DE19526003C2 - Heizgerät für ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug - Google Patents
Heizgerät für ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes FahrzeugInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Heizgerät, insbesondere für ein von
einem Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug, mit einem Brenner,
dem aus einem Tank über eine Brennstoffleitung Brennstoff zugeführt
wird, wobei in die Brennstoffleitung ein Magnetventil eingefügt ist. Ein
derartiges Heizgerät ist aus JP 2-247 417 A (Patent Abstracts of Japan, Vol. 006 Nr. 105
(M-1369), 15. Juni 1982) bekannt.
Heizgeräte sind in verschiedenen Varianten bekannt. In den meisten
Fällen dienen sie als Zusatzheizung für PKW's, LKW's, Busse und
dergleichen, weshalb sie häufig auch nicht ganz korrekt als
"Standheizung" bezeichnet werden. Weitere wichtige Einsatzgebiete sind
Wohnmobile, Wohnanhänger, Boote und Schiffe und insbesondere auch
Baumaschinen.
In Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wird das Heizgerät zweckmäßi
gerweise im Bereich des Motorraums angeordnet, weil dort einerseits
eine Brennstoffleitung zur Anzapfung verfügbar ist, andererseits relativ
leicht zugänglicher Raum zur Unterbringung der Einzelteile des Heiz
geräts vorhanden ist.
Das Heizgerät enthält eine einem Brenner räumlich nachgeordnete Brenn
kammer, die von einem durch einen Wärmeträger durchströmten Raum
umgeben ist. Dem Brenner wird einerseits über ein Verbrennungsluftge
bläse Verbrennungsluft und andererseits von einer Brennstoffpumpe aus
einem Tank Brennstoff zugemessen.
Während Brennkammer, Brenner, Verbrennungsluftgebläse und weitere
Teile des Heizgeräts in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind,
befindet sich die Brennstoffpumpe üblicherweise an einer von diesem
Gehäuse entfernten Stelle, wobei sie über eine Brennstoffleitung einer
seits mit dem Tank oder einer Anzapfstelle der Kraftstoffleitung für den
Verbrennungsmotor und andererseits mit dem Brenner verbunden ist.
Je nach eingestellter Brennerleistung fördert die Brennstoffpumpe eine
mehr oder weniger große Menge Brennstoff pro Zeiteinheit zu dem
Brenner. Als Brennstoffpumpe wurden eigengesteuerte, auf Druck in der
Ablaufleitung ansprechende Druckpumpen (druckgesteuerte Pumpen) in
Verbindung mit einem Druckregler eingesetzt. Der grundsätzliche Auf
bau derartiger druckgesteuerter Pumpen wird weiter unten noch näher
erläutert.
Nach dem Ausschalten des Heizgeräts, insbesondere beim Abstellen des
Fahrzeugs, verbleibt in der Brennstoffleitung zwischen der druckge
steuerten Pumpe und dem Brenner eine Restmenge Brennstoff. Ist die
Umgebung der Brennstoffleitung warm oder gar heiß, wie es im Motor
raum eines Kraftfahrzeugs üblicherweise der Fall ist, so heizt sich der
Brennstoff in dem Brennstoffleitungs-Abschnitt auf, und es kommt zu
einem Verdampfen des Rest-Brennstoffs in dem genannten Abschnitt der
Brennstoffleitung. Da die Brennstoffpumpe stillsteht, wobei ein Zurück
weichen von sich ausdehnendem Brennstoff durch die Brennstoffpumpe
beispielsweise durch ein Rückschlagventil ausgeschlossen wird, wird
aufgrund des verdampfenden Brennstoffs und des dabei entstehenden
Überdrucks in dem genannten Abschnitt der Brennstoffleitung Brennstoff
in den Brenner gedrückt. Dieser Brennstoffanteil wird später bei einem
Zünden des Brenners mitverbrannt. Es müssen Maßnahmen getroffen
werden, damit diese in den Brenner gedrückte Menge Brennstoff nicht
eine solche Menge erreicht, daß es zu einer gefährlichen Explosion bei
einem späteren Zündvorgang kommt.
Das Verdampfen von Brennstoff nach dem Abstellen des Heizgeräts in
dem Leitungsabschnitt zwischen Brennstoffpumpe und Brenner führt zu
Problemen bei einem späteren Einschalten des Heizgeräts. Dann nämlich
fördert die Brennstoffpumpe nach ihrem Einschalten keinen Brennstoff,
sondern zunächst einmal nur Luft bzw. Gas/Dampf aus dem Abschnitt
der Brennstoffleitung zwischen der Brennstoffpumpe und dem Brenner.
Enthält der Brenner beispielsweise eine Düse zur Zersträubung des
Brennstoffs, so tritt aus der Düse lediglich ein Gemisch aus Luft, Gas
und Brennstoffdampf aus, welches in keinem Fall mit der dann gleich
zeitig zugeführten Verbrennungsluft ein brennbares Gemisch ergeben
kann. Erfolgt nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne eine aus
reichende Brennstoffzufuhr mit anschließender Flammenbildung, so wird
das Gerät durch den mit einem Flammenwächter in Verbindung stehen
den Sicherheitsschalter ausgeschaltet.
Durch die oben geschilderten Vorgänge kann es also zu beträchtlichen
Betriebsstörungen des Heizgeräts insbesondere dann kommen, wenn der
Teil der Brennstoffleitung, der zwischen der Brennstoffpumpe und dem
Brenner liegt, an einer solchen Stelle im Motorraum des Fahrzeugs
angeordnet ist, wo beträchtlich hohe Temperaturen herrschen. Derartige,
auf erhöhte Temperaturen eines Teils der Brennstoffleitung zurückzu
führende Probleme können auch andere Ursachen haben.
Man könnte nun daran denken, direkt nach jedem Einschaltvorgang des
Heizgeräts die Förderleistung der Brennstoffpumpe für eine bestimmte
Zeitspanne auf den Maximalwert einzustellen, damit möglichst viel Luft
sehr rasch aus dem Brennstoffleitungsabschnitt ausgetrieben wird.
Allerdings ist dies bei druckgesteuerten Pumpen, also eigengesteuerten
Pumpen nicht direkt möglich.
Bei der vorliegenden Anmeldung geht es in erster Linie um mit Benzin
betriebene Heizgeräte, wobei jedoch anzumerken ist, daß die Erfindung
auch bei mit Diesel betriebenen Fahrzeugheizgeräten ebenso wie bei
Brennern zum Regenerieren von Partikelfiltern für Dieselmotoren
eingesetzt werden kann.
Die Entwicklung der Kraftfahrzeugtechnik hat es mit sich gebracht, daß
moderne Pkw in zunehmendem Maß Einspritz- anstatt Vergasermotoren
besitzen. Bei Fahrzeugen mit Einspritzmotor befindet sich -
üblicherweise in der Nähe des Tanks - eine Kraftstoffpumpe, die
Kraftstoff aus dem Tank fördert und ihn über eine Vorlaufleitung dem
Einspritzsystem des Verbrennungsmotors zuführt. Je nach
Betriebszustand des Verbrennungsmotors wird von dieser mit relativ
hohem Durchsatz zugeführten Menge Kraftstoff ein Teil von dem
Einspritzsystem verbraucht, der Rest wird über eine Rücklaufleitung
wieder in den Tank zurückgeleitet.
Erfindungsgemäß ist das Magnetventil als Dosselstelle ausgebildet, und
die Brennstoffzufuhr erfolgt über eine druckgesteuerte Brennstoffpumpe.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einem Heizgerät mit
eigener, druckgesteuerter Brennstoffpumpe ein in die Brennstoffleitung
eingefügtes, als Drosselstelle wirkendes Magnetventil dem Brennstoff
einen erheblichen Widerstand entgegensetzt, welcher bei zunehmender
Durchflußmenge überproportional ansteigt, daß hingegen eine solche
Drosselstelle Luft bzw. Gas oder Dampf nur sehr geringen Widerstand
entgegensetzt. Im Normalbetrieb fällt der Druck in der Auslaßleitung der
druckgesteuerten Pumpe allmählich ab, und bei Erreichen eines bestimm
ten Werts wird ein druckabhängig betätigter Schalter geschlossen, so daß
ein Elektromagnet der Pumpe mit Strom gespeist wird und einen Pump
hub verursacht. Fällt der Druck in der Ausgangsleitung der Pumpe rela
tiv schnell ab, so erfolgen die Pumphübe mit relativ hoher Frequenz, und
entsprechend hoch ist die Förderleistung. Bei relativ langsamem Druck
abfall in der Ausgangsleitung der Pumpe ist die Förderleistung entspre
chend gering.
Wenn sich nun Gas, Dampf und/oder Luft in der Brennstoffleitung stro
mab bezüglich der Brennstoffpumpe befindet, so fällt der Druck dieses
Gases trotz der Drosselstelle relativ schnell ab, so daß die eigengesteu
erte Druckpumpe automatisch ihre Förderleistung schnell hochfährt und
dadurch alsbald eine große Gasmenge aus der Brennstoffleitung heraus
drückt. Wird dann schließlich wieder Brennstoff gefördert und steht
dieser Brennstoff an der Drosselstelle an, so kehrt die Pumpe wieder in
den Normalbetrieb zurück.
Das Magnetventil wird entsprechend der angeforderten Brennerleistung
mit einer definierten Frequenz angesteuert. Wenn man von einem kon
stanten Tastverhältnis (Verhältnis von
Öffnungszeit zur Schließzeit des Magnetventils) ausgeht, so entspricht
die Frequenz des das Magnetventil steuernden Signals der
Durchflußmenge. Abhängig von der Durchflußmenge ändert sich der
Druck in dem Leitungsabschnitt zwischen dem Magnetventil und der
Druckpumpe, so daß die Druckpumpe mit einer Hubfrequenz arbeitet,
die proportional zur Betätigungsfrequenz des Magnetventils ist.
Abhängig von der Förderleistung der druckgesteuerten Pumpe und der
Drosselwirkung im Magnetventil kann es bei sehr hohen, durch die
angeforderte Brennerleistung bedingten Pumpen-Durchflußmengen
zweckmäßig sein, das Magnetventil - vorübergehend - kontinuierlich zu
öffnen, wenn die Druckpumpe mit einer einen bestimmten Schwellen
wert überschreitenden Pumpfrequenz arbeitet.
Wie oben bereits angedeutet, soll darauf geachtet werden, daß nicht
allzuviel Brennstoff nach Abschalten des Heizgeräts durch den
Verdampfungsvorgang in die Brennkammer gedrückt wird. Erfindungs
gemäß ist deshalb vorgesehen, daß die Brennstoffpumpe und die
Drosselstelle möglichst nahe bei dem Brenner angeordnet sind.
In einem weiteren Anspekt der Erfindung ist die Brennstoffleitung für
den Brenner an die Vorlaufleitung gekoppelt, über die dem
Verbrennungsmotor mit Hilfe der Kraftstoffpumpe Kraftstoff zugeleitet
wird. Diese Maßnahme ist auch ohne das Magnetventil in der
Brennstoffleitung möglich.
Durch diese Maßnahme wird eine Reihe von Vorteilen erzielt:
- - die relativ teuere Brennstoffdosierpumpe im Fahrzeugheizgerät kann entfallen. Stattdessen werden vorhandene Bauteile der Kraftstoffördereinrichtung des Motors zum Teil mitbenutzt (diese werden unten noch näher erläutert);
- - in der Vorlaufleitung eines mit einem Einspritz-Ottomotor ausgestatteten Kraftfahrzeuges herrscht ein Druck - in der Größenordnung von bis zu 0,5 MPa. Dieser Vordruck steht - gegebenenfalls über einem in der Kraftstoffleitung vorhandenen Druckregler etwas verringert - an dem Brenner des Heizgeräts an. Aufgrund dieses Vordrucks kommt es - im Gegensatz zu den gewöhnlichen Dosierpumpen - auch bei Temperturen von oberhalb 20° nicht zu der unangenehmen Dampfblasenbildung in der Kraftstoffleitung;
- - durch Wegfall der Dosierpumpe läßt sich das gesamte Fahrzeugheizgerät kompakter bauen;
- - das Fahrzeugheizgerät läßt sich schneller zusammenbauen, weil durch den Wegfall der Kraftstoffdosierpumpe erhebliche Bauzeit eingespart wird;
- - der Anschluß der zu dem Brenner führenden Kraftstoffleitung an einer Vorlaufleitung ist wesentlich einfacher und mithin billiger als die Verlegung einer separaten Kraftstoffleitung zwischen dem Tank und dem Fahrzeugheizgerät.
Wie oben bereits angedeutet, ist zum dosierten Zumessen von Kraftstoff
zu dem Brenner als Ersatz für die Kraftstoffdosierpumpe eine
Einrichtung im Brenner vorgesehen. Hierbei handelt es sich gemäß der
Erfindung um das Magnetventil, welches in der Brennstoffleitung
angeordnet ist und das von dem Steuergerät des Fahrzeugheizgeräts mit
einem Steuersignal angesteuert wird. Dieses Steuersignal ist
vorzugsweise ein Pulsbreitenmodulations-Signal (PWM-Signal), welches
das Magnetventil mit einer Impulsfolge einer bestimmten Frequenz auf-
und zusteuert, wobei der Impulszug ein bestimmtes Tastverhältnis
aufweist, welches den mittleren Durchsatz durch das Magnetventil
bestimmt.
Die Bereitstellung des PWM-Signals erfolgt in dem Steuergerät, ohne
daß hierzu nennenswerter zusätzlicher Aufwand erforderlich ist. Das
Magnetventil selbst ist ein relativ kleines Bauteil, welches wesentlich
weniger Platz beansprucht als die früher notwendige
Kraftstoffdosierpumpe. Außerdem ist das Magnetventil vergleichsweise
billig.
Einem Einspritz-Ottomotor wird eine wesentlich höhere Kraftstoffmenge
zugeführt, als dieser selbst im höchsten Leistungsbereich verbraucht. Im
Vergleich dazu ist die von dem Heizgerät benötigte Menge Kraftstoff
gering, so daß die "Anzapfung" der Vorlaufleitung den Betrieb des
Motors in keiner Weise beeinträchtigt. Wenn der Verbrennungsmotor
läuft, steht genügend Kraftstoff für den Betrieb des Fahrzeugheizgeräts
auch in der höchsten Leistungsstufe zur Verfügung. Soll das
Fahrzeugheizgerät auch bei stillstehendem Verbrennungsmotor (wenn
auch die Kraftstoffpumpe des Fahrzeugs stillsteht) betrieben werden, so
muß mangels vorhandener Kraftstoffdosierpumpe im Fahrzeugheizgerät
die Kraftstoffpumpe des Fahrzeugs in Betrieb gesetzt werden. Hierzu
sieht die Erfindung vor, daß die Kraftstoffpumpe bei Motorstillstand
seitens des Fahrzeugheizgeräts betrieben wird, insbesondere dadurch,
daß das Steuergerät des Fahrzeugheizgeräts ein PWM-Signal zum
Betreiben der Kraftstoffpumpe liefert. Dieses PWM-Signal ist dann
derart auf den Betrieb des Fahrzeugheizgeräts abgestimmt, daß die
Kraftstoffpumpe des Fahrzeugs nur diejenige Menge Kraftstoff liefert,
die von dem Heizgerät maximal benötigt wird. Hierdurch wird erreicht,
daß die Kraftstoffpumpe nicht mit voller Last arbeitet, was eine
beträchtliche Einsparung elektrischer Energie bedeutet.
Wie eingangs erwähnt, ist die vorliegende Erfindung speziell für solche
Kraftfahrzeuge gedacht, die einen Einspritz-Ottomotor besitzen. Dennoch
ist die Erfindung auch bei Dieselmotoren einsetzbar. Bei Einsatz
entsprechender Druckregelmaßnahmen läßt sich erreichen, daß der
Vordruck am Fahrzeugheizgerät auf einen geeignet geringen Wert
herabgesetzt ist.
Der Begriff "Fahrzeugheizgerät" betrifft die eingangs erläuterten
Heizgeräte, die hauptsächlich dazu dienen, den Fahrgastraum eines
Fahrzeugs aufzuheizen, die aber auch dazu eingesetzt werden,
Wärmeenergie in den Kühlmittelkreislauf von Dieselmotoren,
insbesondere Turbodieselmotoren, einzuspeisen, wenn diese Motoren mit
einem derart hohen Wirkungsgrad betrieben werden, daß die
Kühlmitteltemperatur nicht oder nur sehr langsam auf den optimalen
Wert ansteigt.
Eine spezielle Einsatzmöglichkeit der Erfindung ist aber auch der
Brenner einer Vorrichtung zum Regenerieren von Partikelfiltern von
Dieselmotoren. Solche Partikelfilter werden in bestimmten Intervallen
mit Hilfe eines Brenners gereinigt oder regeneriert, wobei dieser
Brenner ebenfalls mit Benzin oder Diesel als Brennstoff betrieben wird.
Anstelle einer dem Brenner Kraftstoff zuführenden
Kraftstoffdosierpumpe kann die Kraftstoffzufuhr auch durch Verbinden
des Brenners mit der Vorlaufleitung der Kraftfahrzeug-Einspritzanlage
zugeführt werden und die Kraftstoffzufuhr mit einem oben beschriebenen
Taktventil und entsprechender Ansteuerung erfolgen.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer druckgesteuerten Brennstoff
pumpe in Verbindung mit einem nachgeschalteten Magnetventil
gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung,
Fig. 2 den zeitabhängigen Druckverlauf am Ausgang der Pumpe nach
Fig. 1,
Fig. 3 die sich zeitlich ändernde Frequenz des Magnetventils nach
Fig. 1,
Fig. 4 die Beziehung zwischen dem Druck am Ausgang der Pumpe
und der Durchflußmenge,
Fig. 5 eine teilweise schematische Ansicht einzelner Elemente eines
Kraftfahrzeugantriebs und eines Heizgeräts für ein
Kraftfahrzeug, gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung.
Nach Fig. 1 ist eine druckgesteuerte Brennstoffpumpe 2 in die hier
abschnittsweise mit L1, L2, L3 und L4 bezeichnete Brennstoffleitung
zwischen einem (nicht dargestellten) Tank und einem (ebenfalls nicht
dargestellten) Brenner eingefügt.
Über einen durch einen Leitungsabschnitt L1 gebildeten und ein erstes
Rückschlagventil 4 aufweisenden Zulauf gelangt Brennstoff in eine
Pumpenkammer 6, wo ein gewisser Druck herrscht. Die Pumpenkammer
6 wird einerseits durch einen Teil eines Pumpengehäuses 12 gebildet,
andererseits durch einen Membran 8, deren Mittelbereich an einer Platte
28 anliegt, die ihrerseits mit einem Anker 16 eines Elektromagneten 14
gekoppelt ist. Die Platte 28 ist am hinteren Teil des Pumpengehäuses 12
durch eine Feder 10 abgestützt.
Der Anker 16 trägt einen Stift 18, der auf eine Kontaktfeder 20 eines
Schalters einwirkt, der im Stromkreis des Elektromagneten 14 liegt.
Aus der Pumpenkammer 6 kann unter Druck stehender Brennstoff über
ein zweites Rückschlagventil 22 in den Leitungsabschnitt L2 strömen.
Mit dem Abströmen des Brennstoffs aus der Pumpenkammer 6 sinkt der
Druck in der Pumpenkammer 6, so daß sich die Membran 8 unter der
Vorspannung der Feder 10 in Fig. 1 nach rechts bewegt. Mit dieser
Bewegung bewegt sich auch der mit der Platte 28 gekoppelte Stift 18
des Ankers 16, bis die äußere Spitze des Stifts 18 schließlich so weit
nach rechts gewandert ist, daß die Kontaktfeder 20 mit dem feststehen
den Kontakt 30 in Berührung gelangt und den Stromkreis des Elektroma
gneten 14 schließt.
Der erregte Elektromagnet 14 bewegt den Anker 16 in Fig. 1 nach links
entgegen der Vorspannkraft der Feder 16, so daß weiterer Brennstoff
über den Leitungsabschnitt L1 und das erste Rückschlagventil 4 in die
Pumpenkammer 6 strömen kann. Anschließend wiederholt sich der oben
geschilderte Vorgang.
Aus dem den Ablauf der druckgesteuerten Pumpe 2 bildenden Leitungs
abschnitt L2 gelangt der Brennstoff schließlich in den Leitungsabschnitt
L3 vor einer Drosselstelle 26, die hier mit Hilfe eines Magnetventils 24
ausgebildet ist.
Über eine Steuerleitung S wird auf das Magnetventil ein Steuersignal
einer bestimmten Frequenz gegeben, so daß das Magnetventil 24 die
Verbindung zwischen den beiden Brennstoffleitungsabschnitten L3 und
L4 öffnet und schließt bzw. erweitert und verengt. Je nach angeforderter
Brennerleistung (Wärmebedarf) erfolgt die Ansteuerung des
Magnetventils 24 mit einem Signal geringer oder hoher Frequenz.
Dies ist in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt. Gemäß Fig. 3 ist
die Betätigungsfrequenz FM für das Magnetventil 24 zunächst relativ
hoch, was einer relativ großen Durchflußmenge VM entspricht.
Entsprechend ist in Fig. 2 in der linken Hälfte der Druckverlauf in der
Pumpenkammer dargestellt. Aufgrund der relativ hohen Durchflußmenge
durch das Magnetventil macht die Pumpe 2 relativ viel Förderhübe. Die
Druckschwankungen in der Pumpe sind relativ gering, so daß sie kaum
Einfluß auf den Durchsatz an der Stelle des Magnetventils haben.
Wenn dann die Betätigungsfrequenz fM des Magnetventils gesenkt wird,
wie dies rechts in Fig. 3 dargestellt ist, so ist die Fördermenge
entsprechend gering, und dementsprechend niederfrequent ist auch die
Pumpfrequenz der Pumpe. Rechts in Fig. 2 ist lediglich ein einziger
Vorgang der oben beschriebenen Art für eine relativ lange Zeitspanne
dargestellt.
Wenn man unter Bezugnahme auf Fig. 1 nun annimmt, daß sich in den
Leitungsabschnitten L2, L3 und L4 eine große Menge Gas und Dampf
angesammelt hat, bedingt durch die große Nähe der durch die Abschnitte
L2, L3 und L4 gebildeten Brennstoffleitung zu dem Motor des
Fahrzeugs, so erfolgt an der Drosselstelle 26 beim Einschalten des Heiz
geräts nur eine relativ geringe Hemmung der durchströmenden Luft. Mit
anderen Worten: der Strömungswiderstand der Drosselstelle gegenüber
Luft ist extrem niedrig im Vergleich zum Strömungswiderstand
gegenüber Brennstoff.
Wegen des geringen Strömungswiderstands gegenüber Gas/Luft/Dampf
erfolgt im Bereich des Leitungsabschnitts L2, das heißt am Ablauf der
druckgesteuerten Pumpe 2 ein relativ schneller Druckabfall, so daß der
oben beschriebene Pumpvorgang, gekennzeichnet durch das nach-rechts-
Wandern des Ankers 16 und das anschließende elektromagnetisch
bedingte Zurückschnellen des Ankers 16 nach links, sich sehr rasch
wiederholt, und zwar so lange, bis der Druckabfall in der Ablaufleitung
L2 der Pumpe 2 wieder langsamer wird. Dies ist der Fall, wenn
praktisch die gesamte Luft aus den Leitungsabschnitten L2, L3
ausgetrieben ist und wieder Brennstoff an der Drosselstelle 26 ansteht.
Die Drosselstelle 26 mit dem Magnetventil 24 wird vorzugsweise in
enger Nachbarschaft zu dem Brenner bzw. der Brennkammer
angeordnet, und auch die Pumpe 2 wird möglichst nahe bei dem Brenner
angeordnet, damit möglichst wenig Brennstoff durch den Verdampfungs
vorgang aus dem Leitungsabschnitt zwischen der Pumpe und dem
Brenner in letzteren gedrängt werden kann.
Fig. 4 zeigt die Druckverhältnisse an der Pumpe in Abhängigkeit von
der Durchflußmenge. Die ausgezogene Kurve zeigt den durch das
Magnetventil 24 gebildeten Widerstand R9B gegenüber dem Brennstoff,
während die gestrichelte Linie den Widerstand RL gegenüber Luft
darstellt. Wie man sieht, steigt der Widerstand RB gegenüber dem
Brennstoff mit zunehmender Durchflußmenge stark und überproportional
an. Da die Druckdifferenz Δp an der Pumpe während eines Förder
pumpenhubs relativ gering ist, ergeben sich nur sehr geringe Durch
flußmengenschwankungen, die für die hier interessierenden
Betrachtungen vernachlässigbar sind.
Anhand der Fig. 5 soll nun der zweite Aspekt der Erfindung erläutert
werden.
In der Fig. 5 ist unten schematisch ein an sich in üblicher Weise
ausgebildetes Fahrzeugheizgerät 32 dargestellt. Ein Gehäuse des
Fahrzeugheizgeräts 32 nimmt einen allgemein als Funktionsblock
dargestellten Brenner 34 auf. Dem Brenner 34 werden für den Betrieb
Kraftstoff und - über ein nicht gezeigtes Verbrennungsluftgebläse -
Verbrennungsluft zugeführt. Der Flammraum des Brenners ist von
einem Wärmetauscher umgeben, der die von dem Brenner erzeugte
Wärme auf einen Wärmeträger (Wasser oder Luft) überträgt. Die in dem
Wärmeträger enthaltene Wärmeenergie wird dann über ein hier nicht
dargestelltes Leitungssystem einem Wärmetauscher zugeführt, der sich
zum Beispiel im Belüftungssystem eines Fahrgastraums eines Fahrezugs
befindet.
Das Fahrzeugheizgerät besitzt eine Heizgerätsteuerung 36, die in der
Figur ebenfalls schematisch angedeutet ist. Das Steuergerät 36 empfängt
von verschiedenen, hier nicht dargestellten Sensoren Zustandssignale und
steuert verschiedene Funktionen des Fahrzeugheizgeräts 32.
Die Kraftstoffzufuhr zu dem Brenner 34 erfolgt über eine
Kraftstoffleitung 38, in die ein Druckregler 40 und ein elektrisches
Magnetventil 42 eingefügt sind.
In der Kraftstoffleitung 38 steht Benzin als Kraftstoff mit einem
bestimmten Vordruck von zum Beispiel 3 bar an. Das elektrische
Magnetventil 42 wird von einem PWM-Signal, welches eine bestimmte
Frequenz und ein bestimmtes Tastverhältnis besitzt, intermittierend
geöffnet. Das PWM-Signal wird von dem Steuergerät 36 erzeugt und
hängt unter anderem von der eingestellten Soll-Brennerleistung ab.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrzeugheizgeräten mit in dem
Gehäuse des Geräts eingebauter Kraftstoffdosierpumpe erfolgt hier die
Kraftstoffzufuhr dadurch, daß die Kraftstoffleitung 38 an eine
Vorlaufleitung 108 an einer Verbindungsstelle V angekoppelt ist.
Die in der oberen Hälfte der Fig. 5 funktionell dargestellten Elemente
gehören zu dem Kraftfahrzeug und sind unabhängig davon vorhanden,
ob das Fahrzeug mit einem Fahrzeugheizgerät der oben beschriebenen
Art ausgestattet ist oder nicht.
Bei dem Antriebsmotor des Fahrzeugs handelt es sich um einen
Einspritz-Ottomotor 100, dem von einem Einspritzsystem 102 für jeden
Zylinder separat die benötigte Menge Kraftstoff zugeführt wird. Das
Einspritzsystem 102 erhält das Benzin aus einem Kraftstofftank 104,
indem eine Kraftstoffpumpe 106 Benzin über eine Saugleitung 110 aus
dem Kraftstofftank 104 ansaugt und das Benzin über die Vorlaufleitung
108 mit einem bestimmten Druck (typischerweise 0,5 MPa) dem
Einspritzsystem 102 zuführt.
Selbst dann, wenn der Einspritz-Ottomotor 100 mit höchster Leistung
arbeitet, wird nur ein Teil des über die Vorlaufleitung 108 dem
Einspritzsystem 102 zugeführten Benzins verbraucht. Der Rest läuft über
eine Rücklaufleitung 114 in den Kraftstofftank 104 zurück.
Beim Betrieb des Motors herrscht in der Vorlaufleitung 108 und mithin
auch in der zu dem Fahrzeugheizgerät 32 führenden Kraftstoffleitung 38
stets ein Druck, der für den Betrieb nicht nur des Verbrennungsmotors,
sondern auch des Brenners 34 in dem Fahrzeugheizgerät ausreicht. Die
rechts in der Figur als Block angedeutete Kfz-Elektrik 100 liefert ein
Treibersignal "Pumpe EIN" auf der Steuerleitung St1. Diese
Steuerleitung St1 könnte direkt auf die Kraftstoffpumpe 106 gegeben
werden. Hier wird die Steuerleitung St1 auf ein ODER-Gatter 44
gegeben, dessen Ausgang über eine Steuerleitung St3 zu der
Kraftstoffpumpe 106 geführt ist. Ein zweiter Eingang des ODER-Gatters
44 empfängt ein Signal "Pumpe EIN" über eine Steuerleitung St2 von
dem Steuergerät 36. Das Steuergerät 36 spricht auf den einen Stillstand
des Motors und der Kraftstoffpumpe 106 kennzeichnenden Zustand des
Signals auf der Steuerleitung St1 von der Kfz-Elektrik 120 an, indem es
auf die Steuerleitung St2 ein Signal gibt, welches über das ODER-
Gatter 44 und die Steuerleitung St3 auf die Kraftstoffpumpe 106
gegeben wird.
Das von dem Steuergerät 36 gelieferte Signal "EIN" ist ein PWM-Signal
mit einer solchen Frequenz und einem solchen Tastverhältnis, daß die
Kraftstoffpumpe 106 gerade soviel Benzin in die Vorlaufleitung 108
fördert, wie von dem Heizgerät 32 in der höchsten Leistungsstufe
verbraucht wird.
Es ist denkbar, die Kraftstoffpumpe 106 auch bei stillstehendem Motor
über die Kfz-Elektrik 120 auch dann zu betreiben, wenn der
Verbrennungsmotor stillsteht, wobei die Kraftstoffpumpe 106 dann aber
Energie verschwenden würde, weil über die Kraftstoffleitung 38 nur ein
sehr kleiner Bruchteil der Fördermenge abgezogen würde, der größte
Teil der Fördermenge also über die Rücklaufleitung 112 wieder in den
Tank zurückgeleitet würde.
Anstelle der Steuerung des elektrischen Magnetventils 42 durch ein
PWM-Signal kann auch eine andere Regelung zum Dosieren der
Kraftstoffmenge für den Brenner vorgesehen werden. Entsprechendes
gilt für die Ansteuerung der Kraftstoffpumpe 106 bei stillstehendem
Verbrennungsmotor. Anstelle eines PWM-Signals auf der Leitung St3
kann mit Hilfe eines Vorwiderstands die Leistung der Kraftstoffpumpe
vermindert werden.
Claims (9)
1. Heizgerät, insbesondere für ein von einem Verbrennungs
motor (100) angetriebenes Fahrzeug, mit einem Brenner
(34), dem aus einem Tank (104) über eine Brennstofflei
tung (38; 21-24) Brennstoff zugeführt wird, wobei in die
Brennstoffleitung ein Magnetventil (24; 42) eingefügt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (24;
42) als Drosselstelle ausgebildet ist, und daß die Brenn
stoffzufuhr über eine druckgesteuerte Brennstoffpumpe
(2) erfolgt.
2. Heizgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetventil (24; 42) von einem eine definierte Frequenz
aufweisenden Steuersignal betätigt wird.
3. Heizgerät nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetventil (24) vorübergehend vollständig geöffnet wird,
falls die Förderfrequenz der druckgesteuerten Brennstoffpumpe (2)
einen Schwellenwert (z. B. 1 Hz) übersteigt.
4. Heizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffpumpe (2) und das Magnetventil in der Nähe des
Brenners angeordnet sind.
5. Heizgerät nach Anspruch 1 für Kraftfahrzeug, dessen
Verbrennungsmotor (100) aus dem Kraftstofftank (104) durch eine
Kraftstoffpumpe (106) über eine Vorlaufleitung (108) Kraftstoff
zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffleitung (38) für den Brenner (34) an die
Vorlaufleitung angekoppelt ist.
6. Heizgerät nach Anspruch 5 mit einem Steuergerät (36),
dadurch gekennzeichnet,
daß das Magnetventil (12) von dem Steuergerät (6) mit einem
Pulsbreitenmodulations-Signal (PWM-Signal) angesteuert wird.
7. Heizgerät nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Brennstoffleitung (38) ein Druckregler (40) angeordnet
ist.
8. Heizgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kraftstoffpumpe (106) bei Stillstand des
Verbrennungsmotors (100) seitens des Fahrzeugheizgeräts (32)
betrieben wird.
9. Heizgerät nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuergerät (6) ein PWM-Signal zum Betreiben der
Kraftstoffpumpe (106) liefert.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10205708A1 (de) * | 2002-02-12 | 2003-08-21 | Eberspaecher J Gmbh & Co | Temperaturgesteuertes Kraftstoffventil, insbesondere für einen kraftstoffbetriebenen Heizbrenner eines Fahrzeugheizsystems |
DE10210035A1 (de) * | 2002-03-07 | 2003-09-25 | Webasto Thermosysteme Gmbh | Mobiles Heizgerät mit einer Brennstoffzuführung |
DE10218900A1 (de) * | 2002-04-26 | 2003-11-20 | Webasto Thermosysteme Gmbh | Kraftfahrzeug-Heizgerät |
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DE10208634B4 (de) * | 2001-05-11 | 2004-11-04 | Webasto Thermosysteme International Gmbh | Fahrzeug-Heizgerät mit einem Gasblasendetektor |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2115570A5 (de) * | 1970-11-25 | 1972-07-07 | Peugeot & Renault | |
JPH02247417A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-03 | Sharp Corp | 石油燃焼器具 |
-
1995
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2115570A5 (de) * | 1970-11-25 | 1972-07-07 | Peugeot & Renault | |
JPH02247417A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-03 | Sharp Corp | 石油燃焼器具 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10152782B4 (de) * | 2001-10-29 | 2005-04-07 | Webasto Ag | Verfahren zum Ansteuern einer Dosierpumpe |
DE10205708A1 (de) * | 2002-02-12 | 2003-08-21 | Eberspaecher J Gmbh & Co | Temperaturgesteuertes Kraftstoffventil, insbesondere für einen kraftstoffbetriebenen Heizbrenner eines Fahrzeugheizsystems |
DE10205708B4 (de) * | 2002-02-12 | 2004-09-02 | J. Eberspächer GmbH & Co. KG | Temperaturgesteuertes Kraftstoffventil, insbesondere für einen kraftstoffbetriebenen Heizbrenner eines Fahrzeugheizsystems |
DE10210035A1 (de) * | 2002-03-07 | 2003-09-25 | Webasto Thermosysteme Gmbh | Mobiles Heizgerät mit einer Brennstoffzuführung |
DE10218900A1 (de) * | 2002-04-26 | 2003-11-20 | Webasto Thermosysteme Gmbh | Kraftfahrzeug-Heizgerät |
DE10218900B4 (de) * | 2002-04-26 | 2010-03-04 | Webasto Ag | Kraftfahrzeug-Heizgerät |
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Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: J. EBERSPAECHER GMBH & CO., 73730 ESSLINGEN, DE |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |