DE102013002974B4

DE102013002974B4 - Device and method for using the exhaust heat of an internal combustion engine

Info

Publication number: DE102013002974B4
Application number: DE102013002974.0A
Authority: DE
Inventors: Stefan Moldenhauer
Original assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Current assignee: Technische Universitaet Ilmenau
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2033-02-16
Also published as: DE102013002974A1

Abstract

Vorrichtung zur Nutzung der Abgaswärme eines Verbrennungsmotors, dessen Zylinder (2) ein Einlasssystem (1) mit einer Einlasssteuerung (3) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlasssystem (1) fluidisch mit einer Wärmekraftmaschine nach dem Pulsröhrenprinzip, bestehend aus einer Pulsröhre (4), einem Wärmeübertrager (5), dem Abgaswärme zugeführt wird, und einem Gas- und Wärmespeicher (6), gekoppelt ist.Device for utilizing the exhaust gas heat of an internal combustion engine, the cylinder (2) of which has an inlet system (1) with an inlet control (3), characterized in that the inlet system (1) is fluidic with a heat engine according to the pulse tube principle, consisting of a pulse tube (4) , a heat exchanger (5), the exhaust heat is supplied, and a gas and heat storage (6) is coupled.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Nutzung der Abgaswärme eines Verbrennungsmotors.The present invention relates to an apparatus and a method for utilizing the exhaust heat of an internal combustion engine.

Verbrennungsmotoren werden heutzutage mit Hilfe von Abgasturboladern aufgeladen. Dadurch gewinnt man durch eine im Abgasstrang angeordnete Turbine Abgasenergie des Verbrennungsmotors zurück. Die vom Abgas angetriebene Turbine wird zum Antrieb eines Turboverdichters verwendet, der den Verbrennungsmotor mit unter Druck stehendem Frischgas versorgt. Trotz der teilweisen Rückgewinnung der Abgasenergie mit Hilfe der im Abgasstrang angeordneten Turbine herrschen am Turbinenaustritt immer noch Abgastemperaturen, die hoch genug sind, um sie zu einer Wandlung in eine nutzbare Energieform zu verwenden.Internal combustion engines are nowadays charged by means of exhaust gas turbochargers. As a result, exhaust gas energy of the internal combustion engine is recovered by a turbine arranged in the exhaust system. The driven by the exhaust turbine is used to drive a turbocompressor, which supplies the internal combustion engine with pressurized fresh gas. Despite the partial recovery of the exhaust gas energy with the aid of the turbine arranged in the exhaust system, exhaust gas temperatures which are high enough to be converted into a usable form of energy still prevail at the turbine outlet.

In den Druckschriften DE 10 2008 050 655 B4 (bzw. EP 2 329 127 B1 ) und DE 197 01 160 A1 werden Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie des Abgases in mechanische Energie eines Kolbens oder einer Membran bzw. in elektrische Energie mit Hilfe von Wärmekraftmaschinen beschrieben. Dabei wird jedoch immer eine zusätzliche Kompressions- bzw. Expansionsmaschine, wie beispielsweise eine Zylinder-Kolben-Anordnung oder eine Membrananordnung benötigt, um die erforderliche Druckschwingung zu erzeugen. Soll, wie beispielsweise in DE 10 2008 050 655 B4 ( EP 2 329 127 B1 ) beschrieben, die mechanische Energie des Kolbens bzw. der Membran in elektrische Energie umgewandelt werden, ist zudem ein elektrischer Generator notwendig. Die damit verbundenen Kosten stehen oft nicht im Verhältnis zu der mit derartigen Systemen nutzbargemachten Abgasenergie. Weiterhin sind zusätzliche Komponenten zur Versorgung und Kühlung der Wärmekraftmaschine notwendig, welche die Gesamteffizienz des Systems absenken und die Zusatzkosten erhöhen.In the pamphlets DE 10 2008 050 655 B4 (respectively. EP 2 329 127 B1 ) and DE 197 01 160 A1 Methods are described for converting thermal energy of the exhaust gas into mechanical energy of a piston or a membrane or into electrical energy by means of heat engines. However, it is always an additional compression or expansion machine, such as a cylinder-piston assembly or a membrane assembly needed to produce the required pressure oscillation. Soll, such as in DE 10 2008 050 655 B4 ( EP 2 329 127 B1 ), the mechanical energy of the piston or the membrane are converted into electrical energy, an electric generator is also necessary. The associated costs are often unrelated to the exhaust gas energy made available with such systems. Furthermore, additional components for the supply and cooling of the heat engine are necessary, which lower the overall efficiency of the system and increase the additional costs.

In der Druckschrift DE 29 14 691 A1 wird ein Verfahren zur Ausnutzung der Druckschwingungen (Druckpulsationen) im Ansaug- und Abgassystem eines mittels Turbolader aufgeladenen Verbrennungsmotors beschrieben. Dabei werden die einlass- und auslassseitig vorhandenen, zueinander phasenverschobenen, Druckschwingungen benutzt, um einen Bypassluftstrom von der Verdichteraustrittsseite (Einlasssystem) zur Turbineneintrittsseite (Auslasssystem) zu bewirken und damit das Teillastverhalten des Verbrennungsmotors zu verbessern. Eine Nutzung der thermischen Energie des Abgases zur Beeinflussung der Frischgasmenge des Verbrennungsmotors wird dabei jedoch nicht in Betracht gezogen.In the publication DE 29 14 691 A1 A method is described for exploiting the pressure oscillations (pressure pulsations) in the intake and exhaust system of a turbocharged internal combustion engine. The inlet and outlet side, mutually phase-shifted, pressure oscillations are used to cause a bypass air flow from the compressor outlet side (inlet system) to the turbine inlet side (exhaust system) and thus to improve the partial load behavior of the internal combustion engine. However, use of the thermal energy of the exhaust gas to influence the amount of fresh gas of the internal combustion engine is not taken into consideration.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden und eine einfache, kostengünstige Vorrichtung und ein dazugehöriges Verfahren zur effizienten Nutzung der Abgaswärme eines Verbrennungsmotors bereitzustellen.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a simple, inexpensive device and associated method for the efficient use of the exhaust heat of an internal combustion engine.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe vorrichtungsseitig mit den im ersten Patentanspruch angegebenen Merkmalen und verfahrensseitig mit den Merkmalen des neunten Patentanspruchs.According to the invention, the solution of this object succeeds on the device side with the features specified in the first claim and on the procedural side with the features of the ninth patent claim.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Preferred further embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, mit der die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgestellt wird. Es zeigt:Details and advantages of the invention will become apparent from the following description, with which the invention with reference to the accompanying drawings is presented. It shows:

1 – ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 - A first embodiment of the device according to the invention

2 – ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 - A second embodiment of the device according to the invention

3 – eine vorteilhafte Ausführung der Wärmekraftmaschine nach dem Pulsröhrenprinzip 3 - An advantageous embodiment of the heat engine according to the pulse tube principle

4 – eine erste vorteilhafte Zufuhr der Abgaswärme des Verbrennungsmotors 4 - A first advantageous supply of exhaust heat of the engine

5 – eine zweite vorteilhafte Zufuhr der Abgaswärme des Verbrennungsmotors 5 - A second advantageous supply of exhaust heat of the engine

Beim Öffnen der Einlassventile eines Verbrennungsmotors kommt es funktionsbedingt zu einem Druckabfall im Einlasssystem. Erfindungsgemäß wird mit Hilfe von Abgasenergie dem Druckabfall beim Einlassvorgang eines Verbrennungsmotors entgegengewirkt, in dem die beim Verbrennungsmotor betriebsbedingt vorhandene Druckschwingung im Einlasssystem zur Durchführung eines thermischen Energiewandlungsprozesses benutzt wird. Die daraus resultierende pV-Arbeit wird dabei direkt durch die Kolben des Verbrennungsmotors genutzt. Dadurch kann die Verwendung einer zusätzlichen Kompressions- bzw. Expansionsmaschine (z. B. Zylinder-Kolben-Anordnung) bzw. eines elektrischen Generators zur Nutzbarmachung der Abgasenergie vermieden werden, wodurch ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung realisierbar ist.When opening the intake valves of an internal combustion engine, there is a function-related pressure drop in the intake system. According to the invention, the pressure drop during the intake process of an internal combustion engine is counteracted with the aid of exhaust gas energy, in which the pressure oscillation in the intake system which is operationally present in the internal combustion engine is used to carry out a thermal energy conversion process. The resulting pV work is used directly by the pistons of the internal combustion engine. This makes it possible to avoid the use of an additional compression or expansion machine (for example a cylinder-piston arrangement) or an electric generator for making use of the exhaust gas energy, so that a particularly simple and cost-effective design of the device according to the invention can be realized.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Teillastentdrosselung eines Ottomotors, da bei diesem im Teillastbereich der Druckabfall im Aussaugsystem besonders hoch ist.The invention is particularly suitable for partial-load throttling of a gasoline engine, since in this case the pressure drop in the suction system is particularly high in the part-load range.

Wie in 1 dargestellt, besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nutzung der Abgaswärme eines Verbrennungsmotors aus dem Einlasssystem (1) des Verbrennungsmotors, welchem Frischgas aus der Umgebung (10) zugeführt wird, den Zylindern (2) des Verbrennungsmotors und der Einlasssteuerung (3) des Verbrennungsmotors, die fluidisch mit einer Wärmekraftmaschine nach dem Pulsröhrenprinzip, bestehend aus einer Pulsröhre (4), einem Wärmeübertrager (5) und einem Gas- und Wärmespeicher (6), verbunden sind. Die Pulsröhre (4), der Wärmeübertrager (5) und der Gas- und Wärmespeicher (6) sind in einer ersten Ausführungsform miteinander seriell fluidisch verbunden. Der Wärmeübertrager (5) dient zur Übertragung der Wärmeenergie des Abgases des Verbrennungsmotors an das von der Pulsröhre (4) kommende Frischgas. Mit Hilfe eines Drosselventils (9) kann die Zufuhr von Frischgas zum Einlasssystem (1) reguliert werden.As in 1 illustrated, the device according to the invention consists of the use of Exhaust heat of an internal combustion engine from the intake system ( 1 ) of the internal combustion engine, which fresh gas from the environment ( 10 ), the cylinders ( 2 ) of the internal combustion engine and the intake control ( 3 ) of the internal combustion engine, which fluidly with a heat engine according to the pulse tube principle, consisting of a pulse tube ( 4 ), a heat exchanger ( 5 ) and a gas and heat storage ( 6 ), are connected. The pulse tube ( 4 ), the heat exchanger ( 5 ) and the gas and heat storage ( 6 ) are serially fluidly connected to each other in a first embodiment. The heat exchanger ( 5 ) serves to transmit the heat energy of the exhaust gas of the internal combustion engine to that of the pulse tube ( 4 ) coming fresh gas. With the help of a throttle valve ( 9 ), the supply of fresh gas to the intake system ( 1 ) are regulated.

Die Frischgaszufuhr zum Einlasssystem (1) kann, wie in 2 dargestellt, auch über einen Verdichter (7) erfolgen. Außerdem kann im Einlasssystem (1) des Verbrennungsmotors ein Gaskühler (8) zur Kühlung der verdichteten Frischluft angeordnet sein.The fresh gas supply to the intake system ( 1 ) can, as in 2 shown, also via a compressor ( 7 ) respectively. In addition, in the intake system ( 1 ) of the internal combustion engine a gas cooler ( 8th ) may be arranged for cooling the compressed fresh air.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung können das Einlasssystem (1) und die Pulsröhre (4) als eine Einheit ausgeführt sein.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the inlet system ( 1 ) and the pulse tube ( 4 ) as a unit.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Nutzung verbrennungsmotorischer Abwärme lässt sich wie folgt beschreiben:
Im Einlasssystem (1), der Pulsröhre (4), dem Wärmeübertrager (5) und dem Gas- und Wärmespeicher (6) befindet sich Frischgas mit dem Druck p_max. Die Temperatur des sich in der Pulsröhre (4) befindenden Frischgases nimmt beginnend an der Verbindungsstelle zwischen dem Einlasssystem (1) des Verbrennungsmotors und der Pulsröhre (4) in Richtung Wärmeübertrager (5) zu. Mit dem durch die Einlasssteuerung (3) hervorgerufenen Öffnen eines im Ansaugvorgang begriffenen Zylinders (2) des Verbrennungsmotors zum Einlasssystem (1) kommt es zu einem Druckabfall im Einlasssystem (1), in der Pulsröhre (4), im Wärmeübertrager (5) und im Gas- und Wärmespeicher (6). In der Folge strömt das Frischgas aus dem Gas- und Wärmespeicher (6) über den Wärmeübertrager (5) in die Pulsröhre (4). Bedingt durch die Expansion des Frischgases gibt der Gas- und Wärmespeicher (6) gespeicherte Wärmeenergie an das Frischgas ab und das erwärmte Frischgas strömt vom Gas- und Wärmespeicher (6) über den Wärmeübertrager (5) in die warme Seite der Pulsröhre (4). Dabei wird die Temperatur des in die warme Seite der Pulsröhre einströmenden Frischgases durch den Wärmeübertrager (5), der mit Abgaswärme beheizt wird, vorgegeben.The mode of operation of the device according to the invention for utilizing internal combustion engine waste heat can be described as follows:
In the intake system ( 1 ), the pulse tube ( 4 ), the heat exchanger ( 5 ) and the gas and heat storage ( 6 ) fresh gas is at the pressure p _max . The temperature of the pulse tube ( 4 ) fresh gas increases starting at the junction between the inlet system ( 1 ) of the internal combustion engine and the pulse tube ( 4 ) in the direction of the heat exchanger ( 5 ) too. With the through the inlet control ( 3 ) opening of a cylinder in the intake process ( 2 ) of the internal combustion engine to the intake system ( 1 ) there is a pressure drop in the inlet system ( 1 ), in the pulse tube ( 4 ), in the heat exchanger ( 5 ) and in the gas and heat storage ( 6 ). As a result, the fresh gas flows from the gas and heat storage ( 6 ) over the heat exchanger ( 5 ) into the pulse tube ( 4 ). Due to the expansion of the fresh gas gives the gas and heat storage ( 6 ) stored heat energy to the fresh gas and the heated fresh gas flows from the gas and heat storage ( 6 ) over the heat exchanger ( 5 ) into the warm side of the pulse tube ( 4 ). The temperature of the incoming fresh gas into the warm side of the pulse tube through the heat exchanger ( 5 ), which is heated with exhaust heat, given.

Weiterhin strömt aus der mit dem Einlasssystem (1) verbundenen Seite der Pulsröhre (4) kälteres Frischgas in das Einlasssystem (1) des Verbrennungsmotors und von dort über die Einlasssteuerung (3) in den im Ansaugvorgang begriffenen Zylinder (2) des Verbrennungsmotors. Durch die im Gas- und Wärmespeicher (6) stattfindende Wärmezufuhr an das Frischgas wird somit dem Druckabfall beim Ansaugvorgang entgegengewirkt. Es stellt sich der Druck p_min < p_max ein.Furthermore, flows out of the with the inlet system ( 1 ) connected side of the pulse tube ( 4 ) colder fresh gas into the intake system ( 1 ) of the internal combustion engine and from there via the inlet control ( 3 ) in the cylinder in the intake process ( 2 ) of the internal combustion engine. By the in the gas and heat storage ( 6 ) taking place heat supply to the fresh gas is thus counteracted the pressure drop during the intake process. It sets the pressure p _min <p _max .

Mit dem Schließen des Zylinders (2) durch die Einlasssteuerung (3) kommt es aufgrund des durch den Ansaugvorgang bedingten Unterdrucks p_min zum Einströmen von Frischgas aus der Umgebung (10) über das Drosselventil (9) in das Einlasssystem (1) und zum Überströmen in die Pulsröhre (4) und über den Wärmeübertrager (5) in den Gas- und Wärmespeicher (6), wobei das Frischgas vom Wärmeübertrager (5) Wärmeenergie aufnimmt, die es beim Einströmen in den Gas- und Wärmespeicher (6) an das dort vorhandene Wärmespeichermaterial abgibt. Das aus der Umgebung (10) in das Einlasssystem (1) einströmende Frischgas kann optional mittels eines Verdichters (7) verdichtet und mittels eines im Einlasssystem (1) befindlichen Gaskühlers (8) gekühlt werden. Es stellt sich wieder der Druck p_max ein.With the closing of the cylinder ( 2 ) through the inlet control ( 3 ) occurs due to the suction due to the negative pressure p _min to the flow of fresh gas from the environment ( 10 ) via the throttle valve ( 9 ) into the intake system ( 1 ) and to flow into the pulse tube ( 4 ) and via the heat exchanger ( 5 ) in the gas and heat storage ( 6 ), wherein the fresh gas from the heat exchanger ( 5 ) Receives heat energy, which it flows into the gas and heat storage ( 6 ) emits to the existing there heat storage material. That from the environment ( 10 ) into the intake system ( 1 ) incoming fresh gas can optionally by means of a compressor ( 7 ) and by means of one in the intake system ( 1 ) gas cooler ( 8th ) are cooled. It again sets the pressure p _max .

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Wärmekraftmaschine nach dem Pulsröhrenprinzip ist in 3 dargestellt. Hierbei sind die Pulsröhre (4) und der Gas- und Wärmespeicher (6) zueinander koaxial angeordnet und fluidisch über den an der Stirnseite angeordneten Wärmeübertrager (5) gekoppelt. Diese Anordnung führt zu einer vorteilhaften Einkopplung der Wärmeleistung an der Stirnseite des Systems. Weiterhin ermöglicht die koaxiale Kopplung von Pulsröhre (4) und Gas- und Wärmespeicher (6) eine Wärmeübertragung zwischen beiden Komponenten in radialer Richtung. Betriebsbedingt kommt es längs der Pulsröhre (4) zu einer Wärmeaufnahme, die bei der koaxialen Anordnung prozessintern über den Gas- und Wärmespeicher (6) realisiert wird.A particularly advantageous embodiment of the heat engine according to the pulse tube principle is in 3 shown. Here are the pulse tube ( 4 ) and the gas and heat storage ( 6 ) are arranged coaxially to one another and fluidically via the arranged at the end face heat exchanger ( 5 ) coupled. This arrangement leads to an advantageous coupling of the heat output at the front of the system. Furthermore, the coaxial coupling of pulse tube ( 4 ) and gas and heat storage ( 6 ) a heat transfer between the two components in the radial direction. Operationally, it comes along the pulse tube ( 4 ) to a heat absorption, which in the coaxial arrangement in-process via the gas and heat storage ( 6 ) is realized.

Weitere besonders vorteilhafte Ausführungen der Wärmekraftmaschine nach dem Pulsröhrenprinzip sind in den 4 und 5 dargestellt. Dabei ist das Abgasrohr (11) des Verbrennungsmotors von der Pulsröhre (4) umschlossen (4) oder die Pulsröhre (4) ist vom Abgasrohr (11) des Verbrennungsmotors umschlossen (5, Rohr-in-Rohr-Anordnung). Diese Anordnung ermöglicht, dass dem Abgasstrom entlang der Pulsröhre (4) Wärmeenergie entzogen wird und somit dem Abgasstrom eine größere Wärmemenge als bei der alleinigen Wärmeeinkopplung über den Wärmeübertrager (5) entzogen werden kann. Die Rohr-in-Rohr-Anordnung von Pulsröhre (4) und Abgasrohr (11) kann als koaxiale Rohr-in-Rohr-Anordnung oder als gewendelte Rohr-in-Rohr-Anordnung umgesetzt werden. Bei der gewendelten Rohr-in-Rohr-Anordnung befindet sich die Pulsröhre (4) als Rohrwendel im Abgasrohr (11) oder das Abgasrohr (11) befindet sich als Rohrwendel in der Pulsröhre (4). Die Oberflächen der Rohre können zur Erhöhung des Wärmeübergangs weiterhin mit einer den Wärmeübergang erhöhenden Struktur versehen sein.Other particularly advantageous embodiments of the heat engine according to the pulse tube principle are in the 4 and 5 shown. In this case, the exhaust pipe ( 11 ) of the internal combustion engine from the pulse tube ( 4 ) ( 4 ) or the pulse tube ( 4 ) is from the exhaust pipe ( 11 ) of the internal combustion engine enclosed ( 5 , Tube-in-tube arrangement). This arrangement allows the exhaust gas flow along the pulse tube ( 4 ) Heat energy is removed and thus the exhaust gas flow a larger amount of heat than in the sole heat input via the heat exchanger ( 5 ) can be withdrawn. The tube-in-tube arrangement of pulse tube ( 4 ) and exhaust pipe ( 11 ) can be implemented as a coaxial tube-in-tube arrangement or as a coiled tube-in-tube arrangement. In the coiled tube-in-tube arrangement is the pulse tube ( 4 ) as a tube coil in the exhaust pipe ( 11 ) or the exhaust pipe ( 11 ) is located as coiled tubing in the pulse tube ( 4 ). The surfaces of the tubes may be further provided with a heat transfer increasing structure to increase the heat transfer.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Einlasssystem des VerbrennungsmotorsInlet system of the internal combustion engine
22: Zylinder des VerbrennungsmotorsCylinder of the internal combustion engine
33: Einlasssteuerung des VerbrennungsmotorsInlet control of the internal combustion engine
44: Pulsröhre der Wärmekraftmaschine nach dem PulsröhrenprinzipPulse tube of the heat engine according to the pulse tube principle
55: Wärmeübertrager der Wärmekraftmaschine nach dem PulsröhrenprinzipHeat exchanger of the heat engine according to the pulse tube principle
66: Gas- und Wärmespeicher der Wärmekraftmaschine nach dem PulsröhrenprinzipGas and heat storage of the heat engine according to the pulse tube principle
77: Verdichtercompressor
88th: Gaskühlergas cooler
99: Drosselventilthrottle valve
1010: UmgebungSurroundings
1111: Abgasrohrexhaust pipe

Claims

Device for utilizing the exhaust heat of an internal combustion engine, whose cylinder ( 2 ) an intake system ( 1 ) with an inlet control ( 3 ), characterized in that the inlet system ( 1 ) fluidly with a heat engine according to the pulse tube principle, consisting of a pulse tube ( 4 ), a heat exchanger ( 5 ), the exhaust heat is supplied, and a gas and heat storage ( 6 ) is coupled.

Device according to claim 1, characterized in that the pulse tube ( 4 ), the heat exchanger ( 5 ) and the gas and heat storage ( 6 ) are serially fluidly coupled together.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the inlet system ( 1 ) and the pulse tube ( 4 ) are implemented as a unit.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pulse tube ( 4 ) and the gas and heat storage ( 6 ) are arranged coaxially to each other and fluidly through the heat exchanger ( 5 ) are coupled.

Apparatus according to claim 1, 2 or 4, characterized in that the exhaust gas heat of the internal combustion engine via an exhaust pipe ( 11 ) is supplied to the heat engine according to the pulse tube principle, wherein the pulse tube ( 4 ) and the exhaust pipe ( 11 ) are designed as a tube-in-tube arrangement.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inlet system ( 1 ) a throttle valve ( 9 ) having.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inlet system ( 1 ) a fresh gas compressor ( 7 ) having.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inlet system ( 1 ) a gas cooler ( 8th ) having.

A method for utilizing the exhaust heat of an internal combustion engine with a device according to one of claims 1 to 8, in which fresh gas is at a pressure p _max , comprising the following steps: • opening a cylinder in the intake process ( 2 ) of the internal combustion engine through the inlet control ( 3 ), associated with a pressure drop in the inlet system ( 1 ), the pulse tube ( 4 ), the heat exchanger ( 5 ) and the gas and heat storage ( 6 ); • overflow of fresh gas from the gas and heat storage ( 6 ) over the heat exchanger ( 5 ) and the pulse tube ( 4 ) into the intake system ( 1 ) and the cylinder in the intake process ( 2 ), whereby heat energy from the gas and heat storage ( 6 ) is supplied to the expanding fresh gas and thus the pressure drop is reduced; • closing of the cylinder that ended the suction process ( 2 ) of the internal combustion engine through the inlet control ( 3 ), associated with an influx of fresh gas from the environment ( 10 ) into the intake system ( 1 ); • overflow of the fresh gas into the pulse tube ( 4 ), the heat exchanger ( 5 ) and the gas and heat storage ( 6 ) until the re-adjustment of the pressure p _max , wherein the fresh gas, the heat energy, the heat exchanger ( 5 ) and / or the pulse tube ( 4 ) is supplied as exhaust heat of the internal combustion engine, receives and when flowing into the gas and heat storage ( 6 ) gives to this.

Method according to claim 9, characterized in that the supply of fresh gas into the inlet system ( 1 ) via a throttle valve ( 9 ) is controlled.

A method according to claim 9 or 10, characterized in that the fresh gas from the environment ( 10 ) via a compressor ( 7 ) the inlet system ( 1 ) is supplied.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the fresh gas from the environment ( 10 ) in the intake system ( 1 ) with a gas cooler ( 8th ) is cooled.