DE4109435C1 - Piston IC engine working temp. booster - has heating air heat exchanger passed by combustion gas or gases of separate burner - Google Patents

Piston IC engine working temp. booster - has heating air heat exchanger passed by combustion gas or gases of separate burner

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Abstract

The temp. booster has a heater close to the intake air bypass and uses a control valve to vary the amount of air passing through the bypass depending on the i.c. engine parameters. The heater is designed as an air/air heat exchanger (5) which is passed by hot combustion gases from a separate burner (10) and which is sited in, or forms part of the bypass line (4). Pref. the heat exchanger consists of spaced sheet metal elements in a housing, with the elements interconnected at upstream and downstream ends (31,32) which are, in turn, sealed to the bypass. USE/ADVANTAGE - For piston diesel engines, with simple fuel injection control.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung der Prozeßtemperatur einer Hubkolbenbrennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for increasing the process temperature of a reciprocating internal combustion engine the preamble of claim 1.

Bei einer gattungsgemäßen, aus der DE-OS 20 47 589 bekannten Brennkraftmaschine ist vorgesehen, die Ansaugluft in einer von der Ansaugleitung abgezweigten Bypassleitung mittels einer Heizeinrichtung direkt zu erwärmen, d. h. ein Teil der Ansaug­ luft wird zur Umsetzung des zur Vorwärmung in die Bypassleitung eingespritzten Kraftstoffes verbraucht. Wird eine derartige Vorrichtung bei einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine eingesetzt, so muß die in den Brennraum der Brennkraftmaschine einzubringende Kraftstoffmenge während einer Vorheizphase immer um die in die Bypassleitung eingespritzte Kraftstoffmenge re­ duziert werden, will man ein wenigstens nahezu stöchiometrisches Gemisch (λ=1) einhalten können. Dies ist mit einem erhöhten Aufwand für die Regelung der Kraftstoffein­ spritzmenge verbunden. Ferner steht damit bei einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine während der Vorheiz­ phase ihre maximale Leistung auch nicht annähernd zur Verfü­ gung.In a generic, known from DE-OS 20 47 589 Internal combustion engine is provided, the intake air in one of the bypass line branched off by means of a Heating the heater directly, d. H. part of the intake air is used to convert the preheating into the bypass line injected fuel consumed. Will such Device for a mixture-compressing internal combustion engine used, it must be in the combustion chamber of the internal combustion engine amount of fuel to be introduced always during a preheating phase around the amount of fuel injected into the bypass line re to be reduced, at least almost stoichiometric mixture (λ = 1) can maintain. This is with an increased effort for the regulation of the fuel injection quantity connected. It also stands for one mixture-compressing internal combustion engine during preheating phase their maximum performance is nowhere near available supply.

DErfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung der im Oberbegriff des Hauptanspruches beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher die Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer gemischverdichtenden Brenn­ kraftmaschine vereinfacht werden kann und mit welcher die ma­ ximal erreichbare Leistung der Brennkraftmaschine während deren Warmlaufphase erhöht werden kann.The invention is therefore based on the task of a device device of the type described in the preamble of the main claim to create with which the control of the  Fuel injection with a mixture-compressing combustion engine can be simplified and with which the ma maximum achievable power of the internal combustion engine during its Warm-up phase can be increased.

Über den erfindungsgemäßen, in der Bypassleitung angeordneten oder selbst einen Teil der Bypassleitung bildenden Luft/Luft-Wärmetauscher, welcher während der Warmlaufphase der Brennkraftmaschine von den Brenngasen eines separaten Brenners durchströmt wird, wird eine indirekte Erwärmung des die Bypassleitung passierenden Ansaugluftstromes bewirkt. Dadurch wird verhindert, daß zur Vorwärmung der Ansaugluft ein Teil von dieser dazu verbraucht wird, den hierfür eingespritzten Kraft­ stoff umzusetzen. Bei der Steuerung der Kraftstoffeinspritzung bei einer gemischverdichtenden Brennkraftmaschine muß damit, um ein stöchiometrisches Gemisch (λ=1) einhalten zu können, die für die Verbrennung in den Brennräumen einzuspritzende Kraft­ stoffmenge nicht mehr um die für die Vorwärmung der Ansaugluft verwendete Kraftstoffmenge reduziert werden. Dies vereinfacht zum einen die Steuerung der Einspritzung des in den Brennräumen der Brennkraftmaschine umzusetzenden Kraftstoffes und zum an­ deren kann auch während der Warmlaufphase der Brennkraftma­ schine eine relativ hohe Brennkraftmaschinenleistung erreicht werden.Via the inventive, arranged in the bypass line or forming part of the bypass line itself Air / air heat exchanger, which during the warm-up phase of the Internal combustion engine from the fuel gases of a separate burner is flowed through, an indirect heating of the Bypass line passing intake air flow causes. Thereby it is prevented that a part of this is consumed, the force injected for this implement material. When controlling the fuel injection in the case of a mixture-compressing internal combustion engine, in order to to be able to maintain a stoichiometric mixture (λ = 1) force to be injected for combustion in the combustion chambers amount of substance no longer around that for preheating the intake air used amount of fuel can be reduced. This simplifies it on the one hand, the control of the injection of the in the combustion chambers of the internal combustion engine to be converted and to which can also during the warm-up phase of the internal combustion engine Schine achieved a relatively high internal combustion engine performance will.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist ein Wärmetauscher aufgezeigt, mit welchem durch dessen große Oberfläche ein op­ timaler Wärmeübergang auf den Ansaugluftstrom realisiert werden kann, wobei die Ausbildung des Wärmetauschers in Form vonein­ ander beabstandeter, dünnwandiger Blechkörper gewährleistet, daß die Wärme, welche von dem Wärmetauschermaterial selbst aufgenommen wird, gering ist. Mit der Ausgestaltung des Wärmetauschers nach Anspruch 4 wird eine Verwirbelung der den Wärmetauscher passierenden Ansaugluft und damit eine ständige Durchmischung der Temperaturgrenzschicht bewirkt, wodurch der Wärmeübergang an den Ansaugluftstrom weiter verbessert wird.With the configuration according to claim 2 is a heat exchanger with which an op timely heat transfer to the intake air flow can be realized can, the design of the heat exchanger in the form of guaranteed other spaced, thin-walled sheet metal body, that the heat generated by the heat exchanger material itself is recorded is low. With the design of the Heat exchanger according to claim 4 is a swirl of the Intake air passing through the heat exchanger and thus a constant one  Mixing of the temperature boundary layer causes, which Heat transfer to the intake air flow is further improved.

Mit der Anordnung des Brenners auf der bezogen auf die Strö­ mungsrichtung der Ansaugluft stromabwärtigen Seite des Wärmetauschers wird erreicht, daß der Wärmetauscher nach dem Gegenstromprinzip wirkt, was sich ebenfalls positiv auf den Wärmeübergang auswirkt.With the arrangement of the burner based on the flow direction of the intake air downstream of the Heat exchanger is achieved that the heat exchanger after the Countercurrent principle works, which also has a positive effect on the Heat transfer affects.

Mit der Verwendung eines Abgaskatalysators zwischen dem Brenner und dem Wärmetauscher wird eine Reduzierung der Schadstoff­ emission erzielt.With the use of a catalytic converter between the burner and the heat exchanger will reduce the pollutant emission achieved.

Mit der Ausgestaltung nach Anspruch 9 wird die noch vorhandene Wärmeenergie im Abgasstrom der Brennkraftmaschine zur Erwärmung des Ansaugluftstromes für die Heizflamme des Brenners verwen­ det. Damit kann die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine weiter verkürzt und auch der Kraftstoffverbrauch für die Vorwärmung der Ansaugluft reduziert werden.With the configuration according to claim 9, the still existing Thermal energy in the exhaust gas stream of the internal combustion engine for heating of the intake air flow for the burner heating flame det. The warm-up phase of the internal combustion engine can thus continue shortened and also the fuel consumption for preheating of the intake air can be reduced.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments of the invention are the other subclaims.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles dargestellt.In the drawing, the invention is based on an embodiment example shown.

Im einzelnen zeigtIn detail shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Form einer Prinzipdarstellung und Fig. 1 shows an inventive device in the form of a schematic diagram and

Fig. 2 eine Querschnittdarstellung der Fig. 1 längs der Linie II-II. Fig. 2 is a cross-sectional view of Fig. 1 along the line II-II.

In Fig. 1 zeigt 1 eine Ansaugleitung einer gemischverdichtenden Hubkolbenbrennkraftmaschine, in welcher eine Drosselklappe 2 zur Steuerung bzw. Regelung der Brenn­ kraftmaschinenlast angeordnet ist. Stromauf der Drosselklappe 2 ist von der Ansaugleitung 1 eine Bypassleitung 4 abgezweigt, welche stromab der Drosselklappe 2 wieder in die Ansaugleitung 1 einmündet. Mit dieser Bypassleitung 4 verbunden ist ein Luft/Luft-Wärmetauscher 5, welcher gebildet ist aus mehreren länglichen dünnwandigen Blechkörpern 6, die, wie in der Quer­ schnittsdarstellung in der Fig. 2 zu sehen ist, in einem Ge­ häuse 7 mit rechteckiger Querschnittsfläche beabstandet zuein­ ander gehalten bzw. gelagert sind. Die einzelnen Blechkörper sind, - bezogen auf die Strömungsrichtung der Ansaugluft (Pfeile 22) -, am stromabwärtigen Ende 32 und am stromaufwärtigen Ende 31 miteinander verbunden. Jedes dieser Enden 31 und 32 ist an die Bypassleitung 4 angeschlossen, so daß die einzelnen Blech­ körper 6 einen Abschnitt der Bypassleitung 4 bilden. Selbst­ verständlich kann auch eine durchgehende Bypassleitung vorge­ sehen sein, in welcher ein Luft/Luft-Wärmetauscher eingesetzt ist. Um eine optimale Abdichtung der beiden Enden 31 und 32 gegenüber der Bypassleitung 4 zu erzielen, ist jedes dieser Enden 31 bzw. 32 mit je einer Dichtung 8 versehen, welche je­ weils in die Wandung der Bypassleitung 4. d. h. in das in diesem Bereich die Bypassleitung bildende Gehäuse 7 eingesetzt ist.In Fig. 1 1 shows a suction pipe of a mixture reciprocating internal combustion engine in which a throttle valve 2 is disposed engine load for controlling the combustion. Upstream of the throttle valve 2 , a bypass line 4 is branched off from the intake line 1 , which opens again into the intake line 1 downstream of the throttle valve 2 . With this bypass line 4 is an air / air heat exchanger 5 , which is formed from a plurality of elongated thin-walled sheet metal bodies 6 , which, as can be seen in the cross-sectional view in FIG. 2, in a housing 7 with a rectangular cross-sectional area spaced apart are held or stored. The individual sheet metal bodies are connected to one another at the downstream end 32 and at the upstream end 31 , based on the direction of flow of the intake air (arrows 22 ). Each of these ends 31 and 32 is connected to the bypass line 4 , so that the individual sheet metal bodies 6 form a section of the bypass line 4 . Of course, a continuous bypass line can be seen in which an air / air heat exchanger is used. In order to achieve an optimal sealing of the two ends 31 and 32 with respect to the bypass line 4 , each of these ends 31 and 32 is provided with a seal 8 , each of which is in the wall of the bypass line 4 . ie in the housing 7 forming the bypass line in this area.

Bezogen auf die Richtung der Ansaugluftströmung (Pfeile 22) ist auf der stromabwärtigen Seite des Wärmetauschers 5 ein Brenner 10 vorgesehen, welcher mit einem Flammrohr 9 versehen ist, das in Richtung Wärmetauscher 5 weist. In einem Zwischenstutzen 12 zwischen dem Flammrohr 9 und dem Wärmetauscher 5 ist ein Ab­ gaskatalysator 11 angeordnet.Relative to the direction of the intake air flow (arrows 22 ), a burner 10 is provided on the downstream side of the heat exchanger 5 , which burner 10 is provided with a flame tube 9 which points in the direction of the heat exchanger 5 . In an intermediate connector 12 between the flame tube 9 and the heat exchanger 5 from a gas catalyst 11 is arranged.

Zwischen der Stelle der Abzweigung der Bypassleitung 4 von der Ansaugleitung 1 und dem Wärmetauscher 5 ist in der Bypassleitung 4 eine Steuerklappe 14 angeordnet, über welche der Anteil der Ansaugluft, welcher über die Bypassleitung 4 und damit über den Wärmetauscher 5 strömt, gesteuert werden kann. An das Gehäuse 7 ist ferner eine Leitung 13 angeflanscht, welche in eine in der Zeichnung nicht dargestellte Abgasleitung der Brennkraftmaschine einmündet. Im Gehäuse 7 befindet sich zwischen dem Luft/Luft-Wärmetauscher 5 und der Abgasleitung 13 eine Wasserwärmetauscher 15, welcher von dem Kühlmittel der Brennkraftmaschine durchströmt wird und welcher damit die Ab­ wärme des Wärmetauschers 5 nutzt, um das Kühlmittel der Brenn­ kraftmaschine schneller zu erwärmen. Beim Stillstand der Brennkraftmaschine kann dieser Wärmetauscher 15 in Verbindung mit dem Brenner 10 eine Standheizung darstellen. Die Pfeile 35 und 36 zeigen den Eintritt und den Austritt des Kühlmittels in den bzw. aus dem Wärmetauscher 15 auf.Between the location of the branching of the bypass line 4 from the intake line 1 and the heat exchanger 5 , a control flap 14 is arranged in the bypass line 4 , via which the portion of the intake air which flows via the bypass line 4 and thus via the heat exchanger 5 can be controlled. A line 13 is also flanged to the housing 7 and opens into an exhaust line, not shown in the drawing, of the internal combustion engine. In the housing 7 is between the air / air heat exchanger 5 and the exhaust pipe 13, a water heat exchanger 15 , which is flowed through by the coolant of the internal combustion engine and which thus uses the heat from the heat exchanger 5 to heat the coolant of the internal combustion engine faster. When the internal combustion engine is at a standstill, this heat exchanger 15 can represent an auxiliary heater in connection with the burner 10 . The arrows 35 and 36 show the entry and exit of the coolant into and from the heat exchanger 15 .

Um eine schnelles Erreichen der Betriebstemperatur der Brenn­ kraftmaschine zu erzielen, wird nach deren Start, - sofern die Brennkraftmaschine nicht bereits ihre Betriebstemperatur hat -, während der gesamten Warmlaufphase die Motorlast vorwiegend über die Steuerklappe 14 geregelt, so daß ein Teil der Ansaug­ luft über die Bypassleitung 4 und damit über den Wärmetauscher 5 strömt. Unabhängig von der Stellung der Steuerklappe 14 wird dem Brenner 10 über die Leitung 16 Kraftstoff zugeführt, welcher beim Einströmen in den Brenner 10 über die Zündein­ richtung 17 gezündet wird. Über das Flammrohr 9 verbrennt der zugeführte Kraftstoff, wobei die hierzu erforderliche Luft über das in einer Zuführleitung 18 angeordnete Gebläse 19 an das Flammrohr 9 gefördert wird. Das Gebläse 19 bzw. der dieses an­ treibende Elektromotor 20 wird ebenso wie die Kraftstoffmenge des Brenners in Abhängigkeit der Parameter Motoransaugluftmengenstrom und -temperatur sowie Kühlwasser­ temperatur gesteuert. Das Flammrohr 9 ist mit mehreren Boh­ rungen 21 versehen, über welche die vom Gebläse 19 geförderte Luft in das Flammrohr 9 eintreten kann. Der Kraftstoff ver­ brennt dort und die heißen Brenngase durchströmen nach ihrer Entgiftung in dem Katalysator 11 den Luft/Luft-Wärmetauscher 5. In der Querschnittsdarstellung der Fig. 2 ist zu sehen, daß die Ansaugluft in den Blechkörpern 6 getrennt von den Brennga­ sen geführt wird, wobei letztere in den Zwischenräumen 30 in entgegengesetzter Richtung zu der der Ansaugluft (Gegenstrom­ prinzip) strömen. Die bei der Verbrennung des Kraftstoffes entstehende Wärme wird nun über die Wandungen der Blechkörper 6 an den in Richtung der Pfeile 22 vorbeiströmenden Ansaugluft­ strom abgegeben. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs sind die dem Ansaugluftstom zugewandten Oberflächen der Blechkörper 6 mit quer zur Strömungsrichtung verlaufenden Sicken 23 versehen, welche für eine ständige Durchmischung der Temperaturgrenz­ schicht sorgen. Diese Sicken 23 sind in der Fig. 2 der Über­ sichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Ebenfalls günstig auf den Wärmeübergang wirkt sich aus, daß der Wärmetauscher 5 im Gegenstromprinzip betrieben wird.In order to achieve a quick reaching of the operating temperature of the internal combustion engine, the engine load is predominantly regulated via the control flap 14 during the entire warm-up phase after its start, provided that the internal combustion engine does not already have its operating temperature, so that part of the intake air flows through the Bypass line 4 and thus flows over the heat exchanger 5 . Regardless of the position of the control flap 14 , the burner 10 is supplied with fuel via the line 16 , which fuel is ignited when it flows into the burner 10 via the ignition device 17 . The fuel supplied burns via the flame tube 9 , the air required for this being conveyed to the flame tube 9 via the fan 19 arranged in a supply line 18 . The blower 19 or this driving electric motor 20 is controlled as well as the fuel amount of the burner depending on the parameters of the engine intake air flow and temperature and cooling water temperature. The flame tube 9 is provided with several Boh stanchions 21 , via which the air conveyed by the fan 19 can enter the flame tube 9 . The fuel burns there and the hot fuel gases flow through the air / air heat exchanger 5 after their detoxification in the catalytic converter 11 . In the cross-sectional view of FIG. 2 it can be seen that the intake air in the sheet metal bodies 6 is guided separately from the Brennga sen, the latter flowing in the spaces 30 in the opposite direction to that of the intake air (counterflow principle). The heat generated during the combustion of the fuel is now emitted via the walls of the sheet metal body 6 to the intake air flowing past in the direction of the arrows 22 . To improve the heat transfer, the surfaces of the sheet metal bodies 6 facing the intake air flow are provided with beads 23 which run transversely to the direction of flow and which ensure constant mixing of the temperature limit layer. These beads 23 are not shown in Fig. 2 for clarity. The fact that the heat exchanger 5 is operated in the counterflow principle also has a favorable effect on the heat transfer.

Die heißen Brenngase erwärmen somit die durch die Blechkörper 6 strömende Ansaugluft ohne daß von letzterer Luft bzw. Sauer­ stoff zur Verbrennung des über den Brenner 10 eingebrachten Kraftstoffes verbraucht wird. Die abgekühlten Brenngase werden schließlich über den Kühlmittelwärmetauscher 15 und die Leitung 13 dem Abgasleitungssystem der Brennkraftmaschine zugeführt.The hot fuel gases thus heat the intake air flowing through the sheet metal body 6 without the latter using air or oxygen for the combustion of the fuel introduced via the burner 10 . The cooled fuel gases are finally fed to the exhaust gas pipe system of the internal combustion engine via the coolant heat exchanger 15 and the pipe 13 .

Zum Ausgleich von Längenänderungen, insbesondere während der Vorheizphase, ist die Bypassleitung 4 mit einem balgförmigen Längenkompensator 24 versehen. Die Dehnungen des Luft/Luft-Wärmetauschers 5 gegenüber dem Gehäuse 7 werden durch die elastischen Dichtungen 8 aufgenommen.To compensate for changes in length, in particular during the preheating phase, the bypass line 4 is provided with a bellows-shaped length compensator 24 . The expansions of the air / air heat exchanger 5 relative to the housing 7 are absorbed by the elastic seals 8 .

Hat die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht, wird die Kraftstoffzufuhr zu dem Brenner 10 unterbrochen und das Gebläse 19 abgestellt. Die Ansaugluft kann dann von der Brennkraftmaschine im Teillastbereich stets über die Bypassleitung 4 angesaugt werden, was dann, wenn in der Zu­ führleitung 18 ein weiterer, vom Abgas der Brennkraftmaschine durchströmter Wärmetauscher angeordnet ist, zusätzlich Kraft­ stoff einspart, weil dadurch eine thermische Mengenregelung dargestellt ist, die weniger Verluste bewirkt, weil die Dros­ selklappe 2 weiter geöffnet werden kann.When the internal combustion engine has reached its operating temperature, the fuel supply to the burner 10 is interrupted and the fan 19 is switched off. The intake air can then always be sucked in by the internal combustion engine in the partial load range via the bypass line 4 , which then saves fuel when the supply line 18 has a further heat exchanger through which the exhaust gas of the internal combustion engine is arranged, because this represents a thermal quantity control , which causes less losses because the throttle valve 2 can be opened further.

Zu demselben Zweck können auch die Abgase der Brennkraftma­ schine direkt genutzt werden. Hierzu muß zwischen Abgaskrümmer der Brennkraftmaschine und der Zuführleitung 18 ein Ventil­ klappensystem installiert sein, welches sicherstellt, daß kein Abgas in die Zuführleitung 18 gerät, solange der Brenner 10 noch in Betrieb ist. Dies ist so lange der Fall, bis die Brennkraftmaschine ihre Betriebstemperatur erreicht hat.The exhaust gases from the internal combustion engine can also be used directly for the same purpose. For this purpose, a valve flap system must be installed between the exhaust manifold of the internal combustion engine and the feed line 18 , which ensures that no exhaust gas gets into the feed line 18 while the burner 10 is still in operation. This is the case until the internal combustion engine has reached its operating temperature.

Im Vollastbereich ist die Steuerklappe 14 geschlossen, so daß die Ansaugluft auf direktem Wege über die geöffnete Drossel­ klappe 2 zu den Brennräumen der Brennkraftmaschine strömen kann (Pfeile 3).In the full load range, the control flap 14 is closed, so that the intake air flap 2 can flow directly to the combustion chambers of the internal combustion engine (arrows 3 ).

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Erhöhung der Prozeßtemperatur einer Hubkol­ benbrennkraftmaschine mit wenigstens einer den Ansaugluftstrom führenden Ansaugleitung, mit einer von der Ansaugleitung abge­ zweigten Bypassleitung und mit einer Heizeinrichtung zur Er­ wärmung des Ansaugluftstromes im Bereich der Bypassleitung, wobei der die Bypassleitung passierende Frischluftstrom mittels einer Steuerventileinrichtung in Abhängigkeit von Betriebspa­ rametern der Brennkraftmaschine steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung ein von heißen Brenngasen eines sepa­ raten Brenners (10) durchströmter Luft/Luft-Wärmetauscher (5) ist, welcher in der Bypassleitung (4) angeordnet ist oder einen Teil der Bypassleitung (4) bildet.1. Device for increasing the process temperature of a reciprocating internal combustion engine with at least one intake line guiding the intake air flow, with a bypass line branched off from the intake line and with a heating device for heating the intake air flow in the area of the bypass line, the fresh air flow passing the bypass line by means of a control valve device Dependency on operating parameters of the internal combustion engine is controllable, characterized in that the heating device is an air / air heat exchanger ( 5 ) through which hot combustion gases from a separate burner ( 10 ) flow, which is arranged in the bypass line ( 4 ) or part of the Bypass line ( 4 ) forms. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (5) gebildet ist aus mehreren mit Abstand nebeneinander angeordneten länglichen dünnwandigen Blechkörpern (6), welche in einem Gehäuse (7) gehalten sind.2. Device according to claim 1, characterized in that the heat exchanger ( 5 ) is formed from a plurality of elongated thin-walled sheet metal bodies ( 6 ) which are arranged next to one another at a distance and which are held in a housing ( 7 ). 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechkörper (6) an ihren stromabwärtigen Enden (32) und an ihren stromaufwärtigen Enden (31) miteinander verbunden sind und daß jedes dieser Enden dichtend an die Bypassleitung (4) angeschlossen ist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sheet metal body ( 6 ) at their downstream ends ( 32 ) and at their upstream ends ( 31 ) are interconnected and that each of these ends is sealingly connected to the bypass line ( 4 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechkörper (6) auf deren dem Ansaugluftstrom zuge­ wandten Oberflächen mit quer zur Strömungsrichtung der Ansaug­ luft verlaufenden Sicken (23) versehen sind.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the sheet metal body ( 6 ) are provided on the surfaces facing the intake air flow with air transverse to the flow direction of the intake beads ( 23 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Enden (31, 32) mit einer Dichtung (8) versehen ist, welche in der jeweiligen Wandung der Bypassleitung (4) eingesetzt ist.5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that each of the ends ( 31 , 32 ) is provided with a seal ( 8 ) which is inserted in the respective wall of the bypass line ( 4 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß, bezogen auf die Richtung der Ansaugluftströmung (Pfeile 22), auf der stromabwärtigen Seite des Wärmetauschers (5) ein Brenner (10) mit einem in Richtung Wärmetauscher (5) weisenden Flammrohr (9) angeordnet ist.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that, based on the direction of the intake air flow (arrows 22 ), on the downstream side of the heat exchanger ( 5 ) has a burner ( 10 ) with one in the direction of the heat exchanger ( 5 ) Flame tube ( 9 ) is arranged. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wärmetauscher (5) und dem Brenner (10) ein Abgaskatalysator (11) angeordnet ist.7. The device according to claim 6, characterized in that an exhaust gas catalytic converter ( 11 ) is arranged between the heat exchanger ( 5 ) and the burner ( 10 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasstrom des Wärmetauschers (5) ein Kühlmittelwärmetauscher (15) angeordnet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a coolant heat exchanger ( 15 ) is arranged in the exhaust gas stream of the heat exchanger ( 5 ). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zuführleitung (18) für die Heizflamme des Brenners (10) ein Wärmetauscher angeordnet ist, welcher vom Abgas der Brennkraftmaschine durchströmt wird.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that in a feed line ( 18 ) for the heating flame of the burner ( 10 ) a heat exchanger is arranged, which is flowed through by the exhaust gas of the internal combustion engine. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilsystem vorgesehen ist, über welches bei betriebswarmer Brennkraftmaschine in deren Teillastbereich eine Verbindung zwischen dem Abgassystem der Brennkraftmaschine und einer Zuführleitung (18) zu dem Gehäuse (7), in welchem der Wärmetauscher (5) gehalten ist, herstellbar ist.10. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that a valve system is provided, via which a connection between the exhaust system of the internal combustion engine and a supply line ( 18 ) to the housing ( 7 ) in which in an internal combustion engine in the partial load range the heat exchanger ( 5 ) is held, can be produced.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144827A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-27 Behr Gmbh & Co Exhaust gas heat exchanger
FR2904373A1 (en) * 2006-07-25 2008-02-01 Valeo Sys Controle Moteur Sas Heat engine feeding method for motor vehicle, involves heating intake air, and obtaining combustion mixture from flow of intake air and fuel, where fuel comprises petrol and liquid component with reduced volatility
DE102006057434A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Vehicle with an internal combustion engine for ethanol-containing fuels and a heater

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2047589A1 (en) * 1970-09-28 1972-04-20 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Starting aid with flame device for heating the combustion air of diesel engines

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2047589A1 (en) * 1970-09-28 1972-04-20 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Starting aid with flame device for heating the combustion air of diesel engines

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10144827A1 (en) * 2001-09-12 2003-03-27 Behr Gmbh & Co Exhaust gas heat exchanger
FR2904373A1 (en) * 2006-07-25 2008-02-01 Valeo Sys Controle Moteur Sas Heat engine feeding method for motor vehicle, involves heating intake air, and obtaining combustion mixture from flow of intake air and fuel, where fuel comprises petrol and liquid component with reduced volatility
DE102006057434A1 (en) * 2006-12-06 2008-06-12 Robert Bosch Gmbh Vehicle with an internal combustion engine for ethanol-containing fuels and a heater
US8371274B2 (en) 2006-12-06 2013-02-12 Robert Bosch Gmbh Vehicle with an internal combustion engine for ethanol-containing fuels, and an auxiliary heater

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