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EP2166204A1 - Flame glow plug - Google Patents

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Publication number
EP2166204A1
EP2166204A1 EP09012030A EP09012030A EP2166204A1 EP 2166204 A1 EP2166204 A1 EP 2166204A1 EP 09012030 A EP09012030 A EP 09012030A EP 09012030 A EP09012030 A EP 09012030A EP 2166204 A1 EP2166204 A1 EP 2166204A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
glow plug
air
catalyst
flame glow
particulate filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09012030A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hayri Winter
Christian Muschik
Volker Dr. Brichzin
Martin Eller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Original Assignee
Beru AG
Friedrich Boysen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beru AG, Friedrich Boysen GmbH and Co KG filed Critical Beru AG
Publication of EP2166204A1 publication Critical patent/EP2166204A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F01N3/0256Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases the fuel being ignited by electrical means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/30Arrangements for supply of additional air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/38Arrangements for igniting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/07Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/14Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a fuel burner
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel

Definitions

  • the present invention relates to a flame glow plug having a combustion chamber having an outlet opening for the flame, a particular lockable fuel supply for providing a fuel flow to the combustion chamber, an air supply for providing an air flow to the combustion chamber and an ignition device, in particular an electrically operated heating element is disposed in the combustion chamber or extends into the combustion chamber and which is adapted to ignite the resulting from the provided fuel flow and the air flow provided air / fuel mixture.
  • the invention further relates to a regeneration device for a particulate filter of an exhaust system, an exhaust system for an internal combustion engine and a method for operating a regeneration device.
  • Known flame glow plugs are used as a cold start aid for diesel engines, wherein the air is heated in the intake of the engine by the exiting flame.
  • the air supply of the flame glow plug is controllable in quantity.
  • the air supply in the amount can be formed reducible and / or lockable. If the air supply is sufficiently reduced to prevent the formation of an ignitable by the igniter air / fuel mixture, the escape of a flame is omitted from the combustion chamber. Instead, a meterable fuel flow exits the combustion chamber, which can be used for appropriate purposes. However, if the air supply is released sufficiently that an ignitable air / fuel mixture is produced in the combustion chamber, this can be ignited by the ignition device. The corresponding flame exits the outlet and can be used in the usual way.
  • a flame glow plug according to the invention can thus be operated either as a fuel injection device or as a burner.
  • Such a flame glow plug can be used in particular for the efficient regeneration of a particulate filter in an exhaust system of an internal combustion engine.
  • Combustion engines emit an exhaust gas stream into the atmosphere containing various types of pollutants.
  • various devices have been developed for exhaust aftertreatment.
  • catalysts are used for converting harmful gaseous substances into harmless components and particulate filters for collecting unwanted solid particles.
  • the exhaust line of a diesel engine may be provided with a diesel oxidation catalyst and a particulate filter disposed downstream thereof. Soot particles that are in the exhaust gas flow are collected by the particle filter and stored in this. From a certain amount of accumulated soot from the Particle filters are removed so that the exhaust emissions are not unduly hindered. This process is called regeneration.
  • a common method for the regeneration of a particulate filter is to heat the particulate filter to a certain temperature, so as to burn the soot stored. This can be done in principle by any heating device. However, such a heater must have a relatively high power to heat the particulate filter to the ignition temperature of the soot, which has an increased demand for energy and installation space.
  • the catalyst With the aid of a burner operated flame glow plug, which is located in the vicinity of the catalyst, the catalyst can be heated at any time to the light-off temperature. When the temperature of the catalyst is above the light-off temperature, the flame glow plug can be used as a secondary fuel injection device. In this way, with a flame glow plug according to the invention, a regeneration of a particulate filter can be carried out independently of the catalyst temperature, that is to say independently of the operating state of the internal combustion engine.
  • the means for shutting off the air supply can be provided on the flame glow plug itself or on a component upstream of the flame glow plug.
  • a controllable solenoid valve may be arranged on an air supply line or on an air source remote from the flame glow plug.
  • a connection piece is provided, to which an air line, which is in particular connected with a compressed air source, can be connected.
  • the spigot can be designed in a similar manner as provided in conventional flame glow plugs fuel supply.
  • the flame glow plug can be used in this way in different environments using various types of compressed air tanks, compressors or the like, with only an air line must be provided with a free end matching the connection piece.
  • the air line can be connected to the connecting piece clamped, screwed or otherwise attached to him.
  • the combustion chamber has an airtight circumferential portion, a single end-side inlet opening and a single outlet opening opposite to the inlet opening.
  • the combustion chamber thus defines an air termination region, wherein access of ambient air into the combustion chamber is prevented when the air supply is shut off. Only after an exit from the combustion chamber, the fuel flow can mix with air. However, since outside the combustion chamber, the igniter is not effective, there is no fire in this case.
  • the combustion chamber is at least partially formed by a cylindrical sleeve member having an air-impermeable lateral surface.
  • Easy-to-manufacture sleeve elements are also used in conventional flame glow plugs as Brennschum charged.
  • holes are provided in the circumferential surface of the cylindrical sleeve members in known flame glow plugs to allow air to enter the combustion chamber. By omitting the holes in the sleeve member can thus be provided without additional measures of the desired air termination space, which allows continued operation of the flame glow plug as Eindüsungsvorraum.
  • the flame glow plug is suitably adapted for mounting in an exhaust duct of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, in order to be used in the desired manner for regenerating a particulate filter in the exhaust duct.
  • Another object of the invention is to make the regeneration of particulate filters in exhaust systems more efficient.
  • a regeneration device for a particulate filter of an exhaust system comprising an exhaust passage for discharging a hot exhaust gas flow from an internal combustion engine, in particular a diesel engine, and a catalyst, in particular an oxidation catalyst, which is integrated into the exhaust passage upstream of the particulate filter
  • the regeneration device comprises a burner which is able to heat the catalyst to a reaction temperature at which an exothermic reaction of the fuel takes place
  • a flame glow plug according to the invention is provided as the burner and the regeneration device comprises at least one control device which is designed to to control the air supply of the flame glow plug in dependence on an operating state of the exhaust system and / or the internal combustion engine.
  • the control device can thus ensure that the flame glow plug is operated either as a burner or as an injection device when the particulate filter regeneration is to be carried out as required.
  • control means is adapted to release the air supply when the temperature of the catalyst is below the reaction temperature and regeneration of the particulate filter is to be performed.
  • the controller may release the flame glow plug operate the air supply as a burner and thus for efficient and rapid heating of the catalyst to the temperature necessary for secondary fuel injection.
  • the control device is preferably designed to reduce or shut off the air supply when the temperature of the catalyst is above the reaction temperature and regeneration of the particulate filter is to be performed.
  • the flame glow plug is thus operated in this case as an injection device for providing a secondary fuel flow. In this way, superfluous burning operation is avoided and the regeneration of the particulate filter can be done effectively via the secondary fuel injection whenever possible.
  • the controller may reduce or shut off the air supply again. It is thus switched directly to the more efficient heating principle, as soon as the catalyst has reached the required temperature.
  • the method comprises the steps of determining an operating state of the exhaust system and / or of the internal combustion engine and providing an ignitable air / fuel mixture or providing an ignitable air / fuel mixture as a function of the determined operating state in the event of regeneration of the particulate filter is prevented.
  • a provision of an ignitable air / fuel mixture is prevented by the air supply of the flame glow plug is reduced or shut off. If the air supply is throttled so far that can form no ignitable mixture in the combustion chamber, instead of a flame, a metered fuel flow exits from the outlet opening of the combustion chamber.
  • the ignition device of the flame glow plug can then continue to operate with reduced or shut-off air supply, for example, to bring about or promote evaporation of the fuel flow in the combustion chamber, whereby the effectiveness of the secondary injection is increased.
  • a small amount of air supply which is insufficient to form an ignitable by the igniter air / fuel mixture may be provided to selectively influence the properties of the exiting from the combustion chamber fuel flow, in particular oxygen for the subsequent combustion of To provide soot in the particulate filter.
  • a temperature of the catalyst can be determined.
  • an operating parameter of the internal combustion engine could also be determined, for example the coolant temperature, the rotational speed or the operating time.
  • an ignitable air / fuel mixture is provided when the temperature of the catalyst is below the reaction temperature and regeneration of the particulate filter is to be performed.
  • the flame glow plug is then operated as a burner and ensures direct heating of the catalyst.
  • providing a flammable air / fuel mixture is preferably prevented when the temperature of the catalyst is above the reaction temperature and a reaction is to be carried out.
  • the flame glow plug is thus used as a device for fuel secondary injection and unnecessary, energy-intensive combustion operation is avoided.
  • Flammglühkerze 10 shown comprises a substantially cylindrical base body 12, on one end face of a cylindrical sleeve member 14 is arranged made of heat-resistant material.
  • the sleeve element 14 defines a combustion chamber 16, which has an inlet opening 18 facing the main body 12, an outlet opening 20 facing away from the base body 12, and a lateral surface 22.
  • An attachment flange 24, shown only schematically, is provided on the main body 12, which serves for the flame glow plug 10 in such a way at an exhaust passage 26 (FIG. Fig. 2 ) of an internal combustion engine (not shown), that the sleeve member 14 projects into the exhaust passage 26.
  • a first connecting piece 28 for providing a fuel flow and a second connecting piece 30 for providing an air flow are respectively attached to the main body 12 or formed on this. They each open into a treatment chamber (not shown) in the base body 12, which serves to generate an ignitable air / fuel mixture from the provided fuel flow and the air flow provided. If necessary, additional metering devices for metering the fuel flow and the air flow in the connecting piece 28, 30 or may be provided in the processing chamber.
  • the exact design of the air / fuel treatment chamber and the metering devices is not important. All that is essential is that an ignitable air / fuel mixture is delivered to the combustion chamber 16 when a fuel supply to the first connecting piece 28 and an air supply to the second connecting piece 30.
  • Two heating elements 32 arranged in parallel are arranged in the main body 12 and each have a glow tip (not shown) extending into the combustion chamber 16 and a connecting section 36 arranged opposite to it and led out from the main body 12.
  • the heating elements 32 can be connected to a controllable electrical energy source.
  • the number and the efficiency of the heating rods 32 are designed such that when they are activated, the air / fuel mixture entering the combustion chamber 16 is ignited and accordingly a flame emerges from the outlet opening 20 of the combustion chamber 16.
  • Fig. 1 As in Fig. 1 can be seen, no holes or bushings are provided in the lateral surface 22 of the sleeve member 14, as is the case with conventional flame glow plugs.
  • the air supply 30 formed in the amount controllable, that is, it can be throttled or down regulated so far that the formation of an ignitable air / fuel mixture is prevented. With the air supply 30 shut off and the fuel supply 28 provided, a fuel flow enters the combustion chamber 16, the axially flowing fuel on the one hand and the air-impermeable outer surface 22 of the sleeve member 14 on the other hand preventing any air from entering the combustion chamber 16 from the outside. Thus, when the air supply 30 is shut off, no flame but a metered fuel flow emerges from the outlet opening 20 of the combustion chamber 16.
  • exhaust passage 26 receives at an upstream end 27, the hot exhaust gas flow from an internal combustion engine and passes it on to a tailpipe (not shown), through which the exhaust gases are discharged into the atmosphere. Before it escapes into the atmosphere, the exhaust gas flow, represented by an arrow, passes through a catalytic converter 38 and a particle filter 40 for limiting emissions.
  • the catalyst 38 may be a conventional oxidation catalyst, such as a diesel oxidation catalyst.
  • the particulate filter 40 is a soot particulate filter which filters out soot particles contained in the exhaust gas stream from the exhaust gas stream and stores it in its interior. Upstream of the catalyst 38, a regeneration device for the particulate filter 40 in the form of a flame glow plug 10 is arranged.
  • the flame glow plug 10 is connected via its first connecting piece 28 to a fuel line 44 and via its second connecting piece 30 to an air line 46.
  • the heating rods 32 of the flame glow plug 10 are connected to an electrical energy source 48, for example a battery.
  • the fuel line 44 communicates with a fuel source 50 shown only schematically and the air line 46 communicates with a compressed air source 52 also shown only schematically.
  • a first solenoid valve 54 is arranged and in the air line 46, a second solenoid valve 56 is arranged.
  • a controllable electrical switch 51 is arranged in the connecting line between the electric power source 48 and the flame glow plug 10.
  • the flame glow plug 10 can assume three different operating states. According to a first operating state, both the fuel supply and the air supply are shut off and the heating rods 32 are not operated. The flame glow plug 10 is thus out of service altogether. According to a second operating state, the fuel supply is released, the air supply is shut off and the heating rods 32 are operated. The flame glow plug 10 is thus operated as a secondary injection device. According to a third operating state, both the air supply and the fuel supply are released and the heating rods 32 are operated. The flame glow plug 10 is operated in this case as a burner.
  • control device 60 which is connected via electrical control lines to the first solenoid valve 54, the second solenoid valve 56 and the electrical switch 51.
  • the controller 60 is a stand-alone controller formed, which is remote from the flame glow plug 10 and is connected via electrical lines to the respective components.
  • the control device 60 may also be integrated into a control unit of the internal combustion engine.
  • the controller 60 receives various input signals and controls the operation of the flame glow plug 10 based thereon. Specifically, the controller 60 receives a catalyst temperature signal 62 and a particulate filter loading signal 64. However, various other input signals are conceivable that can be used to determine whether regeneration of the particulate filter 40 is being performed should and whether the temperature of the catalyst 38 is above the light-off temperature.
  • the controller 60 checks, based on the catalyst temperature signal 62, if the temperature of the catalyst 38 is below the reaction temperature at which an exothermic reaction of the injected fuel occurs. If this is the case, the flame glow plug 10 is operated as a burner to heat the exhaust passage 26 and the catalyst 38. The controller 60 then continuously checks the catalyst temperature based on the catalyst temperature signal 62. Once the catalyst temperature has risen above the reaction temperature, the controller 60 shuts off the air supply to the flame glow plug 10 to thereby operate the flame glow plug 10 as an injector and thus unburned liquid hydrocarbons into the exhaust stream enter. These react exothermically in the catalyst 38, releasing heat and increasing the catalyst temperature.
  • the catalyst 38 and the particulate filter 40 arranged in the immediate vicinity are heated to a temperature which is sufficient is to achieve combustion of the soot particles in the particulate filter 40 and thus regeneration of the particulate filter 40.
  • shut-off valves of different types and at different locations can be used.
  • the solenoid valve 56 may be located directly on the flame glow plug 10 or on the compressed air source 52. It is only important that the air supply of the flame glow plug can be controlled interrupted or reduced sufficiently to allow the output of a fuel flow without flame formation in desired time intervals.
  • the regeneration method described above it is possible to perform a regeneration of the particulate filter 40 at arbitrary times and during any operating conditions of the exhaust system or the internal combustion engine, that is, for example, immediately after the start of the internal combustion engine. Conveniently, this is only a single, compact and easy to manufacture component, namely a Flammglühkerze 10 of the invention required. A costly and space consuming heater for directly heating the particulate filter 40 to the Rußabbrandtemperatur is not necessary.
  • the regeneration concept according to the invention is applicable to many different types of internal combustion engines in the industrial plant and motor vehicle sector.

Landscapes

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Abstract

The flame glow plug (10) has a combustion chamber (16), which has an outlet opening (20) for the flame, particularly a blockable fuel supply for preparing a fuel stream to the combustion chamber. An ignition device (32), particularly an electrically operated heating element is provided, which is arranged in the combustion chamber for igniting the air or fuel mixture formed from the prepared fuel stream and the prepared air stream. The air supply is formed in a controllable quantity. Independent claims are included for the following: (1) a regeneration device for a particulate filter of an exhaust system of an internal combustion engine, particularly a diesel engine; and (2) a method for operating a regeneration device of a particulate filter of an exhaust system of an internal combustion engine, particularly a diesel engine.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flammglühkerze mit einer Brennkammer, die eine Austrittsöffnung für die Flamme aufweist, einer insbesondere absperrbaren Kraftstoffzufuhr zum Bereitstellen eines Kraftstoffstroms an die Brennkammer, einer Luftzufuhr zum Bereitstellen eines Luftstroms an die Brennkammer und einer Zündvorrichtung, insbesondere einem elektrisch betriebenen Heizelement, welche in der Brennkammer angeordnet ist oder sich in die Brennkammer erstreckt und welche dazu ausgebildet ist, das aus dem bereitgestellten Kraftstoffstrom und dem bereitgestellten Luftstrom entstehende Luft/Kraftstoff-Gemisch zu zünden.The present invention relates to a flame glow plug having a combustion chamber having an outlet opening for the flame, a particular lockable fuel supply for providing a fuel flow to the combustion chamber, an air supply for providing an air flow to the combustion chamber and an ignition device, in particular an electrically operated heating element is disposed in the combustion chamber or extends into the combustion chamber and which is adapted to ignite the resulting from the provided fuel flow and the air flow provided air / fuel mixture.

Die Erfindung betrifft ferner eine Regenerationsvorrichtung für einen Partikelfilter eines Abgassystems, ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Regenerationsvorrichtung.The invention further relates to a regeneration device for a particulate filter of an exhaust system, an exhaust system for an internal combustion engine and a method for operating a regeneration device.

Bekannte Flammglühkerzen werden als Kaltstarthilfe für Dieselmotoren eingesetzt, wobei die Luft im Ansaugtrakt des Motors durch die austretende Flamme angewärmt wird.Known flame glow plugs are used as a cold start aid for diesel engines, wherein the air is heated in the intake of the engine by the exiting flame.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen zusätzlichen Einsatzbereich für Flammglühkerzen zu erschließen.It is an object of the invention to develop an additional field of use for flame glow plugs.

Diese Aufgabe wird durch eine Flammglühkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a flame glow plug with the features of claim 1.

Erfindungsgemäß ist die Luftzufuhr der Flammglühkerze in der Menge steuerbar ausgebildet. Insbesondere kann die Luftzufuhr in der Menge verringerbar und/oder absperrbar ausgebildet sein. Wenn die Luftzufuhr ausreichend verringert ist, um die Bildung eines durch die Zündvorrichtung zündbaren Luft/ Kraftstoff-Gemischs zu verhindern, unterbleibt der Austritt einer Flamme aus der Brennkammer. Stattdessen tritt ein dosierbarer Kraftstoffstrom aus der Brennkammer aus, der für entsprechende Zwecke eingesetzt werden kann. Wenn die Luftzufuhr jedoch ausreichend freigegeben wird, dass in der Brennkammer ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch entsteht, kann dieses durch die Zündvorrichtung entflammt werden. Die entsprechende Flamme tritt aus der Austrittsöffnung aus und kann in üblicher Weise verwendet werden. Eine erfindungsgemäße Flammglühkerze kann somit wahlweise als Kraftstoffeinspritzvorrichtung oder als Brenner betrieben werden.According to the invention, the air supply of the flame glow plug is controllable in quantity. In particular, the air supply in the amount can be formed reducible and / or lockable. If the air supply is sufficiently reduced to prevent the formation of an ignitable by the igniter air / fuel mixture, the escape of a flame is omitted from the combustion chamber. Instead, a meterable fuel flow exits the combustion chamber, which can be used for appropriate purposes. However, if the air supply is released sufficiently that an ignitable air / fuel mixture is produced in the combustion chamber, this can be ignited by the ignition device. The corresponding flame exits the outlet and can be used in the usual way. A flame glow plug according to the invention can thus be operated either as a fuel injection device or as a burner.

Eine derartige Flammglühkerze kann insbesondere zur effizienten Regeneration eines Partikelfilters in einem Abgassystem eines Verbrennungsmotors verwendet werden.Such a flame glow plug can be used in particular for the efficient regeneration of a particulate filter in an exhaust system of an internal combustion engine.

Verbrennungsmotoren stoßen einen Abgasstrom in die Atmosphäre aus, der verschiedene Arten von Schadstoffen enthält. Zur Verringerung des Schadstoffausstoßes sind diverse Vorrichtungen zur Abgasnachbehandlung entwickelt worden. Beispielsweise werden Katalysatoren zum Umwandeln von schädlichen gasförmigen Stoffen in harmlose Komponenten sowie Partikelfilter zum Auffangen unerwünschter Feststoffpartikel eingesetzt. Der Abgasstrang eines Dieselmotors kann zum Beispiel mit einem Dieseloxidationskatalysator und einem stromabwärts davon angeordneten Partikelfilter versehen sein. Rußpartikel, die sich in dem Abgasstrom befinden, werden von dem Partikelfilter aufgefangen und in diesem eingelagert. Ab einer bestimmten Menge muss der angesammelte Ruß aus dem Partikelfilter entfernt werden, damit der Abgasausstoß nicht unzulässig stark behindert wird. Dieser Vorgang wird Regeneration genannt. Ein gängiges Verfahren zur Regeneration eines Partikelfilters besteht darin, den Partikelfilter auf eine bestimmte Temperatur zu erwärmen, um so den eingelagerten Ruß zu verbrennen. Dies kann im Prinzip durch eine beliebige Heizvorrichtung erfolgen. Allerdings muss eine derartige Heizvorrichtung eine relativ hohe Leistung aufweisen, um den Partikelfilter auf die Zündtemperatur des Rußes aufzuheizen, was einen erhöhten Bedarf an Energie und Einbauraum zur Folge hat.Combustion engines emit an exhaust gas stream into the atmosphere containing various types of pollutants. To reduce pollutant emissions various devices have been developed for exhaust aftertreatment. For example, catalysts are used for converting harmful gaseous substances into harmless components and particulate filters for collecting unwanted solid particles. For example, the exhaust line of a diesel engine may be provided with a diesel oxidation catalyst and a particulate filter disposed downstream thereof. Soot particles that are in the exhaust gas flow are collected by the particle filter and stored in this. From a certain amount of accumulated soot from the Particle filters are removed so that the exhaust emissions are not unduly hindered. This process is called regeneration. A common method for the regeneration of a particulate filter is to heat the particulate filter to a certain temperature, so as to burn the soot stored. This can be done in principle by any heating device. However, such a heater must have a relatively high power to heat the particulate filter to the ignition temperature of the soot, which has an increased demand for energy and installation space.

Es sind daher andere Verfahren entwickelt worden, die auf dem Prinzip der Kraftstoffsekundäreindüsung (HC-dosing) beruhen. Dabei macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass Kraftstoff, insbesondere in Form von unverbrannten Kohlenwasserstoffen, eine Reaktion im Katalysator herbeiführen und diesen dadurch erwärmen kann. Ab einer bestimmten Temperatur, die allgemein als Light-Off-Temperatur bezeichnet wird, erfolgt eine exotherme Reaktion des Kraftstoffs, das heißt die Reaktion läuft nach dem Zünden unter fortgesetzter Wärmefreisetzung selbständig weiter. Durch die exotherme Reaktion kann sich der Katalysator ausreichend erwärmen, um den stromabwärts angeordneten Partikelfilter auf die notwendige Temperatur zum Abbrennen des eingelagerten Rußes aufzuheizen. In diesem Fall ist keine separate Heizvorrichtung erforderlich. Das Eindüsen von Kraftstoff in den Abgasstrom erfolgt üblicherweise mit einer Einspritzvorrichtung, die in unmittelbarer Nähe des Katalysators angeordnet ist. Alternativ kann das Eindüsen des Kraftstoffs in den Abgasstrom auch innermotorisch erfolgen, beispielsweise durch eine Nacheinspritzung von Kraftstoff in den Brennraum.Therefore, other methods based on the principle of secondary fuel injection (HC-dosing) have been developed. In doing so, one makes use of the knowledge that fuel, in particular in the form of unburned hydrocarbons, can bring about a reaction in the catalyst and thereby heat it. From a certain temperature, which is generally referred to as the light-off temperature, there is an exothermic reaction of the fuel, that is, the reaction proceeds independently after ignition with continued heat release. Due to the exothermic reaction, the catalyst may heat sufficiently to heat the downstream particulate filter to the necessary temperature to burn off the stored soot. In this case, no separate heater is required. The injection of fuel into the exhaust stream is usually carried out with an injection device which is arranged in the immediate vicinity of the catalyst. Alternatively, the injection of the fuel into the exhaust gas flow can also take place inside the engine, for example by a post-injection of fuel into the combustion chamber.

Allerdings erfolgt bei Katalysatortemperaturen unterhalb der Light-Off-Temperatur keine exotherme Reaktion, weshalb eine Partikelfilterregeneration durch Kraftstoffeindüsung nur bei bestimmten Betriebszuständen des Verbrennungsmotors möglich ist. Überdies besteht das Problem eines erhöhten Kraftstoffverbrauchs.However, at catalyst temperatures below the light-off temperature, no exothermic reaction occurs, which is why particulate filter regeneration occurs By fuel injection only in certain operating conditions of the engine is possible. Moreover, there is the problem of increased fuel consumption.

Mit Hilfe einer als Brenner betriebenen Flammglühkerze, die in der Nähe des Katalysators angeordnet ist, kann der Katalysator jederzeit auf die Light-Off-Temperatur aufgeheizt werden. Wenn die Temperatur des Katalysators über der Light-Off-Temperatur liegt, kann die Flammglühkerze als Vorrichtung zur Kraftstoffsekundäreindüsung verwendet werden. Auf diese Weise kann mit einer erfindungsgemäßen Flammglühkerze eine Regeneration eines Partikelfilters unabhängig von der Katalysatortemperatur, also unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors, durchgeführt werden.With the aid of a burner operated flame glow plug, which is located in the vicinity of the catalyst, the catalyst can be heated at any time to the light-off temperature. When the temperature of the catalyst is above the light-off temperature, the flame glow plug can be used as a secondary fuel injection device. In this way, with a flame glow plug according to the invention, a regeneration of a particulate filter can be carried out independently of the catalyst temperature, that is to say independently of the operating state of the internal combustion engine.

Die Mittel zum Absperren der Luftzufuhr können an der Flammglühkerze selbst oder an einer der Flammglühkerze vorgeschalteten Komponente vorgesehen sein. Insbesondere kann ein ansteuerbares Magnetventil an einer Luftzufuhrleitung oder an einer von der Flammglühkerze entfernt befindlichen Luftquelle angeordnet sein.The means for shutting off the air supply can be provided on the flame glow plug itself or on a component upstream of the flame glow plug. In particular, a controllable solenoid valve may be arranged on an air supply line or on an air source remote from the flame glow plug.

Vorzugsweise ist zum Bereitstellen des Luftstroms ein Anschlussstutzen vorgesehen, an welchem eine insbesondere mit einer Druckluftquelle in Verbindung stehende Luftleitung anschließbar ist. Der Anschlussstutzen kann in ähnlicher Weise gestaltet sein wie der bei herkömmlichen Flammglühkerzen vorgesehene Anschlussstutzen für die Kraftstoffzufuhr. Die Flammglühkerze kann auf diese Weise in unterschiedlichen Umgebungen unter Verwendung von verschiedenen Arten von Druckluftbehältern, Kompressoren oder dergleichen eingesetzt werden, wobei lediglich eine Luftleitung mit einem zum Anschlussstutzen passenden freien Ende zur Verfügung gestellt werden muss. Die Luftleitung kann an den Anschlussstutzen angeklemmt, angeschraubt oder auf andere Weise an ihm befestigt werden.Preferably, to provide the air flow, a connection piece is provided, to which an air line, which is in particular connected with a compressed air source, can be connected. The spigot can be designed in a similar manner as provided in conventional flame glow plugs fuel supply. The flame glow plug can be used in this way in different environments using various types of compressed air tanks, compressors or the like, with only an air line must be provided with a free end matching the connection piece. The air line can be connected to the connecting piece clamped, screwed or otherwise attached to him.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Brennkammer einen luftdicht abgeschlossenen Umfangsabschnitt, eine einzelne stirnseitige Eintrittsöffnung und eine einzelne entgegengesetzt zur Eintrittsöffnung liegende Austrittsöffnung auf. Die Brennkammer definiert somit einen Luftabschlussbereich, wobei bei abgesperrter Luftzufuhr ein Zutritt von Umgebungsluft in die Brennkammer verhindert wird. Erst nach einem Austritt aus der Brennkammer kann sich der Kraftstoffstrom mit Luft vermischen. Da außerhalb der Brennkammer jedoch die Zündvorrichtung nicht wirksam ist, kommt es in diesem Fall nicht zu einer Entflammung.According to a preferred embodiment of the invention, the combustion chamber has an airtight circumferential portion, a single end-side inlet opening and a single outlet opening opposite to the inlet opening. The combustion chamber thus defines an air termination region, wherein access of ambient air into the combustion chamber is prevented when the air supply is shut off. Only after an exit from the combustion chamber, the fuel flow can mix with air. However, since outside the combustion chamber, the igniter is not effective, there is no fire in this case.

Vorzugsweise ist die Brennkammer zumindest teilweise durch ein zylindrisches Hülsenelement mit einer luftundurchlässigen Mantelfläche gebildet. Einfach herzustellende Hülsenelemente werden auch bei herkömmlichen Flammglühkerzen als Brennkammerumfassung verwendet. Allerdings sind bei bekannten Flammglühkerzen Löcher in der Mantelfläche der zylindrischen Hülsenelemente vorgesehen, um einen Lufteintritt in die Brennkammer zu ermöglichen. Durch Weglassen der Löcher in dem Hülsenelement kann somit ohne zusätzliche Maßnahmen der gewünschte Luftabschlussraum geschaffen werden, welcher einen fortgesetzten Betrieb der Flammglühkerze als Eindüsungsvorrichtung ermöglicht.Preferably, the combustion chamber is at least partially formed by a cylindrical sleeve member having an air-impermeable lateral surface. Easy-to-manufacture sleeve elements are also used in conventional flame glow plugs as Brennkammerumfassung. However, holes are provided in the circumferential surface of the cylindrical sleeve members in known flame glow plugs to allow air to enter the combustion chamber. By omitting the holes in the sleeve member can thus be provided without additional measures of the desired air termination space, which allows continued operation of the flame glow plug as Eindüsungsvorrichtung.

Die Flammglühkerze ist zweckmäßigerweise zum Anbringen in einem Abgaskanal eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, ausgebildet, um in der gewünschten Weise zum Regenerieren eines Partikelfilters in dem Abgaskanal verwendet zu werden.The flame glow plug is suitably adapted for mounting in an exhaust duct of an internal combustion engine, in particular a diesel engine, in order to be used in the desired manner for regenerating a particulate filter in the exhaust duct.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Regeneration von Partikelfiltern in Abgasanlagen effizienter zu gestalten.Another object of the invention is to make the regeneration of particulate filters in exhaust systems more efficient.

Diese Aufgabe wird durch eine Regenerationsvorrichtung für einen Partikelfilter eines Abgassystems gelöst, das einen Abgaskanal zum Abführen eines heißen Abgasstroms von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, und einen Katalysator, insbesondere einen Oxidationskatalysator, umfasst, der stromaufwärts des Partikelfilters in den Abgaskanal integriert ist, wobei die Regenerationsvorrichtung einen Brenner umfasst, der in der Lage ist, den Katalysator auf eine Reaktionstemperatur, bei welcher eine exotherme Reaktion des Kraftstoffs erfolgt, aufzuheizen, wobei als Brenner eine erfindungsgemäße Flammglühkerze vorgesehen ist und die Regenerationsvorrichtung wenigstens eine Steuereinrichtung umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Luftzufuhr der Flammglühkerze in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Abgassystems und/oder des Verbrennungsmotors zu steuern. Die Steuereinrichtung kann somit dafür sorgen, dass bei einer vorzunehmenden Partikelfilterregeneration je nach Erfordernis die Flammglühkerze entweder als Brenner oder als Einspritzvorrichtung betrieben wird.This object is achieved by a regeneration device for a particulate filter of an exhaust system comprising an exhaust passage for discharging a hot exhaust gas flow from an internal combustion engine, in particular a diesel engine, and a catalyst, in particular an oxidation catalyst, which is integrated into the exhaust passage upstream of the particulate filter the regeneration device comprises a burner which is able to heat the catalyst to a reaction temperature at which an exothermic reaction of the fuel takes place, wherein a flame glow plug according to the invention is provided as the burner and the regeneration device comprises at least one control device which is designed to to control the air supply of the flame glow plug in dependence on an operating state of the exhaust system and / or the internal combustion engine. The control device can thus ensure that the flame glow plug is operated either as a burner or as an injection device when the particulate filter regeneration is to be carried out as required.

Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Luftzufuhr freizugeben, wenn die Temperatur des Katalysators unter der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden soll. Wenn also beispielsweise die Beladung des Partikelfilters mit eingelagerten Rußpartikeln ein Ausmaß erreicht hat, das eine Regeneration erfordert, aber andererseits die Temperatur des Katalysators zu gering für eine exotherme Reaktion ist, da beispielsweise der Verbrennungsmotor eben erst gestartet wurde, kann die Steuereinrichtung die Flammglühkerze durch Freigeben der Luftzufuhr als Brenner betreiben und somit für eine effiziente und schnelle Erwärmung des Katalysators auf die für eine Kraftstoffsekundäreindüsung notwendige Temperatur sorgen.Preferably, the control means is adapted to release the air supply when the temperature of the catalyst is below the reaction temperature and regeneration of the particulate filter is to be performed. For example, if the loading of the particulate filter with soot particles stored has reached a level requiring regeneration but, on the other hand, the temperature of the catalyst is too low for an exothermic reaction since, for example, the engine has just been started, the controller may release the flame glow plug operate the air supply as a burner and thus for efficient and rapid heating of the catalyst to the temperature necessary for secondary fuel injection.

Die Steuereinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, die Luftzufuhr zu verringern oder abzusperren, wenn die Temperatur des Katalysators über der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden soll. Die Flammglühkerze wird in diesem Fall also als Einspritzvorrichtung zum Bereitstellen eines Kraftstoffsekundärstroms betrieben. Auf diese Weise wird ein überflüssiger Brennbetrieb vermieden und die Regeneration des Partikelfilters kann auf effektive Weise über die Kraftstoffsekundäreindüsung erfolgen, wann immer es möglich ist.The control device is preferably designed to reduce or shut off the air supply when the temperature of the catalyst is above the reaction temperature and regeneration of the particulate filter is to be performed. The flame glow plug is thus operated in this case as an injection device for providing a secondary fuel flow. In this way, superfluous burning operation is avoided and the regeneration of the particulate filter can be done effectively via the secondary fuel injection whenever possible.

Wenn die Temperatur des Katalysators über die Reaktionstemperatur angestiegen ist, kann die Steuereinrichtung die Luftzufuhr wieder verringern oder absperren. Es wird also unmittelbar auf das effizientere Heizprinzip umgeschaltet, sobald der Katalysator die erforderliche Temperatur erreicht hat.When the temperature of the catalyst has risen above the reaction temperature, the controller may reduce or shut off the air supply again. It is thus switched directly to the more efficient heating principle, as soon as the catalyst has reached the required temperature.

Die auf eine effiziente Regeneration von Partikelfiltern in Abgasanlagen gerichtete Aufgabe wird ferner durch ein Abgassystem für einen Verbrennungsmotor gelöst, das eine erfindungsgemäße Regenerationsvorrichtung umfasst.The object directed to an efficient regeneration of particulate filters in exhaust systems is further solved by an exhaust system for an internal combustion engine comprising a regeneration device according to the invention.

Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Regenerationsvorrichtung gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte, dass ein Betriebszustand des Abgassystems und/oder des Verbrennungsmotors ermittelt wird und in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand im Falle einer Regeneration des Partikelfilters ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt wird oder ein Bereitstellen eines zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischs unterbunden wird.Furthermore, this object is achieved by a method for operating a regeneration device according to the invention. The method comprises the steps of determining an operating state of the exhaust system and / or of the internal combustion engine and providing an ignitable air / fuel mixture or providing an ignitable air / fuel mixture as a function of the determined operating state in the event of regeneration of the particulate filter is prevented.

Je nach aktuellem Motorbetriebspunkt kann somit das effektivste Regenerationsprinzip ausgewählt werden.Depending on the current engine operating point, the most effective regeneration principle can thus be selected.

Vorzugsweise wird ein Bereitstellen eines zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischs unterbunden, indem die Luftzufuhr der Flammglühkerze verringert oder abgesperrt wird. Wenn die Luftzufuhr soweit gedrosselt wird, dass sich in der Brennkammer kein zündfähiges Gemisch bilden kann, tritt statt einer Flamme ein dosierbarer Kraftstoffstrom aus der Austrittsöffnung der Brennkammer aus. Die Zündvorrichtung der Flammglühkerze kann dann bei verringerter oder abgesperrter Luftzufuhr weiterbetrieben werden, um beispielsweise eine Verdampfung des Kraftstoffstroms in der Brennkammer herbeizuführen oder zu begünstigen, wodurch die Effektivität der Sekundäreinspritzung gesteigert wird. In ähnlicher Weise kann eine geringe Menge an Luftzufuhr, welche zur Bildung eines durch die Zündvorrichtung zündbaren Luft/ Kraftstoff-Gemischs nicht ausreicht, vorgesehen werden, um die Eigenschaften des aus der Brennkammer austretenden Kraftstoffstroms gezielt zu beeinflussen, insbesondere um Sauerstoff für die nachfolgende Verbrennung von Ruß im Partikelfilter zur Verfügung zu stellen.Preferably, a provision of an ignitable air / fuel mixture is prevented by the air supply of the flame glow plug is reduced or shut off. If the air supply is throttled so far that can form no ignitable mixture in the combustion chamber, instead of a flame, a metered fuel flow exits from the outlet opening of the combustion chamber. The ignition device of the flame glow plug can then continue to operate with reduced or shut-off air supply, for example, to bring about or promote evaporation of the fuel flow in the combustion chamber, whereby the effectiveness of the secondary injection is increased. Similarly, a small amount of air supply, which is insufficient to form an ignitable by the igniter air / fuel mixture may be provided to selectively influence the properties of the exiting from the combustion chamber fuel flow, in particular oxygen for the subsequent combustion of To provide soot in the particulate filter.

Zum Ermitteln des Betriebszustands des Abgassystems kann insbesondere eine Temperatur des Katalysators ermittelt werden. Alternativ könnte auch ein Betriebsparameter des Verbrennungsmotors ermittelt werden, beispielsweise die Kühlmitteltemperatur, die Drehzahl oder die Betriebszeit.To determine the operating state of the exhaust system, in particular a temperature of the catalyst can be determined. Alternatively, an operating parameter of the internal combustion engine could also be determined, for example the coolant temperature, the rotational speed or the operating time.

Vorzugsweise wird ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt, wenn die Temperatur des Katalysators unter der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters durchgeführt werden soll.Preferably, an ignitable air / fuel mixture is provided when the temperature of the catalyst is below the reaction temperature and regeneration of the particulate filter is to be performed.

Die Flammglühkerze wird dann als Brenner betrieben und sorgt für eine direkte Erwärmung des Katalysators.The flame glow plug is then operated as a burner and ensures direct heating of the catalyst.

Hingegen wird bevorzugt ein Bereitstellen eines zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischs unterbunden, wenn die Temperatur des Katalysators über der Reaktionstemperatur liegt und eine Reaktion durchgeführt werden soll. Die Flammglühkerze wird somit als Vorrichtung zur Kraftstoffsekundäreinspritzung eingesetzt und ein unnötiger, energieaufwändiger Brennbetrieb wird vermieden.On the other hand, providing a flammable air / fuel mixture is preferably prevented when the temperature of the catalyst is above the reaction temperature and a reaction is to be carried out. The flame glow plug is thus used as a device for fuel secondary injection and unnecessary, energy-intensive combustion operation is avoided.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Fig. 1
zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Flammglühkerze.
Fig. 2
zeigt schematisch einen Teil eines Abgassystems, das einen Partikelfilter und einen Oxidationskatalysator sowie eine erfindungsgemäße Flammglühkerze umfasst.
The invention will now be described by way of example with reference to the drawings.
Fig. 1
shows a schematic representation of a flame glow plug according to the invention.
Fig. 2
schematically shows a part of an exhaust system comprising a particulate filter and an oxidation catalyst and a flame glow plug according to the invention.

Die in Fig. 1 dargestellte Flammglühkerze 10 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 12, an dessen einer Stirnseite ein zylindrisches Hülsenelement 14 aus hitzebeständigem Material angeordnet ist. Das Hülsenelement 14 definiert eine Brennkammer 16, die eine zum Grundkörper 12 weisende Eintrittsöffnung 18, eine vom Grundkörper 12 weg weisende Austrittsöffnung 20 und eine Mantelfläche 22 aufweist.In the Fig. 1 Flammglühkerze 10 shown comprises a substantially cylindrical base body 12, on one end face of a cylindrical sleeve member 14 is arranged made of heat-resistant material. The sleeve element 14 defines a combustion chamber 16, which has an inlet opening 18 facing the main body 12, an outlet opening 20 facing away from the base body 12, and a lateral surface 22.

Ein lediglich schematisch dargestellter Befestigungsflansch 24 ist am Grundkörper 12 vorgesehen, der dazu dient, die Flammglühkerze 10 derart an einem Abgaskanal 26 (Fig. 2) eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) anzubringen, dass das Hülsenelement 14 in den Abgaskanal 26 hineinragt. Ein erster Anschlussstutzen 28 zum Bereitstellen eines Kraftstoffstroms und ein zweiter Anschlussstutzen 30 zum Bereitstellen eines Luftstroms sind jeweils an dem Grundkörper 12 befestigt oder an diesen angeformt. Sie münden jeweils in eine Aufbereitungskammer (nicht dargestellt) in dem Grundkörper 12, welche dazu dient, aus dem bereitgestellten Kraftstoffstrom und dem bereitgestellten Luftstrom ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch zu erzeugen. Erforderlichenfalls können auch zusätzliche Dosiervorrichtungen zum Dosieren des Kraftstoffstroms und des Luftstroms in den Anschlussstutzen 28, 30 oder in der Aufbereitungskammer vorgesehen sein. Auf die genaue Ausgestaltung der Luft/ Kraftstoff-Aufbereitungskammer und der Dosiervorrichtungen kommt es nicht an. Wesentlich ist lediglich, dass bei einer Kraftstoffzufuhr an den ersten Anschlussstutzen 28 und einer Luftzufuhr an den zweiten Anschlussstutzen 30 ein zündfähiges Luft/ Kraftstoffgemisch an die Brennkammer 16 abgegeben wird. Zwei parallel angeordnete Heizstäbe 32 sind in dem Grundkörper 12 angeordnet und weisen jeweils eine sich in die Brennkammer 16 erstreckende Glühspitze (nicht dargestellt) und einen entgegengesetzt dazu angeordneten, aus dem Grundkörper 12 herausgeführten Verbindungsabschnitt 36 auf. Mittels der Verbindungsabschnitte 36 sind die Heizstäbe 32 mit einer ansteuerbaren elektrischen Energiequelle verbindbar. Die Anzahl und die Leistungsfähigkeit der Heizstäbe 32 sind so ausgelegt, dass bei ihrer Aktivierung der in die Brennkammer 16 eintretende Strom des Luft/ Kraftstoff-Gemischs gezündet wird und demgemäß eine Flamme aus der Austrittsöffnung 20 der Brennkammer 16 austritt.An attachment flange 24, shown only schematically, is provided on the main body 12, which serves for the flame glow plug 10 in such a way at an exhaust passage 26 (FIG. Fig. 2 ) of an internal combustion engine (not shown), that the sleeve member 14 projects into the exhaust passage 26. A first connecting piece 28 for providing a fuel flow and a second connecting piece 30 for providing an air flow are respectively attached to the main body 12 or formed on this. They each open into a treatment chamber (not shown) in the base body 12, which serves to generate an ignitable air / fuel mixture from the provided fuel flow and the air flow provided. If necessary, additional metering devices for metering the fuel flow and the air flow in the connecting piece 28, 30 or may be provided in the processing chamber. The exact design of the air / fuel treatment chamber and the metering devices is not important. All that is essential is that an ignitable air / fuel mixture is delivered to the combustion chamber 16 when a fuel supply to the first connecting piece 28 and an air supply to the second connecting piece 30. Two heating elements 32 arranged in parallel are arranged in the main body 12 and each have a glow tip (not shown) extending into the combustion chamber 16 and a connecting section 36 arranged opposite to it and led out from the main body 12. By means of the connecting portions 36, the heating elements 32 can be connected to a controllable electrical energy source. The number and the efficiency of the heating rods 32 are designed such that when they are activated, the air / fuel mixture entering the combustion chamber 16 is ignited and accordingly a flame emerges from the outlet opening 20 of the combustion chamber 16.

Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, sind in der Mantelfläche 22 des Hülsenelements 14 keinerlei Löcher oder Durchführungen vorgesehen, wie dies bei herkömmlichen Flammglühkerzen der Fall ist. Überdies ist die Luftzufuhr 30 in der Menge steuerbar ausgebildet, das heißt sie kann soweit gedrosselt oder heruntergeregelt werden, dass die Entstehung eines zündfähigen Luft/ Kraftstoff-Gemischs verhindert wird. Bei abgesperrter Luftzufuhr 30 und bereitgestellter Kraftstoffzufuhr 28 tritt ein Kraftstoffstrom in die Brennkammer 16 ein, wobei der in axialer Richtung strömende Kraftstoff einerseits und die luftundurchlässige Mantelfläche 22 des Hülsenelements 14 andererseits jeglichen Lufteintritt von außen in die Brennkammer 16 verhindern. Somit tritt bei abgesperrter Luftzufuhr 30 keine Flamme, sondern ein dosierter Kraftstoffstrom aus der Austrittsöffnung 20 der Brennkammer 16 aus.As in Fig. 1 can be seen, no holes or bushings are provided in the lateral surface 22 of the sleeve member 14, as is the case with conventional flame glow plugs. Moreover, the air supply 30 formed in the amount controllable, that is, it can be throttled or down regulated so far that the formation of an ignitable air / fuel mixture is prevented. With the air supply 30 shut off and the fuel supply 28 provided, a fuel flow enters the combustion chamber 16, the axially flowing fuel on the one hand and the air-impermeable outer surface 22 of the sleeve member 14 on the other hand preventing any air from entering the combustion chamber 16 from the outside. Thus, when the air supply 30 is shut off, no flame but a metered fuel flow emerges from the outlet opening 20 of the combustion chamber 16.

Durch die in Fig. 1 gezeigte Flammglühkerze 10 kann auf vorteilhafte Weise eine Regenerationsvorrichtung für einen Abgaskanal 26 realisiert werden, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert wird.By the in Fig. 1 shown flame glow plug 10 can be realized in an advantageous manner, a regeneration device for an exhaust passage 26, as described below with reference to Fig. 2 is explained in more detail.

Der in Fig. 2 dargestellte Abgaskanal 26 empfängt an einem stromaufwärts gelegenen Ende 27 den heißen Abgasstrom von einem Verbrennungsmotor und leitet diesen bis zu einem Auspuffendrohr (nicht dargestellt) weiter, durch das die Abgase in die Atmosphäre abgelassen werden. Vor dem Entweichen in die Atmosphäre tritt der Abgasstrom, durch einen Pfeil dargestellt, zur Schadstoffbegrenzung durch einen Katalysator 38 und einen Partikelfilter 40 hindurch. Bei dem Katalysator 38 kann es sich um einen herkömmlichen Oxidationskatalysator, wie beispielsweise einen Dieseloxidationskatalysator, handeln. Bei dem Partikelfilter 40 handelt es sich um einen Rußpartikelfilter, welcher in dem Abgasstrom enthaltene Rußpartikel aus dem Abgasstrom herausfiltert und in seinem Inneren speichert. Stromaufwärts des Katalysators 38 ist eine Regenerationsvorrichtung für den Partikelfilter 40 in Form einer Flammglühkerze 10 angeordnet.The in Fig. 2 shown exhaust passage 26 receives at an upstream end 27, the hot exhaust gas flow from an internal combustion engine and passes it on to a tailpipe (not shown), through which the exhaust gases are discharged into the atmosphere. Before it escapes into the atmosphere, the exhaust gas flow, represented by an arrow, passes through a catalytic converter 38 and a particle filter 40 for limiting emissions. The catalyst 38 may be a conventional oxidation catalyst, such as a diesel oxidation catalyst. The particulate filter 40 is a soot particulate filter which filters out soot particles contained in the exhaust gas stream from the exhaust gas stream and stores it in its interior. Upstream of the catalyst 38, a regeneration device for the particulate filter 40 in the form of a flame glow plug 10 is arranged.

Die Flammglühkerze 10 ist über ihren ersten Anschlussstutzen 28 mit einer Kraftstoffleitung 44 und über ihren zweiten Anschlussstutzen 30 mit einer Luftleitung 46 verbunden. Die Heizstäbe 32 der Flammglühkerze 10 sind an eine elektrische Energiequelle 48, beispielsweise eine Batterie, angeschlossen. Die Kraftstoffleitung 44 steht mit einer lediglich schematisch dargestellten Kraftstoffquelle 50 in Verbindung und die Luftleitung 46 steht mit einer ebenfalls lediglich schematisch dargestellten Druckluftquelle 52 in Verbindung. In der Kraftstoffleitung 44 ist ein erstes Magnetventil 54 angeordnet und in der Luftleitung 46 ist ein zweites Magnetventil 56 angeordnet. In der Verbindungsleitung zwischen der elektrischen Energiequelle 48 und der Flammglühkerze 10 ist ein ansteuerbarer elektrischer Schalter 51 angeordnet.The flame glow plug 10 is connected via its first connecting piece 28 to a fuel line 44 and via its second connecting piece 30 to an air line 46. The heating rods 32 of the flame glow plug 10 are connected to an electrical energy source 48, for example a battery. The fuel line 44 communicates with a fuel source 50 shown only schematically and the air line 46 communicates with a compressed air source 52 also shown only schematically. In the fuel line 44, a first solenoid valve 54 is arranged and in the air line 46, a second solenoid valve 56 is arranged. In the connecting line between the electric power source 48 and the flame glow plug 10, a controllable electrical switch 51 is arranged.

Die Flammglühkerze 10 kann drei verschiedene Betriebszustände einnehmen. Gemäß einem ersten Betriebszustand ist sowohl die Kraftstoffzufuhr als auch die Luftzufuhr abgesperrt und die Heizstäbe 32 werden nicht betrieben. Die Flammglühkerze 10 ist somit insgesamt außer Betrieb. Gemäß einem zweiten Betriebszustand ist die Kraftstoffzufuhr freigegeben, die Luftzufuhr ist abgesperrt und die Heizstäbe 32 werden betrieben. Die Flammglühkerze 10 wird somit als Sekundäreindüsungsvorrichtung betrieben. Gemäß einem dritten Betriebszustand ist sowohl die Luftzufuhr als auch die Kraftstoffzufuhr freigegeben und die Heizstäbe 32 werden betrieben. Die Flammglühkerze 10 wird in diesem Fall als Brenner betrieben.The flame glow plug 10 can assume three different operating states. According to a first operating state, both the fuel supply and the air supply are shut off and the heating rods 32 are not operated. The flame glow plug 10 is thus out of service altogether. According to a second operating state, the fuel supply is released, the air supply is shut off and the heating rods 32 are operated. The flame glow plug 10 is thus operated as a secondary injection device. According to a third operating state, both the air supply and the fuel supply are released and the heating rods 32 are operated. The flame glow plug 10 is operated in this case as a burner.

Die Steuerung der einzelnen Betriebszustände der Flammglühkerze 10 erfolgt mittels einer Steuereinrichtung 60, die über elektrische Steuerleitungen mit dem ersten Magnetventil 54, dem zweiten Magnetventil 56 und dem elektrischen Schalter 51 verbunden ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung 60 als eigenständiges Steuergerät ausgebildet, das von der Flammglühkerze 10 entfernt angeordnet ist und über elektrische Leitungen mit den jeweiligen Komponenten verbunden ist. Alternativ kann die Steuereinrichtung 60 auch in ein Steuergerät des Verbrennungsmotors integriert sein.The control of the individual operating states of the flame glow plug 10 by means of a control device 60 which is connected via electrical control lines to the first solenoid valve 54, the second solenoid valve 56 and the electrical switch 51. In the illustrated embodiment, the controller 60 is a stand-alone controller formed, which is remote from the flame glow plug 10 and is connected via electrical lines to the respective components. Alternatively, the control device 60 may also be integrated into a control unit of the internal combustion engine.

Die Steuereinrichtung 60 empfängt verschiedene Eingabesignale und steuert darauf beruhend den Betrieb der Flammglühkerze 10. Insbesondere empfängt die Steuereinrichtung 60 ein Katalysatortemperatursignal 62 und ein Partikelfilterbeladungssignal 64. Es sind jedoch vielfältige andere Eingangssignale denkbar, anhand derer entscheidbar ist, ob eine Regeneration des Partikelfilters 40 durchgeführt werden soll und ob die Temperatur des Katalysators 38 über der Light-Off-Temperatur liegt.The controller 60 receives various input signals and controls the operation of the flame glow plug 10 based thereon. Specifically, the controller 60 receives a catalyst temperature signal 62 and a particulate filter loading signal 64. However, various other input signals are conceivable that can be used to determine whether regeneration of the particulate filter 40 is being performed should and whether the temperature of the catalyst 38 is above the light-off temperature.

Wenn das Partikelfilterbeladungssignal 64 anzeigt, dass eine Regeneration des Partikelfilters 40 durchgeführt werden soll, prüft die Steuereinrichtung 60 anhand des Katalysatortemperatursignals 62, ob die Temperatur des Katalysators 38 unter der Reaktionstemperatur liegt, bei welcher eine exotherme Reaktion des eingedüsten Kraftstoffs erfolgt. Wenn dies der Fall ist, wird die Flammglühkerze 10 als Brenner betrieben, um den Abgaskanal 26 sowie den Katalysator 38 anzuwärmen. Die Steuereinrichtung 60 überprüft dann fortlaufend die Katalysatortemperatur anhand des Katalysatortemperatursignals 62. Sobald die Katalysatortemperatur über die Reaktionstemperatur angestiegen ist, sperrt die Steuereinrichtung 60 die Luftzufuhr der Flammglühkerze 10 ab, um die Flammglühkerze 10 dadurch als Einspritzvorrichtung zu betreiben und somit unverbrannte flüssige Kohlenwasserstoffe in den Abgasstrom einzugeben. Diese Reagieren im Katalysator 38 exotherm, wodurch Wärme freigesetzt wird und die Katalysatortemperatur ansteigt. Durch die exotherme Reaktion des eingedüsten Kraftstoffs erhitzt sich der Katalysator 38 sowie der in unmittelbarer Nähe angeordnete Partikelfilter 40 bis auf eine Temperatur, die ausreichend ist, um eine Verbrennung der Rußpartikel in dem Partikelfilter 40 und folglich eine Regeneration des Partikelfilters 40 zu erzielen.When the particulate filter loading signal 64 indicates that regeneration of the particulate filter 40 is to be performed, the controller 60 checks, based on the catalyst temperature signal 62, if the temperature of the catalyst 38 is below the reaction temperature at which an exothermic reaction of the injected fuel occurs. If this is the case, the flame glow plug 10 is operated as a burner to heat the exhaust passage 26 and the catalyst 38. The controller 60 then continuously checks the catalyst temperature based on the catalyst temperature signal 62. Once the catalyst temperature has risen above the reaction temperature, the controller 60 shuts off the air supply to the flame glow plug 10 to thereby operate the flame glow plug 10 as an injector and thus unburned liquid hydrocarbons into the exhaust stream enter. These react exothermically in the catalyst 38, releasing heat and increasing the catalyst temperature. Due to the exothermic reaction of the injected fuel, the catalyst 38 and the particulate filter 40 arranged in the immediate vicinity are heated to a temperature which is sufficient is to achieve combustion of the soot particles in the particulate filter 40 and thus regeneration of the particulate filter 40.

Die Mittel zum Absperren der Luftzufuhr bestehen bei der dargestellten Ausführungsform also einerseits in dem Hülsenelement 14 mit luftundurchlässiger Mantelfläche 22 und andererseits in dem zweiten Magnetventil 56. Es können allerdings Absperrventile verschiedener Art und an unterschiedlichen Stellen eingesetzt werden. Beispielsweise kann sich das Magnetventil 56 direkt an der Flammglühkerze 10 oder an der Druckluftquelle 52 befinden. Wichtig ist lediglich, dass die Luftzufuhr der Flammglühkerze kontrolliert unterbrochen oder ausreichend verringert werden kann, um in gewünschten Zeitabschnitten die Ausgabe eines Kraftstoffstroms ohne Flammenbildung zu ermöglichen.The means for shutting off the air supply are in the illustrated embodiment, therefore, on the one hand in the sleeve member 14 with luftundurchlässiger lateral surface 22 and on the other hand in the second solenoid valve 56. However, shut-off valves of different types and at different locations can be used. For example, the solenoid valve 56 may be located directly on the flame glow plug 10 or on the compressed air source 52. It is only important that the air supply of the flame glow plug can be controlled interrupted or reduced sufficiently to allow the output of a fuel flow without flame formation in desired time intervals.

Durch das vorstehend beschriebene Regenerationsverfahren ist es möglich, eine Regeneration des Partikelfilters 40 zu beliebigen Zeiten und während beliebiger Betriebszustände des Abgassystems bzw. des Verbrennungsmotors durchzuführen, also zum Beispiel auch unmittelbar nach dem Start des Verbrennungsmotors. Günstigerweise ist dazu nur ein einzelnes, kompaktes und einfach herzustellendes Bauteil, nämlich eine erfindungsgemäße Flammglühkerze 10, erforderlich. Eine kostspielige und platzraubende Heizvorrichtung zum direkten Erwärmen des Partikelfilters 40 auf die Rußabbrandtemperatur ist nicht notwendig. Das erfindungsgemäße Regenerationskonzept ist auf viele verschiedene Arten von Verbrennungsmotoren im Industrieanlagen- und Kraftfahrzeugbereich anwendbar.By the regeneration method described above, it is possible to perform a regeneration of the particulate filter 40 at arbitrary times and during any operating conditions of the exhaust system or the internal combustion engine, that is, for example, immediately after the start of the internal combustion engine. Conveniently, this is only a single, compact and easy to manufacture component, namely a Flammglühkerze 10 of the invention required. A costly and space consuming heater for directly heating the particulate filter 40 to the Rußabbrandtemperatur is not necessary. The regeneration concept according to the invention is applicable to many different types of internal combustion engines in the industrial plant and motor vehicle sector.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Flammglühkerzeflame glow plug
1212
Grundkörperbody
1414
Hülsenelementsleeve member
1616
Brennkammercombustion chamber
1818
Eintrittsöffnunginlet opening
2020
Austrittsöffnungoutlet opening
2222
Mantelflächelateral surface
2424
Befestigungsflanschmounting flange
2626
Abgaskanalexhaust duct
2828
erster Anschlussstutzenfirst connection piece
3030
zweiter Anschlussstutzensecond connection piece
3232
Heizstabheater
3636
Verbindungsabschnittconnecting portion
3838
Katalysatorcatalyst
4040
Partikelfilterparticulate Filter
4444
KraftstoffleitungFuel line
4646
Luftleitungair line
4848
elektrische Energiequelleelectrical energy source
5050
KraftstoffquelleFuel source
5151
Schalterswitch
5252
DruckluftquelleCompressed air source
5454
erstes Magnetventilfirst solenoid valve
5656
zweites Magnetventilsecond solenoid valve
6060
Steuereinrichtungcontrol device
6262
KatalysatortemperatursignalCatalyst temperature signal
6464
PartikelfilterbeladungssignalParticle filter charge signal

Claims (15)

Flammglühkerze (10) mit
einer Brennkammer (16), die eine Austrittsöffnung (20) für die Flamme aufweist,
einer insbesondere absperrbaren Kraftstoffzufuhr zum Bereitstellen eines Kraftstoffstroms an die Brennkammer (16),
einer Luftzufuhr zum Bereitstellen eines Luftstroms an die Brennkammer (16), und
einer Zündvorrichtung (32), insbesondere einem elektrisch betriebenen Heizelement, welche in der Brennkammer (16) angeordnet ist oder sich in die Brennkammer (16) erstreckt und welche dazu ausgebildet ist, das aus dem bereitgestellten Kraftstoffstrom und dem bereitgestellten Luftstrom entstehende Luft/ Kraftstoff-Gemisch zu zünden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftzufuhr in der Menge steuerbar ausgebildet ist.
Flame glow plug (10) with
a combustion chamber (16) having a discharge opening (20) for the flame,
a particular lockable fuel supply for providing a fuel flow to the combustion chamber (16),
an air supply to provide an air flow to the combustion chamber (16), and
an ignition device (32), in particular an electrically operated heating element, which is arranged in the combustion chamber (16) or extends into the combustion chamber (16) and which is designed to control the air / fuel flow resulting from the supplied fuel flow and the air flow provided. Ignite mixture,
characterized in that
the air supply in the amount is controllable.
Flammglühkerze (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Luftzufuhr in der Menge verringerbar und/oder absperrbar ausgebildet ist.
Flame glow plug (10) according to claim 1,
characterized in that
the air supply in the amount is formed reducible and / or lockable.
Flammglühkerze (10) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zum Steuern der Luftzufuhr an der Flammglühkerze (10) oder an einer der Flammglühkerze (10) vorgeschalteten Komponente vorgesehen sind.
Flame glow plug (10) according to claim 1 or 2,
characterized in that
the means for controlling the air supply to the flame glow plug (10) or on a flame glow plug (10) upstream component are provided.
Flammglühkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Bereitstellen des Luftstroms ein Anschlussstutzen (30) vorgesehen ist, an welchen eine insbesondere mit einer Druckluftquelle (52) in Verbindung stehende Luftleitung (46) anschließbar ist.
Flame glow plug (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
in order to provide the air flow, a connecting piece (30) is provided, to which an air line (46) which is in particular connected to a compressed air source (52) can be connected.
Flammglühkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Brennkammer (16) einen luftdicht abgeschlossenen Umfangsabschnitt (22), eine stirnseitige Eintrittsöffnung (18) und eine entgegengesetzt zur Eintrittsöffnung (18) liegende Austrittsöffnung (20) aufweist.
Flame glow plug (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the combustion chamber (16) has a hermetically sealed peripheral portion (22), an end-side inlet opening (18) and an outlet opening (20) opposite to the inlet opening (18).
Flammglühkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Brennkammer (16) zumindest teilweise durch ein zylindrisches Hülsenelement (14) mit einer luftundurchlässigen Mantelfläche (22) gebildet ist.
Flame glow plug (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
the combustion chamber (16) is at least partially formed by a cylindrical sleeve element (14) with an air-impermeable lateral surface (22).
Flammglühkerze (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
sie zum Anbringen in einem Abgaskanal (26) eines Verbrennungsmotors, insbesondere eines Dieselmotors, ausgebildet ist.
Flame glow plug (10) according to one of the preceding claims,
characterized in that
it is designed for mounting in an exhaust duct (26) of an internal combustion engine, in particular a diesel engine.
Regenerationsvorrichtung für einen Partikelfilter (40) eines Abgassystems, das einen Abgaskanal (26) zum Abführen eines heißen Abgasstroms von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, und einen Katalysator (38), insbesondere einen Oxidationskatalysator, umfasst, der stromaufwärts des Partikelfilters (40) in den Abgaskanal (26) integriert ist, wobei die Regenerationsvorrichtung einen Brenner umfasst, der in der Lage ist, den Katalysator (38) auf eine Reaktionstemperatur, bei welcher eine exotherme Reaktion des Kraftstoffs erfolgt, aufzuheizen,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Brenner eine Flammglühkerze (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen ist und dass
die Regenerationsvorrichtung wenigstens eine Steuereinrichtung (60) umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Luftzufuhr der Flammglühkerze (10) in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Abgassystems und/oder des Verbrennungsmotors zu steuern.
Regeneration device for a particulate filter (40) of an exhaust system, which has an exhaust gas channel (26) for discharging a hot exhaust gas stream from an internal combustion engine, in particular a diesel engine, and a catalyst (38), in particular an oxidation catalyst, integrated into the exhaust passage (26) upstream of the particulate filter (40), the regeneration device comprising a burner capable of bringing the catalyst (38) to a reaction temperature in which an exothermic reaction of the fuel takes place, to heat up,
characterized in that
as burner a flame glow plug (10) according to one of claims 1 to 7 is provided and that
the regeneration device comprises at least one control device (60) which is designed to control the air supply of the flame glow plug (10) as a function of an operating state of the exhaust system and / or of the internal combustion engine.
Regenerationsvorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, die Luftzufuhr freizugeben, wenn die Temperatur des Katalysators (38) unter der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters (40) durchgeführt werden soll.
Regeneration device according to claim 8,
characterized in that
the control means (60) is adapted to release the air supply when the temperature of the catalyst (38) is below the reaction temperature and regeneration of the particulate filter (40) is to be performed.
Regenerationsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, die Luftzufuhr zu verringern oder abzusperren, wenn die Temperatur des Katalysators (38) über der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters (40) durchgeführt werden soll, und/oder dass
die Steuereinrichtung (60) dazu ausgebildet ist, die Luftzufuhr wieder zu verringern oder abzusperren, wenn die Temperatur des Katalysators (38) über die Reaktionstemperatur angestiegen ist.
Regeneration device according to claim 8 or 9,
characterized in that
the control device (60) is designed to reduce or shut off the air supply when the temperature of the catalyst (38) is above the reaction temperature and regeneration of the particulate filter (40) is to be carried out, and / or
the control device (60) is designed to reduce or shut off the air supply once the temperature of the catalyst (38) has risen above the reaction temperature.
Abgassystem für einen Verbrennungsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, das umfasst: einen Abgaskanal (26) zum Abführen eines heißen Abgasstroms von dem Verbrennungsmotor, einen Partikelfilter (40) und einen Katalysator (38), insbesondere einen Oxidationskatalysator, der stromaufwärts des Partikelfilters (40) in den Abgaskanal (26) integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
das Abgassystem eine Regenerationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 umfasst.
Exhaust system for an internal combustion engine, in particular a diesel engine, comprising: an exhaust passage (26) for discharging a hot exhaust gas flow from the internal combustion engine, a particulate filter (40), and a catalyst (38), in particular an oxidation catalyst, integrated into the exhaust passage (26) upstream of the particulate filter (40); characterized in that
the exhaust system comprises a regeneration device according to any one of claims 8 to 10.
Verfahren zum Betreiben einer Regenerationsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Betriebszustand des Abgassystems und/oder des Verbrennungsmotors ermittelt wird und
in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebszustand im Falle einer Regeneration des Partikelfilters (40) ein zündfähiges Luft/Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt wird oder ein Bereitstellen eines zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischs unterbunden wird.
Method for operating a regeneration device according to one of claims 8 to 10,
characterized in that
an operating state of the exhaust system and / or the internal combustion engine is determined and
in the case of a regeneration of the particulate filter (40), an ignitable air / fuel mixture is provided as a function of the determined operating state, or a provision of an ignitable air / fuel mixture is prevented.
Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Bereitstellen eines zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischs unterbunden wird, indem die Luftzufuhr der Flammglühkerze (10) verringert oder abgesperrt wird, wobei insbesondere
die Zündvorrichtung (32) der Flammglühkerze (10) bei verringerter oder abgesperrter Luftzufuhr betrieben wird.
Method according to claim 12,
characterized in that
a provision of an ignitable air / fuel mixture is prevented by the air supply of the flame glow plug (10) is reduced or shut off, in particular
the ignition device (32) of the flame glow plug (10) is operated with reduced or blocked air supply.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Ermitteln des Betriebszustands des Abgassystems eine Temperatur des Katalysators (38) ermittelt wird.
Method according to one of claims 12 to 13,
characterized in that
for determining the operating state of the exhaust system, a temperature of the catalyst (38) is determined.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zündfähiges Luft/ Kraftstoff-Gemisch bereitgestellt wird, wenn die Temperatur des Katalysators (38) unter der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters (40) durchgeführt werden soll, und/oder dass
ein Bereitstellen eines zündfähigen Luft/Kraftstoff-Gemischs unterbunden wird, wenn die Temperatur des Katalysators (38) über der Reaktionstemperatur liegt und eine Regeneration des Partikelfilters (40) durchgeführt werden soll.
Method according to one of claims 12 to 14,
characterized in that
an ignitable air / fuel mixture is provided when the temperature of the catalyst (38) is below the reaction temperature and regeneration of the particulate filter (40) is to be performed, and / or
providing an ignitable air / fuel mixture is inhibited when the temperature of the catalyst (38) is above the reaction temperature and regeneration of the particulate filter (40) is to be performed.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010034132A1 (en) * 2010-08-12 2012-02-16 Volkswagen Ag Method for determining secondary fuel mass flow and secondary air mass flow of external burner in exhaust system of combustion engine, involves setting operating point of external burner according to predetermined criteria
US9027332B2 (en) 2013-02-27 2015-05-12 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Ion sensor with decoking heater
US8959902B2 (en) 2013-02-27 2015-02-24 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust treatment burner and mixer system
US8991163B2 (en) 2013-02-27 2015-03-31 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Burner with air-assisted fuel nozzle and vaporizing ignition system
US9027331B2 (en) 2013-02-27 2015-05-12 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust aftertreatment burner with preheated combustion air
US9534525B2 (en) 2015-05-27 2017-01-03 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Mixer assembly for exhaust aftertreatment system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4239079A1 (en) 1992-11-20 1994-05-26 Pierburg Gmbh Burner system for exhaust gas detoxification or purification of an internal combustion engine
US7032376B1 (en) * 2003-08-27 2006-04-25 Southwest Research Institute Diesel fuel burner for diesel emissions control system
FR2893351A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-18 Bosch Gmbh Robert Burner, e.g. auxiliary burner, for internal combustion engine of motor vehicle, has control unit adapting fuel mass, which is supplied from injection valve to burner to air mass, which is supplied from blower to burner
WO2007141433A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Jean-Claude Fayard Burner and method for the regeneration of filtration cartridges and devices equipped with such burner

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734197A1 (en) * 1987-10-09 1989-04-20 Bosch Gmbh Robert DEVICE FOR REMOVING SOLID PARTICLES, IN PARTICULAR CARBON PARTICLES, FROM THE EXHAUST GAS FROM AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
DE10062956A1 (en) * 2000-12-16 2002-06-20 Bosch Gmbh Robert Emission control system and method for emission control
DE20115464U1 (en) * 2001-09-19 2001-11-29 Huss Umwelttechnik GmbH, 90411 Nürnberg burner
JP2004324587A (en) * 2003-04-25 2004-11-18 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Emission control device of internal combustion engine
DE102004049048A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 Huss Umwelttechnik Gmbh Device for purifying internal combustion engine exhaust gases includes a burner with a fuel-air intake connector equipped with a glow plug, where the intake connector can be adjusted to a vertical position
US20070039315A1 (en) * 2005-08-17 2007-02-22 Liang Cho Y Combustion chamber
DE102006015841B3 (en) * 2006-04-03 2007-08-02 TWK Engineering Entwicklungstechnik (GbR) (vertretungsberechtigte Gesellschafter Herrn Thomas Winter, Jagdhaus am Breitenberg, 56244 Ötzingen und Herrn Waldemar Karsten, Am Merzenborn 6, 56422 Wirges) Regeneration of particle filters comprises burning fuel under oxygen deficiency in first combustion chamber, and introducing gas produced to second chamber where air current is produced flowing in direction counter to direction of gas flow

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4239079A1 (en) 1992-11-20 1994-05-26 Pierburg Gmbh Burner system for exhaust gas detoxification or purification of an internal combustion engine
US7032376B1 (en) * 2003-08-27 2006-04-25 Southwest Research Institute Diesel fuel burner for diesel emissions control system
FR2893351A1 (en) * 2005-11-17 2007-05-18 Bosch Gmbh Robert Burner, e.g. auxiliary burner, for internal combustion engine of motor vehicle, has control unit adapting fuel mass, which is supplied from injection valve to burner to air mass, which is supplied from blower to burner
WO2007141433A1 (en) * 2006-06-07 2007-12-13 Jean-Claude Fayard Burner and method for the regeneration of filtration cartridges and devices equipped with such burner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KURTH J ET AL: "Automation strategies for a particle filter system for diesel engines", CONTROL APPLICATIONS, 1994., PROCEEDINGS OF THE THIRD IEEE CONFERENCE ON GLASGOW, UK 24-26 AUG. 1994, NEW YORK, NY, USA,IEEE, 24 August 1994 (1994-08-24), pages 127 - 132, XP010131149, ISBN: 978-0-7803-1872-4 *

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Publication number Publication date
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