燃烧器的制造方法
【专利摘要】一种燃烧器，所述燃烧器包括隔开壁(49)，所述隔开壁(49)隔开产生空气-燃料混合物的混合室(47)和燃烧所述气体-燃料混合物的燃烧室(48)。所述隔开壁(49)包括连通所述混合室(47)和所述燃烧室(48)的多个连通通路(50)。另外，将加热所述隔开壁(49)的加热单元(59)附接至所述隔开壁(49)。此类结构以所述加热单元(59)加热所述隔开壁(49)和网筛(51)，并燃烧沉积于所述隔开壁(49)和所述网筛(51)上的微粒物。
【专利说明】
燃烧器
【技术领域】
[0001]本发明的技术涉及一种燃烧器，该燃烧器包括隔开混合室和燃烧室的隔开壁。
[0002]发明背景
[0003]在现有技术中，柴油机的废气通路包括净化该废气的废气净化装置。该废气净化装置包括(例如)从该废气移除微粒物(PM)的柴油机微粒过滤器(DPF)。为维持微粒物捕集性能，DPF经受点燃捕集于DPF中的微粒物的再生过程。
[0004]该再生过程通过启动位于DPF的前部的燃烧器来执行。在再生过程中，燃烧器向废气通路供应燃烧气体，该燃烧气体产生于该燃烧器的燃烧室中。该废气由燃烧气体来加热，该废气流动通过DPF并燃烧DPF中捕集的微粒物(例如，参考专利文件I)。
[0005]预混式燃烧器已知为此类燃烧器，该燃烧器通过向燃烧室供应空气和燃料的混合物而非向该燃烧室分别供应空气和燃料，来降低燃烧气体中的未燃烧燃料。在预混式燃烧器中，将预混室用隔开壁从燃烧室分开。该预混室中所产生的空气-燃料混合物通过由隔开壁所形成的连通室而流入燃烧室中。
[0006]现有技术文件
[0007]专利文件
[0008]专利文件1:日本特开专利公布N0.2011-185493
【发明内容】
[0009]本发明要解决的问题
[0010]当燃烧器停用时，流动通过废气通路的一些废气流入燃烧室中。因此，废气中的微粒物沉积在隔开壁上。这在下一次燃烧过程中改变了燃烧室中混合物的分布和流率，并必然会降低燃烧室中空气-燃料混合物的点燃性能。该问题不仅在废气中的微粒物沉积于隔开壁时，而且在燃烧室中所包括的微粒物沉积于隔开壁时发生。
[0011]本发明的技术的目标是提供一种燃烧器，该燃烧器限制了空气-燃料混合物的点燃性能的退化。
[0012]解决问题的手段
[0013]本发明的一方面为一种燃烧器，该燃烧器包括将混合室从燃烧室分开的隔开壁。该混合室产生空气-燃料混合物，并且该燃烧室燃烧该空气-燃料混合物。多个连通通路由隔开壁形成以连通混合室和燃烧室，并且加热单元加热该隔开壁。
[0014]在根据本发明的一个方面的燃烧器中，隔开壁由加热单元来加热。因此，相比于不加热隔开壁的结构，沉积物更易于从隔开壁去除。这限制了由隔开壁上的沉积物所造成的空气-燃料混合物的点燃性能的退化。
[0015]本发明的另一方面为一种燃烧器，该燃烧器设置有燃烧管，其包括限定喷射端口的远端，该喷射端口喷射燃烧气体，该燃烧气体为燃烧的空气-燃料混合物。第一内管朝向喷射端口延伸通过燃烧管。空气-燃料混合物从相对于喷射端口的一侧流入第一内管中。第二内管布置于燃烧管中并配合到第一内管中。第二内管包括位于朝向喷射端口的封闭开口。连接壁连接至燃烧管的内表面和第一内管的外表面。连接壁封闭燃烧管和第一内管之间的间隙。隔开壁为环形的并且连接至燃烧管的内表面和第二内管的外表面。点火部分比隔开壁更靠近喷射端口以点燃空气-燃料混合物。
[0016]本发明的燃烧器用隔开壁和具有位于喷射端口的一侧的封闭开口的第二管将燃烧管的内部分为混合室和燃烧室。
[0017]附图简沭
[0018]图1为包括根据本发明技术的燃烧器的第一实施例的柴油机的示意图。
[0019]图2为示出第一实施例中的燃烧器的结构的示意剖视图。
[0020]图3为示出图2的燃烧器的隔开壁的结构的前视图。
[0021]图4为示出图2的燃烧器的控制器的电气结构的功能框图。
[0022]图5为示出第一实施例中的再生过程的操作程序的流程图。
[0023]图6为示出第二实施例中的燃烧器的示意剖视图。
[0024]图7为示出图6的燃烧器的隔开壁的主视图。
[0025]图8为修改实例的隔开壁的主视图。
【具体实施方式】
[0026]第一实施例
[0027]燃烧器的第一实施例现将参考图1至图5来描述。包括燃烧器的柴油机的完整结构将首先描述。在此，将主要地描述空气通路和废气通路，将该空气吸入柴油机中，该废气从该柴油机排出。
[0028]如图1所示，柴油机10设置有包括六个直列缸Ila的缸体11。每个缸Ila连接至进气歧管12和排气歧管16，进气歧管12向每个缸Ila供应进入空气，废气从每个缸Ila流入排气歧管16中。
[0029]将空气清洁器14联接至进气管道13的上游端，进气管道13为进入空气的通路并联接至进气歧管12。将涡轮增压器TC的压缩机15布置于进气管道13中。
[0030]EGR管道17和排气管道18连接至排气歧管16。排气管道18为构成废气通路的元件。当进气管道13和排气歧管16连接时，废气通过EGR管道17流入进气管道13中。与压缩机15联接的涡轮机19连接至排气管道18的上游侧。
[0031]净化废气的废气净化装置20布置于排气管道18的下游侧。排气净化装置20包括柴油机微粒过滤器21 (在下文中，称为DPF 21)捕集废气中的微粒物。DPF 21具有例如由多孔碳化硅形成的蜂窝结构，并以蜂窝结构的柱状体的内壁表面捕集废气中的微粒物。燃烧器40布置于DPF 21的上游以通过加热流入DPF 21中的废气在DPF 21上执行再生过程。
[0032]向燃烧器40供应空气的空气供应管道25在压缩机15的下游侧连接至进气管道
13。空气阀27布置于空气供应管道25。当空气阀27打开时，进气管道13中的一些进入空气供应到燃烧器40中作为燃烧空气。
[0033]将各种类型的传感器固定至柴油机10以获得相关于柴油机10的运行状况的信息。例如，将上游废气流速传感器31、上游废气压力传感器32和上游废气温度传感器33在DPF21的上游侧固定至排气管道18。上游废气流速传感器31检测上游废气流速Q印1，该上游废气流速Q印I为流动通过DPF 21的上游侧的废气的质量流速。上游废气压力传感器32检测上游废气压力P印1，上游废气压力Pepl为流动通过DPF 21的上游侧的废气的压力。上游废气温度传感器33检测上游废气温度T印I，上游废气温度Tepl为流动通过DPF21的上游侧的废气的温度。
[0034]将DPF温度传感器34固定至DPF 21以检测DPF温度Td，该温度Td为DPF 21的温度。将下游废气压力传感器35在DPF 21的下游侧固定至排气管道18以检测下游废气压力Pep2，下游废气压力P印2为已穿过废气净化装置20的废气的压力。
[0035]将进入空气量传感器36在压缩机15的上游侧固定至进气管道13以检测进入空气量Qa，该进入空气量Qa为流动通过进气管道13的进入空气的质量流速。将检测空气流速Qad的空气流速传感器37和检测空气温度Tad的空气温度传感器38在空气阀27的下游侧固定至空气供应管道25，该空气流速Qad为流动通过空气供应管道25的燃烧空气的质量流速，该空气温度Tad为流动通过空气供应通路的燃料用空气的温度。
[0036]现将参考图2进一步详细地描述燃烧器40的结构。
[0037]如图2中所示，燃烧器40具有双管结构，该双管结构包括圆柱形第一管41 (在下文中，简称为管41)和第二管42 (在下文中，简称为管42)，第二管42具有大于管41的内径。将管41和管42的基端固定至基板43，基板43封闭开放式的基端。将环形封闭板44固定至管41和管42的远端以封闭管41和管42之间的间隙。将大致环形喷射板45联接至封闭板44，并且喷射端口 46延伸通过喷射板45的中心部分。
[0038]将隔开壁49联接至管41以将管41的内部隔开为预混室47和燃烧室48。隔开壁49为穿孔圆板，并且隔开壁49的外缘49c结合管41的内圆周表面。连通预混室47与燃烧室48的连通通路50在隔开壁49的厚度方向上延伸通过隔开壁49。隔开壁49在面向燃烧室48的表面49a上包括金属网筛51，金属网筛51覆盖每个连通通路50的开口。网筛51限制从燃烧室48至预混室47的逆火。
[0039]空气供应管道25在位于朝向隔开壁49的远端的位置连接至管42的外圆周表面。来自空气供应管道25的燃烧空气进入空气进气室52，空气进气室52为管41和管42之间的间隙。第一进气孔53在管41 (位于朝向隔开壁49的基端的位置)的圆周方向上整个地形成于管41的圆周壁处。第一进气孔53延伸通过管41的圆周壁以连通空气进气室52与预混室47。第二进气孔54在管41 (位于朝向隔开壁49的基端的位置)的圆周方向上整个地形成于管41的圆周壁处。第二进气孔54延伸通过管41的圆周壁以连通空气进气室52与燃烧室48。因此，当空气阀27打开时，将流动通过进气管道13的一些进入空气通过空气供应管道25、空气进气室52和第一进气孔53供应至预混室47，并且将一些进入空气通过空气供应管道25、空气进气室52和第二进气孔54供应至燃烧室48。
[0040]燃料供应单元55将燃料递送至喷射嘴56，喷射嘴56被固定至基板43的中心部分。喷射嘴56的喷射端口布置于预混室47中。燃料供应单元55包括燃料管道、燃料阀和加热器(未示出)。燃料供应单元55利用加热器使燃料阀打开时流动的燃料汽化，并将汽化燃料递送至喷射嘴56。将递送至喷射嘴56的燃料从喷射嘴56的喷射端口喷射入预混室47中。在预混室47中，从喷射嘴56喷射的燃料与通过第一进气孔53所吸入的燃烧空气混合以产生空气-燃料混合物。
[0041]将火花塞57的点火部分58布置于燃烧室48中，位于从形成第二进气孔54的部位朝向隔开壁49的位置。空气-燃料混合物通过隔开壁48的连通通路50流入燃烧室48中，并且点火部分58点燃该空气-燃料混合物。这产生了在燃烧室48中燃烧空气-燃料混合物的火焰并产生了燃烧气体，该燃烧气体为燃烧的空气-燃料混合物。所产生的燃烧气体通过喷射端口 46流入排气管道18中。
[0042]将加热单元59通过紧固件(未示出)固定在隔开壁49背离喷射端口 46的表面49b上。加热单元59为线阻加热元件，该线阻加热元件与隔开壁49电绝缘，并在可燃烧废气中的微粒物的温度下(例如，在高于约600°C的温度下)为可用的。加热单元59包括两个端部，每个端部连接至电线60的基端，电线60向加热单元59供应电力(参考图3)。电线60 (通过涂布材料与管41和基板43电绝缘)朝向预混室47中的基板43延伸。
[0043]将端子基底61固定至基板43。将端子基底61插入线通路67中，线通路67延伸通过基板43。密封件(未示出)密封端子基底61和线通路67之间的间隙。端子基底61包括内部端子63和外部端子64，内部端子63布置于预混室47的内侧，外部端子64布置于预混室47的外侧。端子基底61的内部端子63连接至布置于电线60的远端上的连接端子60A，并且端子基底61的外部端子64连接至电线65，电线65进一步连接至电源装置66。连接至加热单元59的两端的每个电线60都设置有端子基底61和电线65。
[0044]图3为示出预混室47的第一实施例中的隔开壁49的结构的主视图。在图3中，火花塞57和点火部分58 (其在图3中由双点划线表示)示出在从隔开壁49的前面观察时，火花塞57和点火部分58所处的部位。
[0045]如图3中所示，将加热单元59附接至表面49b，当从前面观察面向预混室47的表面49b时，表面49b在垂直方向上延伸的轴线的左右两侧为对称的。此外，将加热单元59附接至表面49b，从而避免打开连通通路50。隔开壁49中由双点划线所围绕的区域68定义为，当从隔开壁49的前面观察时，比隔开壁49的外缘49c更靠近点火部分58的第一部分。在隔开壁49中，隔开壁49的外缘49c和双点划线之间的区域69定义为，当从隔开壁49的前面观察时，比点火部分58更靠近隔开壁49的外缘的第二部分。
[0046]加热单元59的两个端部定位成接近隔开壁49的外缘49c。加热单元59的一个端部位于区域69中隔开壁49的左下侧，并且加热单元59的另一个端部位于区域69中隔开壁49的右下侧。加热单元59从两个端部朝向隔开壁49的中心延伸。此外，加热单元59布设于区域68中，以绕开隔开壁48的中心并穿过在管41的轴向方向上与点火部分58重叠的部位(当从隔开壁49的前面观察时)。
[0047]现将参考图4描述燃烧器40的电结构。
[0048]燃烧器控制器70 (在下文中，简称为控制器70)控制燃料从燃料供应单元55的供应、火花塞57的点火、空气阀27的打开和关闭，和从电源装置向燃烧器40中的加热元件59的供电。控制器70包括CPU、ROM和RAM，该ROM存储各种类型的控制程序和各种类型的数据，该RAM临时存储各种类型的运算的运算结果和各种类型的数据。控制器70基于存储于ROM中的控制程序而执行各种类型的过程。在此，将描述再生过程；再生过程通过用燃烧器40加热废气而燃烧由DPF 21所捕集的微粒物。
[0049]参考图4，控制器70在预定控制周期中从上游废气流速传感器31接收表明上游废气流速Q印I的检测信号，从上游废气压力传感器32接收表明上游废气压力P印I的检测信号，和从上游废气温度传感器33接收表明上游废气温度T印I的检测信号。此外，控制器70在预定控制周期中从DPF温度传感器34接收表明DPF温度Td的检测信号，从下游废气压力传感器35接收表明下游废气压力P印2的检测信号，和从进入空气量传感器36接收表明进入空气量Qa的检测信号。而且，控制器70在预定周期中从空气流速传感器70接收表明空气流速Qad的检测信号和从空气温度传感器38接收表明空气温度Tad的检测信号。
[0050]控制器70基于上游废气压力P印I和下游废气压力P印2的压力差Λ P和上游废气流速Q印I计算DPF 21上微粒物的沉积量Μ。控制器70在沉积量M变得大于预设阈值α的条件下开始DPF 21的再生过程。
[0051]当在再生过程的过程中计算的微粒物的沉积量M变得小于预设阈值β (〈α)时，控制器70结束该再生过程，这允许判定已充分燃烧沉积于DPF 21上的微粒物。
[0052]控制器70包括电力控制单元71，电力控制单元71将开始信号输出至电源装置66以开始向加热单元59供应电力。接收开始信号的电源装置66向加热单元59供应预定电力。当在再生过程的过程中计算的微粒物的沉积量M变得小于阈值β时，电力控制单元71向电源装置66输出结束信号以结束对加热单元59的电力供应。电源装置66响应于结束信号结束对加热元件59的电力供应。
[0053]控制器70包括计时器72，计时器72开始测量输出开始信号时的时间并在输出结束信号时复位测量值。当计时器72的测量值C超出预定完成值Cf时，控制器70开始驱动燃料供应单元55、空气阀27和火花塞57。完成值Cf为可假定为已完成沉积于隔开壁49和网筛51上的微粒物的燃烧的值。
[0054]控制器70包括燃料供应控制单元73，燃料供应控制单元73基于上游废气流速Q印1、上游废气温度T印1、空气流速Qad、空气温度Tad、DPF温度Td和DPF 21的目标温度计算从燃料供应单元55喷射入燃烧室48的每单位时间的燃料喷射量Qf。燃料喷射量Qf为用于加热流动通过DPF 21的废气以加热DPF 21至目标温度所需的燃料量。燃料供应控制单元73将控制信号输出至燃料供应单元55，以使得喷射嘴56喷射计算的燃料喷射量Qf0燃料供应单元55 (其已接收控制信号)根据该控制信号驱动燃料喷射阀和加热器以从喷射嘴56喷射燃料。
[0055]控制器70包括空气阀控制单元74，空气阀控制单元74计算空气供应量Qs，该空气供应量Qs为对应于燃料喷射量Qf的空气量。对应于燃料喷射量Qf的该空气量为用于燃烧对应于燃料喷射量Qf的燃料所需的每单位时间的空气量。空气阀控制单元74将开阀信号输出至空气阀27。基于进入空气量Qa、空气流速Qad和空气温度Tad，开阀信号为表明用于根据进入空气量Qs向燃烧器40供应空气所需的空气阀27的打开程度的控制信号。空气阀27 (其已接收开阀信号)以对应于开阀信号的打开角度来控制。
[0056]此外，如果当执行再生过程时所计算的微粒物的沉积量M变得小于阈值β，那么空气阀控制单元74输出闭阀信号，该闭阀信号为关闭空气阀27的控制信号。这阻塞了空气供应管道25中的进入空气从进入管道13的流动。
[0057]控制器70包括火花塞控制单元75，火花塞控制单元75向火花塞57提供了控制信号，该控制信号驱动火花塞57。火花塞57 (其已接收控制信号)在点火部分58的附近产生火花。
[0058]现将参考图5描述用于处理再生过程的操作程序。如上文所描述，控制器70在沉积量M大于阈值α的条件下开始再生过程。
[0059]参考图5，在步骤Sll中，控制器70在沉积量M大于阈值α的条件下开始再生过程。
[0060]如图5中所示，在步骤Sll中，控制器70通过将开始信号输出至电源装置66和将电力供应至加热单元59而开始加热隔开壁49。此外，控制器70开始用计时器72测量时间。在随后步骤S12中，控制器70重复地测定计时器72的测量值C是否已超出完成值Cf。
[0061]当计时器72的测量值C已超出完成值Cf时(步骤S12:是)，即，当认为沉积于隔开壁49和网筛51上的微粒物已燃烧时，控制器70进行至随后步骤S13。
[0062]在步骤S13中，控制器70从传感器获得上游废气流速Q印1、上游废气温度T印1、空气流速Qad、空气温度Tad、进入空气量Qa和DPF温度Td。在随后步骤S14中，控制器70计算燃料注射量Qf和对应于燃料注射量Qf的空气供应量Qs。
[0063]在随后步骤S15中，控制器70将控制信号输出至燃料供应单元55以驱动燃料供应单元55并将对应于燃料喷射量Qf的燃料量喷射入预混室47中。此外，基于进入空气量Qa和空气供应量Qs，控制器70将控制信号输出至空气阀27并驱动空气阀27以将对应于空气供应量Qs的燃烧空气量吸入空气进气室52中。控制器70还将控制信号输出至火花塞57以驱动火花塞57。
[0064]这样用火花塞57在燃烧室48中点燃了由预混室47所产生的空气-燃料混合物。燃烧室48中所产生的燃烧气体与流动通过排气管道18的废气混合以加热流至DPF 21的废气。加热的废气流入DPF 21并燃烧沉积于DPF 21上的微粒物。
[0065]在随后步骤S16中，控制器70新近从上游废气压力传感器32获得上游废气压力Pepl，从下游废气压力传感器35获得下游废气压力P印2，和从上游废气流速传感器31获得上游废气流速Q印I。
[0066]在随后步骤S17中，控制器70运算上游废气压力P印I和下游废气压力P印2的压力差ΛΡ，并基于压力差Λ P和上游废气流速Q印I计算DPF 21的沉积量Μ。然后，在随后步骤S18中，控制器70测定沉积量M是否小于或等于阈值β。
[0067]当沉积量M超出阈值β时(步骤S18:否)控制器70重复步骤S13至步骤S18的过程。
[0068]当沉积量M小于或等于阈值β时(步骤S18:是)，在随后步骤S19中，控制器70将结束信号输出至电源装置66以停止对加热单元59的电力供应。此外，控制器70复位计时器72的测量值C。控制器70还将结束信号输出至燃料供应单元55，将闭阀信号输出至空气阀27，和将暂停信号输出至火花塞57。然后，控制器70结束再生过程。
[0069]现将描述燃烧器40的操作。
[0070]在燃烧器40中，加热单元59将隔开壁49和网筛51加热至可燃烧微粒物的温度以燃烧沉积于隔开壁49和网筛51上的微粒物。这样打开了由微粒物至少部分地封闭的连通通路50。因此，从预混室47流入燃烧室48的空气-燃料混合物被均匀地分布并且还降低该空气-燃料混合物的流速。因此，很有可能将该空气-燃料混合物供应至点火部分58的附近，并且降低由该空气-燃料混合物的流速所造成的发生不点火的可能性。这使得沉积于隔开壁49上的微粒物更难以对空气-燃料混合物产生影响，并且限制了该空气-燃料混合物的点燃性能的退化。
[0071]此外，如图3中所示，加热单元59接触作为第一部分的区域68和作为第二部分的区域69，并且穿过在管41的轴向方向上与点火部分58重叠的部位(当从前面观察隔开壁49时)。因此，例如，相比于在加热单元59仅接触区域69时，在隔开壁49中，接近点火部分58的区域68的温度被迅速地加热。因此，沉积于点火部分58附近的微粒物容易燃烧。这样很有可能将空气-燃料混合物供应至点火部分58的附近。因此，有效地限制了该空气-燃料混合物的点燃性能的退化。
[0072]加热单元59同时接触作为第一部分的区域68和作为第二部分的区域69。因此，相比于在加热单元59仅接触区域68或仅接触区域69时，在隔开壁49中，温度被完全地、迅速地增加。因此，微粒物在隔开壁49上完全地燃烧。这样进一步限制了空气-燃料混合物的点燃性能的降低。
[0073]将加热单元59在处于预混室47的一侧的表面49b上附接至隔开壁49。因此，相比于在将加热单元59附接至处于燃烧室48的一侧的表面49a，加热单元59具有高耐热性是不太重要的，并且电线60具有高耐热性也是不太重要的。电线60结合加热单元59。此夕卜，相比于将加热单元59与隔开壁49成为一体，制造隔开壁49也不是太困难。
[0074]加热单元59在通过点火部分58点火之前立即执行加热。换句话讲,点火部分58在隔开壁49的温度通过加热单元59升高时执行点火。因此，相比于通过点火部分58的点火在隔开壁49的温度增加之前执行时，点火部分58在隔开壁49和网筛51上微粒物的沉积量很小的时候执行点火。此外，穿过连通通路50的空气-燃料混合物以隔开壁49来加热。这样改善了该空气-燃料混合物的点火性能。
[0075]此外，加热单元59继续加热隔开壁49直至微粒物在DPF 21上的沉积量M变得小于或等于阈值β。即，在通过点火部分58点火之后和在其中空气-燃料混合物在燃烧室48中燃烧的期间，将隔开壁49维持在可燃烧微粒物的温度下。因此，流入燃烧室48的空气-燃料混合物在穿过连通通路50时以隔开壁49来加热。因此，除了该空气-燃料混合物的点火性能之外，该空气-燃料混合物的燃烧性质得以改善。
[0076]如上文所描述，第一实施例的燃烧器40具有如下所描述的优点。
[0077](I)燃烧沉积于隔开壁49和网筛51上的微粒物。这样降低由隔开壁49所捕集的微粒物对空气-燃料混合物的点火的影响，并改善了该空气-燃料混合物的点火性能。
[0078](2)加热单元59接触作为第一部分的区域68。因此，加热单元59直接地加热区域68，并且沉积在接近点火部分58的位置的微粒物易于燃烧。这样有效地限制了空气-燃料混合物的点燃性能。
[0079](3)将加热单元59布置于区域68和作为第二部分的区域69中。因此，温度在隔开壁49中完全地、迅速地增加。因此,相比于仅直接地加热区域68和区域69中的一个，进一步限制了空气-燃料混合物的点燃性能的退化。
[0080](4)将加热单元59附接至在预混室47的一侧的表面49b。因此，加热单元59和结合加热单元59的电线60具有高耐热性为不太重要的。此外，制造隔开壁49不太困难。
[0081](5)加热单元59在通过点火部分58点火之前立即执行加热。这样在微粒物在隔开壁49和网筛51上的沉积量很小的时候点燃该空气-燃料混合物，并且以隔开壁49加热穿过连通通路50的该空气-燃料混合物。因此，该空气-燃料混合物的点燃性能得以改善。
[0082](6)加热单元59继续加热隔开壁49，直至微粒物在DPF 21上的沉积量M变得小于或等于阈值β。因此，相比于在加热单元59在通过点火部分58点燃之前(即，在空气-燃料混合物在燃烧室48中燃烧之前)暂停加热时，该空气-燃料混合物的点燃性能得以改善并且该空气-燃料混合物的燃烧性质得以改善。
[0083]第二实施例
[0084]现将参考图6和图7描述燃烧器的第二实施例。第二实施例的燃烧器76在预混室的结构上不同于第一实施例的燃烧器40。第二实施例的不同于第一实施例的部分将详细地描述，并且以与第一实施例相同的方式起作用的部分给出相同附图标记并且将不详细地描述。
[0085]如图6中所示，在燃烧器76中，第一管41对应于权利要求中的燃烧管。当从管41的轴向方向上方观察时，环形连接壁77将圆柱形第三管78 (在下文中，简称为管78)连接至管41的内圆周表面。管78对应于权利要求中的第一内管。将连接壁77的边缘在位于朝向基板43的位置固定至管41，并且连接壁77封闭管41的内圆周表面和管78的外圆周表面之间的间隙。管78在配合到连接壁77的内配合部分79时连接至连接壁77。此外，管78具有位于朝向喷射端口 46的开口端。
[0086]在管41中，在比连接管41和连接壁77的部分更靠近基板43的部分处，第一进气孔53在圆周方向上以预定间隔形成。第一进气孔53将燃烧空气从空气进气室52吸入第一混合室91 (在下文中，简称为混合室91)中，混合室91为由基板43、管41和连接壁77所围绕的范围。第一进气孔53由朝向内侧的管41的圆周壁的切割和弯曲部分形成。管41包括由切割和弯曲部分所形成的弯曲件80。弯曲件80导向燃烧空气，以使得从空气进气室52流入混合室91的空气在混合室91中形成旋流。
[0087]管78包括第二混合室92，第二混合室92为由管78的圆周壁所围绕的范围。管78的一部分配合到圆柱形第四管81(在下文中，简称为管81)中。管81对应于权利要求中的第二内管。管81从管78朝向喷射端口 46突出。封闭板82封闭突出部分的开端(管81的远端)。管81在相对于喷射端口 46的一侧的端部(管81的基端)比连接管41和连接壁77的部分更靠近喷射端口 46。环形隔开壁49将基端固定至管41。
[0088]第二实施例的隔开壁49包括完全地连接至管81的外圆周表面的内缘。隔开壁49的外缘完全地连接至管41的内圆周表面。隔开壁49包括连通通路83和连通通路84，连通通路83沿着小直径圆布置，连通通路84沿着大直径圆布置。因此，连通通路83和连通通路84的开口中心沿着具有不同直径的同心圆布置(参考图7)。
[0089]第三混合室93 (在下文中，简称为混合室93)定位成从管78朝向喷射端口 46。混合室93为由管81和封闭板82所围绕的范围并且与混合室92连通。管78和管81之间的间隙限定了第四混合室94(在下文中，简称为混合室94)，混合室94与混合室93连通。由管41、隔开壁49和混合室94背离喷射端口 46 —侧处的连接壁77所围绕的范围限定了第五混合室95 (在下文中，简称为混合室95)，混合室95与混合室94连通。
[0090]因此，在燃烧器76中，混合室91、92、93、94和95形成预混室90。管41和管81和由管41(定位成从封闭板82朝向喷射端口 46)所围绕的范围之间的间隙限定了燃烧室96。预混室90以隔开壁49从燃烧室96分开。
[0091]将加热单元59通过紧固件(未示出)在背离喷射端口 46的表面49b上固定至隔开壁49。加热单元59包括两个端部，每个端部连接至向加热单元59供应电力的电线60的基端。电线60通过涂布材料与管41电绝缘。布置于每个电线60的远端上的连接端子60A连接至端子基底86的内部端子，该内部端子联接至管41的圆周壁。端子基底86包括外部端子，该外部端子位于空气进气室52中并连接至电线87。电线87通过涂布材料与管41和基板43电绝缘。
[0092]电线87各自朝向基板43延伸通过空气进气室52，并连接至固定于基板43的端子基底88的内部端子。端子基底88的外部端子连接至电线89，并且电线89连接至电源装置66。结合加热单元59的两个端部的每个电线60都设置有端子基底86和端子基底88和电线87和电线89。
[0093]图7为示出从混合室95所观察的第二实施例的隔开壁49的结构的主视图。如图7中所示，将加热单元59附接至表面49b，当从混合室95观察表面49b时，表面49b在轴线(在垂直方向上延伸的)的左右两侧为对称的。加热单元59的两个端部位于接近隔开壁49的外缘49c的位置。加热单元59从两个端部朝向隔开壁49的中心延伸，并且然后在隔开壁49的圆周方向上于连通通路83和连通通路84之间延伸。当从区域68中的隔开壁49的前面观察时，加热单元59穿过与点火部分58重叠的部位。
[0094]如上文所描述，第二实施例的燃烧器76具有与第一实施例的燃烧器40相同的优点。
[0095]第一实施例和第二实施例的燃烧器可如下文所描述来修改。
[0096]通过加热单元59的加热可以在任何时刻被暂停，只要计时器72的测量值C已达到完成值Cf。例如，加热可在计时器72的测量值C达到完成值Cf的时间点或在计时器72的测量值C达到大于完成值Cf的预定测量值的时间点暂停。
[0097]通过加热单元59的加热非必须在通过点火部分58点燃之前立即执行，并且可周期性地执行，而不管点火部分58在何时执行点火。即使在这样的结构中，相比于其中加热单元59不执行加热的燃烧器，增加了点火部分58在微粒物在隔开壁49上的沉积量很小的时候执行点火的可能性。
[0098]可将加热单元59附接至隔开壁49的表面49a并布置于燃烧室中。或者，可将加热单元59与隔开壁49合并成一体，或与隔开壁49间隔开。只需要的是将加热单元定位于可加热隔开壁49的位置。
[0099]可将加热单元59以网筛51附接至隔开壁49，网筛51位于加热单元59和隔开壁49之间。这样的结构比隔开壁49更容易地加热网筛51，并因此迅速地燃烧沉积于网筛51上的微粒物。
[0100]网筛51可从燃烧器40和燃烧器76省略。
[0101]加热单元59可接触第一部分和第二部分，可仅接触第一部分，或仅接触第二部分。此外，第一部分的温度可与第二部分的温度相同。或者第一部分的温度可高于第二部分的温度，或第一部分的温度可低于第二部分的温度。仅要求的是将隔开壁49加热。
[0102]例如，如图8中所示，当从前面观察面向预混室47的表面49b时，加热单元59可具有沿着隔开壁49的整个圆周延伸的星形多边形状，并且在从隔开壁49的前面观察时，可在点火部分58附近与点火部分58重叠。在这样的结构中，当加热单元59执行加热时，具有低温的部分和具有高温的部分非以简单方式局部地形成。因此，隔开壁49被加热，同时限制温度分布的变型。优选的是，加热单元59成形为在轴线(在垂直方向上延伸)的左右两侧为对称的，以加热隔开壁49同时限制温度分布的变化。
[0103]其中加热单元59加热隔开壁49以使得第一部分的温度高于第二部分的温度的结构尤其限制了隔开壁49上的较靠近点火部分58的部分处的沉积物所造成的空气-燃料混合物的状况的变化。这样有效地限制了该空气-燃料混合物点火性能的退化。
[0104]可将多个加热单元59附接至隔开壁49。例如，可将加热单元59附接至隔开壁49的表面49a和表面49b中的每一个上。或者，可将多个加热单兀59附接至隔开壁49的表面 49b ο
[0105]加热单元不限于线性加热元件并且可为平面加热元件，只要可将该加热元件附接至隔开壁而不与连通通路的开口重叠。此外，加热体仅需为可在燃烧废气中的微粒物的温度(例如，600°C)下使用的加热元件。该加热体不限于金属加热元件，诸如电阻加热元件，并且可为例如非金属加热元件，诸如碳化硅加热元件。
[0106]用于将电力供应至加热元件的电线可根据设计条件来改变。
[0107]燃烧器控制器70可通过单个电子控制单元或多个电子控制单元来形成。
[0108]除了 DPF 21的再生过程之外，可将通过燃烧器40和燃烧器76的加热应用于例如催化剂加热过程，该催化剂加热过程加热废气净化装置的催化剂。
[0109]应用燃烧器40和燃烧器76的发动机可为汽油发动机。除了发动机之外，可将燃烧器40和燃烧器76应用于例如加热器具。
[0110]附图标记说明
[0111]10:柴油机；11:缸体；lla:缸；12:进气歧管；13:进气管道；14:空气清洁器；15:压缩机；16:排气歧管；17:EGR管道；18:排气管道；19:涡轮机；20:废气净化装置；21:柴油机微粒过滤器；25:空气供应管道；27:空气阀；31:上游废气流速传感器；32:上游废气压力传感器；33:上游废气温度传感器；34:DPF温度传感器；35:下游废气压力传感器；36:进入空气量传感器；37:空气流速传感器；38:下游废气压力传感器；40:燃烧器；41:第一管；42:第二管；43:基板；44:封闭板；45:喷射板；46:喷射端口 ；47:预混室；48:燃烧室；49:隔开壁；49a和49b:表面；49c:外缘；50:连通通路；51:网筛；52:空气进气室；53 --第一进气孔；54:第二进气孔；55:燃料供应单元；56:喷射嘴；57:火花塞；58:点火部分；59:加热单兀；60:电线；60A:连接端子；61:端子基底；63:内部端子；64:外部端子；65:电线；66:电源装置；67:线通路；68和69:区域；70:燃烧器控制器；71:电力控制单元；72:计时器；73:燃料供应控制单元；74:空气阀控制单元；75:火花塞控制单元；76:燃烧器；77:连接壁；78:第三管；79:内配合部分；80:弯曲件；81:第四管；82:封闭板；83:连通通路；84:连通通路；86:端子基底；87:电线；88:端子基底；89:电线；90:预混室；91:第一混合室；92:第二混合室；93:第三混合室；94:第四混合室；95:第五混合室；96:燃烧室。
【权利要求】
1.一种燃烧器，所述燃烧器包括: 产生空气-燃料混合物的混合室； 燃烧所述空气-燃料混合物的燃烧室； 从所述混合室隔开所述燃烧室的隔开壁； 多个由所述隔开壁形成的连通通路，用于将所述混合室与所述燃烧室连通；和 加热所述隔开壁的加热单元。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，所述燃烧器还包括点火部分，所述点火部分点燃所述燃烧室中的所述空气-燃料混合物，其中 所述连通通路的至少一个由所述隔开壁在这样一个部分处形成，在从前面观察时，该部分比所述隔开壁的外缘更靠近所述点火部分，并且 所述加热单元包括加热元件，所述加热元件接触更靠近所述点火部分的该部分。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，所述燃烧器还包括点火部分，所述点火部分点燃所述燃烧室中的所述空气-燃料混合物，其中 当从前面观察时，所述隔开壁包括第一部分和第二部分，所述第一部分比所述隔开壁的外缘更靠近所述点火部分，所述第二部分比所述点火部分更靠近所述隔开壁的所述外缘； 所述第一部分包括所述连通通路中的至少一个；并且 所述加热单元配置成将所述第一部分升高至高于所述第二部分的温度。
4.根据权利要I所述的燃烧器，所述燃烧器还包括点火部分，所述点火部分点燃所述燃烧室中的所述空气-燃料混合物，其中 当从前面观察时，所述隔开壁包括第一部分和第二部分，所述第一部分比所述隔开壁的外缘更靠近所述点火部分，所述第二部分比所述点火部分更靠近所述隔开壁的所述外缘； 所述第一部分和所述第二部分中每一个包括所述连通通路中的至少一个；并且 所述加热单元包括加热元件，所述加热元件接触所述第一部分和所述第二部分。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的燃烧器，其中所述加热单元附接于所述混合室中。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的燃烧器，所述燃烧器还包括控制器，所述控制器控制所述空气-燃料混合物的燃烧和所述加热单元的驱动， 其中所述控制器配置成，当所述加热单元加热并升高所述隔开壁的所述温度时开始燃烧所述空气-燃料混合物。
7.根据权利要求6所述的燃烧器，其中所述控制器配置成，还在所述空气-燃料混合物在所述燃烧室中燃烧的同时利用所述加热单元实施加热。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的燃烧器，所述燃烧器包括: 燃烧管，包括限定有喷射端口的远端，所述喷射端口喷射燃烧气体，所述燃烧气体为所述被燃烧的空气-燃料混合物； 朝向所述喷射端口延伸通过所述燃烧管的第一内管，其中所述空气-燃料混合物从相对于所述喷射端口的一侧流入所述第一内管； 布置于所述燃烧管中并配合到所述第一内管中的第二内管，其中所述第二内管包括位于朝向所述喷射端口的封闭开口； 连接至所述燃烧管的内表面和所述第一内管的外表面的连接壁，其中所述连接壁封闭所述燃烧管和所述第一内管之间的间隙； 所述隔开壁为环形的并连接至所述燃烧管的所述内表面和所述第二内管的外表面；和点火部分，所述点火部分比所述隔开壁更靠近所述喷射端口以点燃所述空气-燃料混合物。
【文档编号】F01N3/025GK104136846SQ201380011330
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】涩谷亮, 津曲一郎 申请人:日野自动车株式会社