一种用于排气再循环且能布置在发动机、优选是二冲程发动机的排气出口(2)与空气入口(3)之间的系统(1)。所述系统包括：在排气出口(2)与空气入口(3)之间的第一功能管道(5)中的第一涡轮增压器(4)，并包括在排气出口(2)与空气入口(3)之间的第二功能管道(7)中的第二涡轮增压器(6)。所述第一涡轮增压器(4)和所述第二涡轮增压器(6)是分离的且并联布置，优选所述第一功能管道(5)和所述第二功能管道(7)是分离的且并联布置。所述系统进一步包括：布置在空气管道(9)中的排气清洁装置(8)，所述空气管道(9)布置在排气出口(2)与空气入口(3)之间；以及用于控制所述系统(1)的功能状态的控制单元。所述空气管道(9)至少部分地布置成与所述第二功能管道(7)并联，并且所述控制单元被配置成使得所述控制单元控制布置在所述空气管道(9)中位于所述排气清洁装置(8)上游的第一入口阀(10)并控制布置在所述第二涡轮增压器(6)上游的第二入口阀(11)，使得这两个入口阀(10，11)都可以同时采取至少部分打开的位置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及根据独立权利要求的排气再循环系统、发动机、系统的用途、排气再循环方法和柴油机排气成分。公知柴油发动机进气口中的(冷却的)排气外部再循环(EGR)作为一种减少氮氧化物排放的方式并且多年来一直实施于汽车应用中。对于大型船用二冲程柴油发动机，该技术仍有待开发。由此一般公知使排气从发动机的排气出口往回向发动机的空气入口再循环以优化燃烧。使用含高达3.5％m的硫的残余燃料油会导致来自燃烧产物SOx和H2O的排气中存在硫酸(H2SO4)。酸性排气的再循环致使腐蚀发动机零件。此外，残余燃料的燃烧会产生比馏分燃料更多的颗粒物(PM)。因此，高度加载颗粒物的排气的再循环会造成与排气接触的发动机零件过度结垢的风险。专利申请DE 10 2012 009 319公开了一种用于船用柴油发动机的排气再循环系统。所述系统的排气用于为压缩机提供动力，这迫使排气回到发动机的入口中。该系统使用再循环气体但在排气清洁管道中需要涡轮增压器。因此，在排气未穿过清洁装置的情况下无法使用涡轮增压器。在DE 10 2012 009 315中，公开了一种排气清洁装置，其中排气或者可以为第二涡轮提供动力或者再循环穿过清洁装置。不可能同时让排气为第二涡轮提供动力且再循环。文件WO 2011/141631公开了一种用于排气再循环和涡轮增压的布置，其中两个涡轮增压前后串联布置。串联的两级涡轮增压比并联涡轮增压更复杂。文件DE 10 2012 009 314公开一种具有排气再循环的燃烧发动机，其中排气或者用于为压缩机提供动力或者再循环穿过清洁装置。不可能为所需情形调节清洁量。在DE 103 31 187中，公开了一种具有排气再循环的发动机，其中排气的热用于为排气再循环装置提供动力。未公开回收的排气量以及对排气情况的调节。WO 94/29587公开了一种用于大型增压柴油发动机的排气再循环，其中排气清洁装置串联布置有涡轮增压器。这导致考虑效率因素，因为来自发动机的排气首先被清洁然后进入涡轮增压器。然后抵达涡轮增压器的空气已经失去了显著量的能量。本专利技术的目的是避免现有技术的缺点，特别是建立排气再循环系统、发动机、排气再循环方法和柴油机排气成分，允许明确地将排气成分调节至期望值。该目的通过根据独立权利要求的系统、发动机、方法和排气成分实现。特别是，该目的通过一种排气再循环系统实现，所述系统能布置在发动机的排气出口与空气入口之间。所述发动机优选是二冲程发动机。所述系统包括：位于排气出口与空气入口之间的第一涡轮增压器和第一功能管道，并包括位于排气出口与空气入口之间的第二涡轮增压器和第二功能管道，其中所述第一涡轮增压器和所述第二涡轮增压器是分离的且并联布置。优选所述第一功能管道和所述第二功能管道是分离的且并联布置。所述系统进一步包括布置在空气管道中的排气清洁装置，所述空气管道布置在排气出口与空气入口之间。另外，所述系统包括用于控制所述系统的功能状态的控制单元。所述空气管道至少部分地布置成与所述第二功能管道并联，并且所述控制单元被配置成使得所述控制单元控制布置在所述空气管道中位于所述排气清洁装置上游的第一入口阀并控制布置在所述第二涡轮增压器上游的第二入口阀，使得这两个入口阀都可以同时采取至少部分打开的位置。具有两个入口阀能同时采取至少部分打开的位置的用于排气再循环的系统能够独立于发动机动力启动排气再循环。另外，可以使用并联的两个涡轮增压器并且另外清洁并再循环排气的一部分。因此，这样的系统能够以简单的方式根据需要的标准来调节排气成分。所述排气出口布置在燃烧发动机的一个或若干气缸的出口处。所述发动机的空气入口优选包括扫气接收器。根据本专利技术的功能管道使用排气为涡轮增压器提供动力并且将新鲜空气引入到发动机的空气入口。根据本专利技术的空气管道将排气从排气出口引入到发动机的空气入口。所述入口阀可以采取至少部分打开的位置，使得所述空气管道和所述第二功能管道能够并联使用。所述控制单元能够分别独立于其它阀控制两个阀从完全闭合到完全打开的开度。此外，所述阀的位置可以根据情况调节。所述第一功能管道可以包括位于所述第一涡轮增压器下游的第一冷却器以及优选地包括位于所述第一冷却器下游的第一水雾捕集器。将冷却器实施在涡轮增压器下游导致所述发动机的效率因素更高，因为冷空气具有与较暖空气比较更高的密度。水雾捕集器使空气干燥，因此导致对燃烧室的腐蚀更小。所述排气清洁装置可以包括洗涤器和至少一个第二水雾捕集器。所述洗涤器可以与水雾捕集器组合用于清洁排气，所述水雾捕集器捕集所述洗涤器引入到排气中的水。所述洗涤器可以是气体收集和颗粒物去除的组合洗涤器。所述洗涤器必须清洁含SO2、颗粒物、SO3和H2SO4的再循环排气，以便防止对下游部件的结垢和腐蚀。存在对于排气洗涤来说公知的各种洗涤器技术，但对于高压应用而言没有紧凑形式的商业可用产品。存在可用的干式和半干洗涤器，其关于气体去除是非常有效的。此外，干式洗涤器大而重，几乎不可能在船用发动机上添加干式洗涤器。为了去除颗粒物，其它洗涤器类型是最有效的，诸如湿式或电旋风洗涤器。如果组合不同的洗涤器类型，则用于洗涤器的辅助设备应该使用相同的介质或清洁剂。这导致组合洗涤器的经济整合。由于在燃烧过程中产生的水并且由于需要将再循环排气冷却到大约30-35℃，冷凝将发生在空气管道中。所述冷凝物必须收集、处理以及排放或储存。因此，必须安装用于冷凝或洗涤器水处理的机载设备。在湿式洗涤器的情况下，用于冷凝处理的设备另外可以设计并且用于洗涤器水处理。额外洗涤器清洁剂处理设备不是必要的。因为湿式洗涤器能够以高效率去除气态污染物和颗粒物两者，所以湿式洗涤器组合了上述要求并且在不希望或不可以组合的情况下是最优选的洗涤器类型。湿式洗涤器需要洗涤器水处理装置，诸如中和单元、水供给单元和污泥池或水分离单元。冲洗液体可以或是海水(开环系统)或是具有适当水平的碱度来中和酸的净水(闭环系统)。可行的洗涤器是板式塔洗涤器、液雾塔洗涤器或用于SO2吸收的喷射器文丘里洗涤器和/或用于颗粒物去除的一个或多个文丘里洗涤器。在第二水雾捕集器的下游，可以设置压力提升装置，诸如鼓风机或压缩机。该鼓风机可以是电气或机械驱动的，优选具有可控的速度。取决于发动机负荷点和调整要求，该变化性提供了相对简单的形式来调整排气流和压力提升。通过使用压力提升装置，用于排气再循环的系统可以供二冲程发动机使用。在没有压力提升装置的情况下，用于排气再循环的系统可以仅供四冲程发动机使用。所述第二功能管道可以包括位于所述第二涡轮增压器下游的第二冷却器。使用第二冷却器增强了发动机的效率因素，因为冷空气比直接离开排气的暖空气更密集。第一阀可以直接布置在所述第二涡轮增压器的下游。直接位于所述第二涡轮增压器下游的第一阀导致可以完全切断所述第二涡轮增压器并且针对排气的一部分仅使用管道中的排气再循环。术语“直接”应理解为使得没有影响离开涡轮增压器的空气的其它装置排列在涡轮增压器与阀之间。当然，在阀与涡轮增压器之间存在可能具有不同长度或直径的管线。所述空气管道可以包括布置在所述排气清洁装置上游的第三冷却器。第三冷却器增强了发动机的效率因素，因为经过所述排气清洁装置的空气也被冷却。所述第二冷却器和所述第三冷却器可以是布置在第二涡轮增压器下游且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于排气再循环的系统(1)，该系统能布置在发动机、优选是二冲程发动机的排气出口(2)与空气入口(3)之间，所述系统(1)包括：在排气出口(2)与空气入口(3)之间的第一功能管道(5)中的第一涡轮增压器(4)；在排气出口(2)与空气入口(3)之间的第二功能管道(7)中的第二涡轮增压器(6)，其中所述第一涡轮增压器(4)和所述第二涡轮增压器(6)是分离的且并联布置，优选所述第一功能管道(5)和所述第二功能管道(7)是分离的且并联布置；以及布置在空气管道(9)中的排气清洁装置(8)，所述空气管道(9)布置在排气出口(2)与空气入口(3)之间；以及用于控制所述系统(1)的功能状态的控制单元，其特征在于，所述空气管道(9)至少部分地布置成与所述第二功能管道(7)并联，并且所述控制单元被配置成使得所述控制单元控制布置在所述空气管道(9)中位于所述排气清洁装置(8)上游的第一入口阀(10)并控制布置在所述第二涡轮增压器(6)上游的第二入口阀(11)，使得这两个入口阀(10，11)能够同时采取至少部分打开的位置。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.13 EP 14159351.71.一种用于排气再循环的系统(1)，该系统能布置在发动机、优选是二冲程发动机的排气出口(2)与空气入口(3)之间，所述系统(1)包括：在排气出口(2)与空气入口(3)之间的第一功能管道(5)中的第一涡轮增压器(4)；在排气出口(2)与空气入口(3)之间的第二功能管道(7)中的第二涡轮增压器(6)，其中所述第一涡轮增压器(4)和所述第二涡轮增压器(6)是分离的且并联布置，优选所述第一功能管道(5)和所述第二功能管道(7)是分离的且并联布置；以及布置在空气管道(9)中的排气清洁装置(8)，所述空气管道(9)布置在排气出口(2)与空气入口(3)之间；以及用于控制所述系统(1)的功能状态的控制单元，其特征在于，所述空气管道(9)至少部分地布置成与所述第二功能管道(7)并联，并且所述控制单元被配置成使得所述控制单元控制布置在所述空气管道(9)中位于所述排气清洁装置(8)上游的第一入口阀(10)并控制布置在所述第二涡轮增压器(6)上游的第二入口阀(11)，使得这两个入口阀(10，11)能够同时采取至少部分打开的位置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一功能管道包括位于所述第一涡轮增压器下游的第一冷却器以及优选地包括位于所述第一冷却器下游的第一水雾捕集器。3.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述排气清洁装置包括洗涤器和至少一个第二水雾捕集器。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述洗涤器是用于气体收集和颗粒物去除的组合洗涤器。5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，在所述第二水雾捕集器的下游，设置有诸如鼓风机的压力提升装置。6.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第二功能管道包括位于所述第二涡轮增压器下游的第二冷却器。7.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，第一阀直接布置在所述第二涡轮增压器的下游。8.根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述空气管道包括布置在所述排气清洁装置上游的第三冷却器。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第二冷却器和所述第三冷却器是在所述空气管道中布置在所述第二涡轮增压器下游且在所述第一阀下游的组合冷却器。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述空气管道包括位于所述组合冷却器下游的组合线阀，优选是三通阀。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述排气清洁装置包括位于组合线阀与所述第二水雾捕集器之间的旁路管道，用以绕过所述洗涤器。12.根据权利要求1至7中的任一项所述的系统，其特征在于，在所述第三冷却器的下游，两个三通阀串联布置，并且所述空气管道由两条连接线连接到所述第二功能管道，其中第一连接线起始于第一三通阀处并在第一连接点处直接在所述第二冷却器的上游连接所述第二功能管道，并且第二连接线起始于第二三通阀处并直接在所述第二冷却器的下游连接于第二连接点处，并且第一止回阀布置在所述第一连接点的上游且第二止回阀布置在所述第二连接点的下游。13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，位于所述第三冷却器下游的所述两个三通阀组...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·莱纳，
申请(专利权)人：温特图尔汽柴油公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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