[实用新型]带有排气再循环的排气系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种带有排气再循环的内燃发动机排气系统，一种控制所述排气系统的排气流的控制系统，并且涉及一种内燃发动机且该内燃发动机具有带有排气再循环的排气系统。

背景技术

已知内燃发动机的排气排放法规随着汽车数目的增加变得越来越严格，例如欧洲的EURO 6标准或者美国的Tier 2或Bin 5标准。一些制造商喜欢使用不同的点火策略如HCCI(均质充量压缩点火)或者主动后处理装置例如NOx(氮氧化物)分离器或者SCR(选择性催化还原)催化转化器。然而，所述技术需要高水平的材料花费和研发，这增加了系统的复杂性并且对于消费者来说承担相应的高成本，例如更高的燃料消费和技术支持成本。

减小内燃发动机排放的已知策略之一是通过使用排气再循环来改进排气的净化。排气中仍包含相对较高量的氧气并且部分地混有新鲜空气供给，因此，需要从大气中得到更少的新鲜空气。为此目的，排气或者在排气歧管的下游被直接汲取(extract)，或者在所述排气经由为此提供的管线被部分汲取并且在进气歧管处与新鲜空气供给混合之前通过排气净化系统(包括催化转化器或者颗粒过滤器)被首先净化。

US 7,165,540 B2公开了内燃发动机的排气再循环系统，其中两个涡轮增压器(即高压涡轮增压器和低压涡轮增压器)被连接成使得它们的驱动级或者涡轮机在排气段中串联设置并且它们的压缩机级在空气供给段或者排气再循环段中被类似地串联设置。排气再循环组件的一部分还被形成在两个涡轮增压器的两个驱动级之间并且借助于内连冷却器被冷却、借助于控制阀门被切换并被供给至两个涡轮增压器的对应压缩机。多导向排气再循环组件具有复杂相互作用的目的在于，在混合气中平衡 相对彼此的排气压力和充气压力，以便使得混合有效率。在此，缺点在于，涡轮增压器的功率与排气功率不成线性比例，并且因此难以在内燃发动机的所有运行状态中控制压力的适应性。这特别适用于第二附加涡轮增压器，因为所述第二附加涡轮增压器必然被设计用于低压并且因此还具有相对较大的尺寸和相对较大的重量。

US 2002/0112478 A1公开了类似于US 7,165,540 B2的一种设置，其具有高压涡轮增压器和低压涡轮增压器，所述设置的充气流通过由基于计算机的控制器借助于可控阀门以如下方式被控制，即使得充气压缩被优化。排气再循环组件是未被调整的，并且仅在两个涡轮增压器上游的排气段处被汲取。因此借助于排气再循环来改进气体的净化作用是不现实的。

US 7,117,843 B2公开了具有低压排气再循环系统的柴油内燃发动机，其中提供了涡轮增压器，排气的一部分经由排气冷却器和受控排气阀门与新鲜空气一起再循环进入所述涡轮增压器的压缩机内。虽然所述系统仅使用了一个压缩机和一个涡轮机，但是被引入新鲜空气段中的再循环排气将导致空气过滤系统的问题，并且相对快速地阻塞了空气过滤器。此外，空气过滤器经受高温并且因此必须承受更高温度，或者排气冷却器的功率必须被相应地增加。然而，主要缺点在于，因为排气压力具有相当大的波动，所以不能在内燃发动机的所有运行状态下均保证排气再循环。

US 6,050,095公开了带有一体排气再循环的涡轮增压器。所述解决办法除了具有有利的紧凑性，它还同样具有所述缺点。

US 2006/0124115 A1公开了带有排气再循环的排气系统，所述排气系统具有两个均为执行部分压缩的排气驱动涡轮增压器。新鲜空气和再循环排气的混合发生在进入第一低压压缩机的入口上游。排气再循环组件被连接在两个涡轮增压器的涡轮之间并且具有小型排气净化设置。所述解决办法同样具有以上说明的缺点。

实用新型内容

本实用新型基于如下目的，即通过使得内燃发动机的排气更有效地摆 脱污染物或者需要更少的新鲜空气，并因此减小排放值，从而改进带有排气再循环的排气系统。本实用新型能解决上述一些问题。

根据关于装置的第一方面，本实用新型是基于带有排气再循环的内燃机排气系统，所述排气系统装备有借助于节流阀瓣调节的新鲜空气供给段、至少一个第一排气再循环段、至少一个带有压缩机和排气驱动涡轮机的第一涡轮增压器以及至少一个设置在排气流中的排气净化装置。

本实用新型目的通过如下方案实现，至少一个第二压缩机被设置在至少一个排气再循环段中，所述第二压缩机由产生机械旋转能量的驱动机构来驱动。

所述第二压缩机的驱动机构的功率输出和/或旋转速度优选地能够被控制和/或被控制作为内燃发动机的运行参数的函数。