內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其包括內(nèi)燃機(jī)(10)、排氣系統(tǒng)(24)、排氣再循環(huán)回路(20)和渦輪增壓器(11)，該渦輪增壓器(11)包括與第一壓縮機(jī)(12)相互作用以向內(nèi)燃機(jī)(10)充注空氣的第一渦輪機(jī)(13)。排氣再循環(huán)通道(17)布置成在第一渦輪機(jī)(13)上游使來自內(nèi)燃機(jī)(10)的排氣分流并使排氣在第一壓縮機(jī)(12)下游流出。內(nèi)燃機(jī)(10)包括排出空氣流道(18)，該排出空氣流道(18)位于在第一壓縮機(jī)(12)中或其下游且在內(nèi)燃機(jī)(10)上游的位置處，以使壓縮空氣分流。第二渦輪機(jī)(15)布置成接收來自所述排出空氣流道(18)的排出空氣以從排出空氣流道(18)回收能量。本發(fā)明還涉及一種包括這種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)的車輛。
【專利說明】
內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)、排氣系統(tǒng)、排氣再循環(huán)回路和渦輪增壓器，渦輪增壓器包括與第一壓縮機(jī)相互作用以向內(nèi)燃機(jī)充注空氣的第一渦輪機(jī)。排氣再循環(huán)通道布置成在第一渦輪機(jī)上游使來自內(nèi)燃機(jī)的排氣分流并且使排氣在第一壓縮機(jī)下游流出。本公開還涉及一種包括這樣的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]為內(nèi)燃機(jī)設(shè)置渦輪增壓器即渦輪機(jī)和壓縮機(jī)是眾所周知的。某些發(fā)動(dòng)機(jī)甚至設(shè)有通常雙級(jí)渦輪增壓器，雙級(jí)渦輪增壓器包括串聯(lián)連接的低壓和高壓渦輪機(jī)以及低壓和高壓壓縮機(jī)。這么做的原因通常在于為燃燒供應(yīng)更多的空氣從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)更加有效率并且提供更多的動(dòng)力。
[0003]當(dāng)在高海拔行駛時(shí)，由渦輪增壓器為發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的空氣壓力可能不足以向車輛提供足夠的動(dòng)力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)確定車輛在高海拔行駛時(shí)，渦輪增壓器加速以向發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的空氣。當(dāng)這么做時(shí)，渦輪增壓器冒著超速的風(fēng)險(xiǎn)。另外地，在更高海拔，環(huán)境空氣可能如此之薄，以至在渦輪增壓器中的加壓可能仍然是不充分的。根據(jù)車輛預(yù)期用于世界何地，這些高海拔可以是例如1500m并且達(dá)3000m。對(duì)于車輛而言可能令人期望的是，在這些比海平面升高的海拔下性能是同樣好的，或者至少是不太更差的。
[0004]內(nèi)燃機(jī)還可以設(shè)有排氣再循環(huán)系統(tǒng)，EGR系統(tǒng)，以便降低燃燒溫度并由此減少從發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。眾所周知的是，對(duì)于目前的車輛研發(fā)而言，減少燃料和尾氣排放是兩項(xiàng)主要的挑戰(zhàn)。
[0005]對(duì)于具有EGR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)而言，還已知為其設(shè)置渦輪增壓器，其中通過節(jié)流或者通過繞開渦輪機(jī)來減小渦輪功，因?yàn)榉駝t對(duì)于EGR系統(tǒng)而言，在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣和排氣側(cè)之間的壓力平衡可以是不利的。為了成功地從排氣側(cè)向進(jìn)氣側(cè)給付一部分排氣流，與在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)處相比，這種系統(tǒng)優(yōu)選地應(yīng)該在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣側(cè)處具有較低的壓力。
[0006]US 2012/0124992 Al是一篇公開與渦輪增壓器結(jié)合所謂的短程EGR的文獻(xiàn)。該文獻(xiàn)公開了一種連接到排氣通道的動(dòng)力源，在該排氣通道中，渦輪機(jī)連接到壓縮機(jī)。該動(dòng)力系統(tǒng)還公開了包括EGR冷卻器的排氣再循環(huán)通道。該文獻(xiàn)關(guān)注于調(diào)節(jié)EGR冷卻器中的溫度，以便更好地使得被再循環(huán)的排氣的溫度適合于充分的燃燒。這是通過添加第二壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)的，該第二壓縮機(jī)向EGR冷卻器供應(yīng)壓縮空氣。第二壓縮機(jī)或者連接到與第一壓縮機(jī)相同的渦輪機(jī)，或者連接到獨(dú)立的第二渦輪機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的目的在于，進(jìn)一步改進(jìn)尤其是在高海拔的駕駛性能，并且改進(jìn)特別地用于重型卡車的車輛中的內(nèi)燃機(jī)的效率。
[0008]根據(jù)以下說明，這個(gè)和其它目的將變得清楚。
[0009]根據(jù)本公開的第一方面，公開了一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)、排氣系統(tǒng)、排氣再循環(huán)回路和渦輪增壓器，渦輪增壓器包括與第一壓縮機(jī)相互作用以向內(nèi)燃機(jī)充注空氣的第一渦輪機(jī)。排氣再循環(huán)通道布置成在第一渦輪機(jī)上游使來自內(nèi)燃機(jī)的排氣分流并且使排氣在第一壓縮機(jī)下游流出。該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)包括排出空氣流道，該排出空氣流道位于在第一壓縮機(jī)中或其下游并且在內(nèi)燃機(jī)的上游的位置處，以使壓縮空氣分流。第二渦輪機(jī)布置接收來自排出空氣流道的排出空氣，以回收來自排出空氣流道的能量。
[0010]通過這種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了若干有利的效果。具有渦輪增壓器和EGR系統(tǒng)的正面效果得以維持，使得在內(nèi)燃機(jī)中的低溫下有效率的燃燒得以維持，這繼而導(dǎo)致減少的廢氣排放。此外，該內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)還提供在高海拔下良好的駕駛性能和在通常海拔下和升高的海拔下行駛之間的良好適應(yīng)。這是通過使用第一渦輪機(jī)實(shí)現(xiàn)的，第一渦輪機(jī)是以其全容量被使用并且因此需要更小的節(jié)流或者其它種類的性能下降裝置。從第一渦輪機(jī)給付的可能冗余的容量或者過容量則在第一壓縮機(jī)中用于通過排出空氣流道給付排出空氣，以在第二渦輪機(jī)中回收如此產(chǎn)生的冗余能量。由此，第一渦輪機(jī)的容量的更好利用與來自該第一渦輪機(jī)的能量的回收相組合，從而實(shí)現(xiàn)了更好的燃料經(jīng)濟(jì)性。
[0011]而且，因?yàn)榕懦隹諝饬鞯牢挥诘谝粔嚎s機(jī)中或其下游和內(nèi)燃機(jī)上游，并且第一壓縮機(jī)是還向內(nèi)燃機(jī)給付-壓縮空氣的壓縮機(jī)，所以實(shí)現(xiàn)了緊湊的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)，而無需另外的或者不必要的裝置，這些另外的或者不必要的裝置在空間非常有限的隔室中不僅是龐大的，而且還在材料、生產(chǎn)和維護(hù)方面增加了成本。最后，這種另外的裝置增加了摩擦和對(duì)于來自內(nèi)燃機(jī)的推進(jìn)能量的需求，從而更少的裝置將改進(jìn)系統(tǒng)的總體效率。
[0012]根據(jù)實(shí)施例，排出空氣流道被應(yīng)到用以與源自內(nèi)燃機(jī)的廢熱源進(jìn)行熱交換。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生相當(dāng)大量的不被用于推進(jìn)車輛的能量。該能量主要地作為熱被耗散。這個(gè)廢熱可以優(yōu)選地用于向內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的其它裝置給付能量，而非僅僅被釋放到周圍環(huán)境。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，這個(gè)廢熱的至少一部分用于與排出空氣流道進(jìn)行熱交換，從而該能量還可以在第二渦輪機(jī)中回收。
[0013]根據(jù)實(shí)施例，廢熱源是排氣熱源。內(nèi)燃能量系統(tǒng)中的廢熱的主要貢獻(xiàn)者是內(nèi)燃機(jī)中的燃料的燃燒。當(dāng)排出空氣流道與內(nèi)燃機(jī)的排氣熱源通過熱交換互相作用時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)增加的能量回收。
[0014]根據(jù)實(shí)施例，廢熱源是排氣再循環(huán)回路。與排氣再循環(huán)回路的熱交換意味著其中的熱能被至少部分地移除并且被給付至排出空氣流道，在此處其可以被回收。在回收能量優(yōu)點(diǎn)之上的該實(shí)施例的另外的效果在于，排氣再循環(huán)回路中的排氣的溫度降低。由此，排氣再循環(huán)回路的冷卻效果得以改進(jìn)，并且內(nèi)燃機(jī)中的燃燒溫度將進(jìn)一步降低。這繼而導(dǎo)致通過燃燒排放的諸如NOx和煤煙更少。
[0015]根據(jù)實(shí)施例，廢熱源是排氣再循環(huán)回路之外的任何其它排氣熱源。該源可以是排氣系統(tǒng)、連接到排氣系統(tǒng)的任何排氣后處理系統(tǒng)，或者任何其它可利用的廢熱源。
[0016]根據(jù)實(shí)施例，排氣再循環(huán)回路包括排氣再循環(huán)冷卻器，并且排出空氣流道被引導(dǎo)通過排氣再循環(huán)冷卻器，以在其中與排氣進(jìn)行熱交換。為了改進(jìn)排氣再循環(huán)回路的性能，有利的是，添加排氣再循環(huán)冷卻器，以便進(jìn)一步冷卻向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣歧管給付的排氣的溫度。在排氣再循環(huán)冷卻器中耗散的熱可以因此有利地用于與排出空氣流道進(jìn)行熱交換，以便回收耗散的廢熱。排氣再循環(huán)冷卻器在這種情形中已經(jīng)位于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，并且僅僅要求將其重新設(shè)計(jì)用于與排出空氣流道熱交換，以實(shí)現(xiàn)有利的效果。
[0017]根據(jù)實(shí)施例，調(diào)節(jié)閥位于排出空氣流道上，用于調(diào)節(jié)通過排出空氣流道的排出空氣的量。這種調(diào)節(jié)閥增加了調(diào)節(jié)給付至內(nèi)燃機(jī)或給付至排出空氣流道以用于能量回收的壓縮空氣的量的可能性。以此方式，賦予了內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)對(duì)于周邊條件諸如環(huán)境空氣壓力的改進(jìn)適應(yīng)性的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)在高海拔行駛時(shí)，調(diào)節(jié)閥可以在極端條件期間完全阻擋任何壓縮空氣進(jìn)入排出空氣流道，使得所有的可用壓縮空氣均被給付至內(nèi)燃機(jī)以實(shí)現(xiàn)充分的燃燒，使得從內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)給付的動(dòng)力或者扭矩保持完好無損或者至少處于最高可能的水平。
[0018]根據(jù)實(shí)施例，第二渦輪機(jī)位于排氣再循環(huán)冷卻器的下游。
[0019]根據(jù)實(shí)施例，第二渦輪機(jī)布置成將能量回收至內(nèi)燃機(jī)。當(dāng)將能量回收至內(nèi)燃機(jī)時(shí)，該能量被用于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和車輛的運(yùn)行。
[0020]根據(jù)實(shí)施例，第二渦輪機(jī)布置成將回收的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。當(dāng)將能量回收為機(jī)械能時(shí)，僅僅作為實(shí)例，其可以被給付至內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸并且可以因此用于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和車輛的推進(jìn)。
[0021]根據(jù)實(shí)施例，第二渦輪機(jī)布置成將回收的能量轉(zhuǎn)換成電能。當(dāng)將能量回收為電能時(shí)，僅僅作為一個(gè)實(shí)例，其可以被給付至內(nèi)燃機(jī)的電池并且可以因此用于連接到內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)和車輛或者位于其內(nèi)的另外的裝置的運(yùn)行。
[0022]根據(jù)實(shí)施例，第二渦輪機(jī)通過齒輪系以可操作方式連接到內(nèi)燃機(jī)。齒輪系是用于將能量從第二渦輪機(jī)給付至內(nèi)燃機(jī)的眾所周知且有效率的方式。因此實(shí)施起來是簡單的。
[0023]根據(jù)實(shí)施例，齒輪系以可操作方式連接到扭轉(zhuǎn)衰減裝置。由此，來自內(nèi)燃機(jī)的任何動(dòng)力波動(dòng)在它們到達(dá)第二渦輪機(jī)之前均被衰減。這種動(dòng)力波動(dòng)否則能夠損壞第二渦輪機(jī)軸接頭。動(dòng)力波動(dòng)源自以下事實(shí)，即，從燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)添加到共有的傳動(dòng)裝置的動(dòng)力是非連續(xù)的，每一次燃燒示意一個(gè)離散的步驟。動(dòng)力波動(dòng)主要地源自于來自內(nèi)燃機(jī)的排氣壓力的波動(dòng)。
[0024]根據(jù)實(shí)施例，該內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括與第二壓縮機(jī)相互作用的第三渦輪機(jī)，第三渦輪機(jī)和第二壓縮機(jī)布置成與第一渦輪機(jī)和第一壓縮機(jī)相比在較低的壓力下工作。添加第三渦輪機(jī)和第二壓縮機(jī)大體上使得內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)成為雙級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)。因此可以能夠向內(nèi)燃機(jī)添加進(jìn)而更大量的壓縮空氣以改進(jìn)燃燒，并且通過在渦輪機(jī)中的膨脹(expand)來回收更多的能量。第三渦輪機(jī)和第二壓縮機(jī)將在比第一渦輪機(jī)和第一壓縮機(jī)低的相應(yīng)地壓力下工作。這意味著環(huán)境空氣在進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)或排出空氣流道之前，首先被抽吸到第二壓縮機(jī)中并且然后被抽吸到第一壓縮機(jī)中。來自內(nèi)燃機(jī)的排氣將類似地在進(jìn)入任何排氣后處理系統(tǒng)等以及流出到外周邊之前，首先經(jīng)過第一渦輪機(jī)并且然后經(jīng)過第三渦輪機(jī)。有利地，但是并不是必要地，中間冷卻器可以位于第二壓縮機(jī)和第一壓縮機(jī)之間。
[0025]根據(jù)實(shí)施例，該內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括具有齒輪系的渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)(turbocompound turbine)，用于從排氣回收機(jī)械能，第二禍輪機(jī)以可操作方式連接到禍輪復(fù)合式渦輪機(jī)的齒輪系。渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)將與排氣互相作用以從其回收能量。渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)可以除了第三渦輪機(jī)外還存在，或者作為其替代物地出現(xiàn)。優(yōu)選地，但是并不是必要地，其將位于第一渦輪機(jī)的下游。
[0026]根據(jù)實(shí)施例，第二渦輪機(jī)與渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)連接到共有的齒輪系。當(dāng)內(nèi)燃系統(tǒng)設(shè)有第二渦輪機(jī)和渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)這兩者時(shí)，這兩者均能夠通過齒輪系連接到內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)為這兩個(gè)渦輪機(jī)利用相同的齒輪系時(shí)，實(shí)現(xiàn)了緊湊的系統(tǒng)。
[0027]根據(jù)實(shí)施例，排出空氣流道中的排出空氣和排氣系統(tǒng)中的排氣在排氣再循環(huán)冷卻器中被保持分離。通過保持排出空氣和排氣在排氣再循環(huán)冷卻器中分離，它們并不形成相互接觸。如果它們不以通過熱交換以外的這種方式互相作用，則僅僅是已被壓縮并且可能地因此溫度增加的、是來自周圍環(huán)境的新鮮空氣的排出空氣不被排氣污染，排氣可能含有應(yīng)該被減少或者進(jìn)而更好地被完全移除的燃燒排放物。由此，排出空氣可以在經(jīng)過第二渦輪機(jī)之后大體直接地被輸送到周圍環(huán)境。否則，其將必須流過任何排氣后處理系統(tǒng)以移除排放物，并且這將對(duì)于任何的這種排氣后處理系統(tǒng)提出不必要的、增加的需求。
[0028]根據(jù)實(shí)施例，排出空氣流道在連接到排氣系統(tǒng)的任何排氣后處理系統(tǒng)下游在排氣系統(tǒng)中流出。排出空氣因此不對(duì)排氣后處理系統(tǒng)的容量提出更大的需求。
[0029]根據(jù)實(shí)施例，排出空氣流道中的排出空氣和排氣系統(tǒng)中的排氣被保持分離，直至排出空氣在連接到排氣系統(tǒng)的任何排氣后處理系統(tǒng)的下游在排氣系統(tǒng)中流出。
[0030]根據(jù)實(shí)施例，該內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括:位于排氣系統(tǒng)中的廢熱回收熱交換器;和廢熱回收回路，廢熱回收回路具有用于從排氣回收能量的廢熱回收渦輪機(jī)。在源自內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的排氣具有與環(huán)境空氣相同的溫度之前，存在恢復(fù)該增加的溫度以在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中以任何期望的方式使用的可能性。問題可能在于，該增加的溫度是否高得足夠值得恢復(fù)。如果存在以有效率并且不在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中引起過于沉重的設(shè)施投資的方式恢復(fù)增加的溫度的可能性，則這將是有利的。這個(gè)實(shí)施例因此包括另外的廢熱回收熱交換器，從而廢熱可以以任何期望的方式回收。
[0031]根據(jù)實(shí)施例，廢熱回收熱交換器位于連接到排氣系統(tǒng)的任何排氣后處理系統(tǒng)下游?？梢杂欣叵蚺艢夂筇幚硐到y(tǒng)饋送具有升高的溫度的排氣，以便使排氣后處理系統(tǒng)的至少某些部分正確地發(fā)揮功能。已知作為柴油顆粒過濾器和選擇性催化還原催化器的這種裝置在特定的溫度間隔內(nèi)操作以提供過濾和催化效果。當(dāng)在任何這種排氣后處理系統(tǒng)下游置放廢熱回收熱交換器時(shí)，實(shí)現(xiàn)了雙重的效果，即，維持排氣后處理系統(tǒng)中的排氣的溫度，以及可能地甚至從排氣后處理系統(tǒng)中的燃燒或者催化過程向廢熱回收熱交換器接收另外的熱力。
[0032]根據(jù)實(shí)施例，廢熱回收渦輪機(jī)布置成將回收的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。機(jī)械能可以被利用作為例如(1.a.)在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的推進(jìn)動(dòng)力。
[0033]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，廢熱回收渦輪機(jī)布置成將回收的能量轉(zhuǎn)換成電能。電能可以被利用作為例如(1.a.)在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)中的任何電池中的充電電力。
[0034]根據(jù)實(shí)施例，廢熱回收渦輪機(jī)通過齒輪系以可操作方式連接到內(nèi)燃機(jī)。齒輪系是將能量從廢熱回收渦輪機(jī)給付至內(nèi)燃機(jī)的眾所周知且有效率的方式。因此實(shí)施是簡單的。
[0035]根據(jù)實(shí)施例，廢熱回收渦輪機(jī)與第二渦輪機(jī)以可操作方式連接到相同的齒輪系。這進(jìn)一步改進(jìn)了內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的緊湊性，因?yàn)楦嗟难b置可以使用已經(jīng)存在的齒輪系。
[0036]根據(jù)實(shí)施例，該內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括布置成控制調(diào)節(jié)閥的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。
[0037]根據(jù)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元布置成基于內(nèi)燃機(jī)中的空氣需求來控制調(diào)節(jié)閥。
[0038]根據(jù)實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元布置成基于環(huán)境空氣壓力來控制調(diào)節(jié)閥。其它替代例如是環(huán)境溫度。
[0039]根據(jù)本公開的第二方面，公開了一種車輛，該車輛包括根據(jù)以上公開的實(shí)施例中的任一個(gè)的內(nèi)燃機(jī)。該第二方面的車輛將總體獲得與相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)相同的優(yōu)勢(shì)。
[0040]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該內(nèi)燃機(jī)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣的內(nèi)燃機(jī)可以例如(1.a.)利用柴油燃料和二甲醚，DME運(yùn)行。
[0041]附圖簡要說明
[0042]現(xiàn)在將借助于附圖描述本公開的實(shí)施例，其中
[0043]圖1是包括根據(jù)本公開的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的重型卡車的示意圖，
[0044]圖2是根據(jù)本公開的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的示意圖，
[0045]圖3是根據(jù)本公開的第一可替代實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的示意圖，
[0046]圖4是根據(jù)本公開的第二可替代實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]參考圖1，公開了重型卡車I，在本公開中公開的類型的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2對(duì)于該重型卡車I而言是有利的。然而，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2還可以良好地在其它類型的車輛中，諸如在公共汽車中、在輕型卡車等中實(shí)施。其它應(yīng)用可以是海洋應(yīng)用、所謂的發(fā)電機(jī)組等。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2可以例如是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣可以利用幾種不同類型的燃料諸如柴油或者二甲醚，DME來運(yùn)行。考慮到了其它的燃料類型。
[0048]首先，將基于圖2提供本公開的總體概念的描述。附圖標(biāo)記2指的是如在圖2中所示的整體設(shè)計(jì)并且稱為內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)。內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2包括內(nèi)燃機(jī)10、排氣系統(tǒng)24、排氣再循環(huán)回路20以及總體由附圖標(biāo)記11指代的渦輪增壓器。渦輪增壓器11包括第一渦輪機(jī)13，第一渦輪機(jī)13與第一壓縮機(jī)12相互作用以向內(nèi)燃機(jī)10充注空氣。排氣再循環(huán)通道17布置成在第一渦輪機(jī)13上游使來自內(nèi)燃機(jī)10的排氣分流并且使該排氣在第一壓縮機(jī)12下游流出。排出空氣流道18設(shè)置成在第一壓縮機(jī)12中或其下游且在內(nèi)燃機(jī)10上游的位置處，以使壓縮空氣分流，并且第二渦輪機(jī)15布置成接收來自排出空氣流道18的排出空氣以回收來自排出空氣流道18的能量。
[0049]第一壓縮機(jī)通過進(jìn)氣通道19從周圍環(huán)境14抽吸新鮮的且未被壓縮的空氣，所述進(jìn)氣通道19穿過第一壓縮機(jī)12且進(jìn)一步朝向排出點(diǎn)27行進(jìn)，在排出點(diǎn)27處，排出空氣流道18從進(jìn)氣通道19分支。在圖2的實(shí)施例中，排出點(diǎn)27位于第一壓縮機(jī)12下游，但是同樣能夠大體上位于第一壓縮機(jī)12內(nèi)。進(jìn)氣通道19繼續(xù)朝向排氣再循環(huán)進(jìn)入點(diǎn)23行進(jìn)，在排氣再循環(huán)進(jìn)入點(diǎn)23處，排氣(如果存在任何排氣的話)流出到進(jìn)氣通道19中。最后，進(jìn)氣通道19繼續(xù)朝向內(nèi)燃機(jī)10行進(jìn)，在此處使壓縮空氣通過進(jìn)氣歧管21進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)10。
[0050]在未具體地示出的內(nèi)燃機(jī)10內(nèi)的燃燒室中產(chǎn)生的排氣通過排氣歧管22離開內(nèi)燃機(jī)10并且經(jīng)過排氣系統(tǒng)24，排氣系統(tǒng)24可以具有最終將排氣釋放至周圍環(huán)境14的排氣通道
16。在被釋放之前，排氣首先經(jīng)過排氣再循環(huán)離開點(diǎn)25，在排氣再循環(huán)離開點(diǎn)25處，可以使一定量的排氣離開排氣通道16并且進(jìn)入排氣再循環(huán)通道17。排氣然后經(jīng)過第一渦輪機(jī)13，在此處使排氣膨脹并驅(qū)動(dòng)第一渦輪機(jī)13，第一渦輪機(jī)13則連接到并且驅(qū)動(dòng)第一壓縮機(jī)12。最后，排氣通過排氣系統(tǒng)24的尾部流出并通過例如尾管離開內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2。
[0051]在排出點(diǎn)27處從進(jìn)氣通道19進(jìn)入排出空氣流道8的壓縮空氣的部分通常稱為排出空氣。在排出空氣離開內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2到達(dá)環(huán)境空氣14之前，在排出空氣中含有的能量在第二渦輪機(jī)15中膨脹和釋放。如此在第二渦輪機(jī)15中回收的能量可以以被認(rèn)為理想的任何方式返回到內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2。大體注意到，第一壓縮機(jī)12壓縮或者給付到內(nèi)燃機(jī)10或者給付到排出空氣流道18的空氣。還注意到，使排出空氣不與排氣形成接觸，直至發(fā)現(xiàn)排氣的組分對(duì)于進(jìn)入周圍環(huán)境14而言是可接受的為止。
[0052]圖3和4分別地公開了本公開的第一和第二可替代實(shí)施例。第一和第二實(shí)施例這兩者具有在圖1和2中公開的共同的總體概念。已經(jīng)參考圖1和2公開的部件因此不在以下進(jìn)一步討論，除非存在進(jìn)一步的與它們有關(guān)的問題或者有關(guān)事實(shí)。
[0053]在圖3和4中，應(yīng)該指出，雖然排出空氣流道18看起來位于內(nèi)燃機(jī)10“后面”，但是其與內(nèi)燃機(jī)無任何交換并且排出空氣流道18僅僅越過內(nèi)燃機(jī)10。在真實(shí)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2中的確切位置當(dāng)然可以是不同的。
[0054]圖3公開了本公開的第一可替代實(shí)施例。該實(shí)施例大體包括雙級(jí)渦輪增壓器，該雙級(jí)渦輪增壓器包括對(duì)應(yīng)于已經(jīng)公開的圖2實(shí)施例的渦輪增壓器I的第一渦輪機(jī)增壓器11以及第二渦輪增壓器28，第二渦輪增壓器28包括與第三渦輪機(jī)30相互作用的第二壓縮機(jī)29。第二渦輪增壓器28是低壓渦輪增壓器，并且第一渦輪機(jī)增壓器11是高壓渦輪增壓器，使得從周圍環(huán)境14抽吸的空氣首先經(jīng)過第二壓縮機(jī)29且在第二壓縮機(jī)29中被壓縮到特定程度，并且然后經(jīng)過第一壓縮機(jī)12且在第一壓縮機(jī)12中被進(jìn)一步壓縮到更高程度。相應(yīng)地，排氣首先經(jīng)過第一渦輪機(jī)13并且被膨脹到特定程度，并且然后經(jīng)過第三渦輪機(jī)30，同時(shí)被膨脹到更高程度。
[0055]中間熱交換器34位于第二和第一壓縮機(jī)，分別地，29和12之間，以便在初始?jí)嚎s機(jī)步驟之后使壓縮空氣冷卻。中間熱交換器34通過輸入通道36和輸出通道35進(jìn)一步連接到將在下面更加詳細(xì)地描述的內(nèi)燃系統(tǒng)2的其它部分。
[0056]來自第二和第一壓縮機(jī)29、12的壓縮空氣在其已經(jīng)首先經(jīng)過充注空氣冷卻器42并且然后經(jīng)過用于排氣再循環(huán)進(jìn)入點(diǎn)23的進(jìn)入點(diǎn)之后，在進(jìn)氣歧管21處進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)10。
[0057]內(nèi)燃機(jī)10自身具有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路，該發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路包括發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻出口通道45、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻進(jìn)口通道46，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器44位于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻出口通道45和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻進(jìn)口通道46之間。這種發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路在本技術(shù)領(lǐng)域中是已知的并且不再進(jìn)一步討論。
[0058]頂風(fēng)冷卻器41通過輸入通道36連接到中間熱交換器34，使得輸入通道36中的冷卻介質(zhì)通過被在頂風(fēng)冷卻器41中的吹過風(fēng)冷卻，并且被輸送到中間熱交換器34，在中間熱交換器34處，冷卻介質(zhì)保持以熱能交換以外的其它方式與壓縮空氣分離。進(jìn)氣通道19中的壓縮空氣因此被冷卻，而因此移除的熱能通過輸出通道35繼續(xù)朝向低溫排氣再循環(huán)冷卻器
37。低溫排氣再循環(huán)冷卻器37在下文中將簡稱為LT EGR冷卻器37。通過經(jīng)由通道47返回頂風(fēng)冷卻器41，LT EGR冷卻器37最終關(guān)閉該回路。該回路中的冷卻介質(zhì)因此與來自第二壓縮機(jī)29的壓縮空氣并與來自內(nèi)燃機(jī)10的排氣這兩者交換熱。
[0059]發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器44、充注空氣冷卻器42和頂風(fēng)冷卻器41全部位于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2的前端處，在此處當(dāng)車輛I在道路上行進(jìn)時(shí)其遇到新鮮的冷空氣。
[0060]根據(jù)這個(gè)實(shí)施例的排氣再循環(huán)回路20比上文根據(jù)圖2描述的實(shí)施例稍微更復(fù)雜。根據(jù)圖3的實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)10設(shè)有來自排氣歧管22的兩個(gè)分開的出口 22a、22b，每一個(gè)出口連接到第一渦輪機(jī)13。相應(yīng)的排氣再循環(huán)離開點(diǎn)25a、25b從每一個(gè)相應(yīng)的出口 22a、22b定位，以便取走用于在排氣再循環(huán)回路20中再循環(huán)的相應(yīng)的期望量的排氣。為了調(diào)節(jié)每一個(gè)部分中的再循環(huán)氣體的量，調(diào)節(jié)閥26a、26b被放置在排氣再循環(huán)回路20的每一個(gè)部分上。這些調(diào)節(jié)閥26a、26b可以被一起地調(diào)節(jié)或者每一個(gè)自身調(diào)節(jié)。排氣再循環(huán)回路20的該兩個(gè)部分在點(diǎn)48處匯集到單個(gè)排氣再循環(huán)通道17中。在匯聚點(diǎn)48之后，排氣通道17中的排氣然后首先進(jìn)入以下簡稱為HT EGR冷卻器38的高溫排氣再循環(huán)冷卻器38，然后進(jìn)入上文討論的LTEGR冷卻器37。在已經(jīng)經(jīng)過LT EGR冷卻器37之后，排氣繼續(xù)行進(jìn)并在通過進(jìn)氣歧管21進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)10之前在排氣再循環(huán)進(jìn)入點(diǎn)23處遇到壓縮空氣。
[0061 ]在事實(shí)上是熱交換器的HT EGR冷卻器38中，在起初熱的來自內(nèi)燃機(jī)10的排氣和起初冷的來自第一壓縮機(jī)12的排出空氣之間發(fā)生熱交換。除了通過熱交換，在排氣和排出空氣之間不存在任何其它接觸。該兩個(gè)氣體流因此在HT EGR冷卻器38內(nèi)保持分離。
[0062]在事實(shí)上是熱交換器的LT EGR冷卻器37中，在起初仍然溫暖的來自HT EGR冷卻器38的排氣和起初冷的來自頂風(fēng)冷卻器41的冷卻介質(zhì)之間發(fā)生熱交換。除了通過熱交換，在排氣和冷卻介質(zhì)之間不存在任何其它接觸。氣體的流動(dòng)和冷卻介質(zhì)的流動(dòng)因此在LT EGR7令卻器37內(nèi)保持分尚。
[0063]排出空氣流道18包括位于排出空氣流道18上的排出空氣調(diào)節(jié)閥39。排出空氣調(diào)節(jié)閥39適于在以下狀態(tài)之間調(diào)節(jié)經(jīng)過排出空氣流道18的排出空氣的量，S卩，大體完全關(guān)閉，使得不在排出點(diǎn)27處從進(jìn)氣通道19取走任何排出空氣，以及打開到某種程度，使得內(nèi)燃機(jī)10從進(jìn)氣通道19接收適當(dāng)量的壓縮空氣，以便為車輛提供充分的推進(jìn)動(dòng)力?？梢曰诶绛h(huán)境空氣壓力、環(huán)境空氣溫度、在內(nèi)燃機(jī)10中的空氣需求，或者與此直接地或者間接地對(duì)應(yīng)的測度來調(diào)節(jié)排出空氣調(diào)節(jié)閥39。由此內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2可以根據(jù)周圍環(huán)境條件適當(dāng)調(diào)節(jié)給付至內(nèi)燃機(jī)10的壓縮空氣的量。
[0064]排氣系統(tǒng)24包括排氣后處理系統(tǒng)，EATS3UEATS 31位于第三渦輪機(jī)30下游，并且排氣在進(jìn)入周圍環(huán)境14之前經(jīng)過EATS 31。匯聚點(diǎn)40位于EATS 31下游，在匯聚點(diǎn)40中匯聚來自排氣系統(tǒng)24的排氣和來自排出空氣流道18的排出空氣。排出空氣在匯聚點(diǎn)40處進(jìn)入排氣系統(tǒng)24從而并不污染新鮮的排出空氣，并且從而并不對(duì)于EATS 31提出不必要的增加需求。
[0065]在這個(gè)實(shí)施例中EATS包括柴油顆粒過濾器DPF 31和選擇性催化還原催化器SCR32，但是能夠以任何次序包括適于與車輛和燃料類型組合的任何數(shù)目的其它已知構(gòu)件。
[0066]在圖4中公開的第二可替代實(shí)施例具有還關(guān)于圖3中的第一可替代實(shí)施例公開的所有的特征。已經(jīng)參考圖3公開的部分因此不在以下進(jìn)一步討論，除非存在與所包括的特征相關(guān)的進(jìn)一步的問題或者有關(guān)事實(shí)。
[0067]圖4也公開了另外的廢熱回收系統(tǒng)，WHR系統(tǒng)55。該WHR系統(tǒng)55包括廢熱回收熱交換器，WHR熱交換器51，其位于排氣通道16上，用以使排氣中的任何剩余熱能回收。WHR系統(tǒng)55包括用于冷卻介質(zhì)的進(jìn)口通道52和出口通道53，冷卻介質(zhì)在廢熱回收渦輪機(jī)(WHR渦輪機(jī)50)中給付回收的熱能。WHR渦輪機(jī)50通過齒輪系54連接到內(nèi)燃機(jī)10中的曲柄軸(未示出)。這樣，由WHR系統(tǒng)55回收的剩余熱能能夠被回收作為用于推進(jìn)車輛的機(jī)械能。
[0068]在所有以上公開的實(shí)施例中，第二渦輪機(jī)可以連接到內(nèi)燃機(jī)10以回收能量。在第二可替代實(shí)施例中通過第二渦輪機(jī)15到齒輪系54的連接實(shí)現(xiàn)，所述齒輪系54則被連接到內(nèi)燃機(jī)10的曲柄軸。通過在WHR系統(tǒng)55中并且為第二渦輪機(jī)15使用相同的齒輪系54，實(shí)現(xiàn)了緊湊的系統(tǒng)。
[0069]齒輪系54和/或在內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2中利用的任何另外的齒輪系可以設(shè)有扭轉(zhuǎn)衰減裝置，以便衰減在內(nèi)燃機(jī)10中產(chǎn)生的任何動(dòng)力波動(dòng)。
[0070]可以在不偏離其總體思想的情況下構(gòu)思本公開的很多可替代實(shí)施例。例如，冷卻器，即頂風(fēng)冷卻器41，充注空氣冷卻器42和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻器44的相對(duì)定位可以關(guān)于車輛的軸向方向具有不同的次序，并且因此不具有在圖3和4中公開的特定次序。它們也并不需要以相繼的次序位于彼此之后，而是或者豎直地位于彼此之上，或者水平地彼此相鄰，或者這些定位的組合。
[0071]在第一和第二可替代實(shí)施例這兩者中，排出空氣流道18中的排出空氣從HTEGR7令卻器38和LT EGR冷卻器37中的排氣獲取熱能?？商娲兀懦隹諝饽軌驈膬?nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2或者車輛中的任何熱源獲取熱能。這樣的熱能的源能夠是任何廢熱源。以上已經(jīng)公開了對(duì)于在排氣中包括的過量的熱具有特定的興趣，但是還考慮了其它廢熱源，諸如來自用于電池或者電池組的冷卻系統(tǒng)、來自電動(dòng)機(jī)或者來自發(fā)電機(jī)等的廢熱源。
[0072]如在圖2實(shí)施例中的情形那樣，在圖3和4中公開的第一和第二可替代實(shí)施例還能夠設(shè)有來自排氣歧管22的僅一個(gè)出口。在這種情形中，將存在僅一個(gè)調(diào)節(jié)閥26，并且不存在任何匯聚點(diǎn)48。這還意味著需要僅一個(gè)到第一渦輪機(jī)13的進(jìn)入點(diǎn)。
[0073]調(diào)節(jié)閥26，或者該兩個(gè)調(diào)節(jié)閥26a、26b可以具有在圖3和4中公開的類型之外的其它類型。例如在內(nèi)燃機(jī)10中產(chǎn)生反壓力的調(diào)節(jié)閥26可以是一個(gè)選項(xiàng)。
[0074]HT EGR冷卻器38和LT EGR冷卻器37，以及中間熱交換器34，可以或者它們中的一個(gè)或者全部都是冷卻器而非熱交換器，使得它們由例如(1.a.)周圍環(huán)境的吹過風(fēng)直接地冷卻。在這種情形中，它們很可能不以結(jié)合圖3和4描述的方式連接到包括冷卻介質(zhì)的冷卻回路。HT EGR冷卻器38和LT EGR冷卻器37還可以連接到其自身的冷卻回路，且不連接到中間熱交換器34。事實(shí)上，可以完全地省去中間熱交換器34。在這種情形中頂風(fēng)冷卻器41僅連接到LT EGR冷卻器37。
[0075]還能夠存在僅單個(gè)EGR冷卻器(或者EGR熱交換器)，而非HT EGR冷卻器38和LT EGR冷卻器37的組合。因此在該單個(gè)EGR冷卻器中實(shí)現(xiàn)了總體熱交換效果，或者換言之，冷卻效果。如果在這種實(shí)施例中也不存在中間熱交換器34，則無需任何頂風(fēng)冷卻器41和任何相關(guān)聯(lián)的輸入通道36和輸出通道35。與一個(gè)或者幾個(gè)EGR冷卻器的存在無關(guān)地，將在排出空氣流道18中的排出空氣和排氣再循環(huán)回路20中的排氣之間發(fā)生熱交換，使得對(duì)于熱交換之外的任何其它交換而言，保持排出空氣和排氣分離。
[0076]排出空氣流道18并不需要與排氣系統(tǒng)24結(jié)合，而是排出空氣能夠直接地從排出空氣流道18，諸如第二渦輪機(jī)15的直接下游，進(jìn)入周圍環(huán)境14。
[0077]有利的但是并非必要的是，適于控制內(nèi)燃機(jī)10的未在任一幅圖中示出的發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)還適于控制內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2，包括排出空氣流道18中的任何排出空氣調(diào)節(jié)閥39和排氣再循環(huán)回路20中的調(diào)節(jié)閥26、26a、26b ACU可以適于基于環(huán)境空氣壓力和內(nèi)燃機(jī)10中的空氣需求中的一項(xiàng)或這兩者來調(diào)節(jié)排出空氣調(diào)節(jié)閥39。
[0078]雖然圖2到4被描繪為具有帶有直列式6缸發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)燃機(jī)10，但是在本公開可以結(jié)合任何類型的汽缸構(gòu)造諸如V型或者任何汽缸數(shù)目諸如4缸使用。
[0079]第二渦輪機(jī)15和/或WHR系統(tǒng)55可以可替代地連接到獨(dú)立的齒輪系，用以回收能量。還能夠?qū)⒌诙u輪機(jī)15和/或WHR系統(tǒng)55連接到例如未示出的電池或者電池組，以用于回收電能。這種電池或者電池組可以被用作用于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2中或者車輛中的另外的構(gòu)件，諸如用于起動(dòng)馬達(dá)、用于風(fēng)扇或者空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的能源，而且還用于也具有用于推進(jìn)車輛的一個(gè)或者幾個(gè)電機(jī)的組合式推進(jìn)系統(tǒng)。
[0080]作為第三渦輪機(jī)30的替代，或者作為其補(bǔ)充，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2可以設(shè)置有渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)(未示出)，其具有齒輪系，用以從排氣回收機(jī)械能。這個(gè)齒輪系可以優(yōu)選地是齒輪系54，第二渦輪機(jī)15被連接到該齒輪系54，但是其也能夠是獨(dú)立的齒輪系。添加渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于，可以從排氣回收能量以推進(jìn)車輛。如果渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)與第二渦輪機(jī)15連接到相同的齒輪系54，則實(shí)現(xiàn)了緊湊的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2?？赡艿?，但是并不是必要地，設(shè)有這種渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)2將不會(huì)也設(shè)置有WHR系統(tǒng)55。
[0081]除非另有明確地陳述，只要主權(quán)利要求的特征得以滿足，以上已經(jīng)公開的可替代實(shí)施例可以以有利的任何方式組合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其包括內(nèi)燃機(jī)(10)、排氣系統(tǒng)(24)、排氣再循環(huán)回路(20)和渦輪增壓器(11)，所述渦輪增壓器(11)包括第一渦輪機(jī)(13)，所述第一渦輪機(jī)(13)與第一壓縮機(jī)(12)相互作用以向所述內(nèi)燃機(jī)(10)充注空氣，其中，排氣再循環(huán)通道(17)布置成在所述第一渦輪機(jī)(13)上游使來自所述內(nèi)燃機(jī)(10)的排氣分流并使所述排氣在所述第一壓縮機(jī)(12)下游流出，其特征在于，所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)包括排出空氣流道(18)和第二渦輪機(jī)(15)，所述排出空氣流道(18)被定位成在所述第一壓縮機(jī)(12)中或所述第一壓縮機(jī)(12)下游且在所述內(nèi)燃機(jī)(10)上游的位置處使壓縮空氣分流，所述第二渦輪機(jī)(15)布置成接收來自所述排出空氣流道(18)的排出空氣，以從所述排出空氣流道(18)回收能量。2.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述排出空氣流道(18)用于與源自所述內(nèi)燃機(jī)(10)的廢熱源進(jìn)行熱交換。3.根據(jù)前一個(gè)權(quán)利要求所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱源是排氣熱源。4.根據(jù)前一個(gè)權(quán)利要求所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱源是所述排氣再循環(huán)回路(20)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱源是除了所述排氣再循環(huán)回路(20)以外的任何其它排氣熱源。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述排氣再循環(huán)回路(20)包括排氣再循環(huán)冷卻器(37、38)，并且所述排出空氣流道(18)被引導(dǎo)通過所述排氣再循環(huán)冷卻器(37、38)，用于在所述排氣再循環(huán)冷卻器(37、38)內(nèi)與所述排氣進(jìn)行熱交換。7.根據(jù)前一個(gè)權(quán)利要求所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，調(diào)節(jié)閥(39)位于所述排出空氣流道(18)上，用于調(diào)節(jié)通過所述排出空氣流道(18)的排出空氣的量。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述第二渦輪機(jī)(15)位于所述排氣再循環(huán)冷卻器(37、38)的下游。9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述第二渦輪機(jī)(15)布置成為將能量回收到所述內(nèi)燃機(jī)(10)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述第二渦輪機(jī)(15)布置成將所回收的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述第二渦輪機(jī)(15)布置成將所回收的能量轉(zhuǎn)換成電能。12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述第二渦輪機(jī)(15)通過齒輪系(54)以可操作方式連接到所述內(nèi)燃機(jī)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述齒輪系(15)以可操作方式連接到扭轉(zhuǎn)衰減裝置。14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，進(jìn)一步包括與第二壓縮機(jī)(29)相互作用的第三渦輪機(jī)(30)，所述第三渦輪機(jī)(30)和所述第二壓縮機(jī)(29)布置成在比所述第一渦輪機(jī)(13)和所述第一壓縮機(jī)(12)低的壓力下工作。15.根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中所述內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)進(jìn)一步包括具有齒輪系(24)的渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)，用于從所述排氣中回收機(jī)械能，所述第二渦輪機(jī)(15)以可操作方式連接到所述渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)的齒輪系(54)。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述第二渦輪機(jī)(15)與所述渦輪復(fù)合式渦輪機(jī)連接到公共的齒輪系(54)。17.根據(jù)權(quán)利要求6至16中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述排出空氣流道(18)中的所述排出空氣和所述排氣系統(tǒng)(24)中的所述排氣在所述排氣再循環(huán)冷卻器(37、38)中保持分咼。18.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述排出空氣流道(18)在連接到所述排氣系統(tǒng)(24)的任何排氣后處理系統(tǒng)(31)的下游匯入所述排氣系統(tǒng)(24)中。19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述排出空氣流道(18)中的所述排出空氣和所述排氣系統(tǒng)(24)中的所述排氣保持分離，直至所述排出空氣在連接到所述排氣系統(tǒng)(24)的任何排氣后處理系統(tǒng)(31)下游流出到所述排氣系統(tǒng)(24)中。20.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，進(jìn)一步包括:位于所述排氣系統(tǒng)(24)中的廢熱回收熱交換器(51);以及廢熱回收回路(51)，所述廢熱回收回路(51)具有用于從所述排氣中回收能量的廢熱回收渦輪機(jī)(50)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱回收熱交換器(51)位于連接到所述排氣系統(tǒng)(24)的任何排氣后處理系統(tǒng)(31)下游。22.根據(jù)權(quán)利要求20至20中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱回收渦輪機(jī)(50)布置成將所回收的能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。23.根據(jù)權(quán)利要求20至21中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱回收渦輪機(jī)(50)布置成將所回收的能量轉(zhuǎn)換成電能。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱回收渦輪機(jī)(50)通過齒輪系(54)以可操作方式連接到所述內(nèi)燃機(jī)(1)。25.根據(jù)權(quán)利要求22和權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述廢熱回收渦輪機(jī)(50)與所述第二渦輪機(jī)(15)以可操作方式連接到同一個(gè)齒輪系(54)。26.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，進(jìn)一步包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)被布置成控制所述調(diào)節(jié)閥(39)。27.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)布置成基于所述內(nèi)燃機(jī)(10)中的空氣需求來控制所述調(diào)節(jié)閥(39)。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)布置成基于環(huán)境空氣壓力來控制所述調(diào)節(jié)閥(39)。29.—種車輛，所述車輛包括根據(jù)權(quán)利要求1至28中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)(2)。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的車輛，其中，所述內(nèi)燃機(jī)(10)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】F02M26/27GK105849384SQ201380081813
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月19日
【發(fā)明人】馬丁·保爾, 烏爾夫·阿龍松
【申請(qǐng)人】沃爾沃卡車集團(tuán)