DE1455712C3 - Fahrgastraumheizungs- und Kühlmittelvorwärmanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fahrgastraumheizungs- und Kühlmittelvorwarmanlage für Kraftfahrzeuge, welche eine selbständige, von einem Verbrennungsluftstrom und einem Heizluftstrom durchsetzten Verbrennungseinrichtung und einen im Nebenschluß in den Kühlmittelkreislauf in der Brennkraftmaschine einbezogenen Wärmetauscher umfaßt.

Es sind selbständige Verbrenniingseinrichtungcn zum Aufheizen von Frischluft bekannt (DT-PS 9 75 062), welche zur Beheizung des Fahigastraumes von Kraftfahrzeugen dienen. Da derartige Einrichtungen über eine rasch einsetzende Wärmeabgabe verfügen, wurden sie, um das Anlassen der Brennkraftmaschine zu erleichtern, bereits mit einer Kühlmittelvorwarmanlage kombiniert. Zu diesem Zweck ist bei den bekannten Ausführungen der die Warmluft führende Schacht derart erweitert, daß dort ein Wärmetauscher für das Kühlwasser der Maschine untergebracht werden kann. Durch eine Ventileinrichtung wird die Warmluft wahlweise über den Wärmetauscher oder unter Umgehung desselben direkt in das Wageninnere geleitet. Die Unterbringung des Wärmetauschers in dem Warmluftschacht hat neben baulichen und regeltechnischen Schwierigkeiten den großen Nachteil, daß gerade in der kritischen Startpha.se des Fahrzeuges, d.h. wenn das Kühlmittel der Brennkraftmaschine aufgeheizt werden muß, durch den Wärmetauscher ein solch großer Wärmeentzug erfolgt, daß die verbleibende Wärmemenge der Verbrennungseinrichtung nicht zur gleichzeitigen Aufheizung des Wageninneren sowie der weiter am Anlaßvorgang beteiligten Aggregate, beispielsweise der Batte-ien, genügt. Für im Freien abgestellte Fahrzeuge, die möglichst ohne Zeitverzug einsatzbereit sein müssen, sind infolgedessen derartige Anlagen ungeeignet.

Des weiteren ist durch die DT-PS 8 28 053 eine Heizungs- und Kühlmittelvorwarmanlage für K.-aftfahrzeuge bekannt, bei der die Abgase des Fahrzeugantriebsmotors über einen Wärmetauscher dem Hauptauspuffrohr zugeleitet werden. Dem Luftheizraum des Wärmetauschers wird während der Fahrt über ein durch einen Riementrieb des Fahrzeugantriebsmotors angetriebenes Heizgebläse Heizluft zugeführt und von diesem über ein Rohr zu den Warmluftentnahmestellen geleitet. Bei Stillstand des Fahrzeuges und stillstehendem Fahrzeugantriebsmotor wird das Heizluftgebläse von einem Hilfsmotor angetrieben, der von einem Wasserkühlmantel umgeben ist, der in einem Kühlmittelkreislauf des Fahrzeugantriebsmotors integriert ist. Die Abgase des Hilfsmotors werden dem Wärmetauscher zugeführt, so daß auch bei stillstehendem Fahrzeugantriebsmotor die Heizluft in diesem erwärmt

ίο wird. Solange der Hilfsmotor läuft, wird durch dessen Kühlmantel das Wasser im Kühlkreislauf des Fahrzeugantriebsmotors vorgewärmt. Der durch den Kühlmantel des Fahrzeugantriebsmotors gebildete, im Kühlmittelkreislauf desselben angeordnete Wärmetauscher wird dabei von den Abgasen des Hilfsmotors nicht beaufschlagt. Diese Abgase werden lediglich für die Erwärmung der Heizluft in dem in das Abgassystem des Fahrzeugantriebsmotors integrierten Wärmetauscher verwendet.

>.<· Aufgabe der Erfindung ist es, die Fahrgastraumheizungs- und Kühlmittelvorwarmanlage für Kraftfahrzeuge der eingangs genannten Art, mit insbesondere kalter Brennkraftmaschine während der Startphase mit einfachen Mitteln zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine unmittelbar im Abgasstrom der Verbrennungsluft der Verbrennungseinrichtung angeordnet ist. Dadurch wird bei einem wirtschaftlich günstigen Aufbau der Anlage der Vorteil erzielt, daß zur Aufheizung des Wageninneren sowie des Raumes, welcher die zum Anlaßvorgang benötigten Aggregate enthält, die volle Heizleistung des Verbrennungsaggregates zur Verfügung steht, während die Abgase desselben eine rasche und gleichzeitig einsetzende Aufheizung des im Nebenstrom geförderten Kühlmittels der Brennkraftmaschine bewirken. Durch diese Anordnung wird zugleich eine günstige Verlegung der Warmluftleitungen und der Abgasleitimgen der Ver-

mo brennungseinrichtung gewährleistet, wobei die genannten F.inzelheiten sowohl getrennt verlegt wie auch zu einem einheitlichen Gerät zusammengefaßt werden können. Ist dabei in Strömungsrichtung der Abgase der Verbrennungseinrichtung vor dem Wärmetauscher eine durch eine Verschlußklappe regelbare Zweigleitung vorgesehen, die hinter dem Wärmetauscher in eine gemeinsame Abgasleitung mündet, so kann jederzeit während des Betriebes der Verbrennungseinrichtung die Aufheizung des Kühlmittels der Brennkraftmaschine unterbrochen werden.

Zwar ist auch bereits aus der DT-PS 8 77 380 eine Einrichtung zum Anwärmen von Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge bekannt, jedoch weist diese Einrichtung im Gegensatz zu dem von einer selbständigen Verbrennungseinrichtung ausgehenden Anmeldungsgegenstand zwei in funktionellem Zusammenhang zueinander stehende Verbrennungseinrichtungen auf, so daß durch diese Einrichtung der Anmeldungsgegenstand nicht ohne weiteres nahegelegt wird.

Für den Patentanspruch 2 wird nur in Verbindung mit dem Patentanspruch 1 Patentschutz beansprucht.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung anhand eines schematisch angedeuteten Querschnittes durch eine kombinierte Heizungs- und Kühlmittelvorwarmanlage für ein Kraftfahrzeug gezeigt.

Die von der Brennkraftmaschine 1 unabhängig arbeitende Verbrennungseinrichtung 2 besteht aus

einem zylindrischen Gehäuse 3, einer Brennkammer 4 sowie einem Gebläse 5, welches durch einen Elektromotor 6 angetrieben wird. Das Gehäuse 3 besitzt eine gemeinsame Einlaßöffnung 7 für die Heizungs- und Verbrennungsluft sowie einen Warmluftaustritt 8, an welchen eine zum nicht gezeigten Wageninneren führende Leitung 9 sowie eine Zweigleitung 10 angeschlossen ist, die zur Aufheizung weiterer Räume, beispielsweise eines nicht' gezeigten Batterieraumes dient. Der aus der Verbrennungseinrichtung austretende Luftstrom kann durch eine Klappe 11 wahlweise dem einen und/oder anderen Raum zugeleitet werden. Die konzentrisch im Gehäuse 3 gelagerte Brennkammer 4 besitzt eine Lufteinlaßöffnung 12, welche zugleich den Elektromotor 6 des Gebläses 5 aufnimmt. Das gegenüberliegende Ende der Brennkammer 4 ist durch einen Stutzen 13 mit einem zylindrischen Hohlmantel 14 verbunden, durch welchen die Abgase der Brennkammer zu einer das Gehäuse 3 quer durchsetzenden Austrittsöffnung 15 geleitet werden. An die Austrittsöffnung 15 ist eine Abgasleitung 16 angeschlossen, die in einen Abgaskasten 17 mündet. In den Abgaskasten 17 ist ein Wärmetauscher 18 für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine 1 eingesetzt. Der Wärmetauscher 18 ist über eine Zuführungsleitung 19 und eine Abführungsleitung 20 im Nebenstrom an den Kühlmittelkreislauf der Maschine mit dem Kühler 21 angeschlossen. In der Zuführungsleitung 19 ist eine Wasserpumpe 22 angeordnet, welche unabhängig von der Brennkraftmaschine durch einen Elektromotor 23 antreibbar ist. Eine im Querschnitt kleinere Ausgleichsleitung 24 verbindet vor dem Wärmetauscher 18 die Zu- und Abführungsleitungen 19 und 20 .desselben. Im Kasten 17 ist in Strömungsrichtung der Abgase gesehen, vor dem Wärmetauscher 18 eine Verschlußklappe 25 angebracht, die einer Zweigleitung 26 zugeordnet ist. Die Zweigleitung 26 mündet hinter dem Wärmetauscher in eine gemeinsame Austrittsöffnung 27 für die Abgase.

Zur Anlaßvorbereitung der Brennkraftmaschine 1 wird die Verbrennungseinrichtung 2 in Tätigkeit gesetzt, indem das Gebläse 5 auf Drehzahl und in bekannter Weise Kraftstoff in der Brennkammer 4 zur Verbrennung gebracht wird. Die von der Brennkammer 4 abgestrahlte Wärme heizt die vom Gebläse 5 geförderte Frischluft auf und gelangt durch die öffnung 8 hindurch in die Leitung 9, von wo aus sie ins Wageninnere geleitet wird. Bei großer Kälte ist es zweckmäßig, die volle Heizleistung zunächst dem Batterieraum zuzuleiten. Zu diesem Zweck wird vom Fahrer mit Hilfe der Klappe 11 die Leitung 9 verschlossen, so daß die Batterien infolge der sich rasch erhöhenden Raumtemperatur ihre volle Kapazität für den Anlaßvorgang abgeben. Die Anordnung kann dabei derart gewählt werden, daß die Warmluft vom Batterieraum in das Wageninnere zurückgeführt wird. Durch Einschalten des Elektromotors 23 und damit der Pumpe 22 wird zugleich Kühlmittel aus der Brennkraftmaschine angesaugt und durch den Wärmetauscher 18 gepreßt, wo es mit Hilfe der Abgase auf ein Temperaturniveau gebracht wird, welches das Anlassen der Maschine erleichtert. Da durch den erfindungsgemäßen Aufbau eine wesentliche Beschleunigung der genannten Vorkehrungen erreicht wird, kann nach kurzer Zeit die Brennkraftmaschine in Gang gesetzt werden. Wenn die Verbrennungseinrichtung zur Dauerheizung des Wagens weiter betrieben wird, so wird der Abgasstrom derselben über die Zweigleitung 26 unter Umgehung des Wärmetauschers durch die öffnung 27 des Abgaskastens 17 ins Freie geleitet Der Fahrer braucht hierzu lediglich die Klappe 25 umzulegen und den Elektromotor 23 abzustellen. Dieser Vorgang kann auch selbständig von dem Thermostaten des Kühlmittelkreislaufes der Maschine ausgelöst werden, wenn das Kühlmittel die normale Betriebstemperatur erreicht hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fahrgastraumheizungs- und Kühlmittelvorwärm-Anlage für Kraftfahrzeuge, welche eine selbständige, von einem Verbrennungsluftstrom und einem Heizluftstrom durchsetzten Verbrennungseinrichtung und einen im Nebenschluß in den Kühlmittelkreislauf der Brennkraftmaschine einbezogenen Wärmetauscher umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (18) für das Kühlmittel der Brennkraftmaschine (1) unmittelbar im Abgasstrom der Verbrennungsluft der Verbrennungseinrichtung (2) angeordnet ist.

2. Fahrgastraumheizungs- und Kühlmittelvorwärm-Anlage nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der Abgase der Verbrcnnungscinrichtung (2) vor dem Wärmetauscher (18) eine durch eine Verschlußklappe (25) regelbare Zweigleitung (26) vorgesehen ist, die hinter dem Wärmetauscher (18) in eine gemeinsame Abgasleitung (27) mündet.