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)从所述涡轮机(3)的上游的所述排气管路(2.3)分支出，并在所述涡轮机(3)的下游的开口(1.8)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)通向所述进气管路(2.4)；其中所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.7)处从所述旁通管路(1.1)分支出，其中所述旁通节流阀(1.4)布置在所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.7)的上游；其中在所述旁通管路(1.1)的开口(1.8)的上游的所述排气管路(2.3)中设有废气阀(1.9)。

【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，其包括可连接至所述汽油发动机的排气歧管的排气管路、可连接至所述汽油发动机的进气歧管的进气管路、布置在所述进气管路中的增压空气压缩机以及布置在所述排气管路中的涡轮机，其中，所述排气管路具有带有旁通节流阀的至少一个旁通管路，所述旁通管路从所述涡轮机的上游的所述排气管路分支出，并在所述涡轮机的下游的开口处分支回到所述排气管路；其中还设置有带有EGR节流阀的至少一个废气再循环管路，所述废气再循环管路通向所述进气管路，其中所述废气再循环管路在分支处从所述旁通管路分支出；其中所述旁通节流阀布置在所述废气再循环管路的分支的上游；其中在所述旁通管路的开口的上游的所述排气管路中设有废气阀。本专利技术还涉及一种用于操作汽油发动机的方法，该方法包括所述废气传导系统。
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上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。WO2015/004497A1还公开了一种已知的用于汽油发动机的废气传导系统。旁通管路和废气再循环管路通过三位二通阀连接，其中废气再循环管路在涡轮机的上游分支，并向压缩机的下游打开。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并布置一种用于汽油发动机的废气传导系统，使得可以在扩大的应用范围内进行废气再循环。根据本专利技术，该目的是这样实现的，即，将颗粒过滤器布置在废气再循环管路的分支的下游的旁通管路中。因此可以在废气再循环管路的分支的上游形成无颗粒过滤器的旁通管路。结果，不仅实现了可以在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进行再循环的废气流；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废气流因此在涡轮机的下游分支，并在另一个方向上流过所述颗粒过滤器。与冷启动一样，在满载模式下，在废气再循环期间，颗粒过滤器可以相对于流动方向以相反的方向流过，这导致了过滤器的再生。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，当在EGR节流阀的上游和颗粒过滤器的下游的废气再循环管路内设置冷却器时，可能是有利的。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通废气催化转化器和/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：在颗粒过滤器的下游和在开口的上游，旁通管路没有废气阀或废气门，或者在旁通管路中仅在颗粒过滤器的下游和开口的上游设有一个旁通阀，以改善声学特性。因此，在颗粒过滤器的下游且在通向主废气道之前，不使用废气门或废气阀的情况下，废气引导系统起作用。仅在由于废气系统结构而发生不利和不利的脉动情况下，才需要使用这种旁通阀。这是因为抑制脉动导致声学特性的改善，并且避免了由于反压的不利形成而导致的容量不足。当旁通管路在颗粒过滤器的上游或在废气再循环管路的分支的上游不具有到排气管路的连接管路时，对于本专利技术尤其重要。无需其它连接管路即可确保废气传导系统正常运行。关于根据本专利技术的构造和布置，当增压空气再循环管路在增压空气冷却器的下游设置有分支以及设置位于EGR冷却器和EGR节流阀之间的开口时，是有利的。通过使用增压空气再循环管路，可以缩短用于颗粒过滤器的再生间隔，因为除了超速模式之外，即，包括有负荷要求，还可以确保废气中的氧含量增加。增加的氧气比例也可用于再生主颗粒过滤器。此外，有利的是，当设置有废气分流管路时，该废气分流管路在颗粒过滤器下游的分支处且在开口之前分支，并且在三元催化转化器的下游和/或下游的排气管路中分支回来。在颗粒过滤器的第一实施例中，其中至少一个第一分流阀位于分支和开口之间。通过使用废气分流管路，可以考虑主排气管路内的不同压力损失。当已经通过废气再循环管路或旁通管路中的过滤器催化转化器净化了废气时，可以通过所述分支旁通主废气道或主颗粒过滤器中的三元催化转化器。此外，有利的是，通过设置分流部分，该分流部分在分支和第一分流阀之间分支并且在颗粒过滤器下游的开口处向后分支，其中第二分流阀设置在分流部分中。分流部分确保仅在主废气道中绕开颗粒过滤器。以此方式，可以选择引入旁通管路的废气门流的点，该废气流在废气再循环管路的分支中流过具有催化活性三元涂层的颗粒过滤器。换言之，在三元催化转化器之前，在三元催化转化器之后，在排气管路中的颗粒过滤器之前或在排气管路中的颗粒过滤器之后。排气管路中的颗粒过滤器还可以另外具有催化活性的三元涂层。此外，该目的通过一种用本文档来自技高网...

【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)从所述涡轮机(3)的上游的所述排气管路(2.3)分支出，并在所述涡轮机(3)的下游的开口(1.8)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)通向所述进气管路(2.4)；其中所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.7)处从所述旁通管路(1.1)分支出，其中所述旁通节流阀(1.4)布置在所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.7)的上游；其中在所述旁通管路(1.1)的开口(1.8)的上游的所述排气管路(2.3)中设有废气阀(1.9)；/n其特征在于：/n所述旁通管路(1.1)中布置了位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.7)的下游的至少一个颗粒过滤器(1.2)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180228 DE 102018104599.91.一种用于汽油发动机(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)从所述涡轮机(3)的上游的所述排气管路(2.3)分支出，并在所述涡轮机(3)的下游的开口(1.8)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)通向所述进气管路(2.4)；其中所述废气再循环管路(1.5)在分支(1.7)处从所述旁通管路(1.1)分支出，其中所述旁通节流阀(1.4)布置在所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.7)的上游；其中在所述旁通管路(1.1)的开口(1.8)的上游的所述排气管路(2.3)中设有废气阀(1.9)；
其特征在于：
所述旁通管路(1.1)中布置了位于所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.7)的下游的至少一个颗粒过滤器(1.2)。


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)内设有冷却器(1.6)，所述冷却器(1.6)位于所述EGR节流阀(1.3)的上游。


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(1.8)的下游的三元废气催化转化器(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：在所述颗粒过滤器(1.2)的下游和所述开口(1.8)的上游，所述旁通管路(1.1’)中未设有废气阀或废气门，或者
在所述颗粒过滤器(1.2)的下游和所述开口(1.8)的上游，所述旁通管路(1.1’)中仅设有一个旁通阀(6)。


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：所述旁通管路(1.1)在所述颗粒过滤器(1.2)的上游或在所述废气再循环管路(1.5)的分支(1.7)...

【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