DE3730121A1 - Fahrzeugheizung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugheizung mit einer Heiz­ einrichtung, die unabhängig von der Maschine des Fahrzeuges arbeiten kann.

Fahrzeugheizungen sind in der JP OS 2 52 018/1985 und dem JP GM 59 876/1986 beschrieben.

Im folgenden wird anhand von Fig. 6 der zugehörigen Zeich­ nung zunächst die Fahrzeugheizung beschrieben, die aus der JP OS 2 52 018/1985 zu entnehmen ist. Bei dieser Fahrzeughei­ zung ist ein Brenner 104 zum Verbrennen eines Brennstoffes im Ansaugrohr 103 einer Maschine 101 vorgesehen und ist ein Wärmetauscher 105 stromabwärts vom Brenner 104 angeordnet, um einen Wärmeaustausch zwischen dem durch die Verbrennung des Brennstoffes mittels des Brenners 104 erzeugten Verbren­ nungsgas und der Luft für die Heizung zu bewirken, wobei die in dieser Weise erwärmte Heizluft zum Beheizen des Fahrzeuges benutzt wird.

Im folgenden wird anhand von Fig. 7 die in dem JP GM 59 876/ 1986 dargestellte Aufwärmeinrichtung für eine Maschine be­ schrieben. In der Aufwärmeinrichtung ist eine Ansaugumleitungs­ strecke 4 parallel zu einem Ansaugrohr 3 einer Maschine 1 am mittleren Teil des Ansaugrohres 3 angeordnet und sind ein Brenner 5 und ein Wärmetauscher 8, die mit einer Fahrzeug­ heizeinheit 9 in Verbindung stehen, der Reihe nach in dieser Ansaugumleitungsstrecke 4 vorgesehen, wobei ein Drucksteuer­ ventil 12, das im Ansaugrohr 3 angeordnet ist, die Ansaugum­ leitungsstrecke 4 umgeht. Der Brenner 5 ist über ein Kraft­ stoffrohr 6 mit einer Kraftstoffeinspritzpumpe 32′ verbunden, die an der Maschine 1 angebracht ist, und der Kraftstoff vom Kraftstoffbehälter 11 wird durch den Brenner 5 verbrannt, der in der Ansaugumleitungsstrecke 4 angeordnet ist. Die Luftauslaßseite des Wärmetauschers 8 ist mit der Heizein­ heit 9 des Fahrzeuges verbunden, so daß die über einen Wär­ meaustausch mit dem Verbrennungsgas des mit einem Vergaser 7 versehenen Brenners erwärmte heiße Luft in die Heizeinheit 9 strömt.

Ein Rückschlagventil 15, beispielsweise ein Strömungs- oder Leitungsventil ist stromaufwärts von der Zusammenflußstelle der Ansaugumleitungsstrecke 4 mit dem Ansaugrohr 3 angeordnet, um zu verhindern, daß die angesaugte Luft von der Seite des Ansaugrohres 3 in die Umleitungsstrecke 4 an deren stromab­ wärts liegender Seite eintritt. Ein Drucksteuerventil 12 ist an dem Teil des Ansaugrohres 3 angeordnet, der von der Ansaug­ umleitungsstrecke 4 umgangen wird. Dieses Drucksteuerventil 12 ist dazu vorgesehen, den Druckunterschied des Ansaugrohres 3 zwischen der stromaufwärts liegenden und der stromabwärts lie­ genden Seite des Sicherheitsventils 12 immer konstant zu hal­ ten.

Dieses Ventil 12 weist einen Arm 12 b auf, der an einer Dreh­ achse 12 a angebracht und mit einer Stange 13 c verbunden ist, die von einer Membran 13 a eines Membranbetätigungsgliedes 13 aus vorsteht. Eine Federkammer 13 b des Betätigungsgliedes 13 ist mit einem im Ansaugrohr 3 stromabwärts vom Drucksteuerven­ til 12 angeordneten Unterdrucksensor 14 über eine Verbindungs­ leitung 13 d verbunden, um den stromabwärts vom Drucksteuer­ ventil 12 herrschenden Druck in die Federkammer 13 b einzufüh­ ren.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Fahrzeugheizung und bei der in Fig. 7 dargestellten Maschinenaufwärmeinrichtung wird das Verbrennungsgas in das Ansaugrohr der Maschine nach dem Durch­ gang durch den Wärmetauscher der Heizung eingeführt und wird die Luft zur Verbrennung, die in den Brenner der Heizung ge­ leitet wird, vom Luftfilter für die Maschine angesaugt.

Was den Wärmetauscher der Heizung anbetrifft, so erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem Verbrennungsgas und der Heizluft, d.h. zwischen zwei Gasen. Wenn sich daher ungewollt Verbren­ nungsgas in die Heizluft während des Wärmeaustausches dazwi­ schen mischt, kann Verbrennungsgas in das Fahrzeug eintreten. Wenn unverbrannte Gase wie beispielsweise CO, HC und ähnliche Gase in diesem Verbrennungsgas enthalten sind, entsteht eine kritische Situation, die für die Fahrzeuginsassen verhängnis­ voll sein kann.

In Abhängigkeit von den Fahrzeugtypen oder -modellen muß wei­ terhin die Größe der Rohrleitungsanordnung erhöht oder ein Gebläse mit hoher Kapazität vorgesehen werden, um den Wider­ stand im Fall der Luft herabzusetzen, derartige Maßnahmen und Einrichtungen sind aufgrund der begrenzten Kapazität der Energieversorgungsquelle jedoch schwierig vorzusehen . Im Fall des Verbrennungsgases oder im Fall des Wärmeaustausches zwischen Gas und Luft muß die Luftkonditioniereinheit des Vergasers in ihrem Aufbau geändert oder abgewandelt werden, was zu einem komplizierteren Aufbau und zu einer schwierigeren Einbauarbeit führt. Die Heizung selbst ist dann mit höheren Kosten verbunden und es besteht die weitere Schwierigkeit, daß die Heizluft überhitzt wird, wenn das Fahrzeug abrupt anhält.

Durch die Erfindung sollen die oben beschriebenen Schwierigkei­ ten bekannter Vorrichtungen beseitigt werden und soll eine Fahrzeugheizung geschaffen werden, die Wasser für den Wärme­ austausch mit einem in einem Brenner einer Heizeinrichtung erzeugten Verbrennungsgas an einem Wärmetauscher verwendet, um den Wärmeaustausch zwischen dem durch den Brenner erzeugten Verbrennungsgas und dem Heizwasser zu bewirken, und die extrem sicher ist, da sie keinen direkten Wärmeaustausch zwischen dem Verbrennungsgas und der Heizluft vorsieht, so daß ein Eintritt von Verbrennungsgas vom Brenner in das Fahrzeug ausgeschlossen ist.

Durch die Erfindung soll weiterhin eine Fahrzeugheizung ge­ schaffen werden, die die Arbeit des Brenners erst anhält, nachdem das durch den Kühler der Maschine zirkulierende Kühl­ wasser die Temperatur von Heizwasser erreicht hat, die zum Aufwärmen des Fahrzeuges geeignet ist, die wahlweise dieses Heißwasser und das durch den Brenner erwärmte Heißwasser über ein Umschaltventil steuern kann und die den Fahrzeug­ innenraum zunächst durch den Brenner und dann durch die Ma­ schine heizen kann, während die Arbeit des Brenners nach Er­ wärmen des Kühlwassers unterbrochen wird,so daß sich eine Energieeinsparung ergibt.

Durch die Erfindung soll weiterhin eine Fahrzeugheizung ge­ schaffen werden, die dadurch ausgebildet werden kann, daß lediglich dafür gesorgt wird, daß zwischen dem durch den Küh­ ler der Maschine zirkulierenden Kühlwasser und dem durch den Brenner erwärmten Heisswasser über ein Umschaltventil umge­ schaltet werden kann, die bezüglich des Rohrleitungssystems einfach an Fahrzeugen angebracht werden kann, die an bestehen­ den Fahrzeugen dadurch vorgesehen werden kann, daß der Aufbau etwas geändert wird, und die die Herstellungskosten so gering wie möglich halten kann.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugheizung soll so ausgebildet sein, daß sie das im Brenner erzeugte Verbrennungsgas in das Ansaugrohr oder das Abgasrohr der Maschine einführt und das Verbrennungsgas des Brenners durch die Maschine verarbeitet, so daß die Heizung extrem sicher ist, und die die Heizein­ richtung zum Heizen des Fahrzeuginnenraumes betreiben kann, während die Maschine nicht arbeitet.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugheizung soll wirksam die Abgas­ wärme, d.h. die Wärme des Verbrennungsgases ausnutzen, Energie einsparen können und so ausgebildet sein, daß keine Feuerge­ fahr besteht, indem Wasser zum Wärmeaustausch benutzt wird, selbst wenn ein Gebläse oder eine ähnliche Einrichtung ge­ stört ist, und daß keine Überhitzung auftritt, selbst wenn das Fahrzeug abrupt anhält, so daß die Heizung extrem sicher ist.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugheizung soll weiterhin Rohrlei­ tungen mit geringerem Durchmesser als Rohrleitungssysteme für die Heizung verwenden können und ohne Schwierigkeiten bei Personenkraftwagen oder Fahrzeugen mit kippbarem Fahrer­ haus vorgesehen werden können.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugheizung soll schließlich die Heizeinrichtung insbesondere nur eine Heizeinrichtung einer Schnellheizung unabhängig von der Maschine betreiben können, das Kühlwasser der Maschine vorheizen können und somit das Anlaßverhalten der Maschine verbessern können.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrie­ ben. Es zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugheizung,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Ausfüh­ rungsbeispiel eines Wärmetauscherteils insbesondere einer Umschaltventilanordnung, die in Fig. 1 dargestellt ist,

Fig. 3 in einer schematischen Ansicht ein weiteres Bei­ spiel der in Fig. 2 dargestellten Umschaltventil­ anordnung,

Fig. 3A eine schematische Ansicht des in Fig. 3 darge­ stellten Umschaltventils,

Fig. 4 in einer schematischen Ansicht eine Fahrzeughei­ zung und ihre Steuerung gemäß eines weiteren Aus­ führungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeits­ weise der erfindungsgemäßen Fahrzeugheizung,

Fig. 6 in einer schematischen Darstellung eine her­ kömmliche Fahrzeugheizung und

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer herkömmli­ chen Maschinenaufwärmeinrichtung.

Fig. 1 zeigt den Grundaufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugheizung. Diese Fahrzeughei­ zung ist für einen Personenkraftwagen bestimmt, der mit einer Schnellheizanlage versehen ist. Diese Schnellheizanlage um­ faßt primär ein Gebläse 31, einen Brenner 5 und einen Wärme­ tauscher 8, die in der angegebenen Reihenfolge angeordnet sind, und kann eine Schnellheizung unter Verwendung des Brenners 5 und des Wärmetauschers 8 bewirken, wie es später im einzelnen beschrieben wird.

Eine Vergasereinrichtung 7 ist im Brenner 5 angeordnet und ein erstes Luftfilter 24 für die Maschine ist am stromauf­ wärts liegenden Teil eines Ansaugrohres 3 der Maschine 1 vor­ gesehen. Ein Schalldämpfungsventil 42 liegt im Ansaugrohr 3 stromaufwärts von einem Zusammenflußpunkt des Verbrennungsgas­ kanals 16 der Heizeinrichtung und des Ansaugrohres 3. Das An­ saugrohr 3 steht stromabwärts vom Schalldämpfungsventil 42 mit einem Ansaugkrümmer 2 in Verbindung. Ein Umschaltventil 25 für das Maschinensaugrohr und ein Umschaltventil 26 für die Belüftung nach außen (siehe Fig. 4) sind dazu vorgesehen, auf das Öffnen und Schließen eines Abgasbremsventils 41 anspre­ chend, wahlweise das in der Heizung erzeugte Verbrennungsgas zu einem Verbrennungsgaskanal 16 zur Abgabe des Gases zum An­ saugrohr 3 der Maschine 1 oder zu einem anderen Verbrennungs­ gaskanal 18 zur Abgabe an die Außenluft zu leiten.

Das Abgasbremsventil 41, das oben beschrieben wurde, liegt im Abgasrohr 6 stromaufwärts vom Zusammenflußpunkt des Ver­ brennungsgaskanals 18 der Heizeinrichtung und des Abgasrohrs 6 der Maschine 1. Ein zweites Luftfilter 23 ist stromaufwärts vom Gebläse 31 vorgesehen. Bei der beschriebenen Heizein­ richtung wird das im Brenner 5 erzeugte Verbrennungsgas einem Wärmeaustausch mit Wasser im Wärmetauscher 8 unter­ worfen, und wird das in dieser Weise aufgeheizte Heißwasser anschließend einem Wärmeaustausch mit Luft in einer Kühl­ wasser-Heizeinheit 10 unterworfen, die im Fahrzeug angeord­ net ist, so daß Heißluft erzeugt wird, die zum Erwärmen des Fahrzeuginnenraums 28 des Fahrzeuges benutzt wird.

Ein Strömungsweg 80 f zum Leiten des Wassers in den Wärme­ tauscher 8 und ein Strömungsweg 80 c zum Leiten des erwärmten Wassers, d.h. des Heißwassers vom Wärmetauscher 8 sind im Wärmetauscher 8 vorgesehen. Eine Wasserpumpe 81 für den Wärme­ tauscher ist im Strömungsweg 80 f vorgesehen. Diese Wasser­ pumpe 81 wird von einem Motor 83 angetrieben, wobei der Mo­ tor 83 über einen Schalter 84 einer An- und Ausschaltsteu­ erung unterliegt, der über ein Signal von einer Hauptsteuer­ einheit 50 betätigt wird. Die Strömungswege 80 c und 80 f sind mit einer Umschaltventilanordnung 80 verbunden. Die Umschalt­ ventilanordnung 80 steht mit der Kühlwasserheizeinheit 10 über die Strömungswege 80 a und 80 b in Verbindung. Die Umschalt­ ventilanordnung 80 steht gleichfalls mit der Maschine über die Strömungswege 80 d und 80 e in Verbindung, um die Maschine 1 zu kühlen. Eine Wasserpumpe 82 für die Maschine liegt in den Strömungswegen 80 d und 80 e. Was die Zirkulation des Wassers für den Wärmetauscher anbetrifft, so ist eine Wasserpumpe 81, die kleiner als die Wasserpumpe 82 zum Zirkulieren des Kühl­ wassers der Maschine 1 ist und getrennt angetrieben wird, zur Wasserzirkulation vorgesehen.

Ein Thermostat aus elektromagnetischen Ventilen oder ähnli­ chen Einrichtungen, d.h. eine Umschaltventilanordnung, ist zwischen der herkömmlichen Kühlwasserheizeinheit 10 und der Maschine 1 angeordnet, um für einen Temperaturausgleich mit der Temperatur des Kühlwassers auf der Seite der Maschine 1 zu sorgen, und das Kühlwasser direkt durch die Kühlwasser­ heizeinheit 10 in der durch den Benutzer gewünschten Weise zu zirkulieren, oder es zu zirkulieren, während es teilwei­ se mit dem Kühlwasser der Maschine 1 gemischt wird. Die Kühlwasserheizeinheit 10 kann daher in ausreichendem Maße benutzt werden, so daß keine Änderungen und Abwandlungen der Ausbildung notwendig sind. Da darüber hinaus die Heizein­ richtung der Schnellheizanlage benutzt wird, kann die Zeit, die von der Zündung des Brenners 5 bis zur Abgabe von heißer Luft zu den Sitzen, beispielsweise zum Fahrersitz, vergeht, sehr kurz sein und beispielsweise nur etwa 3 Minuten betragen. In diesem Fall liegt die zwischen dem Wärmetauscher 8 und der Kühlwasserheizeinheit 10 zirkulierende Wassermenge vor­ zugsweise z.B. bei bis zu etwa 5 Litern.

In der Zeichnung sind weiterhin ein Temperatursensor 79 zum Aufnehmen der Temperatur der Luft zum Heizen, ein Verbren­ nungsgaskanal 17, die Strömungsrichtung A der Luft für die Verbrennung, die Strömungsrichtung B des Verbrennungsgases, die Strömungsrichtung C der angesaugten Luft der Maschine und die Strömungsrichtung D des Wassers zum Heizen dargestellt.

Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen dem Strömungsweg des zirkulierenden Wassers für den Wärmetauscher 8 und dem Strö­ mungsweg des Kühlwassers der Maschine 1 sowie den Aufbau der Umschaltventilanordnung 80 im einzelnen. Umschaltventile 803, 804, die elektromagnetische Ventile sind, sind in der Umschalt­ ventilanordnung 80 vorgesehen und öffnen und schließen die Strömungswege 80 d und 80 f jeweils. Wenn das Umschaltventil 804 den Strömungsweg 80 f schließt, während das Umschaltventil 803 den Strömungsweg 80 d öffnet, dann ist der Weg von der Wasser­ pumpe 82 für die Maschine über den Strömungsweg 80 d, die Um­ schaltventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 a, die Kühlwas­ serheizeinheit 10 im Fahrerhaus, den Strömungsweg 80 d, die Umschaltventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 e, die Maschine 1 zur Wasserpumpe 82 offen, und ist der Weg von der Wasser 81 für den Wärmetauscher über den Wärmetauscher 8, den Strömungs­ weg 80 c, die Umschaltventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 a, die Kühlwasserheizeinheit 10 im Fahrerhaus, den Strömungsweg 80 b, die Umschaltventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 f zur Wasserpumpe 81 geschlossen.

Wenn das Umschaltventil 804 den Strömungsweg 80 f öffnet, während das Umschaltventil 803 den Strömungsweg 80 d schließt, dann ist der Strömungsweg von der Wasserpumpe 81 für den Wär­ metauscher über den Wärmetauscher 8, den Strömungsweg 80 c, die Umschaltventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 a, die Kühl­ wasserheizeinheit 10 im Fahrerhaus, den Strömungsweg 80 b, die Umschaltventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 f zur Wasser­ pumpe 81 offen und ist der Strömungsweg von der Wasserpumpe 82 für die Maschine über den Strömungsweg 80 d, die Umschaltven­ tilanordnung 80, den Strömungsweg 80 a, die Kühlwasserheizein­ heit 10 im Fahrerhaus, den Strömungsweg 80 b, die Umschalt­ ventilanordnung 80, den Strömungsweg 80 e, die Maschine 1 zur Wasserpumpe 82 geschlossen.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel der Umschaltventilanord­ nung. Während das in Fig. 2 dargestellte Umschaltventil ein elektromagnetisches Ventil ist, ist das in Fig. 3 dargestell­ te Umschaltventil ein fluidbetätigtes Ventil, das Luft 48 ver­ wendet, jedoch die gleiche Funktion wie das in Fig. 2 dar­ gestellte elektromagnetische Ventil hat. Eine weitere Erläu­ terung seiner Funktion erübrigt sich daher.

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugheizung bei einem Kraftfahrzeug zusammen mit seiner Steuereinheit vorgesehen ist. Bei den Bauteilen der Fahrzeugheizung von Fig. 4 sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Bauteile wie in Fig. 1 verwendet, wobei derartige Bau­ teile nicht nochmals erläutert werden.

Im Brenner 5 wird der flüssige Brennstoff vom Brennstoff­ tank 11 in die Vergasereinrichtung 7 über die Brennstoff­ pumpe 32, das Brennstoffilter 49 und das Rückführungsven­ til 46 geleitet. Der Brenner 5 ist so ausgebildet, daß der flüssige Brennstoff durch den Vergaser 7 verdampft wird, um gasförmigen Brennstoff zu erzeugen, der verbrannt wird, und dessen Verbrennungsgas in den Wärmetauscher 8 geleitet wird. Das Ansaugrohr 3 der Maschine 1 und der Verbrennungs­ luftkanal 17 zum Ansaugen der Luft für die Verbrennung sind mit getrennten Luftfiltern 23 und 24 jeweils verbunden. Das erste Luftfilter 24 für die Maschine ist an einem stromauf­ wärts liegenden Teil des Ansaugrohres 3 angeordnet und hat die Funktion, die Luft relativ zu reinigen. Das zweite Luft­ filter 23 mit einer gegenüber dem ersten Luftfilter 24 an­ deren Funktion ist an einem stromaufwärts liegenden Teil des Verbrennungsluftkanals 17 angeordnet. Dieses Luftfilter 23 kann ein relativ grobes Filter sein, wobei in diesem Fall der Ansaugwiderstand der Luft niedrig ist und daher die Saugkapa­ zität des Gebläses 31 und sein Energieverbrauch klein sein können.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Fahrzeugheizung können durch eine An/Aus-Steuerung des Umschaltventiles 25 für das Maschi­ nenansaugrohr, des Umschaltventils 7 zur Öffnung zur Außen­ luft, des Umschaltventils 26 zum Beibehalten der Maschinen­ temperatur und des Umschaltventils 40 für den Verbrennungsgas­ kanal 39 verschiedene Funktionen erzielt werden. Es ist mit anderen Worten möglich, die Maschine hilfsweise anzulassen und aufzuwärmen, indem das Verbrennungsgas nach dem Wärmeaus­ tausch bei gegebenen Verhältnissen der An/Aus-Steuerung des Umschaltventils 25 für das Maschinensaugrohr, des Umschalt­ ventils 27 zum Öffnen zur Außenluft, des Umschaltventils 26 zum Beibehalten der Maschinentemperatur und des Umschaltven­ tils 40 für den Verbrennungsgaskanal 40 benutzt wird.

In der Zeichnung sind ein Betriebsschalter 43 für die Schnell­ heizung, ein Betriebsschalter 44 zum Beibehalten der Maschi­ nentemperatur, der Verbrennungsgas zur Außenfläche der Maschi­ ne 1, d.h. zur Außenfläche des Zylinderblockes,der Ölwanne und ähnlicher Einrichtungen leitet, Temperatursensoren 45, 47 und 79, ein Maschinensaugbefehlsschalter, der anweist, ob das Abgas oder das Verbrennungsgas manuell in das Ansaug­ rohr der Maschine 1 einzusaugen ist oder nicht, eine Haupt­ steuereinheit 50, ein Luftbehälter zum Aufnehmen der durch die Maschine 1 oder eine ähnliche Einrichtung komprimierten Luft, ein Zeitgeber 72 als wahlweise vorgesehene Einrichtung, ein Kupplungssignalschalter 73 zum Eingeben eines An/Aus-Sig­ nals der Kupplung, ein Fahrpedalsensor 74, der ein Signal er­ zeugt, das angibt, ob das Fahrpedal freigegeben oder etwas betätigt ist, ein Anlasser 75 für die Maschine 1, ein Schloß­ schalter 76 für den Maschinenanlasser oder ähnliches, der am Sitz des Fahrers angeordnet ist, ein Schalldämpfer 77, ein Abgasbremsbetriebsschalter 78 zum Sperren des Abgasbremsven­ tils 41, um die Abgasbremse zu betätigen, und eine Batterie 80 dargestellt.

Es ist bevorzugt, einen Brenner mit dem folgenden Aufbau, beispielsweise als oben beschriebener Brenner 5, zu verwenden, obwohl Einzelheiten in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 4 beschrieben.

Dieser Brenner 5 besteht aus einem keramischen Verbrennungs­ zylinder, der durch eine Trennwand mit Verbindungslöchern in eine Vergaserkammer und eine Verbrennungskammer unterteilt ist. Die Vergasereinrichtung 7 mit eingebauter Glühkerze 30 zum Vergasen ist so angeordnet und ausgebildet, daß sie die Verbrennungskammer durchdringt, und eine Ausstoßöffnung zum Ausstoßen des durch den Vergaser vergasten Brennstoffes mündet zur Verbrennungskammer und eine Glühkerze 29 zur Zün­ dung ist in der Verbrennungskammer vorgesehen. Der flüssige Brennstoff wird durch die Vergasungsglühkerze 30 zu einem gasförmigen Brennstoff vergast und mit der Verbrennungsluft gemischt, um ein Luftbrennstoffgemisch zu erzeugen. Öltropfen, die in einer sehr begrenzten Menge vorhanden sind, oder das Luftbrennstoffgemisch wird durch die Zündglühkerze 29 ge­ zündet, um das Luftbrennstoffgemisch in der Verbrennungskam­ mer zu verbrennen. Wenn der oben beschriebene Brenner 5 be­ nutzt wird, kann der flüssige Brennstoff schnell in gasför­ migen Brennstoff vergast werden, der schnell gezündet wird und schnell verbrannt werden kann. Das hat zur Folge, daß der Brenner 5 sofort das Verbrennungsgas in den Wärmetauscher 8 leiten kann, so daß dieser schnell seine Funktion erfüllen kann. In dieser Weise kann der Innenraum 28 des Fahrzeuges schnell geheizt werden.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugheizung mit dem oben beschriebe­ nen Aufbau arbeitet in der folgenden Weise. Zunächst werden die Grundarbeitsverhältnisse dieser Fahrzeugheizung beschrie­ ben. Die in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugheizung stellt das Umschaltventil 25 so ein, daß selbst dann, wenn die Maschine 1 nicht arbeitet, die Heizeinrichtung aus dem Brenner 5 und dem Wärmetauscher 8 unabhängig von der Maschine betrieben werden kann. Die vom Brenner 5 abgegebene Wärmemenge, d.h. das Ver­ brennungsgas, wird in den Wärmetauscher 8 geleitet und nach einem Wärmeaustausch dem Ansaugrohr 3 der Maschine 1 über den Verbrennungsgaskanal 16 oder dem Verbrennungsgaskanal 18 zuge­ führt, der zur Außenluft mündet.

Wenn sowohl die Maschine 1 als auch die Heizeinrichtung gleich­ zeitig arbeiten und wenn weiterhin das vom Brenner 5 der Heizeinrichtung erzeugte Verbrennungsgas in die Maschine 1 einzusaugen ist, dann wird das Umschaltventil 25 bezüglich des Ansaugrohres 3 zur offenen Seite eingestellt. Das Ver­ brennungsgas wird in die Maschine 1 geleitet und dort voll­ ständig verbrannt. In dieser Weise kann eine hohe Sicherheit gewährleistet werden. In diesem Fall ist das Kühlwasser vor und unmittelbar nach dem Anlassen der Maschine 1 noch nicht erwärmt. Daher wird die Umschaltventilanordnung 80 so betätigt, daß das Fahrzeug durch die Heizeinrichtung der Schnellheizan­ lage geheizt werden kann, die unabhängig von der Maschine 1 angeordnet ist. Wenn anschließend das Kühlwasser der Maschine 1 in ausreichendem Maße erwärmt ist und für die Heizung be­ nutzt werden kann, wird die Umschaltventilanordnung 80 so betätigt, daß die Heizeinrichtung unabhängig von der Maschine 1 abgeschaltet wird und nur das Kühlwasser der Maschine 1 zum Heizen des Fahrzeuges benutzt wird. Die Steuerarbeits­ vorgänge, die oben beschrieben wurden, können dadurch ausge­ führt werden, daß die Umschaltventilanordnung 80 in der oben beschriebenen Weise betätigt wird.

Wenn die Heizeinrichtung arbeitet, während die Maschine 1 nicht arbeitet, erfolgt eine derartige Steuerung, daß das Umschaltventil 25 bezüglich des Ansaugrohres 3 geschlossen jedoch zum Verbrennungsgaskanal 18 hin offen ist, der mit dem Abgasrohr 6 verbunden ist, das zur Außenluft mündet. Unter diesen Umständen strömt das Verbrennungsgas gleich­ mäßig aufgrund der Arbeit des Gebläses 31 zur Außenluft. Im Wärmetauscher 8 wird ein Wärmeaustausch zwischen dem Ver­ brennungsgas vom Brenner 5 und Wasser bewirkt, so daß das Wasser zu heißem Wasser erwärmt wird, das dann der Kühlwasser­ heizeinheit 10 zugeführt und zum schnellen Heizen des Fahr­ zeuginnenraums 28 benutzt wird.

Im folgenden wird die Arbeit der Fahrzeugheizung mit der Schnellheizanlage in Fig. 4 beschrieben. Weiterhin wird der Betriebsablauf der Steuereinheit für die Fahrzeugheizung un­ ter Bezug auf die Umschaltventilanordnung 80 in Fig. 2 und 3 und das Flußdiagramm in Fig. 5 beschrieben. Zunächst wird die Fahrzeugheizung in Betrieb gesetzt.

Jedes Ventil wird so eingestellt, daß die Luft des Luft­ zylinders nicht wirksam ist und nur die schnelle Heizung unabhängig von der Maschine 1 arbeiten kann. Es wird be­ urteilt, ob der Betriebsschalter 43 der Schnellheizung aus dem Brenner 5 und dem Wärmetauscher 8 an- oder ausge­ schaltet ist. Wenn der Betriebsschalter 43 nicht ange­ schaltet ist, geht der Programmablauf zum Anfang zurück. Wenn der Betriebsschalter 43 angeschaltet ist, geht der Betriebsablauf zum nächsten Schritt (53) über.

Die Vergasungsglühkerze 30 und die Zündglühkerze 29 in der Schnellheizung werden mit Strom versorgt.

Die Pumpe 32 für den flüssigen Brennstoff wird in Betrieb gesetzt, um flüssigen Brennstoff vom Tank 11 für den flüs­ sigen Brennstoff in die Vergasereinrichtung 7 zu pumpen. Wenn diese Pumpe 32 arbeitet, wird flüssiger Brennstoff dem Brenner 5 geliefert und wird der flüssige Brennstoff vergast und in gasförmigen Brennstoff umgewandelt.

Das Gebläse 31 wird betrieben, um Luft für die Verbrennung in den Brenner 5 zu leiten. Der Brenner 5 vergast den flüs­ sigen Brennstoff zu gasförmigem Brennstoff und tritt in den Verbrennungszustand ein.

Wenn verschiedene Bauteile der Schnellheizung, die mit der Verbrennung in Verbindung stehen, angeschaltet sind, wird der flüssige Brennstoff vergast und in gasförmigen Brenn­ stoff umgewandelt, wobei über die Aufnahme der Temperatur des Verbrennungsgases durch den Temperatursensor 34 am Ver­ brennungsgasauslaß des Wärmetauschers 8, d.h. am Einlaß des Verbrennungsgaskanals 16 beurteilt wird, ob der vergaste Brennstoff gezündet wird oder nicht. Es wird beispielsweise beurteilt, ob die Temperatur des Verbrennungsgases über 200°C liegt oder nicht. Wenn das Gas nicht gezündet wird, werden verschiedene Steuerungen erneut durchgeführt. Wenn das Gas gezündet wird, geht der Arbeitsablauf auf den nächsten Schritt (57) über.

Wenn die Temperatur des Verbrennungsgases über einem be­ stimmten Wert liegt, wird das Umschaltventil 804 (oder 801) geöffnet.

Das Umschaltventil 803 (oder 802) wird geschlossen, so daß das heiße Wasser nach dem Wärmeaustausch mit dem Verbren­ nungsgas der Schnellheizung verfügbar wird.

Der Motor 83 zum Antreiben der Wasserpumpe 81 für den Wärmetauscher 8 wird angeschaltet, um die Wasserpumpe 81 zu betreiben, und das heiße Wasser vom Wärmetauscher 8 wird so zirkuliert, daß es durch den Wärmetauscher 8 und die Kühlwasserheizeinheit 10 fließt.

In der Kühlwasserheizeinheit 10 erfolgt ein Wärmeaustausch zwischen dem heißen Wasser und der Luft zum Heizen, wobei die warme Luft in den Innenraum 28 des Fahrzeuges abgegeben wird. Der Abgabetemperatursensor 9, der am Auslaß des Innen­ raums 28 angeordnet ist, beurteilt, ob der heiße Luftzug eine Solltemperatur erreicht hat. Wenn das der Fall ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt (62) über, und wenn das nicht der Fall ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt (61) über.

Wenn die warme Luft die Solltemperatur nicht erreicht, wird beurteilt, ob vom Maschinendrehsensor 35 zum Wahrneh­ men der Drehzahl der Maschine 1, ein Eingangssignal kommt oder nicht. Wenn ein derartiges Eingangssignal vorliegt, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt (63) über und an­ derenfalls auf den Anfang des Schrittes (60) zurück.

Wenn die warme Luft die Solltemperatur erreicht hat, wird die Brennstoffpumpe 32 zum Liefern des Brennstoffes zum Brenner 5 gesteuert und wird der Schritt (60) wie­ derholt.

Wenn ein Eingangssignal vom Maschinendrehsensor 35 vorliegt, wird durch den Maschinenwassertemperatursen­ sor 45 beurteilt, ob die Temperatur des Maschinenkühl­ wassers über der Solltemperatur liegt oder nicht. Wenn das der Fall ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt (64) weiter und anderenfalls auf den Schritt (60) zur Wiederholung zurück.

Wenn die Temperatur des Maschinenkühlwassers über der Solltemperatur liegt, wird das Umschaltventil 803 (oder 802) in der Umschaltventilanordnung 80 geöffnet, während das Umschaltventil 804 (oder 801) geschlossen wird, um das Maschinenkühlwasser in die Kühlwasserheizeinheit 10 zu leiten.

Der Abgabetemperatursensor 79, der am Auslaß des Innen­ raums 28 angeordnet ist, beurteilt, ob die Temperatur einen Sollwert erreicht hat oder nicht. Wenn das der Fall ist, geht der Arbeitsablauf auf den Schritt (66) über und anderenfalls auf den Schritt (60) zur Wieder­ holung zurück.

Wenn die Temperatur den Sollwert erreicht, wird die Brennstoffpumpe 32 zum Liefern des Brennstoffes zum Brenner 5 abgeschaltet, wird auch der Betrieb der Heiz­ einrichtung der Schnellheizung angehalten und wird die Verbrennung unterbrochen.

Das Ansaugrückleitungsventil 46 wird geöffnet, um so­ fort flüssigen Brennstoff bis zur Vergasereinrichtung 7 zurückzuziehen, um das Ansprechen auf das Erlöschen der Verbrennung zu verbessern, und der flüssige Brennstoff wird im Brennstoffbehälter zurückgewonnen.

Der Motor 83 zum Antreiben der Wasserpumpe 81 wird abge­ schaltet, um die Wasserpumpe 81 für den Wärmeaustausch anzuhalten.

Das Umschaltventil 804 (oder 801) in der Umschaltventil­ anordnung 80 wird geschlossen.

Die Steuerung des Heizbetriebes durch die Schnellheizung in der Fahrzeugheizanlage wird beendet.

Die vorliegende Erfindung wurde im obigen anhand eines be­ sonders bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, auf die die vorliegende Erfindung nicht im einzelnen beschränkt ist. Beispielsweise können verschiedene Konstruktionen für den Brenner und für den Wärmetauscher verwandt werden. Was beispielsweise den Brenner anbetrifft, so kann dieser so ausgebildet sein, daß er den flüssigen Brennstoff in gasför­ migen Brennstoff umwandelt und der gasförmige Brennstoff un­ ter Verwendung der Heizkerze gezündet wird, wobei der Bren­ ner entweder vom vertikalen oder horizontalen Typ sein kann. Verschiedene Formen und Konstruktionen können auch für den Wärmetauscher verwandt werden und es können verschiedene Änderungen und Abwandlungen der Auslegung natürlich vorgesehen sein. Darüber hinaus kann natürlich die Steuerung des Wassers für die Zirkulation durch den Wärmetauscher und des Maschi­ nenkühlwassers unter Verwendung eines Thermostaten oder einer ähnlichen Einrichtung erfolgen.

Claims (7)

1. Fahrzeugheizung gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung aus einem Brenner (5) und einem Wärmetauscher (8), die an einem Fahrzeug angebracht ist, wobei ein Wärmeaustausch durch den Wärmetauscher (8) zwi­ schen dem vom Brenner (5) erzeugten Verbrennungsgas und Wasser erfolgt und das durch den Wärmetauscher (8) erzeugte heiße Wasser in eine Kühlwasserheizeinheit (10) des Fahr­ zeuges geleitet und zum Heizen benutzt wird.

2. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Brenner (5) eine Vergasereinrich­ tung (7) mit einer Vergasungsglühkerze (30) und eine Zünd­ glühkerze (29) aufweist und der flüssige Brennstoff in gas­ förmigen Brennstoff vergast wird, um einen Verbrennungszu­ stand herzustellen.

3. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das heiße Wasser zum Heizen des Fahr­ zeuges vom heißen Wasser des Wärmetauschers (8) oder vom heißen Wasser eines Kühlers der Maschine über eine Umschalt­ steuerung eines Umschaltventils (80) erhalten wird.

4. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das im Brenner (5) erzeugte Verbrennungs­ gas in ein Ansaugrohr (3) oder ein Abgasrohr der Maschine geleitet wird.

5. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Temperatur des durch den Kühler der Maschine zirkulierende Kühlwasser von einem Maschinen- Wasser-Temperatursensor (45) wahrgenommen wird, die Arbeit des Brenners unterbrochen wird, nachdem die Kühlwassertempe­ ratur einen zum Heizen des Fahrzeuges geeigneten Wert er­ reicht hat, und das heiße Kühlwasser und das heiße Wasser vom Brenner (5) einer Umschaltsteuerung über ein Umschalt­ ventil (80) unterworfen sind.

6. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Umschaltventil so ausgebildet und angeordnet ist, daß das im Brenner (5) erzeugte Verbrennungs­ gas in das Ansaugrohr (3) oder das Abgasrohr der Maschine geleitet wird.

7. Heizung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Heizeinrichtung insbesondere die Heizeinrichtung einer Schnellheizung unabhängig von der Ma­ schine arbeitet und so gesteuert wird, daß das Kühlwasser der Maschine vorgeheizt wird.