废气系统和用于使内燃机运行的方法与流程

本发明涉及一种内燃机的废气系统和一种用于使内燃机运行的方法。内燃机尤其地是柴油发动机且优选地为汽油发动机。废气系统尤其地包括向内燃机导入新鲜空气或由新鲜空气、燃料以及必要时废气组成的可燃混合物并且将废气导离内燃机的管路。

背景技术：

由文献wo01/11208a1例如已知一种带有二级空气吹入系统和废气再循环的内燃机。

二级空气吹入系统尤其地用于在内燃机冷起动期间减少hc和co。利用该系统，将新鲜空气吹到废气侧上并且由此获得hc(碳水化合物)和co(一氧化碳)的二次氧化。同时，提高废气温度，从而布置在废气管路中的催化器更早到达为了转化有害物质所需的最低温度。

废气再循环系统尤其地在内燃机的部分负载范围中用于减少nox(氮氧化物)。在此，经由废气再循环管路将废气引导回内燃机的吸入侧并且在此与吸入空气混合。通过该再循环，降低燃烧温度并且由此减少氮氧化物的产生。

在文献wo01/11208a1中提出，在二级空气吹入系统中布置压缩机或者例如泵，经由压缩机从吸入管路中取出新鲜空气并且将其输送给废气管路。此外，废气管路经由废气通道与进气歧管相连接。在此，利用在废气管路和进气歧管之间的压差。

技术实现要素：

由此出发，本发明所基于的目的是，至少部分地缓和由现有技术已知的问题并且尤其地简化废气系统并且实现更强地影响废气产生和处理。

这利用根据权利要求1的特征的废气系统以及通过根据权利要求7的特征的方法实现。从属权利要求的对象是有利的改进方案。在权利要求中单独阐述的特征可以技术上合理的方式相互组合并且可通过从说明书中阐述的实情以及通过附图中的细节来补充，其中，指出了本发明的其它实施变型方案。

本发明涉及一种用于内燃机的废气系统，其至少包括：

a.用于向内燃机输送气体的空气输送管路；

b.用于从内燃机中导出废气的废气管路；以及

c.用于使空气输送管路与废气管路相连接的连接管路；

其中，在连接管路中并且在废气管路之外布置泵，泵适合用于将废气从废气管路中输送到空气输送管路中。

那么，废气系统特别地尤其包括向内燃机导入新鲜空气或由新鲜空气、燃料以及必要时废气组成的可燃混合气的管路以及将废气导离内燃机的管路。空气输送管路尤其地包括吸入部，经由该吸入部从环境向内燃机引入新鲜空气。那么，空气输送管路布置在内燃机上游。废气管路在下游从内燃机中延伸出来。经由废气管路将废气从内燃机、尤其地经由至少一个废气处理单元(例如催化器、过滤器、消声器等)导出到环境处。

尤其地，在空气输送管路与废气管路之间布置连接管路。那么，连接管路相对于内燃机并行地连接空气输送管路和废气管路。可行的是，连接管路邻近地和/或直接地设置在内燃机处，例如也在不包括压缩机的情况下。在该连接管路中布置至少一个泵(例如电泵)，其可将废气从废气管路中输送到空气输送管路中。泵尤其地设置并设定成，将废气运送到空气输送管路中。借助于泵，可确定并调节被引回到空气输送管路中的废气的体积流，其中，该体积流不受到(在不存在泵的情况下)在废气管路与进气歧管之间的压差限制。

根据优选的设计方案，泵附加地适合用于将气体从空气输送管路输送到废气管路中。

泵尤其地(也)设置并设定成，用于将气体/空气输送到废气管路中。那么，如果泵将体积流从废气管路输送至空气输送管路，则实现废气再循环。如果泵在相反的方向上输送，即从空气输送管路到废气管路中，则实现二级空气吹入，从而刚好在冷起动的情况中可实现更快速地达到布置在废气管路中的催化器的最低温度。此外，可通过附加地提供(未燃烧的)新鲜空气获得hc和co的二次氧化，从而刚好可至少部分地使布置在废气管路中的颗粒过滤器再生。

尤其地，设置刚好一个(唯一的)连接管路，通过该连接管路将气体从空气输送管路运送向废气管路(第一体积流)并且将废气从废气管路运送向空气输送管路(第二体积流)。在此，两个体积流(时间上偏移地和/或根据需求)流过相同的连接管路。

尤其地，通过泵不经由内燃机运送两个体积流，而是仅仅通过连接管路来运送。在此显然包括，将被引回到空气输送管路中的废气重新输送给内燃机。

由此，相对于现有技术得到的优点是，一方面可在更大的范围中调整被引回的废气量(第二体积流)并且另一方面仅仅设置唯一的通过其运送两个体积流的连接管路。

尤其地，在连接管路中布置至少一个热交换器或用于调节通过连接管路的流量的阀。可行的是，两个部件共同地设置在连接管路中。可行的是，设置多个热交换器和/或阀。

热交换器尤其地为废气冷却器，其用于冷却通过连接管路向空气输送管路引回的废气。另一方面，热交换器尤其地也为气体预热器，其预热通过连接管路从空气输送管路引导到废气管路中的气体。由于该预热，刚好在冷起动的情况中可实现更快速地达到布置在废气管路中的催化器的最低温度。

尤其地，热交换器是内燃机的冷却器。

阀尤其地用于调节通过连接管路的体积流。在此，也可使用节流阀或其它流动调节器作为阀。

根据另一有利的设计方案，(附加于连接管路)设置旁通管路，经由旁通管路将废气经过泵运输到空气输送管路中。于是，旁通管路实现，在泵不工作时也可将废气从废气管路运输到空气输送管路中。在这种情况中，可利用在空气输送管路与废气管路之间的压差并且节省为了泵运行所需的能量。优选的是，旁通管路设定，使得在规定的时刻仅仅废气可流向空气输送管路。

尤其地，空气输送管路在连接管路上游具有至少一个空气过滤器或者在内燃机上游具有压缩机。可行的是，共同地设置两个部件。可行的是，设置多个空气过滤器和/或压缩机。

于是，尤其地在吸入部与连接管路到空气输送管路中的通入部之间布置至少一个空气过滤器。优选地，在连接管路的通入部下游在空气输送管路中设置(唯一的)压缩机，例如，废气涡轮增压器的压缩机，其涡轮侧布置在废气管路中。

尤其地，废气管路在连接管路上游具有至少一个催化器或者在连接管路下游具有至少一个颗粒流过滤器。可行的是，共同地设置两个部件。可行的是，设置多个催化器和/或颗粒过滤器。

此外，本发明涉及一种用于使内燃机运行的方法，其至少包括带有用于向内燃机输送气体的空气输送管路、用于从内燃机中导出废气的废气管路以及用于使空气输送管路与废气管路相连接的连接管路的内燃机；其中，在连接管路中布置泵，泵至少适合(确切地说设置和/或设定成)用于将气体从废气管路中运送到空气输送管路中；其中，该方法至少包括以下步骤：

a)使泵运行并且提高在废气管路和空气输送管路之间的压力差，从而经由连接管路将废气从废气管路中输送到空气输送管路中。

尤其地，该方法适合用于使带有在此提出的废气系统的内燃机运行。

用于废气系统的实施方案可用于方法的进一步特征化，且反之亦然。

如已经针对废气系统阐述的那样，通过泵可进一步提高在空气输送管路与废气管路之间通常已经存在的压力差，从而可在更大的极限中改变第二体积流。

根据优选的设计方案，泵附加地适合(确切地说设置和/或设定成)用于将气体从空气输送管路中输送到废气管路中，从而该方法附加地至少包括以下步骤：

b)使泵运行，从而经由连接管路将气体从空气输送管路中运送到废气管路中。

尤其地在内燃机的不同的运行时刻(即交替地，确切地说不是共同地)进行这两个步骤。

优选地，在两个步骤a)和b)中，(仅仅)经由连接管路运送气体和废气。那么，尤其地设置刚好一个连接管路，通过该连接管路从空气输送管路向废气管路运送气体(第一体积流)并且从废气管路向空气输送管路运送废气(第二体积流)。在此，两个体积流分别流过相同的、唯一的连接管路且尤其地不流经内燃机。

此外，提出一种机动车，其至少包括带有在此提出的废气系统的内燃机或者利用在此提出的方法可运行或运行的内燃机。对于所提出的废气系统和/或在此提出的方法的解释可用于机动车的进一步特征化。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明以及技术领域。附图显示了尤其优选的实施例，然而本发明不限制于此。尤其地应指出的是，附图以及尤其地所示出的大小比例仅仅是示意性的。相同的附图标记表示相同的对象。其中：

图1显示了带有废气系统的第一实施变型方案的机动车以及方法的步骤a)；

图2显示了带有废气系统的第二、优选的实施变型方案的机动车以及方法的步骤a)和b)；

图3显示了带有废气系统的第三实施变型方案的机动车；以及

图4显示了带有废气系统的第四实施变型方案的机动车。

附图标记清单

1废气系统

2内燃机

3空气输送管路

4气体

5废气管路

6废气

7连接管路

8泵

9热交换器

10阀

11旁通管路

12空气过滤器

13压缩机

14催化器

15颗粒过滤器

16压力差

17机动车

18吸入部

19流动方向

20涡轮侧。

具体实施方式

图1显示了带有废气系统1的第一实施变型方案的机动车17和方法的步骤a)。废气系统1包括用于向内燃机2输送气体4的空气输送管路3，用于从内燃机2中导出废气6的废气管路5以及用于使空气输送管路3与废气管路5相连接的连接管路7。在连接管路7中并且在废气管路5之外布置泵8，其将废气6从废气管路5中运送到空气输送管路3中。在此，出现在废气管路5与空气输送管路3之间的压力差16，通过泵8的运行可继续提高压力差16。示出了气体4(新鲜空气、必要时附加地废气6)在空气输送管路3中以及废气6在废气管路5中和在连接管路7中的流动方向19。

那么，连接管路7以相对于内燃机2并行的方式使空气输送管路3与废气管路5相连接。通过泵8，可确定并调节被引导回空气输送管路3中的废气6的体积流，其中，该体积流不受到(在不存在泵8的情况下)在废气管路5和进气歧管(空气输送管路3)之间的压力差16限制。

此外，空气输送管路3在连接管路7上游具有吸入部18和至少一个空气过滤器12。空气过滤器12在此布置在吸入部18与连接管路7到空气输送管路3中的通入部之间。

废气管路5在连接管路7上游、即在内燃机2与连接管路7的通入部之间具有至少一个催化器14并且在连接管路7到废气管路5中的通入部下游具有至少一个颗粒过滤器15。

图2示出了带有废气系统1的第二、优选的实施变型方案的机动车17，以及方法的步骤a)和b)。参考对图1实施方案。在此，除了泵8，附加地在连接管路7中布置热交换器9和阀10。

在此示出的是，泵8附加地适合用于将气体4从空气输送管路3中运送到废气管路5中。示出了气体4(新鲜空气、必要时附加地废气6)在空气输送管路3中的、以及废气6在废气管路5中的以及气体4或废气6在连接管路7中的流动方向19。

那么，如果泵8运送从废气管路5向空气输送管路3的体积流，实现废气再循环。如果泵8在相反的方向上进行运送，即从空气输送管路3到废气管路5中，实现二级空气吹入，从而刚好在冷起动时可实现更快速地达到布置在废气管路5中的催化器14和其它废气处理单元(过滤器15)的最低温度。此外，可通过附加地提供(未燃烧的)新鲜空气获得hc和co的二次氧化，从而可刚好至少部分地使布置在废气管路5中的颗粒过滤器15再生。

设置刚好一个连接管路7，通过连接管路7从空气输送管路3向废气管路5运送气体4(第一体积流)并且从废气管路5向空气输送管路3运送废气6(第二体积流)。在此，两个体积流分别流过相同的连接管路7。

图3显示了带有废气系统1的第三实施变型方案的机动车17。参考针对图2的实施例。在此，在空气输送管路3中、在连接管路7的通入部下游并且在内燃机2上游附加地布置废气涡轮增压器的压缩机13，其涡轮侧20在废气管路5中布置在连接管路的通入部上游并且布置在内燃机2的下游。

图4显示了带有废气系统1的第四实施变型方案的机动车17。参考图2的实施方案。在此，附加于连接管路7设置旁通管路11，通过旁通管路11可将废气6经过泵8经由旁通管路11运输到空气输送管路3中。那么，旁通管路11实现，废气6也可在泵8不运行时从废气管路5被运输到空气输送管路3中。在这种情况中，可利用(在不存在泵8的情况下)在空气输送管路3和废气管路5之间的压力差16并且节省为泵8的运行所需的能量。

应指出的是，部件，催化器、颗粒过滤器、压缩机、涡轮侧、阀、热交换器和泵也可以其它顺序布置且必要时附加地也可布置在废气系统的其它区域中。

通过本发明提出一种废气再循环系统，在其中，通过泵可调节被引导回空气输送管路中的体积流。通过泵可进一步提高被引导回来的体积流。此外，通过本发明实现一种二级空气吹入系统，其利用废气再循环系统的连接管路。