DE2127300C3 - Einrichtung zur die Nachverbrennung fördernden Erwärmung der Abgase von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

20

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 50^cC hinauf ansteigt, und demgemäß steigt die Temperatur der Abgase über etwa 550⁰C 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.

F-s ergibt sich somit, daß die Konzentralionen der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde erfolgreich verringert werden können, wenn die Abgase und/oder das Kühlwasser in einer verkürzten Zeitperiode beim Masehinenaufwärmvorgang 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 unverbranmei Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxyde ergeber Die Zeitperiode des Aufwärmvorgangs wird weile verkürzt, wenn das Kühlwasser und auch die Abgas« gleichzeitig erwärmt werden.

E? ist eine Einrichtung der eingangs beschriebener Gattung bekannt (US-PS 34 81 144). Bei dieser werder die Abgase im Abgasrohr mit erwärmter Luft unc Brennstoff angereichert und anschließend in einerr Nachverbrenner verbrannt, dem ein Wärmetauscher nachgeschaltet ist, über den die dem frischen Abgas zu zuführende Luft erwärmt wird. Die Stelle für das Er wärmen oder Nachverbrennen der Abgase liegt in die sem bekannten Fall durch die Eingliederung einet Mischkammer in die Abgasleitung verhältnismäßig weit von der Brennkraftmaschine entfernt, so daß die notwendige Zeit für d^s 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 gelöst, daß die Einrieb tung unmittelbar an der Austrittsöffnung der Maschine angeordne' ist. Die Abgase sind in der Nähe der Maschinenaustrittsöffnung am heißesten, so daß die notwendige Zeitspanne und Wärmemenge, wie sie /um Erwärmen der Abgase auf eine vorbestimmte Temperatur beim Aufwärmvorgang der Maschine notwendig sind, kleiner gehalten werden können. Es ergibt sieh 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 jich 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 Masclrnenabgasen im kalten Zustand der Maschine nach dein Starten;

F i g. 2 zeigt die dazugehörende Änderung der Temperatur des Maschinenkühlwasüers 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 /eigen schematisch jeweils eine Einrichtung, durch welche die Abgase unter Ermittlung ihrer Temperatur direkt erwärmt wenden;

I· i g. 7 zeigt schematisch eine Einrichtung, durch weiche die Abgase unter Ermittlung der Kühlwassertcmpcratur erwärmt werden;

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

• orh F i g. 7 zu verwenden ist.

^un?ⁿir Vrven A und B in F i g. 1 zeigen die Anderun-^D'! Temperatur des Kühlwassers bzw. der Abgase, "d die Kurve C und D in F i g. 2 die Änderungen '^Tnzentration der unverbrannten Kohlenwasser- *Ί nd Kohlenmonoxyde im Verhältnis zur niedrig-Konzentration bei betriebswarmer faschine zeile" *r. _diei>e Kurven sind über den luvor definierten '^etU kl s der Zeit in Minuten und der Laufstrecke ^Fah? hrye'ues nach seinem Starten in km aufgetragen. io ^ies -ο Fie 3 hat eine Brennkraftmaschine 10, eine ^Gemleitune 11 und eine Ausirittsleilung 12. Die Ein-^Eintri Wune steht über einen Vergaser 13 mit einer ^lrlttSl ,4 und ein Luftfilter 15 mit der Umgebung in

lung Die Austrittsleitung 12 steht mit der Um- 15 _hung über einen Schalldämpfer 18 in Verbindung. -SJeiweiterter Abschnitt 12^> der Austmtsle.tung 12 λ on der Heißgaskammer eines Wärmetauschers h Die Heißgaskammer 20 steht an ihrem Ein-^UIÄ einem Brenner 21 in Verbindung, der einen 20

Tr 52 eine Brennstoffeinspritzdüse 2b und eine um ^Zni se herum gebildete Lufteinlaßöffnung 24 auf • ,nie Brennstoffeinspritzdüse 23 steht mit einem Verflüssigtes Brennstoffgas speichernden Behälter *Z einen Brennstoffkanal 26 in Verbindung, in dem 2;

* rmalerwcise geschlossenes Ventil 27 sitzt. Die Sⁿ-n Ämer 20 steht an ihrer Auslaßseite über ^Hfi!ßg Au Sanal 28 mit der Umgebung in Verbinder Zünder 22 wird gezündet und das Ventil 27 ge- 30 öffnet wenn die Temperatur der Abgase einen be-Wert unterschreitet. Dies wird durch einen ischen Schaltkreis 29 durchgeführt, der einen neraturfühler 29 und eine elektrische Energ.eque ι. 30 enthält. Der Schaltkreis 29, der einen Zündschal· er 31 für den Motor enthalten kann, wird geschlossen, nn die ermittelte Temperatur den bestimmten Wert Verschrei™ An _den elektrischen Schaltkreis 29 ist H ZuideV22 und der Schaltkreis des Ventils 27 angeschlossen. Das Ventil 27 kann eine Betätigungsspule au weisen, die bei Stromführung das Öffnen veranlaßt.

«das Ventil 27 offen, wenn der Schaltkreis gegossen ist, wird das verflüssigte Brennstoffgas im Be-Se 25 über den Brennstoffkanal 26 und die Em-

düse 2?_in den Brenner 21 geliefert. Das Brenn-0 gas wird dann durch Betäügung des Zunders 22 erbrannt und erzeugt im Brenner 21 eu he.ßes Gas, Ta der Heißgaskammer 20 zugeführt wird. Der HaupttSder Wärme der Heizgase wird durch Erwärmen der A «tri tsleitung 12 verbraucht; der nicht verbrauchte ie der Se wird über den Auslaßkana. 28 in die

Eine Heiligasaoieiiung 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 Eintrittsleilung herrschenden Unierdnieks in diese eingesaugt. Brenngemisch wird die Vergasung und damit die Verbrennung verbessen. Damn da< Brenngemisch nicht überhitzt wird, bevor es die Ver- 6< brennungskammer der Maschine 10 erreicht, kann aas s gekühlt werden, bevor es in die Eintrittsleiuing «pn wird. Dazu kann im Auslaßkanal 28 vor dem Abzweigen der Heißgasableitung 32 eine Lüften.-laßoffnung 34 ausgebildet sein. Das Heißgas wird so 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 vorbesiirn·. ,en 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 vernin-

^ Die Einrichtung nach F ig. 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 ig. 3 wird ein Maschinenbrenmtott benutzt, der gewöhnlich dem Vergasei 13 über eine Brennstoffleitung 40 mit einer Pumpe 41 zugelunrt wird, die beispielsweise eine magnetische Pumpe sun

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 wahrend am vorderen Ende des Brenners 42 eine Sek■ därlufteinlaßöffnung 48 vorgesehen '«.die eine Verb,n dung zwischen den Kammern 43 "^⁴⁴ ^ ¹^ Brennstoffeinspritzdüse 46 steht mit derM«h« brennstoffleitung 40 stromab der Pumpe 41 über einen Brennstoffkanal 49 in Verbindung, in dem en nor malerweise geschlossenes Ventil 50 sitzt. Die I mar- und Sekundärlufteinlaßöffnungen 47 bzw. 48 sind an ein Gebläse 51 angeschlossen, bei dessen Antrieb dureh ,men Motor 52 Luft über die Primär- und Sekundär lufteinlaßöffnungen in den Brenner 42 ein ge-fuh r w rd Die Heißgaskammer 20 steht auf ihrer Au laßsua mit einem Auslaßkanal 28' in Verbindung, de auf ei. Lufteinlaßöffnung 15a des Luftfilters 15 genehiet ,si 0 daß erwärmte Frischluft mit dem Maschinenbrennstolf des Einlaßsystems gemischt wird.

Die Pumpe 41, der Zünder 45 das Ventil 50 σndI der Motor 52 liegen alle in einem elektrischen Schaltkreis »der «ic ^d'^c Einrichtung nach F 1 g. 3 eine Lnerg.equelle 30 und einen Zündschalter 31 besitzt s. das Ventil 50 em elektromagnetisch betätigtes Ve nt. \ knn es durch Erregung einer in den Schaltkreis eingebe derten Betätigungsspule 50a betätigt werden.

dieTenfpertJder Abgase in der A—.J 12 niedriger als der vorbestimmte Wert, ist der S hair-"Γ» Stromführend und betätigt die Pumpe 41 den Zünder 45, das Ventil 50 sowie den Motor 52 De.M., •hmenbrennstoff der Brennstoffleitung 40 wird durch

schinenbrennstoit aer Dn-mmui,,v _e ..

die Pumpe 41 in den Brennstotfkanal gedrückt und gelangt über das geöffnete Ventil 50 zur Brennstoffeinspritzdüse 46. In der Innenkammer 43 des Brenners 42 wird er mit der Frischluft gemischt, die von dem (Sebläse 51 über die Pnmärlufteinlnßöifnung 47 /ugelühr wird, und durch den Zünder 45 ge/iindei. Die Verbren Hung des Brennstoffs und der Primärlult wird durch du lull untersiui/l, die über die Sekundäiliifteinlalioll nung 48 in die Innenkammer 41 geblasen wird. Das si erzeugte Heißgiis slnmil zur I leißf askammer 20 uin

ι den erweiterten Abschnitt 12,7 cc Au>-'rii'vleitung 12. der von der Kammer 20 umgeben >. irc Der uriverbrauchte Teil der Warme der Heißgas^ wird /w l.ufieinlaßoffnung I5a des Luftfilters 15 über der, Ab laßkanal 28 geführt, um die durch den Luftfilter tr<<,/u saugende Luft zu erwarmen

Sobald die Abgase auf die vorbestirnmtc 'lemperjüjr e-rwarmt sind, wird der elektrische Schaltkreis s'roniios wodurch ein Überhitzen der Abgase und ein unnötiger Verbrauch von Maschinenbrennstoff vermieden wird.

(■ ι jj. 5 und b veranschaulichen Ausführungsforirieii. m denen die Abgase durch direkten Wärmeaustausch mit dem Heißgas erwärmt werden. Diese beiden Ausführungslormen benutzen ebenfalls den Maschinen brennstoff als Hrhiizungsmedium und arbeiten mit Ermittlung der Temperatur der Abgase.

Gemäß H ι g. 5 steht die Austnttsleitung 12 an ihrem erweiterten Abschnitt 12a mit einem Brenner 55 in Verbindung, in den ein Zünder 56 ragt. Der Brenner 55 ist an seiner Hinlaßseite über ein Hinweg-Rückschlagventil 58 mn einem Ventunabschnitt 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. Hin von der Maschinenbrennsiofflcilung (nicht gezeigt) ausgehender Brennstoffkanal 59 öffnet an seinem Führungsende in den Vcnturiabschnitt 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 an geordnet sein kann. Das Hinweg-Rückschlagventil 58 besteht vorzugsweise aus einem Ventilgehäuse 58a. einer gegenüber diesem federnden Ventilplatte 58b. die an dem Gehäuse befestigt ist, und einer Anzahl sich nidial erstreckender Schlitze (nicht gezeigt) sowie einem Anschlag 58c, der auf der stromauf liegenden Seite der Veniilplatte fest am Gehäuse angeordnet ist und ein Hintcrnis für eine elastische Verformung der Vcniilplattc in Richtung des Vcnturiabschnitts 57 bildet. Der erweiterte Abschnitt 12a der Austrittslcitung 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 Hinrichtungen nach I' i g. 3 und 4 ist und einen Temperaturfühler 29'. die Energiequelle 30 und den Zündschalter 3f aufweist. Das Ventil 60 kann ein elektromagnetisch betätigtes Ventil sein, das normalerweise geschlossen ist, und eine Betatigungsspule 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 Unterdrucke in der Austrittsleitung 12 vor, wird Frischluft in den Vcnturiabschnitt 57 eingezogen und der Maschinenbrennstoff über den Brenn Stoffkanal 59, das Ventil 60, die Schwimmradkammer 61 und die Drossel 62 zum Vcnturiabschnitt 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 erzeugte Heißgas wird der Austrittslcitung 12 zugeführt.

I):: ;n ί ι j? b gezeigte Hinrichtung ist im wescniii· c h<. η gleich der Hinrichtung nach F i g. 5 — mit Aus π ah me des Aufbaus des Brenners. Der hier mit der Bezugs /ifier 55 bezifferte Brenner steht mit dem erweiterter ' ocJe'" abgcrurdeten Abschnitt 12a der Ausirittsleiiunj; 12 über eine Anzahl von Öffnungen 64 in Verbindung die in dei Unifangswand des Abschnitts 12,; eebildet sind

I ι g. 7 zeigt eine Hinrichtung, die mit einem Nach-

i: brenner 70 kombiniert ist. der für die Nachverbrennung des unverbrannten btennbaren Bestandteils der Abgase verwendet wird. Der Nachbrenner ist zwischen dei Ausiriusöffm.ng 17 und dem Schalldämpfer 18 angeordnet unc mit einer Huftzufuhreinheit verbunden die frischluft in den Nachverbrenner zur Wiederverbrennung der dort hindurchfließenden Abgase einführt Die Huftzufuhreinheit enthält eine Luftpumpe 71. die von der Maschine 10 betrieben werden kann. Die Luftpumpe 71 hat eine zur Umgebung offene Ansaugoffnung 71a und eine Auslaßöffnung 716. die zu einem Dreiwegeventil 72 führt. Mit der Bezugsziffer 71c isi 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 71 öder Pumpe 71 ausgeht, steht mit seiner Auslaßseitc mit einer Ablauföffnung 74 und einem Luftkanal 75 ir Verbindung und ist derart angeordnet, daß es die Auslaßöffnung 71 i> der Pumpe 71 normalerweise mit dem Luftkanal 75 mit der Ablauföffnung 74 verbindet, wem: das Ventil 72 betätigt wird. Der Luftkanal 75 führt zu einem Lufttunnel 76. der seinerseits über einen Luft/u fuhrkanal 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 Ventil 78 kann eine ■■kammer 78a aufweisen, die beispielsweise über der

-4° Kanal 73 von der Umgebung belüftet wird, und eine Ansaugkammer 786, die mit der Eintrittsleitung 11 übei einen Saugkanal 79 in Verbindung steht, 30 daß für der Fall, daß ein erhöhter Unterdruck in der Eintrittslc!- tung herrscht, zusätzliche Luft über die Kammer 78a die Saugkammer 786 und den Saugkanal 79 zugeführt wird. Ein Einweg-Rückschlagventil 80 kann zwischer 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 einer in diesen ragenden Zünder 82 und besitzt eine Einspritzdüse 81a sowie eine Anzahl öffnungen 81i> in sei ner Wand, durch die die in den Nachbrenner 70 einströmenden Abgase in den Brenner 8t geführt werden. Dei

Brenner 81 steht an seinem vorderen Ende mit derr hinteren Abschnitt der Austrittsleitung 12 in Verbin dung. Die Einspritzdüse 81a ist einstückig mit den-Luftzufuhrkanal 77. Der Lufttunnel 76 wird über einer Gemischkanal 83 zu einer Zufuhreinheit für Brennge

misch geführt, die ein Gebläse 84 mit Antriebsmotor 85 enthält. Das Gebläse 84 steht an seiner Einlaßseite übei einen Brennstoffkanal 86 mit einer Quelle (nicht ge zeigt) für vergasten Brennstoff in Verbindung ist unc an seiner Auslaßseite mit dem Gemischkanal 83 ver bundcn. Das Gebläse 84 besitzt eine Luftansaugöffnunj 84a für Frischluft, die mit dem vergasten Brennstoff ge mischt wird, der über den Brennstoffkanal 86 zugefühn wird, wenn das Gebläse von dem Motor 85

wird. In dem Gemischkanal 83 kann ein I mweg-Ruck :>chiagventil 87 vorgesehen sein, um einen Rücksirom der Abgase in das Geblase 84 zu verhindern. Vorzugs weise ist ein Drucki egulierventil 88 in dem Brennstoffkanal 8b angeordnet, um den Brennstoffstrom /um Gebläse 84 /u 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 Geblase 84 sind mil einem Schaltkreis 90 verbunden, der einen Temperaturfühler 90', eine Energiequelle 30 und einen /.und schulter 31 enthält, der selektiv mit einem Startermotor /u 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 716 der Luftpumpe 71 und der Ablauföffnung 74 bildet; gleichzeitig werden der Zünder 82 und der Motor 85 betätigt. Die Luft von der Luftpumpe 711 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 Lufttunncl 76. den Luftzufuhrkanal 77 und die Einspritzdüse 81 .i in dieser Reihenfolge in den Brenner 81 gedrückt und durch Zünden des Zünders 82 verbrannt. Das Heißgas wird mit den Abgasen gcmischt, die in den Brenner 81 über die darin gebildeten Öffnungen 81 ;i 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 diescm Zustand wird das Dreiwegeventil 72 in einer Stel

lung gehalten, in der es cmc Verbindung zwischen der Pimipenaiislaßoflüung 71.7 und dem Luftkanal 75 bildet und es der Pum:ie 71 ermöglicht. Luft über Δι:η Luftkanal 75, den l.uiitunnel 76, den Lultzuluhrkanal 77 und die Einspritzdüse 78 dem Nachbrenner 70 zuzuführen. Diese Luft unterstützt die Nachverbrennung der Abgase, die über die Austnitsleitung ausgestoßen werden.

Das von dem Geblase 84 ztigeführte Brenngemisch muß nicht in den Nachbrenne;· 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 Austriusöffnung 17 geliefert wird. Dabei wird die von der Luftpumpe 71 zugeführte Luft vorteilhafterwcise in das Abgassvstern an einer Stelle gezogen, die im wesentlichen stromauf von der Stelle liegt, an der das Brenngemisch eingeführt wird; vorteilhafterweise hat das Brenngemisch cm relativ niedriges Luft/Brennstoffverhältnis. Wird eine Anordnung auf diese Weise getroffen, kann der Brenner 81 auf einem Vor-Schalldämpfer — so weit verfügbar — angeordnet sein.

Die das Gebläse 84 enthaltende Einheit kann in der in P i g. 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 w ird.

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

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

#09 649/164

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur die Nachverbrennung fördernden Erwärmung der Abgase von Brennkraftmaschin nen für Kraftfahrzeuge durch VVärmetausch 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 Heißgasableitung (32) aufweist, die in die Eintrittsleitung (11) der Maschine geführt ist.