DE3012882A1 - Fast response heater for vehicle - has exhaust driven turbine for compressed air to flow restriction heater - Google Patents
Fast response heater for vehicle - has exhaust driven turbine for compressed air to flow restriction heaterInfo
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Abstract
Description
Heizvorrichtung für einen mit einer Brenn- Heating device for one with a burner
kraftmaschine bewegbaren Raum Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung für einen mit einer Brennkraftmaschine bewegbaren Raum, insbesondere Fahrerraum bei Fahrzeugen oder Bedienungsraum, bestehend aus einer Heizeinrichtung, die von einem Wärmeträger der Brennkraftmaschine durchströmt wird und zugeführte Umgebungsluft aufwärmt, und aus einer Zusatzheizeinrichtung. power machine movable space The invention relates to a Heating device for a room that can be moved with an internal combustion engine, in particular Driver's compartment in vehicles or control room, consisting of a heating device, which is flowed through by a heat transfer medium of the internal combustion engine and supplied Ambient air warms up, and from an auxiliary heater.
Bei den in Fahrzeugen oder Arbeitsgeräten üblicherweise installierten Heizanlagen wird entweder das Kühlwasser der Brennkraftmaschine oder ihr Schmiermittel zu Heizzwecken verwendet, indem es dem Wärmetauscher im Fahrerhaus (Bedienungsraum) oder Fahrgastraum regelbar zugeführt wird. Über ein Heizgebläse wird üblicherweise im Bedarfsfall Umgebungsluft angesaugt und durch den W;rmetauscher in des Fahrerhaus gefördert.For those usually installed in vehicles or work equipment Heating systems are either the cooling water of the internal combustion engine or their lubricant used for heating purposes by connecting the heat exchanger in the driver's cab (control room) or the passenger compartment is supplied in a controllable manner. A heater fan is usually used If necessary, ambient air is sucked in and through the heat exchanger into the driver's cab promoted.
Der Nachteil dieser Heizeinrichtung besteht darin, daß sie nur dann mit Erfolg arbeitet, wenn die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat. Diese Zeit kann jedoch je nach Belastung der Brennkraftmaschine einige Minuten beanspruchen.The disadvantage of this heater is that it is only works with success when the internal combustion engine reaches its operating temperature Has. However, this time can be a few minutes depending on the load on the internal combustion engine claim.
Deshalb ist man dazu übergegangen, Zusatzheizeinrichtungen einzubauen, die ein eigenes Gebläse und einen separaten Brenner aufweisen, um auf diese Weise Warmluft zu erzeugen. Diesezusatzbeizungen bedeuten aber einen hohne Bau- und Investitionsaufwand und verlangen zusätzliche Energie in Form von Kraftstoff.That is why one has switched to installing additional heating devices, which have their own fan and a separate burner to do this To generate warm air. However, these additional stains mean low construction and investment costs and require additional energy in the form of fuel.
Es ist auch schon bekannt geworden (DE-AS Mi1 457 II/63c) bei Brennkraftmaschinen mit mechanisch angetriebenen Aufladegebläse (Kompressor), den Kompressor zum Heizen des Fahrerhauses zu verwenden, indem die vom Kompressor angesaugte Luft denFahrgastraum bzw. Fahrerhaus zugeführt wird. Hierbei wird der Kompressor, der wahlweise verdichtete Luft der Brennkraftmaschine zuführt oder zu Heizzwecken arbeitet, als Dauerheizung vorgeschlagen. Der Nachteil liegt darin, daß die Kosten für die Installation des Kompressorantriebes, sein Regelungsaufwand und die Betriebskosten sehr hoch sind. Zudem verlangt der mechanisch angetriebene Kompressor einen nicht unerheblichen Platzbedarf, der bei den heute beengten Einbauverhaltnissen in Kraftfahrzeugen nicht mehr vorhanden ist.It is already known (DE-AS Mi1 457 II / 63c) in internal combustion engines with mechanically driven supercharger (compressor), the compressor for heating of the cab by the air sucked in by the compressor or cab is supplied. This is the compressor, which is optionally compressed Air supplies the internal combustion engine or works for heating purposes, as permanent heating suggested. The disadvantage is that the cost of installing the Compressor drive, its control effort and the operating costs are very high. In addition, the mechanically driven compressor requires a not inconsiderable one Space requirement, which is not the case in today's cramped installation conditions in motor vehicles there is more.
Alzfgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eIne Heizeinrichtung der eingangs genannten Art durch Bereitstellen einer Zusatzheizeinrichtunq derart zu verbessern, daß eine Heizleistung sofort nach dem Starten der Brennkraftmaschine zur Verfügung steht.The object of the present invention is therefore to provide a heating device of the type mentioned at the outset by providing a Zusatzheizeinrichtunq such to improve that a heating power immediately after starting the internal combustion engine is available.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zusatzheizeinrichtung aus einem Verdichter mit nachgeschalteter Drossel besteht, dessen Ausgang mit dem zu beheizenden Raum verbindbar ist, ur daß der Verdichter über eine in der Abgas leitung der Brennkraftmaschine angeordnete Turbine antreibbar ist. Mit dieser Anordnung wird der Vorteil erreicht, das sofort nach de Starten der Brennkraftmaschine ein Abgasstrom vorhanden ist, der die Turbine und damit den Verdichter antreibt, so daß auch ein Warmluftstrom vorhanden ist. Durch das Verdichten der angesaugten Umgebungsluft und ihre Drosselung erhitzt sich die angesaugte Luft derart, daß sie direkt dem Heizgebläse der Heizeinrichtung zugeführt werden kann.This object is achieved according to the invention in that the additional heating device consists of a compressor with a downstream throttle, the output of which is connected to the to be heated space is connectable, ur that the compressor has one in the exhaust gas Line of the internal combustion engine arranged turbine can be driven. With this arrangement the advantage is achieved that immediately after starting the internal combustion engine Exhaust gas flow is present, which drives the turbine and thus the compressor, so that there is also a stream of warm air. By compressing the sucked in ambient air and their throttling heats the sucked air in such a way that it is directly the Heating fan can be fed to the heating device.
Damit steht unabhängig von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine eine Zusatzheizeinrichtung zur Verfügung. Sie zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daß sie aus einfachen Mitteln aufgebaut ist und sich allen Einbauverhältnissen anpaßen läßt, da ein Verdichter uncl eine Turbine relativ kleinbauende cinrichtungen sind und zudem nur über relativ enge Leitungsquerschnitte mit der Brennkraftmaschine einerseits und der WSeizeinrichtung andererseits zu verbinden sind. Daneben kann diese Zusatzeinrichtung sowohl bei Saugals auch bei Auflademotoren angewendet werden. Dic Drossel kann hierbei als Pestwertdrossel oder als einstellbare Drosselei nriw htung ausgcbj.ldet sein.This means that it is independent of the operating temperature of the internal combustion engine an additional heater is available. It is also characterized by that it is constructed from simple means and adapt to all installation conditions lets there a compressor uncl a turbine relatively small-sized facilities are and also only via relatively narrow line cross-sections with the internal combustion engine on the one hand and the heating device on the other hand are to be connected. Besides that, can this additional device can be used in both suction and supercharging engines. The throttle can be used as a pest value throttle or as an adjustable throttle nriw attention must be given.
Die Weiterbilr3ung nach Anspruch 2 löst die Aufgabe, die Turbine steuerbar auszuführen. Da die erfindungsgemäße Zusatzheizeinrichtung nur so lange benutzt wird, wie die übliche ilei7.einrichtung noch nicht ihre volle Wirkung entfalten kann, ist es sinnvoll, zur Regelung der Turbine diese im Nebenstrom zur Abgasleitung anzuordnen und in der Abgas leitung ein Regelventil vorzusehen. Ist das Regelventil geschlossen, ist der Abgasstrom gezwungen, durch die Turbine zu strömen und diese anzutreiben. Je nach Größe des durch di¢ Turbine strörnenden Abgasstromes treibt die Turbine den Verdichter schneller oder langsamer an, wodurch ebenfalls die vom Verdichter angesaugte Luftmenge geregelt wird. Durch die Anordnung der Turbine im Stbgasnebenstrom wird weiterhin der Vorteil erreicht, daß sie -da sie in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine nur über eine relativ kleine Leitung zu verbinden ist - nahezu unabhängig in ihrer Lage von der Brennkraftmaschine ist, so daß sie praktisch an irgendeiner Stelle im Motorraum untergebracht werden kann.The development according to claim 2 solves the problem of making the turbine controllable to execute. Since the auxiliary heater according to the invention is only used for so long will, like the usual other equipment, not yet develop its full effect it makes sense to regulate the turbine in a bypass flow to the exhaust pipe to be arranged and to provide a control valve in the exhaust line. Is the control valve closed, the exhaust gas flow is forced to flow through the turbine and this to drive. Drives depending on the size of the exhaust gas flow flowing through the turbine the turbine turns the compressor on faster or slower, which also reduces the The amount of air drawn in by the compressor is regulated. The arrangement of the turbine in the Stbgasnebenstrom is still achieved the advantage that they-because they are in the exhaust pipe the internal combustion engine can only be connected via a relatively small line - almost is independent in its position of the internal combustion engine, so that it is practically on can be placed anywhere in the engine compartment.
Als Regelventil kann eine Auspuffbremsklappe vorgesehen werden.An exhaust brake flap can be provided as a control valve.
Dies ist ein einfach zu fertigendes Teil, das - im einfachsten Fall -vom Fahrerhaus aus eingestellt werden kann. Damit erhält man eine Zusatzheizeinrichtung, die mit einfachsten, handelsüblichen Mitteln ohne großen Investitionsaufwand bereitgestellt werden kann.This is an easy-to-make part that - in the simplest of cases -can be adjusted from the cab. This gives you an additional heater, which are provided with the simplest, commercially available means without a large investment can be.
Um eine temperaturabhängige Regelung der Zusatzheizung zu erreichen, kann man das Regelventil mit einer automatisch arbeitenden Regeleinrichtung verbinden, die in Abhangigkeit der Temperatur der Luft vor oder nach dem Wärmetauscher, der Temperaturdifferenz der Luft zwischer dem Verdichtereintritt und -austritt, des Auspuffgegendruckes vor der Turbine oder des Druckes der Luft im Verdichteraustritt arbeitet.To achieve temperature-dependent control of the additional heating, the control valve can be connected to an automatically operating control device, which depends on the temperature of the air before or after the heat exchanger, the Temperature difference of the air between the compressor inlet and outlet, des Exhaust back pressure upstream of the turbine or the pressure of the air in the compressor outlet is working.
Die Verwendung dieser Regelgrößen hat weiterhin den Vorteil, daß -bei Verwendung einer Auspuffbremsklappe als Regelventil - diese unmittelbar die Auspuffbremsklappe regeln können, da die Drücke und/ oder die Temperaturen von einer derartigen Größenordnung. sind, daß sie einen hinreichend großen Energieinhalt für die Verstellung der Auspuffbremsklappe beeinhalten. Diese Anordnung eines Regelventils in der Abgasleitung und der Turbine im Nebenstrom bringt weiterhin den Vorteil mit sich, daß durch den erhöhten Abgasgegendruck die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine merklich verkürzt wird. Dadurch wird insbesondere bei niedrigen Umgebungstemperaturen die Bildung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen deutlich reduziert und eine evtl.The use of these controlled variables also has the advantage that -in Use of an exhaust brake flap as a control valve - this directly the exhaust brake flap can regulate, since the pressures and / or temperatures of such an order of magnitude. are that they have a sufficiently large energy content for the adjustment of the exhaust brake flap contain. This arrangement of a control valve in the exhaust line and the turbine in the bypass flow also has the advantage that due to the increased exhaust gas back pressure the warm-up phase of the internal combustion engine is noticeably shortened. This will in particular the formation of unburned hydrocarbons at low ambient temperatures significantly reduced and a possible
vorhandene Weißrauchbildung.im Abgas vermindert. Dadurch wird der Verbrennungsablauf verbessert, so daß die zur Überwindung des erhöhtes Abgasgegendruckes erforderliche Mehrleistung nicht in vollem Umfang durch eine erhöhte Kraftstoffmehrmengc aufgebracht werden muß. Zudem kann die Regeleinrichtung auch das Abschalten der Zusatzheizeinricht.' bei Erreichen bestimmter Temperaturen regeln, so daß sichergestellt ist, daß die erfindungsgemäße Zusatzheizeinrichtung nur kurzfristig arbeitet, so daß sie praktisch keinem Verschleiß unterliegt.existing white smoke formation in the exhaust gas reduced. This will make the Combustion process improved, so that to overcome the increased exhaust back pressure required additional power is not fully due to an increased amount of fuel must be applied. In addition, the control device can also switch off the Auxiliary heating device. ' regulate when certain temperatures are reached, so that this is ensured is that the additional heater according to the invention only works for a short time, so that it is practically not subject to wear and tear.
Zum Abschalten der Zusatzheizung kann - wie Anspruch 6 vorschlägt -das Regelventil in Abhängigkeit des durch den Wärmetauscher fließend Wärmeträgers geregelt werden. Damit wird weiterhin der Vorteil erziel daß die Turbine nicht schlagartig abgestellt werden muß, sondern das ein kontinuierlicher Übergang von der Zusatzheizung zur üblichen Heiz einrichtung vorhanden ist.To switch off the additional heating can - as claim 6 suggests -the control valve depending on the heat transfer medium flowing through the heat exchanger be managed. This still has the advantage that the turbine does not suddenly must be turned off, but a continuous transition from the auxiliary heating to the usual heating device is available.
Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Regeleinrichtung für das Regelventil in der Abgas leitung mit einem weiteren Regelventil verbundezx wird, welches in dem Wärmetärgerkreislauf angeordnet ist und so bei kontinuierlichem Abschalten der Zusatzeinrichtung den Zulauf des Wärmeträgers zum Wärmetauscher öffnet.It is advantageous here if the control device for the control valve connected to another control valve in the exhaust pipe, which is in the Wärmetärgerkreislauf is arranged and so with continuous shutdown of the Additional device opens the inlet of the heat transfer medium to the heat exchanger.
Diese Art der Regelung kann auch dazu benutzt werden, daß bei hinreichend hoher Temperatur der von dem Verdichter bereitgestellten Warmluft auch der Wärmeträger im Wärmetauscher mit aufgeheizt wird, so daß darüber eine Zusatzheizung für die Brennkraftmaschine vorhanden ist, so daß deren Warmlaufphase wesentlich verkürzt wird.This type of regulation can also be used to ensure that there is sufficient high temperature of the hot air provided by the compressor and the heat transfer medium is heated in the heat exchanger with, so that an additional heater for the Internal combustion engine is present, so that its warm-up phase is significantly shortened will.
Da während der Warmlaufphase der Brennkraftnaschine ihre Abgastemperaturen relativ niedrig sind, muß die zum optimalen Antrieb der Turbine henötigte Abgasenergie im wesentlichen in Form von Druckenergie zur Verfügung gestellt werden. Es wird deshalb in einer andere Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den hinreichenden Gegendruck dadurch sicherzustellen, daß der Turbinenquerschnitt derart ausgebildet ist, daß bei geschlossenem Regelventil in der Abgasleitung bei 50 % bis 80 % der Nenndrehzahl der Turbine und ohne Last ein Ahgasgegendruck vor der Turbine von mindestens 1 bar vorhanden ist.Because their exhaust gas temperatures during the warm-up phase of the internal combustion engine are relatively low, the exhaust gas energy required to optimally drive the turbine must are essentially made available in the form of pressure energy. It will therefore proposed in another development of the invention, the sufficient Ensure counterpressure in that the turbine cross-section is designed in such a way is that with the control valve closed in the exhaust line at 50% to 80% of the Nominal speed of the turbine and, without load, an exhaust gas back pressure in front of the turbine of at least 1 bar is available.
Da mit dem Verdichter in erster Linie eine Temperaturerhöhung der angesaugten Umgebungsluft und nicht eine Drucksteigerung erzielt werden soll, wird - wie Anspruch 9 vorschlägt - der Arbeitsbereich oe Verdichters im Verdichterkennfeld in ein Gebiet ungünstiger Wirkungsgrade verschoben.Since the compressor primarily increases the temperature aspirated ambient air and not an increase in pressure is to be achieved - as claim 9 suggests - the working area oe compressor in the compressor map moved to an area of unfavorable efficiency.
Wird der Verdichtereingang mit dem Fahrerhaus in an sich bekannter Weise verbunden (DE-AS M 11 457 II/63c) so kann auch mit der erfindunqsgemäßen Zusatzeinrichtung der Vorteil erzielt werden, daß die Anheizphase des Fahrerhauses wesentlich verkürzt wird, da dem Verdichter schon vorgewärmte Luft zugeführt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Zusatzheizeinrichtung bei sehr niedrigen Umgebungstemperatluren und langen Leerlaufphasen bei betriebswarmer Brennkraftmaschine wieder eingeschaltet werden soll.If the compressor inlet with the cab is known per se Way connected (DE-AS M 11 457 II / 63c) so can also with the additional device according to the invention the advantage can be achieved that the heating phase of the driver's cab is significantly shortened is because the compressor already preheated air is supplied. This is particularly advantageous when the additional heating device according to the invention at very low ambient temperatures and long idle phases at operating temperatures Internal combustion engine should be switched on again.
Als Turbinen-Verdichtereinheit eignet sich deren Ausbildung als Abgasturbolader, bei dem sichergestellt ist, daß der Verdichter ölfreie Luft zur Verfügung stellt. Hierzu können in an sich bekannter Weise Labyrinthdichtungen oder Entlastungsräume oder auch freiliegende Anordnungen des Verdichterrades gewählt werden. Aus Sicherheitsgründen wird weiterhin vorgeschlagen, in an sich bekannter Weise eine Filtereinrichtung in die Leitung nach Verdichrraustritt einzubauen.As a turbine-compressor unit, their design as an exhaust gas turbocharger is suitable, which ensures that the compressor provides oil-free air. For this purpose, labyrinth seals or relief spaces can be used in a manner known per se or exposed arrangements of the compressor wheel can be selected. For safety reasons it is also proposed, in a manner known per se, a filter device to be installed in the line after the compressor outlet.
Wird die er,FindungsgemäCe Zusatzeinrichtung in Brennkraftmaschinen für Fahrzeuge installiert, welche mit einer Auspuffbremsklappe ausgestattet sind, so ist es erforderlich, vor der Turbine ein weiteres Absperrventil anzuordnen, damit sichergestellt ist, daß im Auspuffbremsbetrieb bei. geschlossenem Regelventil in der Abgasleitung die Turbine nicht in Betrieb genommen wird. Hierbei kann das Regelventil in der Abgas leitung sowohl zum Auspufzbremsbetrieb als auch - bei geöffnetem Absperrventil - zum Einschalten der Turbine benutzt werden.If he, FindungsgemäCe additional device in internal combustion engines installed for vehicles equipped with an exhaust brake flap, so it is necessary to arrange another shut-off valve in front of the turbine so it is ensured that in the exhaust brake operation at. closed control valve in the turbine is not started up in the exhaust pipe. Here the control valve in the exhaust line for both exhaust braking and - with the shut-off valve open - be used to switch on the turbine.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels naher dargestellt.The invention is illustrated in more detail below using an example.
Es stellen dar: Fig. 1 eine Schemaskizze einer Brennkraftmaschine mit Heizeinrichtung und der erfindungsgemäßen Zusatzheizung; Fig. 2 ein Temperatur-Zeitdiagramm für die Aufheizphase eines Fahrerhauses.The figures show: FIG. 1 a schematic diagram of an internal combustion engine with heating device and the additional heater according to the invention; Fig. 2 is a temperature-time diagram for the heating phase of a driver's cab.
In Fig. 1 ist schematisch eine Brennkraftmaschine mit Heizeinrichtung dargestellt. Die Brennkraftmaschine 1 weist eine Verbrennungsluft einlaßleitung 2 und eine Abgasleitung 3 auf. In der Verbrennungsluftleitung 2 ist ein Abzweig 4 angeordnet, der zu einem Verdichter 5 führt. Der Verdicherausgang 6 führt über eine Drossel 7 und eine Filtereinrichtung 8 zu einer Ansaugleitung 9.In Fig. 1, an internal combustion engine with a heating device is schematically shown. The internal combustion engine 1 has a combustion air inlet line 2 and an exhaust pipe 3. There is a branch in the combustion air line 2 4, which leads to a compressor 5. The compressor output 6 leads over a throttle 7 and a filter device 8 to an intake line 9.
In der Ansaugleitung 9 ist ein Wärmetauscher 10 und ein Gebläse Ii angeordnet. Der Wärmetauscher 10 und das Gebläse 11 hilden eine an sich bekannte Heizeinrichtung für ein Fahrerhaus bzw. einen Fahrgastraum oder einen Bedienungsraum. Der Wärmetauscher 10 ist an ein Wärmeträgersystem der Brennkraftmaschine über eine Zufuhrleitung 12 und eine Abfuhrleitung 13 angeschlossen. Als Wärmeträger trird iiblicherweise Kühlwasser oder Schmieröl verwendet. Um die Ileizleistu.lg der Heizeinrichtung zu regulieren, ist in der Zufuhrleitung 12 ein Regelventil 14 eingebaut, welches vom Fahrer eingestellt wird.In the intake line 9 is a heat exchanger 10 and a fan Ii arranged. The heat exchanger 10 and the fan 11 help a known per se Heating device for a driver's cab or a passenger compartment or an operating room. The heat exchanger 10 is connected to a heat transfer system of the internal combustion engine via a Supply line 12 and a discharge line 13 connected. Trird as a heat transfer medium usually used as cooling water or lubricating oil. To the ileizleistu.lg of the heating device to regulate, a control valve 14 is installed in the supply line 12, which is set by the driver.
Die Abgasleitung 3 der Brennkraftmaschine 1 weist ebenfalls ein Regelventil 15 (Auspuffbremsklappe) auf. Das Regelventil 15 ist mit einem pneumatischen Stellmotor ausgerüstet, der vom Abgas der Brennkraftmaschine betrieben wird. Zu der Abgasleitung 3 ist eine Umgehungsleitung 16 für das Regelventil 15 vorgesehen, in der eine Turbine 17 angeordnet ist, die den Verdichter 5 antreibt. Die Turbine 17 und der Verdichter 5 bilden einen Abgasturbolader. In der Umgehungsleitunq 16 ist weiterhin vor der Turbine 17 ein Absperrventil 18 eingebaut.The exhaust pipe 3 of the internal combustion engine 1 also has a control valve 15 (exhaust brake flap). The control valve 15 is equipped with a pneumatic servomotor equipped, which is operated by the exhaust gas of the internal combustion engine. To the exhaust pipe 3, a bypass line 16 is provided for the control valve 15, in which a turbine 17 is arranged, which drives the compressor 5. The turbine 17 and the compressor 5 form an exhaust gas turbocharger. In the bypass line 16 is still in front of the Turbine 17 has a shut-off valve 18 installed.
Das Regelventil 15 ist Uber.¢inen Stellmotor mit einer Regeleinrichtung 19 verbunden, die dieses in Abhängigkeit der Temperatur der verdichteten Luft (Meßleitung 20) und/oder der 'Särmeträgertemperatur (Meßleitung 21) und/oder des Auspuffgegendruckes vor der Turbine (Meßleitung 22) und/oder des Druckes am Verdichterausgang (Meßleitung 23) regelt. Hierbei kann auch das Regelventil 14 mit der Regeleinrichtung verbunden sein.The control valve 15 is a servomotor with a control device 19 connected, which this depending on the temperature of the compressed air (measuring line 20) and / or the 'heat carrier temperature (measuring line 21) and / or the exhaust back pressure in front of the turbine (measuring line 22) and / or the pressure at the compressor outlet (measuring line 23) regulates. Here, the control valve 14 can also be connected to the control device be.
Wie in Fig. 1 angedeutet, wird die Heizluft der Zusatzheizeinrichtung dem Wärmetauscher 10 weitgehend drucklos vorgelagert.As indicated in Fig. 1, the heating air of the additional heating device upstream of the heat exchanger 10 largely without pressure.
Dadurch wird erreicht, daß die Luftverteilung im Heizraunt nicht gestört wird. Es ist daher zweckmäßig, die Anlage so auszulegen, daß der Verdichter einen geringen Überschuß an Heizluft fördert, die seitlich ir. die Umgebung austritt. Es wird damit sichergestellt, daß das Gebläse 11 keine Kaltluft ansaugen kann.This ensures that the air distribution in the heating room is not disturbed will. It is therefore advisable to design the system so that the compressor has a promotes a small excess of heating air, which emerges laterally ir. the environment. This ensures that the fan 11 cannot suck in cold air.
Im folgenden wird die Erfindung anhand des Temperatur-Zeitdiagramms nach Fig. 2 näher erläutert.In the following the invention is based on the temperature-time diagram explained in more detail according to FIG.
In Fig. 2 ist auf der Abszisse die Zeit und auf der Ordinate die Temperatur eingetragen. An der Kurve I läßt sich die Wärmeträgertemperatur bei betriebswarmer Brennkraftmaschine ablesen, an der Kurve TI die Solleintrittstemperatur der von im Gebläse Ii angesaugten Warmluft in den Fahrgastraum. Die Kurve III bezeichnet. den Verlauf der Wärmeträgertemperatur bei den bisher üblichen Heizeinrichtungen ohne erfindungsgemäße Zusatzheizung und die Kurz IV die aufgrund des Wärmeträgertemperaturverlaufs erzielbare Warmluft temperatur, die von dem Gebläse 11 dem Fahrgastraum zugeführt wird.In Fig. 2, the abscissa is time and the ordinate is temperature registered. The curve I shows the heat transfer medium temperature at operating temperature Read the internal combustion engine, on the curve TI the target inlet temperature of Warm air sucked in in the blower Ii into the passenger compartment. The curve III denotes. the course of the heat transfer medium temperature in the previously common heating devices without additional heating according to the invention and the short IV due to the heat transfer temperature curve achievable hot air temperature supplied by the fan 11 to the passenger compartment will.
Wird die Brennkraftmaschine mit der erfindunsgemäßen Zusatzheizeinrichtungs, beispielsweise in der Anordnung nach Fig. 1 ausgestattet, so liefert der Verdichter 5 sofort nach dem Starten der Brennkraftmaschine 1 einen Warmluftstrom, der dem Veb auf der Kurve V entspricht.If the internal combustion engine is equipped with the additional heating device according to the invention, equipped, for example, in the arrangement according to FIG. 1, the compressor delivers 5 immediately after starting the internal combustion engine 1 a stream of hot air that the Veb on curve V.
Wie aus dem Diagramm in Fig. 2 ersichtlich, beträgt die Temperatur des vom Verdichter 5 gelieferten Warmluftstromes 40° C bei einer Umgebungstemperatur von minus 20°C und einen Abgasgegendruck von 1 bar. Die Kurve VI stellt den Verlauf der Wärmeträgertemperatur dar, wenn die Brennkraftmaschine mit der erfindungsgemäßen Zusatzheizeinrichtung ausgerüstet ist. Wie eingangs schon erläutert, kann durch die erfindungsgemäße Zusatzheizeinrichtung die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine verkürzt werden, so daß auch deren Kühlmittel oder Schmiermittel schneller erwärmt wird, so daß die Steigung der Kurve VI größer ist als die cier Kurve III.As can be seen from the diagram in FIG. 2, the temperature is of the hot air flow supplied by the compressor 5 is 40 ° C. at an ambient temperature of minus 20 ° C and an exhaust back pressure of 1 bar. The curve VI represents the course the heat transfer temperature when the internal combustion engine with the invention Additional heater is equipped. As already explained at the beginning, by the additional heater according to the invention the warm-up phase of the Internal combustion engine be shortened, so that their coolant or lubricant is heated faster is, so that the slope of the curve VI is greater than the cier curve III.
Wi das Diagramm nach Fig. 2 weiterhin zeigt, ist bereits kurze Zeit (hier: 4 1/2 Minuten) nach dem Start die Wärmeträgertemperatllr auf der gleichen Höhe wie die vom Verdichter gelieferte Warmluft. Aufgrund der Regeleinrichtung 19 >cann nun entweder der VerdicllXer schlagartig ausgeschaltete werden, indem das Regelventil 15 geöffnet wird.Wi the diagram according to FIG. 2 also shows, is already a short time (here: 4 1/2 minutes) after starting the heat transfer medium temperature on the same Height like the warm air supplied by the compressor. Due to the control device 19 > You can either switch off the VerdicllXer suddenly by pressing the Control valve 15 is opened.
Dann ergibt sich für die von dem Gebläse 11 geförderte Warmluft der Verlauf der Kurve Va, da die von dem Geblase 11 angesaugte Warmluft nicht die volle Temperaturhöhe der Wärmeträgertemperatur erreichen kann.Then the result is for the hot air conveyed by the fan 11 Course of the curve Va, since the warm air sucked in by the blower 11 is not the full one Temperature level of the heat carrier temperature can reach.
Es besteht aber weiterhin die Möglichkeit, die Zusatzheizeinrichtunc.-stufenlos auszuschalten, indem das Regelventil 15 stufenlos geöffnet wird. Damit kann die von dem Gebläse 11 geförderte Warmluft einen Tcmlreraturverlau- entsprechend der Kurve Vb annehmen.However, there is still the option of infinitely variable additional heating off by opening the control valve 15 continuously. With that, the Hot air conveyed by the fan 11 has a Tcmlreraturverlau- corresponding to the Assume curve Vb.
Voraussetzung für den Temperaturverlauf gemäß der Kurve Va oder VS ist es, daß in dem Zeitpunkt, in dem sich die Kurven V und VI schneiden,das Regelventil 14 voll geöffnet WL rd. Dies kann von der Regeleinrichtung 19 übernommen werden, wenn das Regelventil 14 mit ihr verbunden wird.Prerequisite for the temperature profile according to the curve Va or VS it is that at the point in time at which the curves V and VI intersect, the control valve 14 fully open WL approx. This can be taken over by the control device 19, when the control valve 14 is connected to it.
Bei einer mit der erfindungsgemäßen Zusatzheizeinrichtung ausgP-statteten Brennkraftmaschine kann auch deren Warmlaufphase noch wesentlich weiter verkürzt werden, wenn - bei Inkaufnahme eines weiter erhöhten Kraftstoffverbrauchs - in der Abgasleitung 3 ein Abgasgegendruck von ca. 2 bar aufgebaut wird. Dadurch ist es möglich, daß der Verdichter 5 Warmluft von ca. 800 C bei Bner Außenlufttemperatur von minus 200 C liefert. Diese hohe Temperatur kann dann benutzt werden, bei von Anbeginn an geöffnetem Regelventil 14 über den Wärmetauscher 10, den Wärmetrsigerstrom aufzuwärmen, so daß dadurch der Brennkraftmaschine bereits ein betriebswarmer Wärmeträger zugeführt wird, der diese dan m:t aufheizt.In one equipped with the additional heating device according to the invention Internal combustion engine can also shorten its warm-up phase even further if - with the acceptance of a further increase in fuel consumption - in the Exhaust pipe 3 an exhaust back pressure of about 2 bar is built up. This is how it is possible that the compressor 5 warm air of approx. 800 C at Bner outside air temperature of minus 200 C. This high temperature can then be used at from Beginning with the open control valve 14 via the heat exchanger 10, warm up the heat transfer fluid, so that thereby the internal combustion engine already a warm heat transfer medium is supplied, which then heats it up m: t.
Bei diesen Betriebsphasen ist selbstverständlich das Absperrventil 18 voll geöffnet. Es wird nur dann geschlossen, wenn die Brennkraftmachine 1 im Auspuffbremshetrieb betrieben wird. Hierfür kann ebenfalls das Regelventil 15 verwendet werden, das zu dicsem Zweck init dem Absperrventil 18 derart verbunden ist, daß es ebenfalls so lange gesclllossen ist wie das Absperrventil 18.The shut-off valve is of course required during these operating phases 18 fully open. It is only closed when the internal combustion engine 1 is in Exhaust brake operation is operated. The control valve 15 can also be used for this purpose which is connected to the shut-off valve 18 for this purpose in such a way that it is also closed for as long as the shut-off valve 18.
Es ist weiterhin denkbar, die Drossel 7 einstellbar auszuführen und ebenfalls er die Regeleinrichtung 19 entsprechend geeigneter Kenngrößen zu regeln. Dadurch erhält man eine äußerst feinfühlig einzustellende Zusatzheizunq.It is also conceivable to make the throttle 7 adjustable and likewise he to regulate the control device 19 according to suitable parameters. This gives you an extremely sensitive additional heating.
Claims (12)
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| DE19803012882 DE3012882A1 (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Fast response heater for vehicle - has exhaust driven turbine for compressed air to flow restriction heater |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19803012882 DE3012882A1 (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Fast response heater for vehicle - has exhaust driven turbine for compressed air to flow restriction heater |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3012882A1 true DE3012882A1 (en) | 1981-10-08 |
Family
ID=6099150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803012882 Withdrawn DE3012882A1 (en) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | Fast response heater for vehicle - has exhaust driven turbine for compressed air to flow restriction heater |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3012882A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3200837A1 (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-28 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | System for air-conditioning the passenger compartment of a motor vehicle |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE805114C (en) * | 1949-07-29 | 1951-05-07 | Eberspaecher J | Heating and ventilation system for vehicles driven by internal combustion engines |
| US2558797A (en) * | 1949-05-20 | 1951-07-03 | Edward C Theiss | Air induction system for turbosupercharged aircraft engines, including air intercooler and air interwarmer |
| FR1460955A (en) * | 1965-11-17 | 1966-01-07 | Arvin Ind Inc | Gas heating device, in particular for motor vehicles |
| US3245399A (en) * | 1963-07-24 | 1966-04-12 | Maurice O Lawson | Gas heater |
| DE2231301A1 (en) * | 1972-06-26 | 1974-01-17 | Bosch Gmbh Robert | DEVICE FOR REGULATING THE TEMPERATURE IN THE INTERIOR OF A MOTOR VEHICLE |
| DE2408508A1 (en) * | 1974-02-22 | 1975-08-28 | Sueddeutsche Kuehler Behr | DEVICE FOR WATER-SIDE TEMPERATURE REGULATION, IN PARTICULAR OF VEHICLE HEATING AND AIR CONDITIONING SYSTEMS |
-
1980
- 1980-04-02 DE DE19803012882 patent/DE3012882A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GB-Z: UK Patent Application GB 20 22 814 A * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3200837A1 (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-28 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | System for air-conditioning the passenger compartment of a motor vehicle |
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