DE4340463A1 - Exhaust system for IC engine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine mit einer in einem Abgasrohr angeordneten Abgasaufbereitungsanlage (Katalysator, Rußfilter), mit einem Brenner, dessen heiße Abgase stromauf der Abgasaufbereitungsanlage zur Gewährleistung der Betriebsbereitschaft derselben in das Abgasrohr eingeleitet werden und mit wenigstens einem Wärmetauscher zur Entnahme von Wärmeenergie aus dem Abgasstrom.The invention relates to an exhaust system of an internal combustion engine with one in one Exhaust pipe arranged exhaust gas treatment system (catalyst, soot filter), with a Burner, its hot exhaust gases upstream of the exhaust gas treatment system to ensure the operational readiness of the same can be introduced into the exhaust pipe and with at least a heat exchanger for taking thermal energy from the exhaust gas stream.
Aus der DE-A1-31 44 349 ist eine Abgasanlage bekannt, in der ein Rußfilter als Abgasaufbereitungsanlage vorgesehen ist, der mittels eines ihm zugeordneten Brenners zur Gewährleistung seiner Betriebsbereitschaft von Zeit zu Zeit freigebrannt wird. Bei dieser Anlage ist ferner vorgesehen, den Brenner der Rußabbrenn-Vorrichtung zum Anwärmen von Arbeits- und Betriebsstoffen, wie Ansaugluft, Kühlwasser oder Schmieröl zu verwenden. Zu diesem Zweck ist ein Wärmetauscher stromab des Rußfilters in der Abgasleitung angeordnet. Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der DE-A1 38 21 138 bekannt. Auch hier steht ein stromab eines Rußfilters im Abgasstrom angeordneter Wärmetauscher in wärmeleitender Verbindung mit einem in der Kühlwasserleitung angeordneten zweiten Wärmetauscher, um Restwärme aus dem Abgas zu Heizzwecken zu verwenden. Ein zur Regenerierung des Rußfilters dienender Brenner kann bei Stillstand des Fahrzeuges somit auch zu Vorheizzwecken verwendet werden. Beide bekannten Anordnungen haben den Nachteil, daß bei einem Betrieb des Brenners zu Vorheizzwecken der zwischen Brenner und Wärmetauscher liegende Rußfilter unnötigerweise mit vorgeheizt wird und dadurch einen Teil der erzeugten Energie entnimmt. From DE-A1-31 44 349 an exhaust system is known in which a soot filter Exhaust gas treatment system is provided, which by means of a burner assigned to it Ensuring its operational readiness is burned free from time to time. At this Plant is also provided to heat the burner of the soot burning device of working and operating materials, such as intake air, cooling water or lubricating oil use. For this purpose, a heat exchanger is located downstream of the soot filter Exhaust pipe arranged. A similar arrangement is also from DE-A1 38 21 138 known. Here, too, there is a soot filter arranged downstream of a soot filter Heat exchanger in a heat-conducting connection with one in the cooling water pipe arranged second heat exchanger to residual heat from the exhaust gas for heating purposes use. A burner used to regenerate the soot filter can be stopped of the vehicle can therefore also be used for preheating purposes. Both known Arrangements have the disadvantage that when the burner is operated for preheating purposes the soot filter between the burner and the heat exchanger unnecessarily with is preheated and thereby takes part of the energy generated.
Aus der DE-A1-39 20 159 ist eine Einrichtung zum Beheizen eines Katalysators bekannt, bei der ein im Katalysator integrierter oder diesem nachgeschalteter Wärmetauscher dem Abgasstrom Wärmeenergie zu Heizzwecken entzieht. Der Katalysator wird dort stets elektrisch vorgeheizt, wobei zur Erhöhung der Energie im Abgasstrom eine Einrichtung zum Eindüsen von Brennstoff stromauf des Katalysators vorgesehen ist. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß durch die elektrische Vorheizung des Katalysators der Fahrzeug batterie sehr viel Energie entzogen wird, was insbesondere bei einer Häufung von Kurzstreckenfahrten zu deren Entladung führen kann. Ferner gilt für diese Anordnung der gleiche Nachteil wie für die weiter oben beschriebenen, mit einem Rußbrenner ausgestatteten Vorrichtungen, da auch hier bei einem reinen Betrieb zu Heizzwecken des Fahrzeuges stets der Katalysator mit vorgeheizt wird und dadurch einen nicht unwesentlichen Anteil der Energie entnimmt.DE-A1-39 20 159 discloses a device for heating a catalyst, in which a heat exchanger integrated in or connected to the catalyst Exhaust gas stream extracts thermal energy for heating purposes. The catalyst is always there electrically preheated, a device to increase the energy in the exhaust gas stream is provided for injecting fuel upstream of the catalyst. A disadvantage of this arrangement is that by electrically preheating the catalytic converter the vehicle A lot of energy is withdrawn from the battery, which is particularly the case with an accumulation of Short journeys can lead to their discharge. Furthermore applies to this arrangement same disadvantage as for those described above, with a soot burner Equipped devices, since here also in a pure operation for heating purposes Vehicle is always preheated with the catalyst and therefore not one takes insignificant portion of the energy.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine zu schaffen, bei der zum einen eine schnelle Herstellung der Betriebsbereitschaft einer Abgasaufbereitungsanlage gewährleistet ist und bei der zum anderen eine optimale Heizwirkung in einem Vorheizbetrieb eines Fahrzeuges gegeben ist.The invention has for its object to an exhaust system of an internal combustion engine create, on the one hand, a quick production of the operational readiness of a Exhaust gas treatment system is guaranteed and at the other an optimal There is a heating effect in a preheating mode of a vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst. Dadurch, daß ein Wärmetauscher zwischen Brenner und Abgasaufbereitungsanlage angeordnet ist, bei dem der Durchfluß eines ihn durchströmenden Wärmeträgers regelbar ist, kann bei einem Vorheizbetrieb annähernd die volle vom Brenner erzeugte Energie zu Heizzwecken im Fahrzeug verwendet werden, wohingegen zu einer schnellen Herstellung der Betriebsbereitschaft der Abgasauf bereitungsanlage durch Drosselung der Durchströmung des Wärmeträgers auf einen Wert nahe Null die volle vom Brenner erzeugte Wärmeenergie der Abgasaufbereitungsanlage zugeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Anlage bringt insofern einen echten Doppelnutzen eines in einem Fahrzeug vorgesehenen Brenners zum einen im Sinne einer Stand- oder Zusatzheizung und zum anderen für die Betriebsbereitschaft einer Abgasaufbereitungsanlage. Bei Verwendung eines Katalysators als Abgasaufbereitungs anlage ist durch Verwendung eines Brenners statt einer elektrischen Vorheizung dessen schnelle Betriebsbereitschaft gewährleistet, wodurch bereits in der Startphase eine wirksame Reduzierung der Schadstoffe im Abgas der Brennkraftmaschine erreicht wird. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. This object is achieved in the characterizing part of patent claim 1 specified means solved. The fact that a heat exchanger between the burner and Exhaust gas treatment system is arranged in which the flow of it flowing heat transfer medium can be approximately in a preheating mode the full energy generated by the burner is used for heating purposes in the vehicle, whereas the exhaust gas is ready for operation quickly preparation system by throttling the flow of the heat transfer medium to one value near zero the full thermal energy of the exhaust gas treatment system generated by the burner can be supplied. The system according to the invention thus brings a real one Double use of a burner provided in a vehicle on the one hand in the sense of a Auxiliary or auxiliary heating and on the other hand for the operational readiness of one Exhaust gas treatment system. When using a catalytic converter as exhaust gas treatment system is by using a burner instead of an electrical preheater rapid operational readiness guaranteed, which means that a effective reduction of pollutants in the exhaust gas of the internal combustion engine is achieved. Advantageous developments of the invention can be found in the subclaims.
Eine vorteilhafte Nutzungsmöglichkeit der mittels des Wärmeträgers dem Abgas entzogenen Energie entsteht dadurch, daß der Wärmeträger mit der Brennkraftmaschine in wärmeleitender Verbindung steht. Dadurch wird bei Stillstand der Brennkraftmaschine deren schnelles Vorheizen ermöglicht. Optional oder auch zusätzlich kann der Wärmeträger mit einem Innenraum eines durch die Brennkraftmaschine angetriebenen Fahrzeugs zu dessen Beheizung in wärmeleitender Verbindung stehen.An advantageous possibility of using the exhaust gas by means of the heat transfer medium Extracted energy arises from the fact that the heat transfer medium with the internal combustion engine is in a thermally conductive connection. This causes the internal combustion engine to stop which enables rapid preheating. Optionally or additionally, the Heat transfer medium with an interior of a driven by the internal combustion engine Vehicle to heat it in a heat-conducting connection.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Durchfluß des Wärmeträgers in Abhängigkeit von der Temperatur der Abgasaufbereitungsanlage geregelt wird. Eine solche Regelung räumt der schnellen Herstellung der Betriebsbereitschaft der Abgasaufbereitungsanlage höchste Priorität ein und verringert dadurch den Ausstoß von schädlichen Anteilen im Abgas der Brennkraftmaschine bereits während deren Startphase. Alternativ zur temperatur gesteuerten Regelung ist bei Verwendung eines Katalysators als Abgasaufbereitungsanlage auch eine Steuerung des Brenners und der Durchflußmenge des Wärmeträgers im Wärmetauscher gekoppelt an ein von einem Starten der Brennkraftmaschine eingeleitetes Zeitintervall denkbar. Eine solche zeitabhängige Steuerung kann zusätzlich an die temperaturabhängige Steuerung in der Weise gekoppelt sein, daß das Zeitintervall nur bei Unterschreiten einer bestimmten Betriebstemperatur des Katalysators vom Brenner durchlaufen wird.It is also advantageous if the flow of the heat transfer medium is dependent on the Temperature of the exhaust gas treatment system is regulated. Such a regulation concedes the rapid production of the operational readiness of the exhaust gas treatment system highest Priority and thereby reduces the emission of harmful components in the exhaust gas Internal combustion engine already during its starting phase. As an alternative to temperature Controlled regulation is when using a catalyst as an exhaust gas treatment system also control the burner and the flow rate of the heat carrier in the Heat exchanger coupled to one initiated by starting the internal combustion engine Time interval conceivable. Such a time-dependent control can also be sent to the temperature-dependent control in such a way that the time interval is only at The burner falls below a certain operating temperature of the catalytic converter is going through.
Für einen optimalen Betrieb als Zuheizung bei einem Wärmedefizit im Fahrzeuginnen raum, wie es bei niedrigen Außentemperaturen und den heutigen wirkungsgrad optimierten Brennkraftmaschinen leicht auftritt, ist es vorteilhaft, daß der Brenner in seiner Leistung regelbar ist. Die Regelung der Brennerleistung kann dabei vorteilhaft entweder in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennkraftmaschine und/oder in Abhängigkeit von der Temperatur des Innenraums erfolgen.For optimal operation as auxiliary heating in the event of a heat deficit in the vehicle space as it is with low outside temperatures and today's efficiency optimized internal combustion engines occurs easily, it is advantageous that the burner in its performance is adjustable. The regulation of the burner output can be advantageous either depending on the temperature of the internal combustion engine and / or in Depending on the temperature of the interior.
Besonders vorteilhaft ist eine Verwendung eines Wärmerohres (heat pipe) als Wärme tauscher und wärmeleitende Verbindung zur Brennkraftmaschine beziehungsweise zum Innenraum. Solche heat pipes sind aufgrund ihrer geringen Baugröße, der geringen Menge des zu erhitzenden Wärmeträgermediums, des guten Wirkungsgrades und der guten Regelbarkeit der übertragenen Wärmeleistung durch einfache Drosselung der Kondensat rückfuhr für einen Einsatz in Fahrzeugen auch aufgrund ihres geringen Gewichtes bestens geeignet. Entsprechende Wärmerohre sind beispielsweise aus der DE-A1-25 23 645 für sich gesehen für eine Übertragung von Wärme in Kraftfahrzeugen bekannt. The use of a heat pipe as heat is particularly advantageous exchanger and heat-conducting connection to the internal combustion engine or to Inner space. Such heat pipes are due to their small size, the small amount the heat transfer medium to be heated, the good efficiency and the good ones Controllability of the transferred heat output by simply throttling the condensate return is ideal for use in vehicles due to its low weight suitable. Corresponding heat pipes are for example from DE-A1-25 23 645 for seen known for a transfer of heat in motor vehicles.
Bei Verwendung eines Katalysators mit Lambda-Regelung ist es vorteilhaft, wenn zwischen Brenner und der Einmündung am Abgasrohr eine Steuerklappe zur wahlweisen Einleitung der vom Brenner erzeugten Abgase in die Abgasleitung oder in eine an der Abgasaufbereitungsanlage vorbeiführende Zweigleitung angeordnet ist, wobei ein Wärmetauscher in diesem Fall zwischen Brenner und Steuerklappe oder stromab der Steuerklappe angeordnet ist. Durch das Vorsehen einer solchen Steuerklappe und die Anordnung des Wärmetauschers ist es möglich, einen derartigen Brenner je nach entnommener Wärmeleistung durch den Wärmetauscher wahlweise als Standheizung oder für eine Vorheizung des Katalysators zu verwenden und ferner auch ohne Beeinträchtigung der Katalysatorregelung bei umgelegter Steuerklappe einen Zuheizbetrieb bei laufender Brennkraftmaschine zu ermöglichen.When using a catalytic converter with lambda control, it is advantageous if A control flap is available between the burner and the junction on the exhaust pipe Introduction of the exhaust gases generated by the burner into the exhaust pipe or into one of the Exhaust gas treatment system is arranged passing branch line, being a Heat exchanger in this case between the burner and control flap or downstream of the Control flap is arranged. By providing such a control valve and the Arrangement of the heat exchanger, it is possible to use such a burner withdrawn heat output by the heat exchanger either as auxiliary heating or to use for preheating the catalyst and also without impairment the catalytic converter control when the control flap is switched on To enable internal combustion engine.
In jedem Falle ist es von zusätzlichem Vorteil, wenn - wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik für sich gesehen bekannt - stromab der Abgasaufbereitungsanlage ein weiterer Wärmetauscher zur Aufnahme von Energie aus den Abgasen angeordnet ist. Mittels eines solchen zusätzlichen Wärmetauschers läßt sich stets die von der Abgasaufbereitungsanlage nicht benötigte Energie zu Heizzwecken zusätzlich verwenden.In any case, it is an additional advantage if - as from the above State of the art known per se - downstream of the exhaust gas treatment system further heat exchanger is arranged to absorb energy from the exhaust gases. By means of such an additional heat exchanger, the one of the Exhaust gas treatment system additionally use energy not required for heating purposes.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Wärmeträgerkreislaufes und einer Abgas anlage mit einem außerhalb des Abgasstromes angeordneten Brenner. Fig. 1 is a schematic representation of a heat transfer circuit and an exhaust system with a burner arranged outside the exhaust gas flow.
Fig. 2 eine Alternative zu Fig. 1 mit einem im Abgasstrom angeordneten Brenner. Fig. 2 shows an alternative to Fig. 1 with a burner arranged in the exhaust gas flow.
In Fig. 1 ist mit 1 eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges bezeichnet, deren Abgas über ein Abgasrohr 2 und eine in diesem angeordnete Abgasaufbereitungsanlage 3, ins Freie geführt wird. Falls die Brennkraftmaschine als Ottomotor ausgelegt ist, handelt es sich bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 um einen Katalysator. Falls es sich bei der Brennkraftmaschine um einen Dieselmotor handelt, so ist die Abgasaufbereitungsanlage als Rußfilter optional oder zusätzlich dazu auch als Oxydationskatalysator ausgelegt. Zwischen Brennkraftmaschine 1 und Abgasaufbereitungsanlage 2 mündet in das Abgasrohr 2 an einer Einmündung 4 eine Brenner-Abgasleitung 5 ein, deren anderes Ende mit einem Brenner 6 verbunden ist. In Fig. 1, 1 denotes an internal combustion engine of a vehicle, the exhaust gas of which is led outside via an exhaust pipe 2 and an exhaust gas treatment system 3 arranged therein. If the internal combustion engine is designed as a gasoline engine, the exhaust gas treatment system 3 is a catalyst. If the internal combustion engine is a diesel engine, the exhaust gas treatment system is optionally designed as a soot filter or, in addition, as an oxidation catalytic converter. Between the internal combustion engine 1 and the exhaust gas treatment system 2 , a burner exhaust line 5 opens into the exhaust pipe 2 at an opening 4 , the other end of which is connected to a burner 6 .
Bei dem Brenner 6 handelt es sich um einen bekannten Brenner, wie er beispielsweise für übliche Standheizungen verwendet wird. In ihm wird vorzugsweise der gleiche Brennstoff, mit dem die Brennkraftmaschine 1 betrieben wird, mit Brennluft zu einem brennbaren Gemisch aufbereitet und gezündet, wobei das entstehende heiße Abgas durch die Brennerabgasleitung 5 in das Abgasrohr 2 eingeführt wird.The burner 6 is a known burner, as is used for example for conventional parking heaters. In it, the same fuel with which the internal combustion engine 1 is operated is preferably processed and ignited with combustion air to form a combustible mixture, the resulting hot exhaust gas being introduced into the exhaust pipe 2 through the burner exhaust gas line 5 .
In der Brennerabgasleitung 5, im Abgasrohr 2 zwischen Einmündung 4 und Abgas aufbereitungsanlage 3 sowie im Abgasrohr 2 stromab der Abgasaufbereitungsanlage 3 sind - wie weiter unten erläutert einzeln oder in Kombination - mehrere Wärmetauscher 7, 8, 9 angeordnet. Der erste Wärmetauscher 7 in der Brenner-Abgasleitung 5 steht in wärmeleitender Verbindung mit der Brennkraftmaschine 1. Er ist in Form eines Wärmerohres, auch heat pipe genannt, ausgebildet und dient in der Brennkraftmaschine 1 zur Vorwärmung des Schmieröls und/oder zur Vorwärmung des Kühlwassers derselben. Die heat pipe ist in bekannter Weise innen teilweise mit einer verdampfbaren Flüssigkeit gefüllt, wobei der im Bereich der Brennerabgasleitung 5 angeordnete Teil als Verdampfer und der im Bereich der Brennkraftmaschine 1 angeordnete Teil als Kondensator wirkt. Durch ein in der Kondensatrückleitung angeordnetes regelbares Drosselventil ist die Wärmeübertragungsleistung dieses ersten Wärmetauschers zwischen Null und maximaler Leistung stufenlos regelbar. In einer alternativen Anordnung steht der erste Wärmetauscher 7 statt unmittelbar mit der Brennkraftmaschine 1 wie die im folgenden beschriebenen Wärmetauscher 8 bzw. 9 in wärmeleitender Verbindung mit einer Leitung des Kühl- bzw. Heizwasserkreislaufes.In the burner exhaust gas line 5 , in the exhaust pipe 2 between the mouth 4 and the exhaust gas treatment system 3 and in the exhaust pipe 2 downstream of the exhaust gas treatment system 3 , as explained below individually or in combination, a plurality of heat exchangers 7 , 8 , 9 are arranged. The first heat exchanger 7 in the burner exhaust gas line 5 is in heat-conducting connection with the internal combustion engine 1 . It is designed in the form of a heat pipe, also known as a heat pipe, and is used in the internal combustion engine 1 for preheating the lubricating oil and / or for preheating the cooling water thereof. In a known manner, the heat pipe is partially filled on the inside with an evaporable liquid, the part arranged in the region of the burner exhaust gas line 5 acting as an evaporator and the part arranged in the region of the internal combustion engine 1 acting as a condenser. By means of a controllable throttle valve arranged in the condensate return line, the heat transfer capacity of this first heat exchanger can be regulated continuously between zero and maximum capacity. In an alternative arrangement, the first heat exchanger 7 is in heat-conducting connection with a line of the cooling or heating water circuit instead of directly with the internal combustion engine 1 like the heat exchangers 8 and 9 described below.
Der zweite Wärmetauscher 8 zwischen der Einmündung 4 der Brenner-Abgasleitung 5 in das Abgasrohr 2 und der Abgasaufbereitungsanlage 3 steht in wärmeleitender Verbindung mit einer Vorlaufleitung 12A eines insgesamt mit 12 bezeichneten Kühlwasserkreislaufes der Brennkraftmaschine 1. Er ist in gleicher Weise vorzugsweise in Form einer heat pipe ausgelegt und mittels eines regelbaren Drosselventils in der Kondensatrückleitung in seiner Wärmeübertragerleistung zwischen Null und Maximalleistung stufenlos regelbar. Die Wärmeentnahme erfolgt aus dem Abgasrohr, in dem der Verdampferteil der heat pipe des zweiten Wärmetauschers 8 liegt und die Übertragung der Wärme erfolgt auf die Vorlaufleitung 12A, in deren Bereich der Kondensatorteil des zweiten Wärmetauschers 8 angeordnet ist. Mittels des zweiten Wärmetauschers 8 ist aufgrund seiner Anordnung im Abgasrohr 2 eine Entnahme von Wärme sowohl bei stehender Brennkraftmaschine 1 aus dem vom Brenner 6 erzeugten Abgas als auch bei laufender Brennkraftmaschine 1 aus dem von dieser erzeugten Abgas möglich. The second heat exchanger 8 between the opening 4 of the burner exhaust gas line 5 into the exhaust pipe 2 and the exhaust gas treatment system 3 is in heat-conducting connection with a supply line 12 A of a cooling water circuit of the internal combustion engine 1, designated overall by 12. In the same way, it is preferably designed in the form of a heat pipe and its heat exchanger output can be regulated continuously between zero and maximum output by means of an adjustable throttle valve in the condensate return line. The heat is removed from the exhaust pipe in which the evaporator part of the heat pipe of the second heat exchanger 8 is located and the heat is transferred to the flow line 12 A, in the area of which the condenser part of the second heat exchanger 8 is arranged. By means of the second heat exchanger 8 , due to its arrangement in the exhaust pipe 2, it is possible to extract heat both from the exhaust gas generated by the burner 6 when the internal combustion engine 1 is at a standstill and from the exhaust gas generated by the combustion engine 1 while it is running.
Ein dritter Wärmetauscher 9 ist stromab der Abgasaufbereitungsanlage 3 wiederum vorteilhaft in Form einer heat pipe so angeordnet, daß sein Verdampferteil im Bereich des Abgasrohres 2 und sein Kondensatorteil im Bereich der Vorlaufleitung 12A liegt. Mittels einer regelbaren Drosselung der Kondensatrückleitung ist auch der dritte Wärmetauscher 3 in seiner Wärmeübertragerleistung stufenlos regelbar.A third heat exchanger 9 is in turn advantageously arranged in the form of a heat pipe downstream of the exhaust gas treatment system 3 in such a way that its evaporator part is in the area of the exhaust pipe 2 and its condenser part is in the area of the feed line 12 A. The heat exchanger output of the third heat exchanger 3 is also infinitely variable by means of an adjustable throttling of the condensate return line.
Zwischen der Brennerabgasleitung 5 und dem Abgasrohr 2 ist stromab des ersten Wärme tauschers 7 abzweigend eine Zweigleitung 10 vorgesehen, die stromab der Abgasauf bereitungsanlage 3 in das Abgasrohr 2 einmündet. An der Abzweigstelle der Zweigleitung 10 von der Brenner-Abgasleitung 5 ist eine Steuerklappe 11 derart angeordnet, daß diese wahlweise die Zweigleitung 10 oder den Durchfluß von Brenngas zur Einmündung 4 versperrt. Alternativ zu einer Einmündung der Zweigleitung 10 stromab der Abgas aufbereitungsanlage 3 kann diese auch - wie in Fig. 1 in gestrichelten Linien gezeigt - als Zweigleitung 10A mit einem darin angeordneten weiteren Wärmetauscher 18, direkt ins Freie ausmünden. In diesem Falle ist der erste Wärmetauscher 7 entbehrlich.Between the burner exhaust gas line 5 and the exhaust pipe 2 , a branch line 10 is provided branching downstream of the first heat exchanger 7, which branches off downstream of the exhaust gas treatment system 3 into the exhaust pipe 2 . At the branch point of the branch line 10 from the burner exhaust gas line 5 , a control flap 11 is arranged such that it either blocks the branch line 10 or the flow of fuel gas to the mouth 4 . As an alternative to a junction of the branch line 10 downstream of the exhaust gas treatment system 3 , this can also open out directly as a branch line 10 A with a further heat exchanger 18 arranged therein, as shown in broken lines in FIG. 1. In this case, the first heat exchanger 7 is unnecessary.
Der Kühlwasserkreislauf 12 umfaßt neben der Vorlaufleitung 12A eine Rücklaufleitung 12B, die einen Fahrzeugwärmetauscher 13 mit der Brennkraftmaschine 1 verbindet. Im Kühlwasserkreislauf 12 ist ferner eine Pumpe 14 vorgesehen, die das im Kreislauf befindliche Wärmeträgermedium auch ohne Betrieb der Brennkraftmaschine 1 umzuwälzen vermag. Der Fahrzeugwärmetauscher 13 ragt austrittsseitig in einen Innenraum 15 des Fahrzeuges hinein, das von der Brennkraftmaschine 1 angetrieben wird. Dem Fahrzeugwärmetauscher 13 ist auf der Zuströmseite ein Gebläse 16 zugeordnet, mittels welchem Heizluft durch den Fahrzeugwärmetauscher 13 in den Innenraum 15 gefördert werden kann.The cooling water circuit 12 includes, in addition to the feed line 12 A, a return line 12 B, which connects a vehicle heat exchanger 13 to the internal combustion engine 1 . A pump 14 is also provided in the cooling water circuit 12 and can circulate the heat transfer medium in the circuit even without the internal combustion engine 1 operating. On the outlet side, the vehicle heat exchanger 13 projects into an interior 15 of the vehicle which is driven by the internal combustion engine 1 . A blower 16 is assigned to the vehicle heat exchanger 13 on the inflow side, by means of which heating air can be conveyed through the vehicle heat exchanger 13 into the interior 15 .
Von den Wärmetauschern 7, 8, 9 und 18 ist zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nur einer der Wärmetauscher 7, 8 bzw. 18 erforderlich. Der Wärmetauscher 9 ist lediglich in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zusätzlich vorhanden. Es soll zunächst die Variante beschrieben werden, bei der nur der erste Wärmetauscher 7 vorhanden ist, die anderen Wärmetauscher 8, 9 und 18 sowie die Zweigleitung 10 bzw. 10A samt der Steuerklappe 11 hingegen nicht vorhanden ist. Bei dieser einfachen ersten Variante kann bei einem Betrieb des Brenners 6 das von diesem in die Brennerabgasleitung 5 abgegebene heiße Brenngas bei geschlossenem Drosselventil des ersten Wärmetauschers 7 über die Einmündung 4 voll der Abgasaufbereitungsanlage 3 zur Herstellung von deren Herstellung von deren Betriebsbereitschaft zugeleitet werden. Falls es sich bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 um einen Katalysator handelt, so wird dieser durch die heißen Brenngase des Brenners 6 sehr schnell auf die nötige Betriebstemperatur aufgeheizt, um bei einem Start der Brennkraftmaschine einen großen Teil der in deren Abgasen enthaltenen schädlichen Stoffe in unschädliche umzuwandeln. Sollte es sich bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 um einen Rußfilter handeln, so können mittels der heißen Brenngase des Brenners 6 die notwendigen Temperaturen für einen Abbrand, das heißt für eine Regenerierung dieses Filters, erreicht werden. Im letzteren Falle kann dies auch während des laufenden Betriebes erfolgen, wenn die im Abgas enthaltene Energie und der Restgehalt an Sauerstoff für eine Regenerierung nicht ausreichend sind.Of the heat exchangers 7 , 8 , 9 and 18 , only one of the heat exchangers 7 , 8 and 18 is required to achieve the object according to the invention. The heat exchanger 9 is only additionally present in a particularly advantageous embodiment. The variant in which only the first heat exchanger 7 is present, the other heat exchangers 8 , 9 and 18 and the branch line 10 or 10 A together with the control flap 11, on the other hand, are not to be described. In this simple first variant, when the burner 6 is in operation, the hot fuel gas discharged into the burner exhaust gas line 5 when the throttle valve of the first heat exchanger 7 is closed can be fed fully via the junction 4 to the exhaust gas treatment system 3 for the production of its production, ready for operation. If the exhaust gas treatment system 3 is a catalytic converter, it is heated up very quickly to the necessary operating temperature by the hot combustion gases of the burner 6 in order to convert a large part of the harmful substances contained in its exhaust gases into harmless ones when the internal combustion engine is started. If the exhaust gas treatment system 3 is a soot filter, the hot combustion gases from the burner 6 can be used to achieve the temperatures required for combustion, that is to say for regeneration of this filter. In the latter case, this can also take place during ongoing operation if the energy contained in the exhaust gas and the residual oxygen content are not sufficient for regeneration.
Wird dagegen das Drosselventil in der Kondensatrückleitung des ersten Wärmetauschers 7 geöffnet, so wird den Brenngasen des Brenners 6 mittels des Wärmetauschers 7 ein Großteil der Wärmeenergie entzogen und der Brennkraftmaschine 1 bzw. alternativ dem Heiz- bzw. Kühlwasserkreislauf 12 zur Vorwärmung des Schmieröls und/oder des Kühlwassers zugeführt. Die Restwärme dient dabei immer noch zur Vorheizung des Katalysators, der bei einem Start der Brennkraftmaschine somit wesentlich schneller seine Betriebstemperatur erreicht. Optional kann bei einer Vorwärmung des Kühlwassers auf eine hinreichende Temperatur die Pumpe 14 in Betrieb genommen werden, um dadurch durch Umwälzung des Kühlwassers bei gleichzeitigem Betrieb des Gebläses 16 Wärmeenergie aus dem Kühlwasser durch den Wärmetauscher 13 dem Innenraum 15 zuzuführen. Falls es sich bei der Brennkraftmaschine 1 um eine Dieselbrennkraftmaschine und bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 um einen Rußfilter handelt, so ist als dritte Betriebsart auch ein Zuheizen während des laufenden Betriebes der Brennkraftmaschine 1 möglich. Hierbei wird, wie beim Vorheizen, mit voll geöffnetem Drosselventil der Kondensatrückleitung über den ersten Wärmetauscher 7 den vom Brenner 6 erzeugten Brenngasen ein großer Teil der Wärmeenergie entzogen und der Brennkraftmaschine 1 zugeführt. Bei Dieselbrennkraftmaschinen mit hohem Wirkungsgrad und bei niedrigen Außentemperaturen dient diese Zuheizung dem Ausgleich von Wärmedefiziten für eine Beheizung des Innenraumes 15.If, on the other hand, the throttle valve in the condensate return line of the first heat exchanger 7 is opened, a large part of the thermal energy is extracted from the combustion gases of the burner 6 by means of the heat exchanger 7 and the internal combustion engine 1 or alternatively the heating or cooling water circuit 12 for preheating the lubricating oil and / or of the cooling water supplied. The residual heat is still used to preheat the catalytic converter, which thus reaches its operating temperature much faster when the internal combustion engine is started. Optionally, the pump can be put into operation 14 at a pre-heating of the cooling water at a sufficient temperature to thereby supply by circulation of cooling water with simultaneous operation of the fan 16 heat energy from the cooling water through the heat exchanger 13 to the interior 15th If the internal combustion engine 1 is a diesel internal combustion engine and the exhaust gas treatment system 3 is a soot filter, then as a third operating mode it is also possible to heat up during the ongoing operation of the internal combustion engine 1 . Here, as with preheating, a large part of the thermal energy is withdrawn from the combustion gases generated by the burner 6 and fed to the internal combustion engine 1 with the throttle valve of the condensate return line fully open via the first heat exchanger 7 . In diesel internal combustion engines with high efficiency and at low outside temperatures, this auxiliary heating serves to compensate for heat deficits for heating the interior 15 .
Handelt es sich bei der Brennkraftmaschine 1 hingegen um einen Ottomotor und bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 um einen geregelten Katalysator mit λ-Regelung, so wird die vorstehend beschriebene erste einfache Variante vorteilhafterweise bei einer zweiten Variante um die Zweigleitung 10 bzw. 10A und die Steuerklappe 11 erweitert. Dadurch wird auch bei Betrieb der Brennkraftmaschine (Ottomotor) 1 ein Zuheizbetrieb mittels der Wärmetauscher 7 bzw. 18 möglich, bei dem die Steuerklappe 11 in die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Lage geschwenkt wird und dabei den Durchtritt zur Einmündung 4 versperrt und die Zweigleitung 10 bzw. 10A freigibt. Das Brenngas des Brenners 6 wird nach dem Verlassen des Wärmetauschers 7 nicht vor der Abgasaufbereitungsanlage 3, sondern erst stromab derselben in das Abgasrohr 2 geführt. Die empfindliche λ-Regelung eines Katalysators wird dadurch durch den Betrieb des Brenners 6 nicht beeinträchtigt. Zu dieser ersten und zweiten Variante mit dem ersten Wärmetauscher 7 mit oder ohne Zweigleitung 10 bzw. 10A und Steuerklappe 11 kann optional der dritte Wärmetauscher 9 hinzutreten, der für eine Übertragung der in den Abgasen enthaltene Restwärme auf die Vorlaufleitung 12A des Kühlwasserkreislaufs 12 vorteilhaft ist.If, however, the internal combustion engine 1 is a gasoline engine and the exhaust gas treatment system 3 is a regulated catalytic converter with λ control, the first simple variant described above is advantageously a second variant of the branch line 10 or 10 A and the control flap 11 expanded. As a result, a heating operation by means of the heat exchangers 7 or 18 is also possible during operation of the internal combustion engine (gasoline engine) 1 , in which the control flap 11 is pivoted into the position shown in dashed lines in FIG. 1 and thereby blocks the passage to the mouth 4 and the branch line 10 or 10 A releases. After leaving the heat exchanger 7 , the fuel gas of the burner 6 is not fed into the exhaust pipe 2 before the exhaust gas treatment system 3 , but only downstream of the latter. The sensitive λ control of a catalytic converter is not affected by the operation of the burner 6 . This first and second variant with the first heat exchanger 7 with or without branch line 10 or 10 A and control flap 11 can optionally be joined by the third heat exchanger 9 , which is advantageous for transferring the residual heat contained in the exhaust gases to the supply line 12 A of the cooling water circuit 12 is.
Bei einer dritten Variante fehlt der erste Wärmetauscher 7 sowie die Zweigleitung 10 und die Steuerklappe 11. Vorhanden nur der zweite Wärmetauscher 8. Ist bei dieser Variante der Brenner 6 in Betrieb und liefert heißes Brenngas über die Einmündung 4 in das Abgasrohr 2, so kann bei geschlossenem Drosselventil in der Kondensatrückleitung des zweiten Wärmetauschers 8 annähernd die gesamte Wärmeenergie für eine Aufheizung der Abgasaufbereitungsanlage 3 zur Verfügung gestellt werden. Bei einem Öffnen der Kondensatrückleitung des zweiten Wärmetauschers 8 wird ein großer Teil der in den Abgasen des Brenners 6 enthaltenen Wärmeenergie auf die Vorlaufleitung 12A übertragen. Dies kann zum einen im Vorheizbetrieb geschehen, bei dem die Brennkraftmaschine 1 außer Betrieb ist. Diese Betriebsart ist ferner jedoch auch bei einer Dieselbrennkraftmaschine denkbar, deren an das Kühlwasser abgegebene Abwärme für eine Beheizung des Innenraumes 15 nicht ausreicht und der in den Phasen, in denen keine Regeneration der Abgasaufbereitungsanlage (Rußfilter) erforderlich ist, sowohl ein im Abgas der Brennkraftmaschine enthaltener Anteil von Wärmeenergie als auch bei Betrieb des Brenners 6 der in dessen heißen Brenngasen enthaltenen Wärmeenergie entzogen werden kann. Um bei der dritten Variante mit dem zweiten Wärmetauscher 8 auch in dem Fall, bei dem es sich bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 um einen Katalysator mit λ- Regelung handelt, einen Zuheizbetrieb realisieren zu können, ist es erforderlich, daß der Wärmetauscher 9 bzw. 18 sowie die Zweigleitung 10 bzw. 10A und die Steuerklappe 11 als zusätzliche Mittel hinzugefügt werden. In diesem Falle wird beim Zuheizbetrieb durch den Brenner 6 die Steuerklappe 11 in die gestrichelte Position geschwenkt, wodurch das Abgas des Brenners 6 über die Zweigleitung 10 zum dritten Wärmetauscher 9 bzw. über die Zweigleitung 10A zum Wärmetauscher 18 geführt wird. Der Wärmetauscher 9 bzw. 18 überführt dann die im Brenngas enthaltene Wärmeenergie auf die Vorlaufleitung 12A des Kühlwasserkreislaufs 12. In a third variant, the first heat exchanger 7 , the branch line 10 and the control flap 11 are missing. Only the second heat exchanger 8 is present . If, in this variant, the burner 6 is in operation and supplies hot fuel gas via the opening 4 into the exhaust pipe 2 , with the throttle valve in the condensate return line of the second heat exchanger 8 closed, approximately the entire thermal energy can be made available for heating the exhaust gas treatment system 3 . When the condensate return line of the second heat exchanger 8 is opened, a large part of the thermal energy contained in the exhaust gases of the burner 6 is transferred to the supply line 12 A. On the one hand, this can be done in preheating mode, in which internal combustion engine 1 is out of operation. However, this operating mode is also conceivable for a diesel internal combustion engine, the waste heat given off to the cooling water is not sufficient for heating the interior 15 and which, in the phases in which no regeneration of the exhaust gas treatment system (soot filter) is required, includes one contained in the exhaust gas of the internal combustion engine Proportion of thermal energy and during operation of the burner 6, the thermal energy contained in its hot combustion gases can be extracted. In order to be able to carry out a heating operation in the third variant with the second heat exchanger 8, even in the case where the exhaust gas treatment system 3 is a catalyst with λ control, it is necessary that the heat exchanger 9 or 18 and the branch line 10 or 10 A and the control valve 11 are added as additional means. In this case, the control valve is performed whereby the exhaust gas of the burner 6 through the branch line 10 to the third heat exchanger 9 and via the branch line 10 A to heat exchanger 18 is in the heating operation pivoted to the dotted position 11 by the burner 6. The heat exchanger 9 or 18 then transfers the thermal energy contained in the fuel gas to the flow line 12 A of the cooling water circuit 12 .
In Fig. 2 werden die Abgase einer Brennkraftmaschine 21 über ein Abgasrohr 22 und eine Abgasaufbereitungsanlage 23 ins Freie geleitet. Zwischen Brennkraftmaschine 21 und Abgasaufbereitungsanlage 23 ist im Abgasstrom ein Brenner 26 angeordnet. Zwischen Brennkraftmaschine 21 und diesem Brenner 26 mündet in das Abgasrohr 22 eine Sekundärluftleitung 19 ein, die mit einem Sekundärluftgebläse 20 verbunden ist.In FIG. 2, the exhaust gases of an internal combustion engine 21 are passed outside via an exhaust pipe 22 and an exhaust gas treatment system 23 . A burner 26 is arranged in the exhaust gas flow between the internal combustion engine 21 and the exhaust gas treatment system 23 . A secondary air line 19 opens into the exhaust pipe 22 between the internal combustion engine 21 and this burner 26 and is connected to a secondary air blower 20 .
Zwischen Brenner 26 und Abgasaufbereitungsanlage 23 ist ein Wärmetauscher 28 angeordnet, der Wärme aus den vorbeiströmenden Abgasen aufnimmt und auf eine zu einem Kühl- bzw. Heizwasserkreislauf gehörende Vorlaufleitung 32A überträgt. Die Vorlaufleitung 32A des Kühlwasserkreislaufes ist analog zur Fig. 1 wiederum mit einem hier nicht dargestellten Fahrzeugwärmetauscher verbunden und führt über eine Rücklauf leitung 32B zurück zur Brennkraftmaschine 21. Stromab der Abgasaufbereitungsanlage 23 ist ein weiterer Wärmetauscher 29 im Abgasstrom angeordnet. Er dient dazu, die in den Abgasen enthaltene Restwärme aufzunehmen und ebenfalls auf die Vorlaufleitung 32A des Kühl- bzw. Heizwasserkreislaufes zu übertragen. Bei der Abgasaufbereitungsanlage 23 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um einen geregelten Katalysator, dem eine λ- Sonde 27 vorgeschaltet ist und dessen Bauteiltemperatur mittels eines Temperatursensors 37 überwacht wird. Die Abgasaufbereitungsanlage 23 kann bei Wegfall der λ-Sonde 27 als Rußpartikelfilter einer Dieselbrennkraftmaschine ausgelegt sein.A heat exchanger 28 is arranged between the burner 26 and the exhaust gas treatment system 23 , which absorbs heat from the exhaust gases flowing past and transfers it to a flow line 32 A belonging to a cooling or heating water circuit. The flow line 32 A of the cooling water circuit is analogous to FIG. 1 in turn connected to a vehicle heat exchanger, not shown here, and leads via a return line 32 B back to the internal combustion engine 21 . A further heat exchanger 29 is arranged in the exhaust gas stream downstream of the exhaust gas treatment system 23 . It serves to absorb the residual heat contained in the exhaust gases and also to transfer it to the feed line 32 A of the cooling or heating water circuit. In the exemplary embodiment, the exhaust gas treatment system 23 is a regulated catalytic converter which is preceded by a λ probe 27 and whose component temperature is monitored by means of a temperature sensor 37 . If the λ probe 27 is omitted, the exhaust gas treatment system 23 can be designed as a soot particle filter of a diesel internal combustion engine.
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage ermöglicht folgende Betriebsweisen:
bei nicht laufender Brennkraftmaschine 21 wird dem Brenner 26, der außerdem mit einer
nicht dargestellten Brennstoffzuleitung sowie elektrischen Mitteln zur Zündung und
Flammüberwachung ausgestattet ist, über die Sekundärluftleitung 19 und das Sekundär
luftgebläse 20 Brennluft zugeführt. Diese Brennluft wird mit dem Brennstoff zu einem
brennfähigen Gemisch aufbereitet und elektrisch gezündet. Die dabei entstehenden heißen
Brenngase können zum einen für ein Aufheizen der Abgasaufbereitungsanlage 23 zur
Herstellung von deren Betriebsbereitschaft verwendet werden. Dabei ist der Wärmefluß
im Wärmetauscher 28, welcher vorzugsweise wiederum als heat-pipe ausgelegt ist, mittels
des Drosselventils in der Kondensatrücklaufleitung gesperrt. Der Wärmetauscher 28
nimmt deshalb nur einen sehr geringen Teil der in den Abgasen des Brenners 26
enthaltenen Wärmeenergie auf, wodurch ein schnelles Aufheizen der Abgasaufbereitungs
anlage 23 gewährleistet ist. Die nach Verlassen der Abgasaufbereitungsanlage 23 noch in
den Abgasen enthaltene Restwärme wird vorteilhaft mittels des Wärmetauschers 29 dem
Abgasstrom entnommen und bei geöffnetem Drosselventil in der Kondensat
rücklaufleitung dieses als heat-pipe ausgelegten Wärmetauschers in die Vorlaufleitung 32A
eingespeist.The system shown in Fig. 2 enables the following modes of operation:
when the internal combustion engine 21 is not running, the burner 26 , which is also equipped with a fuel supply line (not shown) and electrical means for ignition and flame monitoring, is supplied with combustion air via the secondary air line 19 and the secondary air blower 20 . This combustion air is processed with the fuel into a combustible mixture and ignited electrically. The resulting hot fuel gases can be used on the one hand for heating the exhaust gas treatment system 23 to produce its operational readiness. The heat flow in the heat exchanger 28 , which in turn is preferably designed as a heat pipe, is blocked by means of the throttle valve in the condensate return line. The heat exchanger 28 therefore takes up only a very small part of the thermal energy contained in the exhaust gases of the burner 26 , whereby a rapid heating of the exhaust gas treatment system 23 is ensured. The residual heat still contained in the exhaust gases after leaving the exhaust gas treatment system 23 is advantageously removed from the exhaust gas stream by means of the heat exchanger 29 and, with the throttle valve open in the condensate return line, this heat exchanger, which is designed as a heat pipe, is fed into the feed line 32 A.
Sekundärluftgebläse 20 und Sekundärluftleitung 19 gehören heute zur Standardausrüstung eines mit einem geregelten Katalysator ausgestatteten Fahrzeuges. Sie werden dort zu einem Ausgleich des Sauerstoffdefizites im Abgas bei einer Gemischanreicherung mit Brennstoff während der Startphase einer Brennkraftmaschine 21 betrieben. Der im Hauptstrom des Abgases angeordnete Brenner wird somit zum einen bei stehender Brennkraftmaschine mit Brennluft über die Sekundärluftleitung 19 versorgt, zum anderen kann er bei laufender Brennkraftmaschine 21 auch teilweise mit dem in den Abgasen enthaltenen Restsauerstoff betrieben werden. Wegen einer Beeinträchtigung der Regelung des Katalysators ist ein solcher Zuheizbetrieb jedoch nur bei Auslegung der Brennkraft maschine 21 als Dieselbrennkraftmaschine und entsprechender Auslegung der Abgas aufbereitungsanlage 23 als Rußpartikelfilter vorgesehen.Secondary air blower 20 and secondary air line 19 are now part of the standard equipment of a vehicle equipped with a regulated catalytic converter. They are operated there to compensate for the oxygen deficit in the exhaust gas during a mixture enrichment with fuel during the starting phase of an internal combustion engine 21 . The burner arranged in the main flow of the exhaust gas is thus supplied with combustion air via the secondary air line 19 when the internal combustion engine is at a standstill, and on the other hand it can also be operated partially with the residual oxygen contained in the exhaust gases while the internal combustion engine 21 is running. Because of an impairment of the control of the catalyst, such a heating operation is only provided when the internal combustion engine 21 is designed as a diesel internal combustion engine and the corresponding design of the exhaust gas treatment system 23 is used as a soot particle filter.
Die Steuerung des Brenners 6 bzw. 26 sowie die Steuerung der Drosselventile in den Kondensatrücklaufleitungen der Wärmetauscher 7, 8, 9, 18, 28 und 29 erfolgt vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Steuergerätes in Abhängigkeit von der mittels eines Temperatursensors 17 bzw. 27 an der Abgasaufbereitungsanlage 3 bzw. 23 ermittelten Betriebstemperatur. Eine solche Anordnung ist jedenfalls dann zweckmäßig, wenn es sich bei der Abgasaufbereitungsanlage 3 bzw. 23 um einen Katalysator handelt. Falls es sich bei Abgasaufbereitungsanlage 3 bzw. 23 um einen Rußfilter handelt, ist es zweckmäßig, daß zur Ermittelung von dessen Betriebstemperatur, anhand deren festgestellt werden kann, ob der Rußfilter heiß genug für einen Abbrand der Rußpartikel ist, zusätzlich ein Drucksensor zur Messung des Abgasgegendrucks vorhanden ist, mittels dem feststellbar ist, ob der Beladungszustand des Filters eine Regeneration erforderlich macht.The control of the burner 6 or 26 and the control of the throttle valves in the condensate return lines of the heat exchangers 7 , 8 , 9 , 18 , 28 and 29 is preferably carried out by means of a control device (not shown) depending on that by means of a temperature sensor 17 or 27 on the exhaust gas treatment system 3 or 23 determined operating temperature. Such an arrangement is in any case expedient if the exhaust gas treatment system 3 or 23 is a catalytic converter. If the exhaust gas treatment system 3 or 23 is a soot filter, it is expedient that an additional pressure sensor for measuring the exhaust gas back pressure is used to determine its operating temperature, which can be used to determine whether the soot filter is hot enough to burn off the soot particles is present, by means of which it can be determined whether the loading state of the filter requires regeneration.
Bei Verwendung als Standheizung oder Zusatzheizung kann der Brenner 6 bzw. 26 zusätzlich mittels herkömmlicher Steuerungsmittel, wie sie von den Standheizungen her bekannt sind, gestartet werden. Hier bekommen sowohl ein Sofortstart mittels eines im Innenraum 15 angeordneten Bedienelementes, ein zeitabhängiger Start mittels einer im Innenraum 15 angeordneten Uhr, ein temperaturgesteuerter Start mittels einer im Innenraum 15 angeordnete Temperaturmeßeinrichtung als auch ein Fernstart mittels einer Funkfernbedienung in Betracht.When used as an auxiliary heater or additional heater, the burner 6 or 26 can additionally be started by means of conventional control means, as are known from the auxiliary heaters. Both an immediate start by means of an operating element arranged in the interior 15 , a time-dependent start by means of a clock arranged in the interior 15 , a temperature-controlled start by means of a temperature measuring device arranged in the interior 15 , as well as a remote start by means of a radio remote control.
Bei Verwendung des Brenners 6 bzw. 26 zur Vorheizung eines Katalysators als Abgasauf bereitungsanlage 3 bzw. 23 ist eine Steuerung des Brenners 6 bzw. 26 in der Weise sinnvoll, daß mit dem Start der Brennkraftmaschine 1, 21 zunächst die Temperatur des Temperatursensors 17, 37 ermittelt wird, um zu prüfen, ob der Katalysator eine hinreichende Betriebstemperatur hat. Sollte dies nicht der Fall sein, kann mit Betätigung des Starters der Brennkraftmaschine 1 gleichzeitig der Brenner 6 bzw. 26 gestartet werden und für ein vorgegebenes Zeitintervall oder alternativ bis zum Erreichen einer vorgegebenen Betriebstemperatur des Katalysators betrieben werden. Ist diese Betriebstemperatur erreicht, so kann sofort die Restwärme aus den Abgasen des Brenners 6, 26 mittels des Wärmetauschers 7 oder des Wärmetauschers 8, 28 entnommen und für Heizzwecke zur Verfügung gestellt werden.When using the burner 6 or 26 for preheating a catalytic converter as an exhaust gas preparation system 3 or 23, it is sensible to control the burner 6 or 26 in such a way that when the internal combustion engine 1 , 21 starts, the temperature of the temperature sensor 17 , 37 is determined to check whether the catalytic converter has a sufficient operating temperature. If this is not the case, by actuating the starter of the internal combustion engine 1, the burner 6 or 26 can be started at the same time and operated for a predetermined time interval or alternatively until a predetermined operating temperature of the catalytic converter is reached. Once this operating temperature has been reached, the residual heat can immediately be removed from the exhaust gases of the burner 6 , 26 by means of the heat exchanger 7 or the heat exchanger 8 , 28 and made available for heating purposes.
Mittels des vorstehend in mehreren Varianten beschriebenen Systems einer Abgasanlage ist in jedem Falle mittels eines einzigen Brenners die Betriebsbereitschaft einer Abgas aufbereitungsanlage aufrecht zu erhalten und gleichzeitig eine Nutzung als Stand- oder Zusatzheizung realisierbar. Die Übertragung der Wärme erfolgt dabei stets an solchen Punkten und mit solchen Mitteln (heat pipes), die eine optimale Nutzung der Wärmeenergie in den Abgasen der Brennkraftmaschine und des Brenners 6 bzw. 26 ermöglichen.By means of the system of an exhaust gas system described above in several variants, the operational readiness of an exhaust gas processing system can be maintained in any case by means of a single burner and, at the same time, it can be used as an auxiliary or additional heater. The heat is always transferred at such points and with such means (heat pipes) that enable optimal use of the thermal energy in the exhaust gases of the internal combustion engine and the burner 6 or 26 .
BezugszeichenlisteReference list
1, 21 Brennkraftmaschine
2, 22 Abgasrohr
3, 23 Abgasaufbereitungsanlage
4 Einmündung
5 Brenner-Abgasleitung
6, 26 Brenner
7 erster Wärmetauscher
8, 28 zweiter Wärmetauscher
9, 29 dritter Wärmetauscher
10, 10A Zweigleitung
11 Steuerklappe
12 Heiz- bzw. Kühlwasserkreislauf
12A, 32A Vorlaufleitung
12B, 32B Rücklaufleitung
13 Fahrzeugwärmetauscher
14 Pumpe
15 Innenraum
16 Gebläse
17, 37 Temperatursensor
18 vierter Wärmetauscher
19 Sekundärluftleitung
20 Sekundärluftgebläse
27 λ-Sonde 1 , 21 internal combustion engine
2 , 22 exhaust pipe
3 , 23 exhaust gas treatment system
4 confluence
5 burner flue pipe
6 , 26 burners
7 first heat exchanger
8 , 28 second heat exchanger
9 , 29 third heat exchanger
10 , 10 A branch line
11 control flap
12 heating or cooling water circuit
12 A, 32 A supply line
12 B, 32 B return line
13 vehicle heat exchanger
14 pump
15 interior
16 blowers
17 , 37 temperature sensor
18 fourth heat exchanger
19 secondary air line
20 secondary air blowers
27 λ probe
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