DE102015204358A1 - Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage an einer Wärmesammeleinhausung - Google Patents

Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage an einer Wärmesammeleinhausung Download PDF

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Abstract

Verbrennungsmotor, mit – einer Abgasanlage, – einer Wärmesammeleinhausung, welche zumindest einen Teilabschnitt, insbesondere einen motornahen Bereich der Abgasanlage, umgibt, – einer Luftfördereinrichtung, welche über einen Saugkanal Luft, die von dem Teilabschnitt der Abgasanalage erhitzt worden ist, ansaugen kann, – einem Druckkanal, über den von der Luftfördereinrichtung angesaugte Luft zurück in die Wärmesammeleinhausung förderbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit einer Abgasanlage und einer Wärmesammeleinhausung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • In Anbetracht stetig strenger werdender Fahrzeugemissionsvorschriften ist man bestrebt, den Energieverbrauch von Fahrzeugen weiter zu senken. Eine Maßnahme besteht darin, einen möglichst großen Anteil der beim Verbrennungsprozess entstehenden, nicht in mechanische Leistung umgesetzten (Wärme-)Energie zu nutzen bzw. zu „rekuperieren”.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbrennungsmotor zu schaffen, bei dem ein großer Anteil der Wärme, die über den motornahen Bereich der Abgasanlage abgestrahlt wird, nutzbar gemacht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verbrennungsmotor, mit einer Abgasanlage und einer Wärmesammeleinhausung, welche zumindest einen Teilabschnitt, insbesondere einen motornahen Bereich der Abgasanlage, umgibt. Gemäß der Erfindung ist eine Luftfördereinrichtung vorgesehen, welche über einen Saugkanal Luft, die von dem o. g. Teilabschnitt der Abgasanalage in der Wärmesammeleinhausung erhitzt worden ist, ansaugen kann. Über einen Druckkanal kann mittels der Luftfördereinrichtung Luft zurück in die Wärmesammeleinhausung gefördert bzw. geblasen werden. Gemäß der Erfindung kann die „Luftzirkulation” durch die Wärmesammeleinhausung also im „Umluftbetrieb” betrieben werden, was insbesondere nach einem Kaltstart der Abgasanlage eine schnellere Aufheizung eines in der Abgasanlage angeordneten Katalysators und eine bessere Abwärmenutzung ermöglicht.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wärmesammeleinhausung einen Krümmer des Verbrennungsmotors ganz oder teilweise umgibt. Eine derartige Anordnung ist sinnvoll, da üblicherweise im Bereich des Krümmers einer Abgasanlage die höchsten Oberflächentemperaturen an der Abgasanlage auftreten.
  • Sofern die Abgasanlage des Verbrennungsmotors einen „motornah” angeordneten Katalysator, z. B. einen NOx-Speicherkatalysator, aufweist, kann vorgesehen sein, dass die Wärmesammeleinhausung den Abgaskatalysator ganz oder zumindest teilweise umgibt. Auf diese Weise kann ein schnelleres Aufheizen des Abgaskatalysators nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors durch die Wärmesammeleinhausung unterstützt werden.
  • Die Wärmesammeleinhausung kann ganz oder zumindest teilweise aus Blech, insbesondere aus einem Stahlblech hergestellt sein. In Betracht kommt insbesondere ein rostfreies Blech, wie z. B. ein Edelstahlblech oder ein verzinktes Blech.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Wärmetauschereinrichtung vorgesehen. Mittels der Wärmetauschereinrichtung kann Luft, die in der Wärmesammeleinhausung durch die dort von der Abgasanlage abgestrahlte Wärme erhitzt worden ist, Wärme entzogen und einem anderen Fahrzeugsystem zugeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die der Luft über die Wärmetauschereinrichtung entzogene Wärme dem Motoröl des Verbrennungsmotors zugeführt werden kann. In diesem Fall handelt es sich bei der Wärmetauschereinrichtung um einen Luft-/Motorölwärmetauscher. Dabei kann vorgesehen sein, dass die in das Motoröl übertragene Wärme dem Motorölkreislauf im Bereich eines Ölfilters zugeführt wird, d. h. dort, von wo aus das Motoröl zu den Schmierstellen des Verbrennungsmotors gepumpt wird. Dem Motoröl wird also nicht an irgendeiner beliebigen Stelle des Motorölkreislaufs Wärme zugeführt, sondern dort, wo die Wärmezufuhr den größten Nutzen bringt, d. h. an einer Stelle (Motorölfilter), von der das Motoröl zu den Schmierstellen des Verbrennungsmotors gepumpt wird.
  • Alternativ dazu könnte es sich bei der Wärmetauschereinrichtung auch um einen Luft-/Kühlflüssigkeitswärmetauscher handeln. In diesem Fall könnte Wärme, die der in der Wärmesammeleinhausung erhitzten Luft entzogen worden ist, einen Kühlflüssigkeitskreislauf (z. B. des Verbrennungsmotors) zugeführt werden.
  • Alternativ dazu könnte es sich bei der Wärmetauschereinrichtung auch um einen Luft-/Luftwärmetauscher handeln. Die der zu entwärmenden Luft entzogene Wärme könnte einem anderen Luftstrom zugeführt werden, z. B. einem in einen Fahrgastraum eines Fahrzeugs, in dem der Verbrennungsmotor eingebaut ist, einzublasenden Luftstrom.
  • Denkbar wäre auch, dass es sich bei der Wärmetauschereinrichtung um eine Luft-/Kältemittelwärmetauschereinrichtung handelt, über die der von der Wärmesammeleinhausung kommende erhitzte Luftstrom thermisch mit einem Kältemittelkreislauf (z. B. einer Klimaanlage eines Fahrzeugs) gekoppelt ist.
  • Die Wärmetauschereinrichtung kann, in Strömungsrichtung der aus der Wärmesammeleinhausung angesaugten Luft, stromaufwärts der Luftfördereinrichtung oder stromabwärts der Fördereinrichtung angeordnet sein.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Abluftkanal vorgesehen, über den Luft, die in der Wärmesammeleinhausung von der Abgasanlage erhitzt worden ist, in die Umgebung ableitbar ist. In diesem Zusammenhang kann auch eine Abluftschalteinrichtung (z. B. ein Ventil, eine Luftklappe o. ä.) vorgesehen sein, mittels der der Luftvolumenstrom, welcher über den Abluftkanal in die Umgebung strömt, verstellbar ist.
  • Aus Sicherheitsgründen ist es von Vorteil, wenn die Abluftschalteinrichtung eine unbetätigte Grundstellung aufweist, in der die Abluftschalteinrichtung geöffnet, insbesondere maximal geöffnet, ist. Die Abluftschalteinrichtung kann beispielsweise elektrisch angesteuert werden. Sollte die Ansteuerung der Abluftschalteinrichtung einmal ausfallen, so ist (z. B. durch eine Vorspannfedereinrichtung) sichergestellt, dass die Abluftschalteinrichtung selbsttätig in die unbetätigte Grundstellung geht, in der der Abluftvolumenstrom in die Umgebung maximal ist, so dass ein Hitzestau in der Wärmesammeleinhausung zuverlässig vermieden wird.
  • Ferner kann ein Zuluftkanal vorgesehen sein, über den mittels der Luftfördereinrichtung Frischluft aus der Umgebung ansaugbar und in die Wärmesammeleinhausung förderbar ist. Dem Zuluftkanal kann eine „Frischluftschalteinrichtung” (z. B. ein Ventil oder eine Steuerklappe o. ä.) vorgesehen sein, mittels der der Frischluftvolumenstrom, welcher mittels der Luftfördereinrichtung aus der Umgebung angesaugt wird, verstellbar ist. Aus Sicherheitsgründen kann auch hier vorgesehen sein, dass die Frischluftschalteinrichtung (z. B. durch eine Vorspannfedereinrichtung) eine unbetätigte Grundstellung aufweist, in der die Frischluftschalteinrichtung geöffnet, insbesondere maximal geöffnet, ist.
  • Zur Darstellung eines „Umluftbetriebs” kann vorgesehen sein, dass die Abluftschalteinrichtung und die Frischluftschalteinrichtung eine Schließstellung einnehmen, in der erhitzte Luft aus der Wärmesammeleinhausung im Umluftbetrieb zurück in die Wärmesammeleinhausung geleitet bzw. gefördert bzw. geblasen wird.
  • Die Abluftschalteinrichtung und die Frischluftschalteinrichtung können elektrisch und/oder mechanisch miteinander gekoppelt sein. Sie können beispielsweise durch eine Doppelklappe gebildet sein.
  • Nach einer Weiterbildung der der Erfindung ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, mittels der der erhitzte Volumenstrom, der aus der Wärmesammeleinhausung angesaugt worden ist, ganz oder teilweise an der Wärmetauschereinrichtung vorbei zurück in die Wärmesammeleinhausung geleitet wird. Dadurch kann ein „Bypass” in Bezug auf die Wärmetauschereinrichtung dargestellt werden.
  • Bei der Luftfördereinrichtung kann es sich z. B. um ein Radialgebläse handeln, d. h. um ein Gebläse, das Luft in einer Axialrichtung des Gebläserotors ansaugt und Luft radial zur Axialrichtung ausbläst. Die Luftfördereinrichtung kann beispielsweise elektrisch über einen elektrischen Antriebsmotor angetrieben werden. Alternativ dazu kann die Luftfördereinrichtung auch über eine Übersetzungseinrichtung mechanisch mit einer Welle des Verbrennungsmotors bzw. mit einem Nebentrieb des Verbrennungsmotors gekoppelt und von diesem antreibbar sein. Im Falle einer mechanischen Kopplung des Verbrennungsmotors und der Luftfördereinrichtung kann zwischen der Luftfördereinrichtung und dem Verbrennungsmotor eine schaltbare Kupplung vorgesehen sein, so dass die Luftfördereinrichtung bei Bedarf zu- bzw. abgeschaltet werden kann.
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 das Grundprinzip der Erfindung in schematischer Darstellung;
  • 2 eine Variante mit einer Bypassklappe.
  • 1 zeigt einen Verbrennungsmotor 1 mit einer Abgasanlage 2, die einen Abgaskrümmer 3, einen motornahen Katalysator 4 und ein von diesem wegführendes Abgasrohr 5 aufweist. Der Abgaskrümmer 3 ist von einer Wärmesammeleinhausung 6 umgeben. Bei der Wärmesammeleinhausung 6 kann es sich beispielsweise um ein Blechgehäuse handeln, welche das sogenannte „Hotend” der Abgasanlage, d. h. insbesondere den Abgaskrümmer, einkapselt und die von dem Hotend abgestrahlte Wärme auffängt.
  • Über einen Luftkanal 7 steht die Wärmesammeleinhausung 6 mit der Saugseite 8 bzw. mit einem Sauganschluss 8 eines Gebläses (hier Radialgebläse) 9 in Fluidverbindung. Das Gebläse 9 wird durch einen Elektromotor 10 angetrieben. Eine Druckseite 11 des Gebläses 9 ist über einen Rückstromkanal 12 mit einem Lufteinlass 13 der Wärmesammeleinhausung 6 verbunden.
  • Stromabwärts des Gebläses 9 ist ein Wärmetauscher 14 angeordnet. Bei dem Wärmetauscher 14 kann es sich beispielsweise um einen Luft-/Kühlwärmetauscher handeln, mittels dessen Wärme aus der von dem Gebläse 9 aus der Wärmesammeleinhausung 6 angesaugten, erhitzten Luft auf einem Ölkreislauf, insbesondere den Motorölkreislauf des Verbrennungsmotors 1, übertragen werden kann. Im Wärmetauscher 14 gibt die Luft somit Wärme ab. Die entwärmte Luft strömt über den Luftkanal 12 zurück in die Wärmesammeleinhausung 6, wo sie erneut Strahlungswärme von dem Hotend der Abgasanlage aufnehmen kann.
  • Von dem Luftkanal 7 zweigt ein Abluftkanal 14 ab, über den erhitzte Luft aus der Wärmesammeleinhausung 6 in die Umgebung abgeführt werden kann. Ferner ist ein Zuluftkanal 15 vorgesehen, über den mittels des Gebläses 9 Frischluft aus der Umgebung angesaugt werden kann.
  • Zur Steuerung der Luftvolumenströme durch den Abluftkanal 14 und den Zuluftkanal 15 ist eine Doppelklappe 16 vorgesehen. In der in 1 gezeigten Stellung der Doppelklappe 16 strömt ein Teil der in der Wärmesammeleinhausung erhitzten Luft über den Abluftkanal 14 in die Umgebung. Gleichzeitig strömt ein gewisser Frischluftvolumenstrom über den Zuluftkanal 15 in Richtung des Sauganschlusses 8 des Gebläses 9.
  • 2 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels der 1. Hier ist in dem Luftkanal 12, und zwar im Bereich zwischen der Druckseite 11 des Gebläses 9 und dem Wärmetauscher 14, eine Schalteinrichtung 17 vorgesehen. Die Schalteinrichtung 17 ist hier als „Bypassklappe” ausgebildet. Mittels der Schalteinrichtung 17 kann der von der Druckseite 11 des Gebläses 9 kommende Luftvolumenstrom ganz oder teilweise an der Wärmetauschereinrichtung 14 vorbei zurück in die Wärmesammeleinhausung 6 geleitet werden. In der in 2 gezeigten Stellung befindet sich die „Bypassklappe” 17 in ihrer Bypasstellung, in der der gesamte von der Druckseite 11 des Gebläses 9 kommende Luftvolumenstrom über einen Bypass 12a an dem Wärmetauscher 14 vorbei zurück in die Wärmesammeleinhausung 6 geleitet wird. In dem in 2 gezeigten Zustand befindet sich die Doppelklappe 16 in einer Stellung „maximal kühlen”. In dieser Stellung wird nahezu der gesamte in der Wärmesammeleinhausung 6 erhitzte Luftvolumenstrom über den Abluftkanal 14 in die Umgebung geleitet. Über den Zuluftkanal 15 wird kühle Frischluft aus der Umgebung angesaugt und mittels des Gebläses 9 an dem Wärmetauscher 14 vorbei in die Wärmesammeleinhausung 6 geblasen.
  • Zwischen dem Abluftkanal 14 und dem Zuluftkanal 15 kann ein thermoelektrischer Generator (nicht dargestellt) angeordnet sein. Mittels eines derartigen thermoelektrischen Generators kann die zwischen dem Abluftkanal 14 und dem Zuluftkanal 15 bestehende Temperaturdifferenz genutzt und in eine elektrische Spannung bzw. elektrischen Strom umgesetzt werden.
  • Der Abluftkanal 14 und der Zuluftkanal 15 kann auch mit anderen Wärmequellen bzw. Wärmesenken oder Wärmespeichern thermisch gekoppelt sein oder unmittelbar in die Umgebung führen.

Claims (24)

  1. Verbrennungsmotor (1), mit – einer Abgasanlage (2), – einer Wärmesammeleinhausung (6), welche zumindest einen Teilabschnitt, insbesondere einen motornahen Bereich der Abgasanlage (2), umgibt, – einer Luftfördereinrichtung (9), welche über einen Saugkanal (7) Luft, die von dem Teilabschnitt der Abgasanalage (2) erhitzt worden ist, ansaugen kann, – einem Druckkanal (11, 12), über den von der Luftfördereinrichtung (9) angesaugte Luft zurück in die Wärmesammeleinhausung (6) förderbar ist.
  2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesammeleinhausung (6) einen Krümmer (3) des Verbrennungsmotors (1) ganz oder zumindest teilweise umgibt.
  3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesammeleinhausung (6) einen Abgaskatalysator (4) der Abgasanalage (2) ganz oder zumindest teilweise umgibt.
  4. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesammeleinhausung (6) aus Blech, insbesondere aus Stahlblech, ist.
  5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wärmetauschereinrichtung (14) vorgesehen ist, welche dazu vorgesehen ist, in der Wärmesammeleinhausung (6) erhitzter Luft, Wärme zu entziehen.
  6. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (14) stromabwärts der Luftfördereinrichtung (9) angeordnet ist.
  7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (14) stromaufwärts der Luftfördereinrichtung (9) angeordnet ist.
  8. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (14) einen Luft-/Motorölwärmetauscher aufweist.
  9. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (14) einen Luft-/Kühlflüssigkeitswärmetauscher aufweist.
  10. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (14) einen Luft-/Luftwärmetauscher aufweist.
  11. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetauschereinrichtung (14) einen Luft-/Kältemittelwärmetauscher aufweist.
  12. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abluftkanal (14) vorgesehen ist, über den in der Wärmesammeleinhausung (6) erhitzte Luft in die Umgebung ableitbar ist.
  13. Verbrennungsmotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abluftschalteinrichtung (16) vorgesehen ist, mittels welcher der Luftvolumenstrom erhitzter Luft, welcher über den Abluftkanal (14) in die Umgebung strömt, verstellbar ist.
  14. Verbrennungsmotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftschalteinrichtung (16) eine unbetätigte Grundstellung aufweist, in der die Abluftschalteinrichtung (16) geöffnet, insbesondere maximal geöffnet, ist.
  15. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuluftkanal (15) vorgesehen ist, über den mittels der Luftfördereinrichtung (9) Frischluft aus der Umgebung ansaugbar und in die Wärmesammeleinhausung (6) förderbar ist.
  16. Verbrennungsmotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frischluftschalteinrichtung (16) vorgesehen ist, mittels welcher der Frischluftvolumenstrom, welcher mittels der Luftfördereinrichtung (9) aus der Umgebung angesaugt wird, verstellbar ist.
  17. Verbrennungsmotor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluftschalteinrichtung (16) eine unbetätigte Grundstellung aufweist, in der die Frischluftschalteinrichtung geöffnet, insbesondere maximal geöffnet, ist.
  18. Verbrennungsmotor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluftschalteinrichtung und die Frischluftschalteinrichtung eine Schließstellung einnehmen können, in der erhitzte Luft aus der Wärmesammeleinhausung (6) im Umluftbetrieb zurück in die Wärmesammeleinhausung (6) leitbar ist.
  19. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalteinrichtung (17) vorgesehen ist, mittels der der von der Luftfördereinrichtung (9) geförderte Luftvolumenstrom ganz oder teilweise an der Wärmetauschereinrichtung (14) vorbei zurück in die Wärmesammeleinhausung (6) leitbar ist.
  20. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (9) ein Radialgebläse aufweist.
  21. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (9) mittels eines elektrischen Antriebsmotors (10) antreibbar ist.
  22. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftfördereinrichtung (9) über eine Übersetzungseinrichtung mit dem Verbrennungsmotor (1) gekoppelt ist und von diesem antreibbar ist.
  23. Verbrennungsmotor nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Luftfördereinrichtung (9) und dem Verbrennungsmotor (1) eine schaltbare Kupplung vorgesehen ist.
  24. Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 23.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1905788U (de) * 1964-09-30 1964-12-03 Porsche Kg Brennkraftmaschine, insbesondere luftgekuehlte brennkraftmaschine fuer kraftfahrzeuge.
JP2010025125A (ja) * 2009-11-02 2010-02-04 Sanwa Packing Kogyo Co Ltd 熱交換機能を有するヒートインシュレータ及びそれを用いる内燃機関の排気系における熱利用装置
JP2014227038A (ja) * 2013-05-22 2014-12-08 富士重工業株式会社 車両のバッテリ加熱装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1905788U (de) * 1964-09-30 1964-12-03 Porsche Kg Brennkraftmaschine, insbesondere luftgekuehlte brennkraftmaschine fuer kraftfahrzeuge.
JP2010025125A (ja) * 2009-11-02 2010-02-04 Sanwa Packing Kogyo Co Ltd 熱交換機能を有するヒートインシュレータ及びそれを用いる内燃機関の排気系における熱利用装置
JP2014227038A (ja) * 2013-05-22 2014-12-08 富士重工業株式会社 車両のバッテリ加熱装置

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