DE3334435A1

DE3334435A1 - Heizeinrichtung

Info

Publication number: DE3334435A1
Application number: DE19833334435
Authority: DE
Inventors: Ernst-Siegfried 5063 Overath Hartmann; Herbert 5040 Brühl Schleiermacher; Jürgen Dipl.-Ing. 5060 Bergisch Gladbach Wahnschaffe
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-09-23
Filing date: 1983-09-23
Publication date: 1985-04-11
Also published as: DE3334435C2

Description

Heizeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Beheizen eines Fahrerraumes eines von einer luftgekühlten Brennkraftmaschine antreibbaren Fahrzeuges mit Nutzbarmachung der Abwärme erwärmter Kühlluft der Brennkraftmaschine zu Heizzwecken im Fahrerraum, wobei die Temperatur der von einem Kühlluftgebläse geförderten Kühlluft der Brennkraftmaschine durch Rückführung erwärmter Kühlluft steuerbar ist.
Eine derart gattungsgemäße Einrichtung ist durch die Gestaltung der Kühlluftführung bei dem Fahrzeug FIAT 500 bekanntgeworden. Hierbei kann ein Teil der an den Zylindern der Brennkraftmaschine erwärmten Kühlluft abgezweigt und in den Fahrer raum geleitet werden, so daß dieser Strom erwärmter Kühlluft dem Kühlluftstrom der Brennkraftmaschine entzogen wird und demzufolge durch Umgebungsluft nachgeliefert werden muß. Dies wirkt sich aber insbesondere im winterlichen Fahrbetrieb sehr nachteilig für die Brennkraftmaschine aus, da für eine ausreichende Heizleistung im Fahrerraum eine erhebliche Menge der erwärmten Kühlluft abgezweigt werden muß, so daß trotz der Rückführungsmöglichkeit erwärmter Kühlluft das Kühllufttemperaturniveau der Brennkraftmaschine bei niedrigen Außentemperaturen und gleichzeitiger Wärmentnahme zu Heizzwecken nur unwesentlich angehoben werden kann. Ein Nachteil, der den konstruktiven Aufwand für die Gestaltung der Kühlluftführung in Frage stellt. Weiterhin besteht hier die Gefahr, daß Verunreinigungen oder aus Leckagestellen der Brennkraftmaschine austretendes Schmieröl oder Abgase in den Fahrerraum weitergegeben werden.
Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es deshalb, mit einfachen Mitteln die bekannte Einrichtung dahingehend weiterzubilden, daß auch bei Nutzbarmachung der erwärmten Kühlluft zu Heizzwecken im Fahrerraum eine wirksame Erhöhung des Kühllufttemperaturniveaus der Brennkraftmaschine möglich ist. Weiterhin soll die Weitergabe von von der Brennkraftmaschine herrührenden Verunreinigungen und Verschmutzungen in den Fahrerraum mit Sicherheit vermieden werden.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgmäße Lösung kann eine optimale Nutzung der gesamten Kühlluft der Brennkraftmaschine zu Heizzwecken erfolgen, so daß auch im Winterfahrbetrieb bei allgemein niedriger Umgebungstemperatur eine ausreichende Heizleistung zur Verfügung gestellt werden kann, aber trotz der geforderten Heizleistung eine wirksame Erhöhung der Kühllufttemperatur durch Zumischung von Abluft mit einem ausreichenden Temperaturniveau der Brennkraftmaschine möglich ist. Darüber hinaus wird die Weitergabe von Verunreinigungen mit Sicherheit vermieden, und die Ubertragung von Brennkraftmaschinengeräuschen kann erheblich verringert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert ist Die einzige Figur dieser Zeichnung veranschaulicht eine schematische Darstellung eines von der Abwärme einer luftgekühlten Brennkraftmaschine erwärmbaren Fahrerraumes.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Fahrer raum bezeichnet, der von der Abwärme einer luftgekühlten Brennkraftmaschine 2 beheizt wird. Die Brennkraftmaschine 2 weist eine Reihe von Zylindern 2a auf, die von Kühlluft 5, die von einem Kühlluftgebläse 4 über einen Kühlluftkanal 10 angesaugt wird, gekühlt werden. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die erwärmte Kühlluft 3 der gesamten Zylinderreihe 2a durch einen Heizungswärmetauscher 6 geführt, der in einem Abluftraum 7 der Brennkraftmaschine 2 angeordnet ist. Es ist jedoch auch möglich, den Heizungswärmetauscher 6 als Zwischenwärmetauscher eines im Fahrerraum 1 angeordneten Wärmetauschers auszubilden und beispielsweise Wasser als Heizmedium des Heizungswärmetauschers 6 zu verwenden. In besonders vorteilhafter Weise erstreckt sich der Heizungswärmetauscher 6 über die gesamte Fläche der Zylinderrohre und Zylinderköpfe der Zylinderreihe 2a, was auch zu einer Vergleichmäßigung der Zylinder temperatur aufgrund der Drosselwirkung des Wärmetauschers 6 im Kühlluftstrom führt. Der Heizungswärmetauscher 6 bildet gleichzeitig die Begrenzungswand der Zylinderreihe 2a und soll schalldämmend ausgebildet sein, indem beispielsweise die Luftführungen im Wärmetauscher einen gekrümmten Strömungsweg aufweisen. Der Abluftraum 7 steht über Auslaßquerschnitte 8 und 9 einerseits mit der Umgebung und andererseits mit dem Kühlluftzuführungskanal 10 des Kühlluftgebläses 4 in Verbindung, so daß die Temperatur der der Brennkraftmaschine zuzuführenden Kühlluft 5 durch Mischen der zurückgeführten erwärmten Kühlluft 3 und aus der Umgebung angesaugter Frischluft steuerbar ist und somit auch bei voller Nutzung der verfügbaren Wärmemenge zu Heizzwecken beispielsweise in der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine 2 oder bei tiefen Außentemperaturen eine wirksame Erhöhung des Kühllufttemperaturniveaus gewährleistet ist, womit gleichfalls eine Reduktion der verschleißintensiven Betriebszustände der Brennkraftmaschine 2 verbunden ist. Um auch die im Abgas verfüybare Abwärme der Brennkraftmaschine durch die Kühlluft nutzen zu können, ist das Abgassammelrohr 11 der Brennkraftmaschine 2 im Abluftraum 7 vorgesehen und der Heizunyswärmetauscher 6 in Strömungsrichtung der die Brennkraftmaschine kühlenden Kühlluft 5 hinter dem Abgassammelrohr 11 angeordnet, so daß sich die dem Heizungswärmetauscher 6 zuzuführende Kühlluft 3 auch an dem Abgassammelrohr 11 erwärmt.
Der Heizungswärmetauscher 6 ist über einen Verbindungskanal 13 mit dem Fahrerraum 1 verbunden. In dem Verbindungskanal 13 ist ein Gebläse 18 vorgesehen, das die in dem Heizungswärmetauscher 6 erwärmte Luft zu dem Fahrer raum 1 fördert. In dem Verbindungskanal 13 ist weiterhin ein Temperaturfühler 20 vorgesehen, der schaltungstechnisch mit dem den Auslaßquerschnitten 8 und 9 im Abluftraum 7 zugeordneten Steuerorgan 12 in Verbindung steht, so daß in Abhängigkeit von der Temperatur der im Heizungswärmetauscher 6 erwärmten Luft das Steuerorgan 12 betätigbar ist. Das Steuerorgan 12 steht darüberhinaus schaltungstechnisch mit einem im Abluftraum 7 angeordneten Temperaturfühler 21 in Verbindung, so daß das Steuerorgan 12 zusätzlich auch noch in Abhängigkeit der Temperatur der erwärmten Kühlluft 3 im Abluftraum 7 betätigbar ist. Weiterhin weist der Verbindungskanal 13 einen Einlaßquerschnitt 14 auf, der von einem Steuerorgan 22 beherrscht wird, so daß die im Heizungswärmetauscher 6 erwärmte Luft mit kalter Frischluft gemischt werden kann und dem Fahrerhaus zugeführt wird. Das Steuerorgan 22 kann beispielsweise ebenfalls von dem Temperaturfühler 20 und einem in diesem Ausührungsbeispiel nicht gezeigten Temperaturwahlschalter in der Fahrerhauskabine gesteuert werden. Des weiteren ist ein Umluftkanal 15 vorgesehen, der den Fahrerraum 1 mit dem Heizungswärmetauscher 6 verbindet, so daß beispielsweise zur Verkürzung der Aufheizphase des Fahrer raumes Fahrerhaus luft im Kurzschluß über den Heizungswärmetauscher 6 förderbar ist.
Weiterhin ist in dem Umluftkanal 15 eine weitere Einlaßöffnung 16 vorgesehen, über die Frischluft angesaugt werden kann. Die Einlaßöffnung 16 wird von einem Steuerorgan 23 beherrscht, so daß steuerbar Frisch- und Umluft dem Heizungswärmetauscher 6 zur Erwärmung zugeführt werden kann. Das Steuerorgan 23 kann ebenfalls temperaturabhängig gesteuert sein. Es ist allerdings auch möglich, über den Raum 19 dem Wärmetauscher 6 Frischluft zuzuführen.

Claims

Patentansprüche Einrichtung zum Beheizen eines Fahrerraumes (1) 5s von einer luftgekühlten Brennkraftnaschine (2) antreibbaren Fahrzeuges mit Nutzbarmachung der Abwärme erwärmter Kühlluft (3) der Brennkraftmaschine (2) zu Heizzwecken im Fahrerraum (1), wobei die Temperatur der von einem Kühlluftgebläse (4) geförderten Kühlluft (5) der Brennkraftmaschine (2) durch Rückführung erwärnter Kühlluft (3) steuerbar ist, gekennzeichnet durch einen im Abluftstrom der erwärmten Kühlluft (3) der Brennkraftmaschine (2) angeordneten eizungswärmetauscher (6), der von einem Heizmedium zur Erwärmung des Fahrerraumes (1) durchströmbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) in einem Abluftraum (7) angeordnet ist, der über verschließbare Auslaßquerschnitte (8, 9) mit der Umgebung und/oder einem Kühlluftzuführungskanal (10) verbindbar ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) eine sich über die Fläche der Zylinder rohre und Zylinderköpfe einer Zylinderreihe (2a) der Brennkraftmaschine (2) erstreckende geometrische Gestalt aufweist.
4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (6) zumindest teilweise eine Begrenzungswand einer Zylinderreihe (2a) der Brennkraftmaschine (2) bildet und schalldämmend ausgestaltet ist.
5. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abluftraum (7) ein Abgassammelrohr (11) der Brennkraftmaschine (2) vorgesehen und der Heizungswärmetauscher (6) in Strömungsrichtung der Kühlluft (4) hinter dem Abgassammelrohr (11) der Brennkraftmaschine (2) angeordnet ist.
6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Auslaßquerschnitten (8, 9) ein Steuerorgan (12) zugeordnet ist, das in Abhängigkeit der Temperatur des im Heizungswärmetauscher (6) erwärmbaren Heizmediums steuerbar ist.
7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Auslaßquerschnitten (8, 9) ein Steuerorgan (12) zugeordnet ist, das in Abhängigkeit einer oder mehrerer charakteristischer Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine (2), beispielsweise Kühllufttemperatur, Bauteiltemperatur, Schmieröltemperatur, steuerbar ist.
8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizmedium des Wärmetauschers (6) zur Erwärmung des Fahrerraumes (1) aus der Umgebung angesaugte Frischluft und/oder aus dem Fahrerraum (1) abgesaugte Umluft verwendet wird.
9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß de Heizungswärmetauscher (6) und dem Fahrerraum (1) ein Verbindungskanal (13) zugeordnet ist, der über einen verschließbaren Einlaßquerschnitt (14) steuerbar mit der Umgebung verbindbar ist.
10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem EIeizungsbärmetauscher (6) und dem Fahrerraum (1) ein Umluftkanal (15) zugeordnet ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Umluftkanal (15) eine verschließbare Frischluftöffnung (16) aufweist.
12. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen von der Kühlluft (5) der Brennkraftmaschine (2) durchströnbaren Schmierölkühler (17), der in Strömungsrichtung der Kühlluft (5) vor dem Heizungswärmetauscher (6) angeordnet ist.
13. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkraftmaschine (2) ein regelbares Kühlluftgebläse (4) aufweist.