DE10017435A1

DE10017435A1 - Abgasanlage einer Brennkraftmaschine,insbesondere für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE10017435A1
Application number: DE10017435A
Authority: DE
Inventors: Georg Chekaiban; Thomas Gebhard; Juergen Thaeder; Dieter Schmidt-Troje
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-11

Abstract

Für eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Fahrzeuge, die eine aus einer Abzweigung und einen Wärmetauscher gebildete Blindleitung zu einer abgasführenden Leitung umfasst, wird zur betriebspunktabhängigen Rückgewinnung von im Abgas enthaltener Wärme vorgeschlagen, dass im Bereich einer Anschlussstelle der Abzweigung an die Leitung eine zumindest teilweise in den Abgasstrom der Leitung gesteuerte schwenk- oder drehbare Klappe angeordnet ist, die in Ausgangsposition die Abzweigung verschließt.

Description

Die Erfindung bezieht sich nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 auf eine Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Fahrzeuge, bei der eine abgasführende Leitung über eine Abzweigung mit einem einen Abgas-Sammel behälter umfassenden Wärmetauscher in Verbindung steht zum Wärmeaustausch zwischen bevorratetem Abgas und einem flüssigen Betriebsmittel der Brennkraft maschine.

Eine derartige Abgasanlage ist beispielsweise aus der GB 2 335 706 A insbeson dere mit dem zweiten Ausführungsbeispiel bekannt geworden, wobei jedem Brenn raum der Brennkraftmaschine abgasseitig ein einen Abgas-Sammelbehälter umfas sender Wärmetauscher zugeordnet ist, mit dem das Abgas vor Eintritt in eine Ab gas-Nachbehandlungseinrichtung gekühlt wird. Die Abkühlung des Abgases erfolgt durch Wärmeaustausch mit einem den Wärmetauscher durchströmenden Kühlmittel der Brennkraftmaschine.

Nachteilig bei dieser bekannten Anordnung ist, dass hierbei insbesondere im oberen Leistungsbereich der Brennkraftmaschine eine große Wärmemenge in das Kühl mittel der Brennkraftmaschine überführt wird und diese Wärmemenge gesteuert über einen vom Fahrtwind des Fahrzeuges beaufschlagten weiteren Wärme tauscher abgeführt werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Abgasanlage so zu gestalten, dass die insbesondere nach dem Starten und bei geringer Belastung der Brennkraftmaschine im Abgas mitgeführte Wärme durch Rückgewinnung genutzt wird, dagegen in höheren Lastbereichen der Brennkraftmaschine eine Rück gewinnung im wesentlichen unterbleibt.

Diese Aufgabe wird mit dem Patentanspruch 1 dadurch gelöst, dass im Bereich der Anschlussstelle der Abzweigung an die Leitung eine zumindest teilweise in den Ab gasstrom der Leitung gesteuert schwenk- oder drehbare Klappe angeordnet ist, die in Ausgangsposition die Abzweigung verschließt.

Mit der Erfindung ist in vorteilhafter Weise erreicht, dass der mit der Abzweigung einen blinden Leitungsstrang bildende Wärmetauscher betriebspunktabhängig zu- und abgeschaltet werden kann, so dass bei höherem mit dem Abgas gegebenen Wärmeanfall dieser nicht in das jeweilige flüssige Betriebsmittel der Brennkraft maschine oder des Fahrzeuges übergeführt ist.

In Ausgestaltung der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, dass die Abzweigung zwischen der Anschlussstelle und dem Abgas-Sammelbehälter des Wärme tauschers eine Leitungskupplung aufweist, in der eine die Wärmeleitung unter bindende Zwischenlage angeordnet ist.

Damit ist in vorteilhafter Weise vermieden, dass der Wärmetauscher über eine Wärmefortleitung in der Abzweigung aufgeheizt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Abzweigung abschnittsweise mit einem flexiblen Wellrohr ausgerüstet, was insbesondere von Vorteil ist, wenn die Abzweigung gemäß einem weiteren Vorschlag mit einem im Bodenbereich eines Fahrzeuges verlaufenden Abschnitt der Leitung in Verbindung steht, wobei der Wärmetauscher in flacher Ausgestaltung als Röhren- oder Platten-Wärmetauscher ausgebildet ist und vorzugsweise der Erwärmung eines flüssigen Kühlmittels der Brennkraftmaschine dient.

Mit der bodenseitigen Anordnung des Wärmetauschers ergibt sich der Vorteil, dass dieser eine Kühlung durch den Fahrtwind erfährt.

Die Erfindung ist anhand eines schematisch dargestellten Beispiels beschrieben.

Eine lediglich abschnittsweise dargestellte Abgasanlage 1 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine, insbesondere für Fahrzeuge, umfasst eine abgasführende Leitung 2, die über eine Abzweigung 3 mit einem einen Abgas-Sammelbehälter 4 umfassenden Wärmetauscher 5 in Verbindung steht zum Wärmeaustausch zwi schen bevorratetem Abgas und einem flüssigen Betriebsmittel der Brennkraft maschine, insbesondere dessen Kühlmittel.

Um die insbesondere nach dem Starten der Brennkraftmaschine und bei geringer Belastung im Abgas mitgeführte Wärme durch Rückgewinnung zu nutzen, wogegen bei höherem Wärmeanfall in den oberen Lastbereichen der Brennkraftmaschine eine Rückgewinnung unterbleiben soll, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, dass im Bereich der Anschlussstelle 6 der Abzweigung 3 an die Leitung 2 eine zu mindest teilweise in den Abgasstrom der Leitung 2 gesteuert schwenk- oder dreh bare Klappe 7 angeordnet ist, die in Ausgangsposition die Abzweigung 3 ver schließt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist wegen des günstigeren Drehmomentes für eine nicht gezeigte Steuereinrichtung eine drehbare Klappe 7 vorgesehen. Diese Klappe 7 erlaubt in der in den Abgasstrom der Leitung 2 gestellten Position durch den damit verursachten Abgasstau eine sichere Zuströmung temperierten Abgases in den Abgas-Sammelbehälter 4 einerseits und ermöglicht andererseits über das stromab der Klappe 7 sich ausbildende Unterdruckgebiet ein Abströmen abgekühl ten Abgases in die Leitung 2 aus dem Abgas-Sammelbehälter 4. Bei mit höheren Lastbereichen der Brennkraftmaschine verbundenem Wärmeanfall wird der Wär metauscher 5 mittels der Klappe 7 im Bereich der Anschlussstelle 6 der Abzweigung 3 von einer weiteren Zufuhr an Abgas aus der Leitung 2 abgetrennt.

Um zu vermeiden, dass der Wärmetauscher 5 bei durch die geschlossene Klappe 7 abgetrennter Abzweigung 3 durch Wärmeleitung über die Abzweigung 3 weiterhin Wärme zugeführt bekommt, weist die Abzweigung 3 zwischen der Anschlussstelle 6 und dem Abgas-Sammelbehälter 4 des Wärmetauschers 5 eine Leitungskupplung 8 auf, in der eine die Wärmeleitung unterbindende Zwischenlage 9 angeordnet ist.

Um insbesondere niederfrequente Schwingungen der Leitung 2 vom Wärme tauscher 5 fernzuhalten, ist die Abzweigung 3 abschnittsweise mit einem flexiblem Wellrohr 10 ausgerüstet.

Diese vorbeschriebene Anordnung ist vorteilhaft, wenn die Abzweigung 3 mit einem im Bodenbereich eines nicht gezeigten Fahrzeuges verlaufenden Abschnitt der Lei tung 2 in Verbindung steht. In dieser Anordnung kann der Wärmetauscher 5 in fla cher Ausgestaltung als kostengünstiger Röhren-Wärmetauscher oder als effizienter Platten-Wärmetauscher ausgebildet sein und vorzugsweise der Erwärmung eines flüssigen Kühlmittels der nicht gezeigten Brennkraftmaschine dienen.

Die Erfindung kann bei einer luftgekühlten Brennkraftmaschine vorteilhaft zum ra scheren Erwärmen des Schmieröles und/oder eines Getriebeöles dienen.

Claims

1. Abgasanlage einer Brennkraftmaschine, insbesondere für Fahrzeuge,

- bei der eine abgasführende Leitung (2) über eine Abzweigung (3) mit einem einen Abgas-Sammelbehälter (4) umfassenden Wärme tauscher (5) in Verbindung steht zum Wärmeaustausch zwischen be vorratetem Abgas und einem flüssigen Betriebsmittel der Brenn kraftmaschine, dadurch gekennzeichnet,
- dass im Bereich der Anschlussstelle (6) der Abzweigung (3) an die Leitung (2) eine zumindest teilweise in den Abgasstrom der Leitung (2) gesteuert schwenk- oder drehbare Klappe (7) angeordnet ist, die
- in Ausgangsposition die Abzweigung (3) verschließt.

2. Abgasanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Abzweigung (3) zwischen der Anschlussstelle (6) und dem Abgas-Sammelbehälter (4) des Wärmetauschers (5) eine Leitungs kupplung (8) aufweist, in der
- eine Wärmeleitung unterbindende Zwischenlage (9) angeordnet ist.

3. Abgasanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abzweigung (3) abschnittsweise mit einem flexiblen Wellrohr (10) ausge rüstet ist.

4. Abgasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Abzweigung (3) mit einem im Bodenbereich eines Fahr zeuges verlaufenden Abschnitt der Leitung (2) in Verbindung steht, wobei der
- Wärmetauscher (5) in flacher Ausgestaltung als Röhren- oder Platten- Wärmetauscher ausgebildet ist, und
- der Erwärmung eines flüssigen Kühlmittels der Brennkraftmaschine dient.