DE3200837C2

DE3200837C2 - Einrichtung zur Beheizung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3200837C2
Application number: DE3200837A
Authority: DE
Inventors: Albert Dipl.Ing. 7400 Tübingen Stolz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-01-14
Filing date: 1982-01-14
Publication date: 1985-10-03
Also published as: DE3200837A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Klimatisierung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges mit einer Brennkraftmaschine mit Verbrennungsluftaufladung. Die für die Klimatisierung benötigte Wärme wird der Verbrennungsluft stromab vom Lader über einen Wärmetauscher entnommen. Die Verbrennungsluft wird dem Lader über zwei parallelgeschaltete Zufuhrleitungen zugeleitet, wobei die Aufteilung der Durchflußmenge von einer Einrichtung zur Veränderung der Teilströme, wie z.B. einer Weiche, in Abhängigkeit von der Last der Brennkraftmaschine gesteuert wird. In der Zufuhrleitung mit erhöhtem Durchfluß bei geringer Last ist ein vom Abgas der Brennkraftmaschine beaufschlagter Wärmetauscher angeordnet, in der anderen Zufuhrleitung ein vom Schmieröl der Brennkraftmaschine beaufschlagter Wärmetauscher. Es wird dadurch erreicht, daß der der Klimatisierung dienende Wärmetauscher unabhängig von der Last der Brennkraftmaschine mit einer ausreichenden Wärmemenge versorgt wird und die Brennkraftmaschine bei höherer Last nicht mit Verbrennungsluft zu hoher Temperaturen versorgt wird.

Description

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dem Patentanspruch 4 läßt eine sehr rasche Anpassung an die Heizungserfordernisse auch bei noch kalter Brennkraftmaschine zu. Mit der Einrichtung gemäß Patentanspruch 5 dagegen kann auf einfache Weise auch die Kühlwasserwärme der Brennkraftmaschine für die Beheizung herangezogen werden.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine besonders raumsparende und leichte Bauweise für hohe Wärmeübertragungsleistungen.

In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Einrichtung in eineii Beispiel in Schemaform dargestellt

Von einem Luftfilter 1 aus wird Verbrennungsluft über zwei Zufuhrleitungen 2, 3, die sich in einem als Weiche ausgebildeten Steuerorgan 4 mit einem Steuerglied 5 vereinigen, einem Lader 6 zugeführt, von dem sie nach dem Durchströmen eines Wärmetauschers 7, der sekundärseitig von Luft zur Beheizung eines nicht dargestellten Innenraumes eines Kraftfahrzeuges beaufschlagt ist, in eine nur angedeutet dargestellte Brennkraftmaschine 8 gedrückt wird. Die Abgase der Brennkraftmaschine 8 werden nach dem Durchströmen einer Turbine 9, die den Lader 6 antreibt, in einem Auslaßrohr 10 abgeführt, das teilweise in einem Wärmetauscher 11 von der Zufuhrleitung 3 ummantelt ist. In der Zufuhrleitung 2 ist ein Wärmetauscher 12 vorgesehen, der andersseitig von dem Schmieröl der Brennkraftmaschine 8 beaufschlagt ist.

Das Steuerglied 5 des Steuerorgans 4, dessen Stellmechanismus nicht dargestellt ist, verschließt bei geringer Belastung der Brennkraftmaschine 8 die Mündung der Zuführleitung 2 teilweise oder ganz und öffnet dementsprechend die Mündung der anderen Zufuhrleitung 3. Dem Wärmetauscher 7 und der Brennkraftmaschine 8 wird sQmit trotz anfallender geringer Kompressionswärme im Lader 6 durch die Aufnahme von Abgaswär- me Verbrennungsluft von ausreichend hohen Temperaturen zugeführt, s« daß die Luft für die Beheizung entsprechend erwärnH werden kann und ein Auskühlen der Brennkraftmaschine 8 verhindert wird. Mit steigender Belastung verschließt das Steuerglied 5 zunehmend die Mündung der Zuführleitung 3 und öffnet dementsprechend die Mündung der Zufuhrleitung 2. Dem Wärmetauscher 7 und der Brennkraftmaschine 8 wird somit hauptsächlich durch die verstärkt anfallende Kompressionswärme und in geringerem Umfang durch das Schmieröl erwärmte Verbrennungsluft zugeführt, so daß die Luft für die Beheizung weiterhin ausreichend erwärmt werden kann und gleichzeitig die Brennkraftmaschine 8 mit ausreichend kühler Luft, die einen guten Füllungsgrad gewährleistet, versorgt wird.

Das Steuerglied 5 des Steuerorgans 4 kann außer von der Belastung der Brennkraftmaschine 8 auch noch von anderen Größen gesteuert werden, wie der Außentemperatur, der Verbrennungslufttemperatur hirter dem Lader 6 oder der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine 8.

Die Luft für die Beheizung wird von einem Gebläse 13 über durch Klappen 14, 15 gesteuerte Frischluftoder Umluftleitungen 16, 17 angesaugt und nach dem sekundärseitigen Durchströmen des Wärmetauschers 7 über durch Klappen 18,19,20 gesteuerte Leitungen 21, 22, 23 für die Heizung oder als Verbindung zu einem Austreiber einer Klimaanlage oder zur Außenluft geleitet, wobei im letzteren Fall der Wärmetauscher 7 als reiner Ladeluftkühler dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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lauf ist in seinem Aufbau kompliziert, insbesondere cig-

Patentansprüche: net er sich in der Praxis nicht für die Verwendung in

Kraftfahrzeugen, da er als zusätzliches System mit ci-

1 Einrichtung zur Beheizung des Innenraumes ei- nem gesonderten Wärmeträgermedium im Kraftfahrnes" Kraftfahrzeuges durch Wärmeentzug aus der 5 zeug eine erhebliche Vergrößerung von Bauvolumen durch einen Lader verdichteten Verbrennungsluft und-gewicht bedeuten würde.

einer Brennkraftmaschine mittels eines Wärmetau- Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe /u-

schers und mit Ausnutzung der Abgaswärme der gründe, verschiedene durch die Brennkraftmaschine be-Brennkraftmaschine mittels eines weiteren Wärme- reitgestellte Wärmequellen nur unter Benutzung bereits tauschers gekennzeichnetdurch zwei par- 10 vorhandener Wärmeträgermedien und ohne Änderung allelgeschaltete Zufuhrleitungen (2, 3) für die Ver- des Aggregatezustandes dieser Medien fur die Beneibrennungsluft zum Lader (6) mit einem Steuerorgan zung des Innenraumes zu nutzen, wobei zusätzlich die (4) das in Abhängigkeit von der Belastung der verschiedenen Betriebszustände der Brennkraftmascni-BrennkraftmaschineWdenVerbrennungsluftdurchne und der damit schwankende Wärmeanfall beruckfluß durch die beiden Zufuhrleitungen (2,3) aufteilt, 15 sichtigt werden sollen.

wobei in der Zufuhrleitung (3) mit erhöntem Durch- Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kenn-

fluß bei geringer Belastung der von den Abgasen der zeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Brennkraftmaschine (8) beaufschlagte Wärmetau- Merkmale gelöst scher(ll)angeordnetist Bei der erfindui.gsgemäßen Einrichtung dient die
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 Verbrennungsluft als Wärmeträger sowohl fur die Abzeichnet, daß in der Zufuhrleitung (2) mit erhöhtem gaswärme der Brennkraftmaschine wie fur die Kom-Durchfluß bei hoher Belastung der Brennkraftma- pressionswärme des Laders, wobei die erfindungsgemaschine (8) ein vom Schmieröl der Brennkraftmaschi- ße Anordnung bewirkt, daß bei geringer Belastung der ne (8) beaufschlagter Wärmetauscher (12) angeord- Brennkraftmaschine mit einem geringen Anfall an Ver_net j_st 25 brennungswärme ein höherer Anteil der Abgaswärme
3 Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch auf die Verbrennungsluft übertragen wird als bei höhegekennzeichnet, daß das Steuerorgan (4) eine Wei- rer Belastung der Brennkraftmaschine mit einem verche mit kontinuierlich verstellbarem Steuerglied (5) mehrten Anfall an Verbrennungswärme. Dadurch steht in der Vereinigung der beiden Zufuhrleitungen (2,3) eine weitgehend von der Belastung der BrennkraftmaunmittelbarvordemLader(6)ist 30 schine unabhängige Wärmemenge für die Beheizung
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zur Verfügung, auch hat die der Brennkraftmaschine dadurch gekennzeichnet, daß der von der verdichte- zugeführte Verbrennungsluft eine weitgehend gleichten Verbrennungsluft beaufschlagte Wärmetauscher mäßige Temperatur.

(7) sekundärseitig von unmittelbar der Beheizung Aus der DE-AS 14 76 192 ist zwar ein Verbrennungs-

dienender Luft durchströmt ist 35 motor bekannt, bei dem eine Steuerung der Ansaugluft-
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, temperatur möglich ist, indem eine zusätzlich zu einer dadurch gekennzeichnet, daß der von der verdichte- Steuerung durch einen Temperaturfühler lastabhängig ten Verbrennungsluft beaufschlagte Wärmetauscher verstellbare Klappe eine Umschaltung von einer Fnsch-(7) von einem Zwischenträger, insbesondere dem luftleitur.g auf eine Vorwärmeleitung vornimmt, die das Kühlwasser der Brennkraftmaschine (8), durch- 40 Auspuffrohr ummantelt. Bei diesem Verbrennungsmoströmt ist. ^tor handelt es sich jedoch um einen Saugmotor. Auch ist
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das Problem der Beheizung des Innenraumes eines dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher Kraftfahrzeuges nicht angesprochen. Vielmehr ist (11) zwischen Abgas und Ansaugluft ein Kreuz- stromaufwärts der Ummantelung des Auspuffrohrs ein strom-Wärmetauscher ist. 45 an den Kühlwasserkreislauf des Motors angeschlosse-
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ner Wärmetauscher vorgesehen, der Wärmeträger der dadurch gekennzeichnet, daß der Lastabhängigkeit Heizeinrichtung wird also zusätzlich belastet statt entlader Stellung des Steuerorgans (4) eine von der Tem- stet.

peratur der Ansaugluft vor den Zylindern geführte Weiterhin ist aus der CH-PS 2 17 848 eine Brenn-

Regelung übergeordnet ist die über die Stellung des 50 kraftmaschine bekannt, der von einem Lader verdichte-

Steuerorgans (4) die Temperatur der Ansaugluft te Verbrennungsluft zugeführt wird, deren Temperatur

nach oben begrenzt. vergleichmäßigt werden soll. Zum Erreichen dieses

Zieles ist die zusätzliche Anordnung eines Heiß- und

eines Kaltwassernetzes vorgesehen. Die Aufgabe der

55 Beheizung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges ist in

dieser Schrift nicht angesprochen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Durch die im Patentanspruch 2 angegebene Ausge-

Beheizung des Innenraumes eines Kraftfahrzeuges ge- staltung wird eine weitere Wärmequelle der Brenn-

mäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. kraftmaschine für die Beheizung erschlossen mit dem

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-AS 60 zusätzlichen Vorteil, daß das die Schmierölwärme auf-

10 191 bekannt. Bei dieser Einrichtung werden die nehmende Medium nicht besonders herangeführt wer-

Abgaswärme einer Brennkraftmaschine und die Korn- den muß.

pressionswärme der Verbrennungsluft über Wärmetau- Die Ausgestaltung gemäß dem Patentanspruch 3 bescher einem Dampfkreislauf zugeführt, der ein Heizlei- wirkt eine einfache und effektive Steuerung des Mistungssystem mit einem Wärmetauscher enthält und in 65 schungsverhältnisses der Luftströme durch die beiden dem ein Arbeitsmittel mindestens vorgewärmt, minde- Zufuhrleitungen an deren Zusammentreffen, stens teilweise verdampft und arbeitsleistend entspannt Eine unmittelbare Übertragung der Verbrennungssowie kondensiert wird. Der dargestellte Dampfkreis- wärme auf die der Beheizung dienenden Luft gemäß