Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A HEAT EXCHANGER SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/089827
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and to an associated device for operating a heat exchanger system for a motor vehicle. According to the invention, during the warm-up phase of the internal combustion engine and upon exceeding a maximum permissible coolant temperature the cooling medium present in the waste gas heat exchanger is displaced by a gas current from the waste gas heat exchanger, and that the gas remains in the waste gas heat exchanger during the warm-up phase until the light-off temperature of the catalyst has been reached and if the maximum permissible coolant temperature is exceeded until a permissible coolant temperature has been reached. After the light-off temperature of the catalyst has been reached, or after the maximum permissible coolant temperature is no longer met, the waste gas heat exchanger is vented and thereafter a cooling medium that is heated in the indirect heat exchange with the waste gases of the internal combustion engine is supplied to the waste gas heat exchanger.

Inventors:
BALS REINHOLD (DE)
Application Number:
PCT/DE2009/000043
Publication Date:
July 23, 2009
Filing Date:
January 15, 2009
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
IAV GMBH (DE)
BALS REINHOLD (DE)
International Classes:
F01N3/28; F01N3/20; F01N5/02; F01N9/00
Foreign References:
DE10111787A12001-09-27
EP1331113A12003-07-30
JPH0267415A1990-03-07
DE19951583A12001-05-23
DE2339005A11974-05-09
JP2008190439A2008-08-21
Download PDF:
Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Wärmetauschersystems für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Abgasanlage, bei der die Abgase einen katalytischen Wandler durchströmen, der von einem Abgaswärmetauscher umschlossen wird, in dem eine indirekte Wärmeübertragung einstellbar zwischen den den katalytischen Wandler durchströmenden Abgasen der Verbrennungskraftmaschine und einem den Abgaswärmetauscher durchströmenden Kühlmedium zur Nutzung der Wärmeenergie der Abgase erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass in der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine (12) und bei einem überschreiten einer maximal zulässigen Kühlmitteltemperatur das in dem Abgaswärmetauscher (1) befindliche Kühlmedium (21 ; 22) durch einen Gasstrom (23) aus dem Abgaswärmetauscher (1) verdrängt wird, das Gas (23) in der Warmlaufphase bis zur Erreichung der Anspringtemperatur des Katalysators und bei einer überschreitung der maximal zulässigen Kühlmitteltemperatur bis zum Erreichen einer zulässigen Kühlmitteltemperatur in dem Abgaswärmetauscher (1) verweilt, danach der Abgaswärmetauscher (1) entlüftet und ein dem Abgaswärmetauscher (1) durchströmendes Kühlmedium (21 ; 22) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der dem Abgaswärmetauscher (1) zugeführte Gasstrom (23) Druckluft aus dem Druckluftsystem des Kraftfahrzeuges oder bei stationärer Anwendung aus einem entsprechenden Druckluftsystem ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium(21 ; 22) Motoröl oder eine Mischung aus Wasser mit einem Medium mit hoher Verdampfungsenthalpie, wie Glykol, Ammoniak, Ethanol, Methanol, Essigsäure oder CO 2 , ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

der Gasstrom (23) und das Kühlmedium (22; 23) dem Abgaswärmetauscher (1) über Ventile (3) einstellbar zu- und abgeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium (21) im Kreislauf über die Verbrennungskraftmaschine (12), einen Motorölkühler (14) und den Abgaswärmetauscher (1) gefördert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Kühlmedium (21) im Kreislauf über die Verbrennungskraftmaschine (12), einen Motorölkühler (14) und einen Wärmetauscher (19) und ein zweites Kühlmedium (22) im Kreislauf über den Wärmetauscher (19) und den Abgaswärmetauscher (1) gefördert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftung des mit Gas (23) gefüllten Abgaswärmetauschers (1) über einen Ausgleichsbehälter (17) des Druckluftsystems erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des Kühlmediums (21 ; 22) aus dem Abgaswärmetauscher (1) abgeführte Wärmeenergie zur Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder zum Betrieb einer separaten Expansionsmaschine und/oder zur Fahrzeugheizung (18) verwendet wird.

9. Vorrichtung zum Betreiben eines Wärmetauschersystems für ein Kraftfahrzeug mit einer Verbrennungskraftmaschine und einer Abgasanlage mit einem Katalysator und einem integrierten indirekten Abgaswärmetauscher, der mit einer Zu- und Abführungsleitung für das den Abgaswärmertauscher durchströmende Kühlmedium versehen ist, gekennzeichnet dadurch, dass

vor dem Abgaswärmetauscher (1) die Zuführungsleitung (5) für das Kühlmedium (21 ; 22) über ein erstes verstellbares Ventil (3) mit einer Druckluftleitung (4) und die Abführungsleitung (7) für das Kühlmedium (21; 22) nach dem Abgaswärmetauscher (1) über ein zweites verstellbares Ventil (3 ' ) mit einer Luftleitung (8) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (1) im Querschnitt aus mehreren neben- und übereinander angeordneten, das Kühlmedium (21 ; 22) durchströmenden oder Druckgas enthaltenden Wärmetauscherrohren (10) besteht, deren Außenfläche als kataly- tisch wirksame Oberfläche (20) ausgebildet ist und einen Katalysator bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgaswärmetauscher (1) und der Katalysator eine Baueinheit bilden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (3) und das Ventil (3') über eine Bypassleitung (6) für das Kühlmedium (21 ; 22) miteinander verbunden sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung (8) zur Entlüftung der Wärmetauscherrohre (10) des Abgaswärmetauschers (1) mit einem Ausgleichsbehälter (17) für das Kühlmedium (21) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch wirkende Oberfläche (20) der Wärmetauscherrohre (10) gerippt ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 14,

dadurch gekennzeichnet, dass die in den Abgaswärmetauscher (1) mündende Zuführungsleitung (5) zur Zuführung eines Kühlmediums (21) mit einem Motorölkühler (14) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Abgaswärmetauscher (1) mündende Zuführungsleitung (5) zur Zuführung eines in einem Sekundärkreislauf geführten Kühlmediums (22) mit einem Wärmetauscher (19) verbunden ist, wobei der Wärmetauscher (19) zur Zuführung des Kühlmediums (21) mit dem Motorölkühler (14) verbunden ist.

Description:

Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Wärmetauschersystems für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Wärmetauschersystems für ein Kraftfahrzeug oder ein Stationäraggregat mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmalen sowie eine dazugehörige Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 9 genannten Merkmalen.

In der Kraftfahrzeugindustrie erhält die Reduzierung der Motoremissionen und die bessere Energieausnutzung bei gleichzeitig wachsenden Komfortbedürfnissen eine ständig größere Bedeutung. So ist aus der DE 195 37 801 A1 ein Kraftfahrzeug mit Verbrennungskraftmaschine und einem Abgaswärmetauscher vorgesehen, in dem ein erstes Fluid erwärmt wird. Das erste Fluid wird dabei durch einen Sekundärwärmetauscher geschickt, in dem ein zweites Fluid erwärmt wird. Zum Transportieren des ersten Fluids durch die beiden Wärmetauscher dient eine Fluidpumpe, die in Strömungsrichtung gesehen vor dem Abgaswärmetauscher liegt. Durch Strömungsklappen erfolgt eine Regelung des durch den Abgaswärmetauscher geleiteten Fluids. Neben der Abgaswärmenutzung kann ein schnelleres Aufheizen der Verbrennungskraftmaschine oder ein schnelleres Anspringen der Heizung des Fahrzeuges erfolgen. Nachteilig ist hierbei der verhältnismäßig hohe Aufwand zur Nutzung der Wärmeenergie der Abgase durch einen zweiten Wärmetauscherkreislauf, die dafür benötigte Regeltechnik und die im Bereich der Abgassensorik eingebrachte Aktuatorik (Klappen).

Die DE 101 11 787 B4 beschreibt eine integrierte Wärme- und Abgasmanagementeinheit bestehend aus einem vom Abgas durchströmten Gehäuse, in dem ein kataly- tischer Wandler zur Reinigung der Abgase und eine Einheit zur Rückgewinnung der Abgaswärme angeordnet sind. Vor dem Durchströmen des katalytischen Wandlers kann dem Abgasstrom ein Heißgasstrom zur Erwärmung des Katalysators während des Kaltstarts der Verbrennungskraftmaschine zugeführt werden. Dazu wird in einem zusätzlichen Heizgerät durch Kraftstoffeinspritzung Kraftstoff verbrannt, um eine gewünschte Abgastemperatur zu erhalten. Die integrierte Wärme- und Abgasmanagementeinheit enthält ferner eine Einheit zur Rückgewinnung von Abgaswärme, die dem katalytischen Wandler sowohl umgibt, als auch mit diesem in stromabwärtiger

Stromverbindung steht, um zur übertragung zu Wärme benötigenden Bereichen des Fahrzeugs Abgaswärme mit Flüssigkeitswärme auszutauschen. Der Abgaswärmetauscher zur Rückgewinnung der Abgaswärme ist dabei mit einem Zu- und Ablauf für das zum indirekten Wärmeaustausch mit den Abgasen benötigte Kühlmedium versehen. Die integrierte Wärme- und Abgasmanagementeinheit liefert thermische Energie, um für eine verbesserte Schmierung unter Kaltstartbedingungen das Erwärmen des Motors durch Erhitzen von Motoröl zu verbessern, um die Haltbarkeit des Motors zu verbessern. Sie arbeitet, um Emissionen unter Kaltstartbedingungen zu reduzieren, indem ein Anspringen des Katalysators als Ergebnis einer schnellen Erwärmung durch das Heizgerät mit Kraftstoffeinspritzung und einer Isolierung des katalytischen Wandlers durch die Einheit zur Rückgewinnung von Abgaswärme beschleunigt wird. Die Einheit kann für einen erhöhten Komfort des Kunden auch das Erwärmen der Fahrgastzelle verbessern.

Nachteilig hierbei ist, dass während des Warmlaufens der Verbrennungskraftmaschine zusätzlich in einem Heizgerät Kraftstoff zur Erzeugung von zusätzlicher thermischer Energie einerseits zur schnellen Erwärmung des Katalysators und andererseits zur Erwärmung des kalten Kühlmediums benötigt wird. Außerdem wird zusätzlich Energie für die Betreibung eines Gebläses benötigt, um das aufgeheizte Gas dem Abgasstrom zuführen zu können. Neben dem zusätzlichen Heizgerät wird die Anlage durch aufwendige Regelungseinrichtungen verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zum Betreiben eines Wärmetauschersystems für Kraftfahrzeuge zu schaffen, mit dem/der die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können und mit dem/der eine schnelle Betriebstemperatur des Katalysators und eine schnelle Wärmerückgewinnung ohne zusätzlichen Energieeinsatz erreicht wird. Außerdem soll eine überhitzung des das Wärmetauschersystem durchlaufenden Kühlmediums vermieden werden.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 und entsprechend der Vorrichtung erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass in der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine und bei einem überschreiten einer maximal zulässigen Kühlmitteltemperatur das in dem Abgaswärmetauscher befindliche Kühlmedium durch einen Gasstrom (z. B. Luft) aus dem Abgaswärmetauscher verdrängt wird und das Gas in der Warmlaufphase bis zur Erreichung der Anspringtemperatur des Katalysators und bei einer überschreitung der maximal zulässigen Kühlmitteltemperatur bis zum Erreichen einer zulässigen Kühlmitteltemperatur in dem Abgaswärmetauscher verweilt. Nach Erreichen der Anspringtemperatur des Katalysators bzw. nach einer Unterschreitung der maximal zulässigen Kühlmitteltemperatur wird der Abgaswärmetauscher entlüftet und danach wird dem Abgaswärmetauscher ein Kühlmedium zugeführt, das im indirekten Wärmetausch mit den Abgasen der Verbrennungskraftmaschine erhitzt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass vor dem Abgaswärmetauscher die Zuführungsleitung für das Kühlmedium über ein erstes verstellbares Ventil mit einer Druckluftleitung und die Abführungsleitung für das Kühlmedium nach dem Abgaswärmetauscher über ein zweites verstellbares Ventil mit einer Luftleitung verbunden ist. Weiterhin ist der Abgaswärmetauscher derart ausgebildet, dass er im Querschnitt aus mehreren über- und nebeneinander angeordneten Wärmetauscherrohren besteht, deren Außenfläche als katalytisch wirksame Oberfläche ausgebildet ist und in den Katalysator integriert ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, dass während der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine aus dem Kaltstart die thermische Masse im Abgaswärmetauscher reduziert wird. Anstelle des den Abgaswärmetauscher durchströmenden kalten Kühlmediums befindet sich in der Warmlaufphase in den Wärmeaustauscherrohren des Abgaswärmetauschers nur eine nichtbewegte Luftmenge. Dadurch wird erreicht, dass der katalytische Teil des Wärmetauschersystems schneller aufgeheizt wird und somit schneller seine Betriebstemperatur erreicht. Eine Wärmeabführung durch das Kühlmedium vom Katalysator in der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine erfolgt dabei nicht. Eine zusätzliche Heizung zur Erwärmung der Abgase in der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine, um dadurch schnell die Anspringtemperatur des Katalysators zu erreichen, ist nicht mehr erforderlich. Die Kosten für die Heizung und für den Kraftstoffverbrauch zum Betrei-

ben der Heizung entfallen somit. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch einen unkomplizierten Aufbau aus, der auch mit einfachen bekannten Mitteln gut regelbar ist.

Auch bei einer eventuellen überhitzung des Kühlmediums (z. B. Wasser- /Glykolgemisch) wird durch die Unterbrechung des Kühlmitteldurchflusses durch die Wärmetauscherrohre des Abgaswärmetauschers, die Umleitung des Kühlmittelflusses über eine Bypassleitung und eine Gasaufschaltung im Abgaswärmetauscher eine schnelle und unkomplizierte Regelung des Wärmetauschersystems erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben, sie werden in der Beschreibung zusammen mit ihren Wirkungen erläutert.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Wärmetauschersystems für ein

Kraftfahrzeug,

Fig. 2: eine schematische Darstellung des Abgaswärmetauschers im Detail,

Fig. 3: eine Variante eines Wärmetauschersystems für ein Kraftfahrzeug,

Fig. 4: eine schematische Darstellung des Abgaswärmetauschers gemäß Figur 3 im Detail und

Fig. 5: einen Querschnitt durch den Abgaswärmetauscher.

Das an sich bekannte Wärmetauschersystem für ein Kraftfahrzeug besteht aus einem über eine Verbrennungskraftmaschine 12 und einen Kühler 16 geführten Hauptkühlkreislauf und einem über die Verbrennungskraftmaschine 12 und einen Motorölkühler 14 geführten Nebenkühlkreislauf, dessen Kühlmitteltemperatur mittels eines Thermostats 15 überwacht wird. Dem Kühlkreislauf ist ein Ausgleichsbehälter 17 für das Kühlmedium 21 zugeordnet. Zur Unterstützung der Zirkulation des Kühlmediums

21 und 22 sind in dem Kühl- und dem noch zu beschreibenden Sekundärkreislauf Kühlmittelpumpen 13 angeordnet. über den Kühlmittelkreislauf wird auch bekannter Weise eine Fahrzeugheizung 18 betrieben.

In der nicht näher dargestellten Abgasanlage der Verbrennungskraftmaschine 12 ist ein Abgaswärmetauscher 1 angeordnet, der von den Abgasen 2 der Verbrennungskraftmaschine 12 durchströmt wird und dem über eine Zuführungsleitung 5 ein Kühlmedium 21 oder 22 zugeführt wird. Die Zuführungsleitung 5 ist mit den innerhalb des Abgaswärmetauschers 1 neben- und übereinander angeordneten Wärmetauscherrohren 10 verbunden. Die Wärmetauscherrohre 10 werden in einer aus dem Abgaswärmetauscher 1 mündenden Abführungsleitung 7 zusammengefasst. Die Außenflächen der innerhalb des Abgaswärmetauschers 1 angeordneten Wärmetauscherrohre 10 sind als katalytisch wirkende Oberflächen 20 ausgebildet, die somit einen Katalysator bilden. Zur besseren katalytischen Wirksamkeit ist die katalytische Oberfläche 20 der Wärmetauscherrohre 10 gerippt ausgebildet. In dem Abgaswärmetauscher 1 sind somit die Funktionen des indirekten Wärmeaustauschs zwischen dem Abgas 2 und dem Kühlmedium 21 oder 22 und der katalytischen Reinigung der Abgase 2 vereinigt. Die Anordnung der Wärmetauscherrohre 10 ist aus der Figur 5 zu entnehmen.

Es ist aber auch denkbar, dass innerhalb des Abgaswärmetauschers 1 ein herkömmlicher Katalysator angeordnet ist, der von einem durch das Kühlmedium 21 oder 22 durchströmenden ringförmigen Wärmetauschermantel umschlossen ist. Dabei ist der Wärmetauschermantel ebenfalls mit einer entsprechenden Zuführungsleitung 5 und einer Abführungsleitung 7 versehen. Das dem Abgaswärmetauscher 1 zugeführte Abgas 2 verlässt den Abgaswärmetauscher 1 als gereinigtes Abgas 9.

Wie aus den Figuren 2 und 4 ersichtlich, ist vor der Einmündung der Zuführungsleitung 5 in den Abgaswärmetauscher 1 in der Zuführungsleitung 5 ein Ventil 3 angeordnet, dessen weiterer Anschluss mit einer Druckluftleitung 4 verbunden ist. Die Druckluftleitung 4 steht mit einem Druckspeicher des Kraftfahrzeuges in Verbindung. In der Abführungsleitung 7 ist ein weiteres Ventil 3 ' angeodnet, das mit einer Luftleitung 8 verbunden ist, die in den Ausgleichsbehälter 17 mündet. Die Ventile 3 und 3 ' sind über eine Bypassleitung 6 miteinander verbunden, so dass bei einer entspre-

chenden Schaltstellung der Ventile 3 und 3' das Kühlmedium 21 oder 22 nicht durch den Abgaswärmetauscher 1 geführt wird.

Gemäß einer ersten Variante, die in Figur 1 dargestellt ist, wird dem Abgaswärmetauscher 1 das über den Motorölkühler 14 geführte Kühlmedium 21 zugeführt. In Figur 3 ist eine Variante der Kühlmittelführung dargestellt. In dem ersten Kühlkreislauf wird dabei das Kühlmedium 21 von dem Motorölkühler 14 über einen zusätzlichen Wärmetauscher 19 geführt. Der Wärmetauscher 19 bildet mit dem Abgaswärmetauscher 1 einen Sekundärkreislauf, in dem ein Kühlmedium 22 zirkuliert. Entsprechend der jeweiligen Variante wird dem Abgaswärmetauscher 1 über die Zuführleitung 5 entweder ein Kühlmedium 21 oder das Kühlmedium 22 zugeführt. Das Kühlmedium 21 und 22 kann Motoröl oder eine Mischung aus Wasser mit einem Medium mit hoher Verdampfungsenthalpie, wie Glykol, Ammoniak, Ethanol, Methanol, Essigsäure oder CO2, sein. Bei Einsatz eines Sekundärkreislaufes ist es dabei besonders vorteilhaft, wenn das Kühlmittel 22 zum Beispiel Ammoniak ist, um eine hohe Wärmerückgewinnung zu erreichen und das den Einsatz einer an sich bekannten separaten Expansionsmaschine ermöglicht.

Um in der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine 12 bei einem Kaltstart ein schnelles Erreichen der Anspringtemperatur des Katalysators, in diesem Fall der ka- talytischen Oberfläche 20, zu erzielen, wird die den Abgaswärmetauscher 1 durchströmende thermische Masse des Kühlmediums 21 oder 22 reduziert. Dieses erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass durch das Ventil 3 das Durchströmen des Kühlmediums 21 oder 22 durch die im Abgaswärmetauscher 1 angeordneten Wärmetauscherrohre 10 unterbrochen wird. Gleichzeitig wird über das Ventil 3 den Wärmetauscherrohren 10 ein Gasstrom 23 zugeführt, der das Kühlmedium 21 bzw. 22 aus den Wärmetauscherrohren 10 verdrängt. Der Gasstrom 23 entspricht dabei vorzugsweise Druckluft aus dem Druckluftsystem des Kraftfahrzeuges. Die Ventile 3 und 3 ' werden geschlossen, so dass sich in den Wärmetauscherrohren 10 eine nichtbewegte Luftmenge befindet. Dadurch wird erreicht, dass die Abgase 2 der Verbrennungskraftmaschine 12 die katalytische Oberfläche 20 der Wärmetauscherrohre 10 schnell aufheizen, so dass diese schnell die Anspringtemperatur zur katalytischen Reinigung der Abgase 2 erreichen. Während der Warmlaufphase der Verbrennungskraftmaschine 12 kann das Kühlmedium 21 bzw. 22 unter Umgehung des Abgaswärmetau-

schers 1 von der Zuführungsleitung 5 über die Bypassleitung 6 der Abführungsleitung 7 zugeführt werden. Es ist auch denkbar, durch Schließen des Ventils 3 den Kreislauf des Kühlmittels 21 bzw. 22 zu unterbrechen.

Wird die Anspringtemperatur der katalytischen Oberfläche 20 erreicht, erfolgt eine Entlüftung der Wärmetauscherrohre 10 des Abgaswärmetauschers 1. Dabei wird das Ventil 3 ' so verstellt, dass die Luft über die Luftleitung 8 entweichen kann und in dem Ausgleichsbehälter 17 entlüftet wird. Die Ventile 3 und 3 ' werden danach so geschaltet, dass das Kühlmedium 21 oder 22 die Wärmetauscherrohre 10 des Abgaswärmetauschers 1 durchströmen. Je nach Betriebsweise befindet sich somit in den Wärmetauscherrohren 10 ein Medium 11 , das entweder ein die Wärmetauscherrohre 10 durchströmendes Kühlmedium 21 oder 22 oder eine nichtbewegte Luftmenge ist.

Durch den Abgaswärmetauscher 1 werden somit im normalen Betriebsverlauf gleichzeitig die Abgase 2 katalytisch gereinigt und es erfolgt eine Wärmegewinnung. Die mittels des Kühlmediums 21 oder 22 aus dem Abgaswärmetauscher 1 abgeführte Wärmeenergie wird zur Vorwärmung der Verbrennungsluft und/oder zum Betrieb einer separaten Expansionsmaschine und/oder zur Fahrzeugheizung 18 verwendet.

Bei einem überschreiten einer maximal zulässigen Kühlmitteltemperatur des Kühlmediums 21 bzw. 22 erfolgt ebenfalls, wie oben beschrieben, ein Verdrängen des Kühlmediums 21 oder 22 aus den Wärmetauscherrohren 10. Erreicht das Kühlmedium 21 bzw. 22 wieder eine zulässige Kühlmitteltemperatur wird das Kühlmedium 21 bzw. 22 wieder über die Wärmetauscherrohre 10 durch den Abgaswärmetauscher 1 geführt. Durch die erfindungsgemäße Lösung erfolgt eine deutliche Erhöhung der nutzbaren Energie im Hinblick auf rekuperative Verfahren.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Abgaswärmetauscher

2 Abgas

3 Ventil

3 ' Ventil

4 Druckluftleitung

5 Zuführungsleitung

6 Bypassleitung

7 Abführungsleitung

8 Luftleitung

9 Abgas

10 Wärmetauscherrohre

11 Medium

12 Verbrennungskraftmaschine

13 Kühlmittelpumpe

14 Motorölkühler

15 Thermostat

16 Kühler

17 Ausgleichsbehälter

18 Fahrzeugheizung

19 Wärmetauscher

20 katalytische Oberfläche

21 Kühlmedium

22 im Sekundärkreislauf geführtes Kühlmedium

23 Gasstrom