[发明专利]使用排气冷凝物的NOx减少方法

说明书

相干申请的交叉引用

本申请要求2013年1月9日提交的德国专利申请102013200185.1的优先权，为了所有的目的该申请全部内容在此通过引用以其整体并入。

技术领域

本描述涉及内燃机的再循环装置、具有所述类型的再循环装置的燃烧设备、具有所述类型的燃烧设备的机动车辆、以及用于操作燃烧设备的方法。

背景技术

由于不断增加的对机动车辆释放的排气纯度的要求，所以寻求减少燃料在发动机内燃烧期间的排放物形成以及将形成的排放物化学或物理转换成更惰性物质的方法。特别地，寻求通常被简称为NOx的氮氧化物的排放减少。在例如柴油机的大发动机情况中，已知将作为蒸汽或喷雾的水混合至发动机的燃烧空气中。然而，该途径极少用于机动车辆，并且仅偶尔在重型货车中被实现。特别地，在客运机动车辆的情况中，目前并未采用通过将水混合至燃烧空气中来减少NOx排放，这是因为该办法时常与用于水存储的显著额外支出有关，其具有必须以规律的间隔补充水的缺陷。此外，按该方法随车携带的水在低的周围温度下会冻结，因此出现缺陷。

发明内容

本发明人已认识到这类方法的问题，并在本文中描述了一种用于内燃机的再循环装置，其配置为通过再循环装置再循环部分排气，并 使其进入连接至排气管路的空气供给管路。此外，根据本公开，再循环装置还包括冷凝物收集装置，其设计为从在冷却单元内冷却的排气流收集冷凝物，并将所述冷凝物引导至空气供给管路，在空气供给管路中可包括将冷凝物喷射至燃烧空气中的喷射装置。因此，空气供给管路可与被喷射的冷凝物混合，其中空气供给管路可设计为抽吸进燃烧空气并将空气引导至发动机。此外，设计来从发动机排出排气流的排气管路也可包括冷却单元，包括该冷却单元是为了冷却流经其中的排气流，以引起冷凝物形成的发生。

在一个例子中，系统和方法基于这样的见识，即发动机排气包括大部分水蒸汽。以此方式，实现了这样的技术效果，即通过将冷凝水喷射至发动机的燃烧空气中，以降低发动机内的燃烧温度，排气内的大部分水蒸汽还可用于减少NOx排放。因此，可构想这样的系统和方法，其中在不使用用户可二次填充的水箱的情况下，可减少NOx排放，其因此减小了车辆上的空间要求，也减轻了车辆重量以及降低了驾驶员操作复杂性。此外，根据本公开的方法排除了与车辆上携带的水存储的冻结有关的问题。

当单独通过附图或结合附图时，将通过以下详细说明，更容易明白本发明的上述优势和其他优势以及特征。应理解提供以上发明内容是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的选择概念。这并不意味着确定了要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围仅由权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或在本公开任何部分指出的任何缺陷的执行方式。

附图说明

当单独或参考附图时，通过阅读实施方式的实例——本文中被称为具体实施方式，将更全面理解本文所描述的优势。

图1示出机动车辆的示例方框图；

图2示出多气缸发动机中一个汽缸的示意图；

图3示出根据本公开用于喷射收集的冷凝物的方法的示例流程图；

图4示出在车辆操作期间用于引起冷凝物形成的示例流程图；

图5示出在车辆操作期间与EGR结合喷射冷凝物的方法的示例流程图；

图6示出基于燃烧稳定性喷射收集的冷凝物的方法的流程图；

图7示出通过气流冷却车厢环境的示例流程图，其中气流被引导经过本公开的再循环装置的冷却单元；以及

图8是喷射基于文氏管流的实施方式的示例流程图。

具体实施方式

包括根据本公开的再循环装置的发动机允许排气管路经冷却单元连接至空气供给管路，冷却单元用于在操作期间收集车辆上的冷凝物。以此方式，所描述的再循环装置可从排气流中收集冷凝物，并进一步将收集的冷凝物引导至空气供给管路，以喷射至燃烧空气中以冷却发动机，从而减少其中的NOx排放。由于该原因，图1和图2示出示例性车辆图，以说明本公开再循环装置的一个可能配置。图3-8所示示例性流程图进一步示出使用本公开再循环装置调整在示例发动机系统内形成并使用的水蒸气量的各种方法。