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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Brennkraftmaschine,
welche mit einem Verbrennungsheizgerät für eine Temperatursteigerung
eines mit dem Motor verbundenen Elements, wie Kühlwasser oder Ansaugluft, ausgestattet
ist.
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2. Bemerkungen zum Stand
der Technik
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In
einer Brennkraftmaschine, welche an einem motorisierten Fahrzeug
oder dgl. angeordnet ist, besonders einer Brennkraftmaschine wie
ein Dieselmotor, in welchem die Wärmemenge möglichst gering sein soll, wird
zusätzlich
eine Technologie eines Verbrennungsheizgeräts mit dem Ziel der Beschleunigung
des Aufwärmens
der Brennkraftmaschine oder zur Erweiterung der Heizvorrichtung
eines Passagierraums aus einem kalten Zustand, bereitgestellt.
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Das
vorstehend erwähnte
Verbrennungsheizgerät
wird mit einer Brennkammer bereitgestellt, welche unabhängig von
der Brennkraftmaschine ist. Weiterhin wird das Verbrennungsheizgerät mit einem Wärmeaustauscher
bereitgestellt, welcher durch einen Wasserverbindungskanal so ausgebildet
ist, daß er
die Brennkammer umschließt.
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Der
Wasserkanal (Wasserkanal im Heizgerät) des vorstehend erwähnten Wärmetauschers
und ein Kühlungskanal
der Brennkraftmaschine sind miteinander in Verbindung durch einen
Kühlwasser
führenden
Kanal, wobei das Kühlwasser
aus dem Kühlungskanal
der Brennkraftmaschine in den Wasserkanal in dem Heizgerät eingeleitet
wird und eine Ausstoßleitung,
wobei das Kühlwasser
aus dem Wasserkanal in dem Heizgerät in den Kühlungskanal der Brennkraftmaschine
eintritt. Ein Heizkern der Heizvorrichtung des Passagierraums ist
in der Mitte der Kühlwasserausstoßleitung
angeordnet.
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In
dem so konstruierten Verbrennungsheizgerät wird ein Teil des Kraftstoffs
der Brennkraftmaschine in der Brennkammer in einem kalten Zustand oder
dgl. der Brennkraftmaschine verbrannt und gleichzeitig wird das
Kühlwasser
für die
Brennkraftmaschine in den Wasserkanal der Heizvorrichtung durch
den Kühlwasser
führenden
Kanal eingeleitet.
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In
diesem Fall wird die Wärme,
welche als ein Ergebnis der Verbrennung in der Brennkammer entsteht
zu dem Kühlwasser
in dem Wärmetauscher übertragen,
wobei die Temperatur des Kühlwassers erhöht wird.
Das Kühlwasser
(heißes
Wasser), welches in dem Wärmetauscher
erwärmt
worden ist, wird aus dem Wasserkanal in dem Heizgerät in die Kühlwasseraustrittsleitung
ausgestoßen,
wobei es durch den Heizungskern zu dem Kühlwasserkanal zurückkehrt.
Wenn das vorstehend erwähnte
heiße Wasser
den Heizungskern durchlaufen hat, wird ein Teil der Wärme des
heißen
Wassers auf die zu erwärmende
Luft übertragen,
welche durch den Heizungskern fließt, wobei die Temperatur der
zu erwärmenden
Luft erhöht
wird.
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Gemäß des vorstehend
erwähnten
Verbrennungsheizgeräts
ist es möglich,
die Temperatur der zu erwärmenden
Luft oder das Motorkühlwasser
in einem früheren
Stadium des Kühlvorgangs
der Brennkraftmaschine zu erhöhen
und es wird möglich, die
Beschleunigung des Aufwärmens
des Motors und die Wärmekapazität zu erhöhen.
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Jedoch
gibt es in dem Verbrennungsheizgerät, da die Verbrennung durch
die Nutzung eines Teils des Kraftstoffs für die Brennkraftmaschine ausgeführt wird,
Fälle,
wobei das Rauchgas, welches von dem Verbrennungsheizgerät ausgeschieden
wird, schädliche
Gaskomponenten enthält
wie die Abgase der Brennkraftmaschine. In diesen Fällen ist
es notwendig, das Abgas, nachdem es von dem schädlichen Gas, welches in dem
Rauchgas enthalten ist, gereinigt ist, auszustoßen.
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Um
solch eine Anforderung zu erfüllen,
beschreibt das japanische Dokument Sho 60-78819 ein „HEIZGERÄT FÜR EIN FAHRZEUG,
WELCHES MIT EINEM VERBRENNUNGSHEIZGERÄT BEREITGESTELLT WIRD". In dem Heizgerät, welches
in dieser Publikation offengelegt wird, wird ein Abgasanschluß einer
Heizgeräteabgasleitung
zum Ausstoß des
Gases, welches in dem Verbrennungsheizgerät verbrannt wird, in Stromrichtung
aufwärts
der Abgasreinigungsvorrichtung der Abgasleitung der Brennkraftmaschine
bereitgestellt und das Rauchgas, welches aus dem Verbrennungsheizgerät ausgestoßen wird, wird
in die Abgasreinigungsvorrichtung für die Brennkraftmaschine eingeleitet,
wobei die schädlichen Gaskomponenten,
welche in dem Rauchgas enthalten sind, mit der Abgasreinigungsvorrichtung
für die Brennkraftmaschine
ausgeschieden werden.
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Es
ist möglich,
einen Dreielementkatalysator bereitzustellen, einen adsorbierenden
Reduktionskatalysator zur Verringerung von NOx,
einen selektiven Reduktionskatalysator zur Verringerung von NOx oder dgl. für die Abgasreinigungsvorrichtung
der Brennkraftmaschine. Jedoch, wenn diese Abgasreinigungsvorrichtungen
aktiviert sind, wobei die schädlichen
Gaskomponenten, welche in dem Abgas enthalten sind, gereinigt werden
können,
wenn die Grundtemperatur des Katalysators eine vorbestimmte Höhe übersteigt,
um das Rauchgas aus dem Verbrennungsheizgerät und das Abgas aus der Brenn kraftmaschine
vollständig
zu reinigen, ist es notwendig, die Abgasreinigungsvorrichtung auf
der Aktivierungstemperatur oder darüber zu halten.
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Jedoch
in dem Fall, wo die Brennkraftmaschine ein Dieselmotor ist, neigt
eine erzeugte Wärmemenge
der Brennkraftmaschine dazu, in einem unteren Betriebsbereich niedrig
zu werden und die Abgastemperatur wird wahrscheinlich gering. Demzufolge
ist es schwierig, die Abgasreinigungsvorrichtung auf der Aktivierungstemperatur
oder darüber
nur durch das Abgas der Brennkraftmaschine zu halten.
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Im
Gegensatz ist es nach dem japanischen Dokument Sho 60-78819 mit dem Titel „HEIZGERÄT FÜR EIN FAHRZEUG,
WELCHES MIT EINEM VERBRENNUNGSHEIZGERÄT BEREITGESTELLT WIRD" möglich vorzuschlagen,
daß das
Rauchgas, welches in der Temperatur relativ hoch ist, von dem Verbrennungsheizgerät in die
Abgasreinigungsvorrichtung hineingeleitet wird, wobei die Temperatur der
Abgasreinigungsvorrichtung ansteigt. Jedoch, da die Temperatur des
Abgases, welches aus dem vorstehend erwähnten Verbrennungsheizgerät auszustoßen ist,
durch den Wärmeaustausch
mit der zu erwärmenden
Luft in dem Wärmetauscher
gesenkt wird, gibt es ein Problem, wobei es eine lange Zeit braucht,
um die Temperatur der Abgasreinigungsvorrichtung auf die Aktivierungstemperatur
zu erhöhen und
die ausströmenden
Gase würden
zwischenzeitlich schädlicher
werden.
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Das
Dokument JP-09 125 939 offenbart ein Abgassystem für ein Hybridfahrzeug.
Gemäß dieser ersten
Ausführung
wird eine Brennereinheit in Betrieb gesetzt, die Abgase erzeugt,
welche einem Abgasbereich über
einen Unterabgasbereich zugeführt werden,
wenn eine ermittelte Temperatur geringer ist als die vorbestimmte
Temperatur. Erst nachdem die Temperatur gleich der vorbestimmten
Temperatur geworden ist, wird ein Motor gestartet. Dann ist ein
Abgasreinigungskatalysator richtig aktiviert, wobei seine eigene
Abgasreinigungsfunktion ansteigt und eine Abgasemission wird vor
Verschlechterung geschützt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
die vorstehend erwähnten
Probleme zu überwinden,
wird der Gegenstand der Erfindung mit einer Technologie bereitgestellt,
welche eine Brennkraftmaschine bereitstellen kann, welche mit einem Verbrennungsheizgerät bereitgestellt
wird für
die Erhöhung
einer Temperatur eines mit dem Motor verbundenen Elements durch
die Übertragung
eines Rauchgases, welches eine große Wärmemenge aufweist, auf einen
inneren Bereich einer Abgasreinigungsvorrichtung, wobei die Temperaturerhöhung der
Abgasreinigungsvorrichtung und die Beschleunigung des Aufwärmens der
Brennkraftmaschine wirksam ausgeführt wird.
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Die
Ausgabe wird mit einer Brennkraftmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Eine
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden Erfindung weist
auf:
einen Abgasreinigungskatalysator, welcher in einem Abgasbereich
der Brennkraftmaschine zur Reinigung der schädlichen Gaskomponenten, welche
in dem Abgas enthalten sind, bereitgestellt wird;
ein Verbrennungsheizgerät, welches
eine Brennkammer enthält,
welches unabhängig
von der Brennkraftmaschine ist und einen Wärmeaustauscher für die Übertragung
auf ein wärmespeicherndes,
mit dem Motor verbundenes Element durch das Rauchgas, welches in
der Brennkammer verbrannt worden ist;
eine erste Rauchgasausstoßvorrichtung,
wobei das Rauchgas, welches den Wärmetauscher durchlaufen hat,
aus dem Verbrennungsheizgerät
ausgestoßen wird;
eine
zweite Rauchgasausstoßvorrichtung,
wobei das Rauchgas, welches den Wärmetauscher nicht durchlaufen
hat oder welches einen Teil des Wärmetauschers durchlaufen hat,
aus dem Verbrennungsheizgerät
ausgestoßen
wird und
eine Rauchgasdurchlaufsteuereinrichtung für die Verbindung
zumindest einer der ersten Rauchgasausstoßvorrichtung und der zweiten
Rauchgasausstoßvorrichtung
mit einem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Abgasreinigungskatalysators
in der Abgasleitung, wobei eine zweite Rauchgasleitung die zweite
Rauchgasausstoßvorrichtung
mit der vorstehend erwähnten
zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung
mit der Abgasleitung in Stromrichtung aufwärts des Abgasreinigungskatalysators
verbindet.
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In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät werden
das Rauchgas mit relativ niedriger Temperatur, bedingt durch den
Wärmetauscher
in dem Verbrennungsheizgerät,
und das Rauchgas mit relativ hoher Temperatur, welches den Wärmetauscher
nicht durchlaufen hat, der Ausstoßleitung in Stromrichtung aufwärts des
Abgasreinigungskatalysators wie vorgesehen zugeführt.
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Beispielsweise
verbindet, in dem Fall, wo die Temperatur des mit dem Motor verbundenen
Elements zu erhöhen
ist, die Rauchgassteuervorrichtung die erste Rauchgasausstoßvorrichtung
und die Ausstoßleitung
in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators miteinander. In diesem Fall hat
das Rauchgas, welches in der Brennkammer des Verbrennungsheizgeräts verbrannt
worden ist, den Wärmetauscher
durchlau fen und wird danach der Ausstoßleitung durch die erste Rauchgasausstoßvorrichtung
zugeführt.
Während
das Rauchgas den Wärmtauscher
durchläuft,
wird die Wärme,
des Rauchgases auf das mit dem Motor verbundene Element übertragen,
wobei die Temperatur des mit dem Motor verbundenen Elements erhöht wird.
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Auch
verbindet in dem Fall, wo die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators
zu erhöhen
ist, die Rauchgassteuervorrichtung die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
und die Abgasleitung in Stromrichtung aufwärts des Abgasreinigungskatalysators
miteinander. In diesem Fall wird das Rauchgas, welches den Wärmetauscher
nicht durchlaufen hat, in die Abgasleitung durch die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
eingeleitet. Da das Rauchgas, welches den Wärmetauscher nicht durchlaufen
hat, eine im Vergleich mit dem Rauchgas, welches den Wärmetauscher
durchlaufen hat eine hohe Temperatur aufweist, wird, wenn ein Rauchgas
mit so hoher Temperatur der Abgasleitung in Stromrichtung aufwärts des
Abgasreinigungskatalysators zugeführt wird, die Temperatur des
Abgasreinigungskatalysators früher
erhöht.
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Daneben
kann die vorstehend erwähnte Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
weiterhin ein Ansaugdrosselventil enthalten, welches die Menge der
Ansaugluft durch einen Ansaugbereich der Brennkraftmaschine reduziert,
wenn die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
mit dem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Abgasreinigungskatalysators
mit der Abgasleitung verbunden wird.
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Der
Grund dafür
ist der, in einer Brennkraftmaschine wie einem Dieselmotor, in welchem
eine niedrige Brenntemperatur in einer Niedriglastbetriebsumgebung
vorliegt und eine Abgastemperatur wahrscheinlich auch niedrig ist,
wobei es Fälle gibt, wobei
der Abgasreinigungskatalysator durch die niedrige Temperatur des
Abgases gekühlt
wird, daß es
notwendig ist, die Abgasmenge, welche durch die Brennkraftmaschine
ausgestoßen
wird, zu reduzieren durch die Reduzierung der Ansaufluftmenge der Brennkraftmaschine,
mit dem Ziel, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators zu
erhöhen.
Somit ist es für
die Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät, gemäß der vorliegenden
Erfindung, möglich,
ein Beispiel zu geben für
etwas, wobei eine Ansauglufteinleitungsleitung für die Ansaugluft für die Verbrennung
von der Ansaugleitung zur Brennkammer des Verbrennungsheizgeräts bereitgestellt
wird. In dem Fall, wobei ein Kompressor der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
bereitgestellt wird, ist es vorzuziehen, daß die vorstehend erwähnte Ansauglufteinleitungsleitung
mit dem Bereich in Stromrichtung abwärts des Kompressors mit der
Ansaugleitung verbunden ist.
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Der
Grund hierfür
ist der, daß es
einige Fälle gibt,
wobei der Druck des in Stromrichtung aufwärts gelegenen Ansaugbereichs
des Kompressors niedriger ist als der Druck des in Stromrichtung
aufwärts gelegenen
Abgasbereichs des Abgasreinigungskatalysators, wenn die Ansauglufteinleitungsleitung
mit dem in Stromrichtung aufwärts
gelegenen Bereich des Kompressors in der Ansaugleitung verbunden ist,
ist festzustellen, daß das
Abgas, welches durch den in Stromrichtung aufwärts gelegenen Abgasbereich
des Abgasreinigungskatalysators fließt, einen Umkehrstrom verursacht
von der ersten Rauchgasausstoßvorrichtung
oder der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung
durch das Verbrennungsheizgerät und
die Ansauglufteinleitungsleitung zu der Ansaugleitung.
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Weiterhin
kann eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung außerdem
enthalten:
eine Ansauglufteinleitungsleitung für die Ansaufluft für die Verbrennung
von der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine zu dem Verbrennungsheizgerät;
eine
erste Rauchgasleitung, wobei die erste Rauchgasausstoßvorrichtung
mit einem in Stromrichtung abwärts
gelegenen Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung in
der Ansaugleitung verbunden ist;
eine zweite Rauchgasleitung,
wobei die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
mit einem in Stromrichtung abwärts
gelegenen Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung in
der Ansaugleitung verbunden ist und
eine Rauchgassteuervorrichtung
für die
Steuerung des Gasflusses in den zweiten Rauchgasbereich.
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In
diesem Fall ist es vorteilhaft, daß der Verbindungsbereich zwischen
der Ansaugleitung und der zweiten Rauchgasleitung in einer Position
gewählt
wird, wo der Druck niedriger sein kann als der des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasleitung und der der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung.
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In
dem Fall, wobei der Kompressor in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
bereitgestellt wird, ist es vorteilhaft, die Ansauglufteinleitungsleitung
in Stromrichtung abwärts
des Kompressors bereitzustellen.
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In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät verbindet
die Rauchgasteuervorrichtung die zweite Rauchgasleitung, wenn eine
Temperatur des Motorblocks oder eine Temperatur eines mit dem Motor
verbundenen Elements zu erhöhen
ist.
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In
diesem Fall wird, da die Ansauglufteinleitungsleitung, die erste
Rauchgasleitung und die zweite Rauchgasleitung verbunden sind, der
Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung, der Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der
ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung und der Druck in der
Umgebung des Verbindungsbereichs der zweiten Rauchgasleitung in
der Ansaugleitung an das Verbrennungsheizgerät angepaßt.
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Der
Druck des Drucks in der Umgebung des Verbindungsbereichs der zweiten
Rauchgasleitung in der Ansaugleitung ist niedriger als der Druck
in der Umgebung des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung und niedriger als der Druck in der Umgebung
des Verbindungsbereichs der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung.
Aus diesem Grund wird die Luft aus der Ansaugleitung durch die Ansauglufteinleitungsleitung zu
dem Verbrennungsheizgerät
geleitet und gleichzeitig wird die Luft von der Ansaugleitung durch
die erste Rauchgasleitung zu dem Verbrennungsheizgerät geleitet.
Die Luft, welche durch die Ansauglufteinleitungsleitung und die
erste Rauchgasleitung zu dem Verbrennungsheizgerät geleitet worden ist, wird durch
die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
und die zweite Rauchgasleitung zu der Ansaugleitung ausgestoßen.
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Es
wird angemerkt, daß das
Verbrennungsheizgerät
mit einer Gasleitung für
das Einleiten der Luft aus der Ansauglufteinleitungsleitung zu der Brennkammer
und später
die Luft aus der Brennkammer zu dem Wärmetauscher bereitgestellt
wird, wobei die erste Rauchgasausstoßvorrichtung so konstruiert
ist, daß das
Rauchgas aus der Gasflußleitung in
Stromrichtung abwärts
des Wärmetauschers
ausgestoßen
wird und wobei die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung konstruiert ist,
um das Rauchgas aus der Gasflußleitung
in Stromrichtung aufwärts
des Wärmetauschers
auszustoßen.
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Die
Luft, welche durch die Ansauglufteinleitungsleitung in das Verbrennungsheizgerät hineingeleitet
wird, erreicht die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung durch die Brennkammer
(die Luft, welche die Brennkammer von der Ansaugleitung durch die
Ansauglufteinleitungsleitung erreicht, wird nachfolgend als Luft
für die
Verbrennung bezeichnet). Die Luft, welche durch die erste Rauchgasleitung
in das Verbrennungsheizgerät
eingeleitet worden ist, fließt
umgekehrt durch den Wärmetauscher
und erreicht die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung (die Luft, welche
die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
durch den Wärmetauscher
und die erste Rauchgasausstoßvorrichtung
von der Ansaugleitung erreicht, wird nachfolgend als Sekundärluft bezeichnet).
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Die
vorstehend erwähnte
Sekundärluft
wird der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung,
welche sich in Stromrichtung abwärts
der Brennkammer befindet, zugeleitet, immer wenn die Druckdifferenz
zwischen dem Verbindungsbereich der zweiten Rauchgasleitung und
der Ansauglufteinleitungsleitung in der Ansaugleitung ansteigt,
wird die Druckdifferenz zwischen der aufwärts strömenden Seite und der abwärts strömenden Seite
der Brennkammer unterdrückt.
Als ein Ergebnis werden die Fließgeschwindigkeit und die Durchflußmenge des
Gases, welches durch Brennkammer fließt, nicht übermäßig erhöht und die Verbrennung innerhalb
der Brennkammer wird stabilisiert.
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Auch
wird in der Brennkammer die Luft, welche für die Verbrennung in die Brennkammer
eingeleitet wird, zusammen mit dem festgelegten Kraftstoff verbrannt.
Das Rauchgas, welches in der Brennkammer verbrannt worden ist, wird
aus der Brennkammer in den Gasflußkanal ausgestoßen. Zu
diesem Zeitpunkt erreicht, da das Rauchgas durch die Sekundärluft, welche
umgekehrt in dem Wärmetauscher
fließt, daran
gehindert wird, den Wärmetauscher
zu erreichen, das Rauchgas die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung,
ohne den Wärmetauscher
zu durchlaufen. Entsprechend wird, da das Rauchgas, welches aus
der Brennkammer ausgestoßen
wird, für
den Wärmeaustausch
mit dem mit dem Motor verbundenen Element nicht benötigt und
die Wärmemenge des
Rauchgases steigt an.
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Nachfolgend
stößt die zweite
Rauchgasausstoßvorrichtung
das Gasgemisch aus dem vorstehend erwähnten Sekundärgas und
dem Rauchgas aus. Das Rauchgas, welches aus der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung
ausgestoßen
worden ist, wird durch die zweite Rauchgasleitung in die Ansaugleitung
eingeleitet. Das Gasgemisch, welches in die Ansaugleitung geleitet
wird, wird in die Brennkraftmaschine durch die Ansaugleitung eingeleitet.
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Da
das vorstehend erwähnte
Gasgemisch eine Wärmemenge
aufweist, welche im wesentlichen gleich ist zu der des Rauchgases
und eine niedrigere Temperatur aufweist als die des Rauchgases,
werden keine der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung, der zweiten Rauchgasleitung
und der Rauchgassteuervorrichtung oder dgl. übermäßig erwärmt. Weiterhin wird die atmosphärische Temperatur
in dem Mantel der Brennkraftmaschine durch die relativ große Wärmemenge, über welche
das Gasgemisch verfügt, erhöht.
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Daneben
ist es, wie vorstehend erwähnt, möglich, in
dem Fall, wobei die Ansauglufteinleitungsleitung, die erste Rauchgasleitung
und die zweite Rauchgasleitung verbunden sind in der Richtung von
der in Stromrichtung aufwärts
strömenden Seite
zu der in Stromrichtung abwärts
strömenden Seite
der Ansaugleitung, ein Ansaugdrosselventil zwischen den Verbindungsbereich
der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
und dem Verbindungsbereich der zweiten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung
der Brennkraftmaschine bereitzustellen, wobei der Fließgeschwindigkeit
der Ansaugluft, welche durch die Ansaugleitung fließt geregelt
wird.
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Mit
einer solchen Anordnung kann durch Drosseln des Öffnungsgrads des Ansaugdrosselventils
nach dem Start der Brennkraftmaschine beim Kaltstart der Brennkraftmaschine
(beim Anlassen) oder dgl. der Verbindungsbereich der zweiten Rauchgasausstoßleitung
in der Ansaugleitung auf einem niedrigeren Druck gehalten werden,
als der des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung und
dem Verbindungsbereich der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung.
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In
diesem Fall wird die Luft für
die Verbrennung aus der Ansaugleitung durch die Ansauglufteinleitungsleitung
in das Verbrennungsheizgerät
eingeleitet und gleichzeitig wird die Sekundärluft aus der Ansaugleitung
durch die erste Rauchgasleitung dem Verbrennungsheizgerät zugeführt. Das
Verbrennungsheizgerät
stößt das Gemisch
aus Rauchgas, welches eine hohe Wärmemenge aufweist, und der Sekundärluft, welche
eine hohe Sauerstoffkonzentration aufweist, durch die zweite Rauchgasleitung
in die Ansaugleitung.
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Im
Ergebnis ist es möglich,
die für
die Verbrennung notwendige Menge Sauerstoff für das Verbrennungsheizgerät durch
den Sauerstoff, welcher in der Sekundärluft enthalten ist, in dem
Gasgemisch zu halten, wobei die atmosphärische Temperatur im Mantel
der Brennkraftmaschine durch die Wärme, welche das Rauchgas in
dem vorstehend erwähnten Gasgemisch
enthält,
erhöht
wird.
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Die
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät verbindet gemäß der vorliegenden Erfindung
außerdem über die
Rauchgassteuervorrichtung die zweite Rauchgasleitung, wenn die Anforderung
für die
Temperaturerhöhung
durch einen Abgasreinigungskatalysator in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine
erfolgt.
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In
diesem Fall stößt das Verbrennungsheizgerät das Gasgemisch
der Sekundärluft
und des Rauchgases, welches eine große Wärmemenge aufweist, aus. Das
Gasgemisch wird durch die zweite Rauchgasleitung der Ansaugleitung
zugeführt.
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Im
Ergebnis ist es möglich,
die Temperatur der Ansaugluft zu erhöhen, wobei der thermische Verlust
des Brennkraftmaschinenblocks oder am Ansaugsystem der Brennkraftmaschine
vermieden wird, wobei die Abgastemperatur der Brennkraftmaschine
erhöht
wird, um die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators zu erhöhen.
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In
diesem Fall ist es unmöglich,
wenn die Menge der Ansaugluft der Brennkraftmaschine, immer wenn
die Menge des Gases, welche durch das Verbrennungsheizgerät ausgestoßen wird,
gering ist, durch das Ansaugdrosselventil vermindert wird, die Temperatur
der Ansaugluft ausreichend zu erhöhen und die Menge des Kraftstoffverbrauchs
für den
Betrieb des Verbrennungsheizgeräts
zu reduzieren.
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Weiterhin
kann eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung auch eine zweite Rauchgasleitung für die Verbindung der zweiten
Rauchgasausstoßvorrichtung
mit einer Abgasleitung in Stromrichtung aufwärts des Abgasreinigungskatalysators
enthalten.
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In
diesem Fall ist es vorzuziehen, daß der Verbindungsbereich der
zweiten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung in einer Position ausgewählt wird, wo
der Druck geringer sein kann als der des Verbindungsbereichs der
ersten Rauchgasleitung und der der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung.
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Auch
in dem Fall, in welchem der Kompressor in der Ansaugleitung der
Brennkraftmaschine bereitgestellt wird, ist es vorzuziehen, die
Ansauglufteinleitungsleitung in Stromrichtung abwärts des Kompressors
bereitzustellen.
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Die
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät verbindet gemäß der vorliegenden Erfindung
außerdem über die
Rauchgassteuervorrichtung die zweite Rauchgasleitung, wenn die Anforderung
für die
Temperaturerhöhung
durch einen Abgasreinigungskatalysator in der Abgasleitung der Brennkraftmaschine
erfolgt.
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In
diesem Fall wird, da die Ansauglufteinleitungsleitung, die erste
Rauchgasleitung und die zweite Rauchgasleitung verbunden sind, der
Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung, der Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der
ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung und der Druck in der
Umgebung des Verbindungsbereichs der zweiten Ansaugleitung in der
Ansaugleitung an das Verbrennungsheizgerät angepaßt.
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Der
Druck des Drucks in der Umgebung des Verbindungsbereichs der zweiten
Rauchgasleitung in der Ansaugleitung ist niedriger als der Druck
in der Umgebung des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung und auch niedriger als der Druck in der Umgebung
des Verbin dungsbereichs der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung.
Aus diesem Grund wird die Luft aus der Ansaugleitung durch die Ansauglufteinleitungsleitung zu
dem Verbrennungsheizgerät
geleitet und gleichzeitig wird die Luft von der Ansaugleitung durch
die erste Rauchgasleitung zu dem Verbrennungsheizgerät geleitet.
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Die
vorstehend erwähnte
Luft für
die Verbrennung wird durch die Brennkammer des Verbrennungsheizgeräts in die
zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
hineingeleitet. Die vorstehend erwähnte Sekundärluft bewirkt, daß sich der
Fluß durch
den Wärmetauscher
umkehrt und in die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung hineingeleitet
wird. Deshalb wird, wenn die Sekundärluft der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung,
welche sich in Stromrichtung abwärts
der Brennkammer befindet, zugeführt
wird, immer wenn die Druckdifferenz zwischen dem Verbindungsbereich
der dritten Rauchgasleitung in der Abgasleitung und dem Verbindungsbereich
der Ansauglufteinleitungsleitung in der Ansaugleitung ansteigt, die
Druckdifferenz zwischen der aufwärts
strömenden
Seite und der abwärts
strömenden
Seite der Brennkammer unterdrückt.
Als ein Ergebnis werden die Fließgeschwindigkeit und die Durchflußmenge des
Gases, welches durch Brennkammer fließt, nicht übermäßig erhöht und die Verbrennung innerhalb
der Brennkammer wird stabilisiert.
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Auch
wird in dem Verbrennungsheizgerät,
da das Rauchgas, welches von der Brennkammer ausgestoßen worden
ist, das Eindringen in den Wärmetauscher
vermieden durch Umkehrung der Sekundärluft, welche in den Wärmetauscher
fließt,
die Wärme
des Rauchgases wird nicht auf das mit dem Motor verbundenen Element übertragen
und die Wärmemenge
des Rauchgases wird erhöht.
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Danach
stößt die zweite
Rauchgasausstoßvorrichtung
das Gasgemisch aus dem vorstehend erwähnten Sekundärgas und
dem Rauchgas aus. Das Rauchgas, welches von der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung
ausgestoßen
worden ist, wird durch die zweite Rauchgasleitung in den Abgasbereich
in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators eingeleitet. Das Gasgemisch, welches
in die Abgasleitung eingeleitet wird, wird durch die Abgasleitung
in den Abgasreinigungskatalysator hineingeleitet.
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In
diesem Fall wird, da das vorstehend erwähnte Gasgemisch eine Wärmemenge
aufweist, welche im wesentlichen gleich ist zu der des Rauchgases
und eine niedrigere Temperatur aufweist als die des Rauchgases,
keine der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung, der zweiten Rauchgasleitung und
der Rauchgassteuervorrichtung oder dgl. übermäßig erwärmt. Weiterhin wird der Abgasreinigungskatalysator
für einen
kurzen Zeitraum durch die relativ große Wärmemenge, welche das Gasgemisch enthält, erwärmt.
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Die
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät kann gemäß der vorliegenden Erfindung
die Rauchgassteuervorrichtung die zweite Rauchgasleitung bei der
Zündung
und dem Abstellen des Verbrennungsheizgeräts schließen.
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Der
Grund dafür
ist, daß von
der Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät erwartet wird,
das der Druck der Ansaugluft, welche durch einen Kompressor verdichtet
wird, durch den Druck des Abgases verhältnismäßig hoch ist und in solch einem
Fall, wenn die zweite Abgasleitung verbunden ist, ist die Ansaugleitung
und die Abgasleitung durch das Verbrennungsheizgerät miteinander
in Verbindung, wobei die Menge der Ansaugluft, welche das Verbrennungsheizgerät durchläuft, übermäßig ansteigt,
wobei die Zündfähigkeit
des Verbrennungsheizgeräts
sinkt.
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Andererseits
wird in dem Verbrennungsheizgerät,
welches mit einem Kompressor in der Ansaugleitung bereitgestellt
wird, im abgestellten Zustand, d.h. im Stillstand des Verbrennungsheizgeräts, wenn die
zweite Rauchgasleitung verbunden ist, wobei sie die Ansaugleitung
und die Abgasleitung miteinander verbindet, ein Teil der Ansaugluft,
welche durch den Kompressor verdichtet wird, um die Brennkraftmaschine
herumgeführt,
wobei sie in die Abgasleitung hineinfließt, wobei eine Verringerung
des Verdichtungseffekts durch den Kompressor folgt.
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Weiterhin
kann eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung auch eine dritte Rauchgasleitung für die Verbindung der zweiten
Rauchgasausstoßvorrichtung
und der Abgasleitung des Abgasreinigungskatalysators enthalten.
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In
diesem Fall ist es vorzuziehen, daß der Verbindungsbereich zwischen
der Ansaugleitung und der zweiten Rauchgasleitung und dem Verbindungsbereich
zwischen der Abgasleitung und der dritten Rauchgasleitung in einer
Position gewählt
wird, wo dieser Druck niedriger sein kann als der des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasleitung und der der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung.
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Auch
in dem Fall, in dem der Kompressor in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
bereitgestellt wird, ist es vorzuziehen, die Ansauglufteinleitungsleitung
in Stromrichtung abwärts
des Kompressors bereitzustellen.
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Mit
solch einer Anordnung ist es möglich, wahlweise
das Gas, welches hinsichtlich der Wärmemenge hoch und in der Temperatur
niedriger ist als das Rauchgas, in die Ansaugleitung und die Abgasleitung
einzuleiten, ohne die Verbrennungsbedingung der Brennkammer zu destabilisieren.
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Beispielsweise
verbindet in dem Fall, wo die Temperatur des mit dem Motor verbundenen
Elements oder die Motortemperatur niedriger ist als die vorgegebene
Temperatur beim Start des Motors oder dgl., die Rauchgassteuervorrichtung
die zweite Rauchgasleitung und schließt gleichzeitig die dritte Rauchgasleitung.
-
In
diesem Fall wird, da die Ansauglufteinleitungsleitung, die erste
Rauchgasleitung und die zweite Rauchgasleitung verbunden sind, der
Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung, der Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der
ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung und der Druck in der
Umgebung des Verbindungsbereichs der zweiten Rauchgasleitung in
der Ansaugleitung an das Verbrennungsheizgerät angepaßt.
-
Der
Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der zweiten Rauchgasleitung
in der Ansaugleitung ist niedriger als der Druck in der Umgebung
des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung in der
Ansaugleitung und niedriger als der Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung. Aus diesem Grund
wird die Luft für
die Verbrennung aus der Ansaugleitung durch die Ansauglufteinleitungsleitung
in das Verbrennungsheizgerät
eingeleitet und gleichzeitig wird die Sekundärluft von der Ansaugleitung
durch die erste Rauchgasleitung in das Verbrennungsheizgerät eingeleitet.
-
Die
vorstehend erwähnte
Luft für
die Verbrennung wird durch die Brennkammer des Verbrennungsheizgeräts in die
zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
eingeleitet. Die vorstehend erwähnte
Sekundärluft
wird veranlaßt,
umgekehrt durch den Wärmetauscher
zu fließen
und in die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung hineingeleitet
zu werden. Deshalb wird, wenn die Sekundärluft der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung,
welche sich in Stromrichtung abwärts
der Brennkammer befindet, zugeführt
wird, immer wenn die Druckdifferenz zwischen dem Verbindungsbereich
der zweiten Rauchgasleitung und dem Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung in
der Ansaugleitung ansteigt, die Druckdifferenz zwischen der nach
oben strömenden
Seite und der abwärts
strömenden
Seite der Brennkammer unterdrückt.
Als ein Ergebnis werden die Fließgeschwindigkeit und die Durchflußmenge des
Gases, welches durch Brennkammer fließt, nicht übermäßig erhöht und die Verbrennung innerhalb
der Brennkammer wird stabilisiert.
-
Auch
wird in dem Verbrennungsheizgerät,
da das Rauchgas, welches von der Brennkammer ausgestoßen worden
ist, das Eindringen in den Wärmetauscher
durch Umkehrung des Flusses der Sekundärluft in dem Wärmetauscher
vermieden, die Wärme
des Rauchgases wird nicht auf das mit dem Motor verbundenen Element übertragen
und die Wärmemenge
des Rauchgases wird erhöht.
-
Danach
stößt die zweite
Rauchgasausstoßvorrichtung
das Gasgemisch aus dem vorstehend erwähnten Sekundärgas und
dem Rauchgas aus. Das Rauchgas, welches von der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung
ausgestoßen
worden ist, wird durch die zweite Rauchgasleitung in die Ansaugleitung
eingeleitet. Das Gasgemisch, welches in die Ansaugleitung eingeleitet
wird, wird durch die Ansaugleitung in die Brennkraftmaschine hineingeleitet.
-
In
diesem Fall werden, da das vorstehend erwähnte Gasgemisch eine Wärmemenge
aufweist, welche im wesentlichen gleich ist zu der des Rauchgases
und eine niedrigere Temperatur aufweist als die des Rauchgases,
keine der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung, der zweiten Rauchgasleitung und
der Rauchgassteuervorrichtung oder dgl. übermäßig erwärmt. Weiterhin ist es möglich, die
notwendige Menge an Sauerstoff für
die Motorverbrennung durch eine große Menge von Sauerstoff, welcher
in der Sekundärluft
in dem Gasgemisch enthalten ist, zu halten, wobei die atmosphärische Temperatur
in dem Mantel der Brennkraftmaschine durch die Wärme, welche in dem Rauchgas
in dem Gasgemisch enthalten ist, erhöht wird. Dadurch wird die Startfähigkeit des
Motors erhöht.
-
Daneben
kann die Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung weiterhin ein Ansaugdrosselventil enthalten, welches zwischen
einem Verbindungsbereich der ersten Rauchgasleitung und einem Verbindungsbereich
der zweiten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
für die
Reduzierung der Fließgeschwindigkeit
der Ansaugluft, welche beim Start der Brennkraftmaschine durch die
Ansaugleitung fließt,
bereitgestellt wird.
-
Der
Grund dafür
ist der, daß durch
Betätigen des
Ansaugdrosselventils beim Start der Brennkraftmaschine der Druck
des Verbindungsbereichs der zweiten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung
niedriger ist als der Druck des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung und niedriger als der Druck des Verbindungsbereichs der
ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung.
-
In
der Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung schließt
die Rauchgassteu ervorrichtung die zweite Rauchgasleitung während die
dritte Rauchgasleitung verbunden wird, wenn die Temperaturerhöhungsanforderung
von dem Abgasreinigungskatalysator eintritt.
-
In
diesem Fall wird, da die Ansauglufteinleitungsleitung, die erste
Rauchgasleitung und die dritte Rauchgasleitung verbunden sind, der
Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung
in der Ansaugleitung, der Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung und der Druck in
der Umgebung des Verbindungsbereichs der dritten Rauchgasleitung
in der Abgasleitung an das Verbrennungsheizgerät angepaßt.
-
Der
Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs der dritten Rauchgasleitung
in der Abgasleitung ist niedriger als der Druck in der Umgebung
des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung in der
Ansaugleitung und niedriger als der Druck in der Umgebung des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung. Aus diesem Grund
wird die Luft für
die Verbrennung aus der Ansaugleitung durch die Ansauglufteinleitungsleitung
in das Verbrennungsheizgerät
eingeleitet und gleichzeitig wird die Sekundärluft von der Ansaugleitung
durch die erste Rauchgasleitung in das Verbrennungsheizgerät eingeleitet.
-
Die
vorstehend erwähnte
Luft für
die Verbrennung wird durch die Brennkammer des Verbrennungsheizgeräts in die
zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
eingeleitet. Die vorstehend erwähnte
Sekundärluft
wird veranlaßt,
umgekehrt durch den Wärmetauscher
zu fließen
und in die zweite Rauchgasausstoßvorrichtung eingeleitet zu
werden. Deshalb wird, wenn die Sekundärluft der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung,
welche sich in Stromrichtung abwärts
der Brennkammer befindet, zugeführt
wird, immer wenn die Druckdifferenz zwischen dem Verbindungsbereich
der dritten Rauchgasleitung und dem Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung in
der Ansaugleitung ansteigt, die Druckdifferenz zwischen der aufwärts strömenden Seite
und der abwärts
strömenden
Seite der Brennkammer unterdrückt.
Als ein Ergebnis werden die Fließgeschwindigkeit und die Durchflußmenge des
Gases, welches durch Brennkammer fließt, nicht übermäßig erhöht und die Verbrennung innerhalb
der Brennkammer wird stabilisiert.
-
Auch
wird in dem Verbrennungsheizgerät,
da das Rauchgas, welches von der Brennkammer ausgestoßen worden
ist, das Eindringen in den Wärmetauscher
durch Umkehrung des Flusses in dem Wärmetauscher vermieden, die
Wärme des
Rauchgases wird nicht auf das mit dem Motor verbundenen Element übertragen
und die Wärmemenge
des Rauchgases wird erhöht.
-
Danach
stößt die zweite
Rauchgasausstoßvorrichtung
das Gasgemisch aus dem vorstehend erwähnten Sekundärgas und
dem Rauchgas aus. Das Rauchgas, welches von der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung
ausgestoßen
worden ist, wird durch die dritte Rauchgasleitung in den Abgasbereich
eingeleitet. Das Gasgemisch, welches in den Abgasbereich eingeleitet
wird, wird durch den Abgasbereich in den Abgasreinigungskatalysator
hineingeleitet.
-
In
diesem Fall wird, da das vorstehend erwähnte Gasgemisch eine Wärmemenge
aufweist, welche im wesentlichen gleich ist zu der des Rauchgases
und eine niedrigere Temperatur aufweist als die des Rauchgases,
keine der zweiten Rauchgasausstoßvorrichtung, der dritten Rauchgasleitung
und der Rauchgassteuervorrichtung oder dgl. übermäßig erwärmt. Weiterhin ist es möglich, den
Abgasreinigungskatalysator für
einen kurzen Zeitraum durch die relativ große Wärmemenge des Gasgemischs zu
erwärmen.
-
Daneben
kann die Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Ansaugdrosselventil enthalten, welches zwischen einem
Verbindungsbereich der ersten Rauchgasleitung und einem Verbindungsbereich
der zweiten Rauchgasleitung in der Ansaugleitung der Brennkraftmaschine
für die
Reduzierung der Fließgeschwindigkeit
der Ansaugluft, welche durch die Ansaugleitung fließt, wenn
die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators erhöht wird,
bereitgestellt wird.
-
Der
Grund dafür
ist der, in einer Brennkraftmaschine wie einem Dieselmotor, in welchem
eine niedrige Brenntemperatur in einer Niedriglastbetriebsumgebung
vorliegt und eine Abgastemperatur wahrscheinlich auch niedrig ist,
wobei es Fälle
gibt, wobei der Abgasreinigungskatalysator durch die niedrige Temperatur
des Abgases gekühlt
wird, daß es
notwendig ist, die Abgasmenge, welche durch die Brennkraftmaschine
ausgestoßen
wird, zu reduzieren, wobei die Kühlung,
welche das Abgas bewirkt, unterdrückt wird, mit dem Ziel, die
Temperatur des Abgasreinigungskatalysators zu erhöhen.
-
Andererseits
kann die Rauchgassteuervorrichtung die dritte Rauchgasleitung schließen und gleichzeitig
die zweite Rauchgasleitung verbinden, wenn die Temperaturerhöhung, welche
von dem Abgasreinigungskatalysator, welcher in dem Abgasbereich
der Brennkraftmaschine bereitgestellt ist, angefordert wird, eintritt.
Besonders in dem Fall, wo die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators
durch die Erhöhung
der Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine zu erhöhen ist,
kann die Temperatur des Abgases, welches von der Brennkraft maschine
auszustoßen
ist, erhöht
werden, wobei dadurch die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators
erhöht
wird.
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In
diesem Fall ist es möglich,
die Luftmenge, welche durch die Ansaugleitung fließt, durch
Betätigung
des Drosselventils zu reduzieren. Der Grund dafür ist der, daß es möglich ist,
da die Luft, welche in die Brennkraftmaschine durch die Ansaugleitung einzuleiten
ist und das Gasgemisch, welches von dem Verbrennungsheizgerät in die
Brennkraftmaschine einzuleiten ist, in der Ansaugluft, welche in
die Brennkraftmaschine einzuführen
ist, enthalten sind, wenn die Luftmenge, welche durch die Ansaugleitung
in die Brennkraftmaschine einzuleiten ist, gesenkt wird, die Temperatur
der Ansaugluft immer mit einer geringen Menge Gasgemisch ausreichend
zu erhöhen
und es möglich
ist, das Kraftstoffverbrauchsniveau, welches für den Betrieb des Verbrennungsheizgeräts benötigt wird,
zu reduzieren.
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In
der Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Rauchgassteuervorrichtung die zweite Rauchgasleitung
und die dritte Rauchgasleitung bei der Zündung und beim Abstellen des
Verbrennungsheizgeräts
schließen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät entsprechend
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
2 ist
eine Ansicht, welche die interne Struktur des Verbrennungsheizgeräts zeigt;
-
3 ist
eine Ansicht, welche den Betrieb des Verbrennungsheizgeräts veranschaulicht;
-
4 ist
ein Flußbild,
welches ein Steuerprogramm für
das Heizgerät
zeigt;
-
5 ist
eine Ansicht, welche ein Verhältnis zwischen
einem Anteil, in welchem das Rauchgas die Ansaugluft der Brennkraftmaschine
ersetzt, und der Motorgeschwindigkeit zeigt;
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6 ist
eine Ansicht, welche den Temperaturverlauf zwischen dem Rauchgas,
welches in dem Wärmetauscher
in dem Verbrennungsheizgerät
genutzt wird und dem Rauchgas, welches in dem Wärmetausche nicht genutzt wird,
zeigt;
-
7 ist
ein Flußbild,
welches ein Steuerprogramm für
die Abgasreinigung zeigt;
-
8 ist
eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
9 ist
eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
10 ist
eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
11 ist eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
-
12 ist eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt und
-
13 ist eine Ansicht, welche eine Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen der
Erfindung
-
AUSFÜHRUNGSMODUS DER ERFINDUNG
-
Ein
Ausführungsmodus
einer Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der spezifischen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben
-
Ausführungsform 1
-
1 ist
eine Ansicht, welche den schematischen Aufbau einer Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
In 1 ist
die Brennkraftmaschine 1 vom Typ eines Dieselmotors mit
Inneneinspritzung und wassergekühltem
Mantel, welche mit einem Kraftstoffeinspritzventil für die direkte
Kraftstoffeinspritzung in die Brennkammer jedes Zylinders bereitgestellt
wird.
-
Der
Mehrfacheingang 2 ist mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden.
Jede Zweigleitung des Mehrfacheingangs ist mit der Brennkammer jedes Zylinders
durch einen Ansauganschluß (nicht
dargestellt) verbunden. Der vorstehend erwähnte Mehrfacheingang 2 ist
mit der Ansaugleitung 3 verbunden. Die Ansaugleitung 3 ist
mit einer Luftreinigungsbox 4 verbunden, welche einen Luftfilter
enthält.
-
Ein
Kompressorgehäuse 5a eines
Zentrifugalkompressors (Turbokompressor) 5 wird in der
Mitte der Ansaugleitung 3 bereitgestellt. Ein Kompressorrad
ist in dem Kompressorgehäuse 5a drehbar
gelagert. Eine drehbare Welle dieses Kompressorrads ist mit einer
drehbaren Welle des Turbinenrads verbunden, welche in einem Turbinengehäuse 5b,
welches nachstehend beschrieben wird, gelagert ist, wobei das Kompressorrad
und das Turbinenrad zusammen gedreht werden können.
-
Ein
Zwischenkühler 6 wird
in der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des
vorstehend erwähnten
Kompressorgehäuses 5a zum
Kühlen
der Ansaugluft, welche komprimiert worden ist und auf einer hohen
Temperatur in dem vorstehend erwähnten Kompressorgehäuse 5a gehalten
wird, bereitgestellt. Ein Ansaugdrosselventil 7 zur Regulierung
der Fließgeschwindigkeit
der Ansaugluft innerhalb der Ansaugleitung 3 wird in der
Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des vorstehend erwähnten Zwischenkühlers 6 bereitgestellt.
Ein Stellglied 8 zum fortlaufenden Öffnen/Schließen des
vorstehend erwähnten
Ansaugdrosselventils 7 ist auf diesem Ansaugdrosselventil
angeordnet.
-
In
dem derart konstruierten Ansaugsystem ist die Frischluft, welche
in die Reinigungsbox 4 eingeleitet worden ist, durch den
Luftfilter behandelt worden, wobei Staub oder Partikel entfernt
worden sind und danach ist die Luft durch die Ansaugleitung 3 in
das Kompressorgehäuse 5a eingetreten,
wobei sie in dem Kompressorgehäuse 5a komprimiert
wird. Die Frischluft, welche in dem Kompressorgehäuse 5a komprimiert
worden ist, wobei sie auf einer hohen Temperatur gehalten wird,
wird in dem Zwischenkühler 6 abgekühlt. Die
Fließgeschwindigkeit
der Ansaugluft, welche in dem Zwischenkühler 6 abgekühlt worden
ist, wird durch das Ansaugdrosselventil 7 wie gewünscht reguliert.
Danach wird die Luft durch die Zweigleitung der Mehrfachansaugleitung 2 auf
die Brennkammer jedes Zylinders verteilt und unter Verwendung des
Kraftstoffs, welcher als Zündmittel
von dem Kraftstoffeinspritzventil (nicht dargestellt) eingespritzt
wird, verbrannt.
-
Auf
der anderen Seite ist ein Abgasmehrfachanschluß 9 mit der Brennkraftmaschine 1 verbunden.
Jede Zweigleitung dieses Abgasmehrfachanschlusses 9 ist
durch einen Abgasanschluß (nicht dargestellt)
mit der Brennkammer jedes Zylinders verbunden. Der vorstehend erwähnte Abgasmehrfachanschluß 9 ist
mit der Abgasleitung 10 verbunden. Die Abgasleitung 10 ist
in Stromrichtung abwärts
davon mit einem Schalldämpfer
(nicht dargestellt) verbunden.
-
Ein
Abgasreinigungskatalysator 11 zum Reinigen der schädlichen
Gaskomponenten ist in der Mitte der vorstehend erwähnten Abgasleitung 10 angeordnet.
Es ist möglich,
einen Teilreduzierungskatalysator für verdünntes NOx,
einen Adsorptionsreduzierungskatalysator für verdünntes NOx,
einen Oxydierungs-DPF-Katalysator oder dgl. als Beispiel zu verwenden.
-
Das
Turbinengehäuse 5b,
welches das Turbinenrad enthält,
welches durch den Druck des Abgases gedreht wird, ist in der Abgasleitung 10 in Stromrichtung
aufwärts
des vorstehend erwähnten Abgasreinigungskatalysators 11 angeordnet.
Ein Abgasrückführungsbereich 12 (EGR-Bereich)
für die Einleitung
eines Teils des Abgases, welches durch die Abgasleitung 10 in
die Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des
vorstehend erwähnten
Ansaugdrosselventils 7 fließt, ist mit der Abgasleitung 10 (oder
dem Abgasmehrfachanschluß 9)
in Stromrichtung aufwärts
des vorstehend erwähnten
Turbinengehäuses 5b verbunden.
Ein EGR-Ventil 13 für die
Regelung der Rücklaufmenge
des Abgases wird in der Mitte des EGR-Bereichs 12 bereitgestellt.
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In
dem so konstruierten Abgassystem wird das Gemisch, welches in die
Brennkammer verbrannt wird, in jeden Zylinder eingeleitet durch
jede Zweigleitung des Abgasmehrfachanschlusses 9 zur Abgasleitung 10.
Anschließend
wird das Gemisch in das Turbinengehäuse hineingeleitet. Das Abgas, welches
in das Turbinenhaus 5b hineingeflossen ist, wird, nachdem
es das Turbinenrad gedreht hat aus dem Turbinengehäuse 5b ausgestoßen. Das
Abgas wird veranlaßt,
durch die Abgasleitung 10 in Stromrichtung abwärts des
Turbinengehäuses 5b in
den Abgasreinigungskatalysator 11 hineinzufließen. Zu diesem
Zeitpunkt werden, wenn die Temperatur des Umfelds des Abgasreinigungskatalysators 11 gleich oder
höher als
die Aktivierungstemperatur ist, die schädlichen Komponenten, welche
in dem Abgas enthalten sind, in dem Abgasreinigungskatalysator 11 gereinigt.
-
Außerdem wird,
in dem Fall, wobei das EGR-Ventil 13 in geöffneter
Stellung gehalten wird, ein Teil des Abgases, welches durch die
Abgasleitung 10 fließt,
durch den EGR-Bereich 12 zu der Ansaugleitung 3 geleitet
und wird in die Brennkammer der Brennkraftmaschine 1 hineingeleitet,
wobei es mit der Frischluft gemischt wird, welche von der in Stromrichtung
aufwärts
gelegenen Seite der Ansaugleitung 3 eingeflossen ist, wobei
sie wieder unter Ausnutzung des Kraftstoffs, welcher als Zündmittel
von dem Kraftstoffeinspritzventil (nicht dargestellt) eingespritzt
wird, verbrennt.
-
Anschließend wird
das Verbrennungsheizgerät 14 zusätzlich in
der Brennkraftmaschine 1 bereitgestellt. Wie in 2 gezeigt
wird das Verbrennungsheizgerät 14 mit
einer äußeren Hülle 140,
einer Zwischenhülle 141,
welche in die äußere Hülle 140 hineingefügt ist und
eines Brennrohrs 142, welches in die Zwischenhülle 141 eingefügt ist,
unabhängig
von der Brennkraftmaschine 1 bereitgestellt für die Verbrennung
des Kraftstoffs für
die Brennkraftmaschine 1.
-
Das
vorstehend erwähnte
Brennrohr 142 wird mit einer Vergaserglühkerze (nicht dargestellt) zur
Vergasung des Kraftstoffs und einer Zündglühkerze (nicht dargestellt)
für die
Zündung
des Kraftstoffs, welcher von der vorstehend erwähnten Vergaserglühkerze vergast
wurde, bereitgestellt. Daneben ist es möglich, eine Einzelzündkerze
für die
Vergasung des flüssigen
Kraftstoffs und als Zündglühkerze zu
verwenden.
-
Anschließend wird
ein Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts,
welcher veranlaßt,
daß das
Kühlwasser
der Brennkraftmaschine 1 zwischen der vorstehend erwähnten äußeren Hülle 140 und der
vorstehend erwähnten
Zwischenhülle 141 fließt, angeordnet.
Ein kühlwasserführender
Anschluß 143 für das Einleiten
des Kühlwassers
in den vorstehend erwähnten
Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
und ein Kühlwasserausstoßanschluß 144 für den Ausstoß des Kühlwassers
in den vorstehend erwähnten
Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
sind in der vorstehend erwähnten äußeren Hülle 140 angeordnet.
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Wie
in 1 gezeigt, ist der vorstehend erwähnte kühlwasserführende Anschluß 143 mit
einem Wassermantel (nicht dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 durch
eine kühlwasserführende Leitung 22 in
Verbindung und der vorstehend erwähnte Kühlwasserausstoßanschluß 144 ist
mit dem vorstehend erwähnten
Wassermantel durch eine kühlwasserausstoßende Leitung 23 in
Verbindung.
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Eine
elektrische Wasserpumpe 24 wird in der Mitte der vorstehend
erwähnten
kühlwasserführenden
Leitung 22 bereitgestellt, wobei das Kühlwasser, welches durch den
Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 fließt, fest
in den vorstehend erwähnten kühlwasserführenden
Anschluß 143 eingebettet
wird.
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Der
Heizgerätekern 25 für die Passagierraumheizeinrichtung
wird in der Mitte der vorstehend erwähnten kühlwasserausstoßenden Leitung 23 angeordnet,
wobei die Wärme,
welche das Kühlwasser besitzt,
durch die vorstehend erwähnte
kühlwasserausstoßende Leitung 23 auf
die Luft zur Heizung des Raums übertragen
wird.
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Anschließend wird
eine Rauchgasleitung 201, wobei veranlaßt wird, daß das Rauchgas in das Rauchgas,
welches in dem vorstehend erwähnten Brennrohr 142 entstanden
ist, hineinfließt,
zwischen der vorstehend erwähnten
Zwischenhülle 141 und dem
Brennrohr 142 angeordnet. Die vorstehend erwähnte Rauchgasleitung 201 ist
mit dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 in
Verbindung, welcher in der Umgebung des nächstgelegenen Endbereichs der
Zwischenhülle 141 angeordnet
ist. Der vorstehend erwähnte
erste Rauchgasausstoßanschluß 145 realisiert
eine erste Rauchgasausstoßvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Hier
ist, wie in 1 gezeigt, der vorstehend erwähnte Rauchgasausstoßanschluß 145 in
Verbindung mit einem Dreiwege-Schaltventil 17 durch die erste
Rauchgasausstoßleitung 16.
Zusätzlich
zu der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 sind
eine ansaugseitige Ausstoßleitung 18 und
eine abgasseitige Ausstoßleitung 19 mit
dem vorstehend erwähnten Dreiwege-Schaltventil 17 verbunden.
-
Die
vorstehend erwähnte
ansaugseitige Ausstoßleitung 18 ist
mit der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung aufwärts des
vorstehend erwähnten
Dreiwege-Schaltventils 17 verbunden. Die vorstehend erwähnte abgasseitige
Ausstoßleitung 19 ist
mit der Abgasleitung 10, welche sich zwischen dem vorstehend
erwähnten
Abgasreinigungskatalysator 11 und dem vorstehend erwähnten Turbinengehäuse 5b befindet,
verbunden, vorzugsweise mit der Abgasleitung 10 in der
Umgebung des vorstehend erwähnten Abgasreinigungskatalysators 11.
-
Das
vorstehend erwähnte
Dreiwege-Schaltventil 17 schließt wahlweise entweder die ansaugseitige
Ausstoßleitung 18 oder
die abgasseitige Ausstoßleitung 19,
wobei umgeschaltet wird von einer Verbindung der vorstehend erwähnten ersten
Ausstoßleitung
für Rauchgas 16 und
der vorstehend erwähnten
ansaugseitigen Ausstoßleitung 18 (Schließen der
abgasseitigen Ausstoßleitung 19)
und einer Verbindung der vorstehend erwähnten ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
der vorstehend erwähnten abgasseitigen
Ausstoßleitung 19 (Schließen der
ansaugseitigen Ausstoßleitung 18).
-
Außerdem wird
ein zweiter Rauchgasausstoßanschluß 147 als
eine zweite Rauchgasausstoßvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung am äußersten
Endbereich der vorstehend erwähnten Zwischenhülle 141 ausgebildet,
d.h. ein Bereich gegenüber
dem Rauchgasausstoßbereich 146 des
vorstehend erwähnten
Brennrohrs 142. In Verbindung damit sind ein Öffnungs-/Schließventil 21a für das Öffnen-/Schließen des
vorstehend erwähnten
zweiten Rauchgasausstoßanschlusses 147 und
einem Stellglied 21b, wobei dieses Öffnungs-/Schließventil 21a laufend
geöffnet
und geschlossen wird, an dem Verbrennungsheizgerät 14 angeordnet.
-
Wie
in 1 gezeigt, ist der vorstehend erwähnte zweite
Rauchgasausstoßanschluß 147 mit der
vorstehend erwähnten
Rauchgasausstoßleitung durch
die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 in
Verbindung.
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Anschließend wird
die Kraftstoff führende Leitung 27 mit
dem Brennrohr 142 verbunden. Wie in 1 gezeigt,
ist diese Kraftstoffleitung 27 mit einer Kraftstoffpumpe 26 verbunden,
wobei der Kraftstoff, welcher von der vorstehend erwähnten Kraftstoffpumpe 26 durch
die vorstehend erwähnte
Kraftstoffleitung 27 in das vorstehend erwähnte Brennrohr 142 eingeleitet
wird.
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Auf
der anderen Seite wird ein Gehäuse 148 mit
einem Lüftungsventilator 149 für die Einleitung der
Luft für
die Verbrennung in das vorstehend erwähnte Brennrohr 142 bereitgestellt
und ein Motor 150 für
die laufende Drehung dieses Lüftungsventilators 149 ist
an der vorstehend erwähnten äußeren Hülle 140 angeordnet.
-
Ein
Ansauganschluß 151 für die Zuführung der
Verbrennungsluft in das Gehäuse 148 ist
in dem vorstehend erwähnten
Gehäuse 148 ausgebildet. Wie
in 1 gezeigt, ist eine Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
dem vorstehend erwähnten
Ansaugsanschluß 151 verbunden
und die vorstehend erwähnte
Ansauglufteinleitungsleitung 15 ist mit einem Bereich in
Stromrichtung abwärts
des Kompressorgehäuses 5a jedoch
in Stromrichtung aufwärts
der Anschlußstelle
mit der vorstehend erwähnten
ansaugseitigen Ausstoßleitung 18 in
der vorstehend erwähnten
Ansaugleitung 3 verbunden.
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In
dem so konstruierten Verbrennungsheizgerät 14 führt beispielsweise
in dem Fall, wobei mit dem Ziel, die Leistung der Raumheizungsanlage oder
die Beschleunigung der Erwärmung
des Blocks der Brennkraftmaschine 1 zu erhöhen, die
Temperatur des Kühlwassers,
welches das mit dem Motor verbundene Element ist, zu erhöhen ist,
der Ventilmechanismus 21 das Schließen des zweiten Rauchgasausstoßanschlusses 147 aus.
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Anschließend wird
die Glühkerze
des Brennrohrs 142 unter Strom gesetzt und der Motor 150 betätigt den
Lüftungsventilator 149,
wobei ein Teil der Luft, welche durch die Ansaugleitung 3 in
das Brennrohr 142 des Verbrennungsheizgeräts 14 fließt, eingeleitet
wird. Die Kraftstoffpumpe 26 pumpt den Kraftstoff in dem
Kraftstofftank (nicht dargestellt) ab und führt ihn zu dem Brennrohr 142 des
Verbrennungsheizgeräts 14.
Weiterhin wird die Wasserpumpe 24 betätigt, wobei das Kühlwasser
in dem Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 unter Druck
dem kühlwasserführenden
Anschluß 143 des
Verbrennungsheizgeräts 14 zugeführt wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird das Gemisch der Luft, welche durch den vorstehend
erwähnten
Lüftungsventilator 149 eingeleitet
wird und des Kraftstoffs, welcher durch die vorstehend erwähnte Kraftstoffpumpe 26 eingeleitet
wird, in dem Brennrohr 142 verbrannt.
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Wie
in 2 gezeigt, wird das Gas, welches in das vorstehend
erwähnte
Brennrohr 142 bei einer hohen Temperatur verbrannt wird,
von dem Rauchgasausstoßbereich 146 des
Brennrohrs 142 durch den Druck der Ansaugluft, welche durch
den Lüftungsventilator 149 eingeleitet
wird, ausgestoßen, wobei
es durch die Rauchgasleitung 201 in den ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 fließt.
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Auf
der anderen Seite wird das Kühlwasser, welches
unter Druck dem kühlwasserführenden
Anschluß 143 des
Verbrennungsheizgeräts 14 durch die
Wasserpumpe 24 zugeführt
wird, von dem vorstehend erwähnten
kühlwasserführenden
Anschluß 143 in
den Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
geleitet und wird nach dem Durchlaufen des Kühlwasserkanals 200 innerhalb
des Heizgeräts
in den Kühlwasserausstoßanschluß 144 ausgestoßen.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird die Wärme
des Gases, welches durch die Rauchgasleitung 201 fließt, durch
Wandfläche
der Zwischenhülle 141 an
das Kühlwasser übertragen,
welches durch den Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
fließt,
wobei die Temperatur des Kühlwassers
erhöht
wird. Deshalb realisieren der Kühlwasserkanal 200 innerhalb des
Heizgeräts
und die Rauchgasleitung 201 den Wärmeaustauscher gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Das
so erwärmte
Kühlwasser
wird von dem Kühlwasserausstoßanschluß 144 in
die kühlwasserausstoßende Leitung 23 ausgestoßen und
kehrt durch den Heizgerätekern 25 in
den Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 zurück, wobei
es durch den vorstehend erwähnten
Wassermantel zurückläuft. In
dem vorstehend erwähnten
Heizkern 25 wird ein Teil der Wärme, welche durch das Kühlwasser gehalten
wird, in die zu erwärmende
Luft übertragen, wobei
die Temperatur der zu erwärmenden
Luft erhöht
wird.
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Als
ein Ergebnis wird die Wärme
des Kühlwassers,
welches durch den Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 fließt, auf
die Strukturelemente der Brennkraftmaschine 1 übertragen,
wobei, während
die Heizleistung steigt, die zu erwärmende Luft in dem vorstehend
erwähnten
Heizkern 25 erwärmt wird.
Deshalb wird die Heizfähigkeit
der Passagierraumheizeinrichtung erhöht.
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Anschließend wird
in dem Fall, wenn die Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1 oder
des Abgasreinigungskatalysators 11 auf die vorherige Stufe
zu erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 in
Verbindung gebracht wird.
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Anschließend wird
die Glühkerze
des Brennrohrs 142 mit Strom versorgt und der Motor 150 betätigt den
Lüftungsventilator 149,
wobei ein Teil der Ansaugluftluft, welche durch die Ansaugleitung 3 in das
Brennrohr 142 des Verbrennungsheizgeräts 14 fließt, eingeleitet
wird. Die Kraftstoffpumpe 26 pumpt den Kraftstoff in dem
Kraftstofftank (nicht dargestellt) ab, wobei er in das Brennrohr 142 des
Verbrennungsheizgeräts 14 eingeleitet
wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird das Gemisch der Luft, welche durch den vorstehend
erwähnten
Lüftungsventilator 149 eingeleitet
wird und des Kraftstoffs, welcher durch die vorstehend erwähnte Kraftstoffpumpe 26 eingeleitet
wird, in dem Brennrohr 142 verbrannt.
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Wie
in 3 gezeigt, wird das mit hoher Temperatur verbrannte
Gas, welches innerhalb des vorstehend erwähnten Brennrohrs 142 verbrannt wurde,
von einem Rauchgasausstoßbereich 146 des Brennrohrs 142 durch
den Druck der Ansaugluft, welche durch den Lüftungsventilator 149 eingeleitet wird,
ausgestoßen.
Dann wird der Hauptteil des Rauchgases, welches von dem Rauchgasausstoßbereich 146 in
den vorstehend erwähnten
zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird, ohne
die Rauchgasleitung 201 (Wärmetauscher) zu durchlaufen,
ausgestoßen.
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Das
Hochtemperaturrauchgas, welches in den vorstehend erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird,
wird veranlaßt, durch
die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 in
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 zu
fließen
und wird durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in das Dreiwege-Schaltventil 17 eingeleitet
und wird veranlaßt,
von dem Dreiwege-Schaltventil 17 zu der ansaugseitigen
Ausstoßleitung 18 oder
der abgasseitigen Ausstoßleitung 19 zu
flie ßen,
wobei es in die Ansaugleitung 3 oder die Abgasleitung 10 in
Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 ausgestoßen wird.
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Hier
wird der Wärmeaustausch
zwischen dem Rauchgas, welches von dem vorstehend erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird
und dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 nicht
erreicht. Das Rauchgas wird Gas, dessen Temperatur im Vergleich
mit dem Rauchgas, welches dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
unterworfen gewesen ist, d.h. dem Rauchgas, welches von dem ersten
Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen wird,
hoch ist.
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Entsprechend
wird das Rauchgas mit hoher Temperatur, welches von dem vorstehend
erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird,
der Ansaugleitung 3 oder der Abgasleitung 10 in
Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 zugeführt, wobei
die Ansaugluft oder der Abgasreinigungskatalysator 11 zuvor
erwärmt werden
können.
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Deshalb
realisieren die erste Rauchgasausstoßleitung 16, die zweite
Rauchgasausstoßleitung 20,
die ansaugseitige Ausstoßleitung 18,
die abgasseitige Ausstoßleitung 19,
das Dreiwege-Schaltventil 17 und der Ventilmechanismus 21 die
Rauchgassteuervorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Zurück zu 1,
eine elektronische Steuereinheit (ECU) 28 für die Steuerung
des Motors wird für
die Brennkraftmaschine 1 bereitgestellt. Die ECU 28 besteht
aus einer CPU, einem ROM, einem RAM, einer Eingangsschnittstellenschaltung,
einer Ausgangsschnittstellenschaltung und dgl., welche miteinander
durch einen bidirektionalen Bus verbunden sind. Dann sind verschiedene
Sensoren durch elektrische Leitungen mit der vorstehend erwähnten Eingangsschnittstellenschaltung
verbun den. Mit der vorstehend erwähnten Schnittstellenschaltung
sind das EGR-Ventil 13, das Stellglied 8, das
Verbrennungsheizgerät 14 (Motor 150,
Glühkerze
des Brennrohrs 142), das Dreiwege-Schaltventil 17,
der Ventilmechanismus 21, die Wasserpumpe 24,
die Kraftstoffpumpe 26 und dgl. verbunden.
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Für die Sensoren,
welche mit der vorstehend erwähnten
Schnittstellenschaltung zu verbinden sind, ist es möglich, beispielsweise
ein Luftdurchflußmeßgerät 29,
welches auf der Ansaugleitung 3 angeordnet wird, einen
Kurbelwellenpositionssensor 30 und einen Wassertemperatursensor 31,
welcher auf der Brennkraftmaschine 1 angeordnet wird, einen Sensor
für die
Katalysatortemperatur 32, welcher auf dem Abgasreinigungskatalysator 11 angeordnet wird,
einen Sensor für
die Beschleunigerposition 33, welcher auf dem Gaspedal
angeordnet wird, einen Beschleunigungshebel, welcher mit dem Gaspedal oder
dgl. zusammenwirkt, einen Zündschalter 34 (IG. SW),
einen Startschalter 35 (ST. SW) oder dgl. zu verwenden.
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Das
vorstehend erwähnte
Luftdurchflußmeßgerät 29 ist
ein Sensor, welcher ein elektrisches Signal ausgibt, entsprechend
der Masse der Ansaugluft, welche durch die Ansaugleitung 3 fließt. Der
vorstehend erwähnte
Kurbelwellenpositionssensor 30 ist ein Sensor, welcher
immer dann ein Impulssignal ausgibt, wenn die Kurbelwelle (nicht
dargestellt) der Brennkraftmaschine 1 sich durch einen
vorbestimmten Winkel dreht. Der vorstehend erwähnte Wassertemperatursensor 31 ist
ein Sensor, welcher ein elektrisches Signal ausgibt, welches der
Temperatur des Kühlwassers
entspricht, welches durch den Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 fließt. Der
Sensor für
die Katalysatortemperatur 32 ist ein Sensor, welcher ein
elektrisches Signal entsprechend der Umgebungstemperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 ausgibt.
Der Sensor für
die Beschleunigerposition 33 ist ein Sensor, welcher ein
elek trisches Signal entsprechend der Arbeitsmenge des Gaspedals
ausgibt.
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Die
ECU 28 bewertet einen Betriebszustand der Brennkraftmaschine 1 auf
der Basis der ausgegebenen Signalwerte der vorstehend erwähnten verschiedenen
Sensoren. Die ECU führt
die Kraftstoffeinspritzung für
die Verbrennung oder dgl. auf der Basis der Auswertungsresultate
aus und steuert gleichzeitig die Verbrennungsheizgerätesteuerung,
welche das Hauptthema der vorliegenden Erfindung ist.
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Die
Verbrennungsheizgerätesteuerung,
welche durch die ECU 28 ausgeführt wird, wird nachstehend
beschrieben.
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Ganz
zuerst wird beim Start der Brennkraftmaschine 1 ein Heizsteuerprogramm
für die
Startzeit ausgeführt,
wie in 4 gezeigt.
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In
dem Heizsteuerprogramm für
die Startzeit bewertet das ECU 28 in einem Schritt S401,
ob der ausgegebene Signalwert des Zündschalters 34 eingeschaltet
ist oder nicht.
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In
dem Fall, wo festgestellt wird, daß der ausgegebene Signalwert
(THW) des Zündschalters 34 niedriger
ist als die vorgegebene Temperatur in dem vorstehend erwähnten Schritt
S401, geht die ECU 28 weiter zu einem Schritt S402 und
stellt fest, ob der ausgegebene Signalwert des Wassertemperatursensors 31 niedriger
ist als die vorgegebene Temperatur.
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In
dem Fall, wo festgestellt wird, daß der ausgegebene Signalwert
des Wassertemperatursensors 31 in dem vorstehend erwähnten Schritt
S402 eingeschaltet wird, geht die ECU 28 weiter zu Schritt
S403 und stellt fest, ob der ausgegebene Signalwert (THW) des Startschalters 35 eingeschaltet
ist.
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In
dem Fall, wo festgestellt wird, daß der ausgegebene Signalwert
des Startschalters 35 in dem vorstehend erwähnten Schritt
S403 eingeschaltet wird, berücksichtigt
die ECU 28, daß die
Brennkraftmaschine unter der Kaltstartbedingung ist und geht weiter
zu Schritt S404.
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In
dem Schritt S404 steuert die ECU 28 den Ventilmechanismus 21 mit
dem Ziel, den zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 in den Verbindungszustand
zu bringen und gleichzeitig steuert das Dreiwege-Schaltventil 17,
daß die
abgasseitige Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird, wobei die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 und die
erste Rauchgasausstoßleitung 16 in
Verbindung miteinander sind.
-
In
einem Schritt S405 bewirkt die ECU 28, daß das Verbrennungsheizgerät 14 folgende
Schritte ausführt.
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Die
ECU 28 schickt eine elektrische Spannung auf die Glühkerze des
Brennrohrs 142 und anschließend arbeiten der Motor 150 und
die Kraftstoffpumpe 26, wobei dem Brennrohr 142 in
dem Verbrennungsheizgerät 14 der
Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks (nicht dargestellt) und
ein Teil der Ansaugluftluft, welche durch die Ansaugleitung 3 fließt, zugeführt wird,
wobei das Gemisch der vorstehend erwähnten Ansaugluft und des vorstehend
erwähnten
Kraftstoffs verbrannt wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt steuert die ECU 28 die Ausgabemenge der
Kraftstoffpumpe 26 und die Menge des Zustroms des Lüftungsventilators 149,
wobei ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis
(A/F) des Gemischs, welches in dem vorstehend erwähnten Brennrohr 142 verbrannt
wird, eine magereres Luft/Kraftstoff- Verhältnis
wird als das des regulären
Niveaus, beispielsweise A/F1 (=50).
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Der
Grund hierfür
ist, daß es
entsprechend der Tatsache, daß unter
der Startbedingung der Brennkraftmaschine 1, d.h. beim
Anlassen, wie in 5 gezeigt, die Motordrehzahl
(Ne) der Brennkraftmaschine 1 niedrig ist (beispielsweise
200 U/min oder weniger) und der Hauptteil der Ansaugluft, welche
der Brennkammer der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird,
Rauchgas aus dem Verbrennungsheizgerät 14 ist, notwendig
wird, die zurückgebliebene Sauerstoffkonzentration
des Rauchgases auf einem hohen Niveau zu halten mit dem Ziel, die
Menge des Sauerstoffs, welcher für
die Verbrennung der Brennkraftmaschine 1 benötigt wird,
zu halten.
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In
diesem Fall wird, wie in 3 gezeigt, das Rauchgas, welches
innerhalb des Brennrohrs 142 des Verbrennungsheizgeräts 14 verbrannt
wird, ausgestoßen
in den vorstehend erwähnten
zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 durch
den Druck der Ansaugluft, welche durch den Lüftungsventilator 149 zugeführt wird.
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Das
Hochtemperaturrauchgas, welches in den vorstehend erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen worden
ist, wird veranlaßt,
durch die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 in
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 zu
fließen und
durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in das
Dreiwege-Schaltventil 17 einzutreten.
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Da
das vorstehend erwähnte
Dreiwege-Schaltventil 17 in der Stellung gehalten wird,
in welcher die abgasseitige Ausstoßleitung 19 geschlossen
ist, wird das Rauchgas, welches in das Dreiwege-Schaltventil 17 eingeleitet
worden ist, veranlaßt,
in die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 zu
fließen
und durch die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 in die
Ansaugleitung 3 ausgestoßen zu werden.
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Deshalb
wird das Gas, welches in die Ansaugleitung 3 gestoßen worden
ist, durch den Eingangsmehrfachanschluß 2 der Brennkammer
der Brennkraftmaschine 1 zugeführt, wobei das Gemisch mit
dem Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffeinspritzventil (nicht
dargestellt) eingespritzt wird, gebildet wird.
-
Zu
diesem Zeitpunkt ist, wie in 6 gezeigt, da
bezüglich
des Hochtemperaturrauchgases gegenüber dem Rauchgas, welches dem
Wärmeaustausch mit
dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 unterworfen
ist, d.h. das Hochtemperaturgas wird sofort nach der Verbrennung
zugeführt,
die atmosphärische
Temperatur innerhalb der Brennkammer hoch, wobei die Vergasung des
Kraftstoffs beschleunigt wird. Es ist deshalb möglich, die Zündeigenschaft
des Gemischs und die Startfähigkeit
der Brennkraftmaschine 1 zu erhöhen.
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Andererseits
berücksichtigt
in dem Fall, wobei in dem vorstehend erwähnten Schritt S403 festgestellt
wird, daß der
ausgegebene Signalwert des Starters 35 ausgestellt ist,
die ECU 28 den Start der Brennkraftmaschine 1 als
beendet und geht zu Schritt S406.
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In
dem Schritt S406 steuert die ECU den Ventilmechanismus 21 mit
dem Ziel, den zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 in den geschlossenen
Zustand zu bringen und gleichzeitig steuert das Dreiwege-Schaltventil 17,
wobei die abgasseitige Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird, wobei die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 und die
erste Rauchgasausstoßleitung 16 miteinander
verbunden werden.
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Anschließend bewirkt
in einem Schritt S407 die ECU 28, daß das Verbrennungsheizgerät 14 folgende
Schritte ausführt.
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Die
ECU 28 bewirkt eine elektrische Spannung auf die Glühkerze des
Brennrohrs 142 und anschließend arbeiten der Motor 150 und
die Kraftstoffpumpe 26, wobei dem Brennrohr 142 in
dem Verbrennungsheizgerät 14 der
Kraftstoff aus dem Kraftstofftank (nicht dargestellt) und ein Teil
der Ansaugluft, welche durch die Ansaugleitung 3 fließt, zugeführt wird,
wobei das Gemisch der vorstehend erwähnten Ansaugluft und des vorstehend
erwähnten Kraftstoffs
verbrannt wird. Gleichzeitig arbeitet die Wasserpumpe 24,
wobei das Kühlwasser,
welches durch den Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 fließt, dem
kühlwasserführenden
Anschluß 143 des Verbrennungsheizgeräts 14 zugeführt wird.
-
Zu
diesem Zeitpunkt steuert die ECU 28 die Ausgabemenge der
Kraftstoffpumpe 26 und die Einströmmenge des Lüftungsventilators 149,
wobei ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis
(A/F) des Gemischs, welches in dem vorstehend erwähnten Brennrohr 142 verbrannt
wird, ein reguläres
A/F-Verhältnis
wird (<A/F1).
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In
diesem Fall wird, wie in 2 gezeigt, das Rauchgas innerhalb
des Brennrohrs 142 des Verbrennungsheizgeräts 14 durch
den Druck der Ansaugluft, welche durch den Lüftungsventilator 149 zugeführt wird,
in die Rauchgasleitung 201 hineingeleitet und von dem ersten
Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen.
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Das
Rauchgas, welches in den vorstehend erwähnten ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen wird,
wird durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in das
Dreiwege-Schaltventil 17 eingeleitet. Wenn das vorstehend
erwähnte
Dreiwege-Schaltventil 17 in
dem Zustand ist, wobei die abgasseitige Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird, wird das Rauchgas, welches in das Dreiwege-Schaltventil 17 hineingeleitet
wird, veranlaßt,
in die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 hineinzufließen und
durch die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 in
die Ansaugleitung 3 ausgestoßen zu werden.
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Das
Rauchgas, welches in die vorstehend erwähnte Ansaugleitung 3 ausgestoßen wird,
wird durch den Eingangsmehrfachanschluß 2 der Brennkammer
der Brennkraftmaschine 1 zugeführt, wobei das Gemisch mit
dem Kraftstoff, welcher von dem Kraftstoffeinspritzventil um zu
verbrennen eingespritzt wird, ausgebildet wird.
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Zu
diesem Zeitpunkt wird das Rauchgas, dessen Temperatur nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 niedriger
ist, der Brennkammer der Brennkraftmaschine 1 zugeführt.
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Entsprechend
kann der Hitzeschaden der Brennkraftmaschine 1, bewirkt
durch das Einleiten der Ansaugluft mit hoher Temperatur über einen
langen Zeitraum, verhindert werden.
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Weiterhin
ist das Luft/Kraftstoff-Verhältnis niedriger
als das, wenn die Brennkraftmaschine 1 gestartet wird.
Es ist auch möglich,
die Menge von NOx, welches bei der Motorverbrennung
entsteht, durch die Zuführung
von verbranntem Gas, dessen CO2-Konzentration
relativhoch ist, zu reduzieren.
-
Außerdem wird
das Kühlwasser,
welches dem kühlwasserführenden
Anschluß 143 des
Verbrennungsheizgeräts 14 zugeführt wird,
nach dem Durchlaufen des Kühlwasserkanals 200 innerhalb des
Heizgeräts
in den Kühlwasserausstoßanschluß 144 ausgestoßen. Das
Kühlwasser
ist der Wärme des
Rauchgases, welches durch die Rauchgasleitung 201 fließt, ausgesetzt,
wobei es während
des Durchlaufs durch den Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
erwärmt
wird. Das erwärmte Kühlwasser
wird von dem Kühlwasserausstoßanschluß 144 in
die kühlwasserausstoßende Leitung 23 ausgestoßen und
kehrt durch den Heizgerätekern 25 in
den Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 zurück.
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In
diesem Fall wird, da das erwärmte
Kühlwasser
veranlaßt
wird, durch den Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 zu
fließen,
die Wärme
des Kühlwassers
auf die Strukturelemente der Brennkraftmaschine 1 übertragen,
wobei die Erwärmung der
Brennkraftmaschine 1 beschleunigt wird.
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Anschließend wird
ein Heizgerätesteuerprogramm
für die
Abgasreinigung in einem Vorgang der Brennkraftmaschine 1,
wie in 7 gezeigt, aufgerufen. Dieses Heizgerätesteuerprogramm
für die
Abgasreinigung ist für
jeden vorgegebenen Zeitraum wiederholbar ausgeführt (beispielsweise, wenn der Kurbelwellenpositionssensor 30 das
Impulssignal ausgibt).
-
In
dem Heizgerätesteuerprogramm
für die Abgasreinigung
entscheidet in einem Schritt S701 die ECU 28, ob die Temperaturerhöhungsbedingung des
Abgasreinigungskatalysators 11 erfüllt ist oder nicht. Für die vorstehend
erwähnte
Temperaturanstiegsbedingung ist es möglich zu veranschaulichen, daß beispielsweise
die Tatsache, daß der
Wert des Ausgabesignals des Sensors für die Katalysatortemperatur 32 (die
Katalysatorumgebungstemperatur des Abgasreinigungskatalysators 11)
geringer ist als die eingestellte Temperatur, in dem Ausführungszeitraum
eines SOx-Giftregenerierungsprozeß des Abgasreinigungskatalysators 11 oder
in einem Ausführungszeitraum
eines NOx-Reduzierungsprozesses, in dem
Fall, wobei der Ab gasreinigungskatalysator 11 ein NOx-Abmagerungsreduzierkatalysator mittels Adsorption
ist.
-
In
dem Fall, wobei in dem vorstehend erwähnten Schritt S701 festgestellt
wird, daß die
Temperaturanstiegsbedingung des Abgasreinigungskatalysators 11 nicht
erfüllt
ist, geht die ECU zu einem Schritt S709, wobei der Ventilmechanismus 21 so
gesteuert wird, daß der
zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird und gleichzeitig steuert das Dreiwege-Schaltventil 17 so, daß die abgasseitige
Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geöffnet wird,
wobei zunächst
die Ausführung
des Programms beendet wird.
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Andererseits
geht in dem Fall, wobei in dem vorstehend erwähnten Schritt S701 festgestellt
wird, daß die
Temperaturanstiegsbedingung des Abgasreinigungskatalysators 11 erfüllt ist,
die ECU zu einem Schritt S702, wobei festgestellt wird, ob die Ausführungssteuerung
des Verbrennungsheizgeräts 14 ausgeführt wird
oder nicht, d.h., ob das Verbrennungsheizgerät 14 sich im Betriebszustand
befindet oder nicht.
-
In
dem Fall, wobei in dem vorstehend erwähnten Schritt S702 festgestellt
wird, daß das
Verbrennungsheizgerät 14 sich
im stillgelegten Zustand befindet, geht die ECU 28 zu einem
Schritt S708, wobei die Zündsteuerung
des Verbrennungsheizgeräts 14 ausgeführt wird.
Die ECU steuert den Ventilmechanismus 21 so, daß der zweite
Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird und gleichzeitig steuert das Dreiwege-Schaltventil 17 so, daß die abgasseitige
Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geöffnet wird.
Danach wird eine elektrische Spannung der Glühkerze des Brennrohrs 142 zugeführt, wobei
der Motor 150 und die Kraftstoffpumpe 26 das Verbrennungsheizgerät betrieben
wird.
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Hier
ist der Grund, warum bei der Zündung des
Verbrennungsheizgeräts 14 durch
das Dreiwege-Schaltventil 17 die abgasseitige Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geöffnet wird
ist, der, daß,
da die Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung
abwärts
des Kompressorgehäuses 5a verbunden
ist und die abgasseitige Ausstoßleitung 19 mit
der Abgasleitung 10 in Stromrichtung abwärts des
Turbinengehäuses 5b verbunden
ist, wenn durch das Dreiwege-Schaltventil 17 die abgasseitige
Ausstoßleitung 19 geöffnet ist
und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geschlossen
ist, die Differenz zwischen dem Ansaugluftdruck, welcher in Stromrichtung
abwärts
des Kompressorgehäuses 5a zuströmt und dem
Abgasdruck in Stromrichtung abwärts
des Turbinengehäuses 5b groß wird (Ansauggasdruck > Abgasdruck) und die
Menge der Ansaugluft, welche das Verbrennungsheizgerät 14 durchläuft, erhöht wird,
wobei das Absinken der Zündfähigkeit
des Brennrohrs 142 resultiert.
-
Andererseits
ist der Grund, warum der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 durch den Ventilmechanismus 21 bei
der Zündung
des Verbrennungsheizgeräts 14 geschlossen
wird, daß der
Wärmeschaden
von Teilen des Ansaugsystems, welche durch das Eintreten von Hochtemperaturrauchgas, welches
nicht dem Austausch mit dem Kühlwasser unterworfen
gewesen ist, in die Ansaugleitung 3 verursacht wird.
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In
dem Fall, wobei der Vorgang des vorstehend erwähnten Schritts S708 ausgeführt worden
ist oder in dem Fall, wobei in dem vorstehend erwähnten Schritt
S702 festgestellt wird, daß sich
das Verbrennungsheizgerät 14 im
Betriebszustand be findet, geht die ECU 28 zu einem Schritt
S703, wobei der Ventilmechanismus 21 so gesteuert wird,
daß der
zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 im
verbundenen Zustand gehalten wird und gleichzeitig das Dreiwege-Schaltventil 17 so
gesteuert wird, daß die
ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geschlossen
ist und die abgasseitige Ausstoßleitung 19 geöffnet ist.
-
Anschließend steuert
in einem Schritt S704 die ECU 28 das Stellglied 8,
wobei das Ansaugdrosselventil 7 veranlaßt wird, sie Fließgeschwindigkeit der
Ansaugluft der Ansaugleitung 3 zu reduzieren.
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In
diesem Fall wird das Rauchgas, welches in dem Brennrohr 142 verbrannt
wird, von dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 in die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 ausgestoßen und
wird anschließend
in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 durch die zweite Rauchgasausstoßleitung 20,
die erste Rauchgasausstoßleitung 16,
das Dreiwege-Schaltventil 17 und
die abgasseitige Ausstoßleitung 19 der
Abgasleitung 10 zugeführt.
Das Rauchgas, welches der vorstehend erwähnten Abgasleitung 10 zugeführt wird,
wird in den Abgasreinigungskatalysator 11 eingeleitet,
wobei es mit dem Abgas gemischt wird, welches von der aufwärts strömenden Seite
der Abgasleitung 10 fließt.
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Als
ein Resultat ist das Hochtemperaturrauchgas, welches dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
nicht unterzogen worden ist, in den Abgasreinigungskatalysator 11 eingeflossen
und der Abgasreinigungskatalysator 11 kann für einen
kurzen Zeitraum erwärmt
werden.
-
Außerdem wird
der Abgasreinigungskatalysator 11 durch das Rauchgas von
dem Verbrennungsheizgerät 14 erwärmt, während er
durch das Abgas, welches von der Brennkraftmaschine 1 auf
einer niedrigen Temperatur (besonders das Abgas im Niedriglastbetrieb)
gehalten wird, gekühlt
wird. In dieser Ausführungsform
bewirkt das Ansaugdrosselventil 7, daß die Menge der eintretenden
Luft der Brennkraftmaschine 1 reduziert wird, wobei das
Absinken der Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 durch
das Abgas der Brennkraftmaschine 1 soweit wie möglich unterdrückt werden
kann und die Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit
des Abgasreinigungskatalysators 11 weiter erhöht werden
kann.
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Weiterhin
würde,
da die Differenz zwischen dem Ansaugluftdruck, welcher in Stromrichtung
abwärts
des Kompressorgehäuses 5a zugeführt wird und
dem Abgasdruck in Stromrichtung abwärts des Turbinengehäuses 5b groß wird (Ansauggasdruck > Abgasdruck), wenn
der Überdruck
der Ansaugluft durch den Zentrifugalkompressor 5 hoch ist,
wenn das Rauchgas des Verbrennungsheizgeräts 14 in die Abgasleitung 10 geleitet
wird, die Fließgeschwindigkeit
der Ansaugluft, welche das Verbrennungsheizgerät 14 durchläuft, übermäßig ansteigen,
wobei das Entstehen schwacher Fehlzündungen verursacht wird. Jedoch
ist es möglich,
den Überdruck
der Ansaugluft durch den Zentrifugalkompressor 5 zu verringern
durch das Bedienen des Ansaugdrosselventils 7, wobei die
Fließgeschwindigkeit
des Abgases der Brennkraftmaschine 1 (die Fließgeschwindigkeit des
Abgases hängt
von dem Betrieb des Kompressors 5 ab) gesenkt wird. Es
wird vermieden, daß eine übermäßige Ansaugluft
in das Verbrennungsheizgerät 14 eintritt,
wobei dadurch die Magerfehlzündungen
des Verbrennungsheizgeräts 14 vermieden
werden.
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Die
ECU 28, welche den Vorgang des vorstehend erwähnten Schritts
S704 abgeschlossen hat geht zu einem Schritt S705 und entscheidet,
ob die Temperaturerhöhung
des Abgasreini gungskatalysators 11 abgeschlossen ist oder
nicht (d.h. ob der Wert des Ausgangssignals des Sensors für die Katalysatortemperatur 32 einen
vorbestimmten Wert oder mehr erreicht, ob der SOx-Giftregenerierungsprozeß abgeschlossen
ist oder nicht, ob der NOx-Reduziervorgang
abgeschlossen worden ist oder nicht oder dgl.).
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In
dem Fall, wobei in dem vorstehend erwähnten Schritt S705 festgestellt
wird, daß die
Temperaturerhöhung
des Abgasreinigungskatalysators 11 nicht abgeschlossen
worden ist, wird der Vorgang des Schritts S705 wiederholt werden,
bis die Temperaturerhöhung
des Abgasreinigungskatalysators abgeschlossen worden ist.
-
In
dem Fall, wobei die ECU 28 in dem vorstehend erwähnten Schritt
S705 entscheidet, daß die Temperaturerhöhung des
Abgasreinigungskatalysators 11 abgeschlossen worden ist,
geht die ECU 28 zu einem Schritt S706, wobei die Abstellsteuerung des
Verbrennungsheizgeräts 14 ausgeführt wird. Noch
genauer, die ECU steuert den Ventilmechanismus 21, wobei
der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird, steuert das Dreiwege-Schaltventil 17, wobei die abgasseitige
Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geöffnet wird
und danach wird die Bewegungskraftübertragung zu dem Motor 150,
der Kraftstoffpumpe 26 und dem Brennrohr 142 gestoppt.
-
Der
Grund, warum durch das Dreiwege-Schaltventil 17 die abgasseitige
Ausstoßleitung 19 geschlossen
wird und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geöffnet wird
bis zum Abstellen des Verbrennungsheizgeräts 14 ist, daß wenn durch
das Dreiwege-Schaltventil 17 die abgasseitige Ausstoßleitung 19 geöffnet wird
und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 geschlossen
wird, wenn sich das Verbrennungsheizgerät 14 im abgestellten
Zustand (im Stillstand) befindet, die komprimierte Ansaugluft in Stromrichtung
abwärts
des Kompressorgehäuses 5a veranlaßt wird,
durch Umgehung der Brennkraftmaschine 1 in die Abgasleitung 10 in
Stromrichtung abwärts
des Turbinengehäuses 5b zu
fließen,
wobei eine Verschlechterung der Kompressionswirkung durch den Zentrifugalkompressor 5 resultiert.
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Die
ECU 28, welche den Vorgang des vorstehend erwähnten Schritts
S706 abgeschlossen hat, geht zu Schritt S707 und steuert das Stellglied 8,
wobei die Funktion des Ansaugdrosselventils 7 gestopt wird,
wobei die Ausführung
des vorliegenden Programms abgeschlossen wird.
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Gemäß der vorstehend
erwähnten
Ausführungsform
wird, da es möglich
ist, das Rauchgas, welches bei einer hohen Temperatur in einer dünnen Atmosphäre ohne
irgendeinen Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 während des
Kaltstarts der Brennkraftmaschine 1 gehalten wird, in das
Ansaugsystem der Brennkraftmaschine 1 einzuleiten, die
atmosphärische
Temperatur in der Brennkammer der Brennkraftmaschine 1 höher werden
zu lassen, wobei es möglich
gemacht wird, die Startfähigkeit
der Brennkraftmaschine 1 und die Zündfähigkeit des Gasgemischs zu
erhöhen.
Zu diesem Zeitpunkt gibt es, da die Ansauglufteinleitungsleitung
für die
Ansaugluft und der Ausstoßkanal
für Rauchgas
des Verbrennungsheizgeräts 14 an
Stellen angeordnet werden, an welchen die Ansaugleitung 3 in
Stromrichtung abwärts
des Kompressors (Kompressorgehäuse 5a)
geschlossen wird, keine Gefahr, daß das Rauchgas zurückfließen würde.
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Weiterhin
ist es möglich,
in dem Fall, wobei es notwendig ist, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 zu
erhöhen,
da das Hochtemperaturrauchgas, welches nicht dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 unterzogen
worden ist, in den Abgasreinigungskatalysator 11 hineingeleitet
werden kann, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 in
einer früheren
Stufe bis zu einer gewünschten Temperatur
zu erhöhen
und die Abgasemission zu erhöhen.
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In
diesem Fall ist es möglich,
da die Menge des Abgases, welches von der Brennkraftmaschine 1 in
den Abgasreinigungskatalysator 11 fließt, durch die Wirkung des Ansaugdrosselventils 7 verringert wird,
wobei der Temperaturabfall des Abgasreinigungskatalysators 11 durch
das Abgas mit niedriger Temperatur im Niedriglastbetrieb unterdrückt werden kann,
weiterhin die Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit
durch das Rauchgas des Verbrennungsheizgeräts 14 zu erhöhen.
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Außerdem werden
bis zur Zündung
des Verbrennungsheizgeräts 14 die
Ansauglufteinleitungsleitung und der Rauchgasausstoßkanal des
Verbrennungsheizgeräts 14 über die
Stellen in der Umgebung der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung
abwärts des
Kompressors (Kompressorgehäuse 5a)
verschaltet, wobei die Verminderung der Zündfähigkeit vermieden werden kann,
ohne das Phänomen,
daß übermäßige Ansaugluft
das Verbrennungsheizgerät 14 durchläuft.
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Weiterhin
wird bis zur Zündung
des Verbrennungsheizgeräts 14,
der Ausstoß des
Rauchgases, welches nicht dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 unterzogen
gewesen ist, vermieden, wobei das Hochtemperaturrauchgas nicht dem
Ansaugsystem der Brennkraftmaschine 1 zugeführt wird
und die thermische Beschädigung
des Ansaugsystems vermieden werden kann.
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Daneben
ist in der vorangegangenen Ausführungsform,
in dem Fall, wobei die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 erhöht wird,
ein Beispiel, in welchem das Hochtemperaturrauchgas, welches nicht
dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 unterzogen worden
ist, direkt in den Abgasreinigungskatalysator 11 eingeleitet
wird, beschrieben worden. Jedoch ist es möglich, den Ventilmechanismus 21 auf
einen vorgegebenen Öffnungsgrad
zu öffnen
und simultan dazu die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 durch
das Dreiwege-Schaltventil 17 zu öffnen, wobei das Gemisch des
Rauchgases, welches dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
unterzogen worden ist und des Rauchgases, welches dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
in dem Verbrennungsheizgerät 14 nicht
unterzogen worden ist, in die Ansaugleitung 3 hineingeleitet
wird, wobei die Ansauglufttemperatur der Brennkraftmaschine 1 erhöht wird, während die
thermische Beschädigung
des Ansaugsystems vermieden wird, wobei die Temperatur der Hülle in der
Anfangsstufe des Kompressionshubs erhöht wird, wobei die Temperatur
der Verbrennung in der Hülle
erhöht
wird, im Resultat davon kann die Abgastemperatur der Brennkraftmaschine 1 erhöht werden.
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Wenn
das System in einer Brennkraftmaschine mit einem niedrigen Druckverhältnis so
gesteuert wird, ist es möglich,
den Reduziereffekt in der HC-Menge, welche in dem Abgas enthalten
ist, durch die Stabilisierung der Verbrennung im Niedriglastbereich
in Ergänzung
zu dem Temperaturerhöhungseffekt
des Abgasreinigungskatalysators durch die Abgastemperaturerhöhung zu
erwarten.
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Außerdem wird,
parallel mit der vorstehend erwähnten
Steuerung, das Ansaugdrosselventil 7 betätigt, wobei
die Menge der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1 reduziert
wird, wobei Ansauglufttemperatur erhöht werden kann, während die Menge
des Rauchgases, welches aus dem Verbrennungsheizgerät 14 ausgestoßen wird,
reduziert wird und die Verschlechterung im Kraftstoffverbrauch,
welcher mit dem Betrieb des Verbrennungsheizgeräts 14 verbunden ist,
unterdrückt
werden kann.
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Andererseits
ist in der vorherigen Ausführungsform
ein strukturelles Beispiel, in welchem die erste Rauchgasausstoßleitung 16 mit
dem Dreiwege-Schaltventil 17 verbunden ist und die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 mit
der Mitte der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 verbunden
ist, beschrieben worden. Jedoch, wie in 8 gezeigt,
ist es möglich,
die folgenden Modifikationen anzupassen. Insbesondere ist die erste
Rauchgasausstoßleitung 16 direkt
verbunden mit dem Bereich in Stromrichtung abwärts des Verbindungsbereichs
mit der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit der Ansaugleitung 3 und
in Stromrichtung aufwärts
des Verbindungsbereichs mit der ansaugseitigen Ausstoßleitung 18,
wobei die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 mit
dem Dreiwege-Schaltventil 17 verbunden ist und die ansaugseitige
Ausstoßleitung 18 ist
weiterhin in Stromrichtung abwärts
des Ansaugdrosselventils 7 mit der Ansaugleitung 3 verbunden.
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In
diesem Fall, in dem Fall, wobei das Hochtemperaturrauchgas, welches
nicht dem Wärmeaustausch
in dem Verbrennungsheizgerät 14 unterworfen
worden ist, in die Ansaugleitung 3 eingeleitet worden ist,
wird das Hochtemperaturrauchgas, welches von dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 des
Verbrennungsheizgeräts 14 ausgestoßen wird, in
die Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des Ansaugdrosselventils 7 durch
die zweite Rauchgasausstoßleitung 20,
das Dreiwege-Schaltventil 17 und die ansaugseitige Ausstoßleitung 18 eingeleitet.
Entsprechend gibt es keine Gefahr, daß das Ansaugdrosselventil 7 dem
Hochtemperaturrauchgas ausgesetzt wird und es ist möglich, die
thermische Beschädigung
des Ansaugdrosselventils 7 zu vermeiden.
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Außerdem wird
es in dem Fall, wobei das Hochtemperaturrauchgas, welches nicht
dem Wärmeaustausch
in dem Verbrennungsheizgerät 14 unterzogen
worden ist, in den Abgasreinigungskatalysator 11 eingeleitet
wird, möglich,
die Zuführungsmenge
des Rauchgases durch die Steuerung des Ventilmechanismus 21 einfach
einzustellen.
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Ausführungsform 2
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Eine
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät wird jetzt gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.
In diesem Fall wird der Aufbau, welcher sich von der vorstehend
erwähnten
ersten Ausführungsform
unterscheidet, jetzt beschrieben und die Darstellung des ähnlichen
Aufbaus entfällt.
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9 ist
eine schematische Ansicht der Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der Ausführungsform.
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In
dieser Ausführungsform
wird der erste Rauchgasausstoßanschluß 145 des
Verbrennungsheizgeräts 14 direkt
mit einem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Ansaugdrosselventils 7 und
in Stromrichtung abwärts
der Ansauglufteinleitungsleitung 15 durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden.
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Der
zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 des
Verbrennungsheizgeräts 14 wird
in einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Ansaugdrosselventils 7 durch
den Ventilmechanismus 21 und die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden.
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In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät wird beispielsweise,
um die Leistung der Passagierraumheizeinrichtung zu erhöhen und
zur Beschleunigung der Erwärmung
des Blocks der Brennkraftmaschine 1, in dem Fall, wobei
die Temperatur des Kühlwassers,
welches das mit dem Motor verbundene Element ist, zu erhöhen ist,
der Ventilmechanismus 21 geschlossen, wobei der zweite
Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird.
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In
diesem Fall wird das Hochtemperaturrauchgas, welches in dem vorstehend
erwähnten Brennrohr 142 verbrannt
worden ist, von dem Rauchgasausstoßbereich 146 des Brennrohrs 142 durch den
Druck der Ansaugluft, welche aus dem Lüftungsventilator 149 herausgeleitet
wird, ausgestoßen
und veranlaßt,
durch die Rauchgasleitung 201 zu dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 zu
fließen.
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Andererseits
wird das Kühlwasser,
welches unter Druck zu dem kühlwasserführenden
Anschluß 143 des
Verbrennungsheizgeräts 14 durch
die Wasserpumpe 24 geleitet worden ist, von dem vorstehend
erwähnten
kühlwasserführenden
Anschluß 143 zu
dem Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
geleitet, wobei es den Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
durchläuft,
um aus dem Kühlwasserausstoßanschluß 144 ausgestoßen zu werden.
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In
diesem Fall wird die Wärme
des Rauchgases, welches durch die Rauchgasleitung 201 fließt, durch
die Wandfläche
der Zwischenhülle 141 übertragen
an das Kühlwasser,
welches durch den Kühlwasserkanal 200 innerhalb
des Heizgeräts
fließt,
wobei die Temperatur des Kühlwassers
erhöht
wird.
-
Das
so erwärmte
Kühlwasser
wird aus dem Kühlwasserausstoßanschluß 144 in
die kühlwasserausstoßende Leitung 23 ausge stoßen und
kehrt zu dem Wassermantel der Brennkraftmaschine 1 über den
Heizkern 25 zurück,
wobei es in dem vorstehend erwähnten
Wassermantel umläuft.
In dem vorstehend erwähnten
Heizkern 25 wird ein Teil der Wärme, welche in dem Kühlwasser
enthalten ist, an die Heizluft übertragen,
wobei die Temperatur der Heizluft steigt.
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Als
ein Resultat wird die Wärme
des Kühlwassers,
welches durch den Wärmemantel
der Brennkraftmaschine 1 fließt, auf das Strukturelement der
Brennkraftmaschine 1 übertragen,
wobei die Heizfähigkeit
der Brennkraftmaschine 1 an sich erhöht wird und gleichzeitig die
Heizluft in dem vorstehend erwähnten
Heizkern 25 erhöht
wird. Deshalb wird die Heizfähigkeit
der Passagierraumheizeinrichtung erhöht.
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Anschließend wird
in dem Fall, wobei die Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1 zu
erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 geöffnet wird.
Das Stellglied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
die Ventilöffnungsrichtung
wie gewünscht
auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad.
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In
diesem Fall wird, da der Verbindungsbereich (gekennzeichnet durch
a in 9) der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 in die
Ansaugleitung 3 unter einem niedrigeren Druck gehalten
wird als der des Verbindungsbereichs (gekennzeichnet durch b in 9)
der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in die Ansaugleitung 3 und
der des Verbindungsbereichs (gekennzeichnet durch c in 9)
der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 in
die Ansaugleitung 3, die Ansaugluft von der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in das
Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet
und gleichzeitig wird die Ansaugluft auch aus der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 in
das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet.
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Die
Ansaugluft, welche durch die vorstehend erwähnte Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet
worden ist, wird durch den Ansauganschluß 151 in das Gehäuse 148 hineingeleitet
und anschließend
in das Brennrohr 142 durch den Lüftungsventilator 149 hineingeleitet,
wobei sie zusammen mit dem Kraftstoff in dem Brennrohr 142 verbrannt
wird. Das Hochtemperaturrauchgas, welches in dem Brennrohr 142 verbrannt worden
ist, wird von dem Ausstoßbereich
für Rauchgas 146 des
Brennrohrs 142 ausgestoßen, wobei es den zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 erreicht.
-
Andererseits
wird die Ansaugluft, welche umgekehrt durch die vorstehend erwähnte erste Rauchgasausstoßleitung 16 fließt, wobei
sie in das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet
wird, durch den ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 in die Rauchgasleitung 201 geleitet,
wobei es umgekehrt durch die Rauchgasleitung 201 fließt, wobei
es den zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 erreicht.
-
Das
Rauchgas aus dem vorstehend erwähnten
Brennrohr 142 und die Ansaugluft aus der Rauchgasleitung 201 werden
in die zweite Rauchgasleitung 20 ausgestoßen, wobei
sie in der Nähe
des zweiten Rauchgasausstoßanschlusses 147 miteinander
gemischt werden. Das Gas, welches in die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 ausgestoßen wird,
wird in Stromrichtung abwärts
des Ansaugdrosselventils 7 in die Ansaugleitung 3 eingeleitet,
wobei es der Brennkammer der Brennkraftmaschine 1 zusammen mit
der Ansaugluft, welche zusammen mit der von der stromaufwärts liegenden
Seite des Ansaugdrosselventils 7 einfließenden Ansaugluft
zugeführt
wird und zusammen mit dem von dem Kraftstoffeinspritzventil eingespritzten
Kraftstoff verbrannt wird.
-
Hier
sollte angemerkt werden, daß es,
da die Ansaugluft aus der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und der
Rauchgasleitung 201 dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 zugeführt wird,
immer wenn die Druckdifferenz zwischen dem Verbindungsbereich b
der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in der Ansaugleitung 3 und
dem Verbindungsbereich a der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 groß ist, keine
Gefahr gibt, daß die
Druckdifferenz zwischen der in Stromrichtung aufwärts gelegenen
Seite und der in Stromrichtung abwärts gelegenen Seite des Brennrohrs 142 übermäßig erhöht würde und
es keine Gefahr gibt, daß die
Fließgeschwindigkeit
und die Fließmenge
der Ansaugluft, welche das Brennrohr 142 durchläuft, übermäßig erhöht würde. Im
Resultat gibt es keine Gefahr, daß die Verbrennung in dem Brennrohr
instabil würde.
-
Auch
gibt es, da das Rauchgas, welches aus dem Rauchgasausstoßbereich 146 des
Brennrohrs 142 ausgestoßen wird, durch die umgekehrt
in die Rauchgasleitung 201 einfließende Ansaugluft daran gehindert
wird, in die Rauchgasleitung 201 zu fließen, keine
Gefahr, daß die
Wärme,
welche in dem vorstehend erwähnten
Rauchgas enthalten ist sich auf das Kühlwasser ausbreitet. Das Rauchgas
wird in die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 ausgestoßen.
-
Weiterhin
wird, wenn das vorstehend erwähnte
Rauchgas aus dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird,
da das Rauchgas mit der Ansaugluft, welche in das Verbrennungsheizgerät 14 durch
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 hineingeleitet
wird, gemischt wird, das Gas, welches aus dem vorstehend erwähnten zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird, ein
Gas, welches eine niedrigere Temperatur aufweist als das Rauchgas
und eine große
Wärmemenge.
Es gibt keine Gefahr, daß die
Temperatur des Ventilmechanismus 21 und die Temperatur
der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 übermäßig erhöht würden. Es
ist möglich,
die Stabilität
und die Zuverlässigkeit
des Ventilmechanismus 21 und der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 zu
erhöhen.
-
Wie
vorstehend erwähnt
ist es möglich,
wenn es möglich
ist, das Gas, welches eine hohe Wärmemenge aufweist, wenn die
Ansaugluft erwärmt
wird, zuzuführen,
die Kraftstoffmenge, welche in dem Verbrennungsheizgerät 14 verbrannt
wird, zu reduzieren.
-
Anschließend wird
in dem Fall, wobei die Brennkraftmaschine 1 in kaltem Zustand
gestartet wird, der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei
er mit dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden wird
und das Stellglied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
die Ventilöffnungsrichtung
auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad.
Die Glühkerze wird
unter Spannung gesetzt, der Motor 150 betätigt den
Lüftungsventilator 149 und
die Kraftstoffpumpe 26 wird betätigt, wobei der Kraftstoff
dem Brennrohr 142 zugeführt
wird.
-
In
diesem Fall stößt, wie
vorstehend erwähnt,
das Verbrennungsheizgerät 14 das
Gasgemisch aus dem Hochtemperaturrauchgas, welches aus dem Brennrohr 142 ausgestoßen wird,
und der Ansaugluft, welche in das Verbrennungsheizgerät 14 durch
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 eintritt, aus.
Da das vorstehend erwähnte
Gasgemisch die Ansaugluft, welche eine große Menge Sauerstoff enthält, beinhaltet,
ist es unnötig,
zu veranlassen, daß das
Verhältnis
Luft/Kraftstoff (A/F) des Gemischs, welches in dem Bennraumrohr 142 zu
verbrennen ist, mager wird, mit dem Ziel, die Sauerstoffmenge, welche
für die
Verbrennung der Brennkraftmaschine 1 erforderlich ist,
beizubehalten.
-
Daneben
kann der Öffnungsgrad
des Ventilmechanismus 21 auf der Basis der Differenz zwischen
dem Druck des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung 3 in
der Ansaugleitung 3 und dem Druck des Verbindungsbereichs
der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 in
der Ansaugleitung 3, reguliert werden.
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Ausführungsform 3
-
Eine
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät entsprechend einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Hinweis auf die Zeichnungen
beschrieben. In diesem Fall wird der Aufbau, welcher sich von der
vorstehend erwähnten
ersten Ausführungsform
unterscheidet, jetzt beschrieben und die Darstellung des ähnlichen Aufbaus
entfällt.
-
10 ist
eine schematische Ansicht der Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät gemäß der Ausführungsform.
-
In
dieser Ausführungsform
wird der erste Rauchgasausstoßanschluß 145 des
Verbrennungsheizgeräts 14 direkt
mit einem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Ansaugdrosselventils 7 und
in Stromrichtung abwärts
der Ansauglufteinleitungsleitung 15 durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden.
-
Der
zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 des
Verbrennungsheizgeräts 14 ist
in Verbindung mit einem Bereich in Stromrichtung abwärts des
Turbinengehäuses 5b in
der Abgasleitung 10 und in Stromrichtung aufwärts des
Abgasreinigungskatalysators 11 durch den Ventilmechanismus 21 und
die zweite Rauchgasausstoßleitung 20.
-
In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät wird beispielsweise,
um die Leistung der Passagierraumheizeinrichtung zu erhöhen und
zur Beschleunigung der Erwärmung
des Blocks der Brennkraftmaschine 1 oder mit dem Ziel,
das Rauchgas, welches eine relativ kleine Menge der Wärmemenge
nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
aufweist, in die Ansaugleitung 3 einzuleiten, der Ventilmechanismus 21 geschlossen,
wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird.
-
In
diesem Fall wird das Hochtemperaturrauchgas, welches in dem Brennrohr 142 verbrannt worden
ist, von dem Rauchgasausstoßanschluß 146 durch
den Druck der Ansaugluft, welche von dem Lüftungsventilator 149 herausgeführt wird,
ausgestoßen
und wird nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
durch die Rauchgasleitung 201 von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen. Das
Rauchgas, welches von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen wird,
wird durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in die
Ansaugleitung 3 ausgestoßen.
-
Beispielsweise
wird in dem Fall, wobei es notwendig ist, die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 zu
erhöhen,
der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei er mit dem zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird.
-
In
diesem Fall ist, da der Verbindungsbereich des ersten Ausstoßbereichs
für Rauchgas 16 und
der Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des
Kompressorgehäuses 5a angeordnet
ist und der Verbindungsbereich des zweiten Rauchgasausstoßanschlusses
mit der Abgasleitung 10 in Stromrichtung abwärts des
Turbinengehäuses 5b angeordnet ist,
der Druck des Verbindungsbereichs der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 in die
Abgasleitung 10 geringer als der des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
die Ansaugleitung 3.
-
Zu
diesem Zweck wird die Ansaugluft von der Ansauglufteinleitungsleitung 15 und
gleichzeitig von der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 in das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet.
-
Die
Ansaugluft, welche durch die vorstehend erwähnte Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet
worden ist, tritt durch den Ansauganschluß 151 in das Gehäuse 148 hinein
und wird anschließend
durch den Lüftungsventilator 149 in
das Brennrohr 142 geleitet, wobei er mit dem Kraftstoff
in dem Brennrohr 142 verbrannt wird. Das Hochtemperaturgas,
welches in dem Brennrohr 142 verbrannt worden ist, wird
von dem Rauchgasausstoßanschluß 146 des
Brennrohrs 142 ausgestoßen, wobei es den zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 erreicht.
-
Andererseits
wird die Ansaugluft, welche umgekehrt durch die vorstehend erwähnte erste Rauchgasausstoßleitung 16 fließt, wobei
sie in das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet
wird, durch den ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 in die Rauchgasleitung 201 geleitet,
wobei es umgekehrt durch die Rauchgasleitung 201 fließt, wobei
sie den zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 erreicht.
-
Das
Rauchgas aus dem vorstehend erwähnten
Brennrohr 142 und die Ansaugluft aus der Rauchgasleitung 201 werden
in die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 ausgestoßen, wobei
sie in der Nähe des
zweiten Rauchgasausstoßanschlusses 147 miteinander
gemischt werden. Das Gasgemisch, welches in die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 ausgestoßen wird,
wird in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 in die Abgasleitung 10 eingeleitet
und erreicht den Abgasreinigungskatalysator 11 zusammen
mit dem Abgas, welches von der stromaufwärts liegenden Seite der Abgasleitung 10 fließt.
-
Als
Resultat wird der Abgasreinigungskatalysator 11 erwärmt durch
die Wärme,
welche in dem Gasgemisch des Verbrennungsheizgeräts 14 enthalten ist.
-
Hier
sollte angemerkt werden, daß es,
da die Ansaugluft aus der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und der
Rauchgasleitung 201 dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 zugeführt werden, immer
wenn die Druckdifferenz zwischen dem Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
der Ansaugleitung 3 und dem Verbindungsbereich der zweiten
Rauchgasausstoßleitung 20 mit
der Abgasleitung 10 groß ist, keine Gefahr gibt, daß die Druckdifferenz
zwischen der in Stromrichtung aufwärts gelegenen Seite und der
in Stromrichtung abwärts
gelegenen Seite des Brennrohrs 142 übermäßig erhöht würde und es keine Gefahr gibt,
daß die Fließgeschwindigkeit
und die Fließmenge
der Ansaugluft, welche das Brennrohr 142 durchläuft, übermäßig erhöht würde. Im
Resultat gibt es keine Gefahr, daß die Verbrennung in dem Brennrohr
instabil würde.
-
Auch
gibt es, da das Rauchgas, welches aus dem Rauchgasausstoßanschluß 146 des
Brennrohrs 142 ausgestoßen wird, durch die umgekehrt
einfließende
Ansaugluft aus der Rauchgasleitung 201 daran gehindert
wird, in die Rauchgasleitung 201 zu fließen, keine
Gefahr, daß die
Wärme,
welche in dem vorstehend erwähnten
Rauchgas enthalten ist, sich auf das Kühlwasser ausbreitet. Das Rauchgas
wird in die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 ausgestoßen.
-
Weiterhin
wird, wenn das vorstehend erwähnte
Rauchgas aus dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird,
da das Rauchgas mit der Ansaugluft, welche in das Verbrennungsheizgerät 14 durch
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 eingeleitet
wird, gemischt wird, das Gas, welches aus dem vorstehend erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 ausgestoßen wird,
ein Gas, welches eine niedrigere Temperatur aufweist als die des
Rauchgases und eine große
Wärmemenge.
Es gibt keine Gefahr, daß die
Temperatur des Ventilmechanismus 21 und die Temperatur
der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 übermäßig erhöht würden. Es
ist möglich,
die Stabilität
und die Zuverlässigkeit
des Ventilmechanismus 21 und der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 zu
erhöhen.
-
Wie
vorstehend erwähnt
ist es möglich,
wenn es möglich
ist, das Gas, welches eine hohe Wärmemenge aufweist, wenn die
Ansaugluft erwärmt
wird, zuzuführen,
die Kraftstoffmenge, welche in dem Verbrennungsheizgerät 14 verbrannt
wird, zu reduzieren.
-
Daneben
kann in dem Fall, wobei das Gasgemisch von dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 in
die Abgasleitung 10 eingeleitet wird, die Zuführungsmenge
des Gasgemischs durch die Steuerung des Öffnungsgrads des Ventilmechanismus 21 geregelt
werden, wobei die Reduzierung der Motorleistung und die Reduzierung
des Kompressordrucks durch die übermäßige Gasgemischzuführung unterdrückt werden
kann.
-
Ausführungsform 4
-
Eine
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät entsprechend einer vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Hinweis auf die Zeichnungen
beschrieben. In diesem Fall wird der Aufbau, welcher sich von der
vorstehend erwähnten
ersten Ausführungsform
unterscheidet, jetzt beschrieben und die Darstellung des ähnlichen Aufbaus
entfällt.
-
11 ist eine schematische Ansicht der Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß der Ausführungsform.
-
In
dieser Ausführungsform
wird der erste Rauchgasausstoßanschluß 145 des
Verbrennungsheizgeräts 14 direkt
mit einem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Ansaugdrosselventils 7 und
in Stromrichtung abwärts
der Ansauglufteinleitungsleitung 15 durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden.
-
Der
zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 des
Verbrennungsheizgeräts 14 ist
durch den Ventilmechanismus 21 und die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 mit
einem Dreiwege-Schaltventil 300 verbunden.
-
Zusätzlich zu
der vorstehend erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßleitung 20 sind
eine ansaugseitige Ausstoßleitung 20a und
eine ausgangsseitige Ausstoßleitung 20b mit
dem vorstehend erwähnten
Dreiwege-Schaltventil 300 verbunden. Die vorstehend erwähnte ansaugseitige
Ausstoßleitung 20a ist
mit einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Ansaugdrosselventils 7 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden, während die vorstehend erwähnte ausgangsseitige
Ausstoßleitung 20b mit
einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Turbinengehäuses 5b und
in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 mit der Abgasleitung 10 verbunden ist.
-
Das
vorstehend erwähnte
Dreiwegeventil 300 schließt wahlweise jeweils eine der
vorstehend erwähnten
ansaugseitigen Ausstoßleitung 20a und der
vorstehend erwähnten
abgasseitigen Ausstoßleitung 20b,
wobei die Verbindung zwischen der vor stehend erwähnten zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 und
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 20a und
die Verbindung zwischen der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 und
der abgasseitigen Ausstoßleitung 20b geschaltet
wird.
-
In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät wird beispielsweise,
um die Leistung der Passagierraumheizeinrichtung zu erhöhen und
zur Beschleunigung der Erwärmung
des Blocks der Brennkraftmaschine 1 oder mit dem Ziel,
das Rauchgas, welches eine relativ kleine Menge der Wärmemenge
nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
aufweist, in die Ansaugleitung 3 einzuleiten, der Ventilmechanismus 21 geschlossen,
wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird.
-
In
diesem Fall wird das Hochtemperaturrauchgas, welches in dem Brennrohr 142 verbrannt worden
ist, von dem Rauchgasausstoßanschluß 146 durch
den Druck der Ansaugluft, welche aus dem Lüftungsventilator 149 herausgeführt wird,
ausgestoßen
und wird nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
durch die Rauchgasleitung 201 von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen. Das
Rauchgas, welches von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen wird,
wird durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in die
Ansaugleitung 3 ausgestoßen.
-
Als
nächstes
wird in dem Fall, wobei die Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1 zu
erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei er mit dem zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird und das Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 20b,
wobei es die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 20a miteinander
verbindet. Das Stellglied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
die Ventil schließrichtung
wie gewünscht
auf einen vorbestimmten Öffnungsgrad.
-
In
diesem Fall wird, da der Druck in dem Verbindungsbereich der zweiten
Rauchgasausstoßleitung 20 mit
der Ansaugleitung 3 niedriger ist als der in dem Verbindungsbereich
der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
dem Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
der Ansaugleitung 3, die Ansaugluft von der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet
und gleichzeitig wird die Ansaugluft auch von der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 in
das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet,
wobei es möglich
gemacht wird, die gleiche Wirkung zu erreichen wie die der vorstehend
erwähnten
zweiten Ausführungsform.
-
Auch
in dem Fall, wo die Brennkraftmaschine in kaltem Zustand gestartet
wird, ist der Ventilmechanismus 21 offen, wobei er mit
dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird, das Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 20b,
wobei es die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 20a miteinander
verbindet und das Stellglied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
Ventilschließrichtung
auf einen vorbestimmten Ventilöffnungsgrad. Die
Glühkerze
wird unter Spannung gesetzt, der Motor 150 betätigt den
Lüftungsventilator 149 und
die Kraftstoffpumpe 26 wird betätigt, wobei der Kraftstoff dem
Brennrohr 142 zugeführt
wird.
-
In
diesem Fall wird die Ansaugluft durch die Ansauglufteinleitungsleitung 15 von
der Ansaugleitung 3 in das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet und
gleichzeitig wird die Ansaugluft durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 von
der Ansaugleitung 3 auch in das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet, wobei
die Druckdifferenz zwischen der in Stromrich tung aufwärts liegenden
Seite und der in Stromrichtung abwärts liegenden Seite des Brennrohrs 142 unterdrückt wird,
woraus die Stabilität
der Verbrennung des Brennrohrs 142 resultiert.
-
Dann
werden das Hochtemperaturrauchgas, welches von dem Brennrohr 142 ausgestoßen wird und
die Ansaugluft, welche durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in
das Verbrennungsheizgerät 14 eintritt,
von dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 des
Verbrennungsheizgeräts 14 ausgestoßen. Das
Gasgemisch wird durch die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 20a zu
der Ansaugleitung 3 geleitet und anschließend von
der Ansaugleitung 3 zu der Brennkammer der Brennkraftmaschine 1 geleitet.
-
In
diesem Fall ist es, da das vorstehend erwähnte Gasgemisch die Ansaugluft,
welche eine große
Menge Sauerstoff enthält,
beinhaltet, unnötig,
zu veranlassen, daß das
Verhältnis
Luft/Kraftstoff (A/F) des Gasgemischs, welches in dem Brennrohr 142 zu verbrennen
ist, mager wird, mit dem Ziel, die Sauerstoffmenge, welche für die Verbrennung
der Brennkraftmaschine 1 erforderlich ist, beizubehalten.
-
Auch öffnet beispielsweise
in dem Fall, wobei die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 zu
erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21, wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird und das Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die ansaugseitige
Ausstoßleitung 20a,
wobei die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und
die abgasseitige Ausstoßleitung 20b miteinander
verbunden werden.
-
In
diesem Fall ist, da der Verbindungsbereich der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
der Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des Kompressorgehäuses 5a angeordnet
sind und der Verbindungsbereich des zweiten Rauchgasausstoßanschlusses
mit der Abgasleitung 10 in Stromrichtung abwärts des
Turbinengehäuses 5b angeordnet ist,
der Druck des Verbindungsbereichs der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 in
die Abgasleitung 10 geringer als der des Verbindungsbereichs
der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
die Ansaugleitung 3.
-
Als
ein Resultat wird die Ansaugluft von der Ansauglufteinleitungsleitung 15 und
gleichzeitig von der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 in das
Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet.
Entsprechend kann der gleiche Effekt, wie der der vorstehend erwähnten dritten
Ausführungsform
erreicht werden.
-
Ausführungsform 5
-
Eine
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät entsprechend einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Hinweis auf die Zeichnungen
beschrieben. In diesem Fall wird der Aufbau, welcher sich von der
vorstehend erwähnten
ersten Ausführungsform
unterscheidet, jetzt beschrieben und die Darstellung des ähnlichen Aufbaus
entfällt.
-
12 ist eine schematische Ansicht der Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß der Ausführungsform.
-
In
dieser Ausführungsform
wird der erste Rauchgasausstoßanschluß 145 des
Verbrennungsheizgeräts 14 mit
dem Dreiwege-Schaltventil 310 durch
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 verbunden.
-
Zusätzlich zu
der vorstehend erwähnten
ersten Rauchgasausstoßleitung 16 sind
eine ansaugseitige Ausstoßleitung 16a und
eine abgasseitige Ausstoßleitung 16b mit
dem vorstehend erwähnten
Dreiwege-Schaltventil 310 verbunden. Die vorstehend erwähnte ansaugseitige
Ausstoßleitung 16a ist
mit einem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Ansaugdrosselventils 7 mit
der Ansaugleitung 3 und des Verbindungsbereichs in Stromrichtung
abwärts
der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit der Ansaugleitung 3 verbunden,
während
die vorstehend erwähnte abgasseitige
Ausstoßleitung 16b mit
einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Turbinengehäuses 5b und
in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 mit der Abgasleitung 10 verbunden ist.
-
Das
vorstehend erwähnte
Dreiwegeventil 310 schließt wahlweise jeweils eine der
vorstehend erwähnten
ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a und der
vorstehend erwähnten
abgasseitigen Ausstoßleitung 16b,
wobei die Verbindung zwischen der vorstehend erwähnten ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a (Schließung der
abgasseitigen Ausstoßleitung 16b)
und die Verbindung zwischen der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
der abgasseitigen Ausstoßleitung 16b (Schließung der
ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a) geschaltet
wird.
-
Der
zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 des
vorstehend erwähnten
Verbrennungsheizgeräts 14 wird
mit einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Ansaugdrosselventils 7 mit
der Ansaugleitung 3 über
den Ventilmechanismus 21 und die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 verbunden.
-
In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät wird beispielsweise,
um die Leistung der Passagierraumheizeinrichtung zu erhöhen und
zur Be schleunigung der Erwärmung
des Blocks der Brennkraftmaschine 1 oder mit dem Ziel,
das Rauchgas, welches eine relativ kleine Menge der Wärmemenge
nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
aufweist, in die Ansaugleitung 3 einzuleiten, der Ventilmechanismus 21 geschlossen,
wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird.
-
In
diesem Fall wird das Hochtemperaturrauchgas, welches in dem Brennrohr 142 verbrannt worden
ist, von dem Rauchgasausstoßanschluß 146 des
Brennrohrs 142 durch den Druck der Ansaugluft, welche aus
dem Lüftungsventilator 149 herausströmt, ausgestoßen und
wird nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
durch die Rauchgasleitung 201 von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen.
-
Das
Rauchgas, welches von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen wird, wird
in die erste Rauchgasausstoßleitung 16 eingeleitet
zu dem Dreiwege-Schaltventil 310, wobei es in jeweils eine
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a und
der abgasseitigen Ausstoßleitung 16b hineingeleitet
und in die Ansaugleitung 3 oder die Abgasleitung 10 ausgestoßen wird.
-
Als
nächstes
wird in dem Fall, wobei die Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1 zu
erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei er mit dem zweiten
Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird und das Dreiwege-Schaltventil 310 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 16b,
wobei es die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 16a miteinander
verbindet.
-
In
diesem Fall wird, da der Druck in dem Verbindungsbereich der zweiten
Rauchgasausstoßleitung 20 in
die Ansaugleitung 3 niedriger ist als der in dem Verbindungsbereich
der ansaug seitigen Ausstoßleitung 16a und
der in dem Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
die Ansaugleitung 3, die Ansaugluft durch die Ansauglufteinleitungsleitung 15 von
der Ansaugleitung 3 in das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet
und gleichzeitig wird die Ansaugluft von der Ansaugleitung 3 auch durch
die ansaugseitige Ausstoßleitung 16a und
die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in
das Verbrennungsheizgerät 14 eingeleitet,
wobei es möglich
gemacht wird, die gleiche Wirkung zu erreichen, wie die der vorstehend
erwähnten
zweiten Ausführungsform.
-
Auch
in dem Fall, wo die Brennkraftmaschine in kaltem Zustand gestartet
wird, ist der Ventilmechanismus 21 offen, wobei er mit
dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird, das Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 16b,
wobei es die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 16a miteinander
verbindet und das Stellglied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
Ventilschließrichtung
auf einen vorbestimmten Ventilöffnungsgrad. Die
Glühkerze
des Brennrohrs 142 wird mit elektrischer Spannung versorgt,
der Motor 150 betätigt
den Lüftungsventilator 149 und
die Kraftstoffpumpe 26 wird betätigt, wobei der Kraftstoff
dem Brennrohr 142 zugeführt
wird.
-
In
diesem Fall stößt, wie
vorstehend erwähnt,
das Verbrennungsheizgerät 14 das
Gasgemisch aus Hochtemperaturrauchgas, welches aus dem Brennrohr 142 ausgestoßen wird
und das Gasgemisch mit der Ansaugluft, welche durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und
die ansaugseitige Ausstoßleitung 16a eintritt,
aus. Im Resultat wird es möglich,
die gleiche Wirkung zu erreichen wie die der vorstehend erwähnten zweiten
Ausführungsform.
-
Ausführungsform 6
-
Eine
Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät entsprechend einer sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jetzt mit Hinweis auf die Zeichnungen
beschrieben. In diesem Fall wird der Aufbau, welcher sich von der
vorstehend erwähnten
ersten Ausführungsform
unterscheidet, jetzt beschrieben und die Darstellung des ähnlichen
Aufbaus entfällt.
-
13 ist eine schematische Ansicht der Brennkraftmaschine
mit einem Verbrennungsheizgerät
gemäß der Ausführungsform.
-
In
dieser Ausführungsform
wird der erste Rauchgasausstoßanschluß 145 des
Verbrennungsheizgeräts 14 mit
dem Dreiwege-Schaltventil 310 durch
die erste Ausstoßleitung
für Rauchgas 16 verbunden.
-
Zusätzlich zu
der vorstehend erwähnten
ersten Rauchgasausstoßleitung 16 sind
eine eingangsseitiger Ausstoßleitung 16a und
eine abgasseitige Ausstoßleitung 16b mit
dem vorstehend erwähnten Dreiwege-Schaltventil 310 verbunden.
-
Die
vorstehend erwähnte
ansaugseitige Ausstoßleitung 16a ist
mit einem Bereich in Stromrichtung aufwärts des Ansaugdrosselventils 7 mit
der Ansaugleitung 3 und in Stromrichtung abwärts des
Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden.
-
Die
vorstehend erwähnte
abgasseitige Ausstoßleitung 16b ist
mit einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Turbinengehäuses 5b und
in Stromrichtung aufwärts
des Abgasreinigungskatalysators 11 mit der Abgasleitung 10 verbunden.
-
Das
vorstehend erwähnte
Dreiwegeventil 310 schließt wahlweise jeweils eine der
vorstehend erwähnten
ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a und der
vorstehend erwähnten
abgasseitigen Ausstoßleitung 16b,
wobei die Verbindung zwischen der vorstehend erwähnten ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a (Schließung der
abgasseitigen Ausstoßleitung 16b)
und die Verbindung zwischen der ersten Rauchgasausstoßleitung 16 und
der abgasseitigen Ausstoßleitung 16b (Schließung der
ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a) geschaltet
wird.
-
Als
nächstes
wird der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 des
Verbrennungsheizgeräts 14 durch
den Ventilmechanismus 21 und die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 mit
dem zweiten Dreiwege-Schaltventil 300 verbunden.
-
Zusätzlich zu
der vorstehend erwähnten zweiten
Rauchgasausstoßleitung 20 werden
eine ansaugseitige Ausstoßleitung 20a und
eine abgasseitiger Ausstoßleitung 20b mit
dem vorstehend erwähnten
zweiten Dreiwege-Schaltventil 300 verbunden.
-
Die
vorstehend erwähnte
ansaugseitige Ausstoßleitung 20a ist
mit einem Bereich in Stromrichtung abwärts des Ansaugdrosselventils 7 mit
der Ansaugleitung 3 verbunden, während der vorstehend erwähnte abgasseitige
Ausstoßbereich 20b mit
der vorstehend erwähnten
abgasseitigen Ausstoßleitung 16b verbunden
ist.
-
Das
vorstehend erwähnte
zweite Dreiwegeventil 300 schließt wahlweise jeweils eine der
vorstehend erwähnten
ansaugseitigen Ausstoßleitung 20a und
der vorstehend erwähnten
abgasseitigen Ausstoßleitung 20b,
wobei die Verbindung zwischen der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 und
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 20a (Schließung der
abgasseitigen Ausstoßlei tung 20b)
und die Verbindung zwischen der zweiten Rauchgasausstoßleitung 20 und
der abgasseitigen Ausstoßleitung 20b (Schließung der
ansaugseitigen Ausstoßleitung 20a)
geschaltet wird.
-
In
der so konstruierten Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät wird beispielsweise,
um die Leistung der Passagierraumheizeinrichtung zu erhöhen und
zur Beschleunigung der Erwärmung
des Blocks der Brennkraftmaschine 1 oder mit dem Ziel,
das Rauchgas, welches eine relativ kleine Menge der Wärmemenge
aufweist, in die Brennkraftmaschine 1 oder den Abgasreinigungskatalysator 11 einzuleiten,
der Ventilmechanismus 21 geschlossen, wobei der zweite
Rauchgasausstoßanschluß 147 geschlossen
wird.
-
In
diesem Fall wird das Hochtemperaturrauchgas, welches in dem Brennrohr 142 verbrannt worden
ist, von dem Rauchgasausstoßanschluß 146 durch
den Druck der Ansaugluft, welche aus dem Lüftungsventilator 149 herausströmt, ausgestoßen und
wird nach dem Wärmeaustausch
mit dem Kühlwasser
durch die Rauchgasleitung 201 von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen.
-
Das
Rauchgas, welches von dem ersten Rauchgasausstoßanschluß 145 ausgestoßen wird, wird
durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 in das
Dreiwege-Schaltventil 310 eingeleitet, wobei es durch das
Dreiwege-Schaltventil 310 in jeweils eine der ansaugseitigen
Ausstoßleitung 16a und
der abgasseitigen Ausstoßleitung 16b hineingeleitet
wird, wobei es in die Ansaugleitung 3 oder die Abgasleitung 10 ausgestoßen wird.
-
Als
nächstes
wird in dem Fall, wobei die Temperatur der Ansaugluft der Brennkraftmaschine 1 zu
erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei er mit dem zweiten
Rauch gasausstoßanschluß 147 verbunden
wird und das erste Dreiwege-Schaltventil 310 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 16b,
wobei es die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 16a miteinander
verbindet. Das zweite Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 20b,
wobei die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und
die ansaugseitige Ausstoßleitung 20a miteinander
verbunden werden. Das Stellglied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
Ventilschließrichtung
wie gefordert auf einen vorbestimmten Ventilöffnungsgrad.
-
In
diesem Fall wird, da der Druck in dem Verbindungsbereich der ansaugseitigen
Ausstoßleitung 20a in
die Ansaugleitung 3 niedriger ist als der in dem Verbindungsbereich
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a und
der in dem im Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
die Ansaugleitung 3, die Ansaugluft durch die Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
die Ansaugleitung 3 eingeleitet und gleichzeitig wird auch
die Ansaugluft durch die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 20a von
der Ansaugleitung 3 eingeleitet, wobei es möglich gemacht
wird, die gleiche Wirkung zu erreichen, wie die der vorstehend erwähnten zweiten
Ausführungsform.
-
Auch
in dem Fall, wo die Brennkraftmaschine 1 in kaltem Zustand
gestartet wird, ist der Ventilmechanismus 21 geöffnet, wobei
er mit dem zweiten Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden wird,
das erste Dreiwege-Schaltventil 310 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 16b,
wobei es die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und die
ansaugseitige Ausstoßleitung 16a miteinander
verbindet, das zweite Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die abgasseitige
Ausstoßleitung 20b,
wobei die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und
die ansaugseitige Ausstoßleitung 20a miteinander
verbunden werden und das Stell glied 8 bewegt das Ansaugdrosselventil 7 in
Ventilschließrichtung
wie gefordert auf einen vorbestimmten Ventilöffnungsgrad.
-
Danach
wird die Glühkerze
des Brennrohrs 142 wird mit elektrischer Spannung versorgt,
der Motor 150 betätigt
den Lüftungsventilator 149 und
die Kraftstoffpumpe 26 wird betätigt, wobei der Kraftstoff dem
Brennrohr 142 zugeführt
wird.
-
In
diesem Fall stößt, wie
vorstehend im Vergleich mit der vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsform
erwähnt
wird, das Verbrennungsheizgerät 14 das
Hochtemperaturgas, welches von dem Brennrohr 142 ausgestoßen wird,
aus und das Gasgemisch mit der Ansaugluft tritt durch die erste
Rauchgasausstoßleitung 16 in
das Verbrennungsheizgerät 14 ein. Da
das vorstehend erwähnte
Gasgemisch die Ansaugluft, welche eine große Menge Sauerstoff enthält, beinhaltet,
ist es unnötig,
zu veranlassen, daß das
Verhältnis
Luft/Kraftstoff (A/F) des Gasgemischs, welches in dem Bennrohr 142 zu
verbrennen ist, mager wird, mit dem Ziel, die Sauerstoffmenge, welche für die Verbrennung
der Brennkraftmaschine 1 erforderlich ist, beizubehalten.
-
Als
nächstes öffnet beispielsweise
in dem Fall, wobei die Temperatur des Abgasreinigungskatalysators 11 zu
erhöhen
ist, der Ventilmechanismus 21, wobei der zweite Rauchgasausstoßanschluß 147 verbunden
wird, das erste Dreiwege-Schaltventil 310 schließt die ansaugseitige
Ausstoßleitung 16b,
wobei die erste Rauchgasausstoßleitung 16 und
die abgasseitige Ausstoßleitung 16a miteinander
verbunden werden und das zweite Dreiwege-Schaltventil 300 schließt die ansaugseitige
Ausstoßleitung 20a,
wobei die zweite Rauchgasausstoßleitung 20 und
die abgasseitige Ausstoßleitung 20b miteinander
verbunden werden.
-
In
diesem Fall ist, da der Verbindungsbereich der abgasseitigen Ausstoßleitung 16a und
der Verbindungsbereich der Ansauglufteinleitungsleitung 15 mit
der Ansaugleitung 3 in Stromrichtung abwärts des Kompressorgehäuses 5a angeordnet
ist und der Verbindungsbereich der ausgangsseitige Ausstoßleitung 20b mit
der Abgasleitung 10 in Stromrichtung abwärts des
Turbinengehäuses 5b angeordnet
ist, der Druck des Verbindungsbereichs der ausgangsseitige Ausstoßleitung 20b in
die Abgasleitung 10 geringer als der des Verbindungsbereichs
der ansaugseitigen Ausstoßleitung 16a und
des Verbindungsbereichs der Ansauglufteinleitungsleitung 15 in
die Ansaugleitung 3.
-
Als
ein Resultat wird die Ansaugluft durch die Ansauglufteinleitungsleitung 15 von
der Ansaugleitung 3 in das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet
und gleichzeitig von der Ansaugleitung 3 durch die ansaugseitige
Ausstoßleitung 16a in
das Verbrennungsheizgerät 14 hineingeleitet.
Entsprechend kann der gleiche Effekt, wie der der vorstehend erwähnten dritten
Ausführungsform
erreicht werden.
-
In
einer Brennkraftmaschine mit einem Verbrennungsheizgerät für die Temperaturerhöhung eines
mit dem Motor verbundenen Elements, ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Technologie bereitzustellen, welche wirksam die
Temperaturerhöhung
einer Abgasreinigungsvorrichtung ausführen kann. Um diese Aufgabe
zu erfüllen,
stellt die Brennkraftmaschine, welche einen Abgasreinigungskatalysator
aufweist, einen Abgasbereich der Brennkraftmaschine bereit und ein
Verbrennungsheizgerät, welches
eine Brennkammer und einen Wärmetauscher
enthält
zur Übertragung
an ein wärmespeicherndes,
mit dem Motor verbundenen Element, durch Rauchgas, welches in der
Brennkammer verbrannt worden ist, welche einen ersten Rauchgasausstoßbereich
für den
Ausstoß aus
dem Verbrennungs heizgerät
für das
Rauchgas, welches den Wärmetauscher
durchlaufen hat, enthält,
einen zweiten Rauchgasausstoßbereich
für den
Ausstoß des Rauchgases,
welches den Wärmetauscher
noch nicht durchlaufen hat und ein Steuergerät für den Durchlauf des Rauchgases
für die
Bereitstellung zumindest eines Rauchgases, welches durch den ersten
Rauchgasausstoßbereich
ausgestoßen
wird und des Rauchgases, welches durch den zweiten Rauchgasausstoßbereich
zu dem Abgasreinigungskatalysator ausgestoßen wird.