DE10121885A1

DE10121885A1 - Device for heating an item of equipment

Info

Publication number: DE10121885A1
Application number: DE2001121885
Authority: DE
Inventors: Jochen Gros
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-05-05
Filing date: 2001-05-05
Publication date: 2002-11-14
Also published as: WO2002090730A1

Abstract

In known devices, the thermal transfer from hot exhaust gases for heating an operating medium does not take place directly. An inventive device (1) comprises a heating pipe (14), which is located in the exhaust gas pipe (8) and heats the operating medium directly.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Erwärmung eines Betriebsmittels nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a heating device a piece of equipment according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 30 32 090 A1 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen eines Betriebsmittels bekannt, bei dem das Abgasrohr einen Bypasskanal aufweist, in dem ein Wärmerohr (heat pipe) angeordnet ist, das von einem heißen Abgas erwärmt wird. Das Wärmerohr ist wiederum zumindest teilweise im Ölkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine angeordnet. Die Wärmeübertragung vom heißen Abgas erfolgt nicht direkt.DE 30 32 090 A1 describes a device for heating a resource known in which the exhaust pipe a Bypass channel in which a heat pipe is arranged, which is heated by a hot exhaust gas. The The heat pipe is in turn at least partially in the oil circuit arranged an internal combustion engine. The Heat transfer from the hot exhaust gas does not take place directly.

Die US-PS 5,638,775 zeigt eine Verbrennkraftmaschine mit einem Abgasrohr, in dem heiße Abgase nach außen strömen, wobei an dem Abgasrohr ein zweiter Kreislauf mit einem zweiten Betriebsmittel angeschlossen ist. Dieses zweite Betriebsmittel wird erwärmt, um ein erstes Betriebsmittel, z. B. Öl, in einer Ölwanne zu erwärmen. Dieser Kreislauf weist ein Ventil auf, um die Wärmezufuhr des zweiten Betriebsmittels in die Ölwanne hineinzusteuern.The US-PS 5,638,775 shows an internal combustion engine an exhaust pipe in which hot exhaust gases flow to the outside, a second circuit with a second equipment is connected. This second Equipment is heated to a first equipment, z. B. oil to heat in an oil pan. This cycle has a valve to heat the second Control equipment into the oil pan.

Advantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erwärmung eines Betriebsmittels mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß auf einfache Art und Weise ein Betriebsmittel einer Verbrennungskraftmaschine erwärmt wird.The inventive device for heating a Equipment with the characteristic features of the Claim 1 has the advantage that simple Way a resource one Internal combustion engine is heated.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 genannten Vorrichtung möglich.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous training and Improvements of the device mentioned in claim 1 possible.

Ein Aufheizrohr ist vorteilhafterweise mit dem Ölkreislauf einer Verbrennungskraftmaschine verbunden. So kann die sehr hohe Abgastemperatur der Verbrennungskraftmaschine auch schon kurz nach einem Kaltstart dazu benutzt werden, um das Motoröl der Verbrennungskraftmaschine zu erwärmen. Somit wird eine schnellere Erwärmung des Motoröls in der Verbrennungskraftmaschine und eine Verkürzung der Warmlaufphase erreicht, in der der Kraftstoffverbrauch gegenüber der Kaltlaufphase deutlich geringer ist. Ebenso werden die Emissionen der Verbrennungskraftmaschine reduziert.A heating pipe is advantageously connected to the oil circuit connected to an internal combustion engine. So it can be very high exhaust gas temperature of the internal combustion engine too can be used shortly after a cold start to Heat engine oil of the internal combustion engine. Consequently will a faster heating of the engine oil in the Internal combustion engine and a shortening of the Warm-up phase reached in which the fuel consumption compared to the cold running phase is significantly lower. As well become the emissions of the internal combustion engine reduced.

Zur Steuerung der Erwärmung des Motoröls im Ölkreislauf ist es vorteilhaft, wenn das Aufheizrohr ein Ventil aufweist, um die Zufuhr von zu warmem oder weiterem warmen Motoröl in den Ölkreislauf zu unterbinden.To control the heating of the engine oil in the oil circuit it is advantageous if the heating tube has a valve in order the supply of engine oil that is too warm or too warm to the To prevent oil circulation.

Die Erwärmung des Betriebsmittels im Aufheizrohr kann auf vorteilhafte Weise dadurch erfolgen, daß das Aufheizrohr zumindest teilweise im Abgasrohr verläuft und so dort von den heißen Abgasen umströmt ist, wodurch das Betriebsmittel im Aufheizrohr erwärmt wird. Ebenso kann auf vorteilhafte Weise das Aufheizrohr außen im direkten Kontakt auf dem Abgasrohr angeordnet sein.The heating of the equipment in the heating pipe can advantageously done in that the heating tube runs at least partially in the exhaust pipe and so from there flows around the hot exhaust gases, causing the equipment is heated in the heating pipe. Likewise, advantageous Way the heating tube in direct contact on the outside Exhaust pipe may be arranged.

Es ist vorteilhaft, wenn das Abgasrohr einen Bypasskanal hat, in den ein Teil der heißen Abgase strömen kann, wobei in dem Bypasskanal auch das Aufheizrohr angeordnet ist.It is advantageous if the exhaust pipe has a bypass channel into which part of the hot exhaust gases can flow, whereby the heating pipe is also arranged in the bypass duct.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn der Bypasskanal ein Ventil aufweist, mit dem der Zustrom der heißen Abgase in dem Bypasskanal gesteuert werden kann, wodurch sich auch die Erwärmung des Betriebsmittels im Aufheizrohr steuern läßt.It is also advantageous if the bypass channel is on Has valve with which the inflow of hot exhaust gases in the bypass channel can be controlled, which also the Control the heating of the equipment in the heating tube.

drawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are in the drawing shown in simplified form and in the following Description explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1a, 1b ein erstes bzw. ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 1a, 1b, a first and a second embodiment of a device according to the invention,

Fig. 2a, 2b einen Bypasskanal eines Abgasrohrs zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, FIGS. 2a, 2b, a bypass passage of an exhaust pipe for use in a device according to the invention,

Fig. 3a, 3b Möglichkeiten, die Wärme des heißen Abgases auf das Aufheizrohr zu übertragen.To transfer the hot exhaust gas to the heating tube Fig. 3a, 3b ways that heat.

Description of the embodiments

Fig. 1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 20. Fig. 1a shows a first embodiment of an apparatus 20 according to the invention.

Eine Verbrennungskraftmaschine 1 weist eine Luftzufuhr 3 auf, bei der Luft über ein Einlaßgasventil 5 in einen nicht dargestellten Verbrennungsraum der Verbrennungskraftmaschine 1 einströmt, und dort einen nicht dargestellten Brennstoff verbrennen läßt. Durch die Verbrennung wird ein Kolben 6 angetrieben. Nach der Verbrennung strömen heiße Abgase über Auslaßgasventil und ein Abgasrohr 8 nach außen. Die Verbrennungskraftmaschine 1 benötigt ein Betriebsmittel in Form von Motoröl als Schmiermittel. Ein Ölkreislauf 11 der Verbrennungskraftmaschine 1 sorgt dabei für eine gleichmäßige Versorgung der Verbrennungskraftmaschine 1 mit diesem Betriebsmittel. Die Wärme der heißen Abgase in dem Abgasrohr 8 kann genutzt werden, um das Betriebsmittel, d. h. das Motoröl, während der Kaltlaufphase schneller zu erwärmen.An internal combustion engine 1 has an air supply 3 , in which air flows through an inlet gas valve 5 into a combustion chamber ( not shown) of the internal combustion engine 1 , and can burn a fuel (not shown) there. A piston 6 is driven by the combustion. After the combustion, hot exhaust gases flow to the outside via an exhaust gas valve and an exhaust pipe 8 . The internal combustion engine 1 requires an operating medium in the form of engine oil as a lubricant. An oil circuit 11 of the internal combustion engine 1 ensures a uniform supply of the internal combustion engine 1 with this operating medium. The heat of the hot exhaust gases in the exhaust pipe 8 can be used to heat the operating fluid, ie the engine oil, more quickly during the cold running phase.

Dies geschieht dadurch, daß ein Aufheizrohr 14 und das Abgasrohr 8 so angeordnet ist, daß das Betriebsmittel, das in dem Aufheizrohr 14 strömt, durch die heißen Abgase erwärmt wird. Dabei ist das Aufheizrohr 14 ein Teil des Ölkreislaufs 11.This is done in that a heating pipe 14 and the exhaust pipe 8 are arranged so that the operating fluid flowing in the heating pipe 14 is heated by the hot exhaust gases. The heating pipe 14 is part of the oil circuit 11 .

Eine Verbrennungskraftmaschine 1 weist weiterhin eine nicht dargestellte Kühlung auf. Diese Kühlung wird benötigt, um das Motoröl im Ölkreislauf 11 zu kühlen, wenn die Warmlaufphase erreicht ist und eine Erwärmung des Motoröls im Ölkreislauf 11 über das Aufheizrohr 14 oder die Verbrennungskraftmaschine selbst weiterhin erfolgt.An internal combustion engine 1 also has cooling, not shown. This cooling is required in order to cool the engine oil in the oil circuit 11 when the warm-up phase is reached and the engine oil in the oil circuit 11 continues to be heated via the heating pipe 14 or the internal combustion engine itself.

Wenn die Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine erreicht ist, kann die Wärmezufuhr durch warmes Motoröl, das im Aufheizrohr 14 erwärmt worden ist, durch ein Aufheizventil 23 (Fig. 1b) unterbrochen werden. Dabei wird das Aufheizventil 23 von einer Steuerung, die unter anderem auch die Betriebstemperatur des Motoröls im Ölkreislauf 11 überwacht, gesteuert.When the warm-up phase of the internal combustion engine has been reached, the supply of heat by warm engine oil which has been heated in the heating pipe 14 can be interrupted by a heating valve 23 ( FIG. 1b). In this case, the heating valve 23 is controlled by a controller which, among other things, monitors the operating temperature of the engine oil in the oil circuit 11 .

Fig. 2a zeigt, wie die Erwärmung des Motoröls im Aufheizrohr 14 durch die heißen Abgase im Abgasrohr 8 erfolgen kann. Das Abgasrohr 8 weist zumindest einen Bypasskanal 26 auf, in dem ein Teil der heißen Abgase des Abgasrohrs 8 strömt. Das Aufheizrohr 14 ist zumindest teilweise in dem Bypasskanal 26 angeordnet. Die heißen Abgase im Bypasskanal 26 umströmen das Aufheizrohr 14 und erwärmen dieses und damit indirekt das Motoröl im Aufheizrohr 14 auf. Das Aufheizrohr 14 ist im Bereich des Bypasskanals 26 gegen Korrosion geschützt. Dies kann durch eine Ummantelung mit einer Keramik oder durch die Verwendung von korrosionsbeständigem Edelstahl erfolgen. Fig. 2a shows how the heating of the engine oil can be carried out in the heating tube 14 through the hot exhaust gases in the exhaust pipe 8. The exhaust pipe 8 has at least one bypass channel 26 , in which a part of the hot exhaust gases of the exhaust pipe 8 flows. The heating pipe 14 is at least partially arranged in the bypass channel 26 . The hot exhaust gases in the bypass channel 26 flow around the heating pipe 14 and heat it up and thus indirectly the engine oil in the heating pipe 14 . The heating pipe 14 is protected against corrosion in the area of the bypass channel 26 . This can be done by coating with a ceramic or by using corrosion-resistant stainless steel.

Im Vergleich zu Fig. 2a ist in Fig. 2b an einer Eintrittsöffnung 32 des Bypasskanals 26 eine Bypasskanalklappe 29 angeordnet. Die Bypasskanalklappe 29 ist bewegbar und kann den Bypasskanal ganz verschließen oder stufenlos öffnen. So kann die Menge des heißen Abgases, das in den Bypasskanal strömt, gesteuert werden und somit auch die Erwärmung des Betriebsmittels in dem Aufheizrohr 14.In comparison to FIG. 2a, a bypass channel flap 29 is arranged in FIG. 2b at an inlet opening 32 of the bypass channel 26 . The bypass channel flap 29 is movable and can completely close the bypass channel or open it continuously. In this way, the amount of the hot exhaust gas flowing into the bypass channel can be controlled and thus also the heating of the operating medium in the heating pipe 14 .

Fig. 3a zeigt eine erste Möglichkeit, wie ein Wärmeübergang der heißen Abgase im Abgasrohr 8 auf das Aufheizrohr 14 erfolgen kann. In diesem Beispiel ist das Aufheizrohr 14 zumindest teilweise in dem Abgasrohr 8 angeordnet. Das Aufheizrohr 14 wird von den heißen Abgasen umströmt, die das Aufheizrohr 14 aufwärmen, das die Wärme an das Betriebsmittel im Aufheizrohr 14 weiterleitet. Fig. 3a shows a first possibility of how a heat transfer of the hot exhaust gases in the exhaust pipe 8 can be done in the heating tube fourteenth In this example, the heating pipe 14 is at least partially arranged in the exhaust pipe 8 . The heating tube 14 flows around the hot exhaust gases that heat up the heating tube 14, which passes the heat to the equipment in the heating tube 14th

Fig. 3b zeigt eine weitere Möglichkeit, wie die heißen Abgase im Abgasrohr 8 oder im Bypasskanal 26 das Betriebsmittel im Aufheizrohr 14 erwärmen können. Das Aufheizrohr 14 ist außen auf dem Abgasrohr 8 oder dem Bypasskanal 26 angeordnet. Dabei wird auf einen guten wärmeleitenden Kontakt zwischen Aufheizrohr 14 und Abgasrohr 8 bzw. Bypasskanal 26 geachtet. Dies kann beispielsweise durch eine Lötung des Abgasrohrs 8 mit dem Aufheizrohr 14 erfolgen. FIG. 3b shows a further possibility, as the hot exhaust gases in the exhaust pipe 8 or in the bypass duct 26, the operating means can heat the heating tube fourteenth The heating pipe 14 is arranged on the outside of the exhaust pipe 8 or the bypass duct 26 . Care is taken to ensure good heat-conducting contact between heating pipe 14 and exhaust pipe 8 or bypass duct 26 . This can be done, for example, by soldering the exhaust pipe 8 to the heating pipe 14 .

Claims

1. Device for heating an item of equipment, in particular engine oil, of an internal combustion engine, the hot exhaust gases of which are passed to the outside through an exhaust pipe,
wherein the hot exhaust gases of the exhaust pipe at least partially heat an operating medium of a heating pipe,
characterized in that
the operating medium flows in the heating pipe ( 14 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that engine oil is used as the operating medium and that the heating pipe ( 14 ) is connected to the engine oil circuit ( 11 ) of the internal combustion engine ( 1 ).

3. Device according to claim 2, characterized in that the heating tube ( 14 ) has a heating valve ( 23 ) which can separate the heating tube ( 14 ) from the engine oil circuit ( 11 ).

4. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the heating pipe ( 14 ) is arranged in the exhaust pipe ( 8 ) and the outside is at least partially flowed around by the hot exhaust gases.

5. The device according to claim 1, 2 or 4, characterized in that the heating pipe ( 14 ) is arranged on the outside of the exhaust pipe ( 8 ).

6. The device according to one or more of claims 1, 2, 4 or 5, characterized in that the exhaust pipe ( 8 ) has a bypass channel ( 26 ) in or on which the heating pipe ( 14 ) is arranged.

7. The device according to claim 6, characterized in that the bypass channel ( 26 ) by a bypass channel flap ( 29 ) is continuously separated from the exhaust pipe ( 8 ).