DE3803644C2

DE3803644C2 -

Info

Publication number: DE3803644C2
Application number: DE3803644A
Authority: DE
Inventors: Peter 8024 Oberhaching De Blueher; Henryk 8910 Landsberg De Bednarek
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1988-02-06
Filing date: 1988-02-06
Publication date: 1993-03-25
Also published as: DE3803644A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung eines Wärmerohrs, welches die Abgaswärme einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine ausnutzt.The invention relates to the use of a Heat pipe, which is the exhaust heat of an exhaust system exploits an internal combustion engine.

Aus der EP-A 1 94 246 ist eine Anordnung mit einem Wärmerohr innerhalb eines Abgasstromes einer Brennkraftmaschine bekannt. Die wärmeabgebende Zone des Wärmerohrs ist innerhalb einer Kühlmittelleitung angeordnet, um das Kühlmittel möglichst schnell nach dem Start der Brennkraftmaschine zu erwärmen. Damit ist eine zusätzliche Wärmequelle zum Heizen des Fahrgastraumes geschaffen.EP-A 1 94 246 describes an arrangement with a heat pipe within an exhaust gas stream of an internal combustion engine known. The heat-emitting zone of the heat pipe is arranged within a coolant line to the Coolant as quickly as possible after starting the internal combustion engine to warm up. This is an additional one Heat source created for heating the passenger compartment.

Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß die Anordnung des Wärmerohrs mit seinem wärmeaufnehmenden Teil in einem schwingungsbelasteten System und die Anordnung der wärmeabgebenden Zone an einem anderen Bauelement praktisch zur Zerstörung des Wärmerohrs führen bzw. aufgrund der teilweise doch sehr hohen Abgastemperaturen zur Austrocknung führen können.However, this solution has the disadvantage that the arrangement of the heat pipe with its heat absorbing part in a vibration system and the arrangement of the heat-emitting zone on another component practically lead to the destruction of the heat pipe or due to the sometimes very high exhaust gas temperatures Can lead to dehydration.

Aus der DE-OS 35 26 430 ist es bekannt, die Lufteintrittsöffnungen unterhalb der Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs dadurch von Schnee und Eis freizuhalten, daß ein Luftstrom unmittelbar um die Abgasanlage einer Brennkraftmaschine oder mittelbar über ein Leitungssystem geführt wird, um erwärmt zu werden. Die erwärmte Luft wird dann zu den Lufteintrittsöffnungen einer Fahrzeugheizanlage geleitet. From DE-OS 35 26 430 it is known the air inlet openings below the windscreen of a motor vehicle by keeping snow and ice free from the fact that an air flow directly around the exhaust system of an internal combustion engine or indirectly via a pipe system to be warmed up. The warmed air will then to the air intake openings of a vehicle heating system headed.

Diese Anordnung hat bei der ersten Ausgestaltung den Nachteil, daß Abgase bei einer defekten Abgasanlage unmittelbar in den erwärmten Luftstrom und damit unmittelbar zu den Lufteintrittsöffnungen der Fahrzeugheizanlage geleitet werden. Damit gelangen sie aber auch in den Fahrzeuginnenraum.This arrangement has the in the first embodiment Disadvantage that exhaust gases in a defective exhaust system immediately into the heated air flow and thus immediately to the air inlet openings of the vehicle heating system be directed. With that, they also get into the Vehicle interior.

Die zweite Ausführung hat den Nachteil, daß die gelieferte erwärmte Luftmenge fahrgeschwindigkeitsabhängig ist. Auch ist hierbei zu berücksichtigen, daß gerade bei Eis und Schnee das Gebläse der Fahrzeugheizanlage arbeitet und damit größere Luftmengen durch die Lufteintrittsöffnungen saugen will, die dann zum Freihalten nicht mehr zur Verfügung stehen.The second version has the disadvantage that the one supplied heated air volume depending on driving speed is. It should also be taken into account here that Ice and snow the blower of the vehicle heating system is working and thus larger amounts of air through the air inlet openings wants to suck, which then no longer to keep free be available.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und eine sinnvolle Verwendung eines Wärmerohres aufzuzeigen.The object of the present invention is to remedy this to create and sensible use of a heat pipe to show.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by claim 1 solved.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß zum einen die wärmeaufnehmende Zone des Wärmerohres nun nicht mehr direkt mit der Wärmequelle in Verbindung steht, sondern nur noch deren Strahlungswärme aufnimmt, so daß ein Austrocknen ausgeschlossen ist. Dadurch wird weiterhin sichergestellt, daß das Wärmerohr nicht durch Leitungswände gas- und/oder flüssigkeitsdicht hindurchgeführt werden muß und damit auch nicht direkt den Schwingungen der Leitungen ausgesetzt ist.This solution has the advantage that the heat-absorbing Zone of the heat pipe no longer directly with is connected to the heat source, but only whose radiant heat absorbs so that drying out is excluded. This continues to ensure that the heat pipe is not gas- and / or must be passed liquid-tight and therefore not directly the vibrations of the lines is exposed.

Durch das Vorsehen der wärmeabgebenden Zone an Lufteintrittsöffnungen für die Belüftung und/oder Beheizung des Fahrzeuginnenraums werden diese immer schnee- und eisfrei gehalten. Eine derartige Anordnung hat ein sehr schnelles Ansprechverhalten nach dem Start und darüber hinaus auch einen Nachheizeffekt, wenn die Brennkraftmaschine abgestellt ist, da die Abgasanlage zum einen schnell erwärmt wird und zum anderen aufgrund der relativ massiv ausgeführten Leitungsabschnitte im Motorraum lange die Wärme speichert.By providing the heat-releasing zone at air inlet openings for ventilation and / or heating of the In the vehicle interior, these are always free of snow and ice held. Such an arrangement has a very quick response after the start and above also have a post-heating effect when the internal combustion engine is turned off because the exhaust system on the one hand is warmed up quickly and on the other hand due to the relative solid pipe sections in the engine compartment for a long time stores the heat.

Aufgrund dieser Anordnung werden die Lufteintrittsöffnungen dann so lange freigehalten, wie ein Temperaturunterschied zwischen der Wärmequelle und der wärmeabgebenden Stelle herrschen. Dies kann oft eine beträchtliche Zeit sein, so daß relativ kurze Stillstandszeiten des Fahrzeugs nicht zu einem erneuten Vereisen der Lufteintrittsöffnungen führen.Because of this arrangement, the air inlet openings then kept clear as long as a temperature difference between the heat source and the heat source Prevail. This can often be a considerable one Be time, so that relatively short downtimes of the Vehicle to prevent the air intake openings from icing up again to lead.

Die Weiterbildungen nach Anspruch 2 bzw. 3 geben alternative Ausführungsformen zum Aufbau einer derartigen Heizanlage für die Lufteintrittsöffnungen an.The further developments according to claim 2 or 3 give alternative Embodiments for building such Heating system for the air inlet openings.

Die Weiterbildung nach den Ansprüchen 3 bis 6 erhöht das Ansprechverhalten der vorgeschlagenen Heizanordnung.The training according to claims 3 to 6 increases this Response behavior of the proposed heating arrangement.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the invention is based on a preferred Embodiment explained in more detail.

Es stellen dar: They represent:

Fig. 1 eine schematisierte Draufsicht auf eine Brennkraftmaschine; Figure 1 is a schematic plan view of an internal combustion engine.

Fig. 2a, b zwei schematisierte Stirnansichten einer Brennkraftmaschine nach Fig. 1 mit unter schiedlicher Ausgestaltung der Abschirmbleche; FIG. 2a, b show two schematic front views of an internal combustion engine according to Figure 1 with under schiedlicher embodiment of the shielding plates.

Fig. 3 einen Teilausschnitt aus einem Windlauf eines Kraftfahrzeugs. Fig. 3 shows a partial section from a cowl of a motor vehicle.

In Fig. 1 ist schematisiert eine Brennkraftmaschine 1 zum Antrieb eines Fahrzeugs dargestellt. Sie weist sechs Abgasauslaßleitungen 2-7 auf, die in je zwei Dreier gruppen zu Abgassammlern 8 und 9 zusammengefaßt werden. Von diesen beiden Abgassammlern 8 und 9 führen jeweils zwei Abgasleitungen 10 und 11 zu einer Flanschverbin dung, an der an sich bekannte weitere Abgasleitungen mit Schalldämpfer und/oder Katalysator vorgesehen sind.An internal combustion engine 1 for driving a vehicle is shown schematically in FIG. 1. It has six exhaust gas outlet lines 2-7 , which are grouped into two groups of three to collect 8 and 9 . Of these two exhaust manifolds 8 and 9 , two exhaust pipes 10 and 11 each lead to a flange connection on which known exhaust pipes with a silencer and / or catalytic converter are provided.

Auf Höhe der beiden Abgassammler 8 und 9 sind Wärme rohre 12 angeordnet, und zwar mit ihrer Wärmeaufnahme zone 13. Die Wärmeabgabezone 14 ist an jeder gewünschten Stelle möglich. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3, auf das weiter unten näher eingegangen wird.At the level of the two exhaust manifolds 8 and 9 , heat pipes 12 are arranged, with their heat absorption zone 13th The heat emission zone 14 is possible at any desired point. An exemplary embodiment is shown in FIG. 3, which will be discussed in more detail below.

In Fig. 2a ist schematisiert eine Stirnansicht der Brennkraftmaschine 1 dargestellt. Die einzelnen Wärme rohre 12 sind halbkreisförmig mit gleichem Abstand um die Abgassammler 8 und 9 angeordnet. Sie werden über geeignete, nicht näher dargestellte Stege oder Halter an einer den Motorraum des Fahrzeugs begrenzenden Wand 15 befestigt, die in Fig. 2 bruchstückhaft dargestellt ist. In Fig. 2a ist weiterhin ein als Hitzeschutzschild 16 wirkendes Abschirmblech dargestellt, welches an der Wand 15 befestigt und dort angeordnete Bauteile vor der Strahlungswärme der Abgasanlage der Brennkraftmaschine schützt.A schematic front view of the internal combustion engine 1 is shown in FIG. 2a. The individual heat pipes 12 are arranged in a semicircle with the same distance around the exhaust manifolds 8 and 9 . They are fastened to a wall 15 delimiting the engine compartment of the vehicle by means of suitable webs or holders, which are not shown, and which is shown in a fragmentary manner in FIG. 2. FIG. 2a also shows a shielding plate acting as a heat shield 16 , which is fastened to the wall 15 and protects components arranged there from the radiant heat of the exhaust system of the internal combustion engine.

Fig. 2b zeigt eine alternative Anordnung der Wärme rohre 12. Diese sind hier direkt auf dem Hitzeschutz schild 16′ befestigt, das hierzu noch auf seiner den Wärmerohren 12 abgewandten Seite 17 mit Isolations material 18 verkleidet ist. Fig. 2b shows an alternative arrangement of the heat pipes 12th These are here directly on the heat protection shield 16 'attached, which is also covered on its side facing away from the heat pipes 12 17 with insulation material 18 .

In Fig. 3 ist schematisiert ein Querschnitt durch den Windlaufbereich eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Hierbei ist mit 20 die vordere Frontscheibe, mit 21 der Scheibenwischer und mit 22 der windschutzscheibenseitige Endbereich der Motorhaube bezeichnet. Wie hier ersicht lich, ist die zur Frontscheibe 20 hinweisende Kante der Motorhaube 22 leicht hochgezogen, so daß die unterhalb der Frontscheibe 20 liegenden Öffnungen 23 teilweise von der Motorhaube 22 verdeckt werden. Die Öffnungen 23 sind Lufteintrittsöffnungen für eine Heizanlage 24, die schematisiert dargestellt ist.In Fig. 3 is a cross section through the scuttle area of an automotive vehicle schematically. In this case, 20 denotes the front windscreen, 21 the windshield wiper and 22 the windshield-side end region of the bonnet. As here ersicht Lich, the edge of the bonnet 22 pointing towards the windscreen 20 is slightly raised, so that the openings 23 below the windscreen 20 are partially covered by the bonnet 22 . The openings 23 are air inlet openings for a heating system 24 , which is shown schematically.

Um nun sicherzustellen, daß bei starkem Schneefall der von dem Scheibenwischer 21 geförderte Schnee nicht die Lufteintrittsöffnungen 23 verschließt, sind dort die Wärmeabgabezonen 14 der Wärmerohre 12 angeordnet. Zur Vergrößerung der Wärmeabgabefläche und zum Halten der einzelnen Wärmerohre auf Abstand, sind diese über einzelne Rippen 25 miteinander verbunden. Diese Rip pen 25 sind derart ausgebildet, daß sie auch die Wärme zu dem Scheibenwischer 21 und zu dem unteren Ende der Frontscheibe leiten. Dadurch wird verhindert, daß der Scheibenwischer 21 auf der Frontscheibe 20 festfriert.In order to ensure that the snow conveyed by the windshield wiper 21 does not close the air inlet openings 23 in the event of heavy snowfall, the heat emission zones 14 of the heat pipes 12 are arranged there. To increase the heat dissipation area and to keep the individual heat pipes at a distance, they are connected to one another by means of individual ribs 25 . These Rip pen 25 are designed such that they also conduct the heat to the wiper 21 and to the lower end of the windshield. This prevents the wiper 21 from freezing to the windshield 20 .

Wird nun der Schnee von dem Scheibenwischer 21 zu den Lufteintrittsöffnungen 23 gefördert, so wird er dort abgetaut aufgrund der Wärmerohre und der Rippen 25. Das aufgetaute Schmelzwasser wird über nicht weiter darge stellte Kanäle aus dem Einlaufbereich der Heizanlage 24 nach außerhalb des Kraftfahrzeuges abgeleitet.If the snow is now conveyed from the windshield wiper 21 to the air inlet openings 23 , it is thawed there due to the heat pipes and the fins 25 . The thawed melt water is derived via channels not shown from the inlet area of the heating system 24 to the outside of the motor vehicle.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß auch nach dem Abstellen des Fahrzeugs ein langsames Auskühlen der Wärmerohre aufgrund der relativ lang vorhandenen Strah lungswärme der Abgasanlage erzielt wird. Damit ist sichergestellt, daß die Lufteintrittsöffnungen 23 eine beträchtliche Zeitlang frei bleiben, so daß bei einem kurzen Abstellen des Fahrzeugs sofort nach dessen erneutem Starten eine genügende Frischluftmenge von der Heizungsanlage gefördert werden kann. Nach einem Kalt start werden die Lufteintrittsöffnungen der Brennkraft maschine in sehr kurzer Zeit von Schnee und Eis befreit, da bereits nach kurzer Zeit von der Abgasanlage eine genügend hohe Wärmestrahlung ausgeht.This arrangement has the advantage that a slow cooling of the heat pipes due to the relatively long existing radiation heat of the exhaust system is achieved even after parking the vehicle. This ensures that the air inlet openings 23 remain free for a considerable time, so that if the vehicle is parked briefly, a sufficient amount of fresh air can be conveyed by the heating system immediately after it is restarted. After a cold start, the air intake openings of the internal combustion engine are cleared of snow and ice in a very short time, since the exhaust gas system emits sufficient heat radiation after a short time.

Claims

1. Use of a heat pipe, which utilizes the exhaust gas heat of an exhaust system of an internal combustion engine, in that its heat absorption zone ( 13 ) is arranged at a distance from the exhaust system, for heating the air inlet openings ( 23 ) of a motor vehicle heater, which extend below a front window ( 20 ) of the motor vehicle and in the slipstream of a front hood ( 22 ).

2. Use of a heat pipe according to claim 1, wherein the heat emission zone ( 14 ) of the heat pipe ( 12 ) is designed in the manner of a plate heat exchanger.

3. Use of a heat pipe according to claim 1, wherein the heat emission zone ( 14 ) of the heat pipe ( 12 ) is designed in the manner of a finned heat exchanger.

4. Use of a heat pipe according to one of the preceding claims, in that a plurality of heat pipes ( 12 ) are provided with their heat absorption zones ( 13 ) parallel to one another.

5. Use of a heat pipe according to one of the preceding claims, with a plurality of heat pipes ( 12 ), in which on the side facing away from the exhaust system of the heat pipes ( 12 ) a shielding plate ( 16, 16 ') is arranged.

6. Use of a heat pipe according to one of the preceding claims, by providing a covering with insulation material ( 17 ) on the side of the shielding plate ( 16, 16 ') facing away from the heat pipes ( 12 ).