DE2305303A1

DE2305303A1 - Heizvorrichtung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2305303A1
Application number: DE19732305303
Authority: DE
Inventors: Heinrich Heuer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-02-03
Filing date: 1973-02-03
Publication date: 1974-08-08

Description

Eeisvorrichtung für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Ileizvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit luftgekühiten Motoren, mit einem in der Abgasleitung eingeschalteten Wärmetauscher zur Aufwärmung der dem Kraftfahrzeuginnenraum zugeführten Heizluft.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen mit iuftgelcühlten Motoren wird die zur Beheizung des Fahrgastraumes im Winterbetrieb erforderliche Wärme durch Rückgewinnung eines Teils der in den Motor-Abgasen enthaltenen Wärme in besonderen, dem Motor nachgeschalteten Wärmetauschern erzeugt. Damit in diesen Wärmetauschern auch schon bei verhältnismäßig niedrigen Motorleistungen, wie zum Beispiel im Stadtbetrieb, eine ausreichend gute Heizleistung erreicht werden kann, müssen die Wärmetauscher in ihren Ab.-messungen für diesen verhaltnismäßig niedrigen Motorteillastbereich ausgelegt sein. Diese Auslegung des Wärmetauschers hat jedoch zur Folge, daß im Vollastbetrieb des Motors wegen der dann heißeren Notorabgase die Aufheizung der Beizluft zu groß wird. Während aber die Reizluft durch Zumischung kalter Frischluft hinter dem Wärmetauscher auf erträgliche Temperaturwerte gebracht werden kann, lassen sich Schwierigkeiten im Wärmetauscher, die durch eine Überhitzung der Wärmeaustauschflächen entstehen, durch diese Maßnahme nicht beseitigen.
Besonders bei Wärmetauschern, bei denen die Wärmeaustauschflächen zwecks Verbesserung des Wärmeübergangs mit Aluminiumrippen versehen sind, kann es durch eine Überhitzung zum Abschmelzen dieser Gußrippen kommen.
Die vorgenannten Schwierigkeiten werden noch verschärft, wenn zwischen dem Wärmetauscher und dem Motor noch eine Nachverbrennungsanlage zwecks Reinigung des Abgases von mitgeführten Schadstoffen in der Abgasleitung eingeschaltet ist. Da nämlich durch die in der Nachverbrennungsanlage erfolgende Verbrennung der Schadstoffe die Temperatur des Abgases noch erhöht wird, wird die Wärmebelastung des Wärmetauschers noch größer.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, bei einer lleizvorrichtung der eingangs genannten Bauart die beschriebenen Schwierigkeiten ohne allzu großen Aufwand zu vermeiden und mit einfachen Mitteln die Möglichkeit einer thermischen Überlastung der im Wärmeaustausch stehenden Flächen des Wärmetauschers auszuschließen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß eine von der Abgasleitung abzweigende, den Wärmetauscher umgehende Leitung vorgesehen ist, die mit steigender Heizlufttemperatur von einem zunehmenden Anteil des Abgases durchströmt wird. Dadurch, daß gemäß der Erfindung beim Ansteigen der Reizlufttemperatur ein größerwerdender Anteil der durch die Abgasleitung strömenden Abgase unter Umgehung des Wärmetauschers durch die Umgehungsleitung geleitet wird, kann die dem Wärmetauscher mit dem Abgas zugeführte Wärmemenge begrenzt werden, so daß eine Überhitzung der liRrmeaus-tauschflächen sowie eine zu starke Erwärmung der Heizluft nicht mehr auftreten kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll an der Abzweigstelle der Umgehungslcitung eine den Durchtritt des Abgases steuernde Vorrichtung vorgesehen sein, die mit steigender Heizlufttemperatur den Zutritt zur Umgehungsleitung öffnet und zum Wärmetauscher schließt.
Dabei kann diese Durchflußsteuervorrichtung durch eine Klappe oder durch ein Ventil gebildet sein und kontinuierlich oder schrittweise betätigt werden. Zur Betätigung dieser Durchflußsteuervorrichtung kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ein die Temperatur der Beiluft erfassender Thermostat vorgesehen sein, der beispielsweise am Heizluftaustritt des Wärmetauschers angeordnet ist.
Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschrebung enthalten, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine Heizvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit luftgekühltem Motor, bei dem mit 1 ein Wärmetauscher bezeichnet ist, der einen von Abgas durchströmten inneren Rohrkörper 2 und einen äußeren Mantel 3 aufweist, und bei dem durch den Zwischenraum zwischen dem inneren Rohrkörper 2 und dem äußeren Mantel 3 Luft hindurchgeleitet wird. Die Luft wird von einem Gebläse 5 angesaugt und strömt vom Luft eintritt 4 durch den Wärmetauscher 1 zum Luftaustritt 6, wobei sie Wärme von dem in entgegengesetzter Richtung strömenden heißen Abgas durch die Wärmeaustauschflächen des inneren Rohrkörpers 2 aufnimmt. Das Abgas kommt von dem hier nicht gezeigten Motor und tritt nach Passieren der Nachverbrennungsanlage 16 am Abgaseintrittsstutzen 7 in den Wärmetauscher ein und am Abgasaustrittsstutzen 10 in einen nachgeschalteten Abgasschalldämpfer 11 ein. Vor dem Abgaseintrittsstutzen 7 des Warmetauschers 1 zweigt eine Umgehungsleitung 9 von der Abgasleitung 8 ab, die unter Umgehung des Wärmetauschers 1 direkt in den Abgasschalldämper 11 einmündet. An der Abzlzeigstelle der Umgehungsleitung 9 von der - Abgasleitung 8 ist eine als Klappe 12 ausgebildete Durchflußteuervorrichtung angeordnet, die über einen Stellhebel 15 und ein Verbindungsglied 14 in Form eines Bowdenzuges oder eines Gestänges von einem am Luftaustritt 6 des Wärmetauschers 1 angeordneten thermostaten 13 betätigt wird.
Die Betätigung der Klappe 12 erfolgt dabei in der Weise, daß mit zunehmender Temperatur der Heizluft der Zutritt des Abgases zu der Umgehungsleitung 9 geöffnet und zum Wärmetauscher 1 geschlossen wird. Eine andere Möglichkeit der Steuerung der dem Wärmetauscher 1 zugeführten Abgasmenge besteht beispielsweise darin, die Klappe 12 durch eine mechanische Verbindung mit der hier nicht dargestellten Drosselklappe, deren Stellung die Leistung des Motors bestimmt, in Abhängigkeit von der Motorleistung zu betätigen.
Die Steuerung der den Wärmetauscher 1 durchströmenden Abgasmenge bewirkt nun, daß beim Kaltstart und in Teillastbereichen des Motors, also beispielsweise beim Stadtbetrieb eines Kraftfahrzeuges, die Umgehungsleitung 9 durch die Klappe 12 geschlossen und bei höheren Teillasten und Reizlufttemperaturen kontinuierlich oder schrittweise zunehmend geöffnet wird, bis bei Vollast des Motors nur noch ein verhältnismäßig kleiner Anteil der gesamten Abgasmenge durch den Wärmetauscher 1 strömt. Die Strömungsrichtung des Abgases ist in der Zeichnung durch die mit 17 bezeichneten Pfeile und die Strömungsrichtung der Heizluft durch die mit 18 bezeichneten Pfeile angedeutet.
Die erfindungsgemäße Heizvorrichtung ermöglicht es, den Wärme tauscher ohne die Gefahr der thermischen Überbelastung so auszulegen, daß er auch schon bei verhältnismäßig niedrigen Teillasten des Motors eine ausreichend große Wärmemenge zur Aufwärmung der dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zuzuführenden Reizluft zur Verfügung stellt. Eine thermische Überbelastung der Wärmeaustauschflächen wird dabei in einfacher Weise dadurch vermieden, daß bei Erreichen höherer Heizlufttemperaturen, also höheren Motorleistungen, ein Teil der heißen Abgase unter Umgehung des Wärmetauschers direkt in den Abgasschalldämpfer geleitet wird und nicht mehr am Wärmeaustausch teilnehmen kann.

Claims

Ansprüche

1. Heizvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere mit luftgekühlten Motoren, mit einem in der Abgasleitung eingeschalteten Wärmetauscher zur Aufwärmung der den Kraftfahrzeuginnenraum zugeführten Heizluft, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Abgasleitung (8) abzweigende, den Wärmetauscher (1) umgehende Leitung (9) vorgesehen ist, die mit steigender Heizlufttemperatur von einem zunehmenden Anteil des Abgases durchströmt wird.

2. Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abzweigstelle der Umgehungsleitung (9) eine den Durchtritt des Abgases steuernde Vorrichtung (12) vorgesehen ist, die mit steigender Heizlufttemperatur den Zutritt zur Umgehungsleitung öffnet und zum Wärmetauscher (1) schließt.

3. Reizvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Durchflußsteuervorrichtung (12) ein die Temperatur der eizluft erfassender Thermostat (13) vorgesehen ist.