[发明专利]废气涡轮增压器

说明书

本发明涉及一种按照本发明有利的具有废气回送结构、还原剂输送结构和/或二次空气输送结构的废气涡轮增压器。该废气涡轮增压器包括在涡轮壳体中的涡轮，在压缩机壳体中的压缩机和在支承壳体中可旋转地支承的轴，涡轮和压缩机借助所述轴刚性地连接。该轴至少部分地构造为空心轴并且因此其特征在于，同轴地在轴的内部中构造有至少一个通道并且该通道至少部分地沿着轴延伸。该通道具有至少一个入口和至少一个出口，废气、还原剂或二次空气通过入口和出口被引入到通道中和从通道中被引出。在按照本发明有利的方式中入口和/或出口在径向方向上在涡轮和压缩机之间布置在轴的环周上。在按照本发明特别有利的方式中入口和/或出口与在废气涡轮增压器壳体中、尤其是在支承壳体中的至少一个输送结构流体连接。

技术领域

本发明涉及一种按照本发明的废气涡轮增压器。

背景技术

废气涡轮增压器对于内燃机的效率提升和功率提升是已知的，废气涡轮增压器在利用废气能量的情况下用于内燃机的增压。为此废气涡轮增压器包括一个布置在废气系统中的在涡轮壳体中的涡轮和一个布置在燃烧空气系统的在压缩机壳体中的压缩机，其中，涡轮和压缩机支承在一个用于传递功率的共同的轴上并且形成废气涡轮增压器的运行器件。借助涡轮使在内燃机运行期间在废气系统中可供使用的废气能量转换为机械能并且用于借助压缩机压缩燃烧空气系统中的抽吸空气。通过抽吸空气的压缩提高进气率且相应地提高效率和功率。

在内燃机中废气回送结构对于氮排放的降低以及对于换气损失的降低是已知的，废气回送结构通过回送的废气作为惰性气体部分地取代在内燃机的汽缸中参与燃烧的氧气。尤其是在四冲程内燃机中通过废气回送结构由于可能的去节流实现换气损失的下降，由此提高部分负荷范围中的效率。尤其是在柴油内燃机中通过废气回送结构由于通过较低的氧浓度降低的燃烧温度实现氮氧化物排放的降低。废气回送结构可以构造为内部的、受换气阀控制的废气回送结构或者外部的、与管路连接的废气回送结构，其中，在外部的废气回送结构的情况下可以区分高压废气回送结构、低压废气回送结构或多路废气回送结构。相应地对于外部的废气回送结构而言单独的管路系统和阀系统是必要的。

由专利文献DE 28 55 687C2已知一种具有废气涡轮增压器和废气回送结构的增压的内燃机。废气回送结构被实施为在涡轮的高压侧和压缩机的高压侧之间具有连接管路的高压废气回送结构。在该废气回送管路中设有一个阀，借助该阀可根据需要释放或封闭废气回送管路。

由欧洲专利文献EP 1 191 216B1已知一种具有废气回送结构的废气涡轮增压器。该废气回送结构被实施为在涡轮的高压侧和压缩机的高压侧之间具有连接管路的高压废气回送结构，其中，废气回送管路直接与涡轮壳体并且与压缩机壳体连接。在该废气回送管路中设有阀，借助该阀可根据需要释放或封闭废气回送管路。

由DE 43 12 077C1已知一种用于增压内燃机的废气涡轮增压器，其中，废气涡轮增压器具有涡轮和压缩机。为了废气回送或者说为了借助增压空气冷却涡轮部件，在压缩机的压力侧和涡轮的流入侧之间设有作为流体连接的管路。流体连接在此借助涡轮壳体中的可变的导向叶片环控制。从压力侧到流入侧的增压空气输送或者说从流入侧到压力侧的废气回送根据压力侧和流入侧之间的压力降实现，其中，导向叶片环通过受发动机特性曲线控制的调节器操作。

催化器对于内燃机中的氮排放的进一步减少是已知的，催化器按照选择性催化还原的原理工作。这样的SCR催化器对于氮氧化物的还原而言需要一种还原剂，尤其是氨，氨借助定量系统以含水的尿素溶液的形式输送给废气。对于氮氧化物的还原有效性而言在此含水的尿素溶液的最佳的雾化以及汽化是关键的。含水尿素溶液因此借助喷射器在SCR催化器之前被喷射到废气系统中并且在需要时借助附加加热被汽化。这样的SCR废气再处理主要用在柴油内燃机中。

由欧洲专利文献EP 1 295 016B1已知一种内燃机，该内燃机在涡轮的废气系统中具有在涡轮壳体中的涡轮。为了减少在内燃机的运行中出现的氮排放，规定将含水尿素溶液喷射到废气中，其中，喷嘴定位在涡轮壳体中并且含水尿素溶液的喷射在涡轮室中进行。