DE4416936A1 - Heating device for vehicle, aircraft or fork lift truck - Google Patents
Heating device for vehicle, aircraft or fork lift truckInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung für ein Fahrzeug, Flugzeug, einen Gabelstapler oder dgl. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a heating device for a vehicle, aircraft, a forklift or the like. According to the preamble of claim 1.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen wird die zur Beheizung des Fahrgastraumes erforderliche Wärme durch Rückgewinnung eines Teils der in den Motorabgasen enthaltenen Wärme in besonderen der Brennkraftmaschine nachgeschalteten Wärmetauschern erzeugt.In particular in motor vehicles with internal combustion engines, the Heating of the passenger compartment required heat through recovery part of the heat contained in the engine exhaust in particular the Internal combustion engine downstream heat exchangers generated.
Bei einem bekannten Kraftfahrzeug (Porsche 911 Turbo, Modelljahr 1991) ist für jeden Abgasstrang ein separater Abgas/Luft-Wärmetauscher vorgesehen, wobei jeder Wärmetauscher - in Strömungsrichtung des Abgasstromes gesehen - vor dem Katalysator bzw. einem Turbolader der Abgasanlage angebracht ist und zwar im Bereich eines an die Brennkraftmaschine angeschlossenen Abgaskrümmers. Der Wärmetauscher ummantelt einen Teilbereich des Abgaskrümmers und wird von Luft durchströmt. Diese Einbaulage gewährleistet, daß die Heizluft durch den relativ heißen Abgasstrom ausreichend erwärmt wird. Nachteilig an dieser Einbaulage des Wärmetauschers ist jedoch, daß dem Abgas durch den Wärmetauscher Wärme entzogen wird, so daß bei einem Kaltstart der Katalysator länger braucht, bis er die erforderliche Betriebstemperatur erreicht und anspringt.In a known motor vehicle (Porsche 911 Turbo, model year 1991) is for a separate exhaust gas / air heat exchanger is provided for each exhaust line, wherein each heat exchanger - seen in the flow direction of the exhaust gas flow - before the catalytic converter or a turbocharger of the exhaust system is attached and in the area of one connected to the internal combustion engine Exhaust manifold. The heat exchanger encases a partial area of the Exhaust manifold and air flows through it. This installation position ensures that the heating air is sufficiently heated by the relatively hot exhaust gas flow. A disadvantage of this installation position of the heat exchanger is, however, that the exhaust gas heat is extracted by the heat exchanger, so that the cold start It takes longer for the catalytic converter to reach the required operating temperature and starts.
Aufgabe der Erfindung ist es, an einer Luftheizvorrichtung für ein Fahrzeug, Flugzeug, einen Gabelstapler oder dgl. mit einer Brennkraftmaschine und einer einen Katalysator enthaltenden Abgasanlage solche Vorkehrungen zu treffen, daß einerseits die dem Innenraum zugeführte Heizluft eine ausreichende Temperatur aufweist und daß andererseits das Ansprechverhalten des Katalysators - insbesondere bei einem Kaltstart - verbessert wird.The object of the invention is, on an air heating device for a vehicle, Airplane, a forklift or the like. With an internal combustion engine and one to take such precautions for a catalytic converter-containing exhaust system, that on the one hand the heating air supplied to the interior is sufficient Has temperature and that on the other hand, the response of the Catalyst - especially during a cold start - is improved.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of Claim 1 solved. Further, the invention in an advantageous manner Features contain the subclaims.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß durch Anordnung eines Abgas/Luft-Wärmetauschers - in Strömungsrichtung des Abgasstromes gesehen - nach dem Katalysator bei ausreichender Temperatur der Heizluft ein verbessertes Ansprechverhalten des Katalysators, insbesondere bei einem Kaltstart, erzielt ist.The main advantages achieved with the invention are that by arranging an exhaust gas / air heat exchanger - in the flow direction of the Exhaust gas flow seen - after the catalyst at a sufficient temperature the heating air an improved response behavior of the catalyst, in particular during a cold start.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist dann gegeben, wenn ein nach dem Katalysator angeordneter, relativ großvolumiger Abgas/Luft-Vorwärmetauscher und ein vor dem Katalysator angebrachter relativ kleinvolumiger Abgas/Luft-Hauptwärmetauscher vorgesehen wird.A particularly advantageous embodiment is given when an after the catalyst arranged, relatively large volume Exhaust gas / air preheater and a relative installed in front of the catalytic converter small-volume exhaust gas / air main heat exchanger is provided.
Durch den kleinen Hauptwärmetauscher wird dem Abgasstrom nur eine geringe Wärmemenge entzogen, wodurch der Katalysator frühzeitig eine höhere Temperatur erreicht und eher anspringt.The small main heat exchanger means that the exhaust gas flow is only a small one The amount of heat withdrawn, which means that the catalyst has a higher rate at an early stage Temperature reached and starts up sooner.
Der nach dem Katalysator vorgesehene Vorwärmetauscher hat keinen Einfluß auf das Anspringverhalten des Katalysators und kann deshalb beliebig groß gestaltet werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Wärmetauschers nach dem Katalysator werden die Abgaswerte verbessert.The preheater provided after the catalytic converter has no influence on the light-off behavior of the catalyst and can therefore be of any size be designed. The arrangement of a Exhaust gas values are improved after the heat exchanger after the catalytic converter.
Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich für alle Verbrennungsmotoren mit Luftheizung nutzen, also für Saug-, Turbo- und Dieselmotoren.The arrangement according to the invention can be used for all internal combustion engines Use air heating, i.e. for naturally aspirated, turbo and diesel engines.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert:An embodiment of the invention is shown in the drawing and will explained in more detail below:
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 eine perspektivische Schrägansicht von hinten auf ein Fahrzeug mit einer heckseitigen, luftgekühlten Brennkraftmaschine und einer luftseitigen Heizvorrichtung für den Fahrgastraum, Fig. 1 is an oblique perspective rear view of a vehicle with a rear-side air-cooled internal combustion engine and an air-side heater for the passenger compartment,
Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Abgasanlage Fig. 2 is a top view of the exhaust system
Fig. 3 eine perspektivische Schrägansicht von vorne auf eine Abgasanlage und einer Heizvorrichtung Fig. 3 is a perspective oblique view from the front of an exhaust system and a heater
Fig. 4 ein Blockschaltbild eine Teils der Abgasanlage und des Vorwärmetauschers Fig. 4 is a block diagram of part of the exhaust system and the preheater
Fig. 5 eine Einheit X der Fig. 4 in größerem Maßstab. Fig. 5 shows a unit X of Fig. 4 on a larger scale.
Fig. 1 zeigt ein durch einen Personenwagen gebildetes Fahrzeug 1, das im Heckbereich eine luftgekühlte Brennkraftmaschine 2 aufweist. Die Brennkraftmaschine 2 weist zwei in Boxeranordnung angeordnete Zylinderreihen 3 auf. Von jeder Zylinderreihe 3 ist ein mehrstutziger Auspuffkrümmer 4 einer Abgasanlage 5 weggeführt, wobei der Auspuffkrümmer 4 auf der der Brennkraftmaschine 2 abgekehrten Seite zu einem einzigen Stutzen zusammengeführt ist. Fig. 1 shows a system constituted by a passenger car vehicle 1, which has in the rear area an air-cooled internal combustion engine 2. The internal combustion engine 2 has two rows of cylinders 3 arranged in a boxer arrangement. A multi-port exhaust manifold 4 of an exhaust system 5 is led away from each row of cylinders 3 , the exhaust manifold 4 being brought together into a single connecting piece on the side facing away from the internal combustion engine 2 .
Gemäß den Fig. 2 und 3 ist eine aufgeladene Brennkraftmaschine 2 dargestellt, wobei in jedem der beiden Stränge 6, 7 der Abgasanlage 5 benachbart des Auspuffkrümmers 4 ein Turbolader 8 angeordnet ist. Von jedem Turbolader 8 führt eine Abgassammelleitung 9 zu einem nachgeschalteten Katalysator 10, der über eine weitere Abgassammelleitung 11 mit einem Endschalldämpfer 12 verbunden ist. Vom Endschalldämpfer 12 gelangen die Abgase über ein Endrohr 13 ins Freie. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß von der Brennkraftmaschine 2 (beispielsweise bei Reihenmotoren) nur ein Strang mit einem einzigen Katalysator 10 weggeführt ist.Referring to FIGS. 2 and 3, a supercharged internal combustion engine 2 is shown, in each of the two strands 6, 7 of the exhaust system 5, a turbocharger 8 is arranged adjacent to the exhaust manifold. 4 An exhaust manifold 9 leads from each turbocharger 8 to a downstream catalytic converter 10 , which is connected via a further exhaust manifold 11 to an end silencer 12 . The exhaust gases pass from the rear silencer 12 through an end pipe 13 into the open. However, there is the possibility that only one train with a single catalytic converter 10 is led away from the internal combustion engine 2 (for example in the case of in-line engines).
Eine Heizvorrichtung 14 zur Aufwärmung der einem Innenraum 15 zugeführten Heizluft umfaßt für jeden Strang 6, 7 der Abgasanlage 5 zumindest einen Abgas/Luft-Wärmetauscher. Der Abgas/Luft-Wärmetauscher ist erfindungsgemäß - in Strömungsrichtung des Abgasstromes gesehen - nach dem Katalysator 10 angeordnet.A heating device 14 for heating the heating air supplied to an interior 15 comprises at least one exhaust gas / air heat exchanger for each line 6 , 7 of the exhaust system 5 . According to the invention, the exhaust gas / air heat exchanger is arranged downstream of the catalytic converter 10 , as seen in the flow direction of the exhaust gas stream.
Im Ausführungsbeispiel sind für jeden Strang 6, 7 der Abgasanlage 5 zwei Abgas/Luft-Wärmetauscher 16,17 vorgesehen, nämlich ein - in Strömungsrichtung des Abgasstromes gesehen - nach dem Katalysator 10 angeordneter Vorwärmetauscher 16 und ein vor dem Katalysator 10 angebrachter Hauptwärmetauscher 17. In Fig. 3 sind lediglich die beiden Abgas/Luft-Wärmetauscher 16, 17 des einen Stranges 6 der Abgasanlage 5 dargestellt, wogegen vom zweiten Strang 7 nur der Wärmetauscher 16 gezeigt ist.In the exemplary embodiment of the exhaust system are for each strand 6, 7, 5 are provided two gas / air heat exchanger 16,17, namely - viewed in the flow direction of the exhaust gas flow - is arranged downstream of the catalyst 10 preheat exchanger 16 and an attached upstream of the catalyst 10 the main heat exchanger 17th In Fig. 3, only the two gas / air heat exchanger 16 of the one strand 6 of the exhaust system 5 are shown 17, whereas the second strand 7, only the heat exchanger 16 is shown.
Der Vorwärmetauscher 16 kann relativ großvolumig ausgebildet werden und ummantelt die zwischen Katalysator 10 und Endschalldämpfer 12 verlaufende Abgassammelleitung 11 in einem Teilbereich. Der Vorwärmetauscher 16 wird gemäß Fig. 5 durch ein ein- oder mehrschaliges Bauteil 18 gebildet, das die Abgassammelleitung 11 umgibt und eine Lufteintrittsöffnung 19 und eine Luftaustrittsöffnung 20 aufweist.The preheater 16 can be of relatively large volume and surrounds the exhaust manifold 11 running between the catalytic converter 10 and the muffler 12 in a partial area. The preheat exchanger 16 is shown in FIG. 5 is formed by a single- or multi-shell member 18 that surrounds the exhaust manifold 11 and having an air inlet opening 19 and an air outlet opening 20.
Der Hauptwärmetauscher 17 ist vorzugsweise relativ kleinvolumig ausgebildet und wird durch eine Ummantelung des Auspuffkrümmers 4 gebildet.The main heat exchanger 17 is preferably of relatively small volume and is formed by a casing of the exhaust manifold 4 .
Im Heckbereich wird die kalte Luft von der Fahrzeugaußenseite her durch ein Kühlluftgebläse 20 und/oder ein Hilfsgebläse 21 angesaugt und gelangt in ein Heizverteilerrohr 22, das über Anschlußstutzen 23 mit den beiden Vorwärmetauschern 16 verbunden ist. Dadurch wird die Luft vorgewärmt und gelangt über Verbindungsstutzen 24 in die Hauptwärmetauscher 17, wo eine weitere Erwärmung der Heizluft erfolgt.In the rear area, the cold air is drawn in from the outside of the vehicle by a cooling air blower 20 and / or an auxiliary blower 21 and reaches a heating manifold 22 which is connected to the two preheat exchangers 16 via connecting pieces 23 . As a result, the air is preheated and reaches the main heat exchanger 17 via connecting pieces 24 , where the heating air is heated further.
Von jedem Hauptwärmetauscher 17 aus gelangt die Heizluft über Warmluftführungen 25 nach vorne zu einem im Bereich des Armaturenbretts angeordneten Heiz- und Klimagerät 26.From each main heat exchanger 17 , the hot air passes forward through hot air ducts 25 to a heating and air-conditioning device 26 arranged in the area of the dashboard.
Innerhalb jeder Warmluftführung 25 ist örtlich eine nicht näher dargestellte Differenzklappe angeordnet, durch die bei Bedarf Warmluft ins Freie abgeleitet werden kann.A differential flap (not shown in more detail) is arranged locally within each hot air duct 25 , through which hot air can be discharged to the outside if necessary.
Die Warmluftführungen 25 verlaufen abschnittweise innerhalb der seitlich außenliegenden Schweller 27 und weisen örtlich Schalldämpfer 28 auf. The warm air ducts 25 run in sections within the side sills 27 on the outside and have local silencers 28 .
Die erfindungsgemäße Anordnung des Abgas/Luft-Wärmetauschers 16, 17 ist für alle Brennkraftmaschinen mit Luftheizung einsetzbar, also für Saug-, Turbo- und Dieselmotoren. Die Heizvorrichtung 14 ist für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge, Gabelstapler oder dgl. anwendbar.The arrangement of the exhaust gas / air heat exchanger 16 , 17 according to the invention can be used for all internal combustion engines with air heating, that is to say for naturally aspirated, turbo and diesel engines. The heater 14 is applicable to automobiles, airplanes, forklifts, or the like.
Prinzipiell ist eine Anordnung des Abgas/Luft-Wärmetauschers auch bei wassergekühlten Verbrennungsmotoren möglich.In principle, an arrangement of the exhaust gas / air heat exchanger is also included water-cooled internal combustion engines possible.
Die Anordnung des Abgas/Luft-Wärmetauschers kann auch nur an einem Abgasstrang erfolgen.The arrangement of the exhaust gas / air heat exchanger can also be on only one Exhaust system take place.
Der Abgas/Luft-Wärmetauscher kann auch allein (ohne Hauptwärmetauscher) nach dem Katalysator vorgesehen werden.The exhaust gas / air heat exchanger can also be used alone (without the main heat exchanger) be provided after the catalyst.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19944416936 DE4416936C2 (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Heater for a vehicle or aircraft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944416936 DE4416936C2 (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Heater for a vehicle or aircraft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4416936A1 true DE4416936A1 (en) | 1995-11-16 |
| DE4416936C2 DE4416936C2 (en) | 1996-08-29 |
Family
ID=6518084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19944416936 Expired - Fee Related DE4416936C2 (en) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | Heater for a vehicle or aircraft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4416936C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010036303B4 (en) | 2010-07-08 | 2019-06-19 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Internal combustion engine with horizontally arranged cylinder banks and turbocharger |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4146176A (en) * | 1977-11-14 | 1979-03-27 | Ford Motor Company | Exhaust gas heat system utilizing a heat pipe |
| DE3826022A1 (en) * | 1988-07-30 | 1990-02-01 | Porsche Ag | HEATING SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE WITH AN AIR COOLED REAR ENGINE |
-
1994
- 1994-05-13 DE DE19944416936 patent/DE4416936C2/en not_active Expired - Fee Related
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| DE102010036303B4 (en) | 2010-07-08 | 2019-06-19 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Internal combustion engine with horizontally arranged cylinder banks and turbocharger |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4416936C2 (en) | 1996-08-29 |
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