[发明专利]用于向内燃发动机供给空气和排气以及从内燃发动机排出由内燃发动机产生的排气的管道系统

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2012年8月15日提交的德国专利申请No.102012214524.9的优先权，为了所有目的，其全部内容并入本文以供参考。 

技术领域

本公开涉及用于向内燃发动机供给空气和/或排气以及用于从内燃发动机中排出由内燃发动机产生的排气的管道系统。 

背景技术

为了能满足日益严厉的法定的环境保护要求，诸如美国的LEV或欧盟的EU6或EU7，用于为机动车辆提供动力的内燃发动机（例如，火花点火或柴油发动机）的排气可以被处理，使得内燃发动机的污染排放物保持低于规定的最大限制。例如，在火花点火式发动机的情况下，催化反应器被用作排气后处理单元，其通过使用增加特定反应的速度的催化材料而确保例如碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）的氧化。未燃的碳氢化合物和一氧化碳的氧化尤其依靠在排气流中提供氧化催化转化器。 

被用作排气后处理单元的催化转化器的老化造成共同的问题。这些催化转化器具有贵金属涂层，其随着发动机和/或催化转化器的运转小时数增加而被消耗。为了即使在高运转小时数后也能满足前面提及的环境保护要求，催化转化器装有过多的贵金属，特别是在原材料成本增加的背景下这使催化转化器的制造更昂贵，并不会真正解决老化问题，而只是使老化推迟。 

发明内容

发明人在此已经认识到上述问题，并且已经研发了一种管道系统，使得在不必提供过多贵金属的情况下，即使在高运转小时数后，通过用于排气后处理的催化转化器也能够满足相关的环境保护要求。以此方式，可以消除催化转化器的老化问题。 

因此，提供了一种管道系统，其用于向内燃发动机供给空气和排气，并用于从内燃发动机中排出由内燃发动机产生的排气。在一个实施例中，管道系统包含进给道和排气道，进给道用于向内燃发动机供给空气和排气，排气道用于从内燃发动机中排出由内燃发动机产生的排气，一个或更多个排气后处理单元被设置在排气道中用于排气的后处理，而加热设备被设置在进给道中。加热设备被配置为执行加热过程，以便预加热向内燃发动机供给的空气。根据近似代表一个或更多个排气处理单元中的至少一个的老化状态的变量，控制加热过程的持续时间和/或由加热设备释放的热输出。 

当单独或结合附图参照以下具体实施方式时，本发明的上述优点和其它优点以及特征将是显而易见的。 

应当理解，提供以上概述以便以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。这并不意味着辨别要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围通过所附权利要求唯一地确定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分提及的任何缺点的实施方式。 

附图说明

图1示出了根据本公开的管道系统的第一示例性实施例的示意图， 

图2示出了根据本公开的管道系统的第二示例性实施例的示意图，以及 

图3a-d示出了排放物与排气后处理单元的老化、以及排放物与预加热的持续时间之间、连同预加热与随运转小时数或里程的预加热时间的创造性控制及其对老化的影响的相互关系的简单表示的图解。 

图4是图示说明了根据本公开的实施例的用于加热进气的方法的流程图。 

具体实施方式

通过提供这样的加热设备，其被设置在进给道中，并且其执行加热过程以便预加热向内燃发动机供给的空气，以及其被设定为以便根据近似代表至少一个排气处理单元的老化状态的变量，优选根据内燃发动机和/或排气后处理单元的运转小时数和/或里程，控制加热过程的持续时间和/或在加热过程中由加热设备引入空气的热输出，在一方面可能的是，缩短内燃发动机的暖机阶段，并且使用于排气后处理的催化转化器更快速地达到其运转温度。 

运转小时数意图是表示内燃发动机能够递送扭矩的时间长度。在内燃发动机被实施为车辆的柴油或火花点火式发动机中，不是运转小时数，而是车辆的里程可以被用作用于设定加热过程的持续时间或被引入空气的热能的参考变量。 

近似描述排气处理设备的老化状态的其他可行变量包括在总的运行时间内积分的通过排气处理设备的空气质量流量，如果需要其可以被随排气温度指数变化的条件加权，并且因此表示到目前为止已经在排气处理设备上发生的化学反应事件的衡量。 

预加热一方面引起内燃发动机产生降低的CO和HC的浓度，并且另一方面使催化转化器更快速地到达更高的转换速率。降低了排气中的CO和HC的浓度，并且使催化转化器的压力更轻。