DE202012101311U1 - Heating device for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Erwärmungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorraumverkleidung (2), insbesondere eine Motorschutzverkleidung, so ausgeführt ist, dass sie ein flächiges, elektrisch betriebenes Heiztextil (3) aufweist.Heating device for an internal combustion engine, characterized in that an engine compartment cover (2), in particular an engine protective cover, is designed such that it has a flat, electrically operated heating textile (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Erwärmungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor. The invention relates to a heating device for an internal combustion engine.
Vor allem Verbrennungsmotoren, sowohl Otto- als auch Dieselmotoren, leiden bei großer Kälte unter Startschwierigkeiten und haben zudem eine wesentlich längere Warmlaufphase. Diese wirkt sich wiederum nachteilig auf die Emissionswerte und das Verschleißverhalten der Motoren aus. In particular, internal combustion engines, both petrol and diesel engines, suffer from starting difficulties when they are very cold and also have a much longer warm-up phase. This, in turn, has a detrimental effect on the emission values and the wear behavior of the engines.
Bekannt sind verschiedene Maßnahmen, um diesem Mangel zu begegnen. Diese Maßnahmen beinhalten sowohl konstruktive Ausführungen der Motoren, spezielle wintertaugliche Schmier- und Kraftstoffe als auch Zusatzgeräte, wie integrierte Dieselzusatzheizungen zum Vorwärmen des Motors, Kühlerverkleidungen oder auch elektrische Kühlwasserheizungen. All diese Maßnahmen sind zum Teil mit erheblichem technischem und Kostenaufwand verbunden. Andere Maßnahmen begegnen Sicherheitsbedenken, wenn beispielsweise unter den Fahrzeugen ein Wärmefeuer entfacht wird. Various measures are known to address this deficiency. These measures include constructive versions of the engines, special winter-proof lubricants and fuels as well as additional equipment, such as integrated diesel auxiliary heaters for preheating the engine, radiator cowlings or electric cooling water heaters. All these measures are sometimes associated with considerable technical and cost. Other measures address safety concerns when, for example, a heat fire is ignited among vehicles.
So beschreibt beispielsweise die Druckschrift
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine preisgünstige und robuste Erwärmungseinrichtung für eine Motorraumverkleidung eines Kraftfahrzeugs anzubieten, die flexibel an die Kontur der Motorraumverkleidung anpassbar oder in diese leicht integrierbar ist. The invention is therefore based on the object to offer a low-cost and robust heating device for an engine compartment trim of a motor vehicle, which is flexibly adaptable to the contour of the engine compartment trim or easily integrated into this.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Erwärmungseinrichtung für einen Verbrennungsmotor, wobei eine Motorraumverkleidung, insbesondere eine Motorschutzverkleidung, so ausgeführt ist, dass sie ein flächiges, elektrisch betriebenes Heiztextil aufweist. Ein Heiztextil ist kostengünstig, in der Leistung an den Einsatzfall anpassbar und im Einsatz variierbar und es passt sich hervorragend an Flächen verschiedener Formen und Konturen an. Damit kann sowohl eine Erwärmung technischer Bauteile erfolgen, um deren Funktion zu optimieren. Vor allem bei Verbrennungsmotoren, sowohl Otto- als auch Dieselmotoren, werden durch ein Warmhalten oder eine Beheizung rechtzeitig vor dem Anlassen des Motors Startschwierigkeiten und eine längere Warmlaufphase vermieden. Dadurch werden Emissionen während der Warmlaufphase gesenkt und der Verschleiß des Motors durch Kaltlauf vermindert. The object of the invention is achieved by a heating device for an internal combustion engine, wherein an engine compartment lining, in particular a motor protection panel, is designed so that it has a flat, electrically operated heating textile. A heating textile is cost-effective, adaptable in performance to the application and variable in use and it adapts perfectly to surfaces of different shapes and contours. This can be done both a heating of technical components to optimize their function. Especially in internal combustion engines, both gasoline and diesel engines, are avoided by keeping warm or heating in good time before starting the engine start-up problems and a longer warm-up phase. This reduces emissions during the warm-up phase and reduces engine wear due to cold running.
Heiztextile sind nach dem Stand der Technik bekannt. Sie werden in textilen Anwendungen bereits verwendet und weisen leitende Fasern in ihrem textilen Faserverbund auf, die elektrisch leitend sind. Werden sie mit elektrischem Strom beaufschlagt, fällt Wärme an, die für einen Heizeffekt genutzt wird. Heating textiles are known in the art. They are already used in textile applications and have conductive fibers in their textile fiber composite, which are electrically conductive. When they are supplied with electric current, heat accumulates, which is used for a heating effect.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heiztextil in der Weise mit der Komponente verbunden, dass die Verbindung im Zuge der Herstellung der Motorraumverkleidung erfolgt. Dies kann besonders vorteilhaft beim Laminieren erfolgen, wenn beispielsweise eine der mittels Harz zusammenzufügenden Schichten ein Heiztextil ist. Ebenso ist vorgesehen, das Heiztextil in eine Gießform einzubringen, worauf der Gießvorgang erfolgt und das Heiztextil in die Schmelze, in aller Regel ein Kunststoff oder ein Harz, einbettet. In a preferred embodiment of the invention, the heating textile is connected to the component in such a way that the connection takes place during the production of the engine compartment lining. This can be carried out particularly advantageously during lamination, for example if one of the layers to be joined by means of resin is a heating textile. It is also provided to introduce the Heiztextil in a mold, whereupon the casting process takes place and the Heiztextil in the melt, usually a plastic or a resin, embeds.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Heiztextil in der Weise mit der Komponente verbunden, dass die Verbindung auch nachträglich erfolgen kann. Dies erfolgt durch universelle Fügeverfahren, beispielsweise Kleben oder Laminieren, oder aber mittels anderer Befestigungsverfahren, wie z.B. Nieten oder Schrauben. Beide Grundverfahren können auch kombiniert werden, wie z.B. eine verklebte Nietung. Durch das Fügen wird das Heiztextil flächig mit anderen beliebigen Formen verbunden. Wegen der Flexibilität des Heiztextils kann es sich auch an komplizierte Geometrien anpassen und mit dem Untergrund eine vollflächige, feste, insbesondere auch gut wärmeübertragende Verbindung eingehen. In an alternative embodiment, the heating textile is connected to the component in such a way that the connection can also be made subsequently. This is done by universal joining methods, for example by gluing or laminating, or by other methods of attachment, e.g. Rivets or screws. Both basic methods can also be combined, e.g. a glued riveting. By joining the Heiztextil is connected flat with other arbitrary forms. Because of the flexibility of the heating textile, it can also adapt to complicated geometries and enter into a full-surface, solid, and in particular also good heat-transferring connection with the substrate.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Heiztextil wahlweise mit einer Bordspannung eines Fahrzeugs oder einer Netzspannung betreibbar ist. Damit ist es möglich, die Heizung, in der das Heiztextil als Heizelement verwendet wird, sowohl für das Warmhalten des Motors, z.B. beim Parken, über längere Zeit durch Fremdspannung, beispielsweise mit Netzspannung 230 V, abzusichern. Dies ist auch praktikabel, da in nördlichen Regionen Parkplätze oft mit Elektroenergieanschluss ausgestattet sind. Die Heizung während der Warmlauf- bzw. Warmfahrphase wird wiederum vom Bordnetz aus, beispielsweise mit einer Fahrzeugbetriebsspannung von 24 V, bestritten. Eine Ausführungsform sieht dazu einen Umrichter vor, der mit der Netzspannung oder der Bordspannung mit Energie versorgt wird, und eine Betriebsspannung für das Heiztextil abgibt. It has proved to be advantageous if the heating textile can be operated optionally with an on-board voltage of a vehicle or a mains voltage. Thus it is possible to use the heater in which the heating textile is used as a heating element both for keeping the engine warm, e.g. when parking, for a long time by external voltage, for example, with mains voltage 230 V, hedge. This is also practicable, since in northern regions parking lots are often equipped with electrical energy connection. The heating during the warm-up or warm-up phase, in turn, from the electrical system, for example, with a vehicle operating voltage of 24 V, contested. One embodiment provides for this an inverter, which is supplied with the mains voltage or the on-board voltage with energy, and outputs an operating voltage for the Heiztextil.
Besonders bevorzugt weist das Heiztextil wenigstens einen ersten, beispielsweise niederohmigen Heizleiter mit einem ersten Anschluss, beispielsweise für eine Netzspannung, und wenigstens einen zweiten, beispielsweise hochohmigen Heizleiter mit einem zweiten Anschluss, beispielsweise für eine Bordspannung auf. Die Heizleiter sind isoliert und unabhängig voneinander in das Heiztextil integriert. Sie geben beim Betrieb mit der jeweils vorgesehenen Betriebsspannung dieselbe Wärmeleistung ab. Es ist auch vorgesehen, das Heiztextil für mehr als zwei Betriebsspannungen auszustatten oder die Heizleiter für die einfache Schaltung von verschiedenen Leistungsstufen des Heiztextils zu nutzen, indem unterschiedliche Heizleiter angesteuert werden. Weiterhin kann auch in der bevorzugten Ausführungsform eine besonders hohe Heizleistung erzielt werden, wenn die Heizleiter für eine Bordspannung und die Heizleiter für eine Netzspannung zugleich betrieben werden. Particularly preferably, the heating textile has at least one first, for example low-resistance heating conductor with a first connection, for example for a mains voltage, and at least one second, for example high-resistance heating conductor with a second connection, for example for an on-board voltage. The heating conductors are insulated and integrated into the heating textile independently of each other. They emit the same heat output during operation with the respectively provided operating voltage. It is also provided to equip the Heiztextil for more than two operating voltages or to use the heating element for the simple circuit of different power levels of the heating textile by different heat conductors are driven. Furthermore, a particularly high heating power can be achieved in the preferred embodiment, when the heating element for an on-board voltage and the heating element for a mains voltage are operated at the same time.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Steuereinrichtung mit Sensoren vorgesehen ist. Als Sensoren sind bevorzugt Temperatursensoren vorgesehen, die wenigstens einen Temperaturmesswert an die Steuereinrichtung liefern. Die Steuereinrichtung steuert das Heiztextil auf Basis der Temperaturmesswerte, sie steuert aber in einer besonders bevorzugten Ausführungsform auch die Spannungsversorgung in der Weise, dass die zu nutzende Spannungsquelle angesteuert und auch die entnommene Energiemenge ggf. begrenzt wird, z.B. wenn die Energie aus einem Akkumulator entnommen wird. Die Sensoren können leitungsgebunden ausgeführt und über eine Signalleitung mit der Steuereinrichtung verbunden oder über eine drahtlose, z.B. Funkverbindung angebunden sein. It is also advantageous if a control device is provided with sensors. As sensors, temperature sensors are preferably provided which provide at least one temperature measurement value to the control device. The control device controls the Heiztextil based on the temperature readings, but it controls in a particularly preferred embodiment, the power supply in such a way that the voltage source to be used is controlled and the amount of energy removed, if necessary, limited, for. when the energy is taken from an accumulator. The sensors may be wired and connected via a signal line to the controller or via a wireless, e.g. Radio connection be connected.
Es ist günstig, wenn mit der Bordelektronik des Fahrzeugs verbundene Temperaturüberwachung und temperaturabhängige Steuerung vorgesehen sind. Dadurch wird die Beheizung je nach Einsatzfall koordiniert und effizient gesteuert. Das System aktiviert sich bei eintretender Notwendigkeit selbst, z.B. wenn ein Motor eine bestimmte Temperatur unterschreitet, und deaktiviert sich, z.B. nach Erreichen der Warmlaufphase. It is advantageous if associated with the on-board electronics of the vehicle temperature monitoring and temperature-dependent control are provided. As a result, the heating is coordinated and efficiently controlled depending on the application. The system activates itself when the need arises, e.g. when an engine falls below a certain temperature and deactivates, e.g. after reaching the warm-up phase.
Vorteilhaft ist es, wenn die Erwärmungseinrichtung eine Isolationsschicht umfasst, die so angeordnet ist, dass die Wärme in Richtung des zu erwärmenden Bauteils ungehindert abgegeben und in der Gegenrichtung eine Wärmeabgabe vermindert wird. Damit werden Leistungsverluste vermieden und bei konstanter Wirksamkeit eine geringere Heizleistung erforderlich. Zudem wird die unerwünschte Erwärmung benachbarter Bereiche oder Bauteile vermieden. It is advantageous if the heating device comprises an insulating layer which is arranged so that the heat is released unhindered in the direction of the component to be heated and in the opposite direction, a heat output is reduced. This avoids power losses and, with constant efficiency, requires less heating power. In addition, the undesirable heating of adjacent areas or components is avoided.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Isolationsschicht als Wärmeschutzanstrich bzw. alternativ oder in Ergänzung dazu als ein dünnschichtiges Isolationsmaterial ausgeführt ist. Hierdurch ist keine wesentliche Zunahme von Gewicht und Materialstärke verbunden. Letzteres ist besonders vorteilhaft bei einer nachträglichen Installation des Heiztextils, denn die Bauhöhe des elektrischen Heizelements einschließlich Isolationsschicht beträgt nur wenige Millimeter. Damit kann ein solches Heizelement auch in übliche Motorschutzverkleidungen nachträglich ein- oder aufgebracht werden. Dabei ist die Isolationsschicht zwischen dem Heiztextil und der Motorschutzverkleidung angeordnet. It is particularly advantageous if the insulating layer is designed as a heat-protective coating or alternatively or in addition to it as a thin-layer insulation material. As a result, no significant increase in weight and material thickness is connected. The latter is particularly advantageous in a subsequent installation of the Heiztextils, because the height of the electric heating element including insulation layer is only a few millimeters. Thus, such a heating element can also be subsequently applied or applied in conventional motor protection panels. In this case, the insulating layer between the Heiztextil and the engine guard is arranged.
Ein solches dünnschichtiges Isolationsmaterial ist besonders wirksam, wenn es Mikrokeramikkugeln umfasst, die eine besonders hohe Isolations- und thermische Reflexionswirkung aufweisen. Zudem kann das Heizelement dadurch sehr leicht der komplizierten Konfiguration und Form einer Motorschutzverkleidung abgepasst werden. Such a thin-layered insulating material is particularly effective when it comprises micro-ceramic beads which have a particularly high insulation and thermal reflection effect. In addition, the heating element can be very easily fitted the complicated configuration and shape of a motor protection panel.
Weitere Einzelheiten und Vorteile sind der Beschreibung der Figuren zu entnehmen. Es zeigen: Further details and advantages can be found in the description of the figures. Show it:
Die Verbindung zwischen Motorraumverkleidung
Eine Steuereinrichtung
Die Steuereinrichtung
Beispielsweise sind folgende Schaltfunktionen vorgesehen. Bei tiefen Außentemperaturen wird das Heiztextil
Zudem ist die Steuereinrichtung
Dadurch kann auf derselben Fläche mehr als eine Heizung integriert werden, die mit unterschiedlichen Spannungen betrieben und/ oder unterschiedliche Heizleitungen aufweisen. Diese unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften können durch eine Variation wenigsten einer der Größen spezifischer elektrischer Widerstand des Leitermaterials, Leiterquerschnitt und Leiterlänge erzielt werden. Wenn es sich um einen Halbleiter handelt, kann der Widerstand bzw. die Heizleistung darüber hinaus auch durch den Grad der Dotierung eingestellt werden. As a result, more than one heater can be integrated on the same surface, which operate with different voltages and / or have different heating cables. These different electrical properties can be achieved by varying at least one of the sizes of electrical resistivity of the conductor material, conductor cross-section, and conductor length. Moreover, if it is a semiconductor, the resistance or heating power can also be adjusted by the degree of doping.
In der vorliegenden Anwendung kann beispielsweise der Heizleiter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Erwärmungseinrichtungheater
- 22
- MotorraumverkleidungEngine cowling
- 33
- Heiztextilheating textile
- 44
- Isolationsschichtinsulation layer
- 55
- Heizleiter niederohmigHeating conductor low resistance
- 66
- Heizleiter hochohmigHeating conductor high resistance
- 77
- Spannungsversorgung NetzspannungPower supply Mains voltage
- 88th
- Spannungsversorgung BordspannungPower supply on-board voltage
- 99
- Umrichterinverter
- 1010
- Verbrennungsmotorinternal combustion engine
- 1111
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1212
- Signalleitungsignal line
- 1313
- Sensor (leitungsgebunden)Sensor (wired)
- 1414
- Sensor (drahtlos)Sensor (wireless)
- 1515
- Energieleitung/Anschluss NetzspannungPower line / connection mains voltage
- 1616
- Energieleitung/Anschluss BordspannungPower line / terminal board voltage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 8531912 U1 [0004] DE 8531912 U1 [0004]
- DE 10301448 A1 [0004] DE 10301448 A1 [0004]
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DE201220101311 DE202012101311U1 (en) | 2012-04-12 | 2012-04-12 | Heating device for an internal combustion engine |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202012101311U1 true DE202012101311U1 (en) | 2012-06-26 |
Family
ID=46580070
Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8531912U1 (en) | 1985-11-12 | 1986-02-20 | Unterreithmeier, Friedrich, 8000 München | Fuel preheaters for internal combustion engines |
DE10301448A1 (en) | 2003-01-10 | 2004-07-22 | Behr Thermot-Tronik Gmbh | Device to control the temperature of motor vehicle lubricating oil especially gear oil has oil coolant heat exchanger and thermostatic valve |
-
2012
- 2012-04-12 DE DE201220101311 patent/DE202012101311U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20120816 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |