CN101994580B - 内燃机外围设备的用于引导内燃机气体的气体引导系统、内燃机及其工作方法 - Google Patents

内燃机外围设备的用于引导内燃机气体的气体引导系统、内燃机及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及内燃机外围设备的气体引导系统，用于引导内燃机气体，具有：用于将气体输送至内燃机的流入侧的气体输入机构；用于将气体从内燃机中排出的带有废气后处理系统的下游侧气体排出机构；用于输出来自第一气缸组的至少一个气缸的第一部分气体流的第一气体输出机构和用于输出来自第二气缸组的至少一个气缸的第二部分气体流的第二气体输出机构；在内燃机部分负载运行情况下，第一气缸组的至少一个气缸喷射地运行，第二气缸组的至少一个气缸无喷射地运行。根据本发明规定，第一气体输出机构和第二气体输出机构通过具有第一分开机构的引导气体的连接部分而相互连接，第一分开机构经过设计，使得在部分负载运行情况下将引导气体的连接部分关断。

Description

内燃机外围设备的用于引导内燃机气体的气体引导系统、内燃机及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种内燃机外围设备的用于引导内燃机中气体的气体引导系统，具有：用于将气体输送至内燃机的流入侧的气体输入机构；用于将气体从内燃机中排出的带有废气后处理系统的下游侧的气体排出机构；用于输出来自第一气缸组的至少一个气缸的第一部分气体流的第一气体输出机构；用于输出来自第二气缸组的至少一个气缸的第二部分气体流的第二气体输出机构，其中对于内燃机部分负载运行情况来说，第一气缸组的至少一个气缸被设计成喷射地运行，而第二气缸组的至少一个气缸被设计成无喷射地运行。本发明还涉及一种内燃系统，具有内燃机，内燃机带有设置在内燃机外围设备中的用于引导内燃机气体的气体引导系统。本发明还涉及一种内燃机工作方法，该内燃机带有用于引导内燃机气体的内燃机外围设备气体引导系统，该方法具有如下步骤：在流入侧将气体引导至内燃机；在下游侧将气体从内燃机中排出，并进行废气后处理；输出来自第一气缸组的至少一个气缸的第一部分气体流；输出来自第二气缸组的至少一个气缸的第二部分气体流，其中对于内燃机部分负载运行情况来说，第一气缸组的至少一个气缸喷射地运行，而第二气缸组的至少一个气缸无喷射地运行。
背景技术
内燃机如发动机等、特别是大型柴油机的工作方法规定了开头部分所述的用于内燃机外围设备的气体引导系统。例如在低负载运行或空载运行中，发动机可以部分负载地运行，其中可以切断燃料喷射到各个气缸或一个气缸组例如一个整个的气缸排中。这种部分运行-或发动机部分运行-也称为所谓的ZA运行(气缸切断)。未进行燃料喷射的气缸也称为未点火的气缸。进行燃料喷射的气缸也称为点火的气缸。被设计成喷射运行的气缸具有喷射器，喷射器在满载运行中被控制用于进行喷射，而在部分负载运行中则被控制用于抑制喷射。发动机部分负载运行的优点是，在发动机有效功率相同的情况下，能将相应多的燃料喷射到仍然点火的气缸中，因而产生与在发动机满载运行中相同的排气功率。满载运行-或者发动机满载运行-规定，发动机的所有气缸都点火，也就是说，将燃料喷射到所有气缸中。
在发动机部分负载运行中，由于来自点火的气缸的热废气与未点火的气缸的比较冷的气体-具体而言是没有燃料燃烧残余的比较冷的压缩空气-混合，发动机外围设备中气体引导系统的废气后处理系统处的废气温度有别于满载运行中的废气温度。就现代柴油发动机而言，特别是已表明，这些柴油发动机-配备传统的废气引导机构-在空载运行和低负载运行中，即在部分负载运行情况下，具有低的废气温度。这种低的废气温度由于点火的气缸的热废气与未点火的气缸的比较冷的气体混合而下降，从而后接的废气后处理系统在部分负载运行区域中只能具有不够的效率。
废气后处理系统例如可以具有颗粒过滤器(PF)-也称为炭黑颗粒过滤器(RPF)或柴油颗粒过滤器(DPF)-特别是催化反应式过滤器(CPF)。这种颗粒过滤器例如按照CRT原理(CRT＝连续再生捕集器)工作。催化反应式和其它反应式过滤器(PF)为了再生通常需要一定的最小温度。在废气后处理系统中使用的催化器例如氧化催化器、SCR催化器(选择性催化反应)、3元催化器、NOx存储催化器或其它合适的车辆催化器，也类似地需要最小温度。
即使在内燃机部分负载运行时中也希望废气后处理系统中的废气温度保持足够高，以便由此提高其效率，而不会耗用很多燃料。
现有技术条件下目前已知的这些措施主动地提高废气后处理系统中的温度，以便由此改善废气后处理系统的效率。
根据例如DE 10333933A1所披露的用于控制内燃机的方法和装置，对内燃机中的废气排放量进行检测。根据所测得的排放量与给定值的比较，来矫正对于内燃机中的燃烧至关重要的控制参数。该控制参数例如是输送给内燃机的空气量。在空气方面控制内燃机通常会明显增加燃料耗用量，且会降低内燃机的功率。
根据DE 4239357C1所公开的用于使得柴油机废气颗粒过滤器热反应的方法，在部分负载运行中，利用电能进行加热来提高废气温度，从而废气温度足以使得在颗粒过滤器中集聚的可燃废气组分自然。这种方法会增加燃料耗用量。
根据DE 3605255A1披露的废气后处理系统再生方法，向配设有有待再生的颗粒过滤器的气缸或气缸组，输送对于过滤器再生必需的燃料量或燃料-空气混合物量。这种方法例如晚些时候进行主喷射，或者进行一次或多次在后喷射，这会明显地增加耗用的燃料量。在发动机内部晚些时候进行在后喷射还带来了燃料进入到发动机油中的危险。
希望能限制现有技术的前述缺点，特别是限制增加燃料耗用量和/或限制燃料进入到发动机油中的危险，但要实现可靠地且能媲美地在废气后处理系统中简单地进行废气后处理。
发明内容
本发明的目的在于，描述一种气体引导系统、内燃系统和具有用于内燃机外围设备的气体引导系统的内燃系统工作方法，其在废气后处理方面有所改善。这种改善特别是要使得废气后处理系统即使在部分负载运行中也能可靠地工作，其优选方式为，使得在部分负载运行中的废气温度保持比较高。废气后处理系统特别是应即使在内燃机部分负载运行中也能尽可能有效地工作。
根据本发明，采用开头部分所述的气体引导系统，即可实现有关气体引导系统的目的，其中根据本发明规定，第一气体输出机构和第二气体输出机构通过至少一个引导气体的具有第一分开机构的连接部分而相互连接，第一分开机构经过设计，使得在部分负载运行情况下将引导气体的连接部分关断。在一种特别优选的改进方案的范围内，第二气体输出机构具有汇集引导机构，该汇集引导机构与气体引导系统的输送段引导气体地连接，从而在部分负载运行情况下，第二部分气体流的至少一部分首先被输送给该输送段，而不是输送给废气后处理系统。
根据本发明，采用开头部分所述类型的内燃系统，即可实现有关内燃系统的目的，其中根据本发明，设有按照本发明方案的气体，内燃机被设计用于部分负载运行，且在部分负载运行情况下，第一气缸组的至少一个气缸被设计用于喷射地运行，而第二气缸组的至少一个气缸则被设计用于无喷射地运行；内燃机被设计用于满载运行，且在满载运行情况下，第一气缸组的至少一个气缸被设计用于喷射地运行，而第二气缸组的至少一个气缸则被设计用于无喷射地运行。
有关方法的目的，通过本发明采用开头部分所述类型的方法得以实现，其中根据本发明规定，在部分负载运行中，使得第一部分气体流与第二部分气体流分开。在本发明的另一特别优选的改进方案范围内，第二部分气体流的至少一部分首先被输送给气体引导系统的输送段，而不是输送给废气后处理机构。
为此特别是规定了如下改进，即第二部分气体流的至少一部分被单独地反馈到气体引导系统的输送段中。相应地规定进行如下改进，即在内燃机的满载运行情况下，第一气缸组的至少一个气缸喷射地运行，且第二气缸组的至少一个气缸喷射地运行，第一部分气体流与第二部分气体流共同地被引导。
本发明的方案基于如下构思：通过提高废气温度，即使在部分负载运行中也能大大地改善废气后处理系统的效率。为此，与现有技术不同，提出了一种根据本发明的方案的气体引导机构。本发明认识到，第一部分气体流与第二部分气体流的通常的混合即便是在现有技术的部分运行中也会在对于废气后处理系统的效率必需的最小废气温度方面造成不利影响。
第二气缸组的至少一个气缸在部分负载运行中不点火。
根据本发明的方案，第二气缸组在部分负载运行中特别有利地仅包括未点火的气缸。
第一气缸组的至少一个气缸在部分负载运行中也点火。根据本发明的方案，第一气缸组在部分负载运行中特别有利地仅包括点火的气缸，但特别是主要包括点火的气缸。关于后一种备选方案，可以采用一定的工作方式，例如也可以设有第一气缸组的多个点火的气缸和少量未点火的气缸。但在极端情况下，第一气缸组具有至少一个点火的气缸，这与第二气缸组的仅仅未点火的气缸不同。本发明已认识到，在部分负载运行中，来自第一气缸组的废气的温度明显高于来自第二气缸组的排出空气。已认识到，在部分负载运行中，所述废气与排出空气的混合对废气后处理系统不利。
基于这种认识，本发明的方案主要提出，在部分负载运行情况下，使得第一部分气体流与第二部分气体流尽可能分开地引导，或者就气体引导系统而言，在部分负载运行情况下，使得第一气体输出机构与第二气体输出机构分开，其方式为，利用分开机构使得这两个气体输出机构之间的相应的引导气体的连接部分关断。具体而言，使得第一与第二气体输出机构之间的引导气体的连接部分，在气体引导系统的下游侧区域中，在该气体引导系统的一部分中，在废气后处理系统之前的上游侧关断。因此，该方案避免了来自第二气缸组的完全未点火的气缸的排出空气与来自第一气缸组的完全点火的但在任何情况下都部分点火的气缸的废气混合，-为此在部分负载运行中使得排出空气与废气的相应的引导气体的连接部分关断。分开机构的构成形式尤其可以为一个或多个阀、优选为一个或多个废气阀和/或废气反馈阀。在一种特别优选的改进方案的范围内，所述引导气体的连接部分与气体排出机构的管路连接。
附加地，根据本发明的上述特别优选的改进方案，第二部分气体流的至少一部分可以首先输送给气体引导系统的输送段，特别是与第一部分气体流分开地输送，而不是输送给废气后处理系统。换句话说，根据本发明的方案，第一部分气体流与第二部分气体流在部分负载运行中在很大程度上得以避免，且附加地将第二部分气体流输送给气体引导系统的输送段。为此输送段经过适当选择，使得内燃机废气温度在废气后处理系统中比较高。气体引导系统为此规定了一种汇集引导机构，该汇集引导机构通入到气体引导系统的适当地设置的输送段中。这里避免了第二部分气体流直接输送至废气后处理系统。特别是适当地设置输送段，使得废气后处理系统首先被第二部分气体流包围。总之，根据特别优选的改进方案，由汇集引导机构馈送的输送段用于将来自第二气缸组的在部分负载运行中未点火的至少一个气缸的排出空气输送至气体引导系统。该输送段可以经过适当设置，使得排出空气又被输送给内燃机，或者也可以被排出到环境中，但在任何情况下都不直接输送给废气后处理系统，或者包围该废气后处理系统。
根据本发明的方案，利用气体引导系统来引导气体，由此确保使得废气后处理系统的温度高于第一与第二部分气体流的混合引导温度。现有技术中已知的附加措施因而基本上可以省去或者受到限制，由此带来的缺点在很大程度上得以避免或抑制。
内燃机具有流入侧的外围设备和下游侧的外围设备。气体输入机构设置在内燃机的流入侧。根据本发明的方案，废气后处理系统是气体引导系统的下游侧的气体排出机构的一部分。第一和第二气体输出机构特别是包括气缸或气缸组的一个或多个弯头。气缸组原则上可以包括任意数量的气缸，即包括一个或多个气缸，这些气缸例如形成气缸排的真正的部分。气缸组也可以由共同的气缸排构成，其包括气缸排的所有气缸。根据本发明的方案，气体输出机构被设计用于输出来自气缸组的至少一个气缸的部分气体流。为此特别是规定了气体输出机构与气缸组的至少一个气缸的引导气体的连接部分。
根据本发明的方案，气体原则上是任一种内燃机工作气体(空气、增压空气、燃烧空气、废气及其混合物等)，特别是在内燃机的下游侧-涉及到点火的气缸：废气或-涉及到未点火的气缸：排出空气。在内燃机的流入侧，设有气体引导系统的特别是用于新鲜空气和/或增压空气的气体输入机构；相应地在压缩器之前或者在压缩器之后设有新鲜空气段。气体输入机构也被设计用于将下游侧的气体即来自点火的气缸的废气或者来自未点火的气缸的排出空气反馈回到内燃机。
在一种特别优选的改进方案的范围内，在汇集引导机构上设有第二分开机构，该第二分开机构经过设计，使得在部分负载运行情况下第二气体输出机构与输送段连接，或者使得在满载运行情况下第二气体输出机构与输送段分开。例如，阀形式的第二分开机构在部分负载运行中打开，而在满载运行中则关闭。汇集引导机构还可以具有止回阀。已表明，这有利于提高反馈段的压力水平。阀和/或止回阀相应地是气体阀。
第二分开机构和/或止回阀用于在满载运行中可靠地关闭汇集引导机构。由此原则上避免在满载运行中，来自-在部分负载运行中仅仅排放出排出空气的未点火的-但此时点火的气缸的废气经未经处理就进入到内燃机外围设备中，或者甚至进入到内燃机周围中。第一和/或第二分开机构和/或止回阀有利地具有控制机构连接部分、特别是监视的控制机构连接部分。控制机构连接部分有利地与发动机控制机构连接。
第一和/或第二分开机构的构成形式最好为阀，但不限于此。原则上最好设有密封地关闭的分开机构。废气阀是特别适合的。原则上也可以采用其它分开机构如阀瓣等。第一分开机构经过设计，使得在部分负载运行情况下第一气体输出机构与第二气体输出机构分开，而在满载运行情况下第一气体输出机构与第二气体输出机构相互连接。例如，第一分开机构的阀在满载运行中打开，而在部分负载运行中则关闭；第二分开机构的情况相反。第一和/或第二分开机构有利地设有控制机构连接部分，其用于与控制机构例如发动机控制机构等连接。
有利的是，视工作状态而定-在部分负载运行中-仅第一气体输出机构，或者一在满载运行中-第一气体输出机构和第二气体输出机构，与气体排出机构引导气体地连接。
本发明的其它特别有利的改进可由从属权利要求得到，并具体地给出了有利的方式，用于在所述目的的范围内实现上述方案，以及实现其它优点。这特别是涉及到在气体引导系统中设有输送段，从而在部分负载运行情况下第二部分气体流的至少一部分首先被输送给输送段，而不是输送废气后处理系统。这有利地使得废气温度比将第一与第二部分气体流混合地直接输送至废气后处理系统的情况高。
在一种特别优选的改进方案的范围内，输送段设置在气体输入机构中。气体输入机构优选具有新鲜空气段，该新鲜空气段具有至少一个特别是两个压缩器，必要时还具有两个以上的压缩器。新鲜空气段的在第一压缩器之前的段在当前也称为原始空气段，且以特别的方式适合于设置输送段。必要时输送段也可以设置在新鲜空气段的第一与第二压缩器之间的增压空气段中。根据另一变型方案，输送段也可以设置在第一和/或第二压缩器之后的增压空气段中。
根据一种改进的第一变型方案，输送段设置在原始空气段中，其优点在于，在压力水平比较低的情况下，输送段可以被内置在新鲜空气段中。与在汇集引导机构中被引导的形式为来自未点火的气缸的排出空气的第二部分气体流对顶的原始空气(Rohluft)的反压因而很小。
根据第二变型方案，输送段优选设置在第一和/或第二压缩器之后，已表明有利的是，与来自未点火的气缸的排出空气对顶的增压空气的反压比较大。可以针对应用情况，根据气体引导系统中的反压压力水平来选择第一或第二变型方案。
在第二变型方案的改进中，可以将输送段设置在新鲜空气段中的增压空气冷却器之前或之后。输送段设置在增压空气冷却器之后的附加优点是，能显著提高废气温度。在选用该改进方案时，可以考虑到气体引导系统中的反压压力水平的具体状态。在输送段中在增压空气冷却器之前已有的与汇集引导机构对顶的反压高于在输送段设置在增压空气冷却器之后时输送段中已有的反压。
结合第一和第二变型方案所述的反压压力水平是不同的，在这种背景下，特别是在反压较高时已表明有利的是，在汇集引导机构中，除了第二分开机构外，还设有止回阀。止回阀特别是在第二种改进的变型方案中是有利的，因为该第二种改进变型方案相比于第一种改进变型方案具有较高的反压压力水平。
在本发明的第三种改进变型方案的范围内，同样表明有利的是，将输送段设置在气体排出机构中，更确切地说，设置在废气后处理系统之后的段中。已表明，在第三种变型方案的范围内，输送段中的与汇集引导机构中含有的气体-更确切地说，也就是：压缩的排出空气-对顶的反压最小。就此而言，在第三种变型方案中，原则上可以省去止回阀。在该第三种变型方案中，已表明有利的是，在通至气体排出机构的输送段的汇集引导机构中的第二分开机构设有监视机构。在第三变型方案的范围内，已表明，对在汇集引导机构中的第二分开机构进行监视，这特别有利于避免或可靠地避免在点火运行中废气后处理系统被第二部分气体流胡乱地包围。例如可以通过发动机控制机构对第二分开机构进行监视。为此，第三变型方案的第二分开机构有利地具有监视的控制机构连接部分，特别是具有与发动机控制机构连接的监视的控制机构连接部分。监视的控制机构连接部分被设计用于在功能失误的情况下发出警报，和/或采取对应措施以消除功能失误或限制失误影响。
在第四种特别优选的改进变型方案的范围内规定，汇集引导机构是气体输入机构的气体反馈机构的一部分。在该第四变型方案的范围内，以特别优选的方式，在内燃机未点火的运行中，将气体输入机构的气体反馈机构用作第二部分气体流的汇集引导机构。换句话说，气体反馈机构至少部分地形成汇集引导机构。就此而言，已表明特别有利的是，将气体反馈机构设计用于与第二气缸组的至少一个气缸连接，该气缸组在部分负载运行中无喷射地运行。第二气缸组可以仅包括气缸排的气缸的真正的一部分。在一种变型方案的范围内，第二气缸组也可以包括第二气缸排的所有气缸。在该第四变型方案的范围内，有利地可以-实际上无需在结构上做很大改变-将汇集引导机构实现成气体反馈机构的一部分。特别是当仅形成有第二气缸组形式的气缸排的气缸的真正的一部分时即为此种情况。在这种情况下，可以将-必要时已有的-废气反馈阀中的一个或多个用作气体反馈机构中的第一和/或第二分开机构。
在第四变型方案的范围内，废气反馈冷却器旁通管路特别是可以为汇集引导机构的一部分。这里以特别有利的方式将输送段在下游设置在废气反馈冷却器之后。其优点是，来自未点火的气缸的气体-确切地说：压缩的排出空气-未经冷却即输送给气体反馈机构，由此特别有助于提高废气温度。特别是当仅仅气缸排的气缸的真正的一部分未点火地部分负载运行时，第四变型方案的优点在于，在气体引导系统进行气体反馈时，实际上无需附加的阀和附加的汇集引导机构。如果气缸排的气缸的真正的一部分在未点火的状态下已经足以确保充分的部分负载运行，则该变型方案是特别有利的。在这种工作状态下，未点火的气缸也称为主动气缸。
在第四改进变型方案的范围内，在部分负载运行情况下，如果要使得气缸排的所有气缸都不点火地运行，则最好给整个气缸排都设有汇集引导机构。于是第一分开机构-除了废气反馈阀之外-还具有另一气体阀，该气体阀被设置用于在部分负载运行情况下使得气体排出机构与第二气体输出机构分开。在该变型方案中最好还将废气反馈冷却器旁通管路用作汇集引导机构的一部分，并将输送段设置在废气反馈冷却器之后。
所有前述四个变型方案及其变型都会提高废气后处理系统处的内燃机废气温度，必要时还会提高第一部分气体流中的NOx的浓度，在部分负载运行中，该第一部分气体流穿流废气后处理系统。由此可以显著地改善在空载运行时和在低负载运行区域中废气后处理的效率。这特别是涉及到在CRT原理(连续再生捕集器)范围内颗粒过滤器的被动再生。
本发明的所有前述改进变型方案及其变型都可以单独实现或者相互组合地实现。
附图说明
下面对照附图介绍本发明的实施例。这些附图未必尺寸精准地示出所述实施例，更确切地说，这些附图在用于阐述之处以示意性的和/或略微变形的方式被绘出。为了补充由附图可直接得到的教导，可参见所述现有技术。这里要考虑到，在不偏离本发明的通用构思的前提下，可以对实施方式的形式和细节作出各种改型和改变。说明书、附图以及权利要求书中公开的发明特征，无论是单独使用，还是任意组合地使用，都对本发明的改进具有重要意义。此外，说明书、附图和/或权利要求书中公开的至少两个特征的所有组合都落入到本发明的范围之内。本发明的通用构思并不局限于下面所示和所述的优选实施方式的确切形式和细节，或者局限于相比于权利要求书中要求保护的主题受到限制的主题。在说明测量范围时，处于所述极限内的值也被公开为极限值，且可任意使用，并受到权利保护。
本发明的其它优点、特征和细节可由下面对优选实施方式的说明以及对照附图得到；这些附图具体示出：
图1为内燃系统的示意图，其具有第一实施方式的根据本发明第一改进变型方案的内燃机和气体引导系统；
图2为内燃系统的示意图，其具有第二实施方式的根据本发明第二改进变型方案的第一变型的内燃机和气体引导系统；
图3为内燃系统的示意图，其具有第三实施方式的根据本发明第二改进变型方案的第二变型的内燃机和气体引导系统；
图4为内燃系统的示意图，其具有第四实施方式的根据本发明第三改进变型方案的内燃机和气体引导系统；
图5为内燃系统的示意图，其具有第五实施方式的根据本发明第四改进变型方案的第一变型的内燃机和气体引导系统；
图6为内燃系统的示意图，其具有第六实施方式的根据本发明第四改进变型方案的第二变型的内燃机和气体引导系统；
图7为如在图1至6中示范性地示出的内燃系统工作方法的优选实施方式的流程图。
具体实施方式
为明了起见，在始终可行且有益之处，本发明的相同或相似的部分或者功能相同或相似的部分，都标有相同的附图标记。
图1示出内燃系统100，其具有第一实施方式的根据本发明第一改进变型方案的气体引导系统10。气体引导系统10设置在内燃机20的外围设备上，用于引导气体即新鲜空气和废气。内燃机20具有流入侧的和流出侧的外围设备。内燃机20在当前以大型柴油机的形式被示意性地示出，且具有由气缸A1至A6构成的第一气缸排21和由气缸B1至B6构成的第二气缸排22，第一气缸排带有第一气体输出机构3，第二气缸排带有第二气体输出机构4。气体引导系统10具有流入侧的气体输入机构1，用于将气体输入至内燃机20的入口侧。气体输入机构1在当前具有新鲜空气段11和用于废气或排出空气的气体反馈机构12，这两者在下游较远处，在内燃机20的入口侧之前，即在气缸排21、22之前，汇集成气体输入机构1的一个共同的部分。气体输入机构1的新鲜空气段11的起始部分由原始空气段11.1构成，其用于抽吸在具有后接的中间冷却器11.3的低压压缩器11.2之前的原始空气。在当前设有两个原始空气段11.1和两个第一压缩器11.2和中间冷却器11.3。两个原始空气段11.1在高压压缩器11.5之前汇集成共同的增压空气段11.4，在该高压压缩器上连接有另一增压空气段11.6，该增压空气段11.6从高压压缩器11.5伸展至增压空气冷却器11.7。当前，在增压空气冷却器11.7的流出侧连接有新鲜空气段11的两个其它的段11.8，新鲜空气段11与气体输入机构1的气体反馈机构12汇集。
压缩器即高压压缩器11.5和两个低压压缩器11.2分别被下游侧的气体排出机构2的涡轮机13.2、13.5驱动。为此，在废气后处理系统14之前的段13.1上设有两个低压涡轮机13.2，且在低压涡轮机13.2与接头13.3之间的段13.4上设有高压涡轮机13.5，该接头与两个气体输出机构3、4连接。下游侧的气体排出机构2在下游与气体输出机构3、4的接头13.3连接。气体输出机构3、4在内燃机20的下游侧分别与气缸排21、22的气缸连接，也就是说，在当前设置在内燃机20的出口侧。
内燃机20可以满载运行(也称为发动机满载运行)或者部分负载运行(也称为发动机部分负载运行)。在本实施方式中，具有气缸A1至A6的第一气缸排21的形式为点火的气缸排，也就是说，在内燃机部分负载运行情况下，以及在内燃机20满载运行情况下，气缸排21的气缸A1至A6都喷射地运行。相反，内燃机20的第二气缸排22则被设计成未点火的气缸排，也就是说，在内燃机20的部分运行情况下，第二气缸排22的气缸B1至B6不喷射地运行，而在内燃机20的满载运行情况下，第二气缸排22的气缸B1至B6则喷射地运行。
第一气体输出机构3-包括弯头等-用于从第一气缸排21即在满载运行和部分负载运行时都点火的气缸排的气缸A1至A6输出第一部分气体流7。
第二气体输出机构4-包括弯头等-用于从第二气缸排22即在部分负载运行时不点火的气缸排的气缸B1至B6输出第二部分气体流8。于是在当前，第一气缸组由第一气缸排21的气缸A1至A6构成，第二气缸组由第二气缸排22的气缸B1至B6构成。图1中所示的部分气体流7、8用于部分负载运行。
用于点火的第一气缸排21的第一气体输出机构3具有用于气缸A1至A3的第一分支3.1，该第一分支通入到气体输入机构1的气体反馈机构12中。第一气体输出机构3的第一分支3.1还与气体排出机构2的接头13.3连接。针对气缸A4至A6，设有第一气体输出机构3的第二分支3.2，该第二分支也与接头13.3连接。第一气体输出机构3的第一分支3.1在朝向气体反馈段12的下游具有废气反馈阀3.3，且在朝向接头13.3的下游具有废气反馈阀3.4，其与气体排出机构2的管路13连接。
在气体反馈机构12中设有废气反馈冷却器12.1，该废气反馈冷却器-视旁通阀瓣12.2的位置而定-可以被旁通管路12.3包绕。也就是说，从点火的第一气缸排21排出进入到第一气体输出机构3中的废气可以经由该第一气体输出机构的第一分支3.1和气体反馈机构12被输送给废气反馈冷却器12.1，但也可以通过旁通阀瓣12.2被输送给旁通管路12.3。旁通管路12.3在废气反馈冷却器12.1的后面又通入到废气反馈机构中。
第二气体输出机构4用于从第二气缸排22的所有气缸B1至B6输出第二部分气体流8。气体输出机构4具有第一分支4.1，该第二分支伸展至气体排出机构2的管路13的接头13.3。为了包绕高压涡轮机13.5，第二气体输出机构4具有第二分支4.2，该第二分支通到气体排出机构2的管路13中，即在高压涡轮机13.5和低压涡轮机13.2之间，也就是说，通到段13.4上。
第二气体输出机构4的两个分支4.1、4.2分别具有废气阀4.3和4.4。废气阀4.4在第二分支4.2上用作旁通阀。在第二气体输出机构4的第二分支4.2的起到旁通功能的情况下，两个废气阀4.3和4.4打开。废气阀4.4和废气阀4.3在当前-按照本发明的方案-用作第一气体输出机构3与第二气体输出机构4之间的引导气体的连接部分V上的第一分开机构。气体输出机构3、4在接头13.3处连接，和/或通过段13.4上的旁通接头而连接。在部分负载运行情况下，废气阀4.3、4.4将第一气体输出机构3与第二气体输出机构4分隔。也就是说，在部分负载情况下，两个废气阀4.3、4.4关闭。在满载运行时，汇集引导机构5上的气体阀5.1关闭。在满载运行时，废气阀4.4可以关闭，或者完全地/部分地打开。
另外-按照本发明的一种改进-第二气体输出机构4通过连接部位A与汇集引导机构5连接。在部分负载运行情况下，该第二气体输出机构用于将第二气体输出机构4中的第二部分气体流8的至少一部分-当前在连接部位B-输送到气体引导系统10的输送段6.0。根据本发明的第一种变型方案，在汇集引导机构5的连接部位B处的输送段6.0在气体输入机构1上-在其新鲜空气段11上，即在原始空气段11.1上-设置在新鲜空气段11的低压压缩器11.2之前。在汇集引导机构5上设有形式为气体阀5.1的第二分开机构。该另一分开机构经过适当设计，使得在部分负载运行情况下，第二气体输出机构4通过连接部位A与在连接部位B处的输送段6.0连接。也就是说，气体阀5.1在部分负载运行情况下打开，而在满载运行情况下则关闭。
具有内燃机20和气体引导系统10的内燃系统100的运行，对于满载运行和部分负载运行来说，通过对气体的引导，利用废气反馈阀3.3、3.4以及废气阀4.3、4.4和气体阀5.1来控制。废气反馈阀3.3、3.4以及废气阀4.3、4.4和气体阀5.1-下面也称为阀-为此与电机控制装置连接，该电机控制装置通过控制参数S或S1、S2来控制这些阀。为此，用于废气阀4.3、4.4和气体阀5.1的控制参数S1、S2的值将按照第一和第二分开机构的功能对照图7来介绍。
在满载运行情况下，在气体引导系统10中的气体引导如下进行：点火的第一气缸排21的气缸A1至A3的废气可以在废气反馈阀3.4关闭且废气反馈阀3.3打开的情况下通过气体输出机构的第一分支3.1被引导至气体反馈机构12，然后通过气体输入机构1的后续伸展部分被引导回到内燃机20的入口侧。废气要么通过废气反馈冷却器12.1被引导和冷却，要么-在旁通阀瓣12.2换位的情况下-通过旁通管路12.3被引导，且未经冷却地被引导至内燃机20的入口侧。点火的第一气缸排21的气缸A1至A3也称为主动气缸(Spenderzylinder)；该装置称为主动废气反馈机构，且通过废气反馈阀3.3和3.4来控制。为此使用控制参数S，阀3.3、3.4按照该控制参数来打开或关闭。
在废气反馈阀3.3关闭且废气反馈阀3.4打开的情况下，来自气缸A1至A3的废气如同此前所述的点火的第一气缸排21的气缸A 4至A6的废气一样，也通过第一气体输出机构3和管路13的接头13.3被输送给下游侧的气体排出机构2。这在涡轮机13.5和13.2被驱动的情况下进行，然后废气被输送至废气后处理系统14，并经由下游较远处的管路区段13.0被排出到周围环境中。涡轮机13.5和13.2驱动压缩器11.5和11.2，所述压缩器用于压缩在输入侧的气体输入机构1中的原始空气。
在满载运行时，第二气缸排22的气缸B1至B6也被点火，也就是说，这些气缸在喷射燃料的情况下被驱动。汇集引导机构5上的气体阀5.1在内燃机20满载运行时关闭，从而不会有气体经由汇集引导机构5进入到气体输入机构1中。阀4.3打开，从而第一气缸排21的部分气体流经由第一气体输出机构3，第二气缸排22的部分气体流经由第二气体输出机构4被输送给下游侧的气体排出机构2。在满载运行时，在阀4.4关闭且废气反馈阀4.3打开的情况下，第二气缸排22的部分气体流被输送给高压涡轮机13.5。
第一和第二气缸排21、22的部分气体流在部分负载运行时以其它方式被引导，且仅仅针对部分负载运行在图1以及其它图2至6中分别标有附图标记7、8。
在部分负载运行时，气体引导系统10中的气体引导有利地如下进行：切断燃料喷射到第二气缸排22的气缸B1至B6中。在内燃机20的排放功率原则上效果相同的情况下，相应地将更多的燃料喷射到第一气缸排21的进一步被点火的气缸A1至A6中中，因而排放功率原则上与满载时相同。也称为ZA运行(气缸切断)的部分负载运行却能根据本发明的方案实现废气后处理系统14的足够高的废气温度。此点通过对气体引导系统10的设计和对阀4.3、4.4和5.1的控制来实现。在部分负载运行时，阀4.3和4.4关闭，从而第一气体输出机构3和第二气体输出机构4彼此分开。用作第一分开机构的阀4.3、4.4使得在第一气体输出机构3和第二气体输出机构4之间的引导气体的连接部分V断开，并避免了来自第一气体输出机构3的第一部分气体流7与来自第二气体输出机构4的第二部分气体流8混合。更确切地说，第二气缸排22的未点火的气缸B1至B6的气体-确切地说，是被压缩的热空气-经由连接部位A，在阀4.3和4.4关闭且阀5.1打开的情况下被输送给汇集引导机构5。第二部分气体流8经由汇集引导机构5和打开的阀5.1在连接部位B被输送给输送段6.0，该连接部位B位于作为气体输入机构1的新鲜空气段11的一部分的原始空气段11.1上。
由于来自第一气体输出机构3的第一部分气体流7在未与来自第二气体输出机构4的第二部分气体流8混合的情况下被输送给废气后处理系统14，在那里保持着足够高的温度，所以在任何情况下都能在很大程度上避免温度下降。通过气体输入机构1输送给内燃机20的增压空气有利地也具有较高的温度。气缸B1至B6的经由输送段6.0来自第二气体输出机构4的压缩的热空气丰富了所述增压空气。第二部分气体流8因而首先被输送给输送段6.0，而不是被输送给废气后处理系统14。
图2示出内燃系统200的第二实施方式，其-基本上类似于前述内燃系统100构造-规定了不同设置的汇集引导机构5和另一输送段6.1和6.2。其基本工作方式可参见对图1的说明，其中为明了起见，-如上所述-相同或相似的部分或者功能相同或相似的部分标有相同的附图标记。下面特别是针对与图1的内燃系统100的区别加以阐述。
内燃系统200也规定了在内燃机20的外围设备上的气体引导系统10。内燃机20具有第一气缸组和第二气缸组，第一气缸组包括点火的第一气缸排21的所有气缸A1至A6，第二气缸组包括未点火的第二气缸排22的在内燃机20部分负载运行时不点火的所有气缸B1至B6。
气体引导系统10也具有流入侧的气体输入机构1以及下游的气体排出机构2。气体输入机构1具有新鲜空气段11以及气体反馈机构12和气体排出机构2的管路13。相应的气体引导机构1、2的结构与对照图1所述相同，压缩器、涡轮机、阀等也是如此。
此外，第一气体输出机构3和第二气体输出机构4-除了连接部位B和C之外-都与图1中的设计相同，故内燃系统200的满载运行与图1的内燃系统100相同。
与图1的内燃系统100的区别是，汇集引导机构5从第二气体输出机构4的连接部位A在气体输入机构1的两个连接部位B和C处伸展至输送段6.1和6.2。此外，汇集引导机构5-除了阀5.1外-还具有止回阀5.2。
在连接部位B和C处，输送段6.1和6.2设置在气体输入机构1的新鲜空气段11的另一段11.8上。输送段6.1在连接部位B处，输送段6.2在连接部位C处，在下游设置在增压空气冷却器11.7的出口之后。内燃系统200的输送段6.1、6.2区域中的-即作为增压空气冷却器11.7之后的增压空气段的段11.8中的-在连接部位B、C处的压力水平明显高于原始空气段11.1区域中的压力水平。图1的内燃系统100的输送段6.0区域中的连接部位B设置在原始空气段11.1的区域中。
在部分负载运行时，第二部分气体流8从第二气体输出机构4，通过阀5.1的打开和阀4.3与4.4的关闭，在连接部位B、C处被引导到输送段6.1和6.2中，进而在下游在高压压缩器11.5和增压空气冷却器11.7之后，被引导到用于增压空气的段11.8中。为了限制阀5.1的压力载荷，在汇集引导机构5上设有止回阀5.2，该止回阀在第二部分气体流的下游方向从A向B、C打开。在部分负载运行时，第二部分气体流8在输入到新鲜空气段11的段11.8中之后必要时与来自反馈机构12的反馈的废气混合，并又被输送给内燃机20，即输送给点火的第一气缸排21和未点火的第二气缸排22的气缸。由于在阀4.3、4.4关闭的情况下第二部分气体流8与第一部分气体流7分开，且由于在阀5.1、5.2打开的情况下来自未点火的第一气缸排22的经压缩的排出空气被单独地输送给处于部分负载运行中的内燃机20的增压空气，所以在气体排出机构2区域中的-特别是在废气后处理系统14处的-废气的温度高于在第一与第二部分气体流7、8直接混合时的温度。因而通过内燃系统200能实现在废气后处理系统14中进行有效的废气后处理。
在图3中示出了内燃系统300的第三实施方式。该实施方式-如同内燃系统200一样-基本上能实现本发明的第二种改进变型方案，但以不同的方式实现。对此具体参见图2的说明，下面主要阐述与图2的内燃系统200的区别。就内燃系统300而言，汇集引导机构5伸展至连接部位B区域中的输送段6.3，其位于流入侧的气体输入机构1的新鲜空气段11的区段中。输送段6.3设置在增压空气段11.6的区域中。也就是说，在当前在下游设置在新鲜空气段11的高压压缩器11.5之后，且在上游设置在增压空气冷却器11.7之前。增压空气段11.6区域中的压力水平因而仍然高于在下游位于增压空气冷却器11.7之后的新鲜空气段11的段11.8处的压力水平。增压空气段11.6区域中的压力水平还高于原始空气段11.1区域中的压力水平。为了保护汇集引导机构5和为了限制气体阀5.1上的压力，在汇集引导机构5上设有止回阀5.2。
在满载运行情况下，内燃系统(Brennkraftsystem)300的工作方式与内燃系统100和200相同。
在内燃系统300的内燃机20部分负载运行时，来自第二气体输出机构4的第二部分气体流8在阀4.3和4.4关闭的情况下与点火的第一气缸排21的第一部分气体流7分开，且在气体阀5.1打开的情况下沿着止回阀5.2的通过方向被输送给连接部位B，即输送给在新鲜空气段11的增压空气段11.6上的输送段6.3。由于输送段6.3在下游在高压压缩器11.5之后设置在增压空气段11.6的区域中，如前所述，在喷射第二部分气体流8时的反压大于内燃系统200或内燃系统100的压力。根据本发明第二改进变型方案的形式为内燃系统300的变型的实施方式因而适合于在第二气体输出机构4的第二部分气体流8中的比较高的压力，具体而言，即适合于来自未点火的第二气缸排22的被压缩的排出空气的比较高的压力。由于在部分负载运行时废气阀4.3和4.4关闭，所以只有来自第一气体输出机构3的第一部分气体流7直接输送给废气后处理系统14，从而在部分负载运行时也有比较高的温度供有效的废气后处理使用。第二部分气体流8首先被输送给输送段6.3，而不是被输送给废气后处理系统14。接下来，来自第二气体输送机构4的部分气体流与新鲜空气段11中的新鲜空气一起输送给增压空气冷却器11.7，必要时在与来自气体反馈机构12的反馈的废气混合之后被输送给内燃机20。
图4示出了内燃系统(Brennkraftsystem)400的第四实施方式，其-比较简单地-按照本发明的改进的第三变型方案来实现。在阐述在满载运行时的工作方式时，参见对内燃系统100、200、300的说明。
对于部分负载运行来说，内燃系统400的第二气体输送机构4具有汇集引导机构5，该汇集引导机构从第二气体输送机构4的连接部位A伸展至下游侧的气体排出机构2的连接部位B。作为内燃系统400与前述内燃系统100、200、300之间的主要区别，汇集引导机构5在当前不再伸展至流入侧的气体输入机构1，而是伸展至下游侧的气体排出机构2；确切地说，伸展至管路区段13.0上的连接部位B，该管路区段在下游设置在废气后处理系统14之后。在连接部位B处的输送段6.4内置到在出口侧与废气后处理系统14连接的部分段13.0中。由于在部分段13.0中产生的压力水平比较低，可以省去汇集引导机构5上的止回阀；在汇集引导机构5上-与内燃系统100类似-仅设有气体阀5.1。
在部分负载运行时，第二气体输出机构4中的第二部分气体流8通过阀4.3和4.4的关闭而与第一部分气体流7分开，或者用于部分气体流7、8的引导气体的连接终止。替代地，在气体阀5.1打开的情况下，第二部分气体流8通过汇集引导机构5导入到作为管路区段的一部分13.0的输送段6.4中。由此在部分负载运行时实际上仅仅第一部分气体流7从第一气体输出机构3输送给废气后处理系统14。汇集引导机构5在当前具有旁通管路的功能，用于使得来自第二气体输出机构4的第二部分气体流8转向至废气后处理系统14。
在当前仅在部分负载运行时希望汇集引导机构5起到旁通管路的功能。在满载运行时要确保汇集引导机构5实际上被气体阀5.1关断。通过对气体阀5.1的监视来确保在内燃机20满载运行时汇集引导机构5并未起到并非所愿的旁通功能。为此，规定对气体阀5.1进行控制监视，当前通过电机控制装置进行控制监视。在需要时，汇集引导机构5也可以设有附加的这里未示出的安全阀，该安全阀-即使在气体阀5.1失效的情况下-在满载运行时关闭，而在部分负载运行时打开。附加地或替代地，气体阀5.1可以例如在监视功能的范围内也经过适当调节，使得它在功能失误情况下转至关闭位置。这样就可以在满载运行时可靠地避免废气并非所愿地从在满载运行时点火的气缸B1至B6进入到在下游位于废气后处理系统14之后的周围空气中。在部分负载运行时，在气体阀5.1功能失误的情况下，也可以有选择地规定，-除了这种功能失误的情况之外-阀4.3或4.4打开。基于这种变型的监视方案，针对内燃机20的较少发生的不利的部分负载运行的紧急情况，可以使得废气从在满载运行时点火的气缸B1至B6释放，由此避免失误。
内燃系统400以有利的方式比较简单地来实现。其有利地在部分负载运行时适合于在第二气体输出机构4和汇集引导机构5中的第二部分气体流8的特别低的输出压力。对于内燃系统400来说，并未规定使得来自未点火的第二气缸排22的在部分负载运行时未点火的气缸B1至B6的第二部分气体流8反馈至内燃机20。就此而言，在该第四实施方式中，由汇集引导机构5供应的输送段6.4用于将来自在部分负载运行时未点火的气缸B1至B6的排出空气输送至气体引导系统20的下游侧的气体排出机构2。
图5示出内燃系统500的第五实施方式，其基本上基于本发明的第四改进变型方案。该方案基于已结合图1部分地阐述的所谓的主动气缸原理。内燃系统500在部分负载运行时可以采用两种不同的方式工作。在第一种工作方式中，在部分负载运行时规定，第一气缸排21的所有气缸A1至A6都不点火，而将燃料喷入到第二气缸排22的气缸B1至B6中。就该工作方式而言，废气反馈阀3.4关闭，而废气反馈阀3.3打开。因此，未点火的主动气缸A1至A3的排出空气并不引导至高压涡轮机13.5，而是引导至废气反馈冷却器12.1的旁通管路12.3。通过这种方式避免主动气缸A1至A3的相对冷的排出空气与第二气缸排22的点火的气缸B1至B6的热的废气混合。仅仅气缸A4至A6的排出空气与气缸B1至B6的废气混合。
在第二种工作方式中规定，仅仅内燃机20的第一气缸排21的气缸A1至A3不点火，也就是说，在无喷射的情况下工作。因此在该实施方式中，气缸A1至A3形成在部分负载运行时在无喷射情况下工作的第二气缸组，而气缸A4至A6和B1至B6则形成同样在部分负载运行时在喷射的情况下工作的第一气缸组。在部分负载运行中，针对两种工作方式，在图5中示出了气缸A4至A6和B1至B6的第一部分气体流7和气缸A1至A3的第二部分气体流8。
根据第四变型方案，内燃系统500具有设置在内燃机20的外围设备上的气体引导系统10。气体引导系统10的下游侧的气体排出机构2在满载运行时被供应以来自第一气缸组21的气缸A4至A6的第一气体输出机构3的部分气体流，且被供应以来自第二气缸组22的气缸B1至B6的第二气体输出机构4的另一部分气体流。在下面将详细阐述的部分负载运行时，在第二工作方式中，下游侧的气体排出机构2却仅被供应以第一部分气体流7，该第一部分气体流由第一气缸排21的仍未点火的气缸A4至A6的第一气体输出机构3的第二分支3.2和第二气缸排22的气缸B1至B6的第二气体输出机构4构成。气体引导系统10也由流入侧的气体输入机构1以及所述的下游侧的气体排出机构2构成。气体输入机构1具有新鲜空气段11和气体反馈机构12。气体输入机构1和气体排出机构2的部件如涡轮机13.2、13.5和压缩器11.2、11.5等已对照图1介绍过，具体参见该图1。特别是对于该内燃系统500来说，气体反馈机构12也与第一气体输出机构3的第一分支3.1连接，且设有废气反馈冷却器12.1以及配设的旁通管路12.3。通过旁通阀瓣12.2-或者根据需要通过另一合适的转向机构-气体流可以要么通过废气反馈冷却器12.1要么通过旁通管路12.3来引导。第二分支3.1的下游侧的气体通过气体反馈机构12在与气体输入机构1的新鲜空气段11连接的情况下在部分区域11.8中与增压空气混合，且通过气体输入机构1的后续段被输送给内燃机20的第一气缸组和第二气缸组22。
根据图5的内燃系统500的实施方式，主动气缸方案当前在第二种工作方式中规定，-与满载运行不同-在部分负载运行时，仅仅一个气缸排当前为第一气缸排21的真正的部分不点火，即仅仅有限数量的气缸当前为第一气缸排21的气缸A1至A3不点火。前述实施方式的内燃系统100至400曾规定，第二气缸排22的所有气缸B1至B6在部分负载运行中都不点火-因此第二气缸排22的所有气缸B1至B6在部分负载运行中形成第二气缸组。本发明的第四改进变型方案基于如下认识，-根据主动气缸方案-第一气体输出机构3和气体反馈机构12的部分段或阀可以承担汇集引导机构的功能或分开机构的功能，以便在部分负载运行时在第二种工作方式中使得来自未点火的气缸A1至A3的排出空气与来自点火的气缸A4至A6和B1至B6的比较热的废气分开。在部分负载运行中，就内燃系统500而言，在第一气体输出机构3以及第二气体输出机构4的第二分支3.2中的第一部分气体流7可以与在第一气体输出机构3和气体反馈机构12的第一分支3.1中的第二部分气体流8分开。在进行废气反馈的满载运行中，阀3.3打开，且阀3.4打开。第一分支3.1与气体反馈机构12和旁通管路12.3的在上游位于旁通阀瓣12.2之前的部分一起用作汇集引导机构。该汇集引导机构使得来自在部分负载运行中未点火的主动气缸A1至A3的第二部分气体流8反馈回到气体输入机构1中。为此，如此设计的汇集引导机构通入到输送段6.5中，该输送段作为后续的气体反馈机构12的一部分通入到新鲜空气段11的设置在增压空气冷却器的下游的部分11.8中。具体而言，来自主动气缸A1至A3的第二部分气体流8在废气反馈阀3.4关闭的情况下通过气体反馈机构12，在转至废气反馈冷却器12.1的情况下通过旁通管路12.3，反馈回到在下游位于增压空气冷却器11.7之后的新鲜空气段11中。因此-按照本发明的方案-来自未点火的气缸A1至A3的第二气缸组的第二部分气体流8在部分负载运行中以第二种工作方式与点火的气缸A4至A6和B1至B6的第一部分气体流7分开。在废气后处理系统14处的废气由此在部分负载运行中也具有足够高的温度，以便实现废气后处理系统14的有效的工作。当前，仅仅来自第二分支3.2和第二气体输出机构4的第一部分气体流7在部分负载运行中直接输送给废气后处理系统14。在图5的内燃系统500的实施方式中，以有利的方式并未设有用于汇集引导机构的单独的管路，而在前述实施方式的内燃系统100至400中分别设有用于汇集引导机构5的单独的管路。基于主动气缸方案的内燃系统500更确切地说使用了第一气体输出机构3的前述第一分支3.1以及气体反馈机构12的旁通管路12.3，以便实现来自未点火的气缸A1至A3的第二部分气体流8的汇集。此外，本发明的当前的第四改进变型方案使用已有的废气反馈阀3.4作为分开机构，以便使得第二部分气体流8与第一部分气体流7分开。另外，使用了另一废气阀3.3，以便使得由第一分支3.1、旁通阀瓣12.2和旁通管路12.3以及气体反馈机构12的后续段构成的汇集引导机构打开。第二部分气体流8伸展至在段11.8中的输送段6.5，即伸展至新鲜空气段11。就内燃系统500而言，第二部分气体流8(在此：来自未点火的气缸A1至A3)在部分负载运行中也不与第一部分气体流7(在此：来自气缸A4至A6和点火的气缸B1至B6)混合和/或输送给废气后处理系统14-更确切地说，在本发明的改进的第四变型方案中，规定第二部分气体流8可直接反馈至内燃机20。
图6示出内燃系统600的根据本发明的第四改进变型方案的变型的实施方式。内燃机20和气体引导系统10的结构在其它方面与内燃系统500相同，但内燃系统600规定，在部分负载运行中，具有气缸A4至A6的第一气缸排21整个都不点火，也就是说，在不喷射的情况下工作，而具有气缸B1至B6的第二气缸排22仍然点火，也就是说，在喷射的情况下工作。在部分负载运行中，气缸B1和B6因而形成喷射的第一气缸组，而气缸A1至A6则形成不喷射的第二气缸组。
图6的内燃系统600-如同内燃系统500一样-也规定，在部分负载运行中，气体反馈机构12使用旁通管路12.3而承担起用于来自未点火的气缸的压缩的排出空气的第二部分气体流8的汇集引导机构的功能。但内燃系统600涉及到第一气缸排21的所有气缸A1至A6。附加地-由于当前第一气缸排21的所有气缸A1至A6在部分负载运行中都不点火-在第一气体输出机构3的连接部位A和B之间设有汇集引导机构5。这能实现有效地将第二部分气体流8引导至在气体输入机构1的新鲜空气段11的区域11.8中的输送段6.6。对于部分负载运行来说，废气反馈阀3.4承担起分开机构的功能，以便使得在部分负载运行中来自第一气缸排21的未点火的气缸A1至A6的第二部分气体流8与在部分负载运行中第二气缸排22的点火的气缸B1至B6的第一部分气体流7分开。第二部分气体流8的反馈段由第一气体输出机构3的第一分支3.1的部分段以及在连接部位A与B之间的附加的汇集引导机构5构成。该反馈段还包括-在形式为废气反馈阀3.3的第二分开机构打开的情况下-另一气体反馈机构12特别是旁通阀瓣12.2和旁通管路12.3直至输送段6.6。
如同内燃系统500一样，内燃系统600也使用气体反馈机构12，以便实现与来自点火的气缸的第一部分气体流7分开地将来自未点火的气缸的第二部分气体流8反馈至内燃机20。可以采用有利的方式-与内燃系统500不同地-在内燃系统600中使得整个第一气缸排21即由气缸A1至A6构成的第二气缸组在部分负载运行中保持不点火，从而能利用部分负载运行的全部优点。就内燃系统600而言，在输出部分负载运行中，仅仅来自第二气体机构4的第一部分气体流被输送给废气后处理系统14。由此对于废气后处理系统14有足够高的温度供其有效的工作和再生使用。就内燃系统600而言，在连接部位A与B之间的附加的汇集引导机构5和用于实现分开机构的附加的气体阀3.5(与废气反馈阀3.4一起)可以比较简单地补装。
在内燃系统600的满载运行中，高压涡轮机13.5可以在阀4.4关闭的情况下工作。也可以在阀4.4打开的情况下使得来自气缸B1至B6的部分气体流在任何情况下都部分地经过高压涡轮机直接输送给低压涡轮机13.2。
用作第一分开机构的阀3.4以及用作第二分开机构的阀3.3为了使得内燃机20从满载运行切换到部分负载运行而由发动机控制装置以控制参数S1、S2进行控制。气体阀4.4也可以通过发动机控制装置根据内燃机20的负载范围以控制参数S被控制，以便将第一部分气体流输送给高压涡轮机13.5或者在需要时绕过该高压涡轮机。
在图7中示出流程图，用于阐述在内燃系统100、200、300、400、500、600中的内燃机20的满载运行与部分负载运行之间的切换过程。在内燃机20起动之后，首先在方法步骤VS1中确定是否存在提高废气后处理系统的温度的要求。只要不存在该要求，就终止用于实施该方法的程序。本方法因此仅在需要废气后处理系统控制时才继续执行。如果达到了静止的工作点，就在方法步骤VS2、VS3、VS4、VS5中检查是否可以-在低负载时-使得内燃机20当前为大型柴油机转入部分负载运行或满载运行中。为此在方法步骤VS2中确定内燃机20是否处于低负载状态或空载状态。低负载状态的标准例如可以是，发动机的转矩M(喷射量)低于一定的极限值，或者平均压力pME低于一定的极限值。如果识别到不存在低负载状态，则内燃机20可以继续保持满载运行，这在方法步骤VS3中示出。为此在当前将控制参数S1和S2置为0。控制参数S1和S2当前在图1至6中作为第一或第二分开机构即阀4.3、3.4或阀5.1、3.3的控制连接的输入而示出。就图1至6而言，对于满载运行来说，控制参数S1和S2的值为0，同时指示以S1控制的阀(4.3、3.4)打开，且以S2控制的阀(5.1)关闭。在该状态下，在满载运行中，汇集引导机构5或气体反馈系统10的引起汇集引导的反馈段(图5、图6)关断。无论第一气体输出机构3还是第二气体输出机构4都打开，以便使得来自所有点火的气缸A1至A6(在主动气缸A1至A3之外)和B1至B6的废气进入到气体排出机构的废气后处理系统14中。
相反，如果在方法步骤VS2中识别出低负载，则可以在方法步骤VS4中切断气缸，接下来或者同时在方法步骤VS5中对第一和第二分开机构进行切换。此处的状态控制参数S1＝1和S2＝1意味着，以S1控制的阀(4.3、3.4)关闭，而以S2控制的阀(5.1、3.3)打开。这使得汇集引导机构5或气体反馈系统10的引起汇集引导的反馈段(图5、图6)打开。来自点火的气缸的第一部分气体流7由此与来自未点火的气缸的第二部分气体流8分开，并且第二部分气体流8被输送给汇集引导机构/反馈段，以便使得该第二部分气体流必要时在输送段又输送给气体引导系统10。按照本发明的方案，在此要确保仅仅第一部分气体流7被直接输送给废气后处理系统，从而在废气后处理系统14处基本上有足够高的温度供其有效运行使用。第二部分气体流8可以-如在内燃系统100、200、300、500和600中-间接地或直接地又输送给内燃机，但也可以在转至废气后处理系统14的情况下-如在内燃系统400中-在下游侧在废气后处理系统14之后输送给气体排出机构2。
通过这种方式，对于低负载来说，部分负载的内燃系统100-600的优点在于，在发动机有效功率相同的情况下，能将相应多的燃料喷入到继续点火的气缸中，因此产生与在满载运行中相同的排气功率。可以在控制方法的范围内，例如通过定时器在方法步骤VS6中经过按照程序返回的时刻之后来检查部分负载运行的持续时间。当前在方法步骤VS6中检查计时器是否已超过了一定的时间极限值GW。只要并非如此，就继续检查是否保持低负载状态。如果超过了一定的实现极限值GW，当前就在图7的控制方法中规定，在方法步骤VS7中又返回到满载运行或发动机满载运行。为此，控制参数S1和S2又被置为0。由此在汇集引导机构/反馈段中使得以S1控制的阀(4.3、3.4)即第一分开机构打开，而以S2控制的阀(5.1、3.3)即第二分开机构关闭。
附图标记列表和缩写
1            气体输入机构
2            下游侧的气体排出机构
3            第一气体输出机构
3.1          第一气体输出机构3的第一分支
3.2          第一气体输出机构3的第二分支
3.4、3.4     废气反馈阀、阀
4            第二气体输出机构
4.1          第二气体输出机构4的第一分支
4.2          第二气体输出机构4的第二分支
4.3、4.4     废气阀、阀
5            汇集引导机构
5.1          阀、气体阀
5.2          止回阀
6.0-6.6      输送段
7            第一部分气体流
8            第二部分气体流
10           气体引导系统
11           新鲜空气段
11.1         原始空气段
11.2         低压压缩器、压缩器
11.3         中间冷却器
11.4    增压空气段
11.5    高压压缩器、压缩器
11.6    另一增压空气段
11.7    增压空气冷却器
11.8    新鲜空气段的第一和第二其它段、增压空气段
12      气体反馈机构
12.1    废气反馈冷却器
12.2    旁通阀瓣
12.3    旁通管路
13      气体反馈机构2的管路
13.0    管路区段
13.1    废气后处理系统之前的段
13.2    低压涡轮机、涡轮机
13.3    接头
13.4    低压涡轮机13.2与接头13.3之间的段
13.5    高压涡轮机、涡轮机
14      废气后处理系统
20      内燃机
21      第一气缸排
22      第二气缸排
100-600 内燃系统
A1-A6   第一气缸排21的气缸，其中A1-A3为主动气缸
B1-B6   第二气缸排22的气缸
A、B、C 连接部位
S、S1、S2控制参数
VS1-VS7 方法步骤
V       引导气体的连接部分

Claims (28)

1.一种用于内燃机(20)的外围设备的气体引导系统(10)，用于引导内燃机(20)的气体，具有：
-用于将气体输送至内燃机(20)的流入侧的气体输入机构(1)；
-用于将气体从内燃机(20)中排出的带有废气后处理系统(14)的下游侧的气体排出机构(2)；和
-用于输出来自第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)的第一部分气体流(7)的第一气体输出机构(3)和用于输出来自第二气缸组的至少一个气缸(B1-B6、A1-A3)的第二部分气体流(8)的第二气体输出机构(4、3.1)；其中
-对于内燃机(20)的部分负载运行情况来说，第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)被设计成喷射地运行，而第二气缸组的至少一个气缸(B1-B6、A1-A3)被设计成无喷射地运行，
其特征在于，
-第一气体输出机构(3)和第二气体输出机构(4)通过具有第一分开机构的引导气体的连接部分(V)而相互连接，其中第一分开机构经过设计，使得在部分负载运行情况下将引导气体的连接部分(V)关断；
-第二气体输出机构(4)具有汇集引导机构(5)，该汇集引导机构与气体引导系统(10)的输送段(6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6)引导气体地连接，从而在部分负载运行情况下，第二部分气体流(8)的至少一部分被输送给该输送段，而不是输送给废气后处理系统(14)。
2.如权利要求1所述的气体引导系统(10)，其特征在于，第一分开机构经过设计，使得在内燃机(20)的满载运行情况下，第一气体输出机构(3)和第二气体输出机构(4)之间的引导气体的连接部分(V)打开。
3.如权利要求2所述的气体引导系统(10)，其特征在于，汇集引导机构(5)具有第二分开机构，其中第二分开机构经过设计，使得汇集引导机构(5)在部分负载运行情况下打开。
4.如权利要求3所述的气体引导系统(10)，其特征在于，第二分开机构经过设计，使得汇集引导机构(5)在内燃机(20)的满载运行情况下关断。
5.如权利要求3所述的气体引导系统(10)，其特征在于，第一分开机构和／或第二分开机构被构造成阀的形式，汇集引导机构(5)附加地具有止回阀(5.2)。
6.如权利要求1所述的气体引导系统(10)，其特征在于，第一气体输出机构(3)和／或第二气体输出机构(4)在共同的接头(13.3)处在下游与气体排出机构(2)引导气体地连接，共同的接头(13.3)与气体排出机构(2)连接。
7.如权利要求1所述的气体引导系统(10)，其特征在于，气体输入机构(1)具有用于将新鲜空气输送至内燃机(20)的新鲜空气段(11)，新鲜空气段(11)具有在上游位于压缩器(11.2)之前的原始空气段(11.1)和在下游位于压缩器(11.2)之后的增压空气段(11.4)，具有在下游位于另一压缩器(11.5)之后的另一增压空气段(11.6)。
8.如权利要求5所述的气体引导系统(10)，其特征在于，气体输入机构(1)具有用于将下游侧的气体反馈到内燃机(20)中的气体反馈机构(12)。
9.如权利要求1所述的气体引导系统(10)，其特征在于，气体排出机构(2)具有在下游位于废气后处理系统(14)之后的段(13.0)。
10.如权利要求1所述的气体引导系统(10)，其特征在于，输送段(6.0、6.1、6.2、6.3)设置在气体输入机构(1)中。
11.如权利要求7所述的气体引导系统(10)，其特征在于，气体输入机构(1)的新鲜空气段(11)具有至少一个第一和第二压缩器(11.2、11.5)。
12.如权利要求11所述的气体引导系统(10)，其特征在于，输送段(6.0)设置在气体输入机构(1)的在上游位于第一压缩器(11.2)之前的原始空气段(11.1)中。
13.如权利要求11所述的气体引导系统(10)，其特征在于，输送段设置在气体输入机构(1)的位于第一和第二压缩器(11.2、11.5)之间的增压空气段(11.4)中。
14.如权利要求13所述的气体引导系统(10)，其特征在于，输送段(6.1、6.2、6.3)设置在在下游位于第一和／或第二压缩器(11.2、11.5)之后的增压空气段(11.4、11.6、11.8)中。
15.如权利要求9所述的气体引导系统(10)，其特征在于，输送段(6.4)设置在气体排出机构(2)中。
16.如权利要求8所述的气体引导系统(10)，其特征在于，气体输入机构(1)的气体反馈机构(12)至少部分地形成汇集引导机构。
17.如权利要求16所述的气体引导系统(10)，其特征在于，输送段(6.5、6.6)设置在在下游位于废气反馈冷却器(12.1)之后且在下游位于增压空气冷却器(11.7)之后的另一段(11.9)中。
18.如权利要求16或17所述的气体引导系统(10)，其特征在于，第一分开机构被构造成位于第二气体输出机构(3.1、3.2)上的废气反馈阀(3.4)的形式，和／或第二分开机构被构造成位于气体输入机构(1)的气体反馈机构(12)上的废气反馈阀(3.3)的形式。
19.如权利要求2或5所述的气体引导系统(10)，其特征在于，所述第一分开机构是废气阀(4.3、4.4)或废气反馈阀(3.3、3.4)。
20.如权利要求3或4或5所述的气体引导系统(10)，其特征在于，所述第二分开机构是气体阀(5.1)。
21.如权利要求8所述的气体引导系统(10)，其特征在于，所述气体反馈机构(12)与第一和／或第二气体输出机构(3、4)引导气体地连接。
22.如权利要求14所述的气体引导系统(10)，其特征在于，所述输送段在下游设置在增压空气冷却器(11.7)之后。
23.如权利要求15所述的气体引导系统(10)，其特征在于，所述输送段设置在在下游位于废气后处理系统(14)之后的段(13.0)中。
24.一种内燃系统(100、200、300、400、500、600)，具有带有根据权利要求1至23中任一项的气体引导系统(10)的内燃机(20)，该气体引导系统设置在内燃机外围设备中并用于将气体引导给内燃机(20)，其中
-内燃机(20)被设计用于部分负载运行，且在部分负载运行情况下，第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)被设计成喷射地运行，而第二气缸组的至少一个气缸(B1-B6、A1-A3)被设计成无喷射地运行，其中
-内燃机(20)被设计用于满载运行，且在满载运行情况下，第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)被设计成喷射地运行，且第二气缸组的至少一个气缸(B1-B6、A1-A3)被设计成喷射地运行。
25.如权利要求24所述的内燃系统，其特征在于，所述内燃机是大型柴油机。
26.一种根据权利要求24的内燃系统(100、200、300、400、500、600)的工作方法，该内燃系统带有根据权利要求1至23中任一项的用于内燃机(20)的外围设备的将气体引导给内燃机(20)的气体引导系统(10)，具有如下步骤：
-使得流入侧的气体输入机构(1)将气体输送给内燃机(20)；
-使得带有废气后处理系统的下游侧的气体排出机构(2)将气体从内燃机(20)中排出；
-使得从第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)输出第一部分气体流(7)，并使得从第二气缸组的至少一个气缸(B1-B6、A1-A3)输出第二部分气体流(8)；其中
-对于内燃机(20)的部分负载运行情况来说，使得第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)喷射地运行，而使得第二气缸组的至少一个气缸(B1一B6、A1-A3)无喷射地运行，
其特征在于，
-在部分负载运行情况下，使得第一部分气体流(7)和第二部分气体流(8)分开地引导。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，使得第二部分气体流(8)的至少一部分首先被输送给气体引导系统(10)的输送段(6.0、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6)，而不是输送给废气后处理系统(14)。
28.如权利要求26或27所述的方法，其特征在于，在内燃机(20)的满载运行情况下，使得第一气缸组的至少一个气缸(A1-A6)喷射地运行，且使得第二气缸组的至少一个气缸(B1-B6、A1-A3)喷射地运行，并使得第一部分气体流和第二部分气体流共同地引导。
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