DE102017105612A1 - Drive system and motor vehicle - Google Patents

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Artur Semke
Thomas MAISCHIK
Andreas Herr
Marcus Dallmann
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Abstract

Ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug weist eine Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor 10 sowie einen Abgasstrang, über den Abgas aus dem Verbrennungsmotor 10 abführbar ist, umfasst, und eine (Dampf-)Kreisprozessvorrichtung auf, wobei die Kreisprozessvorrichtung ein Kreislaufsystem für ein Fluid umfasst, in das
- ein in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine integrierter Verdampfer 16 zum Verdampfen des Fluids,
- eine Expansionsvorrichtung 12 zum Expandieren des Fluids,
- ein Kondensator 22 zum Kondensieren des Fluids und
- eine Pumpe 14 zum Fördern des Fluids in dem Kreislaufsystem integriert sind, wobei der Verdampfer 16 und die Expansionsvorrichtung 12 beabstandet voneinander in das Antriebssystem integriert und mittels einer Fluidleitung 28 miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß gekennzeichnet ist ein solches Antriebssystem dadurch, dass die Fluidleitung 28 zumindest teilweise innerhalb eines Abgasrohrs 30 des Abgasstrangs geführt ist. Dadurch kann ein Verlust von Wärmeenergie des durch die Fluidleitung 28 geführten Fluids und damit ein Wirkungsgradverlust für den mittels der Kreisprozessvorrichtung durchführbaren Kreisprozess gering gehalten werden.
Figure DE102017105612A1_0000
A drive system for a motor vehicle comprises an internal combustion engine, which comprises an internal combustion engine 10 and an exhaust line, via which exhaust gas can be discharged from the internal combustion engine 10, and a (steam) cycle process device, wherein the cycle device comprises a circulation system for a fluid into which
an evaporator 16 integrated in the exhaust tract of the internal combustion engine for evaporating the fluid,
an expansion device 12 for expanding the fluid,
a condenser 22 for condensing the fluid and
- A pump 14 for conveying the fluid are integrated in the circulatory system, wherein the evaporator 16 and the expansion device 12 are spaced from each other integrated into the drive system and connected to each other by means of a fluid line 28. According to the invention, such a drive system is characterized in that the fluid line 28 is guided at least partially within an exhaust pipe 30 of the exhaust gas line. Thereby, a loss of heat energy of the guided through the fluid line 28 fluid and thus a loss of efficiency for the feasible by means of the cycle processing device cycle can be kept low.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebssystem.The invention relates to a drive system for a motor vehicle and a motor vehicle with such a drive system.
  • Kraftfahrzeuge werden derzeit zumeist mittels Brennkraftmaschinen angetrieben, in denen Kraftstoffe verbrannt und die dabei freigesetzte Wärmeenergie teilweise in mechanische Arbeit gewandelt wird. Der Wirkungsgrad von Hubkolben-Brennkraftmaschinen, die für den Antrieb von Kraftfahrzeugen nahezu ausschließlich eingesetzt werden, liegt bei ca. einem Drittel der eingesetzten Primärenergie. Demnach stellen zwei Drittel der bei der Verbrennung freigesetzten Wärmeenergie Abwärme dar, die entweder über die Motorkühlung oder den Abgasstrang als Verlustwärme an die Umgebung abgegeben wird. Eine Nutzung dieser Abwärme stellt eine Möglichkeit dar, den Gesamtwirkungsgrad eines Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs zu steigern und damit den Kraftstoffverbrauch zu senken.Motor vehicles are currently mostly driven by internal combustion engines in which burned fuels and the heat energy released thereby is partially converted into mechanical work. The efficiency of reciprocating internal combustion engines, which are used almost exclusively for driving motor vehicles, is about one third of the primary energy used. Accordingly, represent two-thirds of the heat energy released during combustion waste heat, which is discharged either via the engine cooling or the exhaust system as heat loss to the environment. Utilization of this waste heat is one way to increase the overall efficiency of a drive system of a motor vehicle and thus reduce fuel consumption.
  • Die DE 10 2009 028 467 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Nutzung von Abwärme einer Brennkraftmaschine. Dazu ist in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine ein erster Wärmetauscher, der Verdampfer, einer (Dampf-)Kreisprozessvorrichtung integriert. Die in dem Wärmetauscher von dem Abgas auf ein Arbeitsmedium der Kreisprozessvorrichtung übertragene Wärmeenergie wird in einer Expansionsvorrichtung teilweise in mechanische Energie gewandelt, die beispielsweise zur Unterstützung des Antriebs eines Kraftfahrzeugs oder zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt werden kann. Stromab der Expansionsvorrichtung wird das Arbeitsmedium in einem zweiten Wärmetauscher, dem Kondensator, abgekühlt, wobei es kondensiert. Über eine Pumpe erfolgt eine Druckerhöhung des Arbeitsmediums und dessen Zufuhr zu dem Verdampfer.The DE 10 2009 028 467 A1 describes a device for using waste heat of an internal combustion engine. For this purpose, in the exhaust system of the internal combustion engine, a first heat exchanger, the evaporator, a (steam) integrated circuit process device. The heat energy transferred from the exhaust gas to a working medium of the cycle device in the heat exchanger is partially converted into mechanical energy in an expansion device, which can be used, for example, to assist the propulsion of a motor vehicle or to generate electrical energy. Downstream of the expansion device, the working medium is cooled in a second heat exchanger, the condenser, where it condenses. About a pump, an increase in pressure of the working fluid and its supply to the evaporator.
  • Die WO 2012/025776 A1 offenbart ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einem Abgasstrang für den Verbrennungsmotor, in den eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung integriert ist, sowie mit einer Kreisprozessvorrichtung, die für die Nutzung von Abwärme des Verbrennungsmotors zur Erzeugung mechanischer Leistung mittels einer Expansionsvorrichtung vorgesehen ist. Der Abgasnachbehandlungsvorrichtung, die insbesondere als SCR-Katalysator ausgebildet sein kann, ist eine Dosiervorrichtung zugeordnet, durch die stromauf der Abgasnachbehandlungsvorrichtung ein Abgasnachbehandlungsmittel in das Abgas dosiert eingebracht werden kann. Als Abgasnachbehandlungsmittel wird dasselbe Fluid, das in der Kreisprozessvorrichtung als Arbeitsmedium dient, genutzt.The WO 2012/025776 A1 discloses a drive system for a motor vehicle having an internal combustion engine, an exhaust line for the internal combustion engine, in which an exhaust aftertreatment device is integrated, and with a cycle device, which is provided for the utilization of waste heat of the internal combustion engine for generating mechanical power by means of an expansion device. The exhaust aftertreatment device, which may be formed in particular as an SCR catalyst, is associated with a metering device, through which upstream of the exhaust aftertreatment device, an exhaust aftertreatment agent can be metered into the exhaust gas. The exhaust gas aftertreatment agent used is the same fluid that serves as the working medium in the cycle device.
  • Die DE 695 24 414 T2 beschreibt ein System zur Rückgewinnung von Wärme aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs, bei dem die aus dem Abgas mittels eines Wärmetauschers abgezweigte Wärmeenergie an das Kühlsystem des Kraftfahrzeugs übertragen wird, um nach einem Kaltstart des Verbrennungsmotors ein schnelleres Erreichen eines Betriebstemperaturbereichs und insbesondere ein schnelleres Wirksamwerden einer Innenraumheizung des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen.The DE 695 24 414 T2 describes a system for recovering heat from the exhaust gas of an internal combustion engine of a motor vehicle, in which the branched off from the exhaust gas by means of a heat exchanger heat energy is transmitted to the cooling system of the motor vehicle, after a cold start of the internal combustion engine, a faster reaching an operating temperature range and in particular a faster effect to allow an interior heating of the motor vehicle.
  • Eine Kreisprozessvorrichtung, die zur Nutzung von Abwärme eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs genutzt wird, ist weiterhin jeweils aus der DE 10 2012 113 092 A1 , der DE 60 2005 001 788 A1 und der DE 10 2016 100 298 A1 bekannt.A cycle device which is used for the use of waste heat of an internal combustion engine of a motor vehicle, is further from the respective DE 10 2012 113 092 A1 , of the DE 60 2005 001 788 A1 and the DE 10 2016 100 298 A1 known.
  • Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines mittels einer in ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug integrierten Kreisprozessvorrichtung durchführbaren Kreisprozesses zu maximieren.It was an object of the invention to maximize the efficiency of a cycle process that can be carried out by means of a cycle process device integrated into a drive system for a motor vehicle.
  • Diese Aufgabe wird mittels eines Antriebssystems gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Antriebssystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 6. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Antriebssystems und damit des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung.This object is achieved by means of a drive system according to the patent claim 1. A motor vehicle with such a drive system is the subject of claim 6. Advantageous embodiments of the drive system according to the invention and thus of the motor vehicle according to the invention are objects of the other claims and / or emerge from the following description of the invention.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass der Wirkungsgrad eines mittels einer Kreisprozessvorrichtung durchführbaren Kreisprozesses, insbesondere Clausius-Rankine-Prozesses, u.a. von der Wärmeenergie, den das Fluid beziehungsweise Arbeitsmedium beim Eintritt in die Expansionsvorrichtung aufweist, abhängt, wobei für eine Maximierung des Wirkungsgrads Verluste der Wärmeenergie, die in dem Verdampfer der Kreisprozessvorrichtung auf das Fluid übertragen wurde, minimiert werden sollten, bis das Fluid die Expansionsvorrichtung erreicht hat. Derartige Wärmeverluste können insbesondere dann im relevanten Maße auftreten, wenn, wie dies häufig bei der Integration einer Kreisprozessvorrichtung in ein Kraftfahrzeug aufgrund von nicht ausreichend zur Verfügung stehendem Bauraum der Fall ist, der Verdampfer einerseits und die Expansionsvorrichtung andererseits in einem relativ großen Abstand zueinander angeordnet sind. Dieser Abstand muss dann mittels einer entsprechend langen, diese Komponenten verbindenden Fluidleitung überbrückt werden, wobei bei der Durchströmung dieser Fluidleitung Wärmeenergie des Fluids über die Wandung der Fluidleitung an die Umgebung übertragen wird.The invention is based on the finding that the efficiency of a cycle process that can be carried out by means of a cycle process device, in particular the Rankine process, can be improved, inter alia. from the heat energy that the fluid or working medium has on entering the expansion device, wherein for maximization of the efficiency losses of the heat energy transferred to the fluid in the evaporator of the cycle device should be minimized until the fluid reaches the expansion device Has. Such heat losses can occur to a relevant degree, in particular, if, as is often the case with the integration of a cycle device in a motor vehicle due to insufficient available space, the evaporator on the one hand and the expansion device on the other hand are arranged at a relatively large distance from each other , This distance must then be bridged by means of a correspondingly long, connecting these components fluid line, wherein in the flow through this fluid line heat energy of the fluid is transmitted via the wall of the fluid line to the environment.
  • Zur Minimierung der Wärmeverluste des Fluids beim Durchströmen der den Verdampfer mit der Expansionsvorrichtung verbindenden Fluidleitung kann vorgesehen sein, diese thermisch zu isolieren, beispielsweise indem diese doppelwandig ausgeführt oder außenseitig mit einer Isolationsschicht umgeben wird. Dies stellt jedoch einen nicht unerheblichen konstruktiven Zusatzaufwand dar, durch den die Herstellungskosten für eine Kreisprozessvorrichtung im relevanten Maße erhöht werden. In order to minimize the heat losses of the fluid when flowing through the fluid line connecting the evaporator to the expansion device, it may be provided to thermally insulate them, for example by carrying out them as double-walled or surrounded on the outside by an insulating layer. However, this represents a not inconsiderable additional design effort by which the production costs for a cycle device are increased to a relevant extent.
  • Der häufig in ein Abgasrohr eines Abgasstrangs des Kraftfahrzeugs direkt integrierte Verdampfer wird regelmäßig relativ nah an dem Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs gelegen in dem Abgasstrang positioniert, um dessen Beaufschlagung mit noch möglichst heißem Abgas zu erzielen, was sich positiv auf die Höhe der darin auf das Fluid der Kreisprozessvorrichtung übertragbaren Wärmeenergie auswirkt. Für die Expansionsvorrichtung der Kreisprozessvorrichtung könnte dagegen, beispielsweise aus Gründen des nur beschränkt zur Verfügung stehenden Bauraums und/oder aus Gründen einer möglichst gleichmäßigen Gewichtsverteilung über den Achsen des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Anordnung im Bereich des Hecks des Kraftfahrzeugs vorteilhaft sein. Da sich jedoch auch der Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs in der Regel von einem in die Front des Kraftfahrzeugs integrierten Verbrennungsmotor bis zu einem am Heck befindlichen Abgasauslass erstreckt, besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Fluidleitung, die zur Verbindung des in den Abgasstrang integrierten Verdampfers mit der Expansionsvorrichtung vorgesehen ist, in zumindest einem Abschnitt innerhalb des Abgasrohrs verlaufen zu lassen, wodurch Verluste an Wärmeenergie des die Fluidleitung durchströmenden Fluids auch ohne aufwändige Isolationsmaßnahmen für die Fluidleitung gering gehalten werden können. Dies ist zum einen darin begründet, dass die Temperatur des Abgases regelmäßig deutlich höher als die Umgebungstemperatur ist, so dass durch eine entsprechend geringere Differenz zu der Temperatur des die Fluidleitung durchströmenden Fluids der Wärmeübergang über die Wandung der Fluidleitung entsprechend verringert ist. Andererseits ist die Fluidleitung durch deren Anordnung innerhalb des Abgasrohrs nicht derjenigen Umgebungsluftströmung ausgesetzt, die sich aus dem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs ergibt und die bei einer nicht gegen die Umgebungsluftströmung abgeschirmten Integration der Fluidleitung in das Kraftfahrzeug infolge einer erzwungenen Konvektion ebenfalls in erheblichem Maße zu einem Wärmeverlust des die Fluidleitung durchströmende Fluids führen würde. Durch die Anordnung der Fluidleitung innerhalb des Abgasrohrs ist diese dagegen lediglich der Abgasströmung ausgesetzt, deren Strömungsgeschwindigkeit jedoch regelmäßig bereits ab relativ geringen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs geringer als die Strömungsgeschwindigkeit der Umgebungsluftströmung ist. Insgesamt kann somit durch die zumindest in einem Abschnitt vorgesehene Anordnung der Fluidleitung innerhalb des Abgasrohrs im Vergleich zur einer üblichen Anordnung außerhalb des Abgasrohrs und insbesondere im Bereich des Unterbodens eines Kraftfahrzeugs eine deutliche Reduzierung der Wärmeverluste für das die Fluidleitung durchströmende Fluid erreicht werden.The often directly integrated into an exhaust pipe of an exhaust system of the motor vehicle evaporator is regularly positioned relatively close to the engine of the motor vehicle located in the exhaust line to achieve its application with the hotest possible exhaust gas, which is beneficial to the height of the fluid therein Circular process device affects transmittable heat energy. On the other hand, for the expansion device of the cycle device, for example, for reasons of limited space available and / or for reasons of uniform weight distribution over the axles of the motor vehicle, especially an arrangement in the region of the rear of the motor vehicle could be advantageous. However, since the exhaust gas system of a motor vehicle usually also extends from an internal combustion engine integrated into the front of the motor vehicle to an exhaust gas outlet located at the rear, it is advantageously possible to connect the fluid line with the evaporator integrated in the exhaust gas line Expansion device is provided to allow to run in at least a portion within the exhaust pipe, whereby losses of heat energy flowing through the fluid conduit fluid can be kept low without elaborate isolation measures for the fluid line. This is due to the fact that the temperature of the exhaust gas is regularly significantly higher than the ambient temperature, so that by a correspondingly smaller difference to the temperature of the fluid flowing through the fluid conduit, the heat transfer via the wall of the fluid line is reduced accordingly. On the other hand, the fluid line is exposed by their arrangement within the exhaust pipe not that ambient air flow resulting from the driving operation of the motor vehicle and at a not shielded against the ambient air flow integration of the fluid line into the motor vehicle as a result of forced convection also to a considerable extent to a heat loss of the fluid line would carry fluids flowing through. By the arrangement of the fluid line within the exhaust pipe, however, this is only exposed to the exhaust gas flow, the flow velocity is, however, regularly from relatively low speeds of the motor vehicle is less than the flow velocity of the ambient air flow. Overall, as a result of the at least one section provided arrangement of the fluid line within the exhaust pipe compared to a conventional arrangement outside of the exhaust pipe and in particular in the region of the underbody of a motor vehicle, a significant reduction in heat losses for the fluid flowing through the fluid line can be achieved.
  • Diesen Erkenntnissen entsprechend ist erfindungsgemäß ein Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das eine Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor sowie einen Abgasstrang, über den Abgas aus dem Verbrennungsmotor abführbar ist, umfasst, sowie eine (Dampf-)Kreisprozessvorrichtung aufweist, wobei die Kreisprozessvorrichtung ein Kreislaufsystem für ein Fluid (Arbeitsmedium) aufweist, in das
    • - ein in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine integrierter Verdampfer zum Verdampfen des Fluids,
    • - eine Expansionsvorrichtung zum Expandieren des Fluids, beispielsweise ein Axialkolbenmotor oder eine Turbine,
    • - ein Kondensator zum Kondensieren des Fluids und
    • - eine Pumpe zum Fördern (und vorzugsweise auch zur Druckerhöhung) des Fluids in dem Kreislaufsystem
    integriert sind, wobei der Verdampfer und die Expansionsvorrichtung beabstandet voneinander in das Antriebssystem integriert und mittels einer Fluidleitung miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß gekennzeichnet ist ein solches Antriebssystem dadurch, dass die Fluidleitung zumindest teilweise (insbesondere für eine Länge von mindestens 20 cm, 30 cm oder 50 cm) innerhalb eines Abgasrohrs des Abgasstrangs geführt ist.According to these findings, a drive system for a motor vehicle is provided according to the invention, which comprises an internal combustion engine, which is an internal combustion engine and an exhaust line, via the exhaust gas from the internal combustion engine can be discharged comprises, and a (steam) cycle process device, wherein the cycle device a circulation system for a Fluid (working medium) has, in the
    • an evaporator integrated in the exhaust gas line of the internal combustion engine for evaporating the fluid,
    • an expansion device for expanding the fluid, for example an axial-piston engine or a turbine,
    • a condenser for condensing the fluid and
    • - A pump for conveying (and preferably also for increasing the pressure) of the fluid in the circulatory system
    integrated, wherein the evaporator and the expansion device spaced apart from each other in the drive system integrated and connected to each other by means of a fluid line. According to the invention, such a drive system is characterized in that the fluid line is guided at least partially (in particular for a length of at least 20 cm, 30 cm or 50 cm) within an exhaust pipe of the exhaust gas line.
  • Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, einzelne oder alle weiteren Fluidleitungen des Kreislaufsystems, insbesondere die die Pumpe mit dem Verdampfer verbindende Fluidleitung, ebenfalls (oder auch ausschließlich) innerhalb eines Abgasrohrs des Abgasstrangs anzuordnen, um Verluste an Wärmeenergie des bereits eine relativ hohe Temperatur aufweisenden Fluids möglichst gering zu halten oder sogar eine Vorwärmung des Fluids vor dem Erreichen des Verdampfers zu realisieren. Besonders vorteilhaft ist jedoch die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung der den Verdampfer mit der Expansionsvorrichtung verbindenden Fluidleitung innerhalb des Abgasrohrs, da in diesem Abschnitt des Kreislaufsystems das Fluid im verdampften und insbesondere auch überhitzten Zustand und somit, bezogen auf den mittels der Kreisprozessvorrichtung durchführbaren Kreisprozess, mit der größtmöglichen Temperatur vorliegt, so dass dann die durch diese erfindungsgemäße Anordnung erzielbare, vorteilhafte Wirkung ebenfalls maximiert ist.In principle, it is possible to arrange individual or all further fluid lines of the circulatory system, in particular the fluid line connecting the pump to the evaporator, also (or even exclusively) within an exhaust pipe of the exhaust line to minimize losses of heat energy of the already relatively high temperature fluid to hold or even to realize a preheating of the fluid before reaching the evaporator. However, the inventively provided arrangement of the evaporator with the expansion device connecting fluid line within the exhaust pipe is particularly advantageous because in this section of the circulation system, the fluid in the vaporized and in particular also overheated state and thus, based on the means of the cycle device feasible cycle process, with the highest possible temperature, so that then achievable by this arrangement according to the invention, advantageous effect is also maximized.
  • Da die Anordnung einer Fluidleitung innerhalb eines Abgasrohrs auch Nachteile mit sich bringen kann, beispielsweise einen erhöhten Strömungswiderstand für das das Abgasrohr durchströmende Abgas und/oder die Notwendigkeit einer anderen und insbesondere größeren Dimensionierung des Abgasrohrs, kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, ausschließlich die den Verdampfer mit der Expansionsvorrichtung verbindende Fluidleitung (zumindest in einem Abschnitt) innerhalb des Abgasrohrs anzuordnen, während die übrigen Fluidleitungen des Kreislaufsystems der Kreisprozessvorrichtung außerhalb des Abgasrohrs angeordnet sind.Since the arrangement of a fluid line within an exhaust pipe can also bring disadvantages, for example an increased flow resistance for the exhaust gas flowing through the exhaust pipe and / or the need for a different and especially larger dimensions of the exhaust pipe, it may be advantageous according to the invention, only with the evaporator to arrange the expansion device connecting fluid line (at least in a section) within the exhaust pipe, while the remaining fluid lines of the circulation system of the cycle device are arranged outside of the exhaust pipe.
  • Wie bereits beschrieben wurde, kann es u.a. aus Gründen des zur Verfügung stehenden Bauraums vorteilhaft sein, die Expansionsvorrichtung im Vergleich zu dem Verdampfer weiter in Richtung Heck eines ein erfindungsgemäßes Antriebssystem umfassenden (erfindungsgemäßen) Kraftfahrzeugs anzuordnen, so dass vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass die Fluidleitung, ausgehend von dem Verdampfer, innerhalb des Abgasrohrs in Richtung eines Abgasauslasses des Abgasstrangs geführt ist.As already described, it may i.a. be advantageous for reasons of the available space, the expansion device in comparison to the evaporator further towards the rear of a drive system according to the invention comprehensive (inventive) motor vehicle to arrange so that may preferably be provided that the fluid line, starting from the evaporator, within the Exhaust pipe is guided in the direction of an exhaust gas outlet of the exhaust line.
  • Weiterhin kann es sinnvoll sein, dass der Verdampfer stromab (bezüglich einer vorgesehenen Durchströmungsrichtung des Abgases in dem Abgasstrang) einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung, bei mehreren Abgasnachbehandlungsvorrichtungen vorzugsweise stromab sämtlicher Abgasnachbehandlungsvorrichtungen oder zumindest stromab derjenigen Abgasnachbehandlungsvorrichtungen, die für ihre Wirksamkeit eine relativ hohe Betriebstemperatur benötigen und daher auf entsprechend hohe Abgastemperaturen angewiesen sind, in den Abgasstrang integriert ist. Dadurch können verschlechterte Abgaswerte infolge einer sich negativ auf die Wirksamkeit mindestens einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung auswirkenden Abkühlung des Abgases durch einen Übergang von Wärmeenergie auf das Fluid der Kreisprozessvorrichtung in dem Verdampfer vermieden werden.Furthermore, it may be appropriate that the evaporator downstream (with respect to a proposed flow direction of the exhaust gas in the exhaust line) of an exhaust aftertreatment device, with several exhaust aftertreatment devices preferably downstream of all exhaust aftertreatment devices or at least downstream of those exhaust aftertreatment devices that require a relatively high operating temperature for their effectiveness and therefore on accordingly high exhaust gas temperatures are dependent, is integrated into the exhaust system. As a result, deteriorated exhaust gas values due to a cooling of the exhaust gas which has a negative effect on the effectiveness of at least one exhaust gas aftertreatment device can be avoided by a transition of heat energy to the fluid of the cycle device in the evaporator.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die den Verdampfer mit der Expansionsvorrichtung verbindende Fluidleitung des Kreislaufsystems möglichst weitgehend innerhalb des Abgasrohrs angeordnet ist und dies insbesondere auch für einen Auslass des Verdampfers, an den die Fluidleitung angeschlossen ist, gilt. Dadurch kann die vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung der Fluidleitung innerhalb des Abgasstroms maximiert werden. Dies kann jedoch insbesondere bei einer vorzugsweise vorgesehenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Antriebssystems, bei der der Verdampfer zur Erzielung eines möglichst hohen Wärmeübergangs von dem Abgas auf das Fluid als Gegenstrom-Wärmetauscher (d.h. als Wärmetauscher, der durch das Abgas einerseits und das Fluid andererseits zumindest abschnittsweise in entgegengesetzten Richtungen durchströmt wird) ausgebildet ist, zu konstruktiven Problemen führen, weil dann der für den Anschluss der Fluidleitung vorgesehene Fluidauslass des Verdampfers am stromauf bezüglich der Durchströmungsrichtung des Abgases gelegenen Ende des Verdampfers angeordnet sein kann, während vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass sich die Fluidleitung ausgehend von dem Verdampfer in Richtung des Abgasauslasses des Abgasstrangs und somit stromab des Verdichters erstreckt. Dies kann somit bedingen, die Fluidleitung in einem an den Fluidauslass des Verdampfers angeschlossenen ersten Abschnitt parallel zu dem Verdampfer innerhalb des Abgasstrangs oder sogar innerhalb des Verdampfers selbst zu führen, was einer Rückführung des den Verdampfer zuvor in entgegengesetzter Richtung durchströmenden Fluids in dem beziehungsweise bezüglich des Verdampfers entspricht. Da damit jedoch ein erhöhter konstruktiver Aufwand verbunden sein kann, kann auch vorgesehen sein, diesen parallel zu dem Verdampfer verlaufenden Abschnitt der Fluidleitung und gegebenenfalls sogar den Fluidauslass des Verdampfers außerhalb des Abgasstrangs anzuordnen und die Fluidleitung erst stromab (bezüglich der Durchströmungsrichtung des Abgases) des Verdampfers in das Abgasrohr zu überführen, um dieses ab dort innerhalb des Abgasrohrs verlaufen zu lassen. Dies kann insbesondere ermöglichen, auf konventionelle, frei verfügbare Verdampfer zurückzugreifen, um ein erfindungsgemäßes Antriebssystem auszubilden.It is preferably provided that the fluid line of the circulatory system connecting the evaporator to the expansion device is arranged as far as possible within the exhaust pipe and this also applies, in particular, to an outlet of the evaporator to which the fluid line is connected. As a result, the advantageous effect of the arrangement of the fluid line according to the invention within the exhaust gas flow can be maximized. However, this can in particular in a preferably provided embodiment of the drive system according to the invention, wherein the evaporator to achieve the highest possible heat transfer from the exhaust gas to the fluid as a countercurrent heat exchanger (ie as a heat exchanger by the exhaust on the one hand and the fluid on the other hand at least partially in If the fluid outlet of the evaporator provided for the connection of the fluid line can then be arranged at the end of the evaporator located upstream with respect to the direction of flow of the exhaust gas, while the fluid line can preferably be provided starting from the evaporator in the direction of the exhaust gas outlet of the exhaust line and thus extends downstream of the compressor. This may thus result in leading the fluid line in a connected to the fluid outlet of the evaporator first portion parallel to the evaporator within the exhaust line or even within the evaporator itself, resulting in a return of the evaporator previously flowing in the opposite direction fluid in or with respect to the Evaporator corresponds. However, since this can be associated with an increased design effort, it can also be provided to arrange this parallel to the evaporator section of the fluid line and possibly even the fluid outlet of the evaporator outside the exhaust line and the fluid line only downstream (with respect to the flow direction of the exhaust gas) of the evaporator to transfer into the exhaust pipe to let it run from there inside the exhaust pipe. This can in particular make it possible to resort to conventional, freely available evaporators in order to form a drive system according to the invention.
  • Die Kreisprozessvorrichtung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems kann weiterhin noch eine Elektromaschine umfassen, die mechanisch mit der Expansionsvorrichtung verbunden ist, um eine von der Expansionsvorrichtung infolge der Expansion des Fluids erzeugte mechanische Leistung in elektrische Leistung zu wandeln.The cycle device of a drive system according to the invention may further comprise an electric machine mechanically connected to the expansion device to convert a mechanical power generated by the expansion device due to the expansion of the fluid into electrical power.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, das ein erfindungsgemäßes Antriebssystem umfasst, wobei die Brennkraftmaschine des Antriebssystems insbesondere zur Erzeugung einer Fahrantriebsleistung für das Kraftfahrzeug vorgesehen sein kann. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um ein radbasiertes Kraftfahrzeug (vorzugsweise ein PKW oder ein LKW) handeln. Eine Verwendung bei anderen Kraftfahrzeugen, beispielsweise bei schienengebundenen Kraftfahrzeugen oder Schiffen, ist ebenfalls möglich.The invention also relates to a motor vehicle comprising a drive system according to the invention, wherein the internal combustion engine of the drive system can be provided in particular for generating a drive power for the motor vehicle. The motor vehicle may in particular be a wheel-based motor vehicle (preferably a car or a truck). Use in other motor vehicles, such as rail vehicles or ships, is also possible.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
    • 1: in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Antriebssystem gemäß einer ersten Ausgestaltungsform;
    • 2: in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Antriebssystem gemäß einer zweiten Ausgestaltungsform;
    • 3: ein zu einem mittels einer Kreisprozessvorrichtung durchführbaren Clausius-Rankine-Prozess gehöriges T-S-Diagramm;
    • 4: in einem Diagramm die Änderung des Wärmeübergangskoeffizienten sowie der Geschwindigkeit, mit der eine Fluidleitung einer Kreisprozessvorrichtung eines Antriebssystems durch entweder Umgebungsluft oder Abgas umströmt wird, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs; und
    • 5: ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug.
    The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. In the drawings shows:
    • 1 in a schematic representation of an inventive drive system according to a first embodiment;
    • 2 in a schematic representation of an inventive drive system according to a second embodiment;
    • 3 a TS diagram associated with a Clausius Rankine process that can be performed by means of a cycle device;
    • 4 in a diagram, the change in the heat transfer coefficient and the speed at which a fluid line of a cycle device of a drive system is surrounded by either ambient air or exhaust gas, depending on the driving speed of the motor vehicle; and
    • 5 : a motor vehicle according to the invention.
  • Die 1 und 2 zeigen zwei Ausgestaltungsformen erfindungsgemäßer Antriebssysteme, die jeweils eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsmotor 10 sowie eine Kreisprozessvorrichtung umfassen.The 1 and 2 show two embodiments of inventive drive systems, each having an internal combustion engine with an internal combustion engine 10 and a cycle device.
  • Im Betrieb der jeweiligen Kreisprozessvorrichtung expandiert ein verdampftes und überhitztes sowie unter Druck stehendes Fluid in einer Expansionsvorrichtung 12, wodurch ein Teil der thermischen und potentiellen Energie des Fluids in mechanische Energie gewandelt wird. Das Fluid wird hierzu im flüssigen Zustand mittels einer Pumpe 14 der Kreisprozessvorrichtung zu einem Verdampfer 16 gefördert, in dem dieses durch einen Übergang von Wärmeenergie erhitzt wird. Die in dem Verdampfer 16 zum Erhitzen des Fluids genutzte Wärmeenergie stammt aus Abgas, dass durch die Verbrennung eines Kraftstoff-Frischgas-Gemischs in Brennräumen18 des Verbrennungsmotors 20 erzeugt und über einen Abgasstrang der Brennkraftmaschine abgeführt wurde, wobei der Verdampfer 16 derart in den Abgasstrang integriert ist, dass dieser dauerhaft oder bedarfsweise (bei einer optionalen, nicht dargestellten Integration eines den Verdampfer 16 umgehenden Abgasbypasses) von dem Abgas durchströmt wird oder werden kann. Vor dem Erreichen des Verdampfers 16 durchströmt das Abgas zunächst noch eine Abgasnachbehandlungsvorrichtung 20, beispielsweise einen Katalysator. Nach dem Durchströmen des Verdampfers 16 wird das Abgas zu einem insbesondere an einem Heck eines Kraftfahrzeugs (vgl. 5) gelegenen Abgasauslass 40 geführt.During operation of the respective cycle device, a vaporized and superheated as well as pressurized fluid expands in an expansion device 12 whereby a part of the thermal and potential energy of the fluid is converted into mechanical energy. The fluid is for this purpose in the liquid state by means of a pump 14 the cycle processor to an evaporator 16 promoted, in which this is heated by a transition of heat energy. The in the evaporator 16 Heat energy used to heat the fluid comes from exhaust gas produced by the combustion of a fuel-fresh gas mixture in combustion chambers 18 of the internal combustion engine 20 generated and discharged via an exhaust line of the internal combustion engine, wherein the evaporator 16 is integrated into the exhaust line such that this permanently or as needed (in an optional, not shown integration of the evaporator 16 bypass gas bypass) is traversed by the exhaust gas or can be. Before reaching the evaporator 16 The exhaust gas first flows through an exhaust aftertreatment device 20, for example a catalyst. After flowing through the evaporator 16 is the exhaust gas to a particular at a rear of a motor vehicle (see. 5 ) located exhaust outlet 40 guided.
  • Das in dem Verdampfer 16 verdampfte und überhitzte Fluid strömt zu der beispielsweise als Axialkolbenmotor ausgebildeten Expansionsvorrichtung 12 und von dieser in einem entspannte(re)n Zustand zu einem Kondensator 22 der Kreisprozessvorrichtung. In dem Kondensator 22 wird das Fluid durch einen Wärmeübergang auf ein Kühlmedium, beispielsweise auf ein Kühlmittel, das in einem auch den Verbrennungsmotor 10 integrierenden Kühlsystem strömt, gekühlt. Dabei kondensiert das Fluid, so dass es im flüssigen Zustand mittels der Pumpe 14 über einen Ausgleichsbehälter 24 erneut dem Verdampfer 16 zugeführt werden kann. Aufgrund der Förderung des flüssigen Fluids mittels der Pumpe 14 wird auch eine Verdichtung des zwischen dem Verdampfer 16 und der Expansionsvorrichtung 12 im gasförmigen Zustand vorliegenden Fluids auf einen vorgesehenen Betriebsdruck erreicht, wobei die Druckerzeugung mittels der Pumpe 14 in Wechselwirkung mit der Expansion des gasförmigen Fluids in der Expansionsvorrichtung 12 steht.That in the evaporator 16 vaporized and superheated fluid flows to the expansion device designed, for example, as an axial piston motor 12 and from this in a relaxed (re) n state to a capacitor 22 the cycle processor. In the condenser 22, the fluid is heated by a heat transfer to a cooling medium, for example to a coolant, which is also in an internal combustion engine 10 integrating cooling system flows, cooled. In this case, the fluid condenses, so that it in the liquid state by means of the pump 14 via a surge tank 24 can be fed again to the evaporator 16. Due to the promotion of the liquid fluid by means of the pump 14 will also be a compression of the between the evaporator 16 and the expansion device 12 achieved in the gaseous state fluid to a designated operating pressure, wherein the pressure generation by means of the pump 14 interacts with the expansion of the gaseous fluid in the expansion device 12.
  • Die mittels der Expansionsvorrichtung 12 durch die Entspannung des gasförmigen Fluids erzeugte mechanische Leistung kann beispielsweise der Erzeugung von elektrischer Leistung mittels einer mit einer Abtriebswelle der Expansionsvorrichtung 12 mechanisch verbundenen und generatorisch betriebenen Elektromaschine 26 dienen, wobei die so erzeugte elektrische Energie beispielsweise in einer Batterie (nicht dargestellt) gespeichert werden kann. Diese elektrische Energie steht dann für verschiedene Funktionen eines erfindungsgemäßen, das Antriebssystem umfassenden Kraftfahrzeugs (vgl. 5) zur Verfügung.The by means of the expansion device 12 mechanical power generated by the expansion of the gaseous fluid may be, for example, the generation of electrical power by means of an output shaft of the expansion device 12 mechanically connected and regeneratively operated electric machine 26 serve, the electrical energy thus generated, for example, in a battery (not shown) can be stored. This electrical energy is then available for various functions of a motor vehicle according to the invention comprising the drive system (cf. 5 ) to disposal.
  • Durch die Arbeit der Pumpe 14 der Kreisprozessvorrichtung wird das Druckniveau des Fluids gemäß dem T-S-Diagramm der 3 (theoretisch beziehungsweise idealisiert betrachtet) adiabat und isentrop auf einen festgelegten Wert angefahren und ein definierter Volumenstrom des Fluids sichergestellt. Vom Zustandspunkt b bis zum Zustandspunkt c findet eine (theoretisch beziehungsweise idealisiert betrachtet) isobare Wärmezufuhr mit Verdampfung und Überhitzung statt. Ab dem Zustandspunkt b' beginnt die Verdampfung, die beim Erreichen des Zustandspunkts b" abgeschlossen ist. Vom Zustandspunkt b" bis zum Zustandspunkt c wird das dampfförmige Fluid überhitzt. Die Abgabe der mechanischen Leistung durch die Expansionsvorrichtung 12 findet durch eine (theoretisch beziehungsweise idealisiert betrachtet) isentrope Entspannung vom Zustandspunkt c bis zum Zustandspunkt d statt. Je nach Art und Aufbau der Expansionsvorrichtung 12 kann nun bis kurz vor das Dampfgebiet oder in das Nassdampfgebiet hinein entspannt werden. Vom Zustandspunkt d bis zum Zustandspunkt a wird das Fluid durch den Kondensator 22 (theoretisch beziehungsweise idealisiert betrachtet) isobar und isotherm verflüssigt.Through the work of the pump 14 the cycle device, the pressure level of the fluid according to the TS diagram of 3 (considered theoretically or idealized) adiabatically and isentropically approached to a specified value and a defined volume flow of the fluid ensured. From the state point b to the state point c, there is a (theoretically or idealized) isobaric heat supply with evaporation and overheating. From the state point b ', the evaporation begins, which is completed when the state point b "is reached, and from the state point b" to the state point c, the vaporous fluid is overheated. The delivery of mechanical power by the expansion device 12 takes place by a (theoretically or idealized) isentropic relaxation from the state point c to the state point d. Depending on the type and structure of the expansion device 12 can now be relaxed until just before the steam area or in the wet steam area inside. From the state point d to the state point a, the fluid passes through the condenser 22 (considered theoretically or idealized) isobaric and isothermal liquefaction.
  • Ziel der Betrachtung im T-S-Diagramm ist grundsätzlich eine Maximierung der zugeführten Wärme vom Zustandspunkt b bis zum Zustandspunkt c und eine Minimierung der abzuführenden Wärme (q_ab) vom Zustandspunkt d bis zum Zustandspunkt a. Die eingeschlossene Fläche vom Zustandspunkt a über die Zustandspunkte b und c bis zum Zustandspunkt d soll im vorgesehenen Temperaturbereich maximiert werden. Der Wirkungsgrad eines Clausius-Rankine-Prozesses ist somit visuell als Verhältnis der beiden Flächen in der 3 zu interpretieren (ηth = 1 - (q_ab)/(q_zu)). The aim of the consideration in the TS diagram is basically a maximization of the supplied heat from the state point b to the state point c and a minimization of the dissipated heat (q_ab) from the state point d to the state point a. The enclosed area from the state point a via the state points b and c to the state point d should be maximized in the intended temperature range. The efficiency of a Rankine process is thus visually as the ratio of the two surfaces in the 3 to interpret (η th = 1 - (q_ab) / (q_zu)).
  • Für eine Maximierung der zugeführten Wärme mit dem Ziel der Erzielung eines größtmöglichen Wirkungsgrads eines realen Kreisprozesses (Clausius-Rankine-Prozesses) sollte auch erreicht werden, dass die in dem Verdampfer 16 auf das Fluid der Kreisprozessvorrichtung übertragene Wärmeenergie möglichst weitgehend bis zum Erreichen der Expansionsvorrichtung 12 in dem Fluid verbleibt. Um dies bei der Kreisprozessvorrichtung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems gemäß beispielsweise den 1 und 2 zu erreichen, ist vorgesehen, dass die den Verdampfer 16 mit der dazu relativ weit beabstandeten Expansionsvorrichtung 12 verbindende Fluidleitung 28 möglichst weitgehend innerhalb eines sich in Strömungsrichtung des Abgases an den Verdampfer 16 anschließenden Abgasrohrs 30 des Abgasstrangs angeordnet ist. Dadurch kann der Übergang von Wärmeenergie von der durch das Fluid erhitzten Wandung der Fluidleitung 28 auf die Umgebung gering gehalten werden, was einerseits auf eine relativ geringe Differenz zwischen der Temperatur des in der Fluidleitung 28 enthaltenen Fluids und dem in dem Abgasrohr 30 strömenden Abgas und andererseits auf eine Umströmung des innerhalb des Abgasrohrs 30 gelegenen Abschnitts der Fluidleitung 28 durch das Abgas mit einer Strömungsgeschwindigkeit, die bereits ab einer relativ geringen Geschwindigkeit eines das Antriebssystems umfassenden Fahrzeugs relativ gering im Vergleich zu der Fahrzeuggeschwindigkeit und damit zu der Strömungsgeschwindigkeit des „Fahrtwinds“ ist, durch den die außerhalb des Abgasrohrs 30 gelegenen Komponenten der Kreisprozessvorrichtung umströmt werden (sofern diese nicht durch andere Maßnahmen gegenüber dem Fahrtwind abgeschirmt sind) beziehungsweise eine außerhalb des Abgasrohrs 30 angeordnete Fluidleitung 28 umströmt würde.In order to maximize the heat supplied with the aim of achieving the highest possible efficiency of a real cycle process (Clausius-Rankine process) should also be achieved that in the evaporator 16 thermal energy transferred to the fluid of the cycle device as much as possible until reaching the expansion device 12 remains in the fluid. In order to do this in the cycle device of a drive system according to the invention according to, for example, the 1 and 2 To reach, it is envisaged that the evaporator 16 with the relatively widely spaced expansion device 12 connecting fluid line 28 as far as possible within a in the flow direction of the exhaust gas to the evaporator 16 subsequent exhaust pipe 30 the exhaust line is arranged. Thereby, the transition of heat energy from the heated by the fluid wall of the fluid conduit 28 be kept low on the environment, which on the one hand to a relatively small difference between the temperature of the fluid contained in the fluid line 28 and in the exhaust pipe 30 flowing exhaust gas and on the other hand to a flow around the inside of the exhaust pipe 30 located portion of the fluid line 28 by the exhaust gas at a flow rate that is relatively low compared to the vehicle speed and thus to the flow speed of the "wind" even at a relatively low speed of a vehicle comprising the drive system, by the outside of the exhaust pipe 30 are flowed around (if they are not shielded by other measures relative to the wind) or a component outside of the exhaust pipe 30 arranged fluid line 28 would flow around.
  • Die Antriebssysteme gemäß den 1 und 2 unterscheiden sich hinsichtlich der Ausgestaltung des Verdampfers 16 und einer sich daraus ergebenden unterschiedlichen Integration der zwischen dem jeweiligen Verdampfer 16 und der dazugehörigen Expansionsvorrichtung 12 verlaufenden Fluidleitung 28 in das Abgasrohr 30. Beide Verdampfer 16 sind dabei grundsätzlich in Form von Gegenstrom-Wärmetauschern ausgebildet, so dass das in dem Kreislaufsystem der Kreisprozessvorrichtung strömende Fluid die Verdampfer 16, jeweils ausgehend von einem Fluideinlass 32 des Verdampfers 16, grundsätzlich beziehungsweise zumindest zunächst entgegengesetzt zu der Richtung, mit der das Abgas durch den jeweiligen Verdampfer 16 hindurchgeführt wird, durchströmt. Dies kann gemäß dem Verdampfer 16 des Antriebssystems gemäß der 1 dazu führen, dass ein Fluidauslass 34 an dem bezüglich der Durchströmungsrichtung des Abgases stromauf gelegenen Ende des Verdampfers 16 angeordnet ist. Um einen solchen konventionellen Verdampfer 16 mit einem möglichst geringen konstruktiven Aufwand in ein erfindungsgemäßes Antriebssystem zu integrieren, kann es sinnvoll sein, einen sich an den Fluidauslass 34 anschließenden ersten Abschnitt der Fluidleitung 28 außerhalb des Abgasstrangs anzuordnen und die Fluidleitung 28 erst kurz hinter dem Verdampfer 16 in das Abgasrohr 30 zu überführen. Dadurch wird jedoch grundsätzlich nicht in bestmöglicher Weise von der vorteilhaften Wirkung, die durch die erfindungsgemäße Anordnung der Fluidleitung 28 innerhalb des Abgasrohrs 30 erzielbar ist, Gebrauch gemacht.The drive systems according to the 1 and 2 differ with regard to the design of the evaporator 16 and a consequent different integration between the respective evaporator 16 and the associated expansion device 12 extending fluid line 28 in the exhaust pipe 30 , Both evaporators 16 are basically designed in the form of countercurrent heat exchangers, so that the fluid flowing in the circulatory system of the circulating process device, the evaporator 16 , each starting from a fluid inlet 32 of the evaporator 16 , In principle, or at least initially opposite to the direction with which the exhaust gas through the respective evaporator 16 is passed through, flows through. This can be done according to the evaporator 16 of the drive system according to the 1 cause a fluid outlet 34 at the upstream end of the evaporator with respect to the direction of flow of the exhaust gas 16 is arranged. To such a conventional evaporator 16 to integrate with the least possible design effort in an inventive drive system, it may be useful to one to the fluid outlet 34 subsequent first section of the fluid line 28 to arrange outside the exhaust line and the fluid line 28 just after the evaporator 16 in the exhaust pipe 30 to convict. However, this does not in the best possible way of the advantageous effect, by the inventive arrangement of the fluid line 28 inside the exhaust pipe 30 achievable, use made.
  • Gemäß der 2 kann daher vorgesehen sein, dass das Fluid, nachdem es den Verdampfer 16 zunächst in Gegenrichtung zu dem Abgas durchströmt hat, in diesem wieder bis zu einem bezüglich der Strömungsrichtung des Abgases stromab gelegenen Ende und zu dem dort innerhalb des Abgasstrangs positionierten Fluidauslass 34 des Verdampfers 16 geführt wird und dort in die an den Fluidauslass 34 angeschlossene Fluidleitung 28 überströmt.According to the 2 Therefore, it may be provided that the fluid, after it has first flowed through the evaporator 16 in the opposite direction to the exhaust gas, in this again up to a downstream end with respect to the flow direction of the exhaust gas and to the fluid outlet positioned therein within the exhaust line 34 the evaporator 16 is guided and there in the on the fluid outlet 34 connected fluid line 28 flows over.
  • Die Kreislaufsysteme der Kreisprozessvorrichtungen gemäß den 1 und 2 umfassen weiterhin noch jeweils einen die dazugehörige Expansionsvorrichtung 12 umgehenden Bypass 36, wobei die Teilmengen des über den Bypass 36 einerseits und die dazugehörige Expansionsvorrichtung 12 andererseits zu führenden Fluids jeweils mittels einer Ventilvorrichtung 38, beispielsweise mittels eines 3-Wege-Ventils, einstellbar sind. Die Ventilvorrichtung 38 kann dabei mittels einer nicht dargestellten Steuerungsvorrichtung ansteuerbar sein.The circulatory systems of the cycle processing apparatus according to 1 and 2 each still further include a respective expansion device 12 immediate bypass 36, with the subsets of the bypass 36 on the one hand and the associated expansion device 12 on the other hand to leading fluids each by means of a valve device 38 , For example by means of a 3-way valve, are adjustable. The valve device 38 can be controlled by means of a control device, not shown.
  • Zur Beschreibung des Wärmeübergangs eines in Längsrichtung umströmten Rohres (z.B. die Fluidleitung 28) gilt allgemein: q ˙ = α ( T T W a n d ) .
    Figure DE102017105612A1_0001
    To describe the heat transfer of a tube flowed around in the longitudinal direction (eg the fluid line 28 ) generally applies: q ˙ = α ( T - T W a n d ) ,
    Figure DE102017105612A1_0001
  • Dabei stellt α den Wärmeübergangskoeffizienten, T die Temperatur des das Rohr umströmenden Gases (z.B. Umgebungsluft oder Abgas) und TWand die Temperatur der Wandung des Rohrs, die mit der Temperatur des das Rohr durchströmenden Fluids gleichgesetzt werden kann, dar.In this case, α represents the heat transfer coefficient, T is the temperature of the gas flowing around the pipe (eg ambient air or exhaust gas) and T wall is the temperature of the wall of the pipe, which can be equated with the temperature of the fluid flowing through the pipe.
  • Der Wärmeübergangskoeffizient α berechnet sich gemäß: α = λ N u L .
    Figure DE102017105612A1_0002
    λ stellt dabei die Wärmeleitfähigkeit des das Rohr umströmenden Gases, Nu die sogenannte Nußelt-Zahl und L die Länge des Rohrs dar.
    The heat transfer coefficient α is calculated according to: α = λ N u L ,
    Figure DE102017105612A1_0002
    λ represents the thermal conductivity of the gas flowing around the tube, Nu the so-called Nusselt number and L is the length of the tube.
  • Für die Nußelt-Zahl gilt (gemäß dem VDI-Wärmeatlas): N u = 2 0,55 K + 10 9 0,95 K 0,1
    Figure DE102017105612A1_0003
    mit dem Krümmungsparameter K: K = υ L r 2 c ,
    Figure DE102017105612A1_0004
    wobei v die kinematische Viskosität des das Rohr umströmenden Gases, r der Außenradius des Rohrs und c die Strömungsgeschwindigkeit des umströmenden Gases ist.
    For the Nusselt number applies (according to the VDI Heat Atlas): N u = 2 0.55 K + 10 9 0.95 K 0.1
    Figure DE102017105612A1_0003
    with the curvature parameter K: K = υ L r 2 c .
    Figure DE102017105612A1_0004
    where v is the kinematic viscosity of the gas flowing around the pipe, r is the outer radius of the pipe and c is the flow velocity of the gas flowing around.
  • Die obige Gleichung für die Nußelt-Zahl gilt dabei für die Prandtl-Zahl Pr = 0,7 und den Bereich für den Krümmungsparameter K, der zwischen 10-3 und 104 liegt.The above equation for the Nusselt number applies to the Prandtl number Pr = 0.7 and the range for the curvature parameter K, which is between 10 -3 and 10 4 .
  • Um die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung der Fluidleitung innerhalb des Abgasrohrs zu verdeutlichen, wurde auf Basis der obigen Berechnungsgleichungen verglichen, welche Wärmeübergangskoeffizienten für die Anordnung der Fluidleitung einerseits innerhalb und andererseits außerhalb des Abgasrohres zu erwarten sind. Bei einer (nicht abgeschirmten) Anordnung außerhalb des Abgasrohres entspricht dabei die Strömungsgeschwindigkeit des die Fluidleitung umströmenden Gases (Umgebungsluft) in etwa der Fahrzeuggeschwindigkeit. Bei einer Anordnung innerhalb des Abgasrohres ist dagegen die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Abgasrohr relevant.To clarify the advantages of the inventive arrangement of the fluid line within the exhaust pipe, was compared based on the above calculation equations, which heat transfer coefficients are expected for the arrangement of the fluid line on the one hand inside and outside of the exhaust pipe. In the case of a (non-shielded) arrangement outside the exhaust pipe, the flow velocity of the gas flowing around the fluid line (ambient air) corresponds approximately to the vehicle speed. In an arrangement within the exhaust pipe, however, the flow rate of the exhaust gas in the exhaust pipe is relevant.
  • Für die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases in dem Abgasrohr gilt: c = 4 m ˙ A b g a s ρ A b g a s π d A b g a s r o h r ,
    Figure DE102017105612A1_0005
    wobei ṁAbgas der Massenstrom des Abgases durch das Abgasrohr, ρAbgas die Dichte des Abgases und dAbgasrohr der Innendurchmesser des Abgasrohrs ist.
    For the flow rate of the exhaust gas in the exhaust pipe, the following applies: c = 4 m ˙ A b G a s ρ A b G a s π d A b G a s r O H r .
    Figure DE102017105612A1_0005
    where ṁ exhaust gas is the mass flow of the exhaust gas through the exhaust pipe, ρ exhaust gas is the density of the exhaust gas and d exhaust pipe is the inner diameter of the exhaust pipe.
  • Der Vergleich zeigt, dass bei üblicher Auslegung eines Antriebssystems für ein Kraftfahrzeug damit gerechnet werden kann, dass bereits ab einer relativ geringen Fahrzeuggeschwindigkeit die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases geringer ist als die Fahrzeuggeschwindigkeit, wie dies in der Fig. 4 für ein Fallbeispiel und für drei Fahrzeuggeschwindigkeiten vFahrzeug in Höhe von 50 km/h, 95 km/h und 130 km/h dargestellt ist. Dabei zeigt die mit durchgezogener Linie dargestellte Kurve eine Umströmung der Fluidleitung 28 durch die Umgebungsluft, d.h. bei einer nichtabgeschirmten Anordnung außerhalb des Abgasrohrs 30, und die gestrichelt dargestellte Kurve eine Umströmung durch das Abgas, d.h. bei einer erfindungsgemäßen Anordnung der Fluidleitung innerhalb des Abgasrohrs 30. Auf der Horizontalachse ist dabei die Strömungsgeschwindigkeit vGas des die Fluidleitung umströmenden Gases (Umgebungsluft oder Abgas) in km/h und auf der Vertikalachse der sich ergebende Wärmeübergangskoeffizient α in W/K dargestellt. In dem betrachteten Geschwindigkeitsbereich würden die Abgastemperaturen hinter dem Verdampfer 16 typischerweise im Bereich von 80°C bis 130°C liegen.The comparison shows that the usual design of a drive system for a motor vehicle can be expected that even at a relatively low vehicle speed, the flow velocity of the exhaust gas is less than the vehicle speed, as shown in FIG. 4 for a case example and for three vehicle speeds v Vehicle in the amount of 50 km / h, 95 km / h and 130 km / h is shown. In this case, the curve shown by a solid line shows a flow around the fluid line 28 by the ambient air, ie in a non-shielded arrangement outside the exhaust pipe 30 , And the dashed curve shown a flow around the exhaust, ie in an inventive arrangement of the fluid line within the exhaust pipe 30 , On the horizontal axis, the flow velocity v Gas of the gas flowing around the fluid line (ambient air or exhaust gas) in km / h and on the vertical axis of the resulting heat transfer coefficient α in W / K is shown. In the considered speed range, the exhaust gas temperatures would be behind the evaporator 16 typically in the range of 80 ° C to 130 ° C.
  • Die 4 verdeutlicht, dass sich der Wärmeübergangskoeffizient a, jeweils bezogen auf eine definierte Fahrzeuggeschwindigkeit, durch die Anordnung der Fluidleitung 28 innerhalb des Abgasrohrs 30 signifikant reduzieren lässt.The 4 illustrates that the heat transfer coefficient a, in each case based on a defined vehicle speed, by the arrangement of the fluid line 28 inside the exhaust pipe 30 significantly reduced.
  • Für die Erstellung des Diagramms gemäß der 4 wurden die folgenden Parameter gewählt: r = 6 mm; L = 1 m und dAbgasrohr = 0,065m.For the creation of the diagram according to the 4 the following parameters were chosen: r = 6 mm; L = 1 m and d exhaust pipe = 0.065m.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1010
    Verbrennungsmotorinternal combustion engine
    1212
    Expansionsvorrichtungexpansion device
    1414
    Pumpepump
    1616
    VerdampferEvaporator
    1818
    Brennraumcombustion chamber
    2020
    Abgasnachbehandlungsvorrichtungexhaust aftertreatment device
    2222
    Kondensatorcapacitor
    2424
    Ausgleichsbehältersurge tank
    2626
    Elektromaschineelectric machine
    2828
    Fluidleitungfluid line
    3030
    Abgasrohrexhaust pipe
    3232
    Fluideinlass des VerdampfersFluid inlet of the evaporator
    3434
    Fluidauslass des VerdampfersFluid outlet of the evaporator
    3636
    Bypassbypass
    3838
    Ventilvorrichtungvalve device
    4040
    Abgasauslassexhaust outlet
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • DE 102009028467 A1 [0003]DE 102009028467 A1 [0003]
    • WO 2012/025776 A1 [0004]WO 2012/025776 A1 [0004]
    • DE 69524414 T2 [0005]DE 69524414 T2 [0005]
    • DE 102012113092 A1 [0006]DE 102012113092 A1 [0006]
    • DE 602005001788 A1 [0006]DE 602005001788 A1 [0006]
    • DE 102016100298 A1 [0006]DE 102016100298 A1 [0006]

Claims (6)

  1. Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, die einen Verbrennungsmotor (10) sowie einen Abgasstrang, über den Abgas aus dem Verbrennungsmotor (10) abführbar ist, umfasst, und mit einer Kreisprozessvorrichtung, wobei die Kreisprozessvorrichtung ein Kreislaufsystem für ein Fluid umfasst, in das - ein in den Abgasstrang der Brennkraftmaschine integrierter Verdampfer (16) zum Verdampfen des Fluids, - eine Expansionsvorrichtung (12) zum Expandieren des Fluids, - ein Kondensator (22) zum Kondensieren des Fluids und - eine Pumpe (14) zum Fördern des Fluids in dem Kreislaufsystem integriert sind, wobei der Verdampfer (16) und die Expansionsvorrichtung (12) beabstandet voneinander in das Antriebssystem integriert und mittels einer Fluidleitung (28) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, die Fluidleitung (28) zumindest teilweise innerhalb eines Abgasrohrs (30) des Abgasstrangs geführt ist.Drive system for a motor vehicle with an internal combustion engine, which comprises an internal combustion engine (10) and an exhaust line, via which exhaust gas from the internal combustion engine (10) can be discharged, and with a cycle device, wherein the cycle device comprises a circulation system for a fluid, in which - an evaporator (16) integrated in the exhaust line of the internal combustion engine for evaporating the fluid, - an expansion device (12) for expanding the fluid, - a condenser (22) for condensing the fluid and - a pump (14) for conveying the fluid in the The evaporator (16) and the expansion device (12) are integrated into the drive system at a distance from each other and connected to each other by a fluid line (28), characterized in that the fluid line (28) at least partially within an exhaust pipe (30) of the Exhaust line is guided.
  2. Antriebssystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (28), ausgehend von dem Verdampfer (16), innerhalb des Abgasrohrs (30) in Richtung eines Abgasauslasses (40) des Abgasstrangs geführt ist.Drive system according to Claim 1 , characterized in that the fluid line (28), starting from the evaporator (16), is guided within the exhaust pipe (30) in the direction of an exhaust gas outlet (40) of the exhaust gas line.
  3. Antriebssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (16) stromab einer Abgasnachbehandlungsvorrichtung (20) in den Abgasstrang integriert ist.Drive system according to Claim 1 or 2 , characterized in that the evaporator (16) is integrated downstream of an exhaust aftertreatment device (20) in the exhaust line.
  4. Antriebssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Fluidauslass (34) des Verdampfers (16), an den die Fluidleitung (28) angeschlossen ist, innerhalb des Abgasrohrs (28) befindet.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that a fluid outlet (34) of the evaporator (16), to which the fluid line (28) is connected, located within the exhaust pipe (28).
  5. Antriebssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (16) als Gegenstrom-Wärmetauscher ausgebildet ist.Drive system according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator (16) is designed as a countercurrent heat exchanger.
  6. Kraftfahrzeug mit einem Antriebssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Motor vehicle with a drive system according to one of the preceding claims.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69524414T2 (en) 1995-10-06 2002-08-08 Acotech Trappes Heat recovery system from vehicle exhaust gases
DE602005001788T2 (en) 2004-02-27 2008-04-30 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya Heat recovery system from the exhaust of a motor vehicle
JP2010138884A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Toyota Motor Corp Heat exchanging device and engine
DE102009028467A1 (en) 2009-08-12 2011-02-17 Robert Bosch Gmbh Device for using waste heat
WO2012025776A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Renault Trucks Engine arrangement comprising a heat recovery circuit and an exhaust gases after-treatment system
DE102012113092A1 (en) 2012-10-30 2014-04-30 Hyundai Motor Company Waste heat recovery system of a vehicle
DE102016100298A1 (en) 2015-01-14 2016-07-14 Ford Global Technologies, Llc Heat exchanger for Rankine cycle in a vehicle
AT517368A1 (en) * 2015-06-24 2017-01-15 Avl List Gmbh Combustion engine with a heat recovery system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69524414T2 (en) 1995-10-06 2002-08-08 Acotech Trappes Heat recovery system from vehicle exhaust gases
DE602005001788T2 (en) 2004-02-27 2008-04-30 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya Heat recovery system from the exhaust of a motor vehicle
JP2010138884A (en) * 2008-12-15 2010-06-24 Toyota Motor Corp Heat exchanging device and engine
DE102009028467A1 (en) 2009-08-12 2011-02-17 Robert Bosch Gmbh Device for using waste heat
WO2012025776A1 (en) 2010-08-27 2012-03-01 Renault Trucks Engine arrangement comprising a heat recovery circuit and an exhaust gases after-treatment system
DE102012113092A1 (en) 2012-10-30 2014-04-30 Hyundai Motor Company Waste heat recovery system of a vehicle
DE102016100298A1 (en) 2015-01-14 2016-07-14 Ford Global Technologies, Llc Heat exchanger for Rankine cycle in a vehicle
AT517368A1 (en) * 2015-06-24 2017-01-15 Avl List Gmbh Combustion engine with a heat recovery system

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