DE102004031365A1 - Abgaswärme-Rückgewinnung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor (1) mit zumindest einer Abgasleitung (2), in der ein Wärmetauscher (4) angeordnet ist, und mit einer dem Wärmetauscher (4) umführenden Bypaßleitung (13). Der Verbrennungsmotor (1) weist einen Motorölkreislauf (6) auf. Dem Wärmetauscher (4) ist zumindest stromaufwärts eines Abgasstromes ein Mehrwegeventil (12) vorgeschaltet. Der Wärmetauscher (4) ist in dem Motorölkreislauf (6) integriert, so daß das Motoröl in einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors (1) mittels der Abgaswärme aufgeheizt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit zumindest einer Abgasleitung, in dem ein Wärmetauscher angeordnet ist, und mit einer den Wärmetauscher umführenden Bypaßleitung, wobei der Verbrennungsmotor einen Motorölkreislauf aufweist.
  • Die DE 27 53 716 betrifft eine warmluftabgebende Heizvorrichtung für durch eine Brennkraftmaschine angetriebene Kraftfahrzeuge, mit einem von atmosphärischer Luft beaufschlagbaren Wärmetauscher für die Wärmeabgabe eines in einen Leitungskreislauf strömenden Wärmeträgers und einem ebenfalls in den Leitungskreislauf eingeschalteten, Abgaswärme der Brennkraftmaschine aufnehmenden und an den Wärmeträger abgebenden Wärmetauscher. Der Leitungskreislauf für den Wärmeträger der Heizvorrichtung steht zumindest mit dem Schmierölkreislauf der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung. Hierbei wird eine Wärmeabgabe an das Schmieröl in einem Trockensumpfbehälter dadurch erreicht, daß durch einen in einer Vorlaufleitung strömenden Wärmeträger Wärme an das in dem Trockensumpfbehälter befindliche Schmieröl abgegeben wird.
  • Die GB 2 381 576 A offenbart eine Abgaswärme-Rückgewinnungsvorrichtung mit einer Wärmetauscherleitung und einer Bypaßleitung. Im Bereich der Wärmetauscherleitung ist ein Wärmetauscher angeordnet. Zumindest eine Ventileinrichtung ist in der Wärmetauscherleitung und/oder der Bypaßleitung vorgesehen, um einen Abgasmengenstrom in der Wärmetauscherleitung zu beeinflussen. Zumindest die Wärmetauscherleitung weist in einer Abgasströmrichtung in Einbaulage ein Gefälle auf.
  • Die EP 0 885 758 B1 betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Wärmetauschers im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine für Kraftfahrzeuge, bei dem der Abgasstrom in eine Hauptleitung und in eine Bypaßleitung aufteilbar ist. Der Wärmetauscher ist in der Bypaßleitung angeordnet. In einem Warmlaufbetrieb ist in der Hauptleitung ein Rückstau erzeugbar, der einen Gegendruck am Abgasauslaß der Brennkraftmaschine verursacht. Der Warmlaufbetrieb wird in zwei Phasen aufgeteilt, wobei in der ersten Phase ein höherer Gegendruck als in der zweiten Phase erzeugt wird. Ein erstes Ventil ist in der Hauptleitung zwischen den Bypaßleitungsanschlüssen angeordnet, wobei ein zweites Ventil in der Bypaßleitung stromabwärts vom Wärmetauscher angeordnet ist. In der ersten Phase sind beide Ventile geschlossen, wobei in der zweiten Phase das erste Ventil geschlossen, aber das zweite Ventil geöffnet ist.
  • Die EP 0 202 344 beschreibt einen Tanksattelzug zum Transport von flüssigen Gütern, wobei ein die Außenseite des Tanks entlang strömendes Medium Wärme an den Tankinhalt abgibt. Das Medium ist ein Wärmeübertragungsöl und durchfließt im Kreislauf mindestens einen von den heißen Abgasen des Verbrennungsmotors des Tanksattelzugs durchströmten Wärmetauscher. Zur Verminderung eines Schadstoffgehaltes der Verbrennungsgase ist vor den Wärmetauscher ein von den Verbrennungsgasen durchströmter Katalysator angeordnet.
  • Die DE 199 08 088 A1 bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere eine Dieselbrennkraftmaschine, für ein Fahrzeug, mit einer Fahrgastraumheizvorrichtung, einer Abgasleitung, einer Kühlmittelleitung, die einen Kühlkreislauf mit einer ersten Pumpe bildet, an dem die Brennkraftmaschine angeschlossen ist, und einen Abgaswärmetauscher zum Übertragen von Abgaswärme an einen Heizungswärmetauscher. Der Abgaswärmetauscher ist zwischen der Abgasleitung und einer Zirkulationsmittelleitung wirksam, die einen Zirkulationskreislauf bildet, an dem der Heizungswärmetauscher mittelbar oder unmittelbar angeschlossen ist.
  • Die DE 199 08 088 A1 bezieht sich aber auch auf eine Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselbrennkraftmaschine, wobei die Brennkraftmaschine an einen von der Kühlmittelleitung abzweigenden ersten Bypaß angeschlossen ist, in dem ein erstes Thermostatventil angeordnet ist, das den ersten Bypaß bis zum Erreichen einer mittleren Kühlmitteltemperatur weitgehend sperrt und oberhalb dieser Kühlmitteltemperatur öffnet. In einem sich parallel zum ersten Bypaß erstreckenden zweiten Bypaß ist ein zweites Thermostatventil angeordnet; das den zweiten Bypaß oberhalb der mittleren Kühltemperatur weitgehend sperrt.
  • Die DE 100 47 810 A1 betritt einen Heizungskreislauf mit einer Zusatzheizvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschine, die Bestandteil eines gesonderten Kurzschlusskreislaufs ist, der mittels einer Umschaltvorrichtung in den Heizungskreislauf schaltbar ist. Als Zusatzheizvorrichtung wird eine Abgasanlage des Motors des Kraftfahrzeugs benutzt, von der die Abgaswärme in den Heizungskreislauf transferiert wird. Das Abgaswärmeangebot ist bei einem den Wärmebedarf der Innenraumheizung unterschreitenden Abgaswärmeangebot durch motorische Maßnahmen anhebbar. Die DE 100 47 810 A1 bezieht sich aber auch auf ein Verfahren zum Betreiben eines Heizungskreislaufs mit einer Zusatzheizvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Brennkraftmaschine, ausgebildet als vom Motorabgas und Kühlmittel durchströmter Abgaswärmetauscher. Zur Steigerung der Heizleistung der Zusatzheizvorrichtung können die Motorbetriebsparameter beeinflußt werden.
  • Die EP 1 094 214 A2 bezieht sich auf eine Wärmerückgewinnungsanlage mit einer Zirkulationsleitung, in der ein Wärmeübertragungsmedium durch eine Motorkühleinheit zirkuliert, und einen Abgaswärmetauscher zur Nutzung der Auspuffgase eines Motors und eine Leitung, die eine Auslaßseite der Zirkulationsleitung mit einem Ausgang des Wärmetauschers verbindet. Der Abgaswärmetauscher ist quer durch die Zirkulationsleitung an einer Seite stromaufwärts der Motorkühleinheit angeordnet. Das Wärmeübertragungsmedium, das in den Abgaswärmetauscher eingeführt wird, wird auf eine niedrigere Temperatur geregelt, die ausreichend ist, um eine Temperatur des Wasserdampfes abzusenken, der in dem Abgasstrom enthalten ist, von dem Wärme zum Wärmeübertragungsmedium übertragen wird, um dessen Taupunkt zu senken.
  • Die US 3,979,906 offenbart ein Emissionsschutzabgassystem in Verbindung mit einem Verbrennungsmotor, der in einem Fahrzeug montiert ist. Das Abgassystem weist einen Aufnahmebehälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit auf, der Abgaslösemittel enthält. Die Abgaslösemittel sind unter der Flüssigkeit angeordnet, um Abgas in den Aufnahmebehälter einzuleiten und um die Abgase mit der Flüssigkeit genügend zu vermischen, so daß ein Abgasflüssigkeitsgemisch erzeugt wird. Das Abgassystem weist weiter einen Trennbehälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit und des Abgasflüssigkeitsgemisches auf, um die Flüssigkeit von dem Abgas zu trennen, indem Verschmutzungen des Abgases herausgetrennt werden. Entlüftungsmittel sind oberhalb der Flüssigkeit angeordnet, um die getrennten und gereinigten Abgase zur Umgebungsluft hin auszublasen. Das Abgassystem weist auch Elemente auf, die es einer Kühlluft ermöglichen, gegen und durch den Trennbehälter zu strömen, um die Flüssigkeit und das Abgasflüssigkeitsgemisch zu kühlen. Zudem weist das Abgassystem Abgasleitungen auf, um Abgase von dem Motor zu dem Aufnahmebehälter zu leiten. Das Abgassystem beinhaltet weiter erste Flüssigkeitsleitungen, um zumindest einen Teil des Abgasflüssigkeitsgemisches von dem Aufnahmebehälter zu dem Trennbehälter zu leiten, und zweite Flüssigkeitsleitungen zur Leitung von Fluiden, insbesondere der Flüssigkeit, von dem Trennbehälter zurück zu dem Aufnahmebehälter. Pumpen sind vorgesehen, um die Flüssigkeit durch die Leitungen zu pumpen. Zudem sind Antriebsmittel zum Betrieb der Pumpe mit dem Motor vorgesehen. Sowohl die erste und zweite Leitung als auch die Pumpe sind derart angepaßt, daß die Flüssigkeit in dem System zur Wiederbenutzung rezirkuliert, wobei die Abgase kontinuierlich durch die Flüssigkeit gereinigt werden, wenn diese den Motor verlassen und bevor diese zur Umgebung hin gelöst werden.
  • In einem Verbrennungsmotor ist ein Kraftstoffverbrauch während eines NEDC-Tests im kalten Zustand (Starttemperatur ca. 24 °C) ca. 10 bis 15 % höher als bei demselben Test mit einer Motoröltemperatur bei einem Start von ca. 90 °C, dem so genannten NEDC-Heißtest. Dies liegt unter anderem daran, daß das Schmieröl bei niedrigeren Temperaturen eine höhere Zähigkeit aufweist, und das der Kraftstoff an Zylinderwänden kondensiert und in das Motoröl eingetragen wird. Zudem werden Maßnahmen ergriffen, um den Katalysator schneller aufzuheizen, dies sind z. B. eine Spätverstellung der Zündung, eine Anhebung der Leerlaufdrehzahl sowie eine Anfettung mit Sekundärlufteinblasung. Zudem entsteht der Großteil der emittierten Abgasemissionen während der Kaltstartphase des Verbrennungsmotors, wenn der Katalysator noch nicht die erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat. Gleichzeitig wird ein Großteil der zugeführten Energie ungenutzt als Abgasenthalpie abgeführt. Dies sind insgesamt ca. 30 bis 40 % der Energie des zugeführten Kraftstoffes.
  • Bekannt ist, die Aufwärmphase des Motors zu verbessern, indem Abgaswärmetauscher eingesetzt werden, die in komplizierter Weise das Motoröl aufheizen. Auf der anderen Seite ist es ein Problem, den Motor, insbesondere das Motoröl bei dieser Aufheizung vor Überhitzung zu schützen. Daher werden zusätzliche Hochleistungsölkühler verwendet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verbrennungsmotor der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln dahin gehend zu verbessern, daß das Motoröl in der Kaltstartphase bzw. in der Warmlaufphase schneller auf Betriebstemperatur geführt wird, so daß sowohl ein verringerter Kraftstoffverbrauch als auch verringerte Schadstoffemissionen erreicht werden, wobei eine Überhitzung des Motoröls vermieden werden soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem Wärmetauscher zumindest stromaufwärts eines Abgasstromes ein Mehrwegeventil vorgeschaltet ist, und daß der Wärmetauscher in den Motorölkreislauf integriert ist, so daß das Motoröl in einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors mittels der Abgaswärme aufgeheizt wird.
  • Indem das Motoröl direkt in den Wärmetauscher eingeleitet wird, der in der Abgasleitung angeordnet ist, wird das Motoröl direkt von den Abgasen aufgeheizt. Hierdurch wird in der Warmlaufphase ein verminderter Kraftstoffverbrauch erreicht, da das Motoröl schneller auf Betriebstemperatur geführt wird, wodurch eine niedrigere Reibung resultiert. Zudem können Maßnahmen zur Katalysatoraufheizung, die den Kraftstoffverbrauch erhöhen, reduziert werden. Durch die erhöhte Motoröltemperatur wird zudem die Kraftstoffkondensation an den Zylinderwänden vorteilhaft verringert. Aber auch die Schadstoffemissionen werden erniedrigt. Dies geschieht vorteilhafterweise dadurch, daß der Katalysator bezogen auf einen Kaltstart schneller anspringt, was zu einer besseren Konvertierung der Schadstoffe führt.
  • Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das Mehrwegeventil als Dreiwegeventil ausgestaltet ist, wobei das Mehrwegeventil mit zwei Anschlüssen mit der Abgasleitung und mit einem Anschluß an den Bypaß angeschlossen ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, daß der Abgasstrom nach Erreichen der notwendigen Motoröltemperatur von ca. 90 °C durch das Mehrwegeventil in den Bypaß geleitet wird, so daß ein Überhitzen des Motoröls im Wärmetauscher vermieden wird. Der Wärmetauscher ist bevorzugt im Gegenstromprinzip genügend dimensioniert, so daß das Motoröl möglichst schnell aufheizt und das Abgas möglichst stark abgekühlt wird, so daß dieses möglichst lange kondensieren kann.
  • Da durch die Kondensation des Abgases Wasser freigesetzt wird, ist es günstig im Sinne der Erfindung, wenn dem Wärmetauscher ein Siphon nachgeschaltet ist. Hierdurch verbleibt ein Teil des kondensierten Wassers permanent in der Abgasleitung bzw. dem Auspuff, so daß ein Teil der Abgasemissionen gebunden wird. Zur Aufnahme des Wassers ist vorteilhaft der Siphon vorgesehen. Der Siphon kann einen bestimmten Teil des kondensierten Wassers aufnehmen, wobei bei Übersteigen eines bestimmten Wasserpegels überschüssiges Wassers über einen Überlauf ablaufen kann.
  • Um zu vermeiden, daß das in dem Siphon gespeicherte kondensierte Wasser bei Unterschreiten einer Erstarrungstemperatur in dem Siphon einfriert, ist dem Siphon zweckmäßigerweise ein Ablaßventil zugeordnet. Dieses kann bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise vor Erreichen einer Erstarrungstemperatur den Siphon öffnen, so daß das darin gespeicherte kondensierte Wasser ablaufen kann. Das Ablaßventil ist daher vorzugsweise als Frostschutzventil ausgestaltet.
  • Durch die Kondensation des Wassers im Abgas wird ein Teil der schädlichen Abgasemissionen, wie beispielsweise NOx und HC im Kondenswasser gelöst und insbesondere in der kritischen Warmlaufphase unschädlich gemacht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Mehrwegeventil als Vierwegeventil ausgestaltet, das mit zwei Anschlüssen mit der Abgasleitung, mit einem Anschluß an den Bypaß und mit einem weiteren Anschluß an eine Kühlluftleitung angeschlossen ist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung kommt dem Wärmetauscher eine Doppelfunktion zu. Zum einen heizt der Wärmetauscher in der Warmlaufphase des Motors das Motoröl auf, wobei der Wärmetauscher zum anderen das Motoröl kühlt, um eine Überhitzung zu vermeiden.
  • Um zu erreichen, daß das Abgas, welches nach der Warmlaufphase in den Bypaß geleitet wird, aufgrund eines geringeren Druckes in dem Wärmetauscher nicht zurück in diesen gelangt, kann an der Kühlluftleitung eine Druckerhöhungsvorrichtung, vorzugsweise eine Pumpe vorgesehen sein. Hierdurch herrscht im Wärmetauscher stets ein derartig hoher Druck, daß die Abgase nicht mehr in den Wärmetauscher gelangen können. Günstig im Sinne der Erfindung ist aber auch, wenn dem Wärmetauscher ein zweites Mehrwegeventil, insbesondere ein Vierwegeventil, nachgeschaltet ist. Das zweite Mehrwegeventil ist dabei vorzugsweise mit zwei Anschlüssen mit der Abgasleitung, mit einem Anschluß mit der Bypaßleitung und mit einem weiteren Anschluß an eine Kühlluftleitung angeschlossen. Insbesondere das dem Wärmetauscher nachgeschaltete Vierwegeventil ist bevorzugt derart ausgestaltet, daß ein Pfad für die Abgase und ein weiterer Pfad für die Kühlluft vorgesehen ist, so daß ein Eindringen des Abgases in den Wärmetauscher vermieden ist. Mittels der beiden Vierwegeventile kann die Abgasleitung derart geschaltet werden, daß der Wärmetauscher zum einen zur Aufheizung des Motoröls und zum anderen zur Abkühlen des Motoröls verwendet werden kann. Hierdurch kann vorteilhafterweise auf einen zusätzlichen Ölkühler verzichtet werden.
  • Wenn die beiden Vierwegeventile in einen Durchflußmodus geschaltet sind, strömen die Abgase durch den Wärmetauscher und heizen das Motoröl auf. Sobald der Motor eine genügende Wärme erreicht hat, werden die Ventile in einen gesperrten Modus geschaltet, so daß die Abgase durch den Bypaß strömen. Auf der anderen Seite kann Kühlluft, insbesondere ein Fahrtwind, durch die Kühlluftleitung in den Wärmetauscher geführt werden, um das Motoröl zu kühlen. Das dem Wärmetauscher nachgeschaltete Mehrwegeventil ist selbstverständlich entsprechend geschaltet.
  • Zweckmäßig im Sinne der Erfindung ist, wenn dem Motorölkreislauf ein Thermostat zugeordnet ist, um die Strömung des Motoröls durch den Wärmetauscher zu steuern, so daß die Temperatur des Öls auf optimale Werte eingestellt werden kann.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:
  • 1 Ein Schaltbild einer ersten Ausführung der Erfindung,
  • 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführung der Erfindung.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß diese in der Regel nur einmal beschrieben werden.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 in einer Prinzipdarstellung. Der Verbrennungsmotor 1 weist eine Abgasleitung 2 auf, in dem ein Katalysator 3 angeordnet ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verbrennungsmotor als Vierzylindermotor dargestellt, dessen vier Zylinderkrümmer in einer gemeinsamen Abgasleitung 2 münden.
  • In Abgasströmrichtung des Abgases gesehen ist in der Abgasleitung 2 hinter dem Katalysator 3 ein Wärmetauscher 4 angeordnet. Der Verbrennungsmotor weist einen Motorölkreislauf 6 auf. Der Motorölkreislauf weist einen Ölsumpf 7, eine Ölaufnahmeleitung 8, eine Ölpumpe 9 sowie ein Ölüberdruckventil 11 auf.
  • Dem Wärmetauscher 4 ist zumindest stromaufwärts des Abgasstromes ein Mehrwegeventil 12 vorgeschaltet. Der Wärmetauscher 4 ist in den Motorölkreislauf 6 integriert, so daß das Motoröl in einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors 1 mittels der Abgaswärme aufgeheizt wird.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Mehrwegeventil 12 als Dreiwegeventil ausgestaltet. Mit zwei seiner Anschlüsse ist das Mehrwegeventil 12 mit der Abgasleitung 2 verbunden, wobei das Mehrwegeventil 12 mit einem weiteren Anschluß mit einer den Wärmetauscher 4 umführenden Bypaßleitung 13 verbunden ist. Die Bypaßleitung 13 wird um den Wärmetauscher 4 derart herumgeführt, daß diese in Strömrichtung des Abgases gesehen hinter dem Wärmetauscher in der Abgasleitung 2 mündet.
  • Dem Wärmetauscher 4 ist in Strömrichtung des Abgases gesehen ein Siphon 14 zum Auffangen von Kondenswasser nachgeschaltet. Dem Siphon 14 ist ein Ablaßventil 16 zugeordnet.
  • Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, ist der Siphon 14 in der Abgasleitung 2 derart integriert, daß entstehendes Kondenswasser in den Siphon 14 gelangen kann, wobei mit Schadstoff belastete Abgase an der Wasseroberfläche innerhalb des Siphons 14 vorbeigeführt werden. Hierdurch können Schadstoffe in dem Abgas herausgelöst werden.
  • Durch die in 1 vorteilhafte Ausgestaltung wird das Motoröl in einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors schneller aufgeheizt. Parallel zum Wärmetauscher 4 ist der über das Mehrwegeventil 12 gesteuerte Bypaß 13 geführt, so daß ein Überhitzen des Motoröls im Wärmetauscher vermieden wird. Der Wärmetauscher 4 ist bevorzugt im Gegenstromprinzip genügend dimensioniert, so daß das Motoröl möglichst schnell aufgeheizt wird, wobei das Abgas möglichst stark heruntergekühlt wird, so daß dieses möglichst lange kondensiert. Hierdurch entsteht Kondenswasser. Ein Teil dieses Kondenswassers bleibt permanent in der Abgasleitung 2 bzw. dem Auspuff, um einen Teil der Abgasemissionen zu binden. Hierfür ist der Siphon 14 vorgesehen. Sollte ein vorgegebener Wasserpegel innerhalb des Siphons 14 überschritten werden, läuft dieses überschüssige Kondenswasser einfach über einen Überlauf 17 ab. Um zu vermeiden, daß das angesammelte Kondenswasser in dem Siphon 14 festfriert, ist vorteilhaft vorgesehen, daß dem Siphon 14 das Ablaßventil 16 zugeordnet ist. Das Ablaßventil 16 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Frostschutzventil ausgestaltet, das vor Unterschreiten einer Erstarrungstemperatur des Kondenswassers geöffnet wird, so daß das angesammelte Wasser ablaufen kann, womit ein Einfrieren des Siphons 14 vermieden ist.
  • Dem Motorölkreislauf 6 ist zudem ein Thermostat 18 zugeordnet. Der Thermostat 18 steuert die Strömung des Motoröls durch den Wärmetauscher 4, so daß die Temperatur des Motoröls auf optimale Werte eingestellt werden kann. Weiter weist der Motorölkreislauf 6 einen Ölbypaß 20 auf.
  • 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Im Unterschied zu 1 ist dem Wärmetauscher nicht nur ein Mehrwegeventil 12 vorgeschaltet, sondern auch ein Mehrwegeventil 12 nachgeschaltet. Obwohl in 2 der Siphon 14 mit seinem Ablassventil 16 nicht dargestellt ist, kann dieser selbstverständlich erfindungsgemäß angeordnet werden.
  • In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Mehrwegeventile 12 als Vierwegeventil ausgestaltet.
  • Die beiden Vierwegeventile sind jeweils mit zwei Anschlüssen mit der Abgasleitung 2, mit einem Anschluß an der Bypaßleitung 13 und mit einem weiteren Anschluß an eine Kühlluftleitung 19 angeschlossen.
  • Durch die Kühlluftleitung 19 kann frische Kühlluft über das Mehrwegeventil 12 in den Wärmetauscher 4 geführt werden und über das nachgeschaltete Mehrwegeventil 12 in eine separate Auslaßleitung geführt werden. Ein Kühlluftdruck in der Kühlluftleitung 19 entsteht durch einen Staudruck, der durch einen Fahrtwind eines Kraftfahrzeuges erzeugt wird, wobei die Kühlluft über einen Trichter 21 in die Kühlluftleitung 19 strömt.
  • Das Mehrwegeventil 12, insbesondere das Vierwegeventil kann jeweils in zwei verschiedene Stellungen geschaltet werden. In einem Durchflußmodus strömt das Abgas durch den Wärmetauscher 4 und heizt das Motoröl auf. Wenn das Motoröl eine genügende Temperatur erreicht hat, werden die Vierwegeventile in einen Sperrmodus geschaltet, so daß die Abgase durch den Bypaß geleitet werden. Gleichzeitig wird Kühlluft durch die Kühlluftleitung 19 in den Wärmetauscher 4 geführt, so daß das Motoröl gekühlt wird.
  • In dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kommt dem Wärmetauscher eine Doppelfunktion zu. Zum einen heizt der Wärmetauscher 4 durch die Abgastemperatur das Motoröl während der Warmlaufphase auf. Um eine Überhitzung des Motoröls zu vermeiden, wirkt der Wärmetauscher 4 zum anderen als Ölkühler, indem die Kühlluft die Wärme des Motoröls aufnimmt. Damit kann auf einen komplizierten, zusätzlichen Hochleistungsölkühler verzichtet werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Denkbar ist, daß der Wärmetauscher auch in einem anderen Betriebsmittelkreislauf, beispielsweise in einem Kühlmittelkreislauf integriert ist. Insbesondere bei der Ausgestaltung des Wärmetauschers mit seiner Heiz- bzw. Kühlfunktion kann dieser das jeweilige Betriebsmittel entsprechend aufheizen bzw. kühlen.

Claims (7)

  1. Verbrennungsmotor mit zumindest einer Abgasleitung (2), in der ein Wärmetauscher (4) angeordnet ist und mit einer den Wärmetauscher (4) umführenden Bypaßleitung (13), wobei der Verbrennungsmotor (1) einen Motorölkreislauf (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (4) zumindest stromaufwärts eines Abgasstromes ein Mehrwegeventil (12) vorgeschaltet ist, und das der Wärmetauscher (4) in den Motorölkreislauf (13) integriert ist, so daß das Motoröl in einer Warmlaufphase des Verbrennungsmotors (1) mittels der Abgaswärme aufgeheizt wird.
  2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrwegeventil (12) als Dreiwegeventil ausgestaltet ist, das mit zwei Anschlüssen mit der Abgasleitung (2) und mit einem Anschluß an den Bypaß (13) angeschlossen ist.
  3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (4) ein Siphon (14) nachgeschaltet ist.
  4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Siphon (14) ein Ablaßventil (16) zugeordnet ist.
  5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehrwegeventil (12) als Vierwegeventil ausgestaltet ist, das mit zwei Anschlüssen mit der Abgasleitung 2, mit einem Anschluß an die Bypaßleitung (13) und mit einem weiteren Anschluß an eine Kühlluftleitung (19) angeschlossen ist.
  6. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (4) ein zweites Mehrwegeventil (12) nachgeschaltet ist.
  7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Motorölkreislauf (6) ein Thermostat (18) zugeordnet ist.
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