DE102010062516A1 - Burner for exhaust gas treatment device for internal combustion engine, comprises glow plug and glow element, where fuel is injected in burner, and glow plug is directly or indirectly attached to glow element - Google Patents

Burner for exhaust gas treatment device for internal combustion engine, comprises glow plug and glow element, where fuel is injected in burner, and glow plug is directly or indirectly attached to glow element Download PDF

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Abstract

The burner comprises a glow plug (46) and a glow element (40), where the fuel is injected in the burner. The glow plug is directly or indirectly attached to the glow element, where the frusto-conical glow element comprises metallic fibers. The reinforced area (44) of the glow element is made of sintered ceramics. An independent claim is also included for an exhaust gas treatment device with an exhaust tube.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Dieselmotors nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Außerdem ist Gegenstand der Erfindung eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung eines Dieselmotors dem Oberbegriff des Anspruchs 10. Solche Brenner in Abgasnachbehandlungsvorrichtungen sind insbesondere bei Dieselmotoren mit mittlerer bis hoher Leistung bekannt.The invention relates to a burner of an exhaust aftertreatment device of a diesel engine according to the preamble of claim 1. In addition, the subject matter of the invention is an exhaust aftertreatment device of a diesel engine the preamble of claim 10. Such burners in exhaust aftertreatment devices are known in particular in diesel engines with medium to high power.

Stand der TechnikState of the art

Beim Verbrennen von Dieselkraftstoff entstehen aufgrund der Kraftstoffeigenschaften und des Verbrennungsverfahrens Rußpartikel im Dieselabgas. Die Rußpartikel sind gesundheitsschädlich und müssen gemäß gesetzlicher Vorgaben aus dem Abgas entsprechend herausgefiltert werden. Dazu sind Partikelfilter im Abgasrohr angeordnet, die sich allerdings bereits innerhalb von Stunden mit Ruß derart beladen können, dass die Partikelfilter regeneriert werden müssen, da sie sonst durch zu hohen Abgasgegendruck den Motor negativ beeinflussen, bzw. bei weiterer Beladung nicht mehr zerstörungsfrei regeneriert werden können. Die Regeneration erfolgt durch Oxidation der im beladenen Filter aus dem Abgas ausgefilterten Rußpartikel. Hierfür sind während der Regeneration im Bereich des Partikelfilters Temperaturen von über 600°C erforderlich. Derartige Temperaturen herrschen im Abgas nur bei Volllast oder hoher Teillast. Der Partikelfilter wird bevorzugt bei geringer Motorlast regeneriert, so dass der Partikelfilter bedarfsgesteuert durch eine Wärmequelle auf die erforderliche Regenerationstemperatur gebracht werden muss.When burning diesel fuel, soot particles are produced in the diesel exhaust gas due to the fuel properties and the combustion process. The soot particles are harmful to health and must be filtered out according to legal requirements from the exhaust gas accordingly. For this purpose, particulate filters are arranged in the exhaust pipe, which can be loaded within hours with soot so that the particulate filter must be regenerated, otherwise they affect the engine negatively by excessive exhaust back pressure, or can not be regenerated without further destructive destruction , The regeneration takes place by oxidation of the soot particles filtered out of the exhaust gas in the loaded filter. For this purpose, temperatures of over 600 ° C. are required during regeneration in the area of the particle filter. Such temperatures prevail in the exhaust only at full load or high part load. The particulate filter is preferably regenerated at low engine load, so that the particulate filter needs to be brought to the required regeneration temperature by a heat source as needed.

Aus der EP 0 532 031 B1 ist eine Vorrichtung zur thermischen Regeneration von Partikelfiltern bekannt, bei der stromaufwärts des Partikelfilters ein Brenner angeordnet ist, der bei Bedarf ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrennt und durch die Verbrennungswärme den Partikelfilter auf die Regenerationstemperatur aufheizt.From the EP 0 532 031 B1 a device for the thermal regeneration of particulate filters is known, in which upstream of the particulate filter, a burner is arranged, which burns an air-fuel mixture as needed and heated by the heat of combustion, the particulate filter to the regeneration temperature.

Alternativ wird bei größeren Dieselmotoren, wie sie zum Beispiel in Baumaschinen eingesetzt werden, stromaufwärts des Partikelfilters und eines Oxidationskatalysators ein Brenner vorgesehen, der bei Bedarf eine Primärflamme erzeugt. Diese Primärflamme dient dazu, zusätzlich in das Abgas eingespritzten Kraftstoff zu verdampfen. Dieses Abgas-Kraftstoff-Gemisch reagiert im Oxidationskatalysator stark exotherm. In Folge dessen erreicht das Abgas die zur Regeneration des Partikelfilters erforderliche Temperatur.Alternatively, in larger diesel engines, such as those used in construction machinery, upstream of the particulate filter and an oxidation catalyst, a burner is provided which generates a primary flame when needed. This primary flame serves to vaporize additional fuel injected into the exhaust gas. This exhaust-fuel mixture reacts strongly exothermic in the oxidation catalyst. As a result, the exhaust gas reaches the temperature required for regeneration of the particulate filter.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Glühkerze des Brenners direkt oder mittelbar an dem Glühelement befestigt ist. Dadurch werden die Möglichkeiten der Positionierung und Ausrichtung der Glühkerze in dem Brenner verbessert und die elektrische Kontaktierung wird vereinfacht.The invention is characterized in that the glow plug of the burner is attached directly or indirectly to the glow element. Thereby, the possibilities of positioning and alignment of the glow plug in the burner are improved and the electrical contact is simplified.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Brenners weist das Glühelement dort, wo die Glühkerze befestigt wird, einen verstärkten Bereich auf, der bevorzugt aus Sinterkeramik besteht. Dadurch ist die beanspruchte Anordnung sehr robust.In an advantageous embodiment of the burner according to the invention, where the glow plug is fastened, the heating element has a reinforced region, which preferably consists of sintered ceramic. As a result, the claimed arrangement is very robust.

Gesinterte Keramik ist sehr langzeitstabil und temperaturbeständig, so dass der erfindungsgemäße Brenner eine sehr große Lebensdauer aufweist und keinen temperaturbedingten Beeinträchtigungen unterworfen ist. Der verstärkte Bereich des Glühelements ist so dimensioniert, dass die verbleibende Fläche des bevorzugt kegelstumpfförmigen Glühelements groß genug ist, um im Betrieb über das glühende Metallvlies das Luft-Kraftstoff-Gemisch zu entzünden und am Brennen zu halten.Sintered ceramic is very long-term stable and temperature resistant, so that the burner according to the invention has a very long life and is not subject to temperature-related adverse effects. The reinforced region of the heating element is dimensioned so that the remaining surface of the preferred frusto-conical annealing element is large enough to ignite in operation over the glowing metal fleece, the air-fuel mixture and to keep burning.

Weiterhin ist vorteilhaft, dass der Bereich aus Keramik an einem weit geöffneten Ende des hohlkegelstumpfförmigen Elements angeordnet ist und dass der Bereich aus Keramik zungenförmig ausgebildet ist. Der Bereich aus Keramik passt sich damit gut in die Form des hohlkegelstumpfförmigen Elements ein. Die Keramik kann dabei z. B. an einem Boden oder einer Zwischenwand des Brennergehäuses fixiert werden, was die Stabilität des Glühelements erhöht. Natürlich sind auch für die Positionierung der Keramik beliebig andere Bereiche an der Wandung des Glühelements möglich. Auch kann der verstärkte Bereich von der Zungenform abweichend ausgebildet sein.Furthermore, it is advantageous that the region of ceramic is arranged at a wide open end of the hollow truncated cone-shaped element and that the region of ceramic is tongue-shaped. The ceramic area fits well into the shape of the hollow frustoconical element. The ceramic can be z. B. are fixed to a floor or an intermediate wall of the burner housing, which increases the stability of the glow element. Of course, any other areas on the wall of the glow element are also possible for the positioning of the ceramic. Also, the reinforced area may be deviated from the tongue shape.

Ferner ist vorteilhaft, dass der Bereich aus Keramik eine Bohrung umfasst, in die die Glühkerze eingeführt ist und dass eine Ausrichtung der Bohrung einen Anstellwinkel der Glühkerze im Glühelement vorgibt. Somit kann die Glühkerze im Innern des hohlkegelstumpfförmigen Elements derart positioniert und ausgerichtet werden, dass für eine Glühspitze der Glühkerze eine bestmögliche Position zum Entzünden des Luft-Kraftstoff-Gemischs erzielt werden kann. So kann die Glühkerze z. B. in einem rechten Winkel zur Wandung des Glühelements eingeführt werden; sie kann aber auch in einem stumpfen oder spitzen Winkel zur Wandung des Glühelements eingeführt werden. Somit ergeben sich vielfältige konstruktive Freiheitsgrade.Furthermore, it is advantageous that the region of ceramic comprises a bore into which the glow plug is inserted and that an alignment of the bore predetermines an angle of incidence of the glow plug in the glow element. Thus, the glow plug inside the hollow frusto-conical member can be positioned and aligned so that a best possible position for igniting the air-fuel mixture can be achieved for a glow plug of the glow plug. So the glow plug z. B. are introduced at a right angle to the wall of the glow element; but it can also be introduced at an obtuse or acute angle to the wall of the glow element. This results in a variety of constructive degrees of freedom.

Ein Durchmesser der Bohrung kann dabei zum Beispiel ca. 4 mm betragen, wobei die Glühkerze bevorzugt lediglich eine glühende Spitze, die elektrische Kontaktierung und die interne Ansteuerung umfassen kann. Ein Glühkerzengehäuse kann dann entfallen. Dadurch verkürzt sich die Aufheizzeit der Glühkerze; außerdem sinken Bauraumbedarf und Herstellungskosten.A diameter of the bore can be, for example, about 4 mm, the glow plug preferably only a glowing tip, the electrical contact and the internal control may include. A glow plug housing can then be omitted. This shortens the heating time of the glow plug; In addition, space requirements and production costs are falling.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Brenners kann die Glühkerze über eine Schraubverbindung in der Bohrung mechanisch fixiert werden, wobei die Glühkerze einen Anschlag zum Aufsetzen der Glühkerze an der Keramikfläche und – nach dem Einführen der Glühkerze in die Bohrung – auf der Gegenseite der Keramikfläche ein Gewinde (z. B. ein M4-Gewinde) zum Befestigen der Glühkerze mit einer Mutter aufweist. Damit ist die Glühkerze sicher aber lösbar in der Bohrung der Keramikfläche fixiert.In a preferred embodiment of the burner, the glow plug can be mechanically fixed by a screw in the bore, the glow plug a stop for placing the glow plug on the ceramic surface and - after inserting the glow plug in the bore - on the opposite side of the ceramic surface a thread ( eg, an M4 thread) for attaching the glow plug to a nut. Thus, the glow plug is securely but releasably fixed in the bore of the ceramic surface.

Neben der mechanischen Fixierung kann die Schraubverbindung auch eine elektrische Kontaktierung unterstützen, indem die Glühkerze über die Schraubverbindung elektrisch kontaktiert ist und dass die elektrische Kontaktierung derart erfolgt, dass bspw. ein elektrischer Pluspol an einer Innenseite und ein elektrischer Minuspol an einer Außenseite des Glühelements anliegt. Dabei können die elektrischen Kontakte im Sintermaterial eingelassen sein oder auf dem Sintermaterial aufgetragen sein. So können einerseits die Mutter oder ein Unterlageelement der Mutter und der Anschlag des Glühstifts bei der Montage automatisch mit einem jeweiligen elektrischen Kontakt in Verbindung gebracht werden.In addition to the mechanical fixation, the screw connection can also support an electrical contacting by electrically contacting the glow plug via the screw connection and the electrical contacting takes place in such a way that, for example, an electrical positive pole bears against an inner side and an electrical negative pole bears against an outer side of the heating element. In this case, the electrical contacts may be embedded in the sintered material or applied to the sintered material. Thus, on the one hand, the nut or a base element of the mother and the stop of the glow plug can be automatically brought into contact with a respective electrical contact during assembly.

Stromleitende Befestigungslaschen an der Mutter, dem Unterlageelement bzw. am Anschlag können dies vorteilhaft unterstützen. Andererseits kann der elektrische Kontakt leicht in oder auf dem Sintermaterial nach außen geführt werden, um die Glühkerze elektrisch anzuschließen. Dies wird noch dadurch vorteilhaft unterstützt, dass das Sintermaterial bzw. die Keramik elektrisch isolierend wirkt. Elektrische Kurzschlüsse oder andere unerwünschte elektrische Kontakte werden verhindert. Dadurch ergibt sich ein einfacher Einbau der Glühkerze und eine einfache Kontaktierung und Kabelführung. Auch eine Vorkonfiguration des gesamten Brenners ist dadurch leicht möglich.Current-conducting fastening tabs on the nut, the base element or on the stop can advantageously support this. On the other hand, the electrical contact can be easily led out in or on the sintered material to electrically connect the glow plug. This is further advantageously supported by the fact that the sintered material or the ceramic has an electrically insulating effect. Electrical short circuits or other unwanted electrical contacts are prevented. This results in a simple installation of the glow plug and a simple contact and cable management. A preconfiguration of the entire burner is thus easily possible.

Eine Steuerung des Brenners geschieht über ein elektronisches Steuergerät, das die Notwendigkeit der Regeneration des Partikelfilters ermittelt und im gegeben Fall die Regeneration über eine Aktivierung des Brenners anstößt.A control of the burner is done via an electronic control unit, which determines the need for the regeneration of the particulate filter and in a given case, the regeneration of an activation of the burner abuts.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail in the following description. In each case, in schematic form:

1 das Umfeld der Erfindung; 1 the environment of the invention;

2 einen Brenner aus 1 in einem Längsschnitt; 2 a burner off 1 in a longitudinal section;

3 ein Glühelement aus 2 in einem Längsschnitt, 3 a glow element 2 in a longitudinal section,

4 das Glühelement aus 2 in einer Draufsicht; und 4 the glow element off 2 in a plan view; and

5 das Glühelement aus 2 in einer Seitenansicht. 5 the glow element off 2 in a side view.

1 zeigt eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt), die nach dem Diesel-Verfahren arbeitet. Die Strömungsrichtung der abgase ist durch Pfeile ohne Bezugszeichen angedeutet. 1 shows an exhaust aftertreatment device 10 an internal combustion engine (not shown), which operates according to the diesel method. The flow direction of the exhaust gases is indicated by arrows without reference numerals.

Die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 weist ein Abgasrohr 12 auf, das die Abgase 14 einer Brennkraftmaschine aufnimmt. Zwischen einem ersten Abschnitt 12.1 und einem zweiten Abschnitt 12.2 des Abgasrohrs 12 ist ein Oxidationskatalysator 16 angeordnet. Ein Ausgang des Oxidationskatalysators 16 ist über den zweiten Abschnitt 12.2 des Abgasrohrs 12 mit einem Eingang eines Partikelfilters 18 verbunden. Über den gesamten Verlauf des Abgasrohrs 12 sind an unterschiedlichen Positionen Temperatursensoren 20 angeordnet, um eine jeweilige Abgastemperatur zum Steuern der Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 zu ermitteln.The exhaust aftertreatment device 10 has an exhaust pipe 12 on, that's the exhaust 14 an internal combustion engine receives. Between a first section 12.1 and a second section 12.2 of the exhaust pipe 12 is an oxidation catalyst 16 arranged. An outlet of the oxidation catalyst 16 is about the second section 12.2 of the exhaust pipe 12 with an input of a particulate filter 18 connected. Over the entire course of the exhaust pipe 12 are temperature sensors at different positions 20 arranged to a respective exhaust gas temperature for controlling the exhaust aftertreatment device 10 to investigate.

Außerdem weist die Abgasnachbehandlungsvorrichtung 10 einen SCR-Katalysator 22 auf (SCR = selective catalytic reduction). Ein SCR-Katalysator begünstigt eine selektive katalytische Reduktion, die Stickoxide im Abgas in Anwesenheit von Sauerstoff reduziert. Der SCR-Katalysator 22 ist eingangsseitig über einen dritten Abschnitt 12.3 des Abgasrohrs 12 mit einem Ausgang des Partikelfilters 18 verbunden. Im dritten Abschnitt 12.3 ist zur Überwachung des Stickoxidanteils im Abgas ein NOx-Sensor 24 angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass die hier gezeigten Sensoren nur eine beispielhafte Auswahl darstellen und im realen Betrieb noch weitere Sensoren im Bereich des Abgasrohrs angeordnet sein können.In addition, the exhaust aftertreatment device 10 an SCR catalyst 22 on (SCR = selective catalytic reduction). An SCR catalyst favors a selective catalytic reduction that reduces nitrogen oxides in the exhaust gas in the presence of oxygen. The SCR catalyst 22 is on the input side over a third section 12.3 of the exhaust pipe 12 with an output of the particulate filter 18 connected. In the third section 12.3 is to monitor the nitrogen oxide content in the exhaust a NO x sensor 24 arranged. It should be noted that the sensors shown here represent only an exemplary selection and in real operation, further sensors may be arranged in the region of the exhaust pipe.

In dem dritten Abschnitt 12.3 des Abgasrohrs 12 kann eine steuerbare Dosiereinrichtung 26 zum Einspritzen einer wässrigen Harnstofflösung aus einem separaten Tank (nicht dargestellt) angeordnet sein. Die wässrige Harnstofflösung wirkt im SCR-Katalysator 22 bei der selektiven katalytischen Reduktion.In the third section 12.3 of the exhaust pipe 12 For example, a controllable metering device 26 for injecting an aqueous urea solution from a separate tank (not shown) may be arranged. The aqueous urea solution acts in the SCR catalyst 22 in selective catalytic reduction.

In dem ersten Abschnitt 12.1 des Abgasrohrs 12 ist ein erfindungsgemäßer Brenners 28 angeordnet. Der Brenner 28 hat die Aufgabe bei Bedarf die Temperatur der Abgase soweit anzuheben, dass eine Regeneration des Partikelfilters 18 durch Abrennen von Rußpartikeln ausgelöst wird.In the first section 12.1 of the exhaust pipe 12 is a burner according to the invention 28 arranged. The burner 28 has the task if necessary to raise the temperature of the exhaust gases so far that a regeneration of the particulate filter 18 caused by burning off soot particles.

Zu diesem Zweck wird im Innern des Brenners 28 ein Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt. Aufbau und Funktion des Brenners 28 mit einem Gehäuse 34 werden weiter unten anhand der 2 bis 5 erläutert.For this purpose, inside the burner 28 burned an air-fuel mixture. Structure and function of the burner 28 with a housing 34 will be explained below using the 2 to 5 explained.

Im weiteren Verlauf des ersten Abschnitts 12.1 ist stromabwärts des Brenners 28 eine Einspritzvorrichtung 32 für Kraftstoff vorgesehen. Der bei Bedarf durch die Einspritzvorrichtung 32 eingespritzte Kraftstoff wird im ersten Abschnitt 12.1 des Abgasrohrs verdampft. Beim Eintritt in den Oxidationskatalysator 16 hat das Abgas auf eine Temperatur von ca. 300°C bis 400°C.In the further course of the first section 12.1 is downstream of the burner 28 an injection device 32 intended for fuel. The if necessary by the injection device 32 injected fuel is in the first section 12.1 of the exhaust pipe evaporates. Upon entering the oxidation catalyst 16 has the exhaust gas at a temperature of about 300 ° C to 400 ° C.

Der im Abgas enthaltene verdampfte Kraftstoff bewirkt im Oxidationskatalysator 16 eine stark exotherme Reaktion, wobei das so aufgeheizte Abgas den Partikelfilter 18 zu seiner Regeneration zusätzlich aufheizt. Zur Regeneration der Partikelfilters 18 ist eine Temperatur von über 600°C nötig.The vaporized fuel contained in the exhaust gas causes in the oxidation catalyst 16 a strongly exothermic reaction, whereby the exhaust gas thus heated up the particle filter 18 in addition to its regeneration heats up. For the regeneration of the particle filters 18 a temperature of over 600 ° C is necessary.

2 zeigt den erfindungsgemäßen Brenner 28 schematisch in einem Längsschnitt. Der Brenner 29 weist ein Gehäuse 34 auf, das eine Brennkammer 38 begrenzt. Das Gehäuse 34 ist gasdicht mit einer Bodenplatte (ohne Bezugszeichen) im Bereich einer Luftzufuhr 50 verbunden. An dem in 2 rechten Ende des Gehäuses 34 ist ein Flansch 36 ausgebildet, um den Brenner 28 mit dem Abgasrohr 12 verbinden zu können. 2 shows the burner according to the invention 28 schematically in a longitudinal section. The burner 29 has a housing 34 on, that's a combustion chamber 38 limited. The housing 34 is gas-tight with a bottom plate (no reference numeral) in the air supply 50 connected. At the in 2 right end of the case 34 is a flange 36 trained to the burner 28 with the exhaust pipe 12 to be able to connect.

In der Brennkammer 38 ist ein Glühelement 40 angeordnet. Das kegelstumpfförmige Glühelement 40 kann aus einem temperaturbeständigen Metallvlies hergestellt sein und stützt sich einerseits an einer Bodenplatte 41 des Gehäuses 34 und andererseits an einer gelochten Zwischenwand 43 ab.In the combustion chamber 38 is a glow element 40 arranged. The frustoconical glow element 40 can be made of a temperature-resistant metal fleece and is based on the one hand on a base plate 41 of the housing 34 and on the other hand on a perforated partition 43 from.

Das Glühelement 40 weist einen verstärkten Bereich 44 auf in dem eine Glühkerze 46 befestigt ist. Der Bereich 44 ist bevorzugt aus gesinterter Keramik hergestellt. Durch verstärkten Bereich 44 ragt die Glühkerze 46 in das Innere des Glühelements 40 und kann den von einem Dosierventil 30 bei Bedarf eingespritzten Kraftstoff entzünden.The glow element 40 has a reinforced area 44 in which a glow plug 46 is attached. The area 44 is preferably made of sintered ceramic. Through reinforced area 44 sticks out the glow plug 46 in the interior of the glow element 40 and can do that from a dosing valve 30 ignite fuel injected if necessary.

Das Glühelement 40 ist dabei derart im Gehäuse 34 angeordnet, dass eine Einspritzdüse 48 des außen am Gehäuse 34 angeordneten Dosierventils 30 Kraftstoff in das Innere des Glühelements 40 einspritzen und zerstäuben kann. Die zum Verbrennen des eingespritzten Kraftstoffs nötige Luft wird durch Luftzuführungen 50 in die Brennkammer 38 eingeleitet. Außerdem umfasst der Brenner 28 zur Überwachung der Temperatur im Brenner 28 ein Thermoelement 52, das durch das Gehäuse 34 in die Brennkammer 38 ragt.The glow element 40 is so in the case 34 arranged that an injection nozzle 48 the outside of the housing 34 arranged metering valve 30 Fuel in the interior of the glow element 40 can inject and atomize. The air necessary for burning the injected fuel is supplied by air supply 50 into the combustion chamber 38 initiated. In addition, the burner includes 28 for monitoring the temperature in the burner 28 a thermocouple 52 that through the case 34 into the combustion chamber 38 protrudes.

Zur detaillierten Darstellung des erfindungsgemäßen Glühelements 40 zeigt 3 das Glühelement 40 in einem Längsschnitt; 4 zeigt das Glühelement 40 in einer Draufsicht und 5 zeigt das Glühelement 40 in einer Seitenansicht.For a detailed illustration of the glow element according to the invention 40 shows 3 the glow element 40 in a longitudinal section; 4 shows the glow element 40 in a plan view and 5 shows the glow element 40 in a side view.

Wie aus 3 ersichtlich ist, sind das Metallvlies 42 und der verstärkte Bereich 44 aus gesinterter Keramik bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa gleich dick. Natürlich können die Dicken auch unterschiedlich sein.How out 3 it can be seen are the metal fleece 42 and the reinforced area 44 made of sintered ceramic in the illustrated embodiment about the same thickness. Of course, the thicknesses can also be different.

Im verstärkten Bereich 44 ist eine Bohrung 54 (z. B. ca. 4 mm) vorgesehen, in der die Glühkerze 46 steckt. Die Glühkerze 46 ist in 3 rechtwinklig zur Wandung des Glühelements 40 angeordnet. Es sind aber auch beliebig andere, spitze und stumpfe, Winkel möglich. Der Winkel sollte dabei so gewählt werden, dass die bei Bestromung glühende Spitze der Glühkerze 46 bestmöglich positioniert ist, um das Luft-Kraftstoff-Gemischs im Innern des Glühelements 40 zu entzünden.In the reinforced area 44 is a hole 54 (For example, about 4 mm) provided in the glow plug 46 plugged. The glow plug 46 is in 3 perpendicular to the wall of the heating element 40 arranged. But there are also any other, sharp and dull, angle possible. The angle should be chosen so that the glowing when energized tip of the glow plug 46 is optimally positioned to the air-fuel mixture inside the glow element 40 to ignite.

Die Glühkerze 46 weist einen kragenförmig ausgebildeten Anschlag 56 auf, mit dem die Glühkerze 46 an der Innenseite verstärkten Bereichs 44 des Glühelements 40 anliegt. An der Außenseite des Glühelements 40 weist die Glühkerze 46 ein Außengewinde (z. B. M4) auf, das mit einer Mutter 58 zusammenwirkt und die Glühkerze 46 an dem Teilbereich 44 befestigt. Unter der Mutter 58 kann eine Unterlegscheibe 60 vorgesehen sein.The glow plug 46 has a collar-shaped stop 56 on, with the glow plug 46 Reinforced area on the inside 44 of the heating element 40 is applied. On the outside of the glow element 40 points the glow plug 46 an external thread (eg M4) on, which with a nut 58 interacts and the glow plug 46 at the subarea 44 attached. Under the mother 58 can be a washer 60 be provided.

Zur elektrischen Kontaktierung der Glühkerze 46 ist bspw. vorgesehen, dass der Anschlag 56 und die Unterlegscheibe 60 Befestigungslaschen (nicht sichtbar) aufweisen, die mit elektrischen Kontakten 62 elektrisch leitend verbunden sind.For electrical contacting of the glow plug 46 is, for example, provided that the stop 56 and the washer 60 Fastening tabs (not visible), with electrical contacts 62 are electrically connected.

Der Anschlag 56 und die Unterlegscheibe 60 haben eine elektrische Verbindung zu einer elektrischen Heizeinrichtung der Glühkerze 46. In der dargestellten Ausführung liegt am Anschlag 56 ein elektrischer Pluspol und an der Unterlegscheibe 60 ein elektrischer Minuspol an. Eine solche Kontaktierung führt zu einem einfachen Einbau der Glühkerze 46, sowie des gesamten Glühelements 40, wobei auch die Kabelführung stark vereinfacht ist.The stop 56 and the washer 60 have an electrical connection to an electric heater of the glow plug 46 , In the illustrated embodiment is located on the stop 56 a positive electric pole and on the washer 60 an electrical negative pole. Such a contact leads to a simple installation of the glow plug 46 , as well as the entire heating element 40 , wherein the cable guide is greatly simplified.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung, sind das Glühelement 40 und die Glühkerze 46 vollständig in der Brennkammer 38 angeordnet, so dass eine gesonderte Abdichtung zwischen Glühkerze 46 und Gehäuse 36 entbehrlich ist. Das spart Kosten und erhöht die Zuverlässigkeit.In the embodiment according to the invention, the glow element 40 and the glow plug 46 completely in the combustion chamber 38 arranged so that a separate seal between the glow plug 46 and housing 36 is dispensable. This saves costs and increases reliability.

Die Ausgestaltung des verstärkten Bereichs 44 aus gesinterter Keramik entkoppelt das Metallvlies 42 elektrisch von der Glühkerze 46, was elektrische Kurzschlüsse und sonstige unerwünschte elektrische Kontakte verhindert. Außerdem ist gesinterte Keramik hochtemperaturbeständig, was die Lebensdauer des Brenners 28 verlängert.The design of the reinforced area 44 made of sintered ceramic decouples the metal fleece 42 electrically from the glow plug 46 What prevents electrical short circuits and other unwanted electrical contacts. In addition, sintered ceramic is high temperature resistant, which extends the life of the burner 28 extended.

Durch die erfindungsgemäße Befestigung der Glühkerze 46 an dem verstärkten Bereich 44 aus nicht-leitender Sinterkeramik wird auch die Kontaktierung der Glühkerze vereinfacht. Sie entsteht ohne weiteres Zutun beim Verschrauben der Glühkerze 46 mit dem verstärkten Bereich 44 des Glühelements 40.By the inventive fastening of the glow plug 46 at the reinforced area 44 From non-conductive sintered ceramic and the contacting of the glow plug is simplified. It arises without further action when screwing the glow plug 46 with the reinforced area 44 of the heating element 40 ,

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0532031 B1 [0003] EP 0532031 B1 [0003]

Claims (12)

Brenner (28) einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) einer Brennkraftmaschine, wobei der Brenner (28) eine Glühkerze (46) und ein Glühelement (40) umfasst, um in dem Brenner (28) eingespritzten Kraftstoff zu entzünden, und wobei die Glühkerze (46) direkt oder mittelbar an dem Glühelement (40) befestigt ist.Burner ( 28 ) an exhaust aftertreatment device ( 10 ) of an internal combustion engine, wherein the burner ( 28 ) a glow plug ( 46 ) and a glow element ( 40 ) in order to 28 ) ignited fuel, and wherein the glow plug ( 46 ) directly or indirectly on the glow element ( 40 ) is attached. Brenner (28) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bevorzugt kegelstumpfförmige Glühelement (40) im Wesentlichen aus Metallvlies besteht, dass ein verstärkter Bereich (44) des Glühelements (40) aus gesinterter Keramik besteht, und dass die Glühkerze (46) in dem verstärkten Bereich (44) an dem Glühelement (40) befestigt ist.Burner ( 28 ) according to claim 1, characterized in that the preferably frusto-conical heating element ( 40 ) consists essentially of metal fleece that a reinforced area ( 44 ) of the glow element ( 40 ) consists of sintered ceramic, and that the glow plug ( 46 ) in the reinforced area ( 44 ) on the glow element ( 40 ) is attached. Brenner (28) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verstärkte Bereich (44) aus Keramik zungenförmig ausgebildet ist.Burner ( 28 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforced area ( 44 ) is made of ceramic tongue-shaped. Brenner (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verstärkte Bereich (44) eine Bohrung (54) aufweist, und dass die Glühkerze (46) in der Bohrung (54) angeordnet ist.Burner ( 28 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforced area ( 44 ) a hole ( 54 ), and that the glow plug ( 46 ) in the hole ( 54 ) is arranged. Brenner (28) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausrichtung der Bohrung (54) einen Anstellwinkel der Glühkerze (46) im Glühelement (40) vorgibt.Burner ( 28 ) according to claim 4, characterized in that an alignment of the bore ( 54 ) an angle of incidence of the glow plug ( 46 ) in the glow element ( 40 ) pretends. Brenner (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkerze (46) in dem verstärkten Bereich (44) mit einer Schraubverbindung befestigt ist.Burner ( 28 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the glow plug ( 46 ) in the reinforced area ( 44 ) is fastened with a screw connection. Brenner (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkerze (46) in dem verstärkten Bereich (44), bevorzugt über die Schraubverbindung, elektrisch kontaktiert ist.Burner ( 28 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the glow plug ( 46 ) in the reinforced area ( 44 ), preferably via the screw, is electrically contacted. Brenner (28) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Seite des verstärkten Bereichs (44) ein elektrischer Pluspol vorgesehen ist, und dass auf der anderen Seite des verstärkten Bereichs (44) ein elektrischer Minuspol vorgesehen ist.Burner ( 28 ) according to claim 7, characterized in that on one side of the reinforced area ( 44 ) a positive electrical pole is provided, and that on the other side of the reinforced area ( 44 ) An electrical negative terminal is provided. Brenner (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keramik elektrisch isolierend wirkt.Burner ( 28 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ceramic acts electrically insulating. Brenner (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (28) ein Dosierventil (30) für Kraftstoff und mindestens eine Luftzufuhr (50) umfasst.Burner ( 28 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the burner ( 28 ) a metering valve ( 30 ) for fuel and at least one air supply ( 50 ). Brenner (28) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner der verstärkte Bereich (44) in der Nähe des Dosierventils (30) vorgesehen ist.Burner ( 28 ) according to claim 10, characterized in that the burner is the reinforced area ( 44 ) in the vicinity of the metering valve ( 30 ) is provided. Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) mit einem Brenner (28), der an ein Abgasrohr (12) der Abgasnachbehandlungsvorrichtung (10) angeschlossen ist und mit einem Brennstrahl in das Abgasrohr (12) hineinragt, wobei im Abgasrohr (12) stromabwärts ein Partikelfilter (18) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (28) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Exhaust aftertreatment device ( 10 ) with a burner ( 28 ) connected to an exhaust pipe ( 12 ) of the exhaust aftertreatment device ( 10 ) is connected and with a combustion jet in the exhaust pipe ( 12 protrudes, wherein in the exhaust pipe ( 12 ) downstream of a particulate filter ( 18 ), characterized in that the burner ( 28 ) is formed according to at least one of the preceding claims.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018071360A (en) * 2016-10-25 2018-05-10 株式会社三五 Exhaust purification device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0532031B1 (en) 1991-09-12 1996-02-14 Firma J. Eberspächer Device for the thermal regeneration of diesel engine exhaust particle filters

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