DE102013013663A1 - Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung sowie entsprechende Antriebseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) mit einer Brennkraftmaschine (2), mit einer an die Brennkraftmaschine (2) angeschlossenen Abgasanlage (4), die wenigstens einen Katalysator (19) aufweist, und mit einer Heizeinrichtung (20) zum Erzeugen eines Warmluftstroms (24). Dabei ist vorgesehen, dass in einer ersten Betriebsart ein Frischluftstrom (22) als Kaltluftstrom (23) mittels der Heizeinrichtung (20) erwärmt und dann in Form des Warmluftstroms (24) dem Katalysator (19) zugeführt wird, dass in einer zweiten Betriebsart der Frischluftstrom (22) als Kaltfrischluftstrom (23) dem Katalysator (19) zugeführt wird, und dass in einer dritten Betriebsart ein als der Kaltluftstrom (23) vorliegender erster Anteil des Frischluftstroms (22) mittels der Heizeinrichtung (20) erwärmt sowie dann in Form des Warmluftstroms (24) dem Katalysator (19) zugeführt wird und ein als der Kaltfrischluftstrom (32) vorliegender zweiter Anteil des Frischluftstroms (22) stromaufwärts des Katalysators (19) zum Einstellen einer bestimmten Temperatur mit dem Warmluftstrom (24) vermengt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine, mit einer an die Brennkraftmaschine angeschlossenen Abgasanlage, die wenigstens einen Katalysator aufweist, und mit einer Heizeinrichtung zum Erzeugen eines Warmluftstroms. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung.
  • Die Antriebseinrichtung dient beispielsweise dem Antreiben eines Kraftfahrzeugs. Die Antriebseinrichtung kann dabei Bestandteil einer Hybridantriebsvorrichtung sein, welche neben der Antriebseinrichtung über zumindest eine weitere Antriebseinrichtung verfügt, welche beispielsweise eine elektrische Maschine, insbesondere nur die elektrische Maschine, aufweist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Antriebseinrichtung und die weitere Antriebseinrichtung ein auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichtetes Drehmoment wenigstens zeitweise gemeinsam erzeugen. Zu diesem Zweck sind die Antriebseinrichtung und die weitere Antriebseinrichtung beispielsweise mittels eines Getriebes miteinander wirkverbunden. Neben der Brennkraftmaschine weist die Antriebseinrichtung die Abgasanlage auf. Die Abgasanlage dient dem Ableiten des von der Brennkraftmaschine erzeugten Abgases in Richtung einer Außenumgebung der Antriebseinrichtung. Um geltende Abgasvorschriften zu erfüllen, ist es notwendig, das Abgas wenigstens teilweise zu reinigen, bevor es in die Außenumgebung gelangt. Zu diesem Zweck weist die Abgasanlage den Katalysator auf. Das Abgas der Brennkraftmaschine wird beim Durchlaufen der Abgasanlage durch den Katalysator geleitet, in welchem eine katalytisch begünstigte Reaktion, insbesondere eine Reduktion, abläuft. Nach dem Durchlaufen des Katalysators kann das Abgas von der Abgasanlage der Außenumgebung zugeführt werden.
  • Der Katalysator muss üblicherweise zumindest eine bestimmte Arbeitstemperatur aufweisen, damit die Reaktion abläuft und die Reinigung des Abgases durchgeführt werden kann. Das Beheizen des Katalysators erfolgt dabei zunächst durch das ihn durchströmende Abgas, welches nach der Brennkraftmaschine eine hohe Temperatur aufweist. Insbesondere bei niedriger Außenumgebungstemperatur und/oder einem Kaltstart der Antriebseinrichtung kann jedoch die Zeitspanne, welche bis zum Erreichen der Betriebstemperatur durch den Katalysator verstreicht, vergleichsweise lang sein. In dieser Zeitspanne kann die Reaktion nicht oder nur mit geringer Effizienz ablaufen, sodass die Reinigung des Abgases nicht zuverlässig beziehungsweise nicht vollständig erfolgt.
  • Diese Problematik ist bei der Hybridantriebsvorrichtung besonders ausgeprägt, weil hier die Brennkraftmaschine nicht ständig in Betrieb ist. Das bedeutet, dass in Zeitabschnitten, in welchen nur die weitere Antriebseinrichtung zum Bereitstellen eines Drehmoments betrieben wird, während die Antriebseinrichtung und mithin die Brennkraftmaschine deaktiviert ist, der Katalysator nicht durch das Abgas beheizt wird. Entsprechend verringert sich seine Temperatur. Fällt sie dabei unter die Betriebstemperatur ab, so kann bei einem erneuten Aktivieren der Antriebseinrichtung beziehungsweise der Brennkraftmaschine das dabei entstehende Abgas nicht zuverlässig gereinigt werden.
  • Beispielsweise aus diesem Grund ist die Heizeinrichtung vorgesehen, mittels welcher der Warmluftstrom erzeugt werden kann. Der Warmluftstrom dient dabei besonders bevorzugt dem Aufheizen des Katalysators in wenigstens einer Betriebsart der Antriebseinrichtung. Durch das Betreiben der Heizeinrichtung kann also der Katalysator auch während Zeitabschnitten, in welchen die Brennkraftmaschine nicht betrieben wird beziehungsweise in welchen sie deaktiviert ist, auf oder über seiner Betriebstemperatur gehalten werden. Die Heizeinrichtung ist insbesondere bei als Ottobrennkraftmaschinen oder als Dieselbrennkraftmaschinen ausgebildeten Brennkraftmaschinen vorgesehen. Den vorstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, dass der Katalysator mittels der Heizeinrichtung mittelbar beheizbar ist. Das bedeutet, dass die Heizeinrichtung nicht oder zumindest nicht nur über eine Wärmeleitverbindung mit dem Katalysator in Wärmeübertragungsverbindung steht. Vielmehr wird ein Fluid zum Erzeugen des Warmluftstroms erwärmt und anschließend das Aufheizen des Katalysators mithilfe dieses Warmluftstroms vorgenommen.
  • Die mittels der Heizeinrichtung erzielbare Temperatur ist üblicherweise sehr hoch und liegt – zumindest unmittelbar stromabwärts der Heizeinrichtung – beispielsweise über der maximal zulässigen Temperatur des Katalysators. Aus diesem Grund kann es vorgesehen sein, die Heizeinrichtung zum Erzeugen des Warmluftstroms nur während eines Betriebs der Brennkraftmaschine zu betreiben und den Warmluftstrom stromaufwärts des Katalysators dem Abgas der Brennkraftmaschine beizumengen. Das Abgas hat üblicherweise eine Temperatur, welche niedriger ist als die des Warmluftstroms. Bei einem ausreichenden Abgasmassenmassenstrom ist mithin die Temperatur des Fluids, welches den Katalysator durchströmt und sich aus dem Warmluftstrom und dem Abgas der Brennkraftmaschine zusammensetzt, ausreichend niedrig und entspricht vorzugsweise zumindest der Betriebstemperatur, ist jedoch kleiner als die maximal zulässige Temperatur des Katalysators.
  • Ist der Abgasmassenstrom jedoch zu niedrig, weil beispielsweise die Brennkraftmaschine deaktiviert ist, so ist die Temperatur des Warmluftstroms bei optimalem Wirkungsgrad der Heizeinrichtung zu hoch. Daher kann es vorgesehen sein, den Wirkungsgrad der Heizeinrichtung zu verringern, um die Temperatur des Warmluftstroms auf ein für den Katalysator erträgliches Maß abzusenken. Eine derartige Verschlechterung des Wirkungsgrads bedeutet jedoch, dass das Potential der Heizeinrichtung nicht ausgenutzt wird und zudem die Menge der erzeugten Schadstoffe größer ist als bei einem Betrieb mit optimalem Wirkungsgrad.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung vorzuschlagen, welches die eingangs genannten Nachteile nicht aufweist, sondern insbesondere in jeder Betriebsart der Antriebseinrichtung ein effizientes Aufheizen des Katalysators bei gleichzeitig geringen Schadstoffemissionen ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass in einer ersten Betriebsart ein Frischluftstrom als Kaltluftstrom mittels der Heizeinrichtung erwärmt und dann in Form des Warmluftstroms dem Katalysator zugeführt wird, dass in einer zweiten Betriebsart Frischluftstrom als Kaltfrischluftstrom dem Katalysator zugeführt wird, und dass in einer dritten Betriebsart ein als der Kaltluftstrom vorliegender erster Anteil des Frischluftstroms mittels der Heizeinrichtung erwärmt sowie dann in Form des Warmluftstroms dem Katalysator zugeführt wird und ein als der Kaltfrischluftstrom vorliegender zweiter Anteil des Frischluftstroms stromaufwärts des Katalysators zum Einstellen einer bestimmten Temperatur mit dem Warmluftstrom vermengt wird.
  • Die Antriebseinrichtung kann also in verschiedenen Betriebsarten betrieben werden. In der ersten Betriebsart der Antriebseinrichtung ist es vorgesehen, den gesamten Frischluftstrom als Kaltluftstrom zu verwenden. Das bedeutet, dass der erste Anteil 100% und der zweite Anteil 0% beträgt. Der gesamte Frischluftstrom wird mithin in Form des Kaltluftstroms der Heizeinrichtung zugeführt, erwärmt und dann als Warmluftstrom in Richtung des Katalysators geleitet. Stromaufwärts des Katalysators kann der Warmluftstrom mit Abgas der Brennkraftmaschine zusammengeführt und mit diesem vermengt werden. Die erste Betriebsart ist beispielsweise bei sehr niedrigen Außentemperaturen anwendbar, um den Katalysator möglichst rasch zu erwärmen.
  • In der zweiten Betriebsart wird der gesamte Frischluftstrom als Kaltfrischluftstrom verwendet. Das bedeutet, dass der erste Anteil 0% beträgt, der zweite Anteil 100%. Bevorzugt wird dabei die Heizeinrichtung nicht betrieben. In der ersten Betriebsart wird also kein Warmluftstrom erzeugt, sondern vielmehr der gesamte Kaltluftstrom in Form des Kaltfrischluftstroms dem Katalysator zugeführt. Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, den Kaltfrischluftstrom stromaufwärts des Katalysators einzubringen, insbesondere dort mit Abgas der Brennkraftmaschine zu vermengen. Die zweite Betriebsart liegt also insbesondere vor, wenn die Brennkraftmaschine aktiviert ist und mithin Abgas erzeugt.
  • Beispielsweise wird die zweite Betriebsart ausgeführt, wenn die Brennkraftmaschine mit einem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch betrieben wird und insoweit in ihrem Abgas unverbrannter Kraftstoff vorliegt. Durch das Einbringen des Kaltfrischluftstroms in das Abgas stromaufwärts des Katalysators kann eine weitere Oxidation des Kraftstoffs und mithin die Entstehung von Wärme erzielt werden. Entsprechend wird der Katalysator aufgeheizt. Anstelle die Brennkraftmaschine mit dem fetten Kraftstoff-Luft-Gemisch zu betreiben, kann selbstverständlich dem Abgas unmittelbar Kraftstoff beigemengt werden.
  • In der dritten Betriebsart wird dagegen der Frischluftstrom in den Kaltluftstrom sowie den Kaltfrischluftstrom aufgeteilt. Entsprechend sind sowohl der erste Anteil als auch der zweite Anteil jeweils größer als 0% und kleiner als 100%. Sie summieren sich jedoch stets zu 100% des Frischluftstroms auf. In der dritten Betriebsart ist es folglich vorgesehen, mithilfe des Frischluftstroms ein stromabwärts der Heizeinrichtung vorliegendes Fluid mit der bestimmten Temperatur zu erzeugen, welches nachfolgend dem Katalysator zugeführt wird. Zu diesem Zweck wird der erste Anteil des Frischluftstroms in der Heizeinrichtung erwärmt, während dies für den zweiten Anteil nicht der Fall ist.
  • Es ist also in wenigstens einer der Betriebsarten nicht beziehungsweise nicht allein vorgesehen, die Temperatur des dem Katalysator zugeführten Fluids mithilfe des Abgases der Brennkraftmaschine einzustellen. In allen Betriebsarten, insbesondere bei aktivierter Brennkraftmaschine, kann es jedoch vorgesehen sein, dass auch das Abgas der Brennkraftmaschine stromaufwärts des Katalysators mit dem Warmluftstrom und/oder dem Kaltfrischluftstrom zusammengeführt wird.
  • Der erste Anteil sowie der zweite Anteil des Frischluftstroms sind grundsätzlich in dem Bereich von 0% bis 100% jeweils frei wählbar, wobei ihre Summe jedoch stets 100% ergibt, weil der gesamte Kaltluftstrom sowie der gesamte kalte Frischluftstrom zusammen den gesamten Frischluftstrom bilden. Vorzugsweise wird der der Heizeinrichtung zugeführte Kaltluftstrom an einer Entnahmestelle von dem Kaltfrischluftstrom abgezweigt. Bis zu der Entnahmestelle werden der Kaltluftstrom und der Kaltfrischluftstrom gemeinsam geführt, beispielsweise in einer gemeinsamen Leitung. Zusammen bilden der Kaltluftstrom und der Kaltfrischluftstrom den Frischluftstrom, welcher vorzugsweise der Außenumgebung der Antriebseinrichtung entnommen wird.
  • An der Entnahmestelle wird der Frischluftstrom in den Kaltluftstrom und den Kaltfrischluftstrom entsprechend des ersten Anteils und des zweiten Anteils aufgeteilt. Der Kaltluftstrom wird der Heizeinrichtung zugeführt und mittels dieser erwärmt, sodass der Kaltluftstrom in den Warmluftstrom übergeht. Der Kaltfrischluftstrom kann dagegen um die Heizeinrichtung herumgeführt und vorzugsweise stromabwärts der Heizeinrichtung, jedoch stromaufwärts des Katalysators, wieder mit dem aus dem Kaltluftstrom hervorgegangenen Warmluftstrom zusammengeführt werden. Der Kaltfrischluftstrom durchläuft dabei beispielsweise wenigstens einen Zylinder der Brennkraftmaschine.
  • Der Frischluftstrom und der Kaltfrischluftstrom bestehen aus Frischluft, welche vorzugsweise der Außenumgebung der Antriebseinrichtung entnommen wird. Die Frischluft ist insbesondere chemisch unverändert, hat also in der Antriebseinrichtung nicht an einer chemischen Reaktion, beispielsweise einer Verbrennung oder dergleichen, teilgenommen. Selbstverständlich kann auch zurückgeführtes beziehungsweise zurückzuführendes Abgas den Frischluftstrom zumindest teilweise oder sogar vollständig bilden. Auch in diesem Fall soll dieses Abgas chemisch unverändert bleiben, also keiner weiteren chemischen Reaktion unterworfen werden. Die Frischluft des Kaltfrischluftstromes weist eine Temperatur auf, welche geringer ist als die Temperatur des Warmluftstroms. Durch das Auswählen eines geeigneten Kaltfrischluftmassenstroms kann die bestimmte Temperatur stromaufwärts des Katalysators eingestellt werden. Die bestimmte Temperatur entspricht dabei beispielsweise der Betriebstemperatur des Katalysators, ab welcher dieser eine vollständige katalytische Reaktion ermöglicht. Sie kann alternativ auch höher oder niedriger sein, liegt jedoch unter der maximal zulässigen Temperatur des Katalysators. Der Kaltfrischluftstrom wird vorzugsweise an der Heizeinrichtung vorbeigeführt, durchläuft diese also nicht.
  • Durch das Vermengen des Warmluftstroms mit dem Kaltfrischluftstrom wird in der dritten Betriebsart der Massenstrom des den Katalysator durchströmenden Fluids vergrößert. Zugleich wird die Temperatur auf ein für den Katalysator verträgliches Maß eingestellt.
  • Bedingt durch die Vergrößerung des Massenstroms wird der Katalysator gleichmäßiger und schneller aufgeheizt, als dies allein durch den Warmluftstrom möglich wäre. Zudem kann, wie bereits vorstehend ausgeführt, die Heizeinrichtung mit optimalem Wirkungsgrad und/oder mit geringen Schadstoffemissionen betrieben werden.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kaltluftstrom an einer ersten Einmündungsstelle in eine Brennkammer eingebracht wird, und dass ein erster Anteil des Kaltfrischluftstroms stromabwärts der Brennkammer mit dem Warmluftstrom vermengt wird und/oder ein zweiter Anteil des Kaltfrischluftstroms an einer zweiten Einmündungsstelle in die Brennkammer eingebracht wird. Die Heizeinrichtung verfügt insoweit über eine Brennkammer, in welcher mittels einer chemischen Reaktion unter Verwendung des Kaltluftstroms Wärme erzeugt wird. Diese Wärme dient dem Erwärmen des Kaltluftstroms und mithin dem Erzeugen des Warmluftstroms. Der Kaltluftstrom wird an der ersten Einmündungsstelle in die Brennkammer eingebracht.
  • Der Kaltfrischluftstrom kann zum einen stromabwärts mit der Brennkammer mit dem Warmluftstrom vermengt werden. Dabei wird der gesamte Kaltfrischluftstrom um die Brennkammer herumgeführt und erst stromabwärts von dieser dem Warmluftstrom zugeführt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Kaltfrischluftstrom ebenfalls in die Brennkammer eingebracht wird, was an einer zweiten Einmündungsstelle vorgesehen ist. Die zweite Einmündungsstelle ist dabei bevorzugt von der ersten Einmündungsstelle verschieden. Ist die Brennkammer zumindest bereichsweise zylinderförmig oder konisch, so kann die erste Einmündungsstelle beispielsweise in einer Stirnfläche der Brennkammer und die zweite Einmündungsstelle in einer Mantelfläche der Brennkammer vorliegen. Auch eine Kombination des Vermengens des Kaltfrischluftstroms mit dem Warmluftstrom stromabwärts der Brennkammer und dem Einbringen des Kaltfrischluftstroms an der zweiten Einmündungsstelle kann vorgesehen sein. Zu diesem Zweck wird der Kaltfrischluftstrom bevorzugt in den ersten Anteil und den zweiten Anteil aufgeteilt. Gemäß den vorstehenden Ausführungen können der erste Anteil sowie der zweite Anteil jeweils beliebig zwischen 0% und 100% gewählt werden, wobei sie sich stets zu 100% aufsummieren. Insbesondere kann der erste Anteil 0% und der zweite Anteil 100% oder der erste Anteil 100% und der zweite Anteil 0% betragen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kaltfrischluftstrom zumindest teilweise zum Kühlen einer Brennkammerwandung verwendet, insbesondere zum Filmkühlen der Brennkammerwandung in die Brennkammer eingebracht wird. Die Brennkammer wird wenigstens bereichsweise von der Brennkammerwandung begrenzt. Besonders bevorzugt umschließt die Brennkammerwandung die Brennkammer zumindest in Umfangsrichtung vollständig. Das Kühlen der Brennkammerwandung erfolgt nun beispielsweise derart, dass der Kaltfrischluftstrom die Brennkammerwandung auf ihrer der Brennkammer abgewandten Seite überstreicht beziehungsweise auf die Brennkammerwandung zum Prallkühlen auftrifft. Alternativ oder zusätzlich kann es jedoch vorgesehen sein, dass der Kaltfrischluftstrom wenigstens teilweise oder auch vollständig in die Brennkammer eingebracht wird, um die Brennkammerwandung zu kühlen. Dies erfolgt beispielsweise unter Realisierung einer Filmkühlung, bei welcher der Kaltfrischluftstrom die Brennkammerwandung auf ihrer der Brennkammer zugewandten Seite derart übersteigt, dass ein Kühlfilm zwischen der Brennkammerwandung und dem in der Brennkammer entstehenden Warmluftstrom vorliegt.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Frischluftstrom durch wenigstens einen deaktivierten oder in einem Schubbetrieb betriebenen Zylinder der Brennkraftmaschine geführt wird. Besonders bevorzugt ist dies für den Kaltfrischluftstrom vorgesehen. Der Frischluftstrom beziehungsweise Kaltfrischluftstrom durchströmt also den Zylinder der Brennkraftmaschine, bevor er mit dem Warmluftstrom vermengt und nachfolgend dem Katalysator zugeführt wird. Zu diesem Zweck werden die Ventile des Zylinders, insbesondere also wenigstens ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil, entsprechend eingestellt. Beispielsweise sind das wenigstens eine Einlassventil sowie das wenigstens eine Auslassventil gleichzeitig geöffnet, sodass der Frischluftstrom beziehungsweise Kaltfrischluftstrom den Zylinder ungehindert durchströmen kann.
  • Der Zylinder kann dabei deaktiviert sein oder in einem Schubbetrieb betrieben werden. In beiden Fällen findet in dem Zylinder keine Verbrennung von Kraftstoff statt, sodass der Kaltfrischluftstrom bei dem Durchströmen des Zylinders chemisch nicht verändert wird. Im Falle des deaktivierten Zylinders ist vorzugsweise die gesamte Brennkraftmaschine deaktiviert. Ist die Brennkraftmaschine aktiviert, wird sie also mit Kraftstoff versorgt beziehungsweise wird eine Verbrennung von Kraftstoff in der Brennkraftmaschine durchgeführt, so ist dies für den wenigstens einen Zylinder, durch welchen der Frischluftstrom beziehungsweise der Kaltfrischluftstrom geführt wird, nicht der Fall. Zu diesem Zweck wird er beispielsweise in dem Schubbetrieb betrieben, der ihm zugeordnete Kolben also lediglich von wenigstens einem weiteren, aktivierten Zylinder und/oder einem extern bereitgestellten Drehmoment bewegt.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Einlassventil und zumindest ein Auslassventil des Zylinders derart betrieben werden, dass der Kaltluftstrom in Richtung des Katalysators gefördert wird. Dies ist besonders bevorzugt dann der Fall, wenn der Zylinder, durch welchen der Frischluftstrom geführt wird, in dem Schubbetrieb betrieben wird. In diesem Fall wird der Kolben des Zylinders von wenigstens einem weiteren Zylinder der Brennkraftmaschine und/oder dem extern bereitgestellten Drehmoment periodisch verlagert. Durch entsprechendes Einstellen des Einlassventils und des Auslassventils kann mithin eine Pumpwirkung erzielt werden. Mithilfe dieser Pumpwirkung kann der Massenstrom des Kaltfrischluftstroms vergrößert und/oder gezielt eingestellt werden. Um eine möglichst kontinuierliche Pumpwirkung zu erzielen, ist es selbstverständlich vorteilhaft, wenn der Frischluftstrom parallel durch mehrere Zylinder geführt wird, die im Schubbetrieb betrieben werden. Anstelle des Frischluftstroms kann selbstverständlich auch hier der Kaltfrischluftstrom verwendet werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der den Kaltluftstrom und den Kaltfrischluftstrom bildende Frischluftstrom stromaufwärts der Heizeinrichtung mittels eines Verdichters verdichtet wird. Es wurde bereits darauf eingegangen, dass der Kaltluftstrom und der Kaltfrischluftstrom stromaufwärts der Heizeinrichtung gemeinsam in Form des Frischluftstroms geführt und beispielsweise erst an der Entnahmestelle getrennt werden. Zusätzlich ist es nun vorgesehen, dass dieser Frischluftstrom mittels des Verdichters verdichtet wird. Der Frischluftstrom soll also vorzugsweise aus der Außenumgebung der Antriebseinrichtung angesaugt, mithilfe des Verdichters auf ein höheres Druckniveau gebracht und anschließend stromaufwärts der Heizeinrichtung, insbesondere an der Entnahmestelle, in den Kaltluftstrom und den Kaltfrischluftstrom aufgeteilt werden. Der Verdichter liegt beispielsweise in Form eines elektrisch betriebenen Verdichters oder eines Laders, insbesondere eines Kompressors, beispielsweise eines elektrisch betriebenen oder unterstützten Kompressors, vor.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Heizeinrichtung ein mit flüssigem oder gasförmigen Kraftstoff betriebener Brenner verwendet wird. Ein derartiger Brenner eignet sich insbesondere für das hier vorgesehene mittelbare Beheizen des Katalysators. Der Brenner wird vorzugsweise mit flüssigem und/oder gasförmigem Kraftstoff betrieben. Der Kraftstoff wird beispielsweise durch eine Brennstoffzuführleitung in eine Gemischbildungskammer des Brenners eingebracht. In die Gemischbildungskammer kann zusätzlich eine Luftzuführleitung einmünden. Entsprechend kann der Gemischbildungskammer sowohl Luft als auch Brennstoff zugeführt und nachfolgend zum Beheizen des Katalysators verbrannt werden. Insoweit entspricht die Gemischbildungskammer der vorstehend genannten Brennkammer. Auf diese Weise kann der Katalysator sehr schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur gebracht werden, sodass eine Reinigung des Abgases mit hoher Effizienz durchführbar ist.
  • Der Vorteil des Brenners liegt in der sehr hohen Energiedichte, einer variablen Einbauposition und einer einfachen Bauweise. Besonders bevorzugt ist die Heizeinrichtung entsprechend der in der Patentanmeldung DE 10 2012 016 673 beschriebenen Heizvorrichtung ausgeführt. Die genannte Patentanmeldung ist für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in vollem Umfang durch Referenz einbezogen. Insbesondere kann die Antriebseinrichtung zusätzlich die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche der genannten Patentanmeldung zusätzlich oder alternativ zu den bereits vorhandenen aufweisen.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass als Verdichter ein elektrisch angetriebener oder elektrisch unterstützter Verdichter verwendet wird. Der Verdichter kann also ausschließlich elektrisch angetrieben sein oder elektrisch unterstützt werden. In letzterem Fall ist er beispielsweise Bestandteil eines Laders, welcher als Kompressor oder als Abgasturbolader ausgeführt sein kann. Der Abgasturbolader ist besonders bevorzugt elektrisch unterstützt, sodass auch bei deaktivierter Brennkraftmaschine der Verdichter zum Verdichten des Frischluftstroms verwendet werden kann, indem er rein elektrisch angetrieben wird. Der Abgasturbolader kann jedoch auch elektrisch unterstützt werden, falls der von der Brennkraftmaschine erzeugte und ihm zugeführte Abgasmassenstrom nicht ausreicht, um den Frischluftstrom ausreichend zu verdichten.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass das Vermengen des Kaltfrischluftstroms mit dem Warmluftstrom mittels zumindest einer Dralldüse durchgeführt wird. Insbesondere strömt der Kaltfrischluftstrom durch die wenigstens eine Dralldüse in den Warmluftstrom ein. Bei dem Durchströmen der Dralldüse wird dem Kaltfrischluftstrom ein Drall aufgeprägt, welcher für eine äußerst gute Vermischung des Kaltfrischluftstroms mit dem Warmluftstrom sorgt. Beispielsweise strömt der Warmluftstrom durch eine bezüglich seiner Hauptströmungsrichtung radial innenliegenden Öffnung in eine Mischkammer ein, während die Dralldüse die Öffnung in radialer Richtung außenliegend zumindest teilweise, insbesondere vollständig in Umfangsrichtung umgreift. Die Dralldüse prägt nun zumindest eine in Umfangsrichtung weisende Geschwindigkeitskomponente auf den Kaltfrischluftstrom auf. Zusätzlich kann der Kaltfrischluftstrom in radialer Richtung nach innen, also in den Warmluftstrom hinein, gerichtet sein.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung, insbesondere zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit einer an die Brennkraftmaschine angeschlossenen Abgasanlage, die wenigstens einen Katalysator aufweist, und mit einer Heizeinrichtung zum Erzeugen eines Warmluftstroms. Dabei ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung dazu ausgebildet ist, in einer ersten Betriebsart einen Frischluftstrom als Kaltluftstrom mittels der Heizeinrichtung zu erwärmen und dann in Form des Warmluftstroms dem Katalysator zuzuführen, in einer zweiten Betriebsart den Frischluftstrom als Kaltfrischluftstrom dem Katalysator zuzuführen und in einer dritten Betriebsart einen als der Kaltluftstrom vorliegenden ersten Anteil des Frischluftstroms mittels der Heizeinrichtung zu erwärmen sowie dann in Form des Warmluftstroms dem Katalysator zuzuführen und einen als der Kaltfrischluftstrom vorliegenden zweiten Anteil des Frischluftstroms stromaufwärts des Katalysators zum Einstellen einer bestimmten Temperatur mit dem Warmluftstrom zu vermengen. Die Antriebseinrichtung sowie das mit ihr umgesetzte Verfahren können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtung in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine integriert ist. Bei einer derartigen Anordnung ist eine besonders kompakte Beziehungsweise platzsparende Anordnung der Heizvorrichtung möglich. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Gemischbildungskammer der Heizeinrichtung unmittelbar in dem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine ausgebildet ist, beispielsweise durch Gießen. In diesem Zusammenhang wird erneut auf die Patentanmeldung DE 10 2012 016 673 hingewiesen, deren Merkmale ergänzend zu den hier beschriebenen zur vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung herangezogen werden können.
  • Schließlich kann vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung eine mehrwandige Brennkammer mit mehreren Wänden aufweist, wobei zur Kühlung der Brennkammer zwischen wenigstens zwei der Wände ein Strömungskanal für zumindest einen Teil des Kaltfrischluftstroms vorgesehen ist. Der Strömungskanal wird insoweit zumindest bereichsweise von den Wänden begrenzt beziehungsweise verläuft zwischen diesen. Dabei kann in der der Brennkammer zugewandten Wand wenigstens eine Öffnung vorgesehen sein, durch welche ein Teil des Kaltfrischluftstroms in die Brennkammer einströmen kann, beispielsweise zur Realisierung einer Filmkühlung der Wand. Die vorstehend beschriebene Brennkammerwand ist insoweit mehrwandig ausgestaltet und besteht aus den mehreren Wänden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung mit einer Brennkraftmaschine sowie einer Abgasanlage, und
  • 2 eine schematische Detailansicht einer Heizeinrichtung der Antriebseinrichtung.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Antriebseinrichtung 1 mit einer Brennkraftmaschine 2, die über mehrere Zylinder 3 verfügt, sowie mit einer Abgasanlage 4. Jeder der Zylinder 3 verfügt über wenigstens ein Einlassventil 5 sowie wenigstens ein Auslassventil 6. Die Einlassventile 5 der Zylinder 3 sind an einen Luftverteiler 7 angeschlossen, welcher bevorzugt als gemeinsamer Luftverteiler ausgebildet ist. Zu diesem Zweck sind Anschlussleitungen 8 vorgesehen. Der Luftverteiler 7 ist über eine Leitung 9 strömungstechnisch an einem Verdichter 10 angeschlossen, der beispielsweise mittels eines Elektromotors 11 antreibbar ist. Zusätzlich oder alternativ kann der Verdichter 10 auch Bestandteil eines Laders, insbesondere eines Abgasturboladers oder eines Kompressors, sein. Der Verdichter ist auf der dem Luftverteiler 7 abgewandten Seite über eine Leitung 12 an eine Außenumgebung 13 der Antriebseinrichtung 1 strömungstechnisch angeschlossen. Mithilfe des Verdichters 10 kann also Frischluft aus der Außenumgebung 13 angesaugt und in Form eines Luftstroms 14 dem Luftverteiler 7 zugeführt werden. Strömungstechnisch zwischen dem Verdichter 10 und der Außenumgebung 13 ist bevorzugt ein Luftfilter angeordnet.
  • Die Abgasanlage 4 verfügt über einen Abgaskrümmer 15, welcher für jeden Zylinder 3 wenigstens eine Abgasleitung 16 aufweist. Diese ist jeweils an das wenigstens eine Auslassventil 6 des jeweiligen Zylinders 3 strömungstechnisch angeschlossen und dient insbesondere dem Abführen von Abgas aus der Brennkraftmaschine 2. Die Abgasleitungen 16 werden einem Abgasturbolader 17 beziehungsweise einer Turbine des Abgasturboladers 17 zugeführt. Der Abgasturbolader 17 beziehungsweise die Turbine ist zu diesem Zweck beispielsweise mehrflutig ausgeführt. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass wenigstens zwei der Abgasleitungen 16 stromaufwärts des Abgasturboladers 17 zusammengeführt und gemeinsam dem Abgasturbolader 17 zugeführt sind. Bevorzugt werden alle Abgasleitungen 16 stromaufwärts des Abgasturboladers 17 zusammengeführt.
  • Die Turbine des Abgasturboladers 17 kann dem Antreiben des Verdichters 10 dienen, wobei in diesem Fall der Verdichter 10 Bestandteil des Abgasturboladers 17 ist. Auf der den Abgasleitungen 16 abgewandten Seite des Abgasturboladers 17 ist eine weitere Leitung 18 vorgesehen, die zu einem Katalysators 19 führt. Durch die Abgasleitungen 16 strömendes Fluid, insbesondere Abgas, durchströmt also den Abgasturbolader 17 und nachfolgenden Katalysator 19. Stromabwärts des Katalysators 19 wird das Fluid wiederum der Außenumgebung 13 zugeführt. Es soll darauf hingewiesen werden, dass der Abgasturbolader 17 optional ist. Die Abgasleitungen 16 können alternativ getrennt oder bereits zusammengeführt an dem Katalysator 19 angeschlossen sein.
  • Zum Aufheizen des Katalysators in wenigstens einer Betriebsart der Antriebseinrichtung 1 ist eine Heizeinrichtung 20 vorgesehen, die beispielsweise in Form eines Brenners vorliegt, welcher mit flüssigem oder gasförmigem Kraftstoff betrieben wird. Die Heizeinrichtung 20 ist bevorzugt in die Brennkraftmaschine 2, insbesondere in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine 2, integriert. Sie ist über eine Leitung 21 an den Luftverteiler 7 angeschlossen. Durch die Leitung 21 kann der Heizeinrichtung 20 ein Frischluftstrom zugeführt werden, wobei ein Durchsatz des Frischluftstroms 22, also die Masse beziehungsweise das Volumen pro Zeiteinheit, vorzugsweise mittels eines hier nicht dargestellten Ventils einstellbar ist. Das Ventil dient als Querschnittsverstellelement, um den Durchströmungsquerschnitt der Leitung 21 einzustellen. Selbstverständlich kann das Ventil auch in der Heizeinrichtung 20 integriert sein. In der Heizeinrichtung 20 wird ein als Kaltluftstrom 23 (nicht dargestellt) vorliegender erster Anteil des Frischluftstroms 22 aufgeheizt und nachfolgend in Form eines Warmluftstroms 24 in Richtung des Katalysators 19 ausgebracht. Der Warmluftstrom 24 weist bevorzugt eine hohe Temperatur auf, welche beispielsweise höher ist als eine maximal zulässige Temperatur des Katalysators 19. Eine Leitung 25, welche von der Heizeinrichtung 20 in Richtung des Katalysators 19 führt, mündet beispielsweise in die Leitung 18 ein. Alternativ kann die Leitung 25 jedoch auch stromaufwärts der Leitung 18, insbesondere also in eine der Abgasleitungen 16 einmünden.
  • Die 2 zeigt eine schematische Detailansicht der Heizeinrichtung 20. Es zeigt sich, dass die Heizeinrichtung 20 eine Brennkammer 26 aufweist, welche auch als Gemischbildungskammer bezeichnet werden kann. Die Brennkammer 26 wird von einer Brennkammerwandung 27 begrenzt, welche mehrwandig ausgeführt ist und insoweit mehrere Wände 28 und 29 aufweist, welche zumindest bereichsweise zur Ausbildung eines Strömungskanals 30 voneinander beabstandet sind.
  • Mithilfe einer Stelleinrichtung 31 wird der Frischluftstrom 22 in den Kaltluftstrom 23 und einen Kaltfrischluftstrom 32 aufgeteilt. Der Kaltluftstrom 23 strömt an einer ersten Einmündungsstelle 33 in die Brennkammer 26 ein. Der Kaltfrischluftstrom 32 wird dagegen in den Strömungskanal 30 eingeleitet. Soll der Kaltluftstrom 23 erwärmt und insoweit in den Warmluftstrom 24 überführt werden, so wird mittels eines Injektors 34 Kraftstoff 35 in die Brennkammer 26 eingebracht, sodass sich aus dem Kaltluftstrom 23 und dem Kraftstoff 35 ein Kraftstoff-Luft-Gemisch bildet. Dieses kann nachfolgend mithilfe einer Zündvorrichtung 36, beispielsweise einem Glühstift, gezündet werden, sodass das Kraftstoff-Luft-Gemisch unter Abgabe von Wärme verbrennt. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas, insbesondere also der nun durch die Wärme erwärmte Kaltluftstrom 23, bildet den Warmluftstrom 24, welcher beispielsweise durch eine Öffnung 37 aus der Brennkammer 26 ausströmt und in die Leitung 25 gelangt.
  • Insgesamt wird also ein erster Anteil des Frischluftstroms 22 als Kaltluftstrom 23 und ein zweiter Anteil des Frischluftstroms 22 als Kaltfrischluftstrom 32 herangezogen. Der erste Anteil sowie der zweite Anteil sind beliebig wählbar und können dabei insbesondere auch 0% und 100% des Frischluftstroms 22 betragen. Der erste Anteil und der zweite Anteil summieren sich stets zu 100% des Frischluftstroms 22 auf. In einer ersten Betriebsart der Antriebseinrichtung 1 wird nun der gesamte Frischluftstrom 22 als Kaltluftstrom 23 herangezogen. Der erste Anteil ist somit 100%, der zweite Anteil 0%. In einer zweiten Betriebsart wird dagegen der gesamte Frischluftstrom 22 als Kaltfrischluftstrom 32 verwendet. Hier ist der erste Anteil 0% und der zweite Anteil 100%. In einer dritten Betriebsart wird der Frischluftstrom 22 in den Kaltluftstrom 23 und den Kaltfrischluftstrom 32 aufgeteilt, sodass der erste Anteil und der zweite Anteil jeweils größer als 0% und kleiner als 100% sind, in der Summe jedoch stets 100% ergeben.
  • Ein erster Anteil des Kaltfrischluftstroms 32 wird nun stromabwärts der Brennkammer 26 mit dem Warmluftstrom 24 vermengt. Zu diesem Zweck ist beispielsweise wenigstens eine Dralldüse 38 vorgesehen, welche eine Geschwindigkeitskomponente auf den Kaltfrischluftstrom 32 aufprägt, die in Umfangsrichtung bezüglich einer Hauptströmungsrichtung des Warmluftstroms 24 zeigt. Auf diese Art und Weise wird eine effiziente Vermengung des Kaltfrischluftstroms 32 mit dem Warmluftstrom 24 erreicht. Ein zweiter Anteil des Kaltfrischluftstroms 32 wird dagegen an einer zweiten Einmündungsstelle 39 in die Brennkammer 26 eingebracht. Bevorzugt sind, wie in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel, mehrere derartiger zweiter Einmündungsstellen 39 vorgesehen.
  • Die zweite Einmündungsstelle 39 ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass ein Filmkühlen der Brennkammerwandung 27, insbesondere der der Brennkammer 26 zugewandten Wand 28, erzielt wird. Auch der zweite Anteil des Kaltfrischluftstroms 32 wird mithin mit dem Warmluftstrom 24 zusammengeführt, jedoch bereits innerhalb der Brennkammer 26. Der erste Anteil und der zweite Anteil des Kaltfrischluftstroms 32 können wiederum frei gewählt werden und insbesondere 0% und 100% des Kaltfrischluftstroms 32 betragen. Auch hier summieren sich die beiden Anteile stets zu 100% des Kaltfrischluftstroms 32 auf.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Antriebseinrichtung 1 wird der Frischluftstrom 22 durch wenigstens einen der Zylinder 3 geführt, insbesondere ohne dass er chemisch verändert wird. Der entsprechende Zylinder 3 ist also deaktiviert, sodass in ihm keine Verbrennung abläuft. Beispielsweise wird der Zylinder 3 in einem Schubbetrieb betrieben. Dabei werden das wenigstens eine Einlassventil 5 sowie das wenigstens eine Auslassventil 6 des entsprechenden Zylinders 3 derart betrieben, dass der Frischluftstrom 22 in Richtung der Heizeinrichtung 20 beziehungsweise des Katalysators 19 gefördert wird. Das beschriebene Verfahren kann jedoch auch bei einem lediglich teilweise Deaktivieren der Brennkraftmaschine 2 vorgenommen werden, wobei beispielsweise wenigstens einer der Zylinder 3 aktiv ist, in ihm also eine Verbrennung von Kraftstoff vorgenommen wird. Lediglich der wenigstens eine Zylinder 3, durch welchen der Frischluftstrom 22 geführt wird, ist deaktiviert beziehungsweise wird in dem Schubbetrieb betrieben.
  • Mit einer derartigen Antriebseinrichtung 1 kann auch bei deaktivierter Brennkraftmaschine 2 ein hoher Massenstrom eines temperierten Fluids den Katalysator 19 zu dessen Erwärmen zugeführt werden. Die Temperatur des dem Katalysator 19 zugeführten Fluids entspricht vorzugsweise zumindest seiner Betriebstemperatur, ist jedoch geringer als die maximal zulässige Temperatur, ab welcher Beschädigungen des Katalysators 19 auftreten können. Wie bereits vorstehend erläutert, wird dabei in der dritten Betriebsart lediglich ein Teil des Frischluftstroms 22 in Form des Kaltluftstroms 23 aufgeheizt und nachfolgend als Warmluftstrom 24 dem Katalysator 19 zugeführt. Der andere Teil des Frischluftstroms 22 wird als Kaltfrischluftstrom 32 um die Brennkammer 26 der Heizeinrichtung 20 herumgeführt oder an der zweiten Einmündungsstelle 39 in diese eingebracht. Die Temperatur des Kaltfrischluftstroms 32 ist dabei geringer als die des Warmluftstroms 24.
  • Durch eine geeignete Wahl der Massenströme des Warmluftstroms 24 und des Kaltfrischluftstroms 32 kann die Temperatur des dem Katalysator 19 zugeführten Fluids auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Insoweit ist es möglich, die Heizeinrichtung 20 stets bei optimalem Wirkungsgrad zu betreiben, ohne eine Beschädigung des Katalysators 19 bei dessen Aufheizen befürchten zu müssen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Antriebseinrichtung
    2
    Brennkraftmaschine
    3
    Zylinder
    4
    Abgasanlage
    5
    Einlassventil
    6
    Auslassventil
    7
    Luftverteiler
    8
    Anschlussleitung
    9
    Leitung
    10
    Verdichter
    11
    Elektromotor
    12
    Leitung
    13
    Außenumgebung
    14
    Luftstrom
    15
    Abgaskrümmer
    16
    Abgasleitung
    17
    Abgasturbolader
    18
    Leitung
    19
    Katalysator
    20
    Heizeinrichtung
    21
    Leitung
    22
    Frischluftstrom
    23
    Kaltluftstrom
    24
    Warmluftstrom
    25
    Leitung
    26
    Brennkammer
    27
    Brennkammerwandung
    28
    Wand
    29
    Wand
    30
    Strömungskanal
    31
    Stelleinrichtung
    32
    Kaltfrischluftstrom
    33
    1. Einmündungsstelle
    34
    Injektor
    35
    Kraftstoff
    36
    Zündvorrichtung
    37
    Öffnung
    38
    Dralldüse
    39
    2. Einmündungsstelle
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012016673 [0028, 0032]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinrichtung (1) mit einer Brennkraftmaschine (2), mit einer an die Brennkraftmaschine (2) angeschlossenen Abgasanlage (4), die wenigstens einen Katalysator (19) aufweist, und mit einer Heizeinrichtung (20) zum Erzeugen eines Warmluftstroms (24), dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Betriebsart ein Frischluftstrom (22) als Kaltluftstrom (23) mittels der Heizeinrichtung (20) erwärmt und dann in Form des Warmluftstroms (24) dem Katalysator (19) zugeführt wird, dass in einer zweiten Betriebsart der Frischluftstrom (22) als Kaltfrischluftstrom (23) dem Katalysator (19) zugeführt wird, und dass in einer dritten Betriebsart ein als der Kaltluftstrom (23) vorliegender erster Anteil des Frischluftstroms (22) mittels der Heizeinrichtung (20) erwärmt sowie dann in Form des Warmluftstroms (24) dem Katalysator (19) zugeführt wird und ein als der Kaltfrischluftstrom (32) vorliegender zweiter Anteil des Frischluftstroms (22) stromaufwärts des Katalysators (19) zum Einstellen einer bestimmten Temperatur mit dem Warmluftstrom (24) vermengt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltluftstrom (23) an einer ersten Einmündungsstelle (33) in eine Brennkammer (26) eingebracht wird, und dass ein erster Anteil des Kaltfrischluftstroms (32) stromabwärts der Brennkammer (26) mit dem Warmluftstrom (24) vermengt wird und/oder ein zweiter Anteil des Kaltfrischluftstroms (32) an einer zweiten Einmündungsstelle (39) in die Brennkammer (26) eingebracht wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kaltfrischluftstrom (32) zumindest teilweise zum Kühlen einer Brennkammerwandung (27) verwendet, insbesondere zum Filmkühlen der Brennkammerwandung (27) in die Brennkammer (26) eingebracht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Frischluftstrom (22) durch wenigstens einen deaktivierten oder in einem Schubbetrieb betriebenen Zylinder (3) der Brennkraftmaschine (2) geführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Einlassventil (5) und zumindest ein Auslassventil (6) des Zylinders (3) derart betrieben werden, dass der Kaltluftstrom (23) in Richtung des Katalysators (19) gefördert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Kaltluftstrom (23) und den Kaltfrischluftstrom (32) bildende Frischluftstrom (22) stromaufwärts der Heizeinrichtung (20) mittels eines Verdichters (10) verdichtet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermengen des Kaltfrischluftstroms (32) mit dem Warmluftstrom (24) mittels zumindest einer Dralldüse (38) durchgeführt wird.
  8. Antriebseinrichtung (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Brennkraftmaschine (2), mit einer an die Brennkraftmaschine (2) angeschlossenen Abgasanlage (4), die wenigstens einen Katalysator (19) aufweist, und mit einer Heizeinrichtung (20) zum Erzeugen eines Warmluftstroms (24), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (1) dazu ausgebildet ist, in einer ersten Betriebsart einen Frischluftstrom (22) als Kaltluftstrom (23) mittels der Heizeinrichtung (20) zu erwärmen und dann in Form des Warmluftstroms (24) dem Katalysator (19) zuzuführen, in einer zweiten Betriebsart den Frischluftstrom (22) als Kaltfrischluftstrom (23) dem Katalysator (19) zuzuführen, und in einer dritten Betriebsart einen als der Kaltluftstrom (23) vorliegenden ersten Anteil des Frischluftstroms (22) mittels der Heizeinrichtung (20) zu erwärmen sowie dann in Form des Warmluftstroms (24) dem Katalysator (19) zuzuführen und einen als der Kaltfrischluftstrom (32) vorliegenden zweiten Anteil des Frischluftstroms (22) stromaufwärts des Katalysators (19) zum Einstellen einer bestimmten Temperatur mit dem Warmluftstrom (24) zu vermengen.
  9. Antriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (20) in einem Zylinderkopf der Brennkraftmaschine (2) integriert ist.
  10. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (20) eine mehrwandige Brennkammer (26) mit mehreren Wänden (28, 29) aufweist, wobei zur Kühlung der Brennkammer (26) zwischen wenigstens zwei der Wände (28, 29) ein Strömungskanal (30) für zumindest einen Teil des Kaltfrischluftstroms (32) vorgesehen ist.
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