DE2127300B2

DE2127300B2 - Einrichtung zur die nachverbrennung foerdernden erwaermung der abgase von brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE2127300B2
Application number: DE19712127300
Authority: DE
Inventors: Kenji Yokosuka Masaki (Japan)
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1970-06-02
Filing date: 1971-06-02
Publication date: 1976-04-15
Also published as: DE2127300A1; CA940400A; US3732696A; FR2095607A5

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur die Nachverbrennung fördernden Erwärmung der Abgase von Brennkraftmaschinen, für Kraftfahrzeuge durch Wärmetausch mit Heizgasen, die unterhalb einer bestimmten, mittels signalgebender Fühler gemessener Temperatur der Abgase durch Brennstoffzufuhr und Zündung erzeugt werden.

Experimente, die mit verschiedenen wassergekühlten benzinbetriebenen Brennkraftmaschinen durchgeführt wurden, zeigen, daß die Konzentrationen der in den Motorabgasen enthaltenen unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde eng auf die Temperaturen der Abgase und des Kühlwassers bezogen sind und daß die Temperatur der Abgase umso niedriger ist, je niedriger die Temperatur des Kühlwassers ist. Die Konzentrationen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde steigen plötzlich an, wenn die Kühlwassertemperatur über etwa 50⁰C hinauf ansteigt, und demgemäß steigt die Temperatur der Abgase über etwa 55O⁰C an. In der Zeit, in der das Kühlwasser und die Abgase bis zu diesen Temperaturen erwärmt werden, muß das Fahrzeug in etwa zwei Fahrzyklen gefahren werden. Der Ausdruck »Fahrzyklus« bezieht sich auf einen Zyklus einer bestimmten Fahrart des Fahrzeuges, beispielsweise Leerlauf, Beschleunigen, normales Fahren und Verzögern. Die Konzentrationen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlen-Monoxyde werden auf Minimalwerte verringert, wenn die Temperaturen des Kühlwassers und der Abgase etwa 8O⁰C und 600⁰C erreichen. Damit diese Temperaturen erreicht werden und die Konzentrationen der giftigen Bestandteile minimal gemacht werden, muß das Fahrzeug in etwa drei Fahrzyklen oder in anderen Worten für etwa 7 Minuten und über eine Strecke von etwa 4 km gefahren werden. Nachdem diese Temperaturen durch das Kühlwasser und die Abgase erreicht worden sind, werden die minimalen Konzentrationen entsprechend den Untersuchungen im wesentlichen aufrechterhalten.

Es ergibt sich somit, daß die Konzentrationen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde erfolgreich verringert werden können, wenn die Abgase und/oder das Kühlwasser in einer verkürzten Zeitperiode beim Maschinenaufwärmvorgang erwärmt werden. Unter dem Aufwärmvorgang wird hier ein Vorgang verstanden, bei dem die Maschine erwärmt wird, bis die Temperaturen erreicht werden, die Minimalwerte der Konzentrationen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und .Kohlenmonoxyde ergeben. Die Zeitperiode des Aufwärmvorgangs wird weiter verkürzt, wenn das Kühlwasser und auch die Abgase gleichzeitig erwärmt werden.

Es ist eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung bekannt (US-PS 34 31 144). Bei dieser werden die Abgase im Abgasrohr mit erwärmter Luft und Brennstoff angereichert und anschließend in einem Nachverbrenner verbrannt, dem ein Wärmetauscher nachgeschaltet ist, über den die dem frischen Abgas zuzuführende Luft erwärmt wird. Die Stelle für das Erwärmen oder Nachverbrennen der Abgase liegt in diesem bekannten Fall durch die Eingliederung einer Mischkammer in die Abgasleitung verhältnismäßig weit von der Brennkraftmaschine entfernt, so daß die notwendige Zeit für das Aufwärmen der Abgase und die erforderliche Wärmemenge verhältnismäßig groß sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei der die Maschinenabgase möglichst zu einem Zeitpunkt geringsten Wärmeverlusts für die Nachverbrennung erwärmt werden.

Diese Aufgabe ist dadurch gelost, daß die Einrichtung unmittelbar an der Austrittsöffnung der Maschine angeordnet ist. Die Abgase sind in der Nähe der Maschinenaustrittsöffnung am heißesten, so daß die notwendige Zeitspanne und Wärmemenge, wie sie zum Erwärmen der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur beim Aufwärmvorgang der Maschine notwendig sind, kleiner gehalten werden können. Es ergibt sich daher der Vorteil, daß die Maschinenabgase durch eine geringere Menge an Wärme und in beträchtlich kürzerer Zeit erwärmt werden können, wodurch Brennstoff für das Erhitzen der Abgase eingespart und die Menge an unverbranntem Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxyd in den Abgasen vermindert wird.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erzielt werden, daß die Einrichtung eine Heißgasableitung aufweist, die in die Eintrittsleitung der Maschine geführt ist. Hierdurch kann das Luft-Brennstoffgemisch, daß der Maschine zuzuführen ist, vorgewärmt werden. Die Zerstäubung des Brennstoffs wird durch das Erwärmen der Ansaugluft beschleunigt, wodurch sich die Verbrennung des Gemisches in der Maschine verbessert.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein typisches Beispiel der Änderung der Konzentration von unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC) und Kohlenmonoxyden (CO) in den Maschinenabgasen im kalten Zustand der Maschine nach dem Starten;

F i g. 2 zeigt die dazugehörende Änderung der Temperatur des Maschinenkühlwassers und der Abgase;

F i g. 3 und 4 zeigen schematisch jeweils eine Einrichtung, durch welche die Austrittsleitung unter Ermittlung der Temperatur der Abgase erwärmt wird, um die Abgase indirekt zu erwärmen;

F i g. 5 und 6 zeigen schematisch jeweils eine Einrichtung, durch welche die Abgase unter Ermittlung ihrer Temperatur direkt erwärmt werden;

F i g. 7 zeigt schematisch eine Einrichtung, durch welche die Abgase unter Ermittlung der Kühlwassertemperatur erwärmt werden;

F i g. 7a zeigt schematisch eine Einrichtung zum Zuführen einer brennbaren Mischung, die in der Anord-

nung nach F i g. 7 zu verwenden ist

Die Kurven A und B in F i g. 1 zeigen die Änderungen der Temperatur des Kühlwassers bzw. der Abgase, während die Kurve C und D in F i g. 2 ο ie Änderungen der Konzentration der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde im Verhältnis zur niedrigsten Konzentration bei betriebswarmer Maschine zeigen. All diese Kurven sind über den zuvor definierten Fahrzyklus, der Zeit in Minuten und der Laufstrecke des Fahrzeugs nach seinem Starten in km aufgetragen.

Gemäß F i g. 3 hat eine Brennkraftmaschine 10, eine Eintrittsleitung 11 und eine Austrittsleitung 12 Die Eintrittsleitung steht über einen Vergaser 13 mit einer Drossel 14 und ein Luftfilter IS mit der Umgebung in Verbindung. Die Austrittsleitung 12 steht mit der Umgebung über einen Schalldämpfer 18 in Verbindung.

Ein erweiterter Abschnitt 12a der Austrittsleitung 12 wird von der Heißgaskammer eines Wärmetauschers umgeben. Die Heißgaskanwer 20 steht an ihrem Einlaß mit einem Brenner 21 in Verbindung, der einen Zünder 22, eine Brennstoffeinspritzdüse 23 und eine um die Düse herum gebildete Lufteinlaßöffnung 24 aufweist. Die Brennstoffeinspritzdüse 23 steht mit einem ein verflüssigtes Brennstoffgas speichernden Behälter 25 über einen Brennstoffkanal 26 in Verbindung, in dem ein normalerweise geschlossenes Ventil 27 sitzt Die Heißgaskammer 20 steht an ihrer Auslaßseite über einen Auslaßkanal 28 mit der Umgebung in Verbindung.

Der Zünder 22 wird gezündet und das Ventil 27 geöffnet, wenn die Temperatur der Abgase einen bestimmten Wert unterschreitet. Dies wird durch einen elektrischen Schaltkreis 29 durchgeführt, der einen Temperaturfühler 29 und eine elektrische Energiequelle 30 enthält Der Schaltkreis 29, der einen Zündschaiter 31 für den Motor enthalten kann, wird geschlossen, wenn die ermittelte Temperatur den bestimmten Wert unterschreitet. An den elektrischen Schaltkreis 29 ist der Zünder 22 und der Schaltkreis des Ventils 27 angeschlossen. Das Ventil 27 kann eine Betätigungsspule aufweisen, die bei Stromführung das öffnen veranlaßt.

1st das Ventil 27 offen, wenn der Schaltkreis geschlossen ist, wird das verflüssigte Brennstoffgas im Behälter 25 über den Brennstoffkanal 26 und die Einspritzdüse 23 in, den Brenner 21 geliefert. Das Brennstoffgas wird dann durch Betätigung des Zünders 22 verbrannt und erzeugt im Brenner 21 ein heißes Gas, das der Heißgaskammer 20 zugeführt wird. Der Hauptteil der Wärme der Heizgase wird durch Erwärmen der Austrittsleitung 12 verbraucht; der nicht verbrauchte Teil der Wärme wird über den Auslaßkaral 28 in die Umgebung abgeführt.

Eine Heißgasableitung 32 geht vom Auslaßkanal 28 aus in die Eintrittsleitung 11, und zwar über ein Ventil 33, das normalerweise geschlossen ist. Das Ventil 33 weist eine zur Spule 27a parallelgeschaltete Betätigungsspule 33a auf, die bei Stromführung das öffnen veranlaßt Der unverbrauchte Teil der Wärme im Heißgas, der sonst über den Auslaßkanal 28 an die Umgebung abgegeben werden würde, wird auf diese Weise zum größten Teil über die Heißgasableitung 32 mit Hilfe des in der Eintrittsleitung herrschenden Unterdrucks in diese eingesaugt. Brenngemisch wird die Vergasung und damit die Verbrennung verbessert. Damit das Brenngemisch nicht überhitzt wird, bevor es die Verbrennungskammer der Maschine 10 erreicht, kann das Heißgas gekühlt werden, bevor es in die Eintrittsleitung 11 gelassen wird. Dazu kann im Auslaßkanal 28 vor dem Abzweigen der Heißgasableitung 32 eine Lufteinlaßöffnung 34 ausgebildet sein Das Heißgas wird se mit Frischluft gemischt, bevor es in die Leitung 32 eintritt Die Heißabgasleitung 32 kann z. B. mit einem Wärmeisolator 35 beschichtet sein.

Erreicht die Temperatur der Abgase den vorbestimmten Wert, wird der Schaltkreis 29 geöffnet und trennt den Zünder 22 und die Ventile 27 und 33 von der Energiequelle 30; die Zufuhr von verflüssigtem Brennstoffgas aus dem Behälter 25 und die Betätigung des Zünders 22 sind beendet und die Verbindung zwischen dem Auslaßkanal 28 und der Eintrittsleitung 11 ist gesperrt Hierdurch wird eine Überhitzung der Abgase und unerwünschter Verbrauch an Brennstoff verhindert

Die Einrichtung nach F i g. 4 arbeitet im wesentlichen gleich der Einrichtung nach F i g. 3 und dient zur indirekten Erwärmung der Abgase unter Ermittlung der Abgastemperatur. Im Unterschied zu der Einrichtung nach F i g. 3 wird ein Maschinenbrennstoff benutzt, der gewöhnlich dem Vergaser 13 über eine Brennstoffleitung 40 mit einer Pumpe 41 zugeführt wird, die beispielsweise eine magnetische Pumpe sein kann.

Die Heißgaskammer 20 des Wärmetauschers steht an ihrer Einlaßseite mit einem abgeänderten Brenner 42 in Verbindung, der Innen- und Außenkammern 43 bzw. 44 besitzt. In die Innenkammer 43 ragt ein Zünder 45, den eine Brennstoffeinspritzdüse 46 öffnet. Um diese ist eine Primärlufteinlaßöffnung 47 gebildet, während am vorderen Ende des Brenners 42 eine Sekundärlufteinlaßöffnung 48 vorgesehen ist, die eine Verbindung zwischen den Kammern 43 und 44 bildet Die Brennstoffeinspritzdüse 46 steht mit der Maschinenbrennstoffleitung 40 stromab der Pumpe 41 über einen Brennstoffkanal 49 in Verbindung, in dem ein normalerweise geschlossenes Ventil 50 sitzt. Die Primär- und Sekundärlufteinlaßöffnungen 47 bzw. 48 sind an ein Gebläse 51 angeschlossen, bei dessen Antrieb durch einen Motor 52 Luft über die Primär- und Sekundärlufteinlaßöffnungen in den Brenner 42 eingeführt wird Die Heißgaskammer 20 steht auf ihrer Auslaßseite mil einem Auslaßkanal 28' in Verbindung, der auf eine Lufteinlaßöffnung 15a des Luftfilters t5 gerichtet ist, se daß erwärmte Frischluft mit dem Maschinenbrennstofl des Einlaßsystems gemischt wird.

Die Pumpe 41, der Zünder 45, das Ventil 50 und der Motor 52 liegen alle in einem elektrischen Schaltkreis 29, der wie die Einrichtung nach F i g. 3 eine Energ'equelle 30 und einen Zündschalter 31 besitzt. Ist das Ventil 50 ein elektromagnetisch betätigtes Ventil, kann es durch Erregung einer in den Schaltkreis eingegliederten Betätigungsspule 50a betätigt werden.

Ist die Temperatur der Abgase in der Austrittsleitung 12 niedriger als der vorbestimmte Wert, ist der Schaltkreis 29 stromführend und betätigt die Pumpe 41, der Zünder 45, das Ventil 50 sowie den Motor 52. Der Ma schinenbrennstoff der Brennstoffleitung 40 wird durch die Pumpe 41 in den Brennstoffkanal gedrückt und gelangt über das geöffnete Ventil 50 zur Brennstoffein spritzdüse 46. In der Innenkammer 43 des Brenners 4Ά wird er mit der Frischluft gemischt, die von dem Gebläse 51 über die Primärlufteinlaßöffnung 47 zugeführt wird, und durch den Zünder 45 gezündet. Die Verbrennung des Brennstoffs und der Primärluft wird durch die Luft unterstützt, die über die Sekundärlufteinlaßöff nung 48 in die Innenkammer 43 geblasen wird. Das se erzeugte Heißgas strömt zur Heißgaskammer 20 unc

erwärmt den erweiterten Abschnitt 12a der Austrittsleitung 12, der von der Kammer 20 umgeben wird. Der unverbrauchte Teil der Wärme der Heißgase wird zur Lufteinlaßöffnung 15a des Luftfilters 15 über den Ablaßkanal 28' geführt, um die durch den Luftfilter einzusaugende Luft zu erwärmen.

•Sobald die Abgase auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt sind, wird der elektrische Schaltkreis stromlos, wodurch ein Überhitzen der Abgase und ein unnötiger Verbrauch von Maschinenbrennstoff vermieden wird.

F i g. 5 und 6 veranschaulichen Ausführungsformen, in denen die Abgase durch direkten Wärmeaustausch mit dem Heißgas erwärmt werden. Diese beiden Ausführungsformen benutzen ebenfalls den Maschinenbrennstoff als Erhitzungsmedium und arbeiten mit Ermittlung der Temperatur der Abgase.

Gemäß F i g. 5 steht die Austrittsleitung 12 an ihrem erweiterten Abschnitt 12a mit einem Brenner 55 in Verbindung, in den ein Zünder 56 ragt. Der Brenner 55 ist an seiner Einlaßseite über ein Einweg-Rückschlagventil 58 mit einem Venturiabschniit 57 verbunden, wobei Durchfluß nur in Richtung der Austrittsleitung 12 möglich ist. Der Venturiabschnitt 57 wird von der Umgebung belüftet und saugt beim Betrieb Frischluft an. Ein von der Maschinenbrennstoffleitung (nicht gezeigt) ausgehender Brennstoffkanal 59 öffnet an seinem Führungsende in den Venturiabschnitt 57. Im Brennstoffkanal 59 sitzt ein normalerweise geschlossenes Ventil 60 und hinter diesem eine Schwimmerkammer 61, stromab von der eine Drossel in dem Brennstoffkanal 59 angeordnet sein kann. Das Einweg-Rückschlagventil 58 besteht vorzugsweise aus einem Ventilgehäuse 58a, einer gegenüber diesem federnden Ventilplatte 586, die an dem Gehäuse befestigt ist, und einer Anzahl sich radial erstreckender Schlitze (nicht gezeigt) sowie einem Anschlag 58c der auf der stromauf liegenden Seite der Ventilplatte fest am Gehäuse angeordnet ist und ein Hinternis für eine elastische Verformung der Ventilplatte in Richtung des Venturiabschnitts 57 bildet. Der erweiterte Abschnitt 12a der Austrittsleitung 12 und der davon ausgehende Heißgaskanal können mit einem Wärmeisolator 63 beschichtet sein.

Der Zünder 56 und das Ventil 60 werden von einem elektrischen Schaltkreis 29 betätigt, der im wesentlichen gleich demjenigen in den Einrichtungen nach F i g. 3 und 4 ist und einen Temperaturfühler 29', die Energiequelle 30 und den Zündschalter 31 aufweist. Das Ventil 60 kann ein elektromagnetisch betätigtes Ventil sein, das normalerweise geschlossen ist, und eine Betätigungsspule 60a enthalten kann, die mit dem elektrischen Schaltkreis verbunden ist

Ist der Schaltkreis 29 bei einer unter dem vorbestimmten Wert gelegenen Temperatur der Abgase stromlos, wird das Ventil 60 geöffnet und der Zünder 56 im Brenner 55 betätigt Bekanntlich herrschen in dem Abgassystem abwechselnd Überdrucke und Unterdrucke. Liegen Unterdrücke in der Austrittsleitung 12 vor, wird Frischluft in den Venturiabschnitt 57 eingezogen und der Maschinenbrennstoff über den Brennstoffkanal 59, das Ventil 60, die Schwimmradkammer 61 und die Drossel 62 zum Venturiabschnitt geführt, in dem Luft und der Brennstoff miteinander gemischt und zerstäubt werden. Das resultierende brennbare Gemisch wird über das Einweg-Rückschlagventil 58 in den Brenner 55 geführt wenn in der Austrittsleitung 12 Unterdruck herrscht Das durch Zünden des Gemisches :rzeugte Heißgas wird der Austrittsleitung 12 zugeührt

Die in F i g. 6 gezeigte Einrichtung ist im wesentli chen gleich der Einrichtung nach F i g. 5 — mit Ausnahme des Aufbaus des Brenners. Der hier mit der Bezugsziffer 55' bezifferte Brenner steht mit dem erweiterten oder abgerundeten Abschnitt 12a der Austrittsleitung

12 über eine Anzahl von öffnungen 64 in Verbindung, die in der Umfangswand des Abschnitts 12a gebildet sind.

F i g. 7 zeigt eine Einrichtung, die mit einem Nachbrenner 70 kombiniert ist, der für die Nachverbrennung des unverbrannten brennbaren Bestandteils der Abgase verwendet wird. Der Nachbrenner ist zwischen der Austrittsöffnung 17 und dem Schalldämpfer 18 angeordnet und mit einer Luftzufuhreinheit verbunden, die Frischluft in den Nach verbrenner zur Wiederverbrennung der dort hindurchfließenden Abgase einführt. Die Luftzufuhreinheit enthält eine Luftpumpe 71, die von der Maschine 10 betrieben werden kann. Die Luftpumpe 71 hat eine zur Umgebung offene Ansaugöffnung 71a und eine Auslaßöffnung 716, die zu einem Dreiwegeventil 72 führt. Mit der Bezugsziffer 71c ist ein Entlastungsventil bezeichnet, das im Bedarfsfall auf der Luftpumpe 71 angeordnet sein kann. Die Ansaugöffnung 71a kann über einen Luftzufuhrkanal 73 mit dem Luftfilter 15 verbunden sein. Das Dreiwegeventil 72, das auf seiner Einlaßseite von der Auslaßöffnung 716 der Pumpe 71 ausgeht, steht mit seiner Auslaßseite mit einer Ablauföffnung 74 und einem Luftkanal 75 in Verbindung und ist derart angeordnet, daß es die Auslaßöffnung 716 der Pumpe 71 normalerweise mit dem Luftkanal 75 mit der Ablauföffnung 74 verbindet, wenn das Ventil 72 betätigt wird. Der Luftkanal 75 führt zu einem Lufttunnel 76, der seinerseits über einen Luftzufuhrkanal 77 mit dem Nachbrenner 70 verbunden ist.

Ein Unterdruck- betriebenes federbelastetes Ventil 78 kann zum Ausschließen von Zündungsrückschlägen von der Maschine bei Verzögerung des Fahrzeuges vorgesehen sein. Ein derartiges A/'entil 78 kann eine Kammer 78a aufweisen, die beispielsweise über den Kanal 73 von der Umgebung belüftet wird, und eine Ansaugkammer 786, die mit der Eintrittsleitung 11 über einen Saugkanal 79 in Verbindung steht so daß für den Fall, daß ein erhöhter Unterdruck in der Eintrittsleitung herrscht zusätzliche Luft über die Kammer 78a, die Saugkammer 786 und den Saugkanal 79 zugeführt wird. Ein Einweg-Rückschlagventil 80 kann zwischen dem Luftkanal 75 und dem Lufttunnel vorgesehen sein, um Rückstrom der Abgase über den Kanal 75 zu verhindern.

Der Nachbrenner 70 hat einen Brenner 81 und einen in diesen ragenden Zünder 82 und besitzt eine Einspritzdüse 81a sowie eine Anzahl öffnungen 816 in seiner Wand, durch die die in den Nachbrenner 70 einströmenden Abgase in den Brenner 81 geführt werden. Der Brenner 81 steht an seinem vorderen Ende mit dem hinteren Abschnitt der Austrittsleitung 12 in Verbindung. Die Einspritzdüse 81a ist einstückig mit dem Luftzufuhrkanal 77. Der Lufttunnel 76 wird über einen Gemischkanal 83 zu einer Zufuhreinheit für Brennge-

misch geführt die ein Gebläse 84 mit Antriebsmotor 85 enthält Das Gebläse 84 steht an seiner Einlaßseite über einen Brennstoffkanal 86 mit einer Quelle (nicht gezeigt) für vergasten Brennstoff in Verbindung ist und an seiner Auslaßseite mit dem Gemischkanal 83 verbunden. Das Gebläse 84 besitzt eine Luftansaugöffnung 84a für Frischluft die mit dem vergasten Brennstoff gemischt wird, der über den Brennstoffkanal 86 zugeführt wird, wenn das Gebläse von dem Motor 85 angetrieben

wird. In dem Gemischkanal 83 kann ein Einweg-Rückschlagventil 87 vorgesehen sein, um einen Rückstrom der Abgase in das Gebläse 84 zu verhindern. Vorzugsweise ist ein Druckregulierventil 88 in dem Brennstoffkanal 86-dTrgeordnet, um den Brennstoffstrom /um Ge- ■-blase 84 zu regulieren. Im Bedarfsfall kann der Zünder 82 mit einem Hochspannungsgenerator 89 verbunden sein.

Das Dreiwegeventil 72, der Zünder 82 (oder der Hochspannungsgenerator 89, der daran angeschlossen sein kann) und der Motor 85 für das Gebläse 84 sind mit einem Schaltkreis 90 verbunden, der einen Temperaturfühler 90', eine Energiequelle 30 und einen Zündschalter 31 enthält, der selektiv mit einem Startermotor zu verbinden ist. Der Schaltkreis 90 spricht auf die Temperatur des Maschinenkühlwassers an und ist geschlossen, wenn die ermittelte Temperatur niedriger als der vorbestimmte Wert ist. Dieser vorbestimmte Temperaturwert ist so gewählt, daß die Konzentrationen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde in den Abgasen auf Minimalwerte reduziert werden, und kann beispielsweise in die Nähe von 60° eingestellt werden.

Ist der Schaltkreis 90 stromführend, beispielsweise beim Maschinenwärmvorgang, wird das Dreiwegeventil 72 in einer Stellung gehalten, in der es eine Luftverbindung zwischen der Auslaßöffnung 71 öder Luftpumpe 71 und der Ablauföffnung 74 bildet; gleichzeitig werden der Zünder 82 und der Motor 85 betätigt. Die Luft von der Luftpumpe 71 wird somit bei durch das Ventil 72 geschlossenem Luftkanal 75 der Umgebung zugeführt. Gleichzeitig wird das Gebläse 74 von dem Motor 85 angetrieben, um das Brenngemisch zuzuführen: der Zünder 82 zündet in dem Nachbrenner mit Hilfe des Hochspannungsgenerators 89. soweit dieser vorgesehen ist. Das Brenngemisch wird über den Gemischkanal 83, den Lufttunnei 76, den Luftzufuhrkana! 77 und die Einspritzdüse 81a in dieser Reihenfolge in den Brenner 81 gedrückt und durch Zünden des Zünders 82 verbrannt. Das Heißgas wird mit den Abgasen gemischt, die in den Brenner 81 über die darin gebildeten öffnungen 81a fließen, so daß die Abgase erhitzt werden, um ihrerseits das Maschinenkühlwasser zu erwärmen. Sobald das Kühlwasser auf die vorbestimmte Temperatur erwärmt ist, öffnet der Schaltkreis. In diesem Zustand wird das Dreiwegeventil 72 in einer Stellung gehalten, in der es eine Verbindung zwischen der Pumpenauslaßöffnung 71a und dem Luftkanal 75 bildet und es der Pumpe 71 ermöglicht. Luft über den Luftkanal 75, den Lufttunnel 76, den Luftzufuhrkanal 77 und die Einspritzdüse 78 dem Nachbrenner 70 zuzuführen. Diese Luft unterstützt die Nachverbrennung der Abgase, die über die Austrittsleitung ausgestoßen werden.

Das von dem Gebläse 84 zugeführte Brenngemisch muß nicht in den Nachbrenner 70 eingeführt werden, um den Brennstoffverbrauch wirtschaftlich zu machen, ist es jedoch vorteilhaft, daß das Brenngemisch an eine Stelle so dicht wie möglich an der Austrittsöffnung 17 geliefert wird. Dabei wird die von der Luftpumpe 71 zugeführte Luf; vorteilhafterweise in das Abgassystem an einer Stelle gezogen, die im wesentlichen stromauf von der Stelle liegt, an der das Brenngemisch eingeführt wird; vorteilhafterweise hat das Brenngemisch ein relativ niedriges Luft/Brennstoffverhältnis. Wird eine Anordnung auf diese Weise getroffen, kann der Brenner 81 auf einem Vor-Schalldämpfer — so weil verfügbar — angeordnet sein.

Die das Gebläse 84 enthaltende Einheit kann in der in Fig. 7a gezeigten Weise darin abgeändert werden, daß ein von einem Motor 92 getriebenes Gebläse 91 mit einem Venturiabschnitt 93 versehen ist. durch den Frischluft und ein über den Brennstoffkanal 86 zugeführter vergaster Brennstoff eingesaugt werden, um das Brenngemisch zu erzeugen, das dem Gemischkanal 83 geliefert wird.

Die soweit beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung können alle die Abgase entweder direkt oder indirekt zusätzlich erwärmen und die Konzentrationen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde in den Motorabgasen insbesondere beim Maschinenerwärmungsvorgang verringern. Dieses Ziel kann mit im wesentlichen den gleichen Ergebnissen erreicht werden, indem sowohl die Abgase als auch das Maschinenkühlwasser gleichzeitig erwärmt werden. Da es vorkommt, wie im vorhergehenden beschrieben wurde, daß die Temperatur der Abgase unter den vorbestimmten Wert selbst nach dem Maschinenerwärmungsvorgang abnimmt, wenn das Kühlwasser ausreichend erwärmt ist. werden ir diesem Fall die Abgase und das Kühlwasser unter Er mittlung der Temperaturen sowohl der Abgase als aucl· des Kühlwassers unabhängig voneinander erwärmt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: ^

1. Einrichtung zur die Nachverbrennung fördernden Erwärmung der Abgase von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge durch Wärmetausch mit Heißgasen, die unterhalb einer bestimmten, mittels signalgebender Fühler gemessenen Temperatur der Abgase durch Brennstoffzufuhr und Zündung erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20) unmittelbar an der Austrittsöffnung der Maschine angeordnet ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (20) eine Heißgasableiiung (32) aufweist, die in die Eintrittslcitung (11) der Maschine geführt ist