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Title:
ARRANGEMENT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AN EXHAUST-GAS AFTERTREATMENT SYSTEM AND A PREHEATING APPARATUS, AND METHOD FOR OPERATING IT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/033134
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to an arrangement of an internal combustion engine (1) with an exhaust-gas aftertreatment system (2) and a preheating apparatus (3), wherein the preheating apparatus (3) is designed to preheat at least one component (4) of the exhaust-gas aftertreatment system (2) when the internal combustion engine (1) is not fired, wherein the preheating apparatus (3) comprises a heating element (5) and a conveying apparatus (6) for generating a heated gas stream which flows through the exhaust-gas aftertreatment system (2).

Inventors:
BÜRGLER, Ludwig (Mayersdorf 34, 8151 Hitzendorf, 8151, AT)
HADL, Klaus (Laimburggasse 40b, 8010 Graz, 8010, AT)
Application Number:
AT2018/000067
Publication Date:
February 21, 2019
Filing Date:
August 17, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (Hans-List-Platz 1, 8020 Graz, 8020, AT)
International Classes:
F01N3/20; F01N3/30; F01N3/32; F01N11/00; F02B37/04; F02M26/02; F02M26/34
Foreign References:
DE102015015794A12016-08-11
EP2982842A12016-02-10
Attorney, Agent or Firm:
PUCHBERGER & PARTNER PATENTANWÄLTE (Reichsratsstraße 13, 1010 Wien, 1010, AT)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) mit einer

Abgasnachbehandlungsanlage (2) und einer Vorheizvorrichtung (3), wobei die Vorheizvorrichtung (3) zur Vorheizung mindestens einer Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2), insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine (1 ), eingerichtet ist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorheizvorrichtung (3) ein Heizelement (5) und eine Fördervorrichtung (6) zur Erzeugung eines die

Abgasnachbehandlungsanlage (2) zumindest teilweise durchströmenden, beheizten Gasstroms umfasst.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,

- dass die Fördervorrichtung (6) eine Fördervorrichtung (6) der

Verbrennungskraftmaschine (1 ) ist, die auch im Regelbetrieb der

Verbrennungskraftmaschine (1 ) aktiv ist,

- oder dass die Fördervorrichtung (6) eine separate Fördervorrichtung (6) ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) betrieben werden kann oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) deaktiviert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Fördervorrichtung (6) ein Turbolader (16) der

Verbrennungskraftmaschine (1 ), ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine (1 ), ein Kompressor der Verbrennungskraftmaschine (1 ) oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine (1 ) bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine (1 ) ist,

- oder dass die Fördervorrichtung (6) ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

- wobei die Verbrennungskraftmaschine (1 ) und die

Abgasnachbehandlungsanlage (2) eine Gaskanalanordnung (7) zum Transport der Verbrennungsgase umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung (7) mindestens einen ansaugseitigen Gaskanal (8) wie insbesondere einen oder mehrere Luftansaugkanäle umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung (7) mindestens einen abgasseitigen Gaskanal (9) wie insbesondere einen oder mehrere Abgaskanäle umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung (7) gegebenenfalls, insbesondere abhängig von der Kolben- oder Ventilstellung, durch den Brennraum ( 0) oder durch die Brennräume (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) geführt ist,

- und wobei die Gaskanalanordnung (7) gegebenenfalls mindestens einen Rückführkanal (1 1 ) wie insbesondere einen Abgasrückführkanal bzw. einen Hochdruckabgasrückführkanal umfasst.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Vorheizvorrichtung (3) oder zumindest das Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) entlang der Gaskanalanordnung (7) nach der

Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig angeordnet ist,

- und dass der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die

Vorheizvorrichtung (3) oder zumindest das Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) entlang der Gaskanalanordnung (7) vor der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also ansaugseitig angeordnet ist, und der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung (12) wie insbesondere über den Rückführkanal (1 1 ) an dem Brennraum (10) oder an allen Brennräumen (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) vorbei in und durch die

Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

- dass eine Rezirkuiationsleitung (13) zur Rezirkulation des durch die

Vorheizvorrichtung (3) erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen ist,

- dass die Rezirkuiationsleitung (13) entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) abzweigt,

- und dass die Rezirkuiationsleitung (13) entlang des Gasstroms vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der

Abgasnachbehandlungsanlage (2) in die Gaskanalanordnung (7) mündet.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleitung (18) zur Kühlung, zur Temperaturregelung oder zur

Temperatursteuerung der Komponenten (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) vorgesehen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitung (18) zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal (9) mündet.

10. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest eine Komponente (4) umgehender Kanal (31 ) vorgesehen ist, in welchem die

Vorheizvorrichtung (3) angeordnet ist.

11 . Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die

Fördervorrichtung (6) eine separate Fördervorrichtung (6) ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) betreibbar ist oder die im

Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine (1 ) deaktiviert ist.

12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Fördervorrichtung (6) ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, ein separater Kompressor oder eine separate Pumpe ist. 3. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die

Fördervorrichtung (6) und das Heizelement (5) als ein integrales Bauteil ausgebildet sind.

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (5) stromabwärts oder stromaufwärts der Fördereinrichtung (6) angeordnet ist.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Reduktionsmittelinjektor (30) zum Einbringen eines

Reduktionsmittels in die Gaskanalanordnung (7) vorgesehen ist, wobei der Kanal (31 ) stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors (30) in die Gaskanalanordnung (7) einmündet.

16. Verfahren zum Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine (1 ) mit einer

Abgasnachbehandlungsanlage (2) und einer Vorheizvorrichtung (3), insbesondere ausgestaltet nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass ein durch mindestens ein Heizelement (5) der

Vorheizvorrichtung (3) beheizter Gasstrom unter Verwendung einer

Fördervorrichtung (6) zumindest durch einen Teil der

Abgasnachbehandlungsanlage (2) gefördert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Gasstrom durch eine Gaskanalanordnung (7) gefördert wird, wobei die Gaskanalanordnung (7) zum Transport der Verbrennungsgase durch die

Verbrennungskraftmaschine (1 ) und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) eingerichtet ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanaianordnung nach der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung vor der

Verbrennungskraftmaschine (1 ), also ansaugseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird,

- und dass der durch die Vorheizvorrichtung (3) erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung (12) wie insbesondere über den Rückführkanal (1 1 ) an dem Brennraum (10) oder an allen Brennräumen (10) der Verbrennungskraftmaschine (1 ) vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) geführt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

- dass der beheizte Gasstrom durch eine Rezirkulationsleitung (13) gefördert wird,

- dass der Gasstrom nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) aus der Gaskanalanordnung (7) in die Rezirkulationsleitung (13) gefördert wird, und - dass der Gasstrom entlang der Gaskanalanordnung (7) vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) aus der Rezirkulationsleitung (13) in die Gaskanalanordnung (7) gefördert wird.

21 . Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom zur Kühlung, zur Temperaturregelung oder zur

Temperatursteuerung der Komponenten (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) in einer Kühlleitung (18) gekühlt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass ein durch mindestens ein in einem zumindest eine Komponente (4) umgehenden Kanal (31 )

angeordnetes Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizter Gasstrom unter Verwendung einer Fördervorrichtung (6) über eine Gaskanalanordnung (7) durch die Abgasnachbehandlungsanlage (2) gefördert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung (7) nach der Verbrennungskraftmaschine (1 ), also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung (3), insbesondere von dem Heizelement (5) der Vorheizvorrichtung (3) beheizt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizte Gasstrom stromaufwärts oder stromabwärts der zu beheizenden Komponente (4) der Abgasnachbehandlungsanlage (2) vom Kanal (31 ) in die Gaskanalanordnung (7) gefördert wird.

Description:
Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine mit

einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung sowie Verfahren zu deren Betrieb

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Es ist ein bekanntes Problem bei Abgasnachbehandlungsanlagen von

Verbrennungskraftmaschinen, dass die Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlagen erst ab einer gewissen Betriebstemperatur ihre volle Wirksamkeit entfalten können. Bei modernen, nahezu schadstofffrei arbeitenden Verbrennungskraftmaschinen tritt aus diesem Grund ein Großteil der emittierten Schadstoffe dann auf, wenn die Abgasnachbehandlungsanlage nicht auf

Betriebstemperatur ist. Aus diesem Grund besteht eine Nachfrage nach Anordnungen, bei denen die Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage vorgeheizt werden können.

Insbesondere bei Hybridantrieben, bei denen der Antrieb des Fahrzeugs zeitweise ausschließlich durch den Elektromotor erfolgt, kühlen sowohl der Verbrennungsmotor als auch dessen Abgasnachbehandlungsanlage zeitweise aus, wodurch erhöhte Emissionen ausgestoßen werden. Zur Lösung dieses Problems wurde bisher versucht, die Grundkörper der Katalysatoren der Fahrzeuge von außen elektrisch zu beheizen. Jedoch ist es vorrangig notwendig, die mit dem Abgas in Berührung kommende Oberfläche des Katalysators auf

Betriebstemperatur zu bringen. Durch die indirekte Beheizung über den Grundkörper des Katalysators ist die Beheizung herkömmlicher Vorrichtungen ineffizient und träge.

Bei Hybridfahrzeugen besteht ferner das Problem, dass nicht nur die

Abgasnachbehandlungsanlage sondern auch der Verbrennungsmotor selbst auskühlt. Aus diesem Grund ist es bei Hybridfahrzeugen bekannt, elektrische Heizungen vorzusehen, die zur Vorheizung der Ansaugluft dienen. Zur Aufheizung der Brennräume wird diese vorgewärmte Ansaugluft durch Schleppen des Verbrennungsmotors in die Brennräume des Verbrennungsmotors gepumpt, womit diese aufgewärmt werden. Gegebenenfalls wird diese Luft auch weiter durch die Abgasnachbehandlungsanlage gepumpt. Jedoch weist der Motorblock eine verhältnismäßig hohe Wärmekapazität auf, womit ein Großteil der Wärmeenergie von dem Motorblock bzw. den Brennraumwänden absorbiert wird. Eine effiziente Erwärmung der Abgasnachbehandlungsanlage ist mit dieser Methode nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Anordnung zu schaffen, die eine effiziente Vorheizung mindestens einer Komponente einer Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine, ermöglicht. Ein weiteres Ziel ist es, ein Verfahren anzugeben, durch welches mindestens eine Komponente einer Abgasnachbehandlungsanlage effizient beheizt werden kann.

Die Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen

Patentansprüche gelöst.

Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung, wobei die Vorheizvorrichtung zur Vorheizung mindestens einer Komponente der

Abgasnachbehandlungsanlage, insbesondere bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine, eingerichtet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung ein Heizelement und eine Fördervorrichtung zur Erzeugung eines die Abgasnachbehandlungsanlage

durchströmenden, beheizten Gasstroms umfasst.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung eine Fördervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine ist, die auch im Regelbetrieb der

Verbrennungskraftmaschine aktiv ist, oder dass die Fördervorrichtung eine separate Fördervorrichtung ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der

Verbrennungskraftmaschine betrieben werden kann oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein Turbolader der Verbrennungskraftmaschine, ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine, ein Kompressor der Verbrennungskraftmaschine oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine ist, oder dass die Fördervorrichtung ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist.

Gegebenenfalls betrifft die Erfindung eine Anordnung,

- wobei die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungsanlage eine Gaskanalanordnung zum Transport der Verbrennungsgase umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung mindestens einen ansaugseitigen Gaskanal wie insbesondere einen oder mehrere Luftansaugkanäle umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung mindestens einen abgasseitigen Gaskanal wie insbesondere einen oder mehrere Abgaskanäle umfasst,

- wobei die Gaskanalanordnung gegebenenfalls, insbesondere abhängig von der Kolben- oder Ventilstellung, durch den Brennraum oder durch die Brennräume der Verbrennungskraftmaschine geführt ist,

- und/oder wobei die Gaskanalanordnung gegebenenfalls mindestens einen

Rückführkanal wie insbesondere einen Abgasrückführkanal bzw. einen

Hochdruckabgasrückführkanal umfasst.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung oder zumindest das Heizelement der Vorheizvorrichtung entlang der Gaskanalanordnung nach der Verbrennungskraftmaschine, also abgasseitig angeordnet ist, und dass der durch die Vorheizvorrichtung erzeugte, beheizte Gasstrom in und durch die

Abgasnachbehandlungsanlage geführt ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung oder zumindest das Heizelement der Vorheizvorrichtung entlang der Gaskanalanordnung vor der

Verbrennungskraftmaschine, also ansaugseitig angeordnet ist, und der durch die Vorheizvorrichtung erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung wie insbesondere über den Rückführkanal an dem Brennraum oder an allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage geführt ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Rezirkuiationsieitung zur Rezirkulation des durch die Vorheizvorrichtung erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen ist, dass die Rezirkuiationsieitung entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu

beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage abzweigt, und dass die Rezirkuiationsieitung entlang des Gasstroms vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage in die Gaskanalanordnung mündet.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Kühlleitung zur Kühlung, zur

Temperaturregelung oder zur Temperatursteuerung der Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage vorgesehen ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Kühlleitung zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal mündet.

Gegebenenfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer

Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung, wobei ein durch mindestens ein Heizelement der

Vorheizvorrichtung beheizter Gasstrom unter Verwendung einer Fördervorrichtung durch die Abgasnachbehandlungsanlage gefördert wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom durch eine Gaskanalanordnung gefördert wird, wobei die Gaskanalanordnung zum Transport der Verbrennungsgase durch die Verbrennungskraftmaschine und durch die Abgasnachbehandlungsanlage eingerichtet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung nach der Verbrennungskraftmaschine, also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung, insbesondere von dem Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung vor der Verbrennungskraftmaschine, also ansaugseitig, von der Vorheizvorrichtung, insbesondere von dem Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizt wird, und dass der durch die Vorheizvorrichtung erzeugte, beheizte Gasstrom über eine Bypassleitung wie insbesondere über den Rückführkanal an dem Brennraum oder an allen Brennräumen der Verbrennungskraftmaschine vorbei in und durch die Abgasnachbehandlungsanlage geführt wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der beheizte Gasstrom durch eine

Rezirkulationsleitung gefördert wird, dass der Gasstrom nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage aus der

Gaskanalanordnung in die Rezirkulationsleitung gefördert wird, und dass der Gasstrom entlang der Gaskanalanordnung vor der mindestens einen zu beheizenden

Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage aus der Rezirkulationsleitung in die Gaskanalanordnung gefördert wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Gasstrom zur Kühlung, zur

Temperaturregelung oder zur Temperatursteuerung der Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage in einer Kühlleitung gekühlt wird.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anordnung, insbesondere die Vorheizvorrichtung, zumindest eine Fördervorrichtung und ein Heizelement umfasst. Bevorzugt ist vorgesehen, dass mehrere Heizelemente vorgesehen sind.

In allen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Beheizung der Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage indirekt erfolgt. Dies bedeutet insbesondere, dass nicht die Komponente bzw. deren Bauteile direkt beheizt werden, sondern dass ein heißer Gasstrom erzeugt wird, der durch diese Komponenten hindurchgeleitet wird. Insbesondere wird in allen Ausführungsformen der vorgeheizte Gasstrom durch jene Abschnitte der Gaskanalanordnung gefördert, durch die auch im Regelbetrieb das Abgas der Verbrennungskraftmaschine durchgeleitet wird. Dadurch kommt der vorgeheizte Gasstrom mit jenen Elementen und/oder Oberflächen der Abgasnachbehandlungsanlage in Kontakt, die katalytisch aktiv wirken bzw. die zur Verbesserung der Effizienz der Abgasnachbehandlungsanlage vorgeheizt werden müssen. Dadurch wird die Vorheizdauer signifikant verringert.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Beheizung der Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage direkt erfolgt.

Eine weitere Verringerung der Vorheizdauer kann dadurch erzielt werden, dass nur jene Komponenten der Anordnung mit dem beheizten Gasstrom in Kontakt kommen, die durchströmt werden müssen, um die vorzuheizenden Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage zu erreichen. Beispielsweise ist es notwendig, den beheizten Gasstrom durch den abgasseitigen Gaskanal zu leiten, um die

Abgasnachbehandlungsanlage durchströmen zu können. Jedoch ist es nicht zwingend notwendig, Komponenten, wie beispielsweise einen Ladeluftkühler, eine Turbine eines Turboladers oder die im Motorblock vorgesehenen Brennräume zu durchströmen. Gegebenenfalls ist daher mindestens eine Bypassleitung vorgesehen, durch die nicht zu beheizende Komponenten der Anordnung überbrückt werden können, sodass der beheizte Gasstrom an diesen Komponenten vorbeigeleitet wird.

Gegebenenfalls ist ein Oxidationskataiysator vorgesehen, wobei die Vorheizvorrichtung dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, diesen Oxidationskataiysator auf eine

Temperatur von mindestens 100°C vorzuheizen.

Gegebenenfalls ist ein NO x -Speicherkatalysator oder ein passiver NO x -Adsorber vorgesehen, wobei die Vorheizvorrichtung dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, diesen NOx-Speicherkatalysator oder den passiven NO x -Adsorber auf eine Temperatur von mindestens 100°C vorzuheizen.

Gegebenenfalls sind ein SCR-System und/oder eine DPF/SCR-Kombination

vorgesehen, wobei die Vorheizvorrichtung dazu geeignet und/oder eingerichtet ist, diese Komponente auf mindestens 80°C vorzuheizen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung entlang der

Gaskanalanordnung vor der Verbrennungskraftmaschine, also entlang des

ansaugseitigen Gaskanals, angeordnet ist, und dass auch ein Heizelement vor der Verbrennungskraftmaschine, also am ansaugseitigen Abschnitt der

Gaskanalanordnung, angeordnet ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, zur Steigerung der Effizienz der Vorheizung der Abgasnachbehandlungsanlage, den beheizten Gasstrom über eine Bypassleitung an der Verbrennungskraftmaschine und insbesondere an den Brennräumen vorbei in die Abgasnachbehandlungsanlage zu fördern.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung entlang des ansaugseitigen Gaskanals angeordnet ist, das Heizelement jedoch entlang des abgasseitigen

Gaskanals angeordnet ist. In diesem Fall kann eine Bypassleitung zur Umgehung der Brennräume entfallen, da die Beheizung ohnehin erst nach diesen Brennräumen erfolgt. Jedoch kann gegebenenfalls eine Bypassleitung zur Umgehung einer Komponente eines Verdichters, wie insbesondere eines Abgasturboladers, vorgesehen sein.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Rezirkulationsleitung vorgesehen ist, durch die der bereits durch die Abgasnachbehandlungsanlage durchgeführte beheizte

Gasstrom wieder in einen Bereich der Gaskanalanordnung geleitet wird, der den zu beheizenden Komponenten oder der zu beheizenden Komponente der

Abgasnachbehandlungsanlage vorgelagert ist. Dadurch geht der beheizte Gasstrom nicht durch den Auspuff verloren, sondern kann rezirkuliert und gegebenenfalls erneut aufgewärmt werden. Dadurch kann die Effizienz der Vorheizung weiter verbessert werden. Gegebenenfalls mündet die Rezirkulationsleitung in den ansaugseitigen Gaskanal. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Brennräume und gegebenenfalls weitere Komponenten durch eine Bypassleitung zu überbrücken, sodass der rezirkulierte beheizte Gasstrom seine Wärme gezielt an die zu beheizenden Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage abgegeben werden kann und nicht an Komponenten wie beispielsweise den Motorblock oder eine Turbine eines Verdichters, die nicht vorrangig vorgeheizt werden müssen.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Kühlleitung vorgesehen ist, die in einen beliebigen Abschnitt der Gaskanalanordnung mündet, um eine Kühlung bzw. eine Temperaturregelung oder -Steuerung der Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage bewirken zu können.

In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass eine Kühlleitung zur Zuführung von kühlendem Gas in den abgasseitigen Gaskanal mündet. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Kühlleitung über eine Fördervorrichtung ein Gas in den abgasseitigen Gaskanal einbringt, wobei die Temperatur dieses Gases kleiner ist als die Temperatur des im abgasseitigen Gaskanal befindlichen Gases.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass den aufzuheizenden Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage zumindest ein Heizelement vorgelagert ist, durch das der von der Fördervorrichtung erzeugte Gasstrom beheizt ist oder wird. Gegebenenfalls ist vor jeder zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage ein Heizelement angeordnet. Das oder jedes Heizelement kann beispielsweise ein elektrisches Heizelement zur Beheizung des geförderten Gasstroms sein.

In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der beheizte Gasstrom ein beheizter Luftstrom ist oder einen Luftstrom enthält, wobei zur Bildung des beheizten Luftstroms Umgebungsluft angesaugt wird, über eine Fördervorrichtung durch die Gaskanalanordnung gefördert und dabei über mindestens ein, bevorzugt mehrere, Heizelemente aufgeheizt wird.

Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass der beheizte Gasstrom ein beheizter Abgasstrom ist oder einen Abgasstrom enthält, wobei zur Bildung des beheizten Abgasstroms beispielsweise das in der Verbrennungskraftmaschine und/oder das in der Abgasnachbehandlungsanlage befindliche Abgas über eine

Fördervorrichtung durch die Gaskanalanordnung gefördert und dabei über mindestens ein, bevorzugt mehrere, Heizelemente aufgeheizt wird.

In allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die Anordnung zusätzlich zu einer Verbrennungskraftmaschine auch einen elektrischen Antrieb umfasst, sodass ein Hybridantrieb gebildet ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein Verdichter der

Verbrennungskraftmaschine, ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine, ein

Kompressor der Verbrennungskraftmaschine oder ein über einen separaten Antrieb angetriebener Turbolader der Verbrennungskraftmaschine bzw. ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine ist.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, oder ein separater Kompressor ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Fördervorrichtung ein Gebläse des die Anordnung enthaltenden Fahrzeugs wie beispielsweise das Heizungsgebläse des Fahrzeugs ist.

In allen Ausführungsformen ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorheizvorrichtung eine separate, vorzugsweise von der Verbrennungskraftmaschine unabhängige,

Vorheizvorrichtung ist und insbesondere, dass die Verbrennungskraftmaschine kein Teil der Vorheizvorrichtung ist,

In weiterer Folge werden die Erfindung und deren Funktionsweise anhand von

Verfahrensschritten weiter beschrieben. Wurde die Anordnung, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungsanlage, über einen gewissen Zeitraum derart betrieben, dass die Abgasnachbehandlungsanlage eine Temperatur aufweist, in der sie nicht optimal arbeiten kann, so kann dies beispielsweise über einen Temperatursensor erkannt werden. Ergibt sich nun aufgrund

unterschiedlicher Parameter, dass die Verbrennungskraftmaschine in Kürze wieder in ihren befeuerten Betrieb übergeht, oder dass in Kürze die

Abgasnachbehandlungsanlage ihre Wirksamkeit entfalten soll, so wird die

Vorheizvorrichtung aktiviert. Gegebenenfalls bzw. alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vorheizvorrichtung immer dann in Betrieb ist, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungsanlage unter einem gewissen Schwellwert liegt.

Ist die Vorheizvor chtung aktiviert, so wird jedenfalls ein Heizelement aktiviert, welches das durch die Gaskanalanordnung beförderte Gas beheizt. Dieses beheizte Gas wird in weiterer Folge durch die Abgasnachbehandlungsanlage und insbesondere durch jene Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage gefördert, die vorgeheizt werden sollen. Bevorzugt wird hierzu eine Fördervorrichtung aktiviert. Diese Fördervorrichtung kann beispielsweise eine Fördervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine oder eine separate Fördervorrichtung sein. Insbesondere ist die Fördervorrichtung ein Gebläse oder ein Verdichter, durch das oder den ein Gas durch die Gaskanalanordnung befördert werden kann. Bevorzugt ist dieses Gas Umgebungsluft und/oder Abgas, das angesaugt und über ein Heizelement beheizt durch die Abgasnachbehandlungsanlage befördert wird. Ist die notwendige Betriebstemperatur erreicht, was wiederum beispielsweise über einen Temperatursensor, insbesondere einen realen oder modellierten

Temperatursensor, festgestellt werden kann, so kann die Vorheizvorrichtung gegebenenfalls deaktiviert werden. So sind beispielsweise modellierte Sensoren einsetzbar, bei denen ein Temperaturmodell hinterlegt ist, in das andere Werte zur Ermittlung der Temperatur wie z.B. die Leistungsaufnahme, der Wärmeeintrag in Motoroder Abgasnachbehandlungskomponenten oder ähnliche Werte eingehen.

Eine Vorheizung geschieht beispielsweise bei Hybridfahrzeugen nach einer längeren Antriebsphase, in der ausschließlich der Elektromotor aktiv ist und die

Verbrennungskraftmaschine inaktiv oder zumindest unbefeuert geschleppt wird.

Gegebenenfalls ist die Vorheizung der Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage auch bei einem Kaltstart nötig, insbesondere wenn das Fahrzeug bzw. die Verbrennungskraftmaschine nach einer gewissen Zeit, in der die Verbrennungskraftmaschine nicht betrieben wurde, wieder gestartet wird.

Gegebenenfalls kann das durch die Abgasnachbehandlungsanlage beförderte vorgeheizte Gas durch den Auspuff an die Umgebung abgegeben werden. Alternativ dazu kann jedoch eine Rezirkulationsleitung vorgesehen sein, durch die das beheizte Gas nach der Abgasnachbehandlungsanlage oder nach der zu beheizenden

Komponente wieder in den Bereich vor der zu beheizenden Komponente eingebracht wird.

Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass bei einer Anordnung der eingangs genannten Art ein zumindest eine Komponente umgehender Kanal vorgesehen ist, in welchem die Vorheizvorrichtung angeordnet ist.

Ein damit erzielter Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass durch die Kombination des Heizelementes und der Fördereinrichtung und deren Anordnung in einem eigenen Kanal die zumindest eine Abgasnachbehandlungskomponente besonders effektiv beheizbar ist.

Der zumindest eine Komponente umgehende Kanal ist als Bypasskanal der

Gaskanalanordnung ausgebildet, wobei in der Gaskanalanordnung insbesondere mehrere Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage bevorzugt in

Strömungsrichtung in einem einzigen Abgaskanal angeordnet sind. Der Kanal umgeht diejenige Komponente oder Komponenten, welche beheizt werden sollen. Sollen zwei oder mehr Abgasnachbehandlungskomponenten beheizt werden, kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass der Kanal alle diese Komponenten umgeht. Die eine oder mehrere Komponenten der Abgasnachbehandlungsanordnung sind in der

Gaskanalanordnung angeordnet. Die Gaskanalanordnung kann grundsätzlich auch zwei oder mehr Abgaskanäle umfassen, in welchen die Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage angeordnet sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Kanal eine oder mehrere Komponenten umgeht, welche in einem, zwei oder mehr Abgaskanälen angeordnet sind.

Durch den Kanal wird ein Teil des durch die Gaskanalanordnung geförderten Abgases abgezweigt. Die Abzweigung erfolgt stromabwärts der zu erwärmenden Komponente, wobei stromaufwärts derselben der durch die Vorheizvorrichtung erwärmte Gasstrom wieder in die Gaskanalanordnung rückgeführt wird. Die Strömungsrichtung und

Anordnung kann aber auch umgedreht sein, insbesondere bei stehender

Verbrennungskraftmaschine. Dadurch wird in die zu erwärmende Komponente, genauer gesagt, in ein Teilvolumen derselben, Wärme transportiert. Der Kanal weist

insbesondere eine geringe spezifische Wärmekapazität auf und ist mit Vorteil so kurz wie möglich ausgebildet, sodass das zu erwärmende Element in einer kurzen Zeit aufwärmbar ist. Weiter kann der Kanal mit Vorteil wärmeisoliert ausgebildet sein.

Dadurch ist weiter ein sehr effizienter Wärmeeintrag in die Komponente gewährleistet, wodurch in weiterer Folge eine maximale Umwandlung der Schadstoffkomponenten wie Stickoxiden erfolgt.

In der Gaskanalanordnung der Abgasnachbehandlungsanlage der erfindungsgemäßen Anordnung sind mit Vorteil mehrere Komponenten angeordnet. Beispielsweise können in Strömungsrichtung stromabwärts des Motors folgende Komponenten angeordnet sein: ein Oxidationskatalysator (DOC oder LNT oder PNA), ein Katalysator,

insbesondere zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator), ein

Partikelfilter (SDPF) und ein weiterer Katalysator, insbesondere zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR-Katalysator). Die Verbrennungskraftmaschine ist insbesondere als Diesel-Verbrennungskraftmaschine ausgebildet, weshalb die

Elemente bevorzugt für einen Diesel-Motor ausgebildet und angeordnet sind. Es kann jedoch auch günstig sein, wenn die Verbrennungskraftmaschine einen Otto- oder Gasmotor, mit entsprechender Abgasnachbehandlungskomponenten, aufweist. Der Kanal ist dabei insbesondere zum Umgehen des ersten Katalysators, welcher beispielsweise zur selektiven katalytischen Reduktion ausgebildet ist, angeordnet und ausgebildet. Das heißt, der Kanal zweigt stromabwärts des ersten Katalysators von der Gaskanalanordnung ab, wobei ein Teil des Abgases mit Hilfe der Fördereinrichtung durch den Kanal, wo es vom Heizelement erwärmt wird. Stromaufwärts des ersten Katalysators zur wird der erwärmte Teil des Gasstroms wieder in die

Gaskanalanordnung, also in den dort geführten Gasstrom rückführt. Die

Strömungsrichtung, sowie die Anordnung der Elemente der Vorheizvorrichtung kann auch umgedreht ausgeführt sein.

Die Fördereinrichtung ist im Rahmen der Erfindung insbesondere als Gebläse ausgebildet, kann aber auch jede andere Fördereinrichtungsart sein. Die

Heizeinrichtung kann beispielsweise eine elektrische oder elektrisch betriebene Heizeinrichtung sein. Grundsätzlich können auch zwei oder mehr Heizeinrichtung vorgesehen sein. Unter dem Gasstrom wird im Rahmen der Erfindung ein Gas, insbesondere entweder Abgas oder Luft oder ein Abgas-Luft-Gemisch verstanden, welches gasförmig ist.

Es kann von Vorteil sein, wenn die Fördervorrichtung eine separate Fördervorrichtung ist, die unabhängig vom Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine betreibbar ist oder die im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine deaktiviert ist. Grundsätzlich ist es von Vorteil, wenn die Fördereinrichtung ein Gebläse oder ein

Hochleistungsgebläse ist. Vorteilhaft ist weiter vorgesehen, dass die Fördereinrichtung auch bei niedrigen Motormassenströmen betreibbar ist.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Fördervorrichtung ein separater Verdichter, ein separates Gebläse, ein separater Kompressor oder eine separate Pumpe ist. Dadurch ist sichergestellt, dass eine vordefinierte und/oder bestimmbare Menge an Gas über den Kanal von der Gaskanalanordnung abzweigbar und über den Kanal wieder in die Gaskanalanordnung rückführbar ist. Es kann auch günstig sein, wenn die Fördervorrichtung und das Heizelement als ein integrales Bauteil ausgebildet sind. Das heißt, das abgezweigte Gas wird von einem einzigen Element durch den Kanal gefördert und in diesem erwärmt. Hierfür kann die Fördervorrichtung beispielsweise als Gebläse mit einem elektrischen Heizelement ausgebildet sein. Es ist also eine Anzahl der benötigten Elemente reduziert.

Alternativ kann es zweckmäßig sein, wenn das Heizelement stromabwärts oder stromaufwärts der Fördereinrichtung angeordnet ist. Ein Teil des Abgases strömt bei einer Anordnung des Heizelementes stromabwärts der Fördereinrichtung im Kanal in Strömungsrichtung zuerst durch die Fördereinrichtung und dann durch das

Heizelement. Grundsätzlich kann es jedoch auch günstig sein, wenn die

Fördereinrichtung stromabwärts des Heizelementes angeordnet ist, wobei ein Teil des Gases im Kanal dann in Strömungsrichtung zuerst durch das Heizelement und dann durch die Fördereinrichtung strömt.

Es ist von Vorteil, wenn zumindest ein erster Reduktionsmittelinjektor zum Einbringen eines Reduktionsmittels in die Gaskanalanordnung vorgesehen ist, wobei der Kanal stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors in die Gaskanalanordnung einmündet. Der Reduktionsmittelinjektor ist dabei zum Einbringen eines Reduktionsmittels wie z.B. Harnstoff bzw. Harnstofflösung ausgebildet und angeordnet, wobei dieser der

Komponente vorgelagert ist.

Der Bypass kann dabei für jegliche Abgasnachbehandlungskomponente bzw. den Verbund mehrerer Abgasnachbehandlungskomponenten ausgebildet und angeordnet sein.

Das weitere Ziel wird erreicht, wenn bei einem Verfahren der eingangs genannten Art ein durch mindestens ein in einem zumindest eine Komponente umgehenden Kanal angeordnetes Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizter Gasstrom unter

Verwendung einer Fördervorrichtung über eine Gaskanalanordnung durch die

Abgasnachbehandlungsanlage gefördert wird.

Die damit erzielter Vorteile und Wirkungen entsprechen den oben angeführten Vorteilen und Wirkungen, welche in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben werden, weshalb auf eine neuerliche Beschreibung und Aufzählung verzichtet wird. In weiterer Folge werden die Erfindung und deren Funktionsweise anhand von

Verfahrensschritten weiter beschrieben. Wurde die Anordnung, insbesondere die Verbrennungskraftmaschine und die Abgasnachbehandlungsanlage, über einen gewissen Zeitraum derart betrieben, dass die Abgasnachbehandlungsanlage eine Temperatur aufweist, in der sie nicht optimal arbeiten kann, so kann dies beispielsweise über einen Temperatursensor erkannt werden. Ergibt sich nun aufgrund

unterschiedlicher Parameter, dass die Verbrennungskraftmaschine in Kürze wieder in ihren befeuerten Betrieb übergeht, oder dass in Kürze die

Abgasnachbehandlungsanlage ihre Wirksamkeit entfalten soll, so wird die

Vorheizvorrichtung aktiviert. Gegebenenfalls bzw. alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Vorheizvorrichtung immer dann in Betrieb ist, wenn die Temperatur der Abgasnachbehandlungsanlage unter einem gewissen Schwellwert liegt.

Ist die Vorheizvorrichtung aktiviert, so wird jedenfalls ein Heizelement aktiviert, welches das durch die Gaskanalanordnung beförderte Gas beheizt. Dieses beheizte Gas wird in weiterer Folge durch die Abgasnachbehandlungsanlage und insbesondere durch jene Komponenten der Abgasnachbehandlungsanlage gefördert, die vorgeheizt werden sollen. Bevorzugt wird hierzu eine Fördervorrichtung aktiviert. Diese Fördervorrichtung kann beispielsweise eine Fördervorrichtung der Verbrennungskraftmaschine oder eine separate Fördervorrichtung sein. Insbesondere ist die Fördervorrichtung ein Gebläse, ein Verdichter oder eine Pumpe, durch das oder den ein Gas durch die

Gaskanalanordnung befördert werden kann. Bevorzugt ist dieses Gas Umgebungsluft und/oder Abgas, das angesaugt und über ein Heizelement beheizt durch die

Abgasnachbehandlungsanlage befördert wird. Die Fördereinrichtung und das

Heizelement sind in einem die zu beheizende Komponente umgehenden Kanal angeordnet.

Ist die notwendige Betriebstemperatur erreicht, was wiederum beispielsweise über einen Temperatursensor, insbesondere einen realen oder modellierten

Temperatursensor, festgestellt werden kann, so kann die Vorheizvorrichtung

gegebenenfalls deaktiviert werden. So sind beispielsweise modellierte Sensoren einsetzbar, bei denen ein Temperaturmodell hinterlegt ist, in das andere Werte zur Ermittlung der Temperatur wie z.B. die Leistungsaufnahme, der Wärmeeintrag in Motoroder Abgasnachbehandlungskomponenten oder ähnliche Werte eingehen. Eine Vorheizung geschieht beispielsweise bei Hybridfahrzeugen nach einer längeren Antriebsphase, in der ausschließlich der Elektromotor aktiv ist und die

Verbrennungskraftmaschine inaktiv oder zumindest unbefeuert geschleppt wird.

Gegebenenfalls ist die Vorheizung der Komponenten der

Abgasnachbehandlungsanlage auch vor und/oder bei einem Kaltstart nötig, insbesondere wenn das Fahrzeug bzw. die Verbrennungskraftmaschine nach einer gewissen Zeit, in der die Verbrennungskraftmaschine nicht betrieben wurde, wieder gestartet wird.

Günstig ist es, wenn der Gasstrom im Verlauf der Gaskanalanordnung nach der Verbrennungskraftmaschine, also abgasseitig, von der Vorheizvorrichtung,

insbesondere von dem Heizelement der Vorheizvorrichtung beheizt wird.

Vorteilhaft kann es weiter sein, wenn der beheizte Gasstrom stromaufwärts oder stromabwärts der zu beheizenden Komponente der Abgasnachbehandlungsanlage vom Kanal in die Gaskanalanordnung gefördert wird.

Die Erfindung wird nun anhand von nicht einschränkenden, exemplarischen

Ausführungsformen und anhand der Figuren weiter beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine erste Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 2 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 3 eine dritte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 4 eine vierte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 5 eine fünfte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 6 eine sechste Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 7 eine siebente Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung und

Fig. 8 eine achte Variante einer erfindungsgemäßen Anordnung. Die Figuren 1 bis 5 zeigen unterschiedliche mögliche Anordnungen einer

Verbrennungskraftmaschine mit einer Abgasnachbehandlungsanlage und einer Vorheizvorrichtung in schematischen, stark vereinfachten Darstellungen.

Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen in den Figuren folgenden Komponenten:

Verbrennungskraftmaschine 1 , Abgasnachbehandlungsanlage 2, Vorheizvorrichtung 3, Komponente (der Abgasnachbehandlungsanlage) 4, Heizelement 5, Fördervorrichtung 6, Gaskanalanordnung 7, ansaugseitiger Gaskanal 8, abgasseitiger Gaskanal 9, Brennraum 10, Rückführkanal 1 1 , Bypassleitung 12, Rezirkulationsieitung 13, Auspuff 1 , Drosselklappe 15, Turbolader 16, Kühlerbypassleitung 17, Kühlleitung 18,

Zusatzantrieb 19, Ladeluftkühler 22, EGR-Kühler 27, Reduktionsmittelinjektor 30, Kanal 31 , Oxidationskatalysator 32, SPDF 33, SCR-Katalysator 34, Rückführkanal 35, weiterer Injektor 36, Absperrorgan 37, Zusatzleitung 120.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung einer

Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Abgasnachbehandlungsanlage 2 und einer Vorheizvorrichtung 3. Die Abgasnachbehandlungsanlage 2 umfasst mehrere

Komponenten 4, die durch die Vorheizvorrichtung 3 vorgeheizt werden können. Dabei kann eine Komponente 4 als SCR-Katalysator ausgeführt sein, der stromaufwärts ein Reduktionsmittelinjektor 30 zum Einbringen eines Reduktionsmittels wie z.B. Harnstoff bzw. Harnstofflösung vorgelagert ist.

Zum Vorheizen sind in der folgenden Ausführungsform mehrere Heizelemente 5 vorgesehen, wobei die erfindungsgemäßen Vorteile auch mit nur einem Heizelement 5 erreicht werden können. Ferner umfasst die Vorheizvorrichtung 3 zumindest eine Fördervorrichtung 6, die in der vorliegenden Ausführungsform als Gebläse ausgebildet ist. Dieses Gebläse ist gemäß dieser Ausführungsform ein separates Gebläse, das im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 bevorzugt nicht aktiv ist. Vielmehr wird dieses Gebläse, also die Fördervorrichtung 6, nur zum Zwecke der Vorheizung der Komponenten 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 eingesetzt. Die Anordnung umfasst eine Gaskanalanordnung 7. Die Gaskanalanordnung 7 umfasst einen ansaugseitigen Gaskanal 8 und einen abgasseitigen Gaskanal 9, wobei ansaugseitig und abgasseitig hier hinsichtlich der Brennräume 10 zu verstehen ist. Im Regelbetrieb können die Brennräume 10 Teil der Gaskanalanordnung 7 sein, da Verbrennungsgase, insbesondere die Ansaugluft, durch die Brennräume 10 gefördert werden.

Ferner umfasst die Verbrennungskraftmaschine 1 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 einen Rückführkanal 1 1 , der im Regelbetrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 ein Abgasrückführkanal bzw. ein Hochdruckabgasrückführkanal ist oder als ein solcher Kanal wirkt. Zur effizienten Vorheizung der Komponenten 4 der

Abgasnachbehandlungsanlage 2 wird dieser Rückführkanal 1 1 als Bypassleitung 12 verwendet, um den Luftstrom, vorbei an den Brennräumen 10, zur

Abgasnachbehandlungsanlage 2 zu fördern.

Der bei der Vorheizung geförderte Gasstrom folgt den eingezeichneten Pfeilen vom ansaugseitigen Gaskanai 8 über die Bypassleitung 12 vorbei an den Brennräumen 10 in den abgasseitigen Gaskanal 9, von dort aus weiter zu einem ersten Heizelement 5 und einer ersten Komponente 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2, weiter zu

gegebenenfalls weiteren Heizelementen 5 und weiteren Komponenten 4 der

Abgasnachbehandlungsanlage 2. In der vorliegenden Ausführungsform verlässt der beheizte Gasstrom die Anordnung durch den Auspuff 14, und wird dort an die

Umgebung abgegeben. Stromaufwärts des Auspuffs 14 ist im dargestellten

Ausführungsbeispiel eine Abgasdrosselklappe 15, zwischen dem Verdichter des Turboladers 16 und dem Ladeluftkühler 22 eine Drosselklappe 20 vorgesehen.

Gegebenenfalls kann diese Anordnung auch zur Kühlung der

Abgasnachbehandlungsanlage 2 mit Umgebungsluft bei deaktivierten Heizelementen 5 verwendet werden, falls die Temperatur der Abgasnachbehandlungskomponenten beispielsweise einen Schwellwerl überschreitet.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Konfiguration wie Fig. 1 , wobei anstatt der Verwendung eines separaten Gebläses als Fördervorrichtung 6 ein Verdichter bzw. ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine 1 als Fördervorrichtung 6 herangezogen wird. Diese Fördervorrichtung 6 ist insbesondere als elektrisch angetriebener Verdichter, wie beispielsweise als sogenannter„E-Booster" oder als elektrisch betriebener Kompressor ausgebildet. Die restlichen Komponenten und deren Funktionsweise entsprechen den Komponenten und der Funktionsweise aus Fig. 1. Die Fördervorrichtung 6 fördert einen Gasstrom durch die Gaskanalanordnung 7, insbesondere durch den ansaugseitigen Gaskanal 8, durch den als Bypassleitung 12 wirkenden Rückführkanal 1 1 weiter in den abgasseitigen Gaskanal 9 und dadurch weiter durch die

Abgasnachbehandlungsanlage 2. Den aufzuheizenden Komponenten 4 der

Abgasnachbehandlungsanlage 2 ist zumindest ein Heizelement 5 vorgelagert, sodass der beheizte Gasstrom durch die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert wird, um selbige vorzuheizen.

Der Gasstrom verlässt die Abgasnachbehandlungsanlage 2 durch den Auspuff 14 und wird dort an die Umgebung abgegeben. Zusätzlich zur Abgasdrosselklappe 15 stromaufwärts des Auspuffs 14 und der Drosselklappe 20 ist ein Ladeluftventil 21 in Form eines DreiVZweiwegeventils an der Stelle angeordnet, wo die Ladeluftzuführung zum„E-Booster" abzweigbar bzw. zum Ladeluftkühler 22 führbar ist.

In den Figuren 1 und 2 kann zur Umgehung der Brennräume 10 ein

Abgasrückführventil, insbesondere das sogenannte Hochdruck-EGR-Ventil 23 einer Hochdruck-Abgasrückführung, bei deaktivierter Verbrennungskraftmaschine 1 geöffnet sein sodass der Rückführkanal 1 1 als Bypassleitung 12 wirken kann.

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Konfiguration wie Fig. 2, wobei jedoch zusätzlich eine Rezirkulationsleitung 13 im Niederdruckbereich vorgesehen ist. Der Gasstrom zur Vorheizung der Abgasnachbehandlungsanlage 2 wird, ausgehend von der

Fördervorrichtung 6, vorbei an den Brennräumen 10 der Verbrennungskraftmaschine 1 in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert. Vor den zu beheizenden

Komponenten 4 ist wiederum zumindest ein Heizelement 5 vorgesehen. Im Unterschied zur Konfiguration der Fig. 2 ist jedoch bei Fig. 3 zur Vorheizung der

Abgasnachbehandlungsanlage 2 zumindest zeitweise 'die Abgasdrosselklappe 15 betätigt, die geschlossen wird, damit der beheizte Gasstrom nicht aus dem Auspuff 14 austritt, sondern über die Rezirkulationsleitung 13 im Niederdruckbereich wieder zur Vorheizvorrichtung 3, insbesondere zur Fördervorrichtung 6 und zum Heizelement 5, geleitet wird. Neben einem Niederdruck EGR-Ventil 24 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 mindestens ein erstes Stellelement 25 in Form eines Drei- /Zweiwegeventils vorgesehen, welches betätigt werden kann, damit der beheizte Gasstrom über die Niederdruckabgasrückführleitung, in der ein EGR-Kühler 27 angeordnet ist, in die Rezirkulationsleitung 13 und von dort wieder zu der

Fördervorrichtung 6 geleitet wird. Die Rezirkulationsleitung 13 ist dabei eine separate Leitung, die für den Betrieb der Verbrennungskraftmaschine 1 nicht notwendig ist. Die Rezirkulationsleitung 13 ist insbesondere dazu vorgesehen, um den als Verdichter ausgeführten ansaugseitigen Teil eines Turboladers 16 zu umgehen.

Gegebenenfalls kann aber auch vorgesehen sein, dass die Rezirkulationsleitung 13 durch die Abgasrückführungsieitung, insbesondere die

Niederdruckabgasrückführungsleitung, gebildet ist, wodurch eine separate

Rezirkulationsleitung 13 entfallen kann. Hierfür ist bevorzugt ein zweites Stellelement 26 vorgesehen, das beispielsweise als Drosselklappe ausgeführt sein kann. Das erste Stellelement 25, gegebenenfalls auch die Drosselklappe 20, kann bzw. können in einer solchen Variante entfallen.

Durch Konfiguration der Fig. 3 kann der beheizte Gasstrom durch die

Gaskanalanordnung 7 zirkulieren, wodurch die Effizienz der Vorheizvorrichtung 3 verbessert wird, da die Wärme nicht durch den Auspuff 14 nach außen abgegeben wird. Gegebenenfalls ist jedoch vorgesehen, dass je nach gewünschter Heizleistung oder Zieltemperatur die Abgasdrosselklappe 15 ganz oder teilweise geöffnet wird, sodass der beheizte Gasstrom ganz oder teilweise durch den Auspuff 14 austritt.

Bei der Konfiguration gemäß Fig. 3 dient, wie auch bei Fig. 2, ein bereits vorhandener Verdichter bzw. ein Gebläse der Verbrennungskraftmaschine 1 als Fördervorrichtung 6. Diese Fördervorrichtung 6 der Verbrennungskraftmaschine 1 kann beispielsweise ein Verdichter, insbesondere ein elektrisch unterstützter Turbolader 16, ein Kompressor und bevorzugt ein E-Booster der Verbrennungskraftmaschine 1 sein.

Fig. 4 zeigt eine weitere Konfiguration, die im Wesentlichen mit der Konfiguration der Fig. 3 übereinstimmt, wobei zusätzlich eine Kühlerbypassleitung 17 vorbei am EGR- Kühler 27 vorgesehen ist.

Die Kühlerbypassleitung 17 ist eine Bypassleitung, durch die der Gasstrom am EGR- Kühler 27 der Abgasrückführleitung vorbeileitbar ist. Durch das Umgehen des EGR- Kühlers 27 durch die Kühlerbypassleitung 17 wird der beheizte Gasstrom nicht durch den EGR-Kühler 27 geleitet, womit die Effizienz der Vorrichtung weiter verbessert wird. Die Funktionsweise der Anordnung gemäß Fig. 4 entspricht mit Ausnahme der

Kühlerbypassleitung 17 der Funktion der Ausführungsform der Fig, 3. In alle Ausführungsformen kann, alternativ zur Verwendung des Rückführkanals 1 1 der Verbrennungskraftmaschine als Bypassleitung 12, eine eigene, insbesondere eine zusätzliche Leitung vorgesehen sein, um den Luftstrom, vorbei an den Brennräumen 10, zur Abgasnachbehandlungsanlage 2 zu fördern. Beispielhaft ist dazu in Fig. 4 eine strichpunktierte Zusatzleitung 120 eingezeichnet, die unmittelbar stromabwärts der dort als E-Booster ausgeführten Fördervorrichtung 6 abzweigt und nach den Brennräumen unmittelbar stromabwärts der Turbine des Turboladers 16 in die Abgasleitung einmündet. Die zusätzlich an den Mündungspunkten möglichen 3/2-Wegeventile sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung. Diese umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer Abgasnachbehandlungsanlage 2 und einer Vorheizvorrichtung 3, wobei die Vorheizvorrichtung 3 mindestens ein

Heizelement 5 und eine Fördervorrichtung 6 umfasst. Die Fördervorrichtung 6 ist im Verlauf des abgasseitigen Gaskanals 9 der Gaskanalanordnung 7 angeordnet. Eine gezielte Umgehung der Brennräume 10 der Verbrennungskraftmaschine 1 ist dadurch im vorliegenden Fall nicht notwendig. Vielmehr wird ein Gasstrom von der

Fördervorrichtung 6 z.B. aus der Umgebung der Verbrennungskraftmaschine 1 angesaugt und durch die Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert. Dabei mündet ein von der Fördervorrichtung 6 kommender Gaskanal in die

Abgasnachbehandlungsanlage 2 bzw. stromabwärts der Turbine des Turboladers 16, unmittelbar vor der Abgasnachbehandlungsanlage 2 in den abgasseitigen Gaskanal 9. Durch ein Heizelement 5 oder mehrere Heizelemente 5 kommt es zu einer Beheizung des Gasstroms. Der Gasstrom wird dann durch die zu beheizenden Komponenten 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 gefördert.

Ferner sind in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 zusätzlich mehrere Stellelemente vorgesehen, durch die eine Rezirkulation des Gasstroms zur Beheizung der

Abgasnachbehandlungsanlage 2 bewirkt werden kann, um eine raschere Aufheizung und Erhöhung der Effizienz zu erzielen. Darin besteht eine Verbindung zwischen der zum Auspuff 1 führenden Leitung und einer mit der Umgebung der

Verbrennungskraftmaschine 1 verbundenen Zuleitung 18 der Fördervorrichtung 6, wobei in dieser Verbindung ein drittes Stellelement 28 angeordnet ist. Des Weiteren ist in der Zuleitung 18 der Fördervorrichtung, stromaufwärts des Eint ttspunkts der genannten Verbindung, ein viertes Schaltelement 29 angeordnet. Wird das dritte Stellelement 28 in eine Durchlassstellung gebracht und werden gleichzeitig die

Abgasdrosselklappe 15, das Niederdruck EGR-Ventil 24 und das vierte Schaltelement 29 in eine Schließstellung gebracht, wird der in die Abgasnachbehandlungsanlage 2 eingebrachte Gasstrom zirkuliert und zusätzlich aufgewärmt. Die Rezirkulation dieses Gases geschieht entlang der durch die Pfeile markierten Abschnitte der

Gaskanalanordnung 7.

Je nach gewünschter Betriebstemperatur oder Effizienz der Anordnung können überdies ein oder mehrere Stellelemente, insbesondere die Abgasdrosselklappe 15 derart gestellt werden, dass der beheizte Gasstrom teilweise oder - mit dem dritten Stellelement 28 und dem Niederdruck EGR-Ventil 24 in Schließstellung - vollständig durch den Auspuff 14 austritt.

Die in den vorliegenden Ausführungsformen der Fig. 5 und 6 dargestellte Zuleitung kann ferner als Kühlleitung fungieren. Eine derartige Kühlleitung kann gegebenenfalls in allen Ausführungsformen vorgesehen sein. Die Kühlleitung kann beispielsweise als einfache Frischluftzufuhr mit einem vierten Stellelement 29 und gegebenenfalls mit einem Gebläse ausgebildet sein. Durch diese Kühlleitung kann eine Herabsetzung der Temperatur des beheizten Gasstroms erfolgen. Dies kann beispielsweise einen Vorteil bei der Regelung oder Steuerung der Temperatur des Gasstroms bringen. Ferner kann gegebenenfalls die Kühlleitung im Regelbetrieb bzw. bei befeuerter und/oder unbefeuerter Verbrennungskraftmaschine 1 zur Kühlung von Komponenten 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 eingesetzt werden.

In den Ausführungsformen der Figuren 1 bis 6 kann gegebenenfalls ein Zusatzantrieb 19, wie beispielsweise ein Elektromotor vorgesehen sein. Die Stellelemente der Figuren 1 bis 5 können beispielsweise Ventile, Absperrelemente oder Klappen sein.

Die Abgasnachbehandlungselemente in den Figuren bzw. in der Beschreibung können motornah und/oder im Unterflurbereich und damit weiter entfernt vom Motor angeordnet sein. Für die erfindungsgemäße Funktion spielt die Lage der Komponenten keine oder eine untergeordnete Rolle. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform können gegenüber den dargestellten Ausführungsformen zusätzliche bzw. weniger Abgasnachbehandiungskomponenten vorgesehen sein.

Das Heizelement muss nicht unmittelbar an einer Komponente der

Abgasnachbehandlungsanlage angeordnet sein, sondern kann gegebenenfalls in einem beliebigen Bereich der Gaskanalanordnung angeordnet sein, in dem der zu beheizende Gasstrom gefördert wird. Insbesondere kann das Heizelement nahe der

Fördervorrichtung angeordnet sein.

Da insbesondere Luft bzw. Abgas durch das System bewegt wird, kann auch bei einer derartigen Anordnung ein Aufwärmen der Abgasnachbehandlungselemente erreicht werden.

Allgemein können bei den Stellelementen 3/2-Wegeventile auch mit zwei

Drosselklappen bzw. zwei Drosselklappen mit 3/2-Wegeventilen ausgeführt sein.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung einer Verbrennungskraftmaschine 1 mit einer

Abgasnachbehandlungsanlage 2. Die Abgasnachbehandlungsanlage 2 umfasst eine Komponente 4 und eine Gaskanalanordnung 7, wobei die Komponente 4 in der Gaskanalanordnung 7 angeordnet ist.

Es ist ein die Komponente 4 umgehender Kanal 31 vorgesehen, in welchem eine Vorheizvorrichtung 3 angeordnet ist. Die Vorheizvorrichtung 3 ist zur Vorheizung der Komponente 4 ausgebildet, wobei die Komponente 4 in diesem Ausführungsbeispiel als SCR-Katalysator ausgebildet ist.

Die Vorheizvorrichtung 3 ist zur Vorheizung der in der Gaskanalanordnung 7

angeordneten Komponente 4 bei befeuerter und/oder unbefeuerter

Verbrennungskraftmaschine 1 eingerichtet. Diese umfasst ein Heizelement 5 und eine Fördervorrichtung 6, wobei das Heizelement 5 im Kanal 31 stromabwärts der

Fördervorrichtung 6 angeordnet ist. Die Anordnung kann aber auch umgekehrt erfolgen, wobei das Heizelement 5 dann im Kanal 31 stromaufwärts der Fördervorrichtung 6 angeordnet ist. Darüber hinaus sind in der Gaskanalanordnung 7 beispielhaft noch ein Oxidationskatalysator 32, ein SDPF 33 und ein weiterer SCR-Katalysator 34

angeordnet, wobei der Oxidationskatalysator 32 stromaufwärts des ersten SCR- Katalysators 4 und der SDPF 33 sowie der weitere SCR-Katalysator 34 stromabwärts des ersten SCR-Katalysators 4 angeordnet sind. Es ist ferner ein

Reduktionsmittelinjektor 30 zum Einbringen eines Harnstoffs in die Gaskanalanordnung 7 vorgesehen, wobei der Kanal 31 stromaufwärts des Reduktionsmittelinjektors 30 in die Gaskanalanordnung 7 einmündet und den erhitzten Gasstrom in diese, genauer gesagt in oder vor den SCR-Katalysator 4 einbringt.

Die Gaskanalanordnung 7 kann aber auch jegliche andere

Abgasnachbehandlungskomponenten umfassen und ist nicht auf eine Dieselspezifische Anordnung beschränkt.

Ferner umfasst die Anordnung folgende Komponenten:

Brennraum 10, Ladeluftkühler 22, Turbolader 16, EGR-Kühler 27, ansaugseitiger Gaskanal 8, Drosselklappe 15, Rückführkanal 35, abgasseitiger Gaskanal 9, Auspuff 14, weiterer Injektor 36.

Fig. 8 zeigt dieselbe Ausführungsform wie Fig. 7, wobei zusätzlich auch explizit ein Absperrorgan 15 dargestellt ist, das ein Schließen des Kanals 31 ermöglicht.

In den Ausführungsformen der Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 ist jeweils ein die

Komponente(n) 4 umgehender Kanal 31 vorgesehen, der insbesondere auch als Rezirkulationsleitung 13 ausgebildet sein kann. Dieser Kanal 31 zweigt jeweils vom abgasseitigen Gaskanal 9 ab und mündet auch wieder in den abgasseitigen Gaskanal 9. Die Abzweigung erfolgt beispielsweise stromabwärts der zu erwärmenden

Komponente(n) 4, wobei stromaufwärts derselben Komponente(n) 4 der Gasstrom wieder in den abgasseitigen Gaskanal 9 rückgeführt wird. Bei diesen

Ausführungsformen sind die Fördervorrichtung 6 und gegebenenfalls auch ein

Heizelement 5 im Verlauf des Kanals 31 angeordnet. Der Kanal 31 kann bevorzugt über ein Absperrorgan teilweise oder vollständig verschlossen werden, sodass bei Bedarf verhindert werden kann, dass das den abgasseitigen Gaskanal 9 durchströmende Gas in den Kanal 31 eintritt. Bei diesen Ausführungsformen ist daher bevorzugt ein Kanal zur Rezirkulation des durch die Vorheizvorrichtung 3 erzeugten, beheizten Gasstroms vorgesehen, wobei der Kanal entlang des Gasstroms nach der mindestens einen zu beheizenden Komponente 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 abzweigt, und entlang des Gasstroms vor der mindestens einen zu beheizenden Komponente 4 der Abgasnachbehandlungsanlage 2 in die Gaskanalanordnung 7 mündet. Gegebenenfalls kann dadurch ein Teilstrom rezirkuliert werden. Ein derartiger Kanal 31 kann gegebenenfalls auch in den

Ausführungsformen der Figuren 1 bis 5 vorgesehen sein.

In allen Ausführungsformen können mehrere Kanäle 31 gemäß den Figuren 6, 7 und 8 vorgesehen sein, die jeweils eine oder mehrere Komponenten 4 umgehend ausgebildet sind und entlang deren Verlauf ein Heizelement 5 und/oder eine Fördervorrichtung 6 angeordnet ist oder sind. Dadurch können unterschiedlich Komponenten 4 unabhängig voneinander beheizt werden.