具有涡轮机旁路的低压EGR系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于汽油发动机(2)的废气传导系统(1)，包括可连接至所述汽油发动机(2)的排气歧管(2.1)的排气管路(2.3)、可连接至所述汽油发动机(2)的进气歧管(2.2)的进气管路(2.4)、布置在所述进气管路(2.4)中的增压空气压缩机(4)以及布置在所述排气管路(2.3)中的涡轮机(3)，其中所述排气管路(2.3)包括带有旁通节流阀(1.4)的至少一个旁通管路(1.1)，所述旁通管路(1.1)在所述涡轮机(3)的上游的分支(1.1a)处从所述排气管路(2.3)分支出来，并在所述涡轮机(3)的下游的开口(1.1b)处分支回到所述排气管路(2.3)；所述废气传导系统(1)还包括带有EGR节流阀(1.3)的至少一个废气再循环管路(1.5)，所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.5a)处从所述排气管路(2.3)分支出来，并在开口(1.5b)处通向所述进气管路(2.4)；其中所述废气传导系统(1)还包括具有第一节点(1.7a)和第二节点(1.7b)的耦合管路(1.7)，所述旁通管路(1.1)和所述废气再循环管路(1.5)结合到所述耦合管路(1.7)的一些部分中；所述第一节点(1.7a)位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.5a)的下游和所述旁通管路(1.1)的分支(1.1a)的下游。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有涡轮机旁路的低压EGR系统
本专利技术涉及一种用于汽油发动机的废气传导系统，包括：可连接至汽油发动机的排气歧管的排气管路、可连接至汽油发动机的进气歧管的进气管路、布置在进气管路中的增压空气压缩机和布置在排气管路中的涡轮机，其中，排气管路包括带有旁通节流阀的至少一个旁通管路，所述旁通管路在所述涡轮机的上游的分支处从所述排气管路分支出来，并在所述涡轮机的下游的开口处分支回到所述排气管路；所述废气传导系统还包括带有EGR节流阀的至少一个废气再循环管路，所述再循环管路在分支处从所述排气管路分支出来，并在开口处通向所述进气管路，其中所述废气传导系统还包括具有第一节点和第二节点的耦合管路，所述旁通管路和所述废气再循环管路结合到所述耦合管路的一些部分中；其中所述耦合管路中布置有至少一个颗粒过滤器；其中所述排气管路中设有废气阀，所述废气阀位于所述废气再循环管路的分支的下游和所述旁通管路的开口的上游；并且其中所述旁通管路额外具有一个旁通阀，所述旁通阀位于第一节点的下游和开口的上游。
技术介绍
DE102015108223A1公开了一种已知的用于汽油发动机的废气传导系统。该废气传导系统具有废气再循环管路，该废气再循环管路在压缩机下游的进气管路中打开。另外，该废气传导系统还为涡轮机提供了旁通管路，废气再循环管路在该旁通管路上分支。该废气再循环管路中布置有颗粒过滤器，其中该颗粒过滤器具有用于将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物进行转化的催化活性涂层。US9,593,619B2还公开了一种已知的用于具有废气再循环管路的汽油发动机的废气传导系统。DE202017105126U1描述了一种具有废气再循环管路和旁通管路的废气传导系统，其中设置有颗粒过滤器，该颗粒过滤器位于废气再循环管路支路上游的旁通管路中。与柴油发动机不同，汽油发动机的颗粒过滤器无需额外的主动措施即可大量再生，即在正常的汽油发动机框架条件下，保留到该点的颗粒质量(积聚或嵌入碳氢化合物的烟灰颗粒)在燃烧过程中基本上转化为二氧化碳或水。为此，需要超过500℃的足够高温的废气与氧气以进行燃烧。该废气温度是在汽油发动机的非常广泛的运行范围内实现的。由于大多数汽油发动机是按化学计量运行的，因此废气中的氧气含量可能太低，无法充分燃烧过滤器中包含的颗粒质量。在这种情况下，在过渡模式下，汽油发动机的通常超速停车阶段有助于缓解当驾驶员由于缺乏负载要求而出于消耗原因而关闭发动机喷射的这种情况。在发动机制动模式下，由于机动发动机的作用，纯净空气通过废气系统流入。未燃烧的空气与颗粒过滤器中先前已被加热的颗粒接触。如果温度足够高，这些颗粒会着火并燃烧成可通过颗粒过滤器逸出的气体。结果，净化了颗粒过滤器。从根本上说，根据废气再循环的EGR管路的支路和EGR管路在进气管路中的开度，对废气再循环的三个变型进行区分。涡轮机上游的EGR管路的分支与一个或多个压缩机下游的EGR管路的开口的组合被称为高压EGR(HD-EGR或HP-EGR)。涡轮机上游的EGR管路的分支与一个或多个压缩机上游的EGR管路的开口的组合被称为最大压力EGR(MD-EGR或MP-EGR)。结合本专利技术使用的在一个或多个涡轮机下游的EGR管路的分支和一个或多个压缩机上游的开口的组合被称为低压EGR(ND-EGR或LP-EGR)。
技术实现思路
构成本专利技术基础的目的是形成和布置一种废气传导系统，以确保更大的使用范围和改善的废气净化。根据本专利技术，该目的是通过以下事实来实现的，即，第一节点位于废气再循环管路的分支的下游和位于旁通管路的分支的下游，并且旁通节流阀位于第一节点的上游。结果，实现了不仅可以在EGR模式下，而且可以在旁路模式下，将颗粒过滤器用在EGR管路中，其结果是，特别是在冷启动模式下，确保非常快速的加热或熄灭。这尤其是由于以下事实：颗粒过滤器被设计用于需要再循环的废气流；换言之，它相对较小。当汽油发动机处于部分负载模式时，当旁通节流阀关闭且废气阀打开时，EGR废气流也被引导通过颗粒过滤器。为此，当至少一个颗粒过滤器具有用于转化一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的催化活性的三元涂层时，也是有利的。因此，可以广泛地净化再循环废气。在此，保护冷却器免于污染和过酸性废气的负荷，从而确保最佳的冷却。此外，当EGR冷却器设置在位于EGR节流阀的上游以及位于第二节点的下游的废气再循环管路内时是有利的。通过将冷却器定位在颗粒过滤器的下游，可以实现冷却器的最佳效果和效率。当在排气管路中设置三元废气催化转化器和/或颗粒过滤器时，也是有利的。因此，特别是在充分加热废气之后，实现了主要废气流的净化。在此，这可能是有利的：在分支与第一节点之间，废气再循环管路没有废气阀或废气门。然而，在废气再循环管路的该部分中，可能需要一个阀门，因为如果没有阀门，则有可能在冷启动阶段之后，所有废气都可能流过涡轮增压器，因此不再能够确保更快地加热第一净化单元的优点。对于本专利技术特别重要的是，当EGR节流阀关闭并且旁通阀关闭时，在支路和第一节点之间延伸的废气再循环管路的第一部分可以用作旁通。这确保了有效的线路架构。结合根据本专利技术的形式和布置，当在废气再循环管路的第一部分中设置废气阀时是有利的。这样可以确保发动机处于部分负载模式时的MP-EGR。进一步有利的是，HP废气再循环管路在EGR冷却器的下游设有分支，在增压空气冷却器的下游设有开口。因此，LP-EGR和HP-EGR两种EGR模式仅需要一个EGR冷却器。此外，当颗粒过滤器位于废气再循环管路的分支的下游和旁通管路的开口的上游的排气管路中时，可能是有利的。因此，两个颗粒过滤器都可以通过耦合管路再生。两个颗粒过滤器，换言之，耦合管路中的颗粒过滤器和排气管路中的颗粒过滤器，可以并行操作，从而可以降低反压。在此有利的是，设置有废气分流管路，该废气分流管路在颗粒过滤器下游的第二节点处分支，并且在排气管路中在三元催化转化器下游的开口中和/或在排气管路中分支回来。在颗粒过滤器的下游，其中至少一个第一分流阀位于废气分流管路中。因此，在主废气通道中可以绕过颗粒过滤器和/或三元催化转化器。分流部分确保在主废气通道中绕开颗粒过滤器，以减少压力损失。较低的压力损失和较低的反压可改善燃油消耗。在此，应关闭旁通阀，否则可能会漏出未净化的废气。最后，有利的是，当设置有分流段时，该分流段在第一分流阀之后的分支处分支并且在颗粒过滤器和三元催化转化器之间的开口处向后分支，其中，在分支部的下游侧，分流部中设置有第二分流阀，废气分流管路中设置有第三分流阀。因此，可选地，为了考虑增加的压力损失，可以仅在主废气通道中绕过颗粒过滤器。此外，该目的通过一种用于运行汽油发动机的方法来实现，所述汽油发动机具有上述废气传导系统或相应的废气系统，其中：a)当汽油发动机处于冷启动模式时，旁通节流阀和旁通阀打开，而EGR节流阀和废气阀关闭，从而使废气流通过旁通管路和颗粒过滤器经过涡轮机；b)当汽油发动机处于部分负荷模式时，旁通节流阀和旁通阀关闭，废气阀打开，其中根据工作点，废气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于汽油发动机(2)的废气传导系统(1)，包括可连接至所述汽油发动机(2)的排气歧管(2.1)的排气管路(2.3)、可连接至所述汽油发动机(2)的进气歧管(2.2)的进气管路(2.4)、布置在所述进气管路(2.4)中的增压空气压缩机(4)以及布置在所述排气管路(2.3)中的涡轮机(3)，其中所述排气管路(2.3)包括带有旁通节流阀(1.4)的至少一个旁通管路(1.1)，所述旁通管路(1.1)在所述涡轮机(3)的上游的分支(1.1a)处从所述排气管路(2.3)分支出来，并在所述涡轮机(3)的下游的开口(1.1b)处分支回到所述排气管路(2.3)；所述废气传导系统(1)还包括带有EGR节流阀(1.3)的至少一个废气再循环管路(1.5)，所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.5a)处从所述排气管路(2.3)分支出来，并在开口(1.5b)处通向所述进气管路(2.4)；其中所述废气传导系统(1)还包括具有第一节点(1.7a)和第二节点(1.7b)的耦合管路(1.7)，所述旁通管路(1.1)和所述废气再循环管路(1.5)结合到所述耦合管路(1.7)的一些部分中；其中所述耦合管路(1.7)中布置有至少一个颗粒过滤器(1.2)；其中所述排气管路(2.3)中设有废气阀(1.9)，所述废气阀(1.9)位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.5a)的下游和所述旁通管路(1.1)的开口(1.1b)的上游；其中所述旁通管路(1.1)额外具有一个旁通阀(1.8)，所述旁通阀(1.8)位于所述第一节点(1.7a)的下游和开口(1.1b)的上游；/n其特征在于：/n所述第一节点(1.7a)位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.5a)的下游和所述旁通管路(1.1)的分支(1.1a)的下游，并且所述旁通节流阀(1.4)位于所述第一节点(1.7a)的上游。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 DE 102018104605.71.一种用于汽油发动机(2)的废气传导系统(1)，包括可连接至所述汽油发动机(2)的排气歧管(2.1)的排气管路(2.3)、可连接至所述汽油发动机(2)的进气歧管(2.2)的进气管路(2.4)、布置在所述进气管路(2.4)中的增压空气压缩机(4)以及布置在所述排气管路(2.3)中的涡轮机(3)，其中所述排气管路(2.3)包括带有旁通节流阀(1.4)的至少一个旁通管路(1.1)，所述旁通管路(1.1)在所述涡轮机(3)的上游的分支(1.1a)处从所述排气管路(2.3)分支出来，并在所述涡轮机(3)的下游的开口(1.1b)处分支回到所述排气管路(2.3)；所述废气传导系统(1)还包括带有EGR节流阀(1.3)的至少一个废气再循环管路(1.5)，所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.5a)处从所述排气管路(2.3)分支出来，并在开口(1.5b)处通向所述进气管路(2.4)；其中所述废气传导系统(1)还包括具有第一节点(1.7a)和第二节点(1.7b)的耦合管路(1.7)，所述旁通管路(1.1)和所述废气再循环管路(1.5)结合到所述耦合管路(1.7)的一些部分中；其中所述耦合管路(1.7)中布置有至少一个颗粒过滤器(1.2)；其中所述排气管路(2.3)中设有废气阀(1.9)，所述废气阀(1.9)位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.5a)的下游和所述旁通管路(1.1)的开口(1.1b)的上游；其中所述旁通管路(1.1)额外具有一个旁通阀(1.8)，所述旁通阀(1.8)位于所述第一节点(1.7a)的下游和开口(1.1b)的上游；
其特征在于：
所述第一节点(1.7a)位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.5a)的下游和所述旁通管路(1.1)的分支(1.1a)的下游，并且所述旁通节流阀(1.4)位于所述第一节点(1.7a)的上游。


2.根据权利要求1所述的废气传导系统(1)，其特征在于：所述至少一个颗粒过滤器(1.2)具有催化活性的三元涂层，用于转化一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的废气传导系统(1)，其特征在于：所述废气再循环管路(1.5)内设有EGR冷却器(1.6)，所述EGR冷却器(1.6)位于所述EGR节流阀(1.3)的上游以及所述第二节点(1.7b)的下游。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的废气传导系统(1)，其特征在于：所述排气管路(2.3)中设有位于所述旁通管路(1.1)的开口(1.1b)的下游的三元催化转化器(5.1)和/或颗粒过滤器(5.2)。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的废气传导系统(1)，其特征在于：所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.5a)和第一节点(1.7a)之间未设有废气阀或废气门。


6.根据前述权利要求中任一项所述的废气传导系统(1)，其特征在于：当所述EGR节流阀(1.3)关闭且当所述旁通阀(1.8)关闭时，所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.5a)和第一节点(1.7a)之间延伸的第一部分(1.5’)可用作旁路。


7.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·克鲁兹齐格，迈克尔·费舍尔，雅罗斯拉夫·基拉特，
申请(专利权)人：天纳克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE