РАБОТАЮЩЕЕ НА ТОПЛИВЕ ОБОГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАБОТАЮЩЕГО НА ТОПЛИВЕ ОБОГРЕВАТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
FUEL-OPERATED HEATING DEVICE OF VEHICLE AND METHOD OF OPERATION OF FUEL-OPERATED HEATING DEVICE OF VEHICLE

Данное изобретение относится к работающему на топливе обогревательному устройству транспортного средства и к его способу эксплуатации.
Описывается способ эксплуатации работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства, причем после получения сигнала отключения устройством управления работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства инициируется фаза отключения, во время которой еще имеющееся в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства остаточное топливо сжигается, и причем устройством управления после получения сигнала включения во время фазы отключения инициируется фаза повторного включения, без того чтобы фаза отключения завершалась после полного сжигания имеющегося остаточного топлива. Таким образом, может сокращаться промежуток времени до повторного достижения необходимой после повторного включения тепловой мощности работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства после отключения работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства, то есть после получения сигнала отключения, посредством которого инициируется фаза отключения. Как правило, после получения сигнала отключения инициируется для предотвращения топливного нагара в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства фаза отключения. Во время фазы отключения имеющееся в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства остаточное топливо, то есть топливо, которое уже поступило в горелку, контролируемо и полностью сжигается. Это предотвращает вредные выбросы, загазованность и отложения внутри работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства. Без этого сжигания остаточного топлива во время фазы отключения остаточное топливо лишь нагреется благодаря остаточному теплу работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства и частично преобразуется в коксования и синий дым. Также увеличиваются выбросы вредных веществ работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства без фазы отключения. Далее также при новом запуске работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства оказывается благодаря остающемуся еще в обогревательном устройстве транспортного средства остаточному топливу содействие образованию отложений, синего дыма и повышенных выбросов вредных веществ, в том числе за счет еще низкой в этом случае температуры. Это может предотвращаться, если фаза отключения выполняется полностью, то есть сжигание имеющегося остаточного топлива происходит полностью. Это приводит к тому, что во время фазы отключения повторное включение работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства не возможно. Только в том случае, если фаза отключения выполнена полностью, работающее на топливе обогревательное устройство транспортного средства находится в рабочем состоянии, которое допускает повторное включение.
В основе данного изобретения лежит то познание, что повторное включение работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства также возможно во время фазы отключения с использованием еще имеющегося факела, который используется для полного сжигания имеющегося остаточного топлива во время фазы отключения. Несмотря на преждевременное окончание фазы отключения, то есть, несмотря на то, что имеющееся в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства остаточное топливо не полностью сжигается, отложения, повышенные значения выбросов отработанного газа и загазованность эффективно предотвращаются. Такой порядок действий предпочтителен, в частности у транспортного средства, которое быстро друг за другом выполняет множество поездок на короткие расстояния, причем транспортное средство по экономическим причинам кратковременно отключает между отдельными поездками двигатель транспортного средства и работающее на топливе обогревательное устройство транспортного средства, так что в лучшем случае происходит частичный нагрев транспортного средства. Благодаря описанному способу достигается в этом случае значительное повышение комфорта без необходимости мириться с нежелательными побочными эффектами. В качестве полного сжигания имеющегося остаточного топлива понимается по существу полное преобразование имеющегося остаточного топлива в диоксид углерода и воду.
Предпочтительно предусмотрено, что во время фазы отключения воздух для сгорания подается в горелку работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства, а новое топливо не подается в горелку. Таким образом, имеющееся до сих пор в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства остаточное топливо, которое уже имеется в горелке, может сжигаться при подаче достаточного количества воздуха для сгорания.
Далее может быть предусмотрено, что во время фазы повторного включения в горелку подается воздух для сгорания и новое топливо. Таким образом, тепловая мощность работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства может благодаря сжиганию поданного вновь в горелку топлива быстро повышаться до необходимого значения тепловой мощности, без того чтобы перед этим требовалось полное отключение работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства. Дополнительное содействие сжиганию зажигательным устройством, например, штифтовой свечой накаливания, может быть излишним, так как остаточное тепло в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства и еще имеющийся во время фазы отключения факел могут быть достаточными для возобновления нормального режима отопления. Тем не менее при неблагоприятных условиях эксплуатации содействие сжиганию зажигательным устройством может быть также предпочтительным или даже необходимым.
Neustart
Abschalt
1
1
1
1
Далее может быть предусмотрено, что в начале фазы повторного запуска поданное в горелку количество V топлива соответствует поданному непосредственно перед началом фазы отключения количеству V топлива, если фаза отключения длится при получении сигнала включения меньше, чем предварительно устанавливаемый интервал Δt времени. В начале фазы отключения в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства имеется достаточная для испарения имеющегося остаточного топлива тепловая энергия, так что имеющийся в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства факел является самосохраняющимся благодаря подаче достаточного количества воздуха для сгорания. Так как новое топливо не подается в горелку во время фазы отключения, тепловая мощность работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства постоянно падает, и имеющийся факел пламени становится меньше. Во время первоначального, предварительно устанавливаемого интервала Δt времени имеющийся в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства факел достаточно велик, для того чтобы сразу же и быстро испарять и сжигать поданное непосредственно перед началом фазы отключения количество топлива, без того чтобы факел гаснул. Интервал Δt времени может составлять, например, от 15 до 45 секунд, предпочтительно интервал Δt времени имеет длительность 30 секунд.
Neustart
Abschalt
1
1
Neustart
Abschalt
Далее может быть предусмотрено, что в начале фазы повторного запуска поданное в горелку количество V топлива соответствует дробной части поданного непосредственно перед началом фазы отключения количества V топлива, если фаза отключения длится при получении сигнала включения дольше, чем предварительно устанавливаемый интервал Δt времени. Таким образом, затухание еще имеющегося в работающем на топливе обогревательном устройстве транспортного средства факела пламени может предотвращаться даже по окончании интервала Δt времени. Поданное количество V топлива может быть, например, половиной, третьей частью или четвертой частью поданного непосредственно перед началом фазы отключения количества V топлива.
Neustart
2
Abschalt
Abschalt
2
2
Neustart
Abschalt
2
Abschalt
В этой связи может быть предусмотрено, что поданное в начале фазы повторного запуска в горелку количество V топлива во время дальнейшего интервала Δt времени повышается с дробной части поданного непосредственно перед началом фазы отключения количества V топлива до поданного непосредственно перед началом фазы отключения количества V топлива. Дальнейший интервал Δt времени может составлять, например, от 10 до 20 секунд. Предпочтительно дальнейший интервал Δt времени может иметь длительность 15 секунд. Повышение с поданного в начале фазы повторного запуска количества V топлива до поданного перед началом фазы отключения количества V топлива может осуществляться во время дальнейшего интервала Δt времени, например, линейно, ступенчато или прогрессивно, то есть сначала медленно и затем быстрее. Повышение до поданного перед началом фазы отключения количества V топлива может также осуществляться наоборот, то есть дегрессивно, или в виде комбинации вышеуказанных возможностей.
Luft
Neustart
Предпочтительно может быть предусмотрено, что поданное во время фазы повторного включения в горелку количество V воздуха для сгорания адаптируется к поданному в горелку количеству V топлива, так что во время всей фазы повторного включения удерживается коэффициент λ избытка воздуха, который является постоянным во времени или который следует заранее задаваемой временной характеристике. Это создает условия для эффективного сжигания и вызывает низкий выброс вредных веществ во время фазы повторного включения. Коэффициент λ избытка воздуха, называемый также коэффициентом избытка воздуха для сгорания или числом избытка воздуха, является безразмерным параметром между массовым отношением поданного воздуха для сгорания и поданным топливом. Коэффициент λ=1 избытка воздуха для сгорания описывает стехиометрическое сгорание, то есть полное сгорание имеющегося топлива и имеющегося в воздухе для сгорания кислорода. Значение λ>1 означает обедненную смесь топлива и воздуха для сгорания, при которой подается больше воздуха для сгорания, чем это необходимо для полного сгорания поданного в тот же промежуток времени топлива. Благодаря удержанию определенного коэффициента λ избытка воздуха на постоянном во времени значении или на заранее задаваемой временной характеристике может наряду с минимизацией выброса вредных веществ также реализовываться оптимизированная по дыму и запаху эксплуатация.
Далее описывается работающее на топливе обогревательное устройство транспортного средства с устройством управления, которое приспособлено для выполнения вышеописанного способа.
Вышеописанное изобретение разъясняется теперь в качестве примера со ссылкой на приложенные чертежи при помощи предпочтительного варианта осуществления.
На чертежах показано:
фиг. 1 - блок-схема способа эксплуатации работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства; и
фиг. 2 - схематичное изображение работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства.
Фиг. 1 показывает блок-схему способа 100 эксплуатации работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства. Описанный способ 100 начинается, например, в штатном режиме 110 работы. Исходя из этого, проверяется на шаге 120, принимается ли сигнал отключения. Это может происходить, например, в устройстве управления работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства. Если сигнал отключения не принимается, шаг 120 - нет, то штатный режим работы сохраняется. Если же сигнал отключения принимается, шаг 120 - да, то инициируется фаза отключения, и на последующем шаге 130 проверяется, закончена ли фаза отключения. Также фаза отключения может контролироваться устройством управления. На фазе отключения еще имеющееся в горелке работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства, то есть поступившее остаточное топливо может контролируемо сжигаться. Если фаза отключения закончена, шаг 130 - да, работающее на топливе обогревательное устройство транспортного средства отключено, шаг 140. Если же фаза отключения не закончена, шаг 130 - нет, то на последующем шаге 150 проверяется, принимается ли сигнал включения. Если сигнал включения не принимается, шаг 150 - нет, то снова на шаге 130 проверяется, заканчивается ли фаза отключения. Если же сигнал включения принимается, шаг 150 - да, то на последующем шаге 160 инициируется фаза повторного включения работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства, и после завершения фазы повторного включения эксплуатация продолжается в штатном режиме 110 работы. Фаза повторного включения может быть обозначена, например, достижением рабочего состояния, которое идентично рабочему состоянию, которое непосредственно присутствовало перед инициацией фазы отключения в качестве нормального рабочего состояния.
Фаза отключения может быть, в частности, охарактеризована тем, что воздух для сгорания подается в горелку, в то время как новое топливо не подается в горелку. Фаза повторного включения может быть по сравнению с фазой отключения охарактеризована, в частности, тем, что наряду с воздухом для сгорания в горелку также подается новое топливо.
Фиг.2 показывает схематичное изображение работающего на топливе обогревательного устройства 10 транспортного средства. Изображенное на фиг.2 работающее на топливе обогревательное устройство 10 транспортного средства снабжается через линию 12 топлива топливом, а через линию 14 воздуха для сгорания воздухом для сгорания. Поданный воздух для сгорания может подаваться устройством 18 подачи воздуха для сгорания в горелку 32. Поданное топливо может подаваться устройством 20 подачи топлива в горелку 32. Поданное в горелку 32 топливо может, например, в испарителе 30 топлива в частности термически испаряться. Испаритель 30 топлива может включать в себя нетканый материал испарителя, в котором в штатном режиме работы аккумулировано определенное количество поданного топлива, так что даже после отключения устройства 20 подачи топлива топливо, которое может обозначаться как поступившее остаточное топливо, имеется в горелке 32. Устройство 18 подачи воздуха для сгорания может быть выполнено, например, в виде дросселя и/или вентилятора. Устройство 20 подачи топлива может быть выполнено, например, в виде дозирующего насоса. Устройство 18 подачи воздуха для сгорания и устройство 20 подачи топлива могут быть соединены линией 22 управления и соответственно дальнейшей линией 24 управления с устройством 16 управления. Устройство 16 управления может через обе линии 22, 24 управления управлять устройством 18 подачи воздуха для сгорания и устройством 20 подачи топлива, например для того чтобы поддерживать определенный коэффициент λ избытка воздуха во время эксплуатации работающего на топливе обогревательного устройства 10 транспортного средства. Кроме того, работающее на топливе обогревательное устройство 10 транспортного средства может включать в себя зажигательное устройство 26, которое также может управляться устройством 16 управления. Зажигательное устройство 26 может быть, например, штифтовой свечой накаливания. Штифтовая свеча накаливания может, например, во время фазы включения работающего на топливе обогревательного устройства 10 транспортного средства способствовать термическому испарению топлива в испарителе 30 топлива. Зажигательное устройство 26 может опционально работать во время фазы повторного включения работающего на топливе обогревательного устройства 10 транспортного средства, для того чтобы предотвращать затухание остаточного факела пламени в работающем на топливе обогревательном устройстве 10 транспортного средства, пока не будет снова достигнут нормальный режим работы. Однако предпочтительно зажигательное устройство 26 не эксплуатируется во время фазы повторного включения. Например, если активация зажигательного устройства 26 во время фазы повторного включения, в общем и целом, необходима, зажигательное устройство 26 может быть примерно 70% времени деактивировано и примерно 30% времени активировано. Далее изображено также сенсорное устройство 28, при помощи которого устройство 16 управления может регистрировать измеряемые значения, например в отношении температуры и отработанных газов. Они могут быть предпочтительными, например, для точной регулировки необходимого коэффициента λ избытка воздуха во время эксплуатации работающего на топливе обогревательного устройства транспортного средства. Устройство 16 управления может принимать сигнал 34 отключения и сигнал 36 включения. На основе получения сигнала 34 отключения может инициироваться фаза отключения устройством 16 управления, во время которой имеющееся в горелке 32 остаточное топливо полностью и контролируемо сжигается. Если устройство 16 управления получает сигнал 36 включения, то либо отключенное, работающее на топливе обогревательное устройство 10 транспортного средства включается обычным образом, либо, если получение сигнала 36 включения происходит во время фазы отключения, инициируется фаза повторного включения.
Раскрытые в вышеизложенном описании, на фигурах, а также в формуле изобретения признаки изобретения могут быть существенными для реализации изобретения как по отдельности, так и в произвольной комбинации.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
10 работающее на топливе обогревательное устройство транспортного средства
12 линия топлива
14 линия воздуха для сгорания
16 устройство управления
18 устройство подачи воздуха для сгорания
20 устройство подачи топлива
22 линия управления
24 дальнейшая линия управления
26 зажигательное устройство
28 сенсорное устройство
30 испаритель топлива
32 горелка
34 сигнал отключения
36 сигнал включения
100 способ
110 штатный режим работы
120 отключение?
130 фаза отключения завершена?
140 отключенное состояние
150 сигнал включения получен?
160 инициация фазы повторного включения.