用于内燃机的废气增压和废气后处理模块以及内燃的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于内燃机的废气增压和废气后处理模块(10)以及内燃机，其带有：用于将待卸压的废气输送到废气增压和废气后处理模块中的至少一个接口(14)；用于将卸压的废气从废气增压和废气后处理模块中导出的至少一个接口(15)；用于将待压缩的增压空气输送到废气增压和废气后处理模块中的至少一个接口(16)；用于将压缩的增压空气从废气增压和废气后处理模块中导出的至少一个接口(17)；包括涡轮(19)和压缩机(13)的废气涡轮增压器(11)；以及SCR催化器(12)，其中，废气增压和废气后处理模块(10)可作为单元联结到内燃机处并且可作为单元(10)从内燃机脱离。
【专利说明】用于内燃机的废气增压和废气后处理模块以及内燃机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于内燃机的废气增压和废气后处理模块以及一种内燃机。
【背景技术】
[0002]从文件DE 10 2004 027 593 Al中已知一种带有单级的或两级的废气增压和经由SCR催化器的废气净化的内燃机。对于单级的废气增压，SCR催化器根据该现有技术定位在废气涡轮增压器的涡轮下游或者在废气涡轮增压器的涡轮上游。对于带有两个废气涡轮增压器的两级废气增压，SCR催化器根据该现有技术接在这两个废气涡轮增压器的两个涡轮之间。此外，从该现有技术中已经已知经由旁通管路(Bypassleitung)绕过SCR催化器，以便绕过SCR催化器在向废气涡轮增压器的定位在SCR催化器下游的涡轮的方向上导引废气。通过该旁通管路的废气流可经由调节装置调节。
[0003]从实践中已知的内燃机、废气涡轮增压器的组件以及SCR催化器的组件是分离的组件，其必须作为单独的组件来安装在内燃机处。由此，取决于可供使用的结构空间，在放置和连结相应的组件或单个部件时会产生问题。
【发明内容】
[0004]由此出发，本发明目的在于提供一种新型的废气增压和废气后处理模块以及一种新型的内燃机。
[0005]该目的通过根据权利要求1的废气增压和废气后处理模块来实现。
[0006]根据本发明的废气增压和废气后处理模块具有用于将待卸压的废气输送到废气增压和废气后处理模块中的至少一个接口(Anschluss)、用于将卸压的废气从废气增压和废气后处理模块中导出的接口、具有用于将待压缩的增压空气输送到废气增压和废气后处理模块中的至少一个接口、具有用于将压缩的增压空气从废气增压和废气后处理模块中导出的至少一个接口、具有包括涡轮和压缩机的废气涡轮增压器和具有SCR催化器，其中，废气增压和废气后处理模块可作为单元联结到内燃机处并且可作为单元从内燃机脱离。
[0007]这里对本发明首次提出将废气增压的组件和SCR催化器的组件联合成废气增压和废气后处理模块。废气增压和废气后处理模块可作为单元装配在内燃机处且作为单元从内燃机拆卸。
[0008]由此，可在内燃机处实现对于废气增压的组件和废气后处理的组件的标准化的结构和标准化的布置。
[0009]优选地，废气增压和废气后处理模块此外包括增压空气冷却器，其接到压缩机与用于将压缩的空气从模块中导出的接口之间。通过增压空气冷却器集成到废气增压和废气后处理模块中，可在内燃机处来进一步简化和统一部件的结构和布置。
[0010]根据本发明的一有利的改进方案，废气增压和废气后处理模块具有用于将卸压的废气从废气增压和废气后处理模块导出在废气烟囱(Abgaskamin)中的可选的多个接口。用于将卸压的废气导出到废气烟囱中的可选的多个接口的设置允许废气增压和废气后处理模块使用在不用的应用中、尤其在船的不同构造中。
[0011]根据本发明的内燃机在权利要求6中来定义。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]本发明的优选的改进方案由从属权利要求和接下来的说明中得出。根据附图来详细阐述本发明的实施例，而不应受限于此。其中:
图1显示了用于内燃机的废气增压和废气后处理模块的示意性图示；
图2显示了带有废气增压和废气后处理模块的第一内燃机的示意性图示；以及 图3显示了带有废气增压和废气后处理模块的第二内燃机的示意性图示。
[0013]附图标记清单
10废气增压和废气后处理模块
10’废气增压和废气后处理模块
11废气涡轮增压器
12 SCR催化器
13压缩机
14接Π
15接Π
16接Π
17接Π
18增压空气冷却器
19涡轮
20内燃机
20’内燃机
21气缸
22气缸
23气缸排
24气缸排
25废气涡轮增压器
26压缩机
27涡轮。
【具体实施方式】
[0014]在此本发明涉及一种用于内燃机的废气增压和废气后处理模块以及一种带有这样的废气增压和废气后处理模块的内燃机，其中，内燃机尤其是利用重油(Schwedl)运行的船用柴油机。
[0015]图1显示了用于内燃机的废气增压和废气后处理模块10的示例性的、透视性的视图，其中，废气增压和废气后处理模块10包括废气增压和废气后处理的组件或部件。由此，废气增压和废气后处理模块10包括废气涡轮增压器11和SCR催化器12。废气涡轮增压器11包括润轮19和压缩机13。润轮19用于废气的卸压(Entspannen)而压缩机13用于增压空气的压缩。
[0016]图1的优选的实施例的废气增压和废气后处理模块10具有用于将待卸压的废气输送到废气增压和废气后处理模块10中的接口 14。此外，废气增压和废气后处理模块10在所示的优选的实施例中具有可选的多个接口 15，以便将卸压的废气从废气增压和废气后处理模块10导出到未示出的废气烟囱中。
[0017]废气增压和废气后处理模块10此外包括用于将待压缩的增压空气输送到废气增压和废气后处理模块10中的接口 16和用于将压缩的增压空气从废气增压和废气后处理模块10导出的接口 17。
[0018]对于卸压的废气(其经由接口 14被输送给废气增压和废气后处理模块)，可输送给废气增压和废气后处理模块10的废气涡轮增压器11的涡轮19，亦即直接或者间接经由SCR催化器12。
[0019]如果待卸压的废气被直接输送给废气涡轮增压器11的涡轮19，那么卸压的废气接下来经由SCR催化器来导引并且接下来经由接口 15中的一个被从废气增压和废气后处理模块10导出。
[0020]对于压缩的增压空气(其经由接口 16被输送给废气增压和废气后处理模块10)，到达废气涡轮增压器11的压缩机13的区域中并且在该区域中被压缩，以便作为压缩的增压空气经由接口 17离开废气增压和废气后处理模块10。
[0021]废气和增压空气在上面所提及的接口 14、15、16和17及上面所提及的部件、即废气涡轮增压器11和SCR催化器12之间的导引经由在相应的接口 14、15、16和17及废气涡轮增压器11和/或SCR催化器12之间的套管(Veirohrung)或管路(Leitung)实现。
[0022]优选地，废气增压和废气后处理模块10此外包括增压空气冷却器18，以便在经由接口 17从废气增压和废气后处理模块10导出之前冷却在废气增压和废气后处理模块10的废气涡轮增压器11的压缩机13中压缩的增压空气。
[0023]废气增压和废气后处理模块10可作为单元联结到内燃机处以及可作为单元从内燃机脱离，或者说可作为单元装配在内燃机处且可作为单元从内燃机拆卸。图2和3相应显示了带有至少一个废气增压和废气后处理模块10或10’的内燃机20或20’。
[0024]由此，图2显示了以R-结构形式的内燃机20，在其中全部气缸21成排地相继或相邻定位，其中，这样的R-结构形式也被称为L-结构形式。以R-结构形式的内燃机20具有唯一的废气增压和废气后处理模块10，其联结到内燃机20处。图3显示了以V-结构形式的内燃机，在其中气缸22编组为气缸排(Zylinderbank) 23和24，其中，每个气缸排23和24相应与废气增压和废气后处理模块10或10’相关联。
[0025]图3的废气增压和废气后处理模块10和10’具有相同的接口和相同的部件，其中，然而为了确保模块10和10’结构空间最佳地连结到图3的内燃机20’处的，这两个废气增压和废气后处理模块10和10’镜像对称地来构建。
[0026]在此，废气增压和废气后处理模块10、10’相应安装在相应的内燃机20或20’的所谓的联结侧(Kupplungsseite)。与此不同，也可能将废气增压和废气后处理模块10或10’安装在相应的内燃机20或20’的所谓的联结背侧(Kupplungsgegenseite),其中，那么可使用相应镜像对称地构建的废气增压和废气后处理模块10、10’。
[0027]在此本发明的废气增压和废气后处理模块10、10’可在内燃机处提供或实现单级废气增压，其中，用于将待卸压的废气输送到相应的模块10或10’中的接口 14那么与内燃机的所谓的废气收集器(Abgassammler)直接联结，并且其中，用于将压缩的增压空气从相应的模块10或10’导出的接口 17那么可直接与内燃机的所谓的增压空气收集器(Ladeluftsammler)联结。
[0028]与此不同，也可能的是，内燃机具有两级废气增压，其中，该或每个废气增压和废气后处理模块10、10’的废气涡轮增压器11那么提供废气增压的低压级。在该情况中，内燃机那么具有提供废气增压的高压级的另一废气涡轮增压器，其中，用于将待卸压的废气输送到相应的模块10、10’中的接口 14那么间接经由提供废气增压的高压级的废气涡轮增压器的涡轮与内燃机的废气收集器相联结，并且其中，用于将压缩的增压空气从相应的模块10或10’导出的接口 17间接经由提供废气增压的高压级的废气涡轮增压器的压缩机与内燃机相联结。
[0029]在图2和3中相应的废气增压和废气后处理模块10或10’的废气涡轮增压器11相应提供废气增压的低压级，其中，那么相应将另一废气涡轮增压器25接到相应的模块10或10’与相应的内燃机20或20’的气缸之间，废气涡轮增压器25那么提供废气增压的相应的高压级，其中，该另一废气涡轮增压器25又包括压缩机26和涡轮27。
[0030]这里利用本发明，可在内燃机处确保模块化的和标准化的构造，即废气增压和废气后处理的部件的模块式的和标准化的构造。以此，即使在位置关系狭小时也可确保废气增压以及废气后处理的部件或组件良好地联结到内燃机的气缸处。
[0031]废气增压和废气后处理模块10、10’可应用到不同结构形式的内燃机处，由此例如在以R-结构形式或V-结构形式的内燃机中，其中，可实现相应的废气增压和废气后处理模块10、10’布置在内燃机的所谓的联结侧和所谓的联结背侧上。
[0032]废气涡轮增压器11和SCR催化器12集成到废气增压和废气后处理模块10、10’中，其中，相应的废气增压和废气后处理模块10、10’的废气涡轮增压器11提供单级的废气增压或者在两级的废气增压中提供废气增压的低压级。
【权利要求】
1.一种用于内燃机的废气增压和废气后处理模块，其带有:用于将待卸压的废气输送到所述废气增压和废气后处理模块中的至少一个接口(14);用于将卸压的废气从所述废气增压和废气后处理模块中导出的至少一个接口(15);用于将待压缩的增压空气输送到所述废气增压和废气后处理模块中的至少一个接口(16);用于将压缩的增压空气从所述废气增压和废气后处理模块中导出的至少一个接口(17);包括涡轮(19)和压缩机(13)的废气涡轮增压器(11);以及SCR催化器(12)，其中，所述废气增压和废气后处理模块(10)能够作为单元联结到内燃机处并且能够作为单元(10)从所述内燃机脱离。
2.根据权利要求1所述的废气增压和废气后处理模块，其特征在于套管或管路，经由其能够将待卸压的废气引向给所述废气涡轮增压器(11)的涡轮(19)并且/或者经由其能够将卸压的废气引向给所述SCR催化器(12)并且/或者经由其能够将待压缩的增压空气引向给所述废气涡轮增压器(11)的压缩机(13)。
3.根据权利要求1所述的废气增压和废气后处理模块，其特征在于套管或管路，经由其能够将待卸压的废气引向给所述废气涡轮增压器(11)的涡轮(19)和SCR催化器(12)并且/或者经由其能够将待压缩的增压空气引向给所述废气涡轮增压器(11)的压缩机(13)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的废气增压和废气后处理模块，其特征在于，所述废气增压和废气后处理模块此外包括增压空气冷却器(18)，其接到所述压缩机(13)与用于将压缩的增压空气从所述模块中导出的所述接口(17)之间。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的废气增压和废气后处理模块，其特征在于，所述废气增压和废气后处理模块具有用于将卸压的废气从所述废气增压和废气后处理模块导出在废气烟囱中的可选的多个接口(15)。
6.一种内燃机、尤其利用重油运行的船用柴油机，其带有废气增压和带有经由SCR催化器的废气净化，其特征在于根据权利要求1至5中任一项所述的至少一个废气增压和废气后处理模块(10，10’)。
7.根据权利要求6所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机包括单级废气增压，其中，所述或每个废气增压和废气后处理模块(10，10’)的废气涡轮增压器(11)提供所述单级废气增压，其中，用于将待卸压的废气输送到相应的所述废气增压和废气后处理模块(10，10’)中的所述接口(14)能够直接与所述内燃机的废气收集器联结，并且其中，用于将压缩的增压空气从相应的所述废气增压和废气后处理模块(10，10’)导出的所述接口(17)能够直接与所述内燃机的增压空气收集器联结。
8.根据权利要求6所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机包括两级废气增压，其中，所述或每个废气增压和废气后处理模块(10，10’)的废气涡轮增压器(11)提供所述废气增压的低压级，其中，用于将待卸压的废气输送到相应的所述废气增压和废气后处理模块(10，10’)中的所述接口(14)能够间接地经由提供所述废气增压的高压级的废气涡轮增压器(25)的涡轮(27)与所述内燃机的废气收集器联结，并且其中，用于将压缩的增压空气从相应的所述废气增压和废气后处理模块(10，10’)导出的所述接口(17)能够间接地经由提供所述废气增压的高压级的所述废气涡轮增压器(25)的压缩机(26)与所述内燃机的增压空气收集器联结。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机以R-结构形式来实施并且包括唯一的废气增压和废气后处理模块(10，10’)。
10. 根据权利要求6至8中任一项所述的内燃机，其特征在于，所述内燃机以带有两个气缸排(23，24)的V-结构形式来实施并且各气缸排包括废气增压和废气后处理模块(10，10，)。
【文档编号】F02B37/00GK103573386SQ201310301459
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月18日 优先权日:2012年7月18日
【发明者】F.埃普勒, G.施蒂斯, D.图姆, S.施吕特, R.布伦德尔, P.施特夫, M.森根 申请人:曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司