專利名稱：具有agr冷卻器的內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及一種使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的方法以及一種內(nèi)燃機(jī)，這內(nèi)燃機(jī) 具有一個(gè)燃燒室和一個(gè)排氣系統(tǒng)，離開燃燒室的廢氣可以引入此系統(tǒng) 里。排氣系統(tǒng)具有一個(gè)廢氣再循環(huán)裝置，借助此裝置廢氣至少可以部分 地反饋至用于給燃燒室供給吸入空氣的燃燒空氣輸入裝置里，其中在廢 氣再循環(huán)裝置中設(shè)有一個(gè)熱交換器單元，用此單元可以從廢氣中吸走熱 量。
背景技術(shù)：
一般已知的內(nèi)燃機(jī)的排氣系統(tǒng)具有廢氣再循環(huán)裝置，通過這裝置將 離開了燃燒室的廢氣重新又輸送給吸入空氣。尤其是在汽車中已知有這 樣的具有廢氣再循環(huán)裝置的排氣系統(tǒng)。借助于廢氣再循環(huán)裝置將這從內(nèi) 燃機(jī)里引出的廢氣經(jīng)過相應(yīng)的管路至少部分地輸送給燃燒空氣，從而提 高了燃燒空氣的焓。
在汽車技術(shù)中首先已知有用于加載的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，在 這些系統(tǒng)中由于摩損-和污染的原因在發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪機(jī)之間取出廢氣并 使之流過一個(gè)分開的廢氣再循環(huán)熱交換器。冷卻下來的廢氣流從流動(dòng)技 術(shù)來說在一個(gè)用于冷卻吸入空氣的增壓空氣冷卻器之后又被輸送給用 于進(jìn)行燃燒的燃燒空氣。
因此例如由EP 1 843 033 A2已知了 一種內(nèi)燃機(jī)的排氣設(shè)備，這種 設(shè)備具有 一種對應(yīng)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。在這廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有 一個(gè) 熱交換器單元，所謂AGR-冷卻器，借助此冷卻器從廢氣中吸走熱量并 將其輸送給一個(gè)廢氣后處理系統(tǒng)。這里熱交換器單元在廢氣側(cè)這樣來設(shè) 計(jì)，從而使廢氣在離開內(nèi)燃機(jī)的至少一個(gè)燃燒室之后具有的廢氣壓力波 動(dòng)通過熱交換單元而延續(xù)，從而借助于慣性閥門可以實(shí)現(xiàn)將再循環(huán)的廢 氣吹入燃燒空氣里。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足對于內(nèi)燃機(jī)，尤其是汽車內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣量的不斷提高的要求，基于已知的現(xiàn)有背景，發(fā)明的任務(wù)是改善對廢氣中所含熱量的 充分利用。這里尤其不應(yīng)該用附加的冷卻負(fù)荷對位于汽車?yán)锏耐ǔ５睦?卻系統(tǒng)(水冷裝置)加載。此外用本發(fā)明應(yīng)該確保設(shè)備配置得以最優(yōu) 化，首先考慮到設(shè)計(jì)一種具有熱回收的廢氣后處理系統(tǒng)。為此所要設(shè)計(jì) 的部件除此之外應(yīng)該可以方便地耦合于一種傳統(tǒng)的內(nèi)燃一幾，或者說集成 組合在對應(yīng)的發(fā)動(dòng)一幾方案中。
發(fā)明的任務(wù)用 一種按權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)以及一種按權(quán)利要求
17所述的方法來解決。發(fā)明的有利實(shí)施形式見從屬權(quán)利要求所述并在以
下的說明中參見附圖加以詳細(xì)敘述。
按照本發(fā)明，內(nèi)燃機(jī)具有一個(gè)燃燒室和一個(gè)排氣系統(tǒng)，離開燃燒室 的廢氣可以被引入排氣系統(tǒng)中而且這排氣系統(tǒng)具有 一種廢氣再循環(huán)系
統(tǒng)，借助于這廢氣再循環(huán)系統(tǒng)可使廢氣(10)至少部分地反饋到用于給
燃燒室供給燃燒用空氣的一個(gè)燃燒用空氣輸入裝置里，其中在廢氣再循 環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有熱交換器單元，用此單元可以從廢氣中吸走熱量，內(nèi)燃機(jī) 進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，從而設(shè)有一個(gè)壓縮機(jī)單元，用這個(gè)壓縮機(jī)單元對取自 周圍環(huán)境的吸入空氣進(jìn)行壓縮并可以使壓縮的吸入空氣流在回避燃燒 室的情況下首先流過設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單元。
因此按照本發(fā)明在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)里設(shè)有熱交換器單元，在這單元 里可以將從廢氣里吸出的熱量傳輸至一個(gè)空氣流。這空氣流，優(yōu)先作為 分空氣流，它取自吸入空氣并借助于 一個(gè)通常i殳計(jì)成風(fēng)扇葉輪的壓縮枳』 單元經(jīng)過熱交換器單元并接著流入一個(gè)位于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)之外的排 氣系統(tǒng)范圍里，而并不直4妻流入廢氣流里。備選地可以考慮直接/人周圍 環(huán)境取得對于設(shè)在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的空氣-/廢氣熱交換器來說必需的 吸入空氣并使之與對于燃燒來說必需的燃燒用空氣分開導(dǎo)引。
用這種技術(shù)方案首先確保了 借助于一個(gè)在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中空氣 冷卻的熱交換器可以將熱量排出，而并不對汽車的主冷卻系統(tǒng)加載。除 此之外利用經(jīng)過壓縮的并通過在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單元加 熱的吸入空氣流，用于對這在排氣系統(tǒng)中在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)之外流動(dòng)的 廢氣，優(yōu)選在它流入一個(gè)廢氣后處理系統(tǒng)之前，進(jìn)行加熱或者使排氣系 統(tǒng)的相應(yīng)部位至少如此隔離開，從而阻止了在廢氣到達(dá)廢氣后處理系統(tǒng) 之前過度強(qiáng)烈地冷卻。這里重要的是經(jīng)壓縮和加熱的吸入空氣流并不 流過廢氣后處理系統(tǒng)。按此關(guān)系例如可以如下來達(dá)到隔離將從空氣冷卻的熱交換器單元里流出的加熱過的空氣在 一 個(gè)管中管系統(tǒng)
(Rohr-in-Rohr-System)里沿 一個(gè)排氣管外流動(dòng)。
備選地將這從空氣冷卻的熱交換器單元里流出的空氣直接排出至 周圍環(huán)境里或者在廢氣的流動(dòng)方向上在一個(gè)廢氣后處理系統(tǒng)之后引入 排氣系統(tǒng)里。在后 一種的情況下將在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的范圍里所加熱的 吸入空氣引入廢氣消聲器里則是一種優(yōu)選的實(shí)施形式。
用所述的技術(shù)方案，借助于一個(gè)附加的壓縮機(jī)單元和一個(gè)熱交換器 單元在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中使位于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的廢氣實(shí)現(xiàn)冷卻，而 在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)單元的尺寸大小時(shí)也不必考慮由于廢氣后處理系統(tǒng)的部
件，例如象催化器和/或顆粒分離器所引起的流動(dòng)損失。在壓縮和加熱的 吸氣流中所包含的熱量因此被利用并最終在流動(dòng)技術(shù)上避開廢氣后處 理系統(tǒng)的情況下將空氣流排出至周圍環(huán)境。
發(fā)明的 一種特別適合的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案規(guī)定使壓縮機(jī)單元的調(diào)節(jié)裝 置與其余的冷卻循環(huán)的調(diào)節(jié)裝置獨(dú)立無關(guān)地進(jìn)行設(shè)計(jì)。用壓縮機(jī)單元可 以使冷卻空氣流流過設(shè)在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單元，尤其是附 加于和獨(dú)立于其余的風(fēng)扇地使壓縮機(jī)單元運(yùn)行，這些風(fēng)扇例如與熱交換 器單元，例如象一個(gè)主冷卻介質(zhì)冷卻器(必要時(shí)這冷卻器具有一個(gè)高溫 部件和一個(gè)低溫部件)，增壓空氣冷卻器或一個(gè)空調(diào)設(shè)備的冷凝器連接 起來使用。
通過壓縮機(jī)單元使至少 一 個(gè)分空氣流在通過吸入設(shè)備而吸入的吸 入空氣被壓縮的情況下，并在避開燃燒室的情況下，輸送到廢氣再循環(huán) 系統(tǒng)里的熱交換器單元。因此借助于所述的空氣冷卻的熱交換器可以從 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的廢氣里吸走熱量，而這并不對一個(gè)其余設(shè)于汽車?yán)?的冷卻循環(huán)施加負(fù)載。
設(shè)置于排氣系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單元在廢氣側(cè)由 離開內(nèi)燃機(jī)的至少 一 個(gè)燃燒室的廢氣流的至少 一 個(gè)分流流過。這里在熱 交換器單元之內(nèi)使廢氣流冷卻，而吸入空氣流則吸收了對應(yīng)的熱量，除 了熱交換器特有的損失之外。冷卻的廢氣流或者說廢氣分流以適合的方 式通過一個(gè)慣性閥門(Flatterventil)重新被輸送給燃燒用空氣輸入裝置。
不言而喻，按照本發(fā)明的技術(shù)方案，在這方案中在廢氣再循環(huán)系統(tǒng) 中在離開燃燒室的廢氣和吸入空氣之間進(jìn)行熱交換，這種方案可以與已 知的，用來對內(nèi)燃機(jī)增壓的以及用來利用廢氣余熱的系統(tǒng)耦合。那么一方面例如可以考慮將所述的系統(tǒng)與一種二級增壓組合起來，在這二級增 壓中在第一又在第二壓縮機(jī)級之后分別有用于冷卻燃燒用空氣或增壓 空氣的熱交換器單元位于燃燒用空氣輸入裝置里。
另 一方面按優(yōu)選的方式，可以在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中并聯(lián)或串聯(lián)地設(shè) 有第一和第二熱交換器單元，其中在第一熱交換器單元里，如前所述的
那樣，在廢氣和壓縮的吸入空氣之間進(jìn)行熱交換，而在第二個(gè)熱交換器 單元里則在廢氣和另外載熱介質(zhì)之間進(jìn)行熱交換。所述另外的載熱介質(zhì) 在這種情況下有利地用于將抽取出的熱量準(zhǔn)備提供給其它的部件，尤其 是一個(gè)用來利用汽車中余熱的系統(tǒng)。二個(gè)設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)之內(nèi)的熱 交換器單元優(yōu)先為并聯(lián)地分別由廢氣分流流過。
在發(fā)明的 一 種很特殊的實(shí)施形式中接于內(nèi)燃機(jī)之后的排氣系統(tǒng)的 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)具有二個(gè)并聯(lián)的熱交換器單元，其中第 一熱耦合于壓縮 的吸入空氣的熱交換器單元設(shè)計(jì)成小于第二熱交換單元。第二熱交換器 單元的冷卻功率設(shè)計(jì)成大于第一的熱交換單元，這第二熱交換器單元優(yōu) 選在背離廢氣的一側(cè)由一種液體的或者至少部分為蒸氣狀的載熱介質(zhì) 流過。借助于這種載熱介質(zhì)將這從廢氣里吸出的熱量例如提供給一個(gè)廢 氣后處理系統(tǒng)使用。
在此較小意味著總共流過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的廢氣的體積流優(yōu)選被 不均勻地分配在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的二個(gè)熱交換單元上，其中二個(gè)體積 流中的較小的體積流被導(dǎo)引通過熱耦合于吸入空氣上的熱交換單元。此 處更為有利地設(shè)計(jì)二個(gè)熱交換單元，從而在冷卻的廢氣重新流入燃燒用 空氣輸入裝置之前，4吏流過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的廢氣流或廢氣分流冷卻到 大約17(TC的溫度。
在本發(fā)明的另外一種特別的實(shí)施形式中將壓縮的，在廢氣再循環(huán)系 統(tǒng)的空氣冷卻的熱交換器單元里加熱的空氣輸送給另外的熱交換器單 元。發(fā)明的一種特殊改進(jìn)設(shè)計(jì)方案規(guī)定了另外的熱交換器單元是集成 在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)里的熱交換器。按此方式可以以比較簡單的形式使發(fā) 動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)減荷。在一種這樣的技術(shù)方案中因此可以考慮，應(yīng)用從周 圍環(huán)境吸入的并至少部分地壓縮的空氣，用于排出在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的 一個(gè)冷凝器里產(chǎn)生的熱量。也可以考慮使一種這樣的空氣冷卻的熱交換 器與一個(gè)至少具有一個(gè)J氐溫回路和高溫回路的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)組合起 來。通過一個(gè)由吸入空氣的一個(gè)分空氣流流過的熱交換器單元從廢氣 再循環(huán)系統(tǒng)里的廢氣流里取出并被傳輸至吸入空氣的熱量優(yōu)選被？ I入 排氣系統(tǒng)里，從而熱量在一個(gè)廢氣后處理系統(tǒng)中可以加以利用。采用所 設(shè)計(jì)的在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換單元因此以優(yōu)選的方式將至少一 部分吸入空氣加熱，并送入排氣系統(tǒng)中，從而使熱量傳到一個(gè)廢氣后處 理系統(tǒng)的設(shè)備部件上。按優(yōu)選的方式在一個(gè)廢氣后處理系統(tǒng)中利用了這 熱量，其方式是使催化器、分離器和/或過濾器加熱并且尤其是利用了這 從廢氣里借助于熱交換至一種壓縮的分空氣流上而取出的熱量用于顆 粒分離器的熱再生。 一種顆粒分離器在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中可以是一 種顆粒過濾器。
就利用這從廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的廢氣流里取出的，用于使顆粒分離 器和/或顆粒過濾器熱再生的熱量而言，特別適合的是設(shè)計(jì)在吸空氣側(cè) 接于熱交換器單元前的壓縮機(jī)單元，從而由這壓縮機(jī)單元引起的吸入空 氣的壓力升高補(bǔ)償了由于熱再生引起的壓力損失。
由于在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一個(gè)附加的熱交換器單元，它并不 耦合于通常的冷卻系統(tǒng)，因此可以以優(yōu)選的方式在廢氣后處理的范圍里 使溫度升高，以便加大這顆粒分離器的再生所必需要的間隔。這又提高 了廢氣后處理系統(tǒng)的效率，因?yàn)樵谙到y(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行時(shí)間上加以考察的
話，壓力損失減小了。除此之外所述的熱交換器單元確保了從廢氣里 取出熱量，這熱量不必通過主冷卻系統(tǒng)，尤其是汽車的冷卻系統(tǒng)被排出。 這首先就通常設(shè)計(jì)的水冷卻器的冷卻負(fù)荷而言實(shí)現(xiàn)了減荷。
同樣也可以考慮，利用這在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中加熱的空氣用于隔離 在廢氣后處理系統(tǒng)部位里的管路。加熱的空氣這里在一個(gè)外管里流動(dòng)， 這外管布置在真正的廢氣管周圍。備選地可以使這在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)里 設(shè)有熱交換器單元之內(nèi)加熱過的空氣直接排出至周圍環(huán)境或者在廢氣 消聲器部位里流入排氣系統(tǒng)里。
在本發(fā)明的 一種很特殊的實(shí)施形式中將這接于被吸入空氣流過的 熱交換器單元之前的壓縮機(jī)單元集成于用來給內(nèi)燃機(jī)提供燃燒用空氣 的吸入設(shè)備里。這里優(yōu)選設(shè)有一種調(diào)節(jié)配件，這種調(diào)節(jié)配件將壓縮的吸 入空氣流分成第一和第二吸入空氣分流。從這些壓縮的分流中取決于運(yùn) 行的狀態(tài)將所述 一 個(gè)分流輸送給設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單 元，而第二吸入空氣分流則流入內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣輸入裝置里。按此關(guān)系壓縮機(jī)單元的功能 一 方面在于這種單元在起動(dòng)階段用作為內(nèi)燃機(jī)
的加速輔助裝置，因?yàn)樵趦?nèi)燃機(jī)的吸入循環(huán)中有附加的空氣供使用，而 另一方面，通過這附加提供的空氣量即使在制動(dòng)情況下也實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)制 動(dòng)器的較高的制動(dòng)功率。
除了 一種具有排氣系統(tǒng)的相應(yīng)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)之外本 發(fā)明也涉及一種使相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方法。按照本發(fā)明的方法將離開 燃燒室的廢氣引入排氣系統(tǒng)中，至少使廢氣的一個(gè)分流經(jīng)過廢氣再循環(huán) 系統(tǒng)反饋至一個(gè)燃燒用空氣輸入裝置里，該裝置設(shè)計(jì)用于給燃燒室供給 吸入空氣，并在此方法中在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有一個(gè)熱交換單元，借 助于熱交換單元從廢氣中吸走熱能，其特征在于，從吸入空氣中取出一 分空氣流以及將其壓縮，并接著使其流過一個(gè)設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的 熱交換單元。緊接于流過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換單元使壓縮的并自 此加熱了的吸入空氣流流入周圍環(huán)境或者有選擇地在一個(gè)廢氣后處理 系統(tǒng)之前或之后流入排氣系統(tǒng)里。
在本發(fā)明的 一種特殊的實(shí)施形式中借助于 一 個(gè)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將壓縮了 的吸入空氣流分成二個(gè)分空氣流，它們被有選擇地輸送給廢氣再循環(huán)系 統(tǒng)中的空氣冷卻的熱交換單元和/或內(nèi)燃機(jī)的燃燒用空氣輸入裝置。
在本發(fā)明的一種特殊實(shí)施形式中這方法的特征在于，使壓縮的空氣
分流在一個(gè)0至5s的，優(yōu)選為1至2s的時(shí)間間隔中，按照內(nèi)燃機(jī)的結(jié) 構(gòu)型式僅流入到燃燒用空氣輸入裝置里。通過這種短時(shí)間地吹入附加的 壓縮空氣到燃燒用空氣輸入裝置里，以優(yōu)選的方式在內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段 期間引起加速輔助。在這起動(dòng)階段結(jié)束之后，這就是說在大約5秒鐘之
后，優(yōu)選在2秒鐘之后接著這運(yùn)行起動(dòng)使壓縮的空氣不再輸送給燃燒用 空氣輸入裝置了 ，而且輸送給一個(gè)設(shè)于內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱 交換單元，在那里使其加熱并接著流入排氣系統(tǒng)里，以便在那里可以利 用從廢氣里取出的熱量。
按照本發(fā)明的方法的另一種設(shè)計(jì)方案規(guī)定流過這設(shè)于廢氣再循環(huán) 系統(tǒng)中的熱交換單元的，經(jīng)壓縮和加熱的分空氣流被輸送給廢氣后處理 系統(tǒng)的至少 一個(gè)設(shè)備部件。優(yōu)選將這提供給廢氣后處理系統(tǒng)使用的熱量 用于顆粒分離器和/或顆粒過濾器的熱再生。
所規(guī)定的方法特別地適合的是，附加地在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的至少另 一個(gè)位置上從廢氣里取出熱量。所述的熱交換器單元或者說所述的方法，在這方法中從吸入空氣中 取出 一個(gè)分空氣流，將這分空氣流壓縮并最后在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的一 個(gè)熱交換羊元里借助于取自于廢氣的熱量加熱，這所述的單元或方法尤 其適合于組合或集成于在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中已經(jīng)具有一個(gè)熱交換單元 的系統(tǒng)里。
以下根據(jù)一個(gè)實(shí)施例參考附圖對發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，并不限制總的 發(fā)明思路。


附圖表示一種熱力學(xué)連接圖。
具體實(shí)施例方式
在這個(gè)圖中簡略表示出了具有集成的廢氣再循環(huán)和廢氣后處理裝 置的商用車的一種二級增壓內(nèi)燃機(jī)的連接。 一種這樣的系統(tǒng)按適合的設(shè)
計(jì)可以滿足按"歐6"規(guī)定的廢氣量。
從周圍環(huán)境在周圍情況下取出吸入空氣并在吸入空氣流入到內(nèi)燃 機(jī)的燃燒空氣輸入裝置的吸入彎管5之前被輸送給一個(gè)低壓壓縮級1、 一個(gè)中間冷卻器2以及一個(gè)高壓壓縮機(jī)單元3和一個(gè)主增壓空氣冷卻 器。由于設(shè)有一個(gè)文丘里噴嘴6大大提高了吸入空氣的流動(dòng)速度，之后 在這吸入空氣進(jìn)入吸入彎管5的部位里。
此外從簡圖可見，從吸入空氣里還在低壓壓縮單元1之前取出一個(gè) 分空氣流，它又被輸送給一個(gè)壓縮機(jī)單元7。壓縮機(jī)單元7從流動(dòng)技術(shù) 上說在其后面接有一個(gè)設(shè)計(jì)成閥瓣形式的調(diào)節(jié)附件8，從而在這位置上 可以將這取自吸入空氣的分空氣流又分開。
在第一運(yùn)行階段(它與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行起動(dòng)吻合并持續(xù)1-2秒鐘)， 此時(shí)從吸入空氣中取出一個(gè)分空氣流，借助于壓縮機(jī)單元7將其壓縮并 接通調(diào)節(jié)附件8，從而使壓縮的分空氣流附加于其余的吸入空氣到達(dá)吸 氣彎管5里。按此方式為內(nèi)燃機(jī)的燃燒室附帶提供壓縮空氣供使用。按 此方式在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)階段實(shí)現(xiàn)了一種附加的加速輔助裝置。
一旦內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)階段結(jié)束了，那就使調(diào)節(jié)附件8轉(zhuǎn)換，從而取自 于吸入空氣的分空氣流借助于壓縮機(jī)單元7被壓縮并最終流入位于內(nèi)燃 機(jī)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)之內(nèi)的第 一熱交換單元9里。在這笫 一熱交換單元 9里在一個(gè)離開內(nèi)燃才幾的廢氣流或廢氣分流10和吸入空氣12的壓縮的 分空氣流11之間進(jìn)行傳熱交換。在這里使廢氣冷卻并將分空氣流11加
ii熱。加熱的分空氣流11接著被輸送給一個(gè)廢氣后處理系統(tǒng)13。由于使 一種這樣加熱過的空氣流流入了廢氣后處理系統(tǒng)13,因此在這位置上發(fā) 生了對相應(yīng)的廢氣后處理部件的加熱。通過這種附加的加熱可以使溫度 水平，尤其是在廢氣后處理系統(tǒng)13之內(nèi)的一個(gè)顆粒分離器里的溫度水 平保持在一個(gè)比較來說高的水平上。這種溫度水平的提高又造成了對 于熱再生所必需的間隔相對通常的系統(tǒng)來說可以被加長。
附圖所示系統(tǒng)的特征在于，由廢氣中取出的廢氣分流10在廢氣再 循環(huán)中借助于二個(gè)熱交換器單元從大約為600。C的溫度被冷卻到170°C。 在這里二個(gè)設(shè)于廢氣再循環(huán)中的熱交換器單元9,14從流動(dòng)技術(shù)上說為 并聯(lián)連接。借助于第一熱交換器9從廢氣分流10中取出的熱量如前所 述那樣被傳輸至吸入空氣的一個(gè)壓縮的分空氣流11上。而在第二個(gè)熱 交換單元14里使廢氣冷卻并使另一種載熱介質(zhì)加熱，這種載熱介質(zhì)優(yōu) 先是另一種水-乙二醇混合物。離開廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的二個(gè)熱交換單元 9,14的冷卻的廢氣流合流并在高壓壓縮機(jī)單元3和增壓空氣主冷卻器4 之間重新被輸送給燃燒空氣輸入裝置
在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)之內(nèi)設(shè)熱交換單元9,它并不耦合于其余設(shè)在汽 車?yán)锏睦鋮s系統(tǒng)之一上，這一方面可以排出和利用取自廢氣的熱量，而 不會(huì)對通常的冷卻系統(tǒng)形成加栽，而另一方面通過與一個(gè)附加的壓縮枳i 單元7 (推進(jìn)器)相組合為內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)過程提供一種附加的加速輔助 手段。
1標(biāo)號(hào)表
1. 低壓壓縮機(jī)
2. 中間冷卻器
3. 高壓壓縮枳j
4. 增壓空氣主冷卻器
5. 燃燒用空氣輸入裝置的吸氣彎頭
6. 噴咀
7. 壓縮機(jī)單元
8. 調(diào)節(jié)附件
9. 吸入空氣流過的熱交換單元
10. 廢氣
11. 吸入空氣的壓縮分空氣流
12. 吸入空氣
13. 廢氣后處理系統(tǒng)
14. 第二個(gè)熱交換器單元
1權(quán)利要求
1. 內(nèi)燃機(jī)，具有燃燒室和排氣系統(tǒng)，離開燃燒室的廢氣(10)可以流入排氣系統(tǒng)里而且排氣系統(tǒng)具有廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，借助于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)廢氣(10)至少可以部分地反饋至用于給燃燒室提供燃燒用空氣(12)的燃燒用空氣輸入裝置(5)里，其中在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)里設(shè)有熱交換器單元(9)，用熱交換單元可以從廢氣(10)中吸走熱能，其特征在于，設(shè)有壓縮機(jī)單元(7)，用壓縮機(jī)單元將取自周圍環(huán)境的吸入空氣壓縮并且壓縮的吸入空氣流(11)在避開燃燒室的情況下首先流過設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換單元(9)。
2. 按權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中 設(shè)有至少 一個(gè)可以一皮壓縮的吸入空氣流流過的另外的熱交換器單元。
3. 按權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，所述另外的熱交換器 單元并行于設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的第一熱交換器單元(9)地可以被 壓縮的吸入空氣流過。
4. 按權(quán)利要求1至3中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，取自周圍 環(huán)境的吸入空氣的分空氣流纟皮輸送給流體上接入在發(fā)動(dòng)沖凡冷卻回3各里 的分開的熱交換器單元。
5. 按權(quán)利要求1至4中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮的吸 入空氣流在流過熱交換器單元(9)之后可以流過廢氣熱交換器，該廢 氣交換器與排氣系統(tǒng)的位于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)之外的部位熱接觸。
6. 按權(quán)利要求1至5中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，設(shè)有調(diào)節(jié) 機(jī)構(gòu)，借助于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以將取自周圍環(huán)境的空氣流分成燃燒用空氣流 和吸入空氣流。
7. 按權(quán)利要求1至6中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮機(jī)單 元(7)通過內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)器的啟動(dòng)齒輪被驅(qū)動(dòng)。
8. 按權(quán)利要求1至6中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮機(jī)單 元(7)通過齒輪-和/或皮帶驅(qū)動(dòng)裝置被驅(qū)動(dòng)。
9. 按權(quán)利要求1至8中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在排氣系 統(tǒng)的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)里設(shè)有第一和第二熱交換器(9,14),它們從流體 技術(shù)上說并聯(lián)，并且其中只是第一熱交換器單元(9)可以被用壓縮的 分空氣流(11 )供給。
10. 按權(quán)利要求9所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，第二熱交換器單元(14)的冷卻功率，就廢氣的冷卻來說，要大于第一熱交換器單元(9) 的冷卻功率。
11. 按權(quán)利要求1至10中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，第一熱 交換器單元(9)設(shè)計(jì)成管中管-熱交換器。
12. 按權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，布置管中管熱交換 器，從而來自設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單元(9)的壓縮的吸 入空氣流(11)可以流過管中管熱交換器的外管。
13. 按權(quán)利要求1至12中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮的 吸入空氣在離開熱交換器單元(9)之后可以流入到排氣系統(tǒng)里。
14. 按權(quán)利要求1至12中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮的 吸入空氣在離開熱交換器單元(9)之后可以流入周圍環(huán)境。
15. 按權(quán)利要求1至13中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮的 吸入空氣在離開熱交換器單元(9)之后在流動(dòng)方向上在廢氣后處理單 元之前可以流入排氣系統(tǒng)里。
16. 按權(quán)利要求1至13中之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，壓縮的 吸入空氣在離開熱交換器單元(9)之后在廢氣消聲器部位里可以流入 排氣系統(tǒng)里。
17. 使內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方法，內(nèi)燃機(jī)具有至少一個(gè)燃燒室，在此方法 中離開燃燒室的廢氣(10)被引入排氣系統(tǒng)，使廢氣的至少一個(gè)分流通 過廢氣再循環(huán)系統(tǒng)反饋入用于對燃燒室供給吸入空氣(12)的燃燒用空 氣輸入裝置(5),并且在這方法中在廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有熱交換器 單元(9),借助于熱交換器單元從廢氣中吸出熱能，其特征在于，從 吸入空氣(12)里取出至少一個(gè)分空氣流并將其壓縮，而經(jīng)壓縮的吸入 空氣流(11 )在避開燃燒室的情況下首流過這設(shè)于廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中的 熱交換器單元(9),接著流過熱耦合于排氣系統(tǒng)的位于廢氣再循環(huán)系 統(tǒng)之外的部位的單元。
18. 按權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，來自這流過設(shè)置在廢 氣再循環(huán)系統(tǒng)中的熱交換器單元(9)的壓縮和加熱過的吸入空氣流(11 ) 的熱量被傳輸至廢氣后處理系統(tǒng)(13)的至少一個(gè)部件上。
19. 按權(quán)利要求l-8之一所述的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于，在排氣系統(tǒng) 的廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有第一和第二熱交換器單元(9,14),其在流體 技術(shù)上串聯(lián)且其中僅可給兩個(gè)熱交換器單元(9,14)中的一個(gè)供應(yīng)壓縮的分空氣流(11 )
全文摘要
本發(fā)明涉及具有AGR冷卻器的內(nèi)燃機(jī)。發(fā)明說明了一種使內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行的方法以及一種內(nèi)燃機(jī)，這內(nèi)燃機(jī)具有一個(gè)燃燒室和一個(gè)排氣系統(tǒng)，離開燃燒室的廢氣(10)可以引入此系統(tǒng)里，并且這排氣系統(tǒng)具有一種廢氣再循環(huán)裝置，借助于這裝置可以使廢氣(10)至少部分地反饋至用于給燃燒室供給吸入空氣(12)的燃燒空氣輸入裝置(5)里，其中在廢氣再循環(huán)裝置中設(shè)有一個(gè)熱交換器單元(9)，用這單元可以從廢氣(10)中吸走熱量。所述的方法以及對應(yīng)裝置的特征在于，設(shè)有一個(gè)壓縮機(jī)單元(7)，它壓縮這取自周圍環(huán)境的吸入空氣(11)并且還可以引導(dǎo)壓縮的吸入空氣(11)經(jīng)過這設(shè)于廢氣再循環(huán)裝置中的熱交換器(9)。
文檔編號(hào)F02B37/013GK101503981SQ20081017544
公開日2009年8月12日 申請日期2008年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月12日
發(fā)明者G·拉布, H·莫勒 申請人:德國曼商用車輛股份公司