本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機的廢氣系統(tǒng)和一種用于使內(nèi)燃機運行的方法。內(nèi)燃機尤其地是柴油發(fā)動機且優(yōu)選地為汽油發(fā)動機。廢氣系統(tǒng)尤其地包括向內(nèi)燃機導(dǎo)入新鮮空氣或由新鮮空氣、燃料以及必要時廢氣組成的可燃混合物并且將廢氣導(dǎo)離內(nèi)燃機的管路。

背景技術(shù)：

由文獻wo01/11208a1例如已知一種帶有二級空氣吹入系統(tǒng)和廢氣再循環(huán)的內(nèi)燃機。

二級空氣吹入系統(tǒng)尤其地用于在內(nèi)燃機冷起動期間減少hc和co。利用該系統(tǒng)，將新鮮空氣吹到廢氣側(cè)上并且由此獲得hc(碳水化合物)和co(一氧化碳)的二次氧化。同時，提高廢氣溫度，從而布置在廢氣管路中的催化器更早到達為了轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)所需的最低溫度。

廢氣再循環(huán)系統(tǒng)尤其地在內(nèi)燃機的部分負載范圍中用于減少nox(氮氧化物)。在此，經(jīng)由廢氣再循環(huán)管路將廢氣引導(dǎo)回內(nèi)燃機的吸入側(cè)并且在此與吸入空氣混合。通過該再循環(huán)，降低燃燒溫度并且由此減少氮氧化物的產(chǎn)生。

在文獻wo01/11208a1中提出，在二級空氣吹入系統(tǒng)中布置壓縮機或者例如泵，經(jīng)由壓縮機從吸入管路中取出新鮮空氣并且將其輸送給廢氣管路。此外，廢氣管路經(jīng)由廢氣通道與進氣歧管相連接。在此，利用在廢氣管路和進氣歧管之間的壓差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

由此出發(fā)，本發(fā)明所基于的目的是，至少部分地緩和由現(xiàn)有技術(shù)已知的問題并且尤其地簡化廢氣系統(tǒng)并且實現(xiàn)更強地影響廢氣產(chǎn)生和處理。

這利用根據(jù)權(quán)利要求1的特征的廢氣系統(tǒng)以及通過根據(jù)權(quán)利要求7的特征的方法實現(xiàn)。從屬權(quán)利要求的對象是有利的改進方案。在權(quán)利要求中單獨闡述的特征可以技術(shù)上合理的方式相互組合并且可通過從說明書中闡述的實情以及通過附圖中的細節(jié)來補充，其中，指出了本發(fā)明的其它實施變型方案。

本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃機的廢氣系統(tǒng)，其至少包括：

a.用于向內(nèi)燃機輸送氣體的空氣輸送管路；

b.用于從內(nèi)燃機中導(dǎo)出廢氣的廢氣管路；以及

c.用于使空氣輸送管路與廢氣管路相連接的連接管路；

其中，在連接管路中并且在廢氣管路之外布置泵，泵適合用于將廢氣從廢氣管路中輸送到空氣輸送管路中。

那么，廢氣系統(tǒng)特別地尤其包括向內(nèi)燃機導(dǎo)入新鮮空氣或由新鮮空氣、燃料以及必要時廢氣組成的可燃混合氣的管路以及將廢氣導(dǎo)離內(nèi)燃機的管路?？諝廨斔凸苈酚绕涞匕ㄎ氩?，經(jīng)由該吸入部從環(huán)境向內(nèi)燃機引入新鮮空氣。那么，空氣輸送管路布置在內(nèi)燃機上游。廢氣管路在下游從內(nèi)燃機中延伸出來。經(jīng)由廢氣管路將廢氣從內(nèi)燃機、尤其地經(jīng)由至少一個廢氣處理單元(例如催化器、過濾器、消聲器等)導(dǎo)出到環(huán)境處。

尤其地，在空氣輸送管路與廢氣管路之間布置連接管路。那么，連接管路相對于內(nèi)燃機并行地連接空氣輸送管路和廢氣管路?？尚械氖?，連接管路鄰近地和/或直接地設(shè)置在內(nèi)燃機處，例如也在不包括壓縮機的情況下。在該連接管路中布置至少一個泵(例如電泵)，其可將廢氣從廢氣管路中輸送到空氣輸送管路中。泵尤其地設(shè)置并設(shè)定成，將廢氣運送到空氣輸送管路中。借助于泵，可確定并調(diào)節(jié)被引回到空氣輸送管路中的廢氣的體積流，其中，該體積流不受到(在不存在泵的情況下)在廢氣管路與進氣歧管之間的壓差限制。

根據(jù)優(yōu)選的設(shè)計方案，泵附加地適合用于將氣體從空氣輸送管路輸送到廢氣管路中。

泵尤其地(也)設(shè)置并設(shè)定成，用于將氣體/空氣輸送到廢氣管路中。那么，如果泵將體積流從廢氣管路輸送至空氣輸送管路，則實現(xiàn)廢氣再循環(huán)。如果泵在相反的方向上輸送，即從空氣輸送管路到廢氣管路中，則實現(xiàn)二級空氣吹入，從而剛好在冷起動的情況中可實現(xiàn)更快速地達到布置在廢氣管路中的催化器的最低溫度。此外，可通過附加地提供(未燃燒的)新鮮空氣獲得hc和co的二次氧化，從而剛好可至少部分地使布置在廢氣管路中的顆粒過濾器再生。

尤其地，設(shè)置剛好一個(唯一的)連接管路，通過該連接管路將氣體從空氣輸送管路運送向廢氣管路(第一體積流)并且將廢氣從廢氣管路運送向空氣輸送管路(第二體積流)。在此，兩個體積流(時間上偏移地和/或根據(jù)需求)流過相同的連接管路。

尤其地，通過泵不經(jīng)由內(nèi)燃機運送兩個體積流，而是僅僅通過連接管路來運送。在此顯然包括，將被引回到空氣輸送管路中的廢氣重新輸送給內(nèi)燃機。

由此，相對于現(xiàn)有技術(shù)得到的優(yōu)點是，一方面可在更大的范圍中調(diào)整被引回的廢氣量(第二體積流)并且另一方面僅僅設(shè)置唯一的通過其運送兩個體積流的連接管路。

尤其地，在連接管路中布置至少一個熱交換器或用于調(diào)節(jié)通過連接管路的流量的閥?？尚械氖牵瑑蓚€部件共同地設(shè)置在連接管路中。可行的是，設(shè)置多個熱交換器和/或閥。

熱交換器尤其地為廢氣冷卻器，其用于冷卻通過連接管路向空氣輸送管路引回的廢氣。另一方面，熱交換器尤其地也為氣體預(yù)熱器，其預(yù)熱通過連接管路從空氣輸送管路引導(dǎo)到廢氣管路中的氣體。由于該預(yù)熱，剛好在冷起動的情況中可實現(xiàn)更快速地達到布置在廢氣管路中的催化器的最低溫度。

尤其地，熱交換器是內(nèi)燃機的冷卻器。

閥尤其地用于調(diào)節(jié)通過連接管路的體積流。在此，也可使用節(jié)流閥或其它流動調(diào)節(jié)器作為閥。

根據(jù)另一有利的設(shè)計方案，(附加于連接管路)設(shè)置旁通管路，經(jīng)由旁通管路將廢氣經(jīng)過泵運輸?shù)娇諝廨斔凸苈分?。于是，旁通管路實現(xiàn)，在泵不工作時也可將廢氣從廢氣管路運輸?shù)娇諝廨斔凸苈分小Ｔ谶@種情況中，可利用在空氣輸送管路與廢氣管路之間的壓差并且節(jié)省為了泵運行所需的能量。優(yōu)選的是，旁通管路設(shè)定，使得在規(guī)定的時刻僅僅廢氣可流向空氣輸送管路。

尤其地，空氣輸送管路在連接管路上游具有至少一個空氣過濾器或者在內(nèi)燃機上游具有壓縮機?？尚械氖牵餐卦O(shè)置兩個部件?？尚械氖?，設(shè)置多個空氣過濾器和/或壓縮機。

于是，尤其地在吸入部與連接管路到空氣輸送管路中的通入部之間布置至少一個空氣過濾器。優(yōu)選地，在連接管路的通入部下游在空氣輸送管路中設(shè)置(唯一的)壓縮機，例如，廢氣渦輪增壓器的壓縮機，其渦輪側(cè)布置在廢氣管路中。

尤其地，廢氣管路在連接管路上游具有至少一個催化器或者在連接管路下游具有至少一個顆粒流過濾器?？尚械氖?，共同地設(shè)置兩個部件?？尚械氖?，設(shè)置多個催化器和/或顆粒過濾器。

此外，本發(fā)明涉及一種用于使內(nèi)燃機運行的方法，其至少包括帶有用于向內(nèi)燃機輸送氣體的空氣輸送管路、用于從內(nèi)燃機中導(dǎo)出廢氣的廢氣管路以及用于使空氣輸送管路與廢氣管路相連接的連接管路的內(nèi)燃機；其中，在連接管路中布置泵，泵至少適合(確切地說設(shè)置和/或設(shè)定成)用于將氣體從廢氣管路中運送到空氣輸送管路中；其中，該方法至少包括以下步驟：

a)使泵運行并且提高在廢氣管路和空氣輸送管路之間的壓力差，從而經(jīng)由連接管路將廢氣從廢氣管路中輸送到空氣輸送管路中。

尤其地，該方法適合用于使帶有在此提出的廢氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機運行。

用于廢氣系統(tǒng)的實施方案可用于方法的進一步特征化，且反之亦然。

如已經(jīng)針對廢氣系統(tǒng)闡述的那樣，通過泵可進一步提高在空氣輸送管路與廢氣管路之間通常已經(jīng)存在的壓力差，從而可在更大的極限中改變第二體積流。

根據(jù)優(yōu)選的設(shè)計方案，泵附加地適合(確切地說設(shè)置和/或設(shè)定成)用于將氣體從空氣輸送管路中輸送到廢氣管路中，從而該方法附加地至少包括以下步驟：

b)使泵運行，從而經(jīng)由連接管路將氣體從空氣輸送管路中運送到廢氣管路中。

尤其地在內(nèi)燃機的不同的運行時刻(即交替地，確切地說不是共同地)進行這兩個步驟。

優(yōu)選地，在兩個步驟a)和b)中，(僅僅)經(jīng)由連接管路運送氣體和廢氣。那么，尤其地設(shè)置剛好一個連接管路，通過該連接管路從空氣輸送管路向廢氣管路運送氣體(第一體積流)并且從廢氣管路向空氣輸送管路運送廢氣(第二體積流)。在此，兩個體積流分別流過相同的、唯一的連接管路且尤其地不流經(jīng)內(nèi)燃機。

此外，提出一種機動車，其至少包括帶有在此提出的廢氣系統(tǒng)的內(nèi)燃機或者利用在此提出的方法可運行或運行的內(nèi)燃機。對于所提出的廢氣系統(tǒng)和/或在此提出的方法的解釋可用于機動車的進一步特征化。

附圖說明

下面根據(jù)附圖詳細闡述本發(fā)明以及技術(shù)領(lǐng)域。附圖顯示了尤其優(yōu)選的實施例，然而本發(fā)明不限制于此。尤其地應(yīng)指出的是，附圖以及尤其地所示出的大小比例僅僅是示意性的。相同的附圖標記表示相同的對象。其中：

圖1顯示了帶有廢氣系統(tǒng)的第一實施變型方案的機動車以及方法的步驟a)；

圖2顯示了帶有廢氣系統(tǒng)的第二、優(yōu)選的實施變型方案的機動車以及方法的步驟a)和b)；

圖3顯示了帶有廢氣系統(tǒng)的第三實施變型方案的機動車；以及

圖4顯示了帶有廢氣系統(tǒng)的第四實施變型方案的機動車。

附圖標記清單

1廢氣系統(tǒng)

2內(nèi)燃機

3空氣輸送管路

4氣體

5廢氣管路

6廢氣

7連接管路

8泵

9熱交換器

10閥

11旁通管路

12空氣過濾器

13壓縮機

14催化器

15顆粒過濾器

16壓力差

17機動車

18吸入部

19流動方向

20渦輪側(cè)。

具體實施方式

圖1顯示了帶有廢氣系統(tǒng)1的第一實施變型方案的機動車17和方法的步驟a)。廢氣系統(tǒng)1包括用于向內(nèi)燃機2輸送氣體4的空氣輸送管路3，用于從內(nèi)燃機2中導(dǎo)出廢氣6的廢氣管路5以及用于使空氣輸送管路3與廢氣管路5相連接的連接管路7。在連接管路7中并且在廢氣管路5之外布置泵8，其將廢氣6從廢氣管路5中運送到空氣輸送管路3中。在此，出現(xiàn)在廢氣管路5與空氣輸送管路3之間的壓力差16，通過泵8的運行可繼續(xù)提高壓力差16。示出了氣體4(新鮮空氣、必要時附加地廢氣6)在空氣輸送管路3中以及廢氣6在廢氣管路5中和在連接管路7中的流動方向19。

那么，連接管路7以相對于內(nèi)燃機2并行的方式使空氣輸送管路3與廢氣管路5相連接。通過泵8，可確定并調(diào)節(jié)被引導(dǎo)回空氣輸送管路3中的廢氣6的體積流，其中，該體積流不受到(在不存在泵8的情況下)在廢氣管路5和進氣歧管(空氣輸送管路3)之間的壓力差16限制。

此外，空氣輸送管路3在連接管路7上游具有吸入部18和至少一個空氣過濾器12?？諝膺^濾器12在此布置在吸入部18與連接管路7到空氣輸送管路3中的通入部之間。

廢氣管路5在連接管路7上游、即在內(nèi)燃機2與連接管路7的通入部之間具有至少一個催化器14并且在連接管路7到廢氣管路5中的通入部下游具有至少一個顆粒過濾器15。

圖2示出了帶有廢氣系統(tǒng)1的第二、優(yōu)選的實施變型方案的機動車17，以及方法的步驟a)和b)。參考對圖1實施方案。在此，除了泵8，附加地在連接管路7中布置熱交換器9和閥10。

在此示出的是，泵8附加地適合用于將氣體4從空氣輸送管路3中運送到廢氣管路5中。示出了氣體4(新鮮空氣、必要時附加地廢氣6)在空氣輸送管路3中的、以及廢氣6在廢氣管路5中的以及氣體4或廢氣6在連接管路7中的流動方向19。

那么，如果泵8運送從廢氣管路5向空氣輸送管路3的體積流，實現(xiàn)廢氣再循環(huán)。如果泵8在相反的方向上進行運送，即從空氣輸送管路3到廢氣管路5中，實現(xiàn)二級空氣吹入，從而剛好在冷起動時可實現(xiàn)更快速地達到布置在廢氣管路5中的催化器14和其它廢氣處理單元(過濾器15)的最低溫度。此外，可通過附加地提供(未燃燒的)新鮮空氣獲得hc和co的二次氧化，從而可剛好至少部分地使布置在廢氣管路5中的顆粒過濾器15再生。

設(shè)置剛好一個連接管路7，通過連接管路7從空氣輸送管路3向廢氣管路5運送氣體4(第一體積流)并且從廢氣管路5向空氣輸送管路3運送廢氣6(第二體積流)。在此，兩個體積流分別流過相同的連接管路7。

圖3顯示了帶有廢氣系統(tǒng)1的第三實施變型方案的機動車17。參考針對圖2的實施例。在此，在空氣輸送管路3中、在連接管路7的通入部下游并且在內(nèi)燃機2上游附加地布置廢氣渦輪增壓器的壓縮機13，其渦輪側(cè)20在廢氣管路5中布置在連接管路的通入部上游并且布置在內(nèi)燃機2的下游。

圖4顯示了帶有廢氣系統(tǒng)1的第四實施變型方案的機動車17。參考圖2的實施方案。在此，附加于連接管路7設(shè)置旁通管路11，通過旁通管路11可將廢氣6經(jīng)過泵8經(jīng)由旁通管路11運輸?shù)娇諝廨斔凸苈?中。那么，旁通管路11實現(xiàn)，廢氣6也可在泵8不運行時從廢氣管路5被運輸?shù)娇諝廨斔凸苈?中。在這種情況中，可利用(在不存在泵8的情況下)在空氣輸送管路3和廢氣管路5之間的壓力差16并且節(jié)省為泵8的運行所需的能量。

應(yīng)指出的是，部件，催化器、顆粒過濾器、壓縮機、渦輪側(cè)、閥、熱交換器和泵也可以其它順序布置且必要時附加地也可布置在廢氣系統(tǒng)的其它區(qū)域中。

通過本發(fā)明提出一種廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，在其中，通過泵可調(diào)節(jié)被引導(dǎo)回空氣輸送管路中的體積流。通過泵可進一步提高被引導(dǎo)回來的體積流。此外，通過本發(fā)明實現(xiàn)一種二級空氣吹入系統(tǒng)，其利用廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的連接管路。