodann an der Außenwandung des Brennerrohrs 21 die zugeführte Umgebungsluft vor Eintritt in den Brennkammerabschnitt 18 erwärmt. Gleichzeitig wird bei einem Betrieb des Brenners 11 das Brennerrohr 21 durch diese Maßnahme gekühlt. Die Kraftstoffzuführleitung 12 mündet in eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnete Kraftstoffzufuhr, deren Ausgang in dem hinteren Brennkammerabschnitt 17 angeordnet ist. Der Ausgang der Kraftstoffzufuhr 24 ist von dem Ausgang des Rohres 20 für die Luftzufuhr durch die im oberen Bereich der Brennkammer 16 angeordnete Wand 19 abgeschattet. Die Kraftstoffzufuhr umfasst ferner eine Glühkerze zum Zünden des Brenners 11. 2 shows the burner 11 in a more detailed representation in a longitudinal section. The total with the reference number 16 designated combustion chamber of the burner 11 is in a rear combustion chamber section 17 and a front combustor section 18 divided. Separate the two combustion chamber sections 17 . 18 through one in the upper part of the combustion chamber 16 located wall 19 , The for the operation of the burner 11 supplied ambient air enters by means of a tangential into the combustion chamber 16 or the combustion chamber section 18 arranged pipe 20 one. The pipe 20 passes through the cylindrical burner tube 21 and ends with its other end in a burner tube 21 surrounding annular chamber 22 , In this opens into an air intake opening 23 the air supply line 14 , When operating the burner 11 is then on the outer wall of the burner tube 21 the supplied ambient air before entering the combustion chamber section 18 heated. At the same time, during operation of the burner 11 the burner tube 21 cooled by this measure. The fuel supply line 12 opens into a total with the reference numeral 24 characterized fuel supply, whose output in the rear combustion chamber section 17 is arranged. The output of the fuel supply 24 is from the exit of the pipe 20 for the air supply through the at the top of the combustion chamber 16 arranged wall 19 shadowed. The fuel supply further comprises a glow plug for igniting the burner 11 ,

Im Bereich des Ausganges der Brennkammer 16 befindet sich eine Blende 25, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Lochblende ausgeführt ist.In the area of the exit of the combustion chamber 16 there is an aperture 25 that at the illustrated embodiment is designed as a pinhole.

Bei einem Betrieb des Brenners 11 bildet sich innerhalb der Brennkammer 18 eine inhomogene Verteilung von Bereichen gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses aus, wie dieses in 3 anhand der darin eingetragenen Linien gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses erkennbar ist. Der in 3 gezeigte Linienverlauf stellt eine erste Betriebsituation des Brenners 11 dar. Aus Richtung des hinteren Brennkammerabschnittes 17 in Richtung zum vorderen Brennkammerabschnitt 18 und der Blende 25 zeigen die dargestellten Linien jeweils Mischungsverhältnisse mit einem zunehmenden Luft-Anteil gegenüber dem Kraftstoff-Anteil. Aufgrund des tangentialen Einbringens der für den Brennprozess benötigten Luft durch das Rohr 20 entsteht innerhalb der Brennkammer 16 eine Drallströmung, weshalb sich etwa konzentrisch zur Längsachse der Brennkammer 16 eine ringförmige Ausbauchung 26 in dem Bild der Linien gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses zeigt. Über den Querschnitt des vorderen Brennkammerabschnittes 18 gesehen, in welchem Brennkammerabschnitt 18 die Flamme beim Betrieb des Brenners 11 steht, ist erkennbar, dass in radialer Richtung von außen nach innen das Mischungsverhältnis zu Gunsten des Kraftstoffanteils ansteigt. Aufgrund der Ausbauchung 26 befindet sich jeweils ein Maximum des Kraftstoff-Anteils in dem Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis im Zentrum der Ausbauchung 26. Zwischen der ringförmigen Ausbauchung 26 nimmt der Kraftstoffanteil innerhalb des Mischungsverhältnisses wieder etwas ab. Bezeichnend ist der mit engem Abstand abschnittsweise quasi parallele Verlauf der Linien gleicher Mischungsverhältnisse zur Innenwand des Brennkammerabschnites 18. Dieser enge Verlauf der Linien zeigt eine hohe Änderungsrate des Mischungsverhältnisses auf kurzer Strecke und macht deutlich, dass die Brennerflamme leicht auf unterschiedliche Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisse zurückgreifen kann.During operation of the burner 11 forms inside the combustion chamber 18 an inhomogeneous distribution of areas of the same air-fuel ratio, as this in 3 can be seen on the basis of the lines registered therein the same fuel-air mixture ratio. The in 3 shown line curve represents a first operating situation of the burner 11 dar. From the direction of the rear combustion chamber section 17 towards the front combustion chamber section 18 and the aperture 25 The illustrated lines each show mixing ratios with an increasing proportion of air relative to the fuel portion. Due to the tangential introduction of the air required for the combustion process through the pipe 20 arises within the combustion chamber 16 a swirl flow, which is why approximately concentric to the longitudinal axis of the combustion chamber 16 an annular bulge 26 in the image of the lines shows the same air-fuel ratio. About the cross section of the front combustion chamber section 18 seen in which combustion chamber section 18 the flame during operation of the burner 11 is, it can be seen that increases in the radial direction from outside to inside the mixing ratio in favor of the fuel content. Because of the bulge 26 is in each case a maximum of the fuel portion in the fuel-air mixture ratio in the center of the bulge 26 , Between the annular bulge 26 The proportion of fuel within the mixing ratio decreases again slightly. Characteristic is the closely spaced sections of quasi-parallel course of the lines of equal mixing ratios to the inner wall of the Brennkammerabschnites 18 , This narrow course of the lines shows a high rate of change of the mixing ratio over a short distance and makes it clear that the burner flame can easily fall back on different fuel-air mixing ratios.

Schematisiert ist in 4 die inhomogene Verteilung von Bereichen mit gleichem Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis gezeigt, jedoch im Unterschied zu der Darstellung der 3 bei einem Betrieb des Brenners 11 mit hohem Luftüberschuss. Deutlich erkennbar ist, dass selbst bei einem solchen Betrieb des Brenners 11 in die Brennkammer 18 in Form einer sich aus dem hinteren Brennkammerabschnitt 17 in den vorderen Brennkammerabschnitt 18 ausdehnenden Ausbauchung 26.1 ein Bereich mit einem Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis möglich ist, bei dem die Flamme des Brenners 11 nach wie vor brennt. Ein Zustand des Betriebs des Brenners 11, wie in 4 gezeigt, kann kurzzeitig bei einem dynamischen Betrieb des Dieselmotors 2 eintreten, insbesondere bei pulsierendem Abgasdruck, wobei aus der Darstellung der 4 deutlich wird, dass selbst unter solchen Bedingungen die Flamme nicht erlischt. Dieses gilt insbesondere vor dem Hintergrund, dass die für den Betrieb des Brenners 11 zugeführte Luft mit einem nur geringe Energie benötigenden Gebläse und nicht einem Verdichter zugeführt wird. Beim Gegenstand dieses Abgasbrenners bzw. bei dem zum Betrieb desselben eingesetzten Verfahrens ist es im Unterschied zu vorbekannten Brennern nicht erforderlich, einem höheren Abgasgegendruck durch entsprechende Luftzufuhrmaßnahmen, beispielsweise mittels eines Verdichters oder dergleichen begegnen zu müssen.Is schematized in 4 shown the inhomogeneous distribution of areas with the same fuel-air mixture ratio, but in contrast to the representation of 3 during operation of the burner 11 with high excess air. It is clearly evident that even with such operation of the burner 11 into the combustion chamber 18 in the form of a from the rear combustion chamber section 17 in the front combustion chamber section 18 expanding bulge 26.1 an area with a fuel-air mixing ratio is possible, in which the flame of the burner 11 still burning. A state of operation of the burner 11 , as in 4 can be shown briefly during dynamic operation of the diesel engine 2 occur, especially with pulsating exhaust gas pressure, from the representation of the 4 it becomes clear that even under such conditions the flame does not go out. This is especially true against the background that for the operation of the burner 11 supplied air is supplied with a low-energy blower and not a compressor. In the subject matter of this exhaust gas burner or in the method used for operating the same, it is not necessary, in contrast to previously known burners, to encounter a higher exhaust backpressure through appropriate air supply measures, for example by means of a compressor or the like.

In 5 ist zur Verdeutlichung der im Rahmen dieser Ausführungen benutzten Begrifflichkeit „inhomogene Verteilung” von Bereichen mit gleichem Mischungsverhältnis innerhalb der Brennkammer eine Brennkammer 16.1 eines Brenners 11.1 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Die Linien gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisse sind mehr oder weniger konvex zum Ausgang des Brenners 11.1 hin gewölbt und sind über den gesamten Querschnitt gespannt. Die Kraftstoff-Luft-Mischungsverteilung in einer Brennkammer mit Linien gleichen Mischungsverhältnis, wie in 5 gezeigt, ist als homogene Kraftstoff-Luft-Mischungsverteilung anzusprechen. Der Unterschied zu der Kraftstoff-Luft-Mischungsverteilung gemäß der beschriebenen Erfindung ist augenfällig, vor allen Dingen durch Fehlen einer außermittigen Ausbauchung sowie des Erstreckens der Linien gleichen Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnisses zumindest abschnittweise parallel oder quasi parallel zur Innenwandung der Brennkammer 16.In 5 is to illustrate the term used in the context of these statements "inhomogeneous distribution" of areas with the same mixing ratio within the combustion chamber, a combustion chamber 16.1 a burner 11.1 shown in the prior art. The lines of equal air-fuel ratio are more or less convex to the output of the burner 11.1 arched and are stretched over the entire cross-section. The fuel-air mixture distribution in a combustion chamber with lines equal mixing ratio, as in 5 is to be addressed as a homogeneous fuel-air mixture distribution. The difference to the fuel-air mixture distribution according to the described invention is obvious, especially by the absence of an eccentric bulge and the extension of the lines of the same air-fuel ratio, at least in sections parallel or quasi parallel to the inner wall of the combustion chamber 16 ,

6 bis 8 zeigen unterschiedliche Ausgestaltungen, um den über das Rohr 20 in die Brennkammer 16 bzw. den vorderen Brennkammerabschnitt 18 zugeführten Luftstrom zu teilen. Gemäß der Ausgestaltung der 6 die der Ausgestaltung, wie in 2 dargestellt, entspricht, befindet sich im oberen Bereich der Brennkammer 16 die Wand 19. Die Wand 19 schattet die Kraftstoffzufuhr 24 von der Luftzufuhr ab. die Wand 19 hat eine Höhe, die etwa dem Durchmesser des Rohres 20 entspricht. Eine Teilung des zugeführten Luftstromes erfolgt in dem an die Innenwand 27 der Brennkammer 16 grenzenden Abschnitt 28 der Wand 19, in welchem Bereich ein Teil des zugeführten Luftstromes über die Wand 19 in den hinteren Brennkammerabschnitt 17 strömt. 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der die den durch das Rohr 20.1 zugeführten Luftstrom abschattenden Wand 19.1 sichelförmig ausgebildet ist. Bei der Ausgestaltung gemäß 7 ist der in den hinteren Brennkammerabschnitt eintretende Teilluftstrom geringer als bei der Ausgestaltung der 6. Noch eine weitere Ausgestaltung einer Wand 19.2 ist in 8 gezeigt. Die in dieser Ausgestaltung gezeigte Wand 19.2 ist als Lochblech konzipiert, wobei die Mündung des Rohres 20.2 innerhalb des vorderen Brennkammerabschnittes neben einem ungelochten Bereich angeordnet ist. Das die Wand 19.2 bildende Lochblech weist insgesamt drei große Öffnungen auf. 6 to 8th show different designs to the over the pipe 20 into the combustion chamber 16 or the front combustion chamber section 18 to divide supplied airflow. According to the embodiment of 6 that of the design, as in 2 shown corresponds to, is located in the upper region of the combustion chamber 16 the wall 19 , The wall 19 shadows the fuel supply 24 from the air supply. the wall 19 has a height that is about the diameter of the tube 20 equivalent. A division of the supplied air flow takes place in the on the inner wall 27 the combustion chamber 16 bordering section 28 the Wall 19 in which area a portion of the supplied airflow over the wall 19 in the rear combustion chamber section 17 flows. 7 shows an alternative embodiment in which the through the pipe 20.1 supplied airflow shading wall 19.1 sickle-shaped. In the embodiment according to 7 is the entering into the rear combustion chamber portion of the partial air flow less than in the embodiment of 6 , Yet another embodiment of a wall 19.2 is in 8th shown. The wall shown in this embodiment 19.2 is designed as a perforated plate, with the mouth of the tube 20.2 inside the front Combustion chamber portion is arranged next to an unperforated area. That's the wall 19.2 forming perforated plate has a total of three large openings.

Die Wände 19, 19.1, 19.2 unterstützen die Ausbildung einer inhomogenen Kraftstoff-Luft-Mischungsverteilung in der Brennkammer des jeweiligen Brenners.The walls 19 . 19.1 . 19.2 support the formation of an inhomogeneous fuel-air mixture distribution in the combustion chamber of the respective burner.

Für einen Fachmann ergeben sich durch die Beschreibung der Erfindung und deren Darstellungen in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen zahlreiche weitere Möglichkeiten, auf Grundlage der beanspruchten Erfindung eine inhomogene Verteilung von Bereichen mit gleichem Kraftstoff-Luft-Mischungsverhältnis zu erzeugen, ohne dass dieses im Einzelnen näher beschrieben werden müsste.For a person skilled in the art will arise from the description of the invention and its illustrations in the embodiments described above numerous other ways to generate based on the claimed invention an inhomogeneous distribution of areas with the same fuel-air mixture ratio, without this would have to be described in detail ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Abgaskrümmerexhaust manifold
22
Dieselmotordiesel engine
33
Abgasreinigungsanlageemission control system
44
Abgasstrangexhaust gas line
55
Partikelfilterparticulate Filter
66
Oxidationskatalysatoroxidation catalyst
77
Gehäusecasing
88th
Eingangskonusinlet cone
99
Abgasrohrexhaust pipe
1010
Rohrpipe
11, 11.111, 11.1
Brennerburner
1212
Kraftstoffzuführleitungfuel supply
1313
Dosierpumpemetering
1414
Luftzuführleitungair supply line
1515
Steuereinheitcontrol unit
16, 16.116, 16.1
Brennkammercombustion chamber
1717
hinterer Brennkammerabschnittrear combustion chamber section
1818
vorderer Brennkammerabschnittfront combustion chamber section
19, 19.1, 19.219, 19.1, 19.2
Wandwall
20, 20.1, 20.220, 20.1, 20.2
Rohrpipe
2121
Brennerrohrburner tube
2222
Ringkammerannular chamber
2323
LufteingangsöffnungAir inlet opening
2424
KraftstoffzufuhrFuel supply
2525
Blendecover
26, 26.126, 26.1
Ausbauchungbulge
2727
Innenwandinner wall
2828
Abschnittsection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102005054733 A1 [0005] DE 102005054733 A1 [0005]

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben eines mit dem Ausgang seiner Brennkammer (16) an den Abgasstrang (4) einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Dieselmotors (2) zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang (4) angeschlossenen Brenners (11), dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammer (16) eine Kraftstoff-Luft-Mischung mit einer über den Querschnitt derselben gesehen inhomogenen Verteilung von Bereichen mit gleichem Mischungsverhältnis erzeugt wird und dass der Brenner (11) zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang (4) bei einem Betrieb der Brennkraftmaschine (2) betrieben wird, damit der durch den Betrieb der Brennkraftmaschine (2) im Abgasstrang erzeugte Abgasdruck die Brennkammer (16) des Brenners (11) beaufschlagt.Method for operating one with the output of its combustion chamber ( 16 ) to the exhaust gas line ( 4 ) an internal combustion engine, in particular a diesel engine ( 2 ) for supplying thermal energy into the exhaust line ( 4 ) connected burner ( 11 ), characterized in that in the combustion chamber ( 16 ) a fuel-air mixture is produced with an inhomogeneous distribution, seen over the cross section thereof, of regions with the same mixing ratio, and in that the burner ( 11 ) for supplying thermal energy into the exhaust line ( 4 ) during operation of the internal combustion engine ( 2 ) is operated so that by the operation of the internal combustion engine ( 2 ) exhaust gas pressure generated in the exhaust system, the combustion chamber ( 16 ) of the burner ( 11 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Brennkammer (16) eine Kraftstoff-Luft-Mischung mit einem Verlauf seiner Linien gleichen Mischungsverhältnisses erzeugt wird, damit diese wenigstens eine außermittig angeordnete, sich in Richtung zum Ausgang der Brennkammer (16) hin erstreckende Ausbauchung (26, 26.1) aufweisen.Method according to claim 1, characterized in that within the combustion chamber ( 16 ) a fuel-air mixture is generated with a course of its lines of equal mixing ratio, so that these at least one eccentrically arranged, toward the exit of the combustion chamber ( 16 ) extending bulge ( 26 . 26.1 ) exhibit. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Brenner (11) der für seinen Betrieb notwendige Sauerstoff durch einen mittels eines Ventilators geförderten Umgebungsluftstrom zugeführt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the burner ( 11 ) the oxygen necessary for its operation is supplied by a ventilated by means of a fan ambient air flow. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (11) während eines dynamischen Betriebs der Brennkraftmaschine (2) betrieben wird, damit durch die dadurch bedingte Pulsation des Druckes im Abgasstrang (4) die Ausbildung der inhomogenen Verteilung von Bereichen mit gleichem Mischungsverhältnis in der Brennkammer (16) unterstützt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the burner ( 11 ) during a dynamic operation of the internal combustion engine ( 2 ) is operated so that by the consequent pulsation of the pressure in the exhaust line ( 4 ) the formation of the inhomogeneous distribution of regions with the same mixing ratio in the combustion chamber ( 16 ) is supported. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Betrieb des Brenners (11) benötigte Luft in längsaxialer Erstreckung der Brennkammer (16) von der Kraftstoffzufuhr (24) beabstandet zugeführt wird, und zwar näher zum Ausgang der Brennkammer (16).Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for the operation of the burner ( 11 ) required air in the longitudinal axial extent of the combustion chamber ( 16 ) from the fuel supply ( 24 ) is supplied spaced, closer to the output of the combustion chamber ( 16 ). Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhr in der Brennkammer (16) geteilt wird, damit ein Teilluftstrom in Richtung zu der Kraftstoffzufuhr (24) und ein weiterer Teilluftstrom in Richtung von der Kraftstoffzufuhr weg in die Brennkammer (16) einströmt.Method according to claim 5, characterized in that the air supply in the combustion chamber ( 16 ) so that a partial air flow towards the fuel supply ( 24 ) and a further partial air flow in the direction of the fuel supply away in the combustion chamber ( 16 ) flows in. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzufuhrteilung ungleich erfolgt, wobei der zu der Kraftstoffzufuhr (24) gelenkte Teilluftstrom hinsichtlich seines Volumens kleiner ist als der andere Teilluftstrom.A method according to claim 6, characterized in that the air supply division is uneven, wherein the fuel supply ( 24 ) Partial air flow is smaller in volume than the other part of the air flow. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beaufschlagung der Brennkammer (16) des Brenners (11) über den Querschnitt seiner Öffnungsweite durch den im Abgasstrang herrschenden Abgasdruck ungleich ist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that an admission of the combustion chamber ( 16 ) of the burner ( 11 ) is uneven across the cross section of its opening width due to the exhaust gas pressure prevailing in the exhaust gas line. Abgasreinigungsanlage für eine Brennkraftmaschine, insbesondere einen Dieselmotor (2), mit einem Abgasstrang (4), mit zumindest einem in den Abgasstrang (4) eingeschalteten Abgasreinigungsaggregat (5, 6) und mit einem Brenner (11) zum Zuführen von thermischer Energie in den Abgasstrang (4) zum Auslösen und/oder Unterstützen eines Abgasreinigungsprozesses, dessen Brennkammerausgang in Strömungsrichtung des Abgases dem Abgasreinigungsaggregat (5, 6) vorgeschaltet in den Abgasstrang (4) mündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (11) eine Brennkammer (16) aufweist, in die in längsaxialer Richtung derselben eine Kraftstoffzufuhr (24) und eine Luftzufuhr (20) voneinander beabstandet münden, wobei die Luftzufuhr (20) dem Ausgang der Brennkammer (16) näher ist als die Kraftstoffzufuhr (24), und dass zwischen der Kraftstoffzufuhr (24) und der Luftzufuhr (20) ein oder mehrere luftlenkende Einbauten (19, 19.1, 19.2) zum Lenken des bei einem Betrieb des Brenners (11) zugeführten Luftstroms in einen in Richtung zu dem Brennkammerabschnitt (17) mit der Kraftstoffzufuhr (24) strömenden Teilluftstrom und einen von den Brennkammerabschnitt (17) mit der Kraftstoffzufuhr (24) wegströmenden Teilluftstrom.Exhaust gas purification system for an internal combustion engine, in particular a diesel engine ( 2 ), with an exhaust gas line ( 4 ), with at least one in the exhaust line ( 4 ) switched on emission control unit ( 5 . 6 ) and with a burner ( 11 ) for supplying thermal energy into the exhaust line ( 4 ) for triggering and / or supporting an exhaust gas purification process, whose combustion chamber outlet in the flow direction of the exhaust gas reaches the exhaust gas purification unit ( 5 . 6 ) upstream in the exhaust line ( 4 ), characterized in that the burner ( 11 ) a combustion chamber ( 16 ), in which in the longitudinal axial direction thereof a fuel supply ( 24 ) and an air supply ( 20 ) spaced apart, the air supply ( 20 ) the output of the combustion chamber ( 16 ) is closer than the fuel supply ( 24 ), and that between the fuel supply ( 24 ) and the air supply ( 20 ) one or more air-steering internals ( 19 . 19.1 . 19.2 ) for steering the burner during operation ( 11 ) in a direction towards the combustion chamber section ( 17 ) with the fuel supply ( 24 ) and a part of the combustion chamber ( 17 ) with the fuel supply ( 24 ) flowing away partial air flow. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass als luftlenkender Einbau benachbart zur Mündung der Luftzufuhr (20) eine die Kraftstoffzufuhr (24) abschattende Wand (19, 19.1, 19.2) vorgesehen ist.Exhaust gas purification system according to claim 9, characterized in that as air-guiding installation adjacent to the mouth of the air supply ( 20 ) one the fuel supply ( 24 ) shading wall ( 19 . 19.1 . 19.2 ) is provided. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (19.2) Teil eines sich über den Querschnitt der Brennkammer (16) erstreckenden Lochbleches ist, wobei benachbart zu der Mündung der Luftzufuhr (20) ein geschlossener Bereich des Lochbleches angeordnet ist.Emission control system according to claim 10, characterized in that the wall ( 19.2 ) Part of a cross section of the combustion chamber ( 16 ) extending perforated plate, wherein adjacent to the mouth of the air supply ( 20 ) A closed region of the perforated plate is arranged. Abgasreinigungsanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Ausgangs der Brennkammer (16) eine Blende (25), insbesondere eine Blende mit einem oder mehreren Löchern angeordnet ist.Exhaust gas purification system according to one of claims 9 to 11, characterized in that in the region of the outlet of the combustion chamber ( 16 ) an aperture ( 25 ), in particular a diaphragm with one or more holes is arranged.
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