Frage:
Ist es möglich, die Abwärme zum Erwärmen des Motorblocks zu nutzen?
user1969903
2017-08-31 13:47:23 UTC
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Ich habe ungefähr 6 km Stadtfahrt, um jeden Morgen zur Arbeit zu kommen, und im Winter erreicht mein Auto während meiner kurzen Reise nie die Betriebstemperatur. Tatsächlich habe ich das Glück, wenn die Motortemperatur über 50 ° C liegt und es warm ist Luft aus der Klimaanlage ist einer meiner wildesten Träume.

Ich habe Aufnahmen von einer Wärmebildkamera (Flir) an der Unterseite eines Autos gesehen, als es sich nach einem Kaltstart aufwärmte. Die Abgastemperatur stieg in 1 Minute von 5 ° C auf 90 ° C und in 3 Minuten auf 200 ° C.

Ist es möglich, einen Wärmetauscher zwischen dem Abgas und dem Motorkühlmittel zu haben, um diese Abgaswärme auf das zu übertragen Kühlmittel, das den Motor aufheizt?

Es müsste eine Art Mechanismus (Umschaltventil?) geben, um sicherzustellen, dass gerade genug Abgas zum Wärmetauscher gelangt, um eine Überhitzung zu vermeiden, aber die Ingenieure haben sich weit gestellt größere Herausforderungen.

Haben Sie über Fernstart nachgedacht? Aftermarket-Kits sind für viele Fahrzeugmodelle erhältlich.
Einfach ausgedrückt, Sie haben die falsche Art von Auto für diesen Service. Holen Sie sich als nächstes Auto einen starken Hybrid. Es lohnt sich nicht, einen Motor für eine Fahrt von 4 Meilen zu starten, und die Batterie kann sofort Wärme liefern (die besseren kehren die Richtung um, in die die Klimaanlage pumpt, und kühlen die Natur, um den Innenraum zu heizen).
Mein vollelektrisches Auto kann die Kabine für eine geplante Startzeit vorheizen, nichts anderes als an einem kalten Wintermorgen in ein warmes Auto zu steigen, das vollständig aufgetaut ist. Halten Sie sofort die Heizung und die beheizten Sitze für maximale Wärme an ... Mmmmm wie Als zusätzlichen Bonus können Sie es von Ihrem Smartphone aus einstellen und im Sommer die Kabine vorkühlen.
Ich habe über einen Fernstart nachgedacht, aber das einzig Gute wäre, die Windschutzscheibe wahrscheinlich etwas zu erwärmen und das Abschälen des Eises zu erleichtern. Der Grund dafür ist, dass selbst bei vollständig warmem Motor die Temperatur in etwa 20 Minuten auf etwa 40 bis 50 ° C zurückfällt. Ich weiß nichts über Vollelektrik, weil ich ein Netzkabel von meiner Wohnung zu meinem Auto führen müsste, da es wirklich keine Infrastruktur gibt, um Elektroautos dort zu unterstützen, wo ich wohne.
Hybriden sind eine gute Option. Ich erinnere mich, wie ich einen kleinen Turbobenzin-Hybrid gefahren bin. Ich kann mich nicht an die Marke erinnern, aber selbst mit diesem kleinen Motor beschleunigte das Auto mit Hilfe der Elektromotoren anständig schnell und half, die Turboverzögerung zu mildern. Ich würde auf jeden Fall Hybriden in Betracht ziehen, besonders für so kurze Wege.
Fünf antworten:
Caius Jard
2017-08-31 15:20:32 UTC
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Das Problem bei der Entnahme von Wärme aus Ihren Abgasen zur Erwärmung Ihres Motors besteht in zweierlei Hinsicht:

  1. Gase haben im Allgemeinen keine hohe spezifische Wärmekapazität heiß, es ist nicht viel Wärmeenergie und es wird einige Zeit dauern, um eine große Masse aufzuheizen. Die Wände Ihres Auspuffrohrs sind unglaublich dünn und durch die Luft um sie herum sehr effektiv isoliert, sodass sie sich tatsächlich schnell erwärmen. Wenn Sie einen Ventilator genommen und Luft darüber geblasen haben, um die Luft zu erwärmen, werden Sie überrascht sein, wie schnell sich Ihr leuchtender kirschroter Auspuff wieder abkühlt. Wenn Sie das Auspuffrohr in einen 2-Zoll-Wassermantel gewickelt haben, dauert das Erhitzen dieses Geräts viel länger als das bloße Auspuffrohr.

  2. Das durch aktives Abkühlen verursachte Kondenswasser Die Abgase wären beträchtlich und es ist ziemlich ätzend für das Metall Ihres Abgases. Möglicherweise beschleunigt dies die Geschwindigkeit, mit der Sie den Wärmetauscher oder das Abgas austauschen müssen, und die damit verbundenen Kosten machen es zu einer wirtschaftlich unrentablen Option.

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    Untersuchen Sie, ob Ihr Heizsystem funktioniert ordnungsgemäß. Wenn Ihr Thermostat (teilweise) offen bleibt (wie es bei einem Ausfall vorgesehen ist), dauert es viel länger, bis Ihr Motor die Betriebstemperatur erreicht.

    Dies ist im besten Interesse des Kraftstoffverbrauchs (und damit der Ruf des Herstellers, daher gibt es einen Markttrieb dafür), dass sich ein Motor schnell erwärmt, und sie sind daher so konzipiert, dass sie einen wirklich kleinen Kühlkreislauf haben (den Motorblock und die Heizungsmatrix / den Wärmetauscher, der die Kabine heizt) über die Lüftungsschlitze), da der Hauptthermostat im kalten Zustand vollständig geschlossen ist und der Motor schnell heizt, bevor der Hauptkühler zum Abführen der überschüssigen Wärme verwendet wird.

    Denken Sie auch daran, das Gebläse mit einer niedrigeren Geschwindigkeit zu betreiben, damit Sie keinen menschlichen Faktoren wie Windchill ausgesetzt sind, was bedeutet, dass Sie die Luft aus den Lüftungsschlitzen als kühler wahrnehmen als sie ist, da sie sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt. Führen Sie den Umwälzmodus aus, damit Ihre Heizung keine frische kalte Luft von außen ansaugt, sondern lassen Sie die Klimaanlage eingeschaltet, um die Luft zu entfeuchten, insbesondere wenn Sie sie eher im Umlauf als im Frischbetrieb betreiben. Überschüssige Feuchtigkeit auf den Oberflächen im Fahrzeuginneren entzieht der Luft die Wärme, da die Verdunstung des Wassers seine Energie von irgendwoher beziehen muss. Wenn die Umwälzung ohne Wechselstrom durchgeführt wird, bedeutet dies, dass im Laufe der Zeit die Feuchtigkeit im Stoff des Fahrzeuginnenraums und auf dem Fahrzeug Oberflächen werden zunehmen. Sie werden die Windschutzscheibe jeden Morgen mit einem Lappen abwischen, damit Sie sehen können usw.

    Alternativ können Sie (zumindest in meinem Land) elektrisches Zubehör für den Ersatzteilmarkt wie beheizte Sitzbezüge und Lüfter erwerben Heizungen, die an die Steckdose Ihres Zigarettenanzünders angeschlossen werden. Es ist auch möglich, Ihr Auto so auszurüsten, dass Sie es über Nacht an die Energieversorgung Ihres Hauses anschließen können, um die Kabine und den Motor mit elektrischer Widerstandsheizung vorzuwärmen (kalte Länder halten solche Systeme für notwendig, selbst wenn der Motor morgens umgedreht werden muss). Es kann auch hilfreich sein, es in einer Garage aufzubewahren, da es anfangs nicht so kalt wird.

    Wenn Sie nach einem billigen und einfachen Experiment mit einem ähnlichen Produkt suchen, wie Sie es hier vorschlagen, sollten Sie die Luft ableiten Um den Motor herum, insbesondere auf der Seite des Auspuffkrümmers, stattdessen in den Lufteinlass Ihrer Kabine. Ältere Fahrzeuge mit Kaburett hatten häufig eine Motorhaube um den Auspuff, die Teil des Lufteinlasses zum Vergaser war und von einem Bimetallstreifen gesteuert wurde, um Temperaturschwankungen der Ansaugluft zu verringern (Verringerung der Kondensation von Kraftstoff auf den Oberflächen des Einlasses) und Stellen Sie sicher, dass im frühen Lauf weniger Drossel erforderlich ist. Dieses System wäre ähnlich, hat jedoch nicht so viele Kondensationskomplikationen wie das Abziehen der Abgaswärme

    Wenn Sie sich schließlich für die Verarbeitung von Abgasen entscheiden und diese zur kommerziellen Produktion bringen, könnte dies tatsächlich erhebliche Vorteile für die zukünftige Auspuffkonstruktion haben. Wenn Sie die Abgastemperatur so weit senken können, dass Auspuffanlagen aus Kunststoff hergestellt werden können, verschwindet die Kondensationssorgen. Dann benötigen Autos nur einen Auspuff, um ihre Lebensdauer zu halten, und die Auspuffunternehmen kaufen und begraben Ihr Patent < / Verschwörungstheorie > :)

    Bearbeiten : Aus den Kommentaren geht hervor, dass das Ziel darin besteht, den Motor schneller zu erwärmen.

    Es fällt Ihnen schwer, Abgase zu bekommen Tun Sie dies aus Gründen des oben erwähnten Mangels an ernsthafter Menge an Wärmeenergie, die in der Luft enthalten ist. Sicher, wenn Sie die Gase länger mit dem Block in Kontakt halten könnten, würde es sich etwas schneller erwärmen, aber ich glaube nicht, dass Sie auf einem kurzen Weg einen nennenswerten Unterschied sehen würden.

    Es gibt verrückte Ansätze Sie könnten beispielsweise Ihren Motor mit Sprühschaum isolieren, dem Kühlmittelsystem eine sehr große Thermos-Vakuumflasche hinzufügen (einige Luxusautos haben diese eingebaut, um an kalten Tagen die Kabinenwärme früher bereitzustellen) und eine Art Kraftstoffverbrennungsvorrichtung hinzufügen um den Kühlmittelkreislauf zu erwärmen, wie Sie bemerkt haben. Sie könnten sogar ein Auto mit kleinerem Motor kaufen, oder wenn Ihr Weg kurz ist, ein elektrisches (wie ein Renault Twizy), müssen Sie sich keine Sorgen machen.

    ..aber insgesamt denke ich, dass Sie aufhören sollten, sich darüber Sorgen zu machen. Ein Motor hat eine angemessene Betriebstemperatur erreicht, lange bevor die Nadel auf der Kühlmitteltemperatur zu steigen beginnt. Diese Kühlmittelanzeigen haben normalerweise einen sehr engen Bereich, wie 90 bis 110, wobei der Betrieb 100 beträgt. Die Teile, die die ernsthafte Arbeit erledigen, sind bereits heißer als lange zuvor, und es ist die inkrementelle Verzögerung beim Erhitzen Ihres Kühlmittels, die die Zeit in Anspruch nimmt. Es ist nicht die Ursache, dass ein Motor einen Punkt erreichen musste, an dem jeder Teil des Blocks bei 100 Grad steht, bevor er effizient läuft, und eines Tages in ein F1-Auto verwandelt werden sollte (BMW verwendete alte Limousinenmotoren, um F1-Motoren aufzubauen). Da die Theorie lautete, dass sie viele Hitze-Kühl-Zyklen durchlaufen hatten und das Metall mehr frei von inneren Spannungen war, lautete die kurze Antwort im Wesentlichen "Mach dir keine Sorgen" - ja, einige Dinge könnten früher, aber allgemein kaputt gehen Autos sind so billig und wegwerfbar, wenn sie den Punkt "Doppelte Lebensdauer von zehn Jahren, für die sie ausgelegt sind" erreichen, dass sie einfach verschrottet werden. Wenn Sie Ihren Motor für jeden Pendelverkehr auf volle Temperatur bringen, wird dieser Tod nicht viel verhindern. "Das Alter tötet Autos, nicht das Meilenalter."

    Es wird nicht schaden, einen zu nehmen einige Male im Monat eine längere Hochgeschwindigkeits-Explosion, insbesondere wenn Ihr Auto über eine Katze, einen Dieselpartikelfilter oder ein ähnliches Emissionskontrollsystem verfügt, das eine gute Explosion erfordert, aber keine Sorge, dass es jede Fahrt sein muss; Mein Pendelverkehr hat sich vor fünf Jahren drastisch von 50 Meilen auf 1,5 verkürzt, und der 04-Diesel-Volvo, den ich seit 12 Jahren habe, verhält sich immer noch genauso. Ich unternehme keine besonderen Anstrengungen, um ihn regelmäßig zu sprengen, aber wenn er irreparabel aufgibt Ich werde es verschrotten und hoffe, einen E60 M5 zu bekommen. Ich bin fest davon überzeugt, dass mein aktuelles Auto durch diesen Traum für immer fahren wird, nur um zu verhindern, dass er verwirklicht wird :)

Wenn Sie hinzufügen möchten, erhöht das Abkühlen des Abgases die Aufheizzeit des Katalysators. Dies kann im Laufe der Zeit einen CEL-Fehler verursachen.
Das ist ein guter Punkt; Ein solcher Wärmeaustausch muss möglicherweise nach der Katze durchgeführt werden, da ein regelmäßiger Betrieb eines Katalysators definitiv eine kostenintensive Möglichkeit wäre, warme Finger auf dem Antrieb zur Arbeit zu haben
Ein weiterer Faktor beim schnellen Aufwärmen ist die Emissionskontrolle. Es ist schwer für einen Motor, im kalten Zustand sauber zu laufen. Jegliche Abwärmerückgewinnung muss nach dem ** Post-Cat-Sauerstoffsensor ** erfolgen. Sie dürfen die Emissionshüllkurve (MAF zum Tail O2-Sensor) nicht wie gewünscht ändern.
Die einzige Art von Zusatzheizung wäre eine dieser Eberspacher- oder Webasto-Heizungen, aber diese sind höllisch teuer. Jede andere Art und ich müsste ein Netzkabel von meinem Nachbarn verlegen, der unter mir im Erdgeschoss wohnt :). Der Thermostat wurde überprüft und erneut überprüft, so dass es nicht so ist. Es geht nicht unbedingt um Komfort, da ich daran gewöhnt bin. Es geht mehr um Motorverschleiß, da ich meistens kurze Wege zurücklege und der Motor nie wirklich Betriebstemperaturen erreicht.
Wenn ich die Klimaanlage auf mittel bis hoch halte, beginnt sie, die Wärme vom Motor abzusaugen. Bevor ich sie verlasse, halte ich sie auf niedrig, zirkulierend und nur auf der Windschutzscheibe, damit ich das Eis leichter abkratzen kann. Sobald ich loslege, muss ich es auf mindestens mittlere Geschwindigkeit drehen, sonst wird die Windschutzscheibe neblig. Ich benutze die Klimaanlage nur, um mir warme Luft zu blasen, wenn der Motor warm ist.
Hier gibt es einen Unterschied in der Kultur, denke ich. In Großbritannien, wo ich herkomme, sind Autos normalerweise mit einer Heizung ausgestattet, optional jedoch mit einer Klimaanlage, die die Luft kühlen (im Sommer) und entfeuchten (ein Nebeneffekt der Kühlung) kann. Wenn Sie versuchen, eine neblige Windschutzscheibe zu reinigen, sollten Sie die Heizung UND die Luft einschalten, um sicherzustellen, dass die feuchtigkeitsbeladene Innenfläche des Bildschirms mit so warmer und trockener Luft wie möglich gestrahlt wird. Wenn Sie Wechselstrom nur verwenden, um sich auf die Heizung zu beziehen, und Ihr Auto nicht in der Lage ist, die Luft niedriger als die Umgebungsluft zu kühlen, kann dies die Bedeutung meines Beitrags ändern
Es genügt zu sagen, dass die Heizung einfach ein kleiner Wärmetauscher wie der Hauptkühler des Autos ist. Sie entzieht dem Kühlmittel in einem kleinen Kreislauf Wärme und erwärmt die Kabine. Sie verhindert, dass der Motor früher (und bei einigen sehr kalten Temperaturen) die Betriebstemperatur erreicht Das Klima reicht aus, um einen leicht belasteten Motor vollständig zu kühlen, ohne den Hauptkühler zu verwenden. Wenn es Ihr Ziel ist, den Motor schneller als die Kabine zu erwärmen, werde ich einige zusätzliche Informationen in meine Antwort aufnehmen
CharlieRB
2017-08-31 16:59:39 UTC
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Es ist nicht machbar. Möglich ja. Machbar, nein. Sie würden zu viel Geld für zu wenig Wärmegewinn ausgeben.

Nur ein Vorschlag, Sie könnten eine Blockheizung in Betracht ziehen. Dies würde es Ihnen ermöglichen, den Block in diesen sehr kalten Nächten warm zu halten. Dies würde ein schnelleres Aufwärmen am Morgen ermöglichen.

Warum sollte der Block während der Nacht warm gehalten werden? Das scheint eine große Energieverschwendung zu sein. Eine Stunde vor dem Start zu erwärmen, könnte vielleicht Sinn machen.
@leftaroundabout Ich sehe nicht, wo ich vorgeschlagen habe, Energie zu verschwenden. Wie viel Energie wird es brauchen? Hast du es recherchiert? Ich denke, das hängt davon ab, wie kalt es ist und was das OP tun möchte. Ein Timer kann ein guter Vorschlag sein, um ihn zu einem bestimmten Zeitpunkt automatisch einzuschalten. Vorschläge sind besser als Kritik, IMO.
@leftaroundabout damals, als ich sie benutzte, brauchten Blockheizungen mehrere Stunden, um den gesamten Block aufzuheizen, also war es wirklich die beste Option, sie über Nacht stehen zu lassen. Die Heizung unseres Autos hatte 400 Watt, im Grunde genommen zwei große Glühbirnen im Wert von Wärme, die einen kalten Eisenblock in einer Stunde nicht aufheizen, aber über Nacht helfen. Jetzt habe ich nur noch eine Garage.
juhist
2017-08-31 18:38:21 UTC
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Ja, das ist machbar. Tatsächlich haben viele Autos bereits ein solches System. Mein Auto (Toyota RAV4 Hybrid mit 2,5 Liter 2AR-FXE Motor) hat ein solches System. Es wird als "gekühlte AGR" oder "kühlmittelgekühlte AGR" bezeichnet und leitet die Wärme von den Abgasen zum Motorkühlmittel, genau wie Sie es beschrieben haben. Es ist auch möglich, Wärme von den Abgasen auf das Motoröl zu übertragen ("ölgekühlte AGR").

Hier ist eine Abbildung aus einem Forschungsbericht, die zeigt, wie gut kühlmittelgekühlte AGR und ölgekühlte AGR führen schnellere Aufwärmphase: https://www.researchgate.net/figure/257207795_fig12_Figure-12-Die-EGR-Gas-Temperatur-nach- dem-EGR-Kühler-für-öl-gekühlte-EGR-und

Wenn Sie nun vorhaben, ein solches System in ein Auto einzubauen, das es noch nicht hat, ist es wahrscheinlich nicht so einfach. Es würde Änderungen am Kühlmittelfluss erfordern, und die Montage eines solchen Geräts könnte schwierig sein, wenn das Auto nicht für den Einbau eines solchen Geräts ausgelegt ist.

Ich denke, die sinnvollste Option für Sie Fall ist eine Blockheizung, wie CharlieRB feststellte.

Harper - Reinstate Monica
2017-09-01 03:35:34 UTC
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Aufgrund der Emissionskontrolle / des Gesetzes / der Leistung moderner Motoren müssen alle Abgasmodifikationen nach dem Sauerstoffsensor nach der Katze erfolgen. Andernfalls werden Sie Codes sprengen, Smog versagen und eine schlechte Leistung erzielen.

Es gibt so etwas wie das Heizen eines Autoinnenraums mit Auspuff. Ein Beispiel ist der Old Beetle oder ein luftgekühlter Motor. Möglicherweise gibt es dafür Aftermarket-Kits, aber ein schnelles Googeln hat keine ergeben.

Sie stellen auch Abwärmerückgewinnungssysteme her, die Abwärme in Glykolkühlmittel umwandeln. Das Problem bei diesen Systemen ist, dass Sie gezwungen sind, das Glykol kontinuierlich zu zirkulieren oder vollständig abzulassen. Wenn das Glykol im Wärmetauscher statisch ist, wird es durch die hohe Abwärme schnell gekocht, was zu übermäßigem Druck im System führt und Ablagerungen hinterlässt. Sie können es nicht in den Kühlmittelkreislauf des Motors aufnehmen, da der Kühler nicht groß genug ist, um sowohl den Motor als auch den Abgaskühler zu kühlen.

Eine weitere Option ist die elektrische Wärme mit einem ziemlich großen Generator. 100 Ampere bei 14 V sind 1400 Watt oder ungefähr die Leistung eines billigen Walmart-Heizlüfters. Sie machen Lichtmaschinen so groß wie 400A. Die Drähte sind jedoch enorm.

Es hilft noch mehr, wenn Sie den Fahrer anstelle des gesamten Cockpits heizen. Tun Sie dies mit beheizten Sitzen, das ist eine einfache Lösung.

Sie können auch eine Netzheizung in Ihre Kabine werfen und diese von einem WeMo oder einem anderen Hausautomationssystem einschalten lassen. Ich wäre sehr wählerisch bei Heizungsarten, z. B. bei solchen "Ölkühler" -Typen, die nicht sehr heiß werden. Sie möchten die Heizung während der Fahrt entfernen, da die täglichen Vibrationen in einem Auto eine Haushaltsheizung zerstören würden.

Das Kernproblem ist, dass Autos mit Gasmotor einfach nicht für einen 4-Meilen-Pendelverkehr ausgelegt sind. Das Richtige dafür ist ein elektrischer oder stark genug Hybrid, der den Motor überhaupt nicht laufen lassen muss, z. Chevy Volt. Diese Fahrzeuge verfügen über Systeme zur Bereitstellung von Kabinenkomfort ohne Motor, und das Relevante hier ist, dass diese Systeme sofort einsatzbereit sind . Entweder reine elektrische Wärme oder, wenn möglich, die Klimaanlage so umschalten, dass Wärme in das Auto gepumpt wird, anstatt aus dem Auto heraus. Dies ist sehr effizient und kann 3-5 BTU zu Energiekosten von 1 einbringen.

Nick
2019-11-14 14:50:14 UTC
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Ich hatte das gleiche Problem mit meinem alten e39 3.0d, bei dem die Webasto-Zusatzheizung ausgefallen ist. Die Reparatur dieser Dinge kostet ein Vermögen und sie brechen aufgrund des Alters und der Platzierung im Auto wieder. Ich hatte vor (das Auto wurde verkauft, bevor ich es tat), eine chinesische Standheizung zu kaufen (Sie können eine für nur 150 $ jetzt bekommen) und sie zu installieren, um die Kabine zu heizen und vielleicht einen Bruchteil der heißen Luft in den Motorraum zu blasen Ich weiß, dass dies nicht so effizient ist, aber

a) es erfordert keine Änderungen am Auto selbst - Änderungen am Kühlsystem verursachen früher oder später Probleme. Vertrauen Sie mir

b ) Wenn Sie 30 Minuten lang heiße Luft in die Bucht blasen, wird ohnehin etwas erwärmt (möglicherweise wird versucht, heiße Luft in die Luftansaugkanäle zu blasen).

c) Wenn die Kabine vorgeheizt ist, wird dem Motor weniger Wärme entzogen.

d) Sie verbrauchen etwa 0,2 bis 0,4 Liter Kraftstoff pro Stunde, und 15 bis 20 Minuten Betrieb sind mehr als genug. Sie blasen heiße Luft mehr als einen 2-kW-Haartrockner (deklariert 5 kW, aber ich bin nicht sicher )

Ich würde einen Fernstart nicht empfehlen (vorausgesetzt, Sie haben einen Diesel), da dies die Motorinnenteile stark belastet, es sei denn, Sie installieren eine elektrische Lufteinlassheizung



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