DE10025500A1 - Brennkraftmaschine mit Kühlkreislauf und einem an diesen angeschlossenen Heizungswärmetauscher - Google Patents
Brennkraftmaschine mit Kühlkreislauf und einem an diesen angeschlossenen HeizungswärmetauscherInfo
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Abstract
Bekannt ist eine Brennkraftmaschine mit einem Kühlkreislauf und einem an diesen angeschlossenen Heizungswärmetauscher und mit einem durch eine Abgasleitung versorgbaren Abgaswärmetauscher, der einem Katalysator nachgeordnet ist und von aus dem Katalysator abströmendem Abgas Wärme für Heizungszwecke entnimmt und dem Heizungswärmetauscher zuführt. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird ein zwischen der Brennkraftmaschine (2) und dem Katalysator (47) angeordneter Abgasturbolader (21) derart weitergebildet, dass er wenigstens Bestandteil eines Abgaswärmetauschers (22) wird. Beispielsweise wird um ein Turbinengehäuse (23) des Abgasturboladers (21) eine Wand (49) derart angebracht, dass ein von Kühlflüssigkeit durchströmbarer Hohlraum (50) mit einem Einlassanschluss (51) und einem Auslassanschluss (52) zur Verfügung steht.
Description
Die Erfindung geht aus von einer Brennkraftmaschine nach der
Gattung des Patentanspruchs 1.
Durch die Druckschrift DE 196 39 146 C1 ist bekannt eine
Brennkraftmaschine mit einem Abgasstrang, in dem ein Abgas
katalysator angeordnet ist, mit einem Abgasturbolader, des
sen Abgasturbine sich strömungsaufwärts des Abgaskatalysa
tors im Abgasstrang befindet, mit einer Bypassleitung, die
einerseits stromaufwärts der Abgasturbine und andererseits
zwischen der Abgasturbine und dem Abgaskatalysator in den
Abgasstrang mündet, mit einem steuerbaren Bypassventil in
der Bypassleitung und mit Mitteln zur Steuerung des Bypass
ventils, wobei die Bypass-Steuermittel das Bypassventil nach
dem Starten der Brennkraftmaschine während eines Katalysa
toraufheizzeitraums bei unterhalb eines vorgegebenen Motor
lastschwellenwertes liegender Motorlast wenigstens teilweise
geöffnet und bei oberhalb des Motorlastschwellenwertes lie
gender Motorlast geschlossen halten. Dieses wenigstens teil
weise Öffnen des Bypassventils nach dem Starten des Motors
und dann im Leerlauf oder bei niedriger Motorlast hat den
Vorteil einer beschleunigten Erwärmung des Katalysators, so
dass er früher seine ihm zugeordnete Aufgabe des Katalysie
rens übernimmt, als wenn nach dem Starten der Brennkraftma
schine alles aus ihr austretende Abgas ein Turbinengehäuse
und ein Turbinenrad des Abgasturboladers durchströmen würde.
Damit ein solches wenigstens teilweises Öffnen des Bypass
ventils im Leerlauf der Brennkraftmaschine möglich ist, wird
als ein Steuermittel für das Bypassventil eine sogenannte
Bidruckdose verwendet, die von einem Membrankolben getrennt
zwei Druckkammern aufweist, von denen die eine Druckkammer
unter Verwendung eines elektrisch steuerbaren 3/2-Wegeven
tils von einem mit Pulsweitenmodulation arbeindem Steuerge
rät gesteuert, einen Druck zwischen Atmosphärendruck und ei
nem von dem Abgasturbolader erzeugbaren Ladedruck in der
Druckkammer einstellt und wobei die andere Druckkammer mit
tels eines weiteren elektrisch steuerbaren 3/2-Wegeventils
einen Druck zwischen dem Umgebungsluftdruck und einem gele
gentlich unteratmosphärischen Druck innerhalb einer Sauglei
tung der Brennkraftmaschine erhält. Diese Druckschrift er
wähnt, dass alternativ zu dieser Bidruckdose und damit auch
den beiden diesen zugeordneten 3/2-Wegeventilen andersarti
ge, herkömmliche Verstellmittel für das Bypassventil ver
wendbar sind. Ein solches Verstellmittel ist durch die
Druckschrift EP 0 607 523 B1 bekannt, wobei dieses Verstell
mittel kombiniert ist aus einer Monodruckdose, nur einem
elektrisch steuerbaren 3/2-Wegeventil und einer Luftpumpe,
die das 3/2-Wegeventil wenigstens dann eingangsseitig mit
Luftdruck versorgt, wenn der Abgasturbolader keinen Lade
druck erzeugt oder erzeugen soll. Anstelle der beiden aus
Luftdruckunterschieden ihre Verstellkraft gewinnenden Mittel
zur Steuerung der Bypassventile könnten wahlweise auch Kom
binationen aus Elektromotoren und von diesen antreibbaren
mechanischen Getrieben verwendet werden.
Durch die ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 100 (1998)
7/8, Friedrich Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH in der
GWV Verlagsgesellschaft mbH, Postfach 15 46, D-65005 Wiesba
den, Seiten 486 und 488, ist es bekannt, zusätzlich zur Ab
wärme aus einer Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine Ab
gaswärme zu nutzen zu einer verbrauchsneutralen Heizlei
sungssteigerung einer Fahrgastraumheizung. Hierfür ist
stromabwärts eines Katalysators, der an die Brennkraftma
schine angeschlossen ist, eine sogenannte Abgasweiche vorge
sehen, die einen ersten Ausgang und einen zweiten Ausgang
aufweist. Der erste Ausgang mündet in eine Bypassleitung und
der zweite Auslass mündet in einen Abgaswärmetauscher, der
seinerseits zu einem Schalldämpfer hin mündet. Je nach Stel
lung der Abgasweiche strömt Abgas durch den Bypass und also
am Abgaswärmetauscher vorbei oder aber das Abgas wird durch
Verstellen der Abgasweiche durch den Abgaswärmetauscher hin
durch geleitet, so dass der Abgaswärmetauscher dem Abgas
Wärme entziehen kann. Diese Wärme wird mittels eines Zirku
lationskreislaufs einem Heizungswärmetauscher zugeführt. Dem
Heizungswärmetauscher wird aber andererseits durch einen
weiteren Anschluss auch von der Brennkraftmaschine erwärmte
Kühlflüssigkeit zugeleitet, so dass der Heizungswärmetau
scher zu zwei Flüssigkeitskreisläufen gehört und deshalb
kompliziert ausgebildet ist. Als nachteilig kann auch ange
sehen werden der technische Aufwand für die Abgasweiche.
Weil diese Abgasweiche eine steuerbare Klappe enthält, die
Leckströme nicht ausschliesst, ist noch ein Zusatzwärmetau
scher in den Zirkulationskreislauf einbezogen zu dem Zweck,
dass beispielsweise im Sommer eine ungewollte Erhitzung oder
gar Überhitzung des Abgaswärmetauschers durch Abführen von
Wärme an den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine vermieden
wird. Erkennbar verteuert ein Zusatzwärmetauscher und ein
hierfür angepasster Kühler des Kühlkreislaufes den techni
schen Aufwand und damit den Preis eines Fahrzeugs.
Die Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und mit der
Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil,
dass Wärme aus dem Abgas der Brennkraftmaschine in unmittel
barer Nähe derselben durch eine Wandung eines Turbinengehäu
ses des Turboladers entnommen wird für Heizungszwecke. Dies
ermöglicht es, über kurze zusätzliche Kühlmittelleitungsab
schnitte den Heizungswärmetauscher mit zusätzlicher Wärme zu
versorgen und dabei den Aufwand für eine in der ATZ Automo
biltechnische Zeitschrift 100 beschriebene Abgasweiche und
einen damit verbundenen komplizierten Aufbau der Abgasanlage
zu vermeiden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Kombina
tion aus Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader und
einem Heizungswärmetauscher möglich.
Die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 2 ergeben
eine einstückige Ausbildung des Turbinengehäuses des Abga
sturboladers mit dem Abgaswärmetauscher. Weil es für die
Schifffahrt Abgasturbolader mit Flüssigkeitskühlung der Tur
binengehäuse bereits gibt, kann bei der Ausführung gemäß dem
Patentanspruch 2 auf seitheriges know-how zugegriffen wer
den.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 ergeben den
Vorteil, dass der erfindungsgemäß vorgesehene Abgaswärmetau
scher wahlweise von der Kühlflüssigkeit durchströmbar ist,
um beispielsweise im Winter dem Heizungswärmetauscher Wärme
zuzuführen und im Sommer, wenn ausnahmsweise und dann nur
wenig Heizungswärme benötigt wird, nicht gefüllt zu werden
oder aber im Sommer bzw. bei hoher thermischer Belastung des
Abgasstranges dazu benützt wird, das Turbinengehäuse und da
mit den Abgasturbolader und das Abgas zu kühlen.
Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 4 ermöglichen es,
den Durchfluss von Kühlflüssigkeit durch den Abgaswärmetau
scher zu steuern mittels elektrischem Steuerstrom, der von
einem weitergebildeten Brennkraftmaschinen-Steuergerät abge
geben wird in Abhängigkeit von vorwählbaren Parametern. Ei
ner dieser Parameter ist beispielsweise die jeweilige Stel
lung eines Heizungseinstellhebels oder dergleichen. Bei
spielsweise kann auch eine Durchströmung des Abgaswärmetau
schers unterdrückt werden, wenn eine schnelle Aufheizung des
Katalysators erwünscht ist. Denn, wenn der Abgaswärmetau
scher nicht von Kühlmittel durchströmt wird, wird derjenige
Teilstrom von Abgas, der auch bei geöffnetem Bybassventil
unvermeidbar durch das Turbinenrad strömt, wenig gekühlt.
Die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 5 geben ei
ne Ventilanordnung an, die in preisgünstiger Weise herstell
bar ist.
Die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 6 dienen
als ein Druckgrenzungsmittel zum Vermeiden von ungewolltem
Druckanstieg in dem Abgaswärmetauscher bei Verwendung des
3/2-Wegeventils gemäß dem Patentanspruch 5 mit dem Vorteil,
dass der Hohlraum des Abgaswärmetauschers beispielsweise
entleerbar ist durch Verdampfen von Kühlflüssigkeit zu dem
Zweck, dass die Temperatur des Abgasturboladers über eine
dem Dampfdruck des Kühlkreislaufes zugeordnete Verdampfung
stemperatur ansteigen kann. Ein solcher Temperaturanstieg
kann gewollt sein für einen wirkungsvollen Betrieb des nach
geordneten Katalysators.
Die erfindungsgemäße Brennkraftmaschine mit Kühlkreislauf
und einem an diesen angeschlossenen Heizungswärmetauscher
ist an Hand einer Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 die Brennkraftmaschine mit einem Kühl
kreislauf und einem an diesen angeschlossenen Heizungswärme
tauscher in schematisierter schaltbildartiger Darstellung,
Fig. 2 eine Einzelheit der Fig. 1 und Fig. 3 eine weitere
Einzelheit der Fig. 1 in aufgeschnittenem Zustand.
Eine in der Fig. 1 schematisch dargestellte Brennkraftma
schine 2, die einen Zylinderblock 3 und einen Zylinderkopf 4
aufweist, ist mit einem Kühlkreislauf 5 ausgestattet, der
mit einem Heizungswärmetauscher 6 kommuniziert. Der Hei
zungswärmetauscher 6 dient beispielsweise dazu, einen Fahr
gastraum mit erwärmter Luft zu heizen und auch dazu, erwärm
te Luft zum Enteisen von wenigstens einer Windschutzscheibe
zu liefern. Insoweit kann der Heizungswärmetauscher 6 als
ein Heizungswärmetauscher von seither bekannter Art ausge
bildet sein.
Zum Kühlkreislauf 5 gehört eine vom Zylinderkopf 4 ausgehen
de Kühlflüssigkeitsleitung 7, ein an diese angeschlossenes
Thermostatventil 8, eine von dem Thermostatventil 8 ausge
hende weitere Kühlflüssigkeitsleitung 9, ein an die Kühl
flüssigkeitsleitung 9 angeschlossener Kühler 10 einer bei
spielsweise bekannten Bauart, eine an den Kühler 10 ange
schlossene Rückführleitung 11, eine Kühlflüssigkeitspumpe
12, deren Eingang 13 wenigstens aus der Rückführleitung 11
versorgbar ist und deren Ausgang 14 mit dem Zylinderblock 3
verbunden ist, sowie eine Bypassleitung 15, die ebenfalls
von dem Thermostatventil 8 ausgeht und in die Rückführlei
tung 11 mündet.
Die Kühlflüssigkeitspumpe 12 ist beispielsweise gesteuert
antreibbar über eine Kupplung 16 von der Brennkraftmaschine
2 in einer nicht dargestellten Weise oder aber die Kühlflüs
sigkeitspumpe 12 besitzt einen nicht dargestellten eigenen
elektrischen Antriebsmotor, wie dies dem Fachmann für Kühl
kreisläufe von Verbrennungskraftmaschinen bekannt ist.
Beispielsweise ist die Pumpleistung der Kühlflüssigkeitspum
pe 12 automatisch einstellbar ausgehend von der Temperatur
einer Kühlflüssigkeit, die durch die Kühlflüssigkeitsleitung
7 strömt. Hierzu ist ein Thermometer 17 derart mit der Kühl
flüssigkeitsleitung 7 kombiniert, dass dieses Thermometer 17
die Kühlflüssigkeitstemperatur ausreichend genau erfasst. An
das Thermometer 17 ist ein Steuergerät 18 angeschlossen, das
in vorgegebener Weise die Kupplung 16 oder den alternativ
erwähnten elektrischen Pumpenantriebsmotor steuert. Angenom
men, dass das Thermostatventil 8 von bekannter Bauart die
Kühlflüssigkeitsleitung 7 mit der Kühlflüssigkeitsleitung 9
verbindet und dabei die Bypassleitung 15 im wesentlichen von
der Kühlfüssigkeitsleitung 7 isoliert, wird das Steuergerät
18 dafür sorgen, dass die Pumpleistung in Abhängigkeit von
steigender Temperatur am Thermometer 17 dafür sorgt, dass
die Kühlflüssigkeitspumpe 12 den Kreislauf von Kühlfüssig
keit derart steigert, dass ein nachteiliger Temperaturan
stieg nicht erreicht wird trotz vollständiger leistungsmäßi
ger Belastung der Brennkraftmaschine im Sommer.
Besonders im Winter bei niedrigen Temperaturen und kalter
Kühlflüssigkeit sorgt das Thermostatventil 8 dafür, dass aus
der Kühlflüssigkeitsleitung 7 kommende Kühlflüssigkeit über
wiegend den Kühler 10 umgeht und dabei durch die Bypasslei
tung 15 strömt. Erst wenn beim Kühlflüssigkeitsumlauf durch
die Bypassleitung 15 die Kühlflüssigkeitstemperatur ausrei
chend angestiegen ist, gibt das Thermostatventil 8 den Weg
für Kühlflüssigkeit durch den Kühler 10 mehr oder weniger
frei.
Bei kühlen Temperaturen wird ein Fahrzeuglenker dem Hei
zungswärmetauscher 6 Heizungswärme abfordern. Damit der Hei
zungswärmetauscher hierfür notwendige Wärme aus der Kühl
flüssigkeit der Brennkraftmaschine 2 erhält, geht von dem
Zylinderkopf 4 eine Heizungsleitung 19 aus. In beispielswei
se zum Stand der Technik gehörender Weise erstreckt sich
diese Heizungsleitung bis zum Heizungswärmetauscher 6. Vom
Heizungswärmetauscher 6 führt eine Heizungsrückleitung 20
zum Kühlkreislauf zurück und dort in die Rückführleitung 11,
so dass aus dem Zylinderkopf 4 durch die Heizleitung 19 in
den Heizungswärmetauscher 6 geflossene Kühlflüssigkeit zu
rück zu der Kühlflüssigkeitspumpe 12 und in die Brennkraft
maschine 2 gelangt. Erkennbar bewirkt bei zunächst kühler
Kühlfüssigkeit das Thermostatventil 8 einen erheblichen
Strömungswiderstand vor der Kühlflüssigkeitsleitung 9 und im
ausreichenden Ausmass auch vor der Bypassleitung 15, so dass
eine gewollte Teilmenge des Kühlflüssigkeitsstromes, den die
Kühlflüssigkeitspumpe 12 erzeugt, zum Durchströmen des Hei
zungswärmetauschers 6 und damit zu Heizungszwecken zur Ver
fügung steht.
Zusammengefasst kann gesagt werden, dass die Brennkraftma
schine 2 eine Wärmequelle für die Versorgung des Heizungs
wärmetauschers 6 ist.
Als eine zusätzliche Wärmequelle gemäß der Erfindung ist ein
Abgaswärmetauscher 22 mit einem Abgasturbolader 21 vorgese
hen. In der Fig. 1 ist dieser Abgaswärmetauscher 22 schema
tisch dargestellt und in der Fig. 3 ist der Abgasturbolader
21 mit samt dem Abgaswärmetauscher 22 im Längsschnitt darge
stellt. In der Fig. 3 weist ein Turbinengehäuse 23 des Ab
gasturboladers einen Einlass 24 und einen Auslass 25 auf.
Zwischen dem Einlass und dem Auslass ist einerseits das Tur
binengehäuse 23 als ein sogenanntes Spiralgehäuse ausgebil
det und weist demgemäß einen spiralig ausgebildeten Kanal 26
auf, der radial einwärts offen ist hin zu einem Turbinenrad
27. Axial an dieses Turbinenrad 27 schließt sich ein Kanal
28 an, der zum Auslass 25 führt. Andererseits führt ein By
passkanal 29 von dem Einlass 24 zu dem Auslass 25. In den
Bypasskanal 29 eingebaut ist ein Bypassventil 30, das einen
Ventilsitz 31 und einen gegen diesen andrückbaren Ventil
schliesskörper 32 aufweist. Insoweit besteht Übereinstimmung
mit dem in der Druckschrift EP 0 607 523 B1 offenbarten Ab
gasturbolader. Der Ventilschliesskörper 32 ist mit einem He
belarm 33 gekuppelt, der mittels einer Achse 34 schwenkbar
gelagert ist. Der Hebelarm 33 ist schwenkbar mittels einer
Stellstange 35, die von einem Stellantrieb 36 ausgeht. Der
Stellantrieb 36 weist eine Feder 37 auf, die über die Stell
stange 35 und den Hebelarm 33 den Ventilschliesskörper 32 in
die Öffnungsstellung bewegen kann, damit der Bypasskanal 29
von Abgas durchströmbar ist. Mit der Stellstange 35 ist eine
Membran 38 (flexible wall 38) derart kombiniert, dass eine
Druckbeaufschlagung der Membran 38 in Richtung gegen die Fe
der 37 die Stellstange 35 bei Überwindung einer Rückstell
kraft der Feder 37 bewegt und in dieser Art den Ventil
schliesskörper 32 auf den Ventilsitz 31 zu bewegen kann.
Damit die Membran 38 (flexible wall 38) mit Druck beauf
schlagbar ist, ist sie randseitig abdichtend in einer Druck
dose 39 befestigt. Einen Druck zur Beaufschlagung der Mem
bran 38 (flexible wall 38) kann, wie im Beispiel gemäß der
EP 0 607 529 B1, eine Luftpumpe 40 liefern. Von der Luftpum
pe 40 lieferbarer Druck wird durch eine Leitung 41 einem
elektrisch steuerbaren Ventil 42, das hier als ein 3/2-
Wegeventil ausgebildet ist, zugeführt. Je nach Stellung die
ses 3/2-Wegeventils 42 bewirkt die Luftpumpe 40 durch die
ses Ventil 42 und Leitungen 43, 44 hindurch Druck gegen die
Membran 38 (flexible wall 38) zum Steuern des Bypassventils
30. Das 3/2-Wegeventil 42 ist mittels des Steuergeräts 18
steuerbar einerseits in einer in der Druckschrift EP 0 607 523 B1
beschriebenen Weise und andererseits in der Weise,
dass beim Starten der Brennkraftmaschine 2 das Bypassventil
30 vorzugsweise ganz geöffnet wird und erst dann wenigstens
teilweise verschlossen wird, wenn für einen Fahrbetrieb der
Brennkraftmaschine ein Drehmoment abverlangt wird, dass mit
tels von der Brennkraftmaschine selbst angesaugter Verbren
nungsluft nicht erzeugbar ist. Eine solche Art der Steuerung
des Bypassventils 30 bewirkt, dass ein an eine von dem Aus
lass 25 ausgehende Auslassleitung 46 angeschlossener Kataly
sator 47 bedingungsabhängig möglichst viel Abgaswärme erhal
ten kann. Dieses Abgas wird dem Einlass 24 zugeleitet mit
tels einer von dem Zylinderkopf 4 der Brennkraftmaschine 2
ausgehenden Abgasleitung 48.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 3 ist der Ab
gaswärmetauscher gestaltet mittels einer Wand 49, die das
spiralige Turbinengehäuse 23 in einem Abstand abdichtend um
schliesst, so dass zwischen dem spiraligen Turbinengehäuse
23 und der Wand 49 ein Hohlraum 50 vorhanden ist. Der Hohl
raum 50 hat einen Einlassanschluss 51 und einen Auslassan
schluss 52 und ist somit von Kühlflüssigkeit durchströmbar.
Die Formgebung der Wand 49 und dadurch die Ausbildung des
Hohlraums 50 kann beispielsweise erfolgen wie bei wasserge
kühlten Abgasturboladern, die für den Einsatz in der Marine
bestimmt sind. Insoweit bedarf es keiner weiteren Beschrei
bung im Detail und es wird deshalb nur darauf hingewiesen,
dass für Wasserkühlung eingerichtete Turbolader beispiels
weise lieferbar sind von der Firma 3K-Warner.
Alternativ zu einem gegossenen Hohlraum 50 kann eine Rohr
leitung mit rundem oder unrundem Querschnitt mit wärmelei
tendem Kontakt an dem Turbinengehäuse des Turbinenrades 27
befestigt werden.
Gemäß der Fig. 1 ist der Abgaswärmetauscher 22 durch seinen
Anschluss 51 versorgbar aus einer Versorgungsleitung 53, die
ihrerseits an ein Wegeventil 54 angeschlossen ist. Im Aus
führungsbeispiel gemäß der Fig. 2 ist dieses Wegeventil 54
ein elektrisch steuerbares 3/2-Wegeventil, das in die Hei
zungsleitung 19 eingebaut ist und in seiner Grundstellung
die Heizungsleitung 19 durchlässig hält hin zu dem Heizungs
wärmetauscher 6. Bei einer elektrischen Steuerung ist das
Wegeventil 54 steuerbar in eine Stellung, in der es den Hei
zungswärmetauscher 6 von dem Zylinderkopf 4 abkoppelt und
dafür den Abgaswärmetauscher 22 mit dem Zylinderkopf 4 ver
bindet. Dieserart ist es möglich, Kühlflüssigkeit aus dem
Zylinderkopf 4 mit derjenigen Temperatur, die sie beim Aus
tritt aus dem Zylinderkopf 4 aufweist, dem Heizungswärmetau
scher 6 zuzuleiten oder aber die Kühlflüssigkeit durch den
Abgaswärmetauscher 22 zu leiten und mittels einer von dessen
Auslassanschluss 52 ausgehenden Rückführleitung 55 und durch
einen Längenabschnitt der Heizungsleitung 19 dem Wärmetau
scher 6 zuzuführen. Dadurch besteht die Möglichkeit, der
Kühlflüssigkeit, die aus dem Zylinderkopf 4 kommt, zur Ver
besserung der Heizleistung auf dem Umweg durch den Abgaswär
metauscher 22 und dabei hin zu dem Heizungswärmetauscher 6
zusätzliche Wärmeenergie zuzuführen. Andererseits ist es
auch möglich, dann, wenn der Katalysator 57 eine unterhalb
seiner Betriebstemperatur liegende Temperatur hat, Kühlflüs
sigkeit an dem Abgaswärmetauscher 22 vorbei zu leiten und
damit für eine möglichst schnelle Temperaturerhöhung des Ab
gasturboladers zu sorgen und demgemäss einen Temperaturan
stieg am Katalysator zu fördern.
In die Rückführleitung 55 ist beispielsweise ein Rückschlag
ventil 56 eingebaut, das öffenbar ist, wenn ein Kühlflüssig
keitsdruck am Auslassanschluss 52 des Abgaswärmetauschers 22
einen Kühlflüssigkeitsdruck eingangsseitig des Heizungswär
metauschers 6 zu übersteigen beginnt. Dadurch wird, wenn
Kühlflüssigkeit im Hohlraum 50 vorhanden ist und das Wege
ventil 54 seine in der Fig. 2 dargestellte Grundstellung
einnimmt, ein ungewollter Druckanstieg in dem Hohlraum 50
vermieden. Eine Ausdehnung der im Hohlraum 50 vorhandenen
Kühlflüssigkeit ist also möglich. Des weiteren ist es auch
möglich, anlässlich von Dampfblasenbildung innerhalb des
Hohlraums 50 den Dampfdruck auf einen solchen Druck zu be
schränken, für den der Kühlkreislauf 5 eingerichtet ist.
Es kann auch mittels eines nicht dargestellten Thermometers,
das als solches zur Überwachung der Temperatur eines Kataly
sators bekannt ist, die Temperatur des Katalysators gemessen
und dem Steuergerät 18 angezeigt werden. Das Steuergerät 18
wird aufgrund der angezeigten Katalysatortemperatur ent
scheiden, inwieweit Wärmeabgabe an den Heizungswärmetauscher
6 Vorrang geniesst oder nicht. Dabei ist es auch möglich,
das Wegeventil 54 mittels getaktetem Strom zu betreiben, so,
dass sowohl der Katalysator 47 als auch der Heizungswärme
tauscher 6 in einem beispielsweise einstellbaren Verhältnis
mit Wärme aus Abgas versorgt werden.
Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass dem Katalysa
tor 47 beispielsweise wenigstens ein Schalldämpfer 57 nach
geordnet sein kann.
Der Vollständigkeit halber wird auch erwähnt, dass in Abwei
chung von der Fig. 2 in der Grundstellung des Wegeventils
54 die Verbindung zwischen dem Zylinderkopf 4 und dem Abgas
wärmetauscher 22 geöffnet sein kann, so dass von vornherein
Kühlflüssigkeit in den Abgaswärmetauscher 22 einströmen
kann. Hierbei muss dann, wenn einer Aufheizung des Katalysa
tors 47 ein wenigstens teilweiser Vorzug zu geben ist, das
Wegeventil 54 mittels Strom, den das Steuergerät 18 bereit
stellt, das Wegeventil 54 in eine solche Stellung gesteuert
werden, die den Fluss von Kühlflüssigkeit aus dem Zylinderkopf
4 zumindest teilweise an dem Abgaswärmetauscher 22 vor
bei dem Heizungswärmetauscher 6 zuströmen lässt.
Claims (6)
1. Brennkraftmaschine mit einer Abgasleitung und mit einem
von Abgas, das durch die Abgasleitung abgeführt wird, durch
strömbaren Abgaswärmetauscher, der Wärmeenergie aus dem Ab
gas entnimmt zur Verfügbarkeit für einen Heizungswärmetau
scher, der an einen Kühlflüssigkeitskreislauf der Brenn
kraftmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Abgasturbolader (21) mit einem Turbinengehäuse (23)
und einem darin drehbaren Turbinenrad (27) in die Abgaslei
tung (48, 46) eingefügt ist und der Abgaswärmetauscher (22)
wärmeleitfähig mit dem Turbinengehäuse (23) des Abgasturbo
laders (21) zum Entnehmen von Wärme aus Abgas, das das Tur
binenrad (27) durchströmt, verbunden ist.
2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, dass das Turbinengehäuse (23) wenigstens teilweise mit
einer zusätzlichen Wand (49) ausgebildet ist und dieserart
einen Hohlraum (50) aufweist, der mit einem Einlassanschluss
(51) und einem Auslassanschluss (52) versehen ist zum Ein
leiten und Ausleiten von wärmeaufnehmender Kühlflüssigkeit
stromaufwärts des Heizwärmetauschers (6).
3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, dass in einer Heizungsleitung (19), die zu dem
Heizungswärmetauscher (6) führt, ein Wegeventil (54) eingebaut
ist, von dem eine Versorgungsleitung (53) zum Abgaswär
metauscher (22) führt, und dass das Wegeventil (54) derart
steuerbar ausgebildet ist, dass durch die Heizungsleitung
(19) ankommende Kühlflüssigkeit steuerbar verteilbar ist hin
zum Heizungswärmetauscher (6) oder/und dem Abgaswärmetau
scher (22).
4. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, dass das Wegeventil (54) elektrisch steuerbar ist.
5. Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, dass das Wegeventil (54) in Form eines 3/2-
Wegeventils ausgebildet ist.
6. Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, dass zwischen dem Auslassanschluss (52) des Abgaswärme
tauschers (22) und eingangsseitig des Heizungswärmetauschers
(6) ein Rückschlagventil (56) angeordnet ist, das hin zum
Heizungswärmetauscher (6) öffenbar ist.
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