增壓式內(nèi)燃的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有廢氣渦輪增壓器（2）的增壓式內(nèi)燃機(jī)（1），該廢氣渦輪增壓器（2）在渦輪側(cè)上被集成到排氣區(qū)段（5）中并且在壓縮機(jī)側(cè)上被集成到進(jìn)氣區(qū)段（6）中，并且，其中提供有連接所述排氣區(qū)段（5）和所述進(jìn)氣區(qū)段（6）的廢氣再循環(huán)管線（7）。在此對本發(fā)明重要的是，所述廢氣再循環(huán)管線（7）在所述廢氣渦輪增壓器（2）的渦輪（3）下游從所述排氣區(qū)段（5）岔開，并在壓縮機(jī)（4）上游通往所述進(jìn)氣區(qū)段（6），并且用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制的閥設(shè)備（8）被布置在所述廢氣再循環(huán)管線（7）的區(qū)域中。
【專利說明】增壓式內(nèi)燃機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有廢氣渦輪增壓器的增壓式內(nèi)燃機(jī)，其根據(jù)權(quán)利要求1的介紹，廢氣渦輪增壓器在渦輪側(cè)上被集成在排氣區(qū)段中并壓縮機(jī)側(cè)上被集成到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣區(qū)段中。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)DE 10 2008 005 400A1，具有廢氣渦輪增壓器的普通內(nèi)燃機(jī)是已知的，其中提供有連接排氣區(qū)段和進(jìn)氣區(qū)段的廢氣再循環(huán)管線。廢氣再循環(huán)管線在此在廢氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)上游從內(nèi)燃機(jī)的排氣區(qū)段岔開，并再次在廢氣渦輪增壓器的壓縮機(jī)下游通向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣區(qū)段，因而，在此情況下，可以說成高壓廢氣再循環(huán)。在此，廢氣再循環(huán)閥被布置在廢氣再循環(huán)管線的區(qū)域中。
[0003]通常，在現(xiàn)代機(jī)動車中，將發(fā)生增大的廢氣再循環(huán)，以便由此能夠減少NOx的閾值，這形成例如Euio-6標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。同時，在奧托循環(huán)發(fā)動機(jī)中，燃料消耗的減少能夠在局部負(fù)載操作范圍內(nèi)實現(xiàn)。通過純廢氣后處理，例如通過SCR催化式排氣凈化器使NOx排放值的下降，在此發(fā)現(xiàn)是不足夠的。然而，已知高壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的缺點(diǎn)是對廢氣渦輪增壓器有用的減少的廢氣質(zhì)量流，這導(dǎo)致減少的壓縮機(jī)效率以及再循環(huán)廢氣的復(fù)雜且因而昂貴的冷卻，這是因為這些因素通常幾乎直接來自內(nèi)燃機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明因此涉及克服根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的缺點(diǎn)這一問題。
[0005]該問題根據(jù)本發(fā)明通過獨(dú)立權(quán)利要求1的主題得以解決。各有利實施例為各從屬權(quán)利要求的主題。
[0006]本發(fā)明基于一般概念不再如至今通常那樣將被提供用于再循環(huán)的廢氣直接在內(nèi)燃機(jī)的出口處岔開，而是在廢氣渦輪增壓器的下游將其岔開，由此專門在低壓區(qū)中將其岔開。為此，根據(jù)本發(fā)明的增壓式內(nèi)燃機(jī)具有廢氣渦輪增壓器，該廢氣渦輪增壓器在渦輪側(cè)上被集成到排氣區(qū)段中并且在壓縮機(jī)側(cè)上被集成到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣區(qū)段中。而且，提供有連接排氣區(qū)段和進(jìn)氣區(qū)段的廢氣再循環(huán)管線，該廢氣再循環(huán)管線在廢氣渦輪增壓器的渦輪下游從排氣區(qū)段岔開，并在壓縮機(jī)上游再次通往進(jìn)氣區(qū)段。為了執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)或閉環(huán)控制，閥設(shè)備在此被提供在廢氣再循環(huán)管線的區(qū)域中，例如提供在從排氣區(qū)段岔開的區(qū)域中。根據(jù)本發(fā)明通過布置在廢氣再循環(huán)管線中的閥設(shè)備，能夠省去目前布置在排氣區(qū)段中用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制的節(jié)流襟翼。這是有利的，因為與根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備相比，目前布置在排氣區(qū)段中的節(jié)流襟翼僅允許廢氣再循環(huán)率的不精確的開環(huán)/閉環(huán)控制。目前布置在排氣區(qū)段中的節(jié)流襟翼的另一實質(zhì)缺點(diǎn)是對污染的敏感性，污染在長期操作的情況下會導(dǎo)致不精確的節(jié)流效果。節(jié)流襟翼的污染例如會通過在黑煙過濾器中未去除的顆粒材料而發(fā)生。然而，在根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備中，不僅能夠控制廢氣再循環(huán)質(zhì)量流量，而且同時廢氣反壓力在此能夠被控制或者調(diào)整。[0007]在根據(jù)本發(fā)明的解決方案的有利的進(jìn)一步的展開中，閥設(shè)備具有可移位的閥活塞，該閥活塞沿軸向方向能移位，用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制。該閥活塞例如能夠由陶瓷構(gòu)成。閥活塞通過由陶瓷構(gòu)成，能夠?qū)崿F(xiàn)極為平滑的表面，其明顯阻礙了灰塵的堆積，特別是灰粒的堆積。這種活塞另外能夠具有自清潔效果，因為在軸向移位到不同位置時在相應(yīng)的閥座處會剝落。另外，以這種方式構(gòu)成的閥設(shè)備在其打開時具有相對小的安裝空間和較小的壓力損失，因為在此狀態(tài)下，活塞優(yōu)選從流動橫截面完全抽出。另外，利用這種類型的活塞，能夠?qū)崿F(xiàn)高度精確的通流控制，利用目前已知的節(jié)流襟翼或盤閥不能夠呈現(xiàn)該精度。而且，利用根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備，溫度和質(zhì)量流控制也是可能的。通過在廢氣渦輪增壓器下游去除再循環(huán)的廢氣，廢氣明顯更涼，從而對于內(nèi)燃機(jī)中的燃燒用的更新供給，必須操作明顯減少的冷卻輸入?；钊蛘咄ǔＪ情y元件的移位在此例如能夠通過電動機(jī)而發(fā)生，當(dāng)然，另外可以想到根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備被冷卻。特別是由于后一事實，例如，僅僅由于根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備被布置在排氣區(qū)段的非溫度臨界區(qū)域中的這一情況，在此還能夠使用塑料部件，例如對于閥設(shè)備的外殼，塑料部件在閥設(shè)備的直接布置的情況下不能夠使用，例如在排出歧管的區(qū)域中由于其中主導(dǎo)的高溫廢氣而不能夠使用。
[0008]有利地，閥活塞在至少三個位置之間能移位，即第一位置，閥活塞在該第一位置關(guān)閉第二廢氣管道，而第一廢氣管道和廢氣再循環(huán)管道完全打開；第二位置，閥活塞在該第二位置完全打開第一和第二廢氣管道和廢氣再循環(huán)管道；以及第三位置，閥活塞在該第三位置關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道，而第一和第二廢氣管道完全打開。因此，在第三位置，沒有廢氣再循環(huán)，相反所有的廢氣經(jīng)由廢氣管道被排出。另一方面，在第一位置，能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)高的廢氣再循環(huán)率，這是因為整個廢氣流只有被分布到第一廢氣管道和廢氣再循環(huán)管道上。然而，在閥活塞的第二位置，僅能夠出現(xiàn)減少的廢氣再循環(huán)，這是因為在此廢氣流被分布到廢氣管道和廢氣再循環(huán)管道。當(dāng)然，對于廢氣再循環(huán)率的精確調(diào)節(jié)，特別是精細(xì)調(diào)節(jié)，在此也可以想到任意中間位置。另外，第一和第二廢氣管道以及廢氣再循環(huán)管道的相應(yīng)的橫截面尺寸能夠?qū)U氣再循環(huán)率施加影響。
[0009]除了軸向可移位的閥活塞之外，還能夠提供可旋轉(zhuǎn)的閥元件，例如以柱體或襟翼的方式提供，其中，該可旋轉(zhuǎn)的閥元件也能夠例如由陶瓷構(gòu)成，從而在此情況下，也能夠避免或至少減少不希望的堆積，同時能夠通過在旋轉(zhuǎn)可旋轉(zhuǎn)閥元件時的剝落實現(xiàn)自清潔效果。當(dāng)然，為了執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制，可樞轉(zhuǎn)的襟翼也是可以想到的，其中，可樞轉(zhuǎn)的襟翼也能夠由陶瓷構(gòu)成或者涂覆有陶瓷，從而在此也能夠?qū)崿F(xiàn)相對平滑的表面，在該平滑的表面上不會粘附或者非常困難地粘附沉淀物。
[0010]本發(fā)明的進(jìn)一步的重要特征和優(yōu)點(diǎn)能夠在各從屬權(quán)利要求、附圖以及利用附圖的相關(guān)圖示描述而獲得。
[0011]應(yīng)理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，上述特征以及在下文中進(jìn)一步解釋的特征不僅能夠以各自所列出的組合進(jìn)行使用，而且還能夠以其他組合或者單獨(dú)使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]本發(fā)明的各優(yōu)選示例性實施例被顯示在附圖中，并在以下描述中更詳細(xì)地進(jìn)行說明，其中相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似或功能相同的部件。
[0013]在此分別示意性地顯示:[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)，其具有廢氣渦輪增壓器和閥設(shè)備，該閥設(shè)備用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)管線從排氣區(qū)段的分支的區(qū)域中的廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制，
[0015]圖2是具有軸向可移位位置的閥設(shè)備的可能第一實施例，
[0016]圖3是通過閥設(shè)備的截面圖示，
[0017]圖4a_c是根據(jù)圖2和圖3所示的閥設(shè)備的不同轉(zhuǎn)換狀態(tài)，
[0018]圖5是根據(jù)本發(fā)明的具有可旋轉(zhuǎn)閥元件的閥設(shè)備的進(jìn)一步可替代實施例，
[0019]圖6是通過閥設(shè)備的截面圖示，
[0020]圖7a_c是根據(jù)圖5和圖6示出的處于不同轉(zhuǎn)換狀態(tài)的閥設(shè)備，
[0021]圖7d是在第二廢氣管道和廢氣再循環(huán)管道的區(qū)域中具有不同半徑的可旋轉(zhuǎn)閥元件，
[0022]圖8是根據(jù)本發(fā)明的具有可樞轉(zhuǎn)襟翼的閥設(shè)備的進(jìn)一步可替代實施例，
[0023]圖9是通過根據(jù)圖8的閥設(shè)備的截面圖示，
[0024]圖10a-c是根據(jù)圖8和圖9所示的閥設(shè)備的不同轉(zhuǎn)換狀態(tài)，
[0025]圖lla-c是具有軸向可移位活塞且具有不同半徑的閥設(shè)備的不同轉(zhuǎn)換狀態(tài)，
[0026]圖12是根據(jù)本發(fā)明的具有閥設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)，該閥設(shè)備用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)管線通往進(jìn)氣區(qū)段的區(qū)域中的廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制，
[0027]圖13a_c是閥設(shè)備在廢氣再循環(huán)管線通往進(jìn)氣區(qū)段的區(qū)域中的不同轉(zhuǎn)換狀態(tài)。【具體實施方式】
[0028]根據(jù)圖1，根據(jù)本發(fā)明的增壓式內(nèi)燃機(jī)1具有包括渦輪3和壓縮機(jī)4的廢氣渦輪增壓器2。廢氣渦輪增壓器2在此在渦輪側(cè)上被集成在排氣區(qū)段5中，并且在壓縮機(jī)側(cè)上被集成到內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣區(qū)段6中，其中另外提供有連接排氣區(qū)段5和進(jìn)氣區(qū)段6的廢氣再循環(huán)管線7。根據(jù)本發(fā)明，廢氣再循環(huán)管線7在廢氣渦輪增壓器2的渦輪3下游從排氣區(qū)段5岔開，并在壓縮機(jī)4上游通往進(jìn)氣區(qū)段6。另外，用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制的閥設(shè)備8被布置在廢氣再循環(huán)管線7的區(qū)域中。
[0029]通過廢氣再循環(huán)管線7布置在廢氣渦輪增壓器2的渦輪3的下游，廢氣再循環(huán)管線7被布置在低壓區(qū)，其中廢氣通常具有明顯更低的溫度，從而，與高壓廢氣再循環(huán)一樣，即利用渦輪3上游的廢氣再循環(huán)進(jìn)入到內(nèi)燃機(jī)1的更新供給之前，廢氣無需冷卻或者無需被強(qiáng)烈地冷卻。通常，廢氣再循環(huán)在此滿足減少從內(nèi)燃機(jī)1整體排出的NOx排放物的目的，這在沒有廢氣再循環(huán)的情況下將不能夠充分地出現(xiàn)，即，專門利用相應(yīng)的SCR和NOx存儲催化轉(zhuǎn)化器。通過從低壓區(qū)，即，廢氣渦輪增壓器2的渦輪3的下游去除待再循環(huán)的廢氣，來自內(nèi)燃機(jī)1的全部廢氣質(zhì)量流對渦輪3仍有用，從而能夠產(chǎn)生相對高的壓縮能力，這與從渦輪3的上游去除廢氣的情況不一樣。利用根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備8，不僅能控制廢氣再循環(huán)率，即廢氣再循環(huán)質(zhì)量流，而且同時廢氣反壓力也能夠被調(diào)整或者受到控制，目前這必須通過布置在排氣區(qū)段5中的節(jié)流襟翼實現(xiàn)。然而，這種節(jié)流襟翼與根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備8相比僅允許明顯更為不精確的調(diào)整/控制，并且另外不會與根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備8那樣反應(yīng)迅速，這是因為，通過首先關(guān)閉布置在排氣區(qū)段5中的節(jié)流襟翼，必須建立相應(yīng)的廢氣壓力。然而，極為有利的是，在低壓區(qū)中再循環(huán)的廢氣具有明顯更低的廢氣溫度，由此在對內(nèi)燃機(jī)1中的燃燒進(jìn)行更新供給之前需要明顯更少的冷卻能。[0030]在廢氣渦輪增壓器2的渦輪3與閥設(shè)備8之間，另外能夠布置有過濾器9，例如黑煙過濾器，其減少作用在閥設(shè)備8上的污染。在壓縮機(jī)4與內(nèi)燃機(jī)1之間，另外能夠布置有充氣冷卻器10，其對提供給內(nèi)燃機(jī)1中的燃燒的充氣進(jìn)行冷卻，并由此能夠?qū)γ總€燃燒過程供給更多的空氣。廢氣冷卻器11形式的相應(yīng)的設(shè)備也能夠被布置在閥設(shè)備8與進(jìn)氣區(qū)段6之間，特別是布置在廢氣再循環(huán)管線7的區(qū)域中。
[0031]通常，閥設(shè)備8能夠被布置在廢氣再循環(huán)管線7從排氣區(qū)段5 (參見圖1)岔開的區(qū)域中，或者被布置在廢氣再循環(huán)管線7通往進(jìn)氣區(qū)段6的區(qū)域中(參見圖12)?？商娲?，還能夠想到閥設(shè)備8被布置在過濾器9的區(qū)域中或者布置在廢氣冷卻器11的區(qū)域中，特別地這些部件中作為整體構(gòu)成部分被布置。
[0032]適用于根據(jù)本發(fā)明的在下文中描述的閥設(shè)備8的其他實施例的是，排氣區(qū)段5在閥設(shè)備8的區(qū)域中被分成第一廢氣管道12、第二廢氣管道13和廢氣再循環(huán)管道14，其中廢氣再循環(huán)管道14以連通方式與廢氣再循環(huán)管線7相連接。閥設(shè)備8在此根據(jù)至少部分地關(guān)閉第二廢氣管道13或者關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14的位置而被構(gòu)造，而第一廢氣管道12在任何位置均不關(guān)閉，從而至少較少的廢氣流總是經(jīng)由第一廢氣管道12朝向外部排放。
[0033]在圖2至圖4中，表示了根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備8的第一可能實施例，該閥設(shè)備8在此情況下具有可移位的閥活塞15，該閥活塞沿軸向方向可移位，用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制。該閥活塞15例如能夠由陶瓷構(gòu)成，因此能夠具有相對平滑的表面，該平滑表面至少制造起來困難，優(yōu)選地防止粘附不希望的沉淀物。這種平滑的閥活塞15還具有清潔作用，該清潔作用不應(yīng)被低估，這是因其在來回移位期間在外表面上剝落。通常，閥活塞15在至少三個位置(參見圖4a-c)之間移位，即，在根據(jù)圖4c所示的第一位置，閥活塞15關(guān)閉第二廢氣管道13，而第一廢氣管道12和廢氣再循環(huán)管道14完全打開。在此位置，出現(xiàn)相當(dāng)高的廢氣再循環(huán)率，這是因為來自于排氣區(qū)段5的廢氣質(zhì)量流僅被分配到第一廢氣管道12和廢氣再循環(huán)管道14。在根據(jù)圖4b所示的第二位置，閥活塞15打開第一、第二廢氣管道12、13并且還打開廢氣再循環(huán)管道14，從而在該第二位置也發(fā)生廢氣再循環(huán)，但該廢氣再循環(huán)率低于第一位置的廢氣再循環(huán)率。最后根據(jù)圖4a，第三位置被圖示，閥活塞15在該第三位置關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而第一和第二廢氣管道12、13完全打開，從而在此情況下不會發(fā)生廢氣再循環(huán)。除了根據(jù)圖4a至圖4c所示的位置，當(dāng)然，對于廢氣再循環(huán)率的極為精細(xì)的開環(huán)/閉環(huán)控制，中間位置也是可以想到的，從而閥活塞15例如僅部分地突出到廢氣再循環(huán)管道14中，由此不會完全關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而是僅部分地關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14。
[0034]圖4b在此示出了閥活塞15的第二位置，閥活塞15在該第二位置例如被定位成不需要相應(yīng)的致動設(shè)備16，例如電動機(jī)的電流供給。閥活塞15在此通過軸承17被安裝，并通過活塞桿18而移位。軸承17在此通過相應(yīng)的密封件19相對于引導(dǎo)廢氣的閥設(shè)備8的部件被S封。
[0035]在觀測根據(jù)圖5至圖7的閥設(shè)備8時，能夠看到其中所示實施例中的閥設(shè)備8具有閥柱體21方式的可旋轉(zhuǎn)的閥元件20，其同樣能夠由金屬或者由陶瓷構(gòu)成。在此情況下，另夕卜，閥元件20由陶瓷構(gòu)成具有平滑表面的較大優(yōu)勢，由此具有不希望堆積的減少趨勢。如在根據(jù)圖2至圖4的閥設(shè)備8中那樣，閥元件20不顧質(zhì)量流的影響被構(gòu)造在第二廢氣管道13和廢氣再循環(huán)管道14中。[0036]根據(jù)圖7a至圖7c，在此再次示出閥設(shè)備8的三個極端位置，其中在根據(jù)圖7c所示的第一位置，閥元件20關(guān)閉第二廢氣管道13，而第一廢氣管道12和廢氣再循環(huán)管道14完全打開。然而，在根據(jù)圖7b所示的第二位置，閥元件20將所有的管道12、13和14分別完全打開。然而，在圖7a所示的第三位置，可旋轉(zhuǎn)的閥元件20關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而第一和第二廢氣管道12、13完全打開，從而在此情況下不會發(fā)生廢氣再循環(huán)。根據(jù)圖7b，與圖7c相比，發(fā)生減少的廢氣再循環(huán)，而根據(jù)圖7c，發(fā)生最大可能的廢氣再循環(huán)。如有關(guān)對根據(jù)圖2至圖4的閥設(shè)備8論述，另外，在根據(jù)圖5至圖7的閥設(shè)備8中，可旋轉(zhuǎn)閥元件20的中間位置的最大變化是可以想到的，從而除了圖7a至圖7c所示的極端位置之外，對于廢氣再循環(huán)率的精確計量，能夠出現(xiàn)任意的中間位置。
[0037]在觀測圖7a至圖7c時，另外能夠看到，第一廢氣管道12例如比第二廢氣管道13或廢氣再循環(huán)管道14具有更大的橫截面。通過這種方式，閥元件20當(dāng)然能夠被構(gòu)造成例如根據(jù)圖7d所示的那樣，從而，例如被構(gòu)造成閥柱體21的閥元件20的直徑在第二廢氣管道13的區(qū)域中比在廢氣再循環(huán)管道14的區(qū)域中明顯更大。
[0038]最后，根據(jù)圖8至圖10，示出了閥設(shè)備8的進(jìn)一步的可替代實施例，其中在此情況下閥元件20被構(gòu)造成襟翼22。在圖10c所示的極端位置，該極端位置同時代表第一位置，閥元件20，即襟翼22關(guān)閉第二廢氣管道13，而第一廢氣管道12和廢氣再循環(huán)管道14打開。然而，在根據(jù)圖10b所示的位置，所有的管道12、13和14打開。在圖10a所示的第三位置，閥元件20，即襟翼22完全關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而第一和第二廢氣管道12、13打開。在此情況下，因而不會發(fā)生廢氣再循環(huán)。
[0039]在圖11a至圖11c中，示出了閥設(shè)備8的進(jìn)一步的可能實施例，其在此情況下具有包括不同半徑的可移位閥活塞15，該閥活塞15能夠移位，用于沿軸向方向執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制。該閥活塞15能夠例如由陶瓷構(gòu)成，因而能夠具有相對平滑的表面，該表面阻礙，優(yōu)選防止粘附不希望的沉淀物。通常，閥活塞15在三個位置之間能移位(參見圖lla-c)，即，在根據(jù)圖11c所示的第一位置，閥活塞15關(guān)閉第二廢氣管道13，而第一廢氣管道12和廢氣再循環(huán)管道14完全打開。在此位置，出現(xiàn)相對高的廢氣再循環(huán)率，這是因為來自排氣區(qū)段5的廢氣質(zhì)量流僅被分配到第一廢氣管道12和廢氣再循環(huán)管道14。在根據(jù)圖lib所示的第二位置，閥活塞15打開第一和第二廢氣管道12、13，并打開廢氣再循環(huán)管道14，從而在此位置也發(fā)生廢氣再循環(huán)，然而，該廢氣再循環(huán)率低于第一位置的廢氣再循環(huán)率。最后，根據(jù)圖11a，第三位置被示出，閥活塞15在該位置關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而第一和第二廢氣管道12、13完全打開，從而在此情況下不會發(fā)生廢氣再循環(huán)。除了根據(jù)圖11a至圖11c所示的位置之外，當(dāng)然，對于廢氣再循環(huán)率的極為精細(xì)的開環(huán)/閉環(huán)控制，中間位置也是可以想到的，從而閥活塞15例如僅部分地突出到廢氣再循環(huán)管道14中，由此不會完全關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而是僅部分地關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14。
[0040]第一廢氣管道12根據(jù)圖lla-c在此以虛線進(jìn)行繪制，意在表示其是純粹可選擇提供的。在此情況下，將只存在第二廢氣管道13和廢氣再循環(huán)管道14，它們通過閥活塞15完全是可關(guān)閉的。第二廢氣管道13比廢氣再循環(huán)管道14具有明顯更大的橫截面，從而閥活塞15在此區(qū)域中比在廢氣再循環(huán)管道的區(qū)域中具有明顯更大的直徑。示出的閥設(shè)備8當(dāng)然還能夠被布置在廢氣再循環(huán)管線7通往進(jìn)氣區(qū)段6的區(qū)域中，其中在此情況下，第一和第二廢氣管道12、13不會排放氣體，相反，新鮮空氣將從進(jìn)氣區(qū)段6流出。閥設(shè)備8的這種布置顯示在圖12和圖13中。根據(jù)圖13a至圖13c，閥設(shè)備8被顯示位于廢氣再循環(huán)管線7通往進(jìn)氣區(qū)段6的區(qū)域中，再次具有可移位的閥活塞15，該閥活塞15沿軸向方向可移位，用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制。通常，閥活塞15在至少三個位置(參見圖13a-c)之間可移位，即根據(jù)圖13c所示的第一位置，在該位置，閥活塞15關(guān)閉第二新鮮空氣管道23，而第一新鮮空氣管道24和廢氣再循環(huán)管道14完全打開。在此位置，出現(xiàn)相當(dāng)高的廢氣再循環(huán)率。在根據(jù)圖13b所示的第二位置，閥活塞15打開第一和第二新鮮空氣管道24、23并且還打開廢氣再循環(huán)管道14，從而在該位置也發(fā)生廢氣再循環(huán)，然而該廢氣再循環(huán)率低于第一位置的廢氣再循環(huán)率。最后根據(jù)圖13a，第三位置被圖示，閥活塞15在該位置關(guān)閉廢氣再循環(huán)管道14，而第一和第二新鮮空氣管道24、23完全打開，從而在此情況下不會發(fā)生廢氣再循環(huán)。除了所示的極端位置，當(dāng)然，對于廢氣再循環(huán)率的極為精細(xì)的開環(huán)/閉環(huán)控制，中間位置也是可以想到的。
[0041]在閥設(shè)備8布置在廢氣再循環(huán)管線7通往進(jìn)氣區(qū)段6的區(qū)域中的布置中，這具有新的功能，即，閥設(shè)備8不僅控制和調(diào)整廢氣再循環(huán)質(zhì)量流，還控制和調(diào)整進(jìn)氣區(qū)段6中的進(jìn)口壓力。通過在進(jìn)氣區(qū)段6中和/或在排氣區(qū)段5中提供節(jié)流襟翼25、25’，另外，能夠?qū)υ傺h(huán)廢氣量施加影響。然而，利用根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備8，通常還能夠省去這種節(jié)流襟翼。
[0042]通過根據(jù)本發(fā)明的閥設(shè)備8的實施例的全部變型，低壓區(qū)域，即，廢氣渦輪增壓器2的渦輪3下游中的廢氣再循環(huán)率的精確開環(huán)/閉環(huán)控制是可能的，這在過去利用布置在排氣區(qū)段5中的先前的節(jié)流襟翼是不可能的。同時，溫度控制也是可能的。閥設(shè)備8的所有示出實施例具有較小的安裝空間需求，這同樣呈現(xiàn)了較大的優(yōu)勢。特別地，根據(jù)圖2至圖7的閥設(shè)備8另外在此產(chǎn)生較小的壓力損失，這是因為，利用打開的第二廢氣管道13或者打開的廢氣再循環(huán)管道14，相應(yīng)的閥元件20、21、22或者閥活塞15不會突出到流動橫截面中。另外，通過由陶瓷形成的構(gòu)造，通過極為平滑的表面減少了不希望的沉淀物。
【權(quán)利要求】
1.一種具有廢氣渦輪增壓器(2)的增壓式內(nèi)燃機(jī)(1)，該廢氣渦輪增壓器(2)在渦輪側(cè)上被集成到排氣區(qū)段(5)中并且在壓縮機(jī)側(cè)上被集成到進(jìn)氣區(qū)段(6)中，并且，其中提供有連接所述排氣區(qū)段(5 )和所述進(jìn)氣區(qū)段(6 )的廢氣再循環(huán)管線(7 )， 其特征在于， 所述廢氣再循環(huán)管線(7)在所述廢氣渦輪增壓器(2)的渦輪(3)下游從所述排氣區(qū)段(5)岔開，并在壓縮機(jī)(4)上游通往所述進(jìn)氣區(qū)段(6)， 用于執(zhí)行廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制的閥設(shè)備(8)被布置在所述廢氣再循環(huán)管線(7)的區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 在所述廢氣渦輪增壓器(2)的所述渦輪(3)與所述閥設(shè)備(8)之間布置有過濾器(9)，特別是黑煙過濾器，和/或 在所述壓縮機(jī)(4)與所述內(nèi)燃機(jī)(I)之間布置有充氣冷卻器(10)，和/或 在所述閥設(shè)備(8)與所述排氣區(qū)段(5)之間布置有廢氣冷卻器(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 所述閥設(shè)備(8)被布置在所述廢氣再循環(huán)管線(7)從所述排氣區(qū)段(5)岔開的區(qū)域中，或者 所述閥設(shè)備(8 )被布置在所述廢氣再循環(huán)管線(7 )通往所述進(jìn)氣區(qū)段(6 )的區(qū)域中，或者 所述閥設(shè)備(8)被布置在所述過濾器(9)的區(qū)域中，特別是布置在所述過濾器(9)中，或者 所述閥設(shè)備(8)被布置在所述充氣冷卻器(10)的區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 在所述閥設(shè)備(8)的區(qū)域中，所述排氣區(qū)段(5)分成第一廢氣管道(12)、第二廢氣管道(13)和廢氣再循環(huán)管道(14)，其中所述閥設(shè)備(8)被構(gòu)造成用于關(guān)閉所述第二廢氣管道(13)或所述廢氣再循環(huán)管道(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 所述閥設(shè)備(8)具有可移位的閥活塞(15)，該閥活塞(15)沿軸向方向能移位，用于執(zhí)行所述廢氣再循環(huán)率的開環(huán)/閉環(huán)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 所述閥活塞(15)由陶瓷構(gòu)成，和/或 所述閥活塞(15)至少在三個位置之間能移位，即 第一位置，所述閥活塞(15)在該第一位置關(guān)閉所述第二廢氣管道(13)，而所述第一廢氣管道(12)和所述廢氣再循環(huán)管道(14)完全打開， 第二位置，所述閥活塞(15)在該第二位置完全打開所述第一和第二廢氣管道(12、13)以及所述廢氣再循環(huán)管道(14)， 第三位置，所述閥活塞(15)在該第三位置關(guān)閉所述廢氣再循環(huán)管道(14)，而所述第一和第二廢氣管道(12、13)完全打開。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 所述閥設(shè)備(8 )具有可旋轉(zhuǎn)的閥元件(20 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 所述閥元件(20)由陶瓷構(gòu)成，和/或 所述閥元件(20)在至少三個位置之間能旋轉(zhuǎn)，即 第一位置，所述閥元件(20)在該第一位置關(guān)閉所述第二廢氣管道(13)，而所述第一廢氣管道(12)和所述廢氣再循環(huán)管道(14)完全打開， 第二位置，所述閥元件(20)在該第二位置完全打開所述第一和第二廢氣管道(12、13)以及所述廢氣再循環(huán)管道(14)， 第三位置，所述閥元件(20)在該第三位置關(guān)閉所述廢氣再循環(huán)管道(14)，而所述第一和第二廢氣管道(12、13)完全打開。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的內(nèi)燃機(jī)， 其特征在于， 所述閥元件(20 )被構(gòu)造成閥柱體(21)或構(gòu)造成襟翼(22 )。
【文檔編號】F02M25/07GK103748348SQ201280034202
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】斯文-尤里·鮑爾, 安德烈亞斯·格呂納, 馬丁·揚(yáng)森, 漢斯-彼得·克萊茵, 曼迪·諾阿克, 約而格·呂考夫, 貝恩德·范艾克爾斯, 艾克·維勒斯 申請人:馬勒國際有限公司, 貝洱電子熱控有限公司