CN106481414A - 带有低压egr装置的机械增压内燃发动机及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种机械增压内燃发动机(1)，具有至少一个气缸(2)，进气系统(3)，排气排出系统(6)，排气涡轮增压器(8)，排气再循环装置(9)，以及‑排气再循环装置，其中在接合点(6a)下游的所述排气排出系统(6)中提供附加的涡轮(10)，所述附加的涡轮至少经由驱动轴(10c)驱动地连接至电机(12)，所述电机(12)可操作作为从所述附加的涡轮(10)接收功率的发电机(12a)。
Description
技术领域
本发明涉及具有以下部分的机械增压内燃发动机
-至少一个气缸，
-进气系统，其用于将增压空气供应至所述至少一个气缸，
-排气排出系统，其用于所述排气的排出，
-排气涡轮增压器，其包括布置在所述排气排出系统中的涡轮和布置在所述进气系统中的压缩机，
-排气再循环装置，其包括从所述涡轮下游的所述排气排出系统分支出来且通向所述压缩机上游的所述进气系统的再循环管路，其中形成了接合点，至少一个排气后处理系统被提供在所述涡轮和所述接合点之间，以及
-排气再循环装置，其包括从所述涡轮上游的所述排气排出系统分支出来且通向所述压缩机下游的所述进气系统的再循环管路。
本发明也涉及用于操作所述类型的内燃发动机的方法。
在本发明的上下文中，表述“内燃发动机”特别地包含奥托循环发动机，但是也包含柴油发动机和利用混合动力燃烧过程并且也利用混合动力驱动的混合动力内燃发动机，其中混合动力内燃发动机不仅包括内燃发动机也包括能够驱动地连接至内燃发动机且从内燃发动机接收功率或作为可激活辅助驱动、附加地输出功率的电机。
背景技术
内燃发动机曾经是更普遍地被装备有机械增压，其中机械增压主要是一种用于增加功率的方法，其中用于发动机中的燃烧过程所需要的增压空气被压缩，其结果是，更大质量的增压空气能够在每个工作循环被供应至每个气缸。以该方式，燃料质量能够增加且因此平均压力能够增加。
对于机械增压，通常使用排气涡轮增压器，在排气涡轮增压器中的压缩机和涡轮被布置在同一轴上。热排气流被供给至涡轮且在涡轮中膨胀，伴随能量释放，其结果是，轴开始旋转。通过排气流供应至轴的能量用于驱动同样被布置在轴上的压缩机。压缩机传送并压缩供给至它的增压空气，其结果是，获得气缸的机械增压。增压空气冷却器有利地被提供在压缩机下游的进气管路中，借助于增压空气冷却器，压缩的增压空气在进入所述至少一个气缸之前被冷却。冷却器降低了增压空气的温度且因此增加了增压空气的密度，使得冷却器也有助于提升气缸的增压，也就是说，有助于更大的空气质量。实际上，压缩通过冷却发生。
排气涡轮增压器与(例如)机械增压器相比的优势是不需要增压器和内燃发动机之间的用于传输功率的机械连接。在机械增压器从内燃发动机直接抽取(extract)用来驱动机械增压器所需要的能量，且从而减少了可用功率且从而不利地影响效率的同时，排气涡轮增压器利用热排气的排气能量。
机械增压是用于在维持不变的容积排量(swept volume)的同时增加内燃发动机的功率、或在维持相同功率的同时减少容积排量的合适的手段。在任何情况下，机械增压引起体积功率输出的增加和更权宜的功率重量比。如果容积排量减少，因此在给定的相同车辆边界条件下可能朝向更高的负荷转换负荷聚集体(load collective)，在更高的负荷下，具体的燃料消耗更低。内燃发动机的机械增压因此有助于努力使燃料消耗最小化，也就是说，提升了内燃发动机的效率。
借助于合适的变速器配置，另外可能实现所谓的自动降速，由此同样地实现更低的具体燃料消耗。在自动降速的情况下，利用在较低发动机转速下尤其是在存在相对高的负载时的具体燃料消耗通常更低的事实。
具有目标配置的机械增压，也可能获得关于排气排放的优势。在(例如)柴油发动机的合适机械增压的情况下，氮氧化物排放因此能够减少而没有效率的损失。碳氢化合物排放能够同时被有利地影响。与燃料消耗直接相互关联的二氧化碳的排放同样地随着下降的燃料消耗而减小。
然而，为了遵守用于污染物排放的未来限制值，需要进一步的措施。这里，发展工作的焦点尤其在于氮氧化物排放的减少，氮氧化物排放尤其与柴油发动机高度关联。由于氮氧化物的形成不仅需要过量的空气，还需要高的温度，用于降低氮氧化物排放的一个概念在于发展具有较低燃烧温度的燃烧过程。
这里，排气再循环(EGR)(即，燃烧气体从出口侧到进口侧的再循环)在实现这个目标中是权宜的，其中利用增加排气再循环速率来使氮氧化物排放显著地减少是可能的。这里，排气再循环速率xEGR被确定为xEGR＝mEGR/(mEGR+mfresh air)，其中mEGR表示再循环的排气的质量，且mfresh air表示所供应的新鲜空气。必须可能地考虑经由排气再循环所提供的氧气。
为了获得氮氧化物排放的显著减少，要求高的排气再循环速率，其可为xEGR≈60％至70％的数量级。
当操作带有排气涡轮增压的内燃发动机且同时使用排气再循环装置时，如果再循环的排气是借助于高压EGR抽取自涡轮上游的排气排出系统且不再可用于驱动涡轮，那么可产生冲突。
在增加排气再循环速率的事件中，引入到涡轮中的排气流同时减小。通过涡轮的所减少的排气质量流引起较低的涡轮压力比，其结果是，增压压力比也下降，其等于较小的压缩机质量流。除了减小的增压压力之外，在压缩机关于喘振极限的操作中，另外可产生问题。也可以产生关于污染物排放的不利情况，例如，关于在加速期间在柴油发动机中的碳烟的形成。
针对该原因，概念所要求的是，尤其是在部分负荷范围中，确保充分高的增压压力，同时确保高的排气再循环速率。一个所推荐的方案是所谓的低压EGR。
相比以上所提到的高压EGR装置，在高压EGR装置中，排气抽取自涡轮上游的排气排出系统且被引入到压缩机下游的进气系统内，在低压EGR装置的情况下，已经流动通过涡轮的排气被再循环至进口侧。为此目的，低压EGR装置包括从涡轮下游的排气排出系统分支出来且通向压缩机上游的进气系统的再循环管路。
借助于排气涡轮增压来机械增压且装备有低压EGR装置的内燃发动机也是本发明的主题。
经由低压EGR装置被再循环至进口侧的排气与压缩机上游的新鲜空气混合。以该方式产生的新鲜空气和再循环的排气的混合物形成被供应至压缩机且被压缩的增压空气，其中所压缩的增压空气在增压空气冷却器中(优选地在压缩机下游)被冷却。
这里，在低压EGR进程期间，排气被引导通过压缩机的事实不是有害的，因为使用的是已经在涡轮下游(例如，微粒过滤器中)经过排气后处理的排气。因此，在压缩机中不存在改变压缩机的几何形状(特别是流横截面)且从而损害压缩机的效率的沉积的风险。本发明所涉及的内燃发动机也具有在涡轮下游的至少一个排气后处理系统。
由于压缩的增压空气的冷却，在压缩机下游可产生问题。在冷却进程期间，以气态形式仍然包含在增压空气中的任何液体(尤其是水)可冷凝出来。冷凝物能够间歇地进入气缸且干扰内燃发动机的操作。上述问题随着增加再循环速率而加剧，由于该原因，通过低压EGR再循环的排气流速率经常受限，且低压EGR装置与高压EGR装置组合。
在低压EGR装置的情况下，在提供排气排出系统和进气系统之间实现高的再循环速率所需的压力梯度中也产生困难，由于该原因，通常需要附加的措施。根据现有技术，因此在排气排出系统中提供切断元件(shut-offelement)，以便引起排气的积聚且增加排气压力，和/或在进气系统中提供切断元件，以便在进口侧处降低压缩机上游的压力。两种措施从能量方面来讲都是不利的。特别地，在压缩机上游的进口侧处的增压空气的节气必须被当做是对于内燃发动机的机械增压产生相反效果。
此外不利的是，在现有技术中，即使在流动通过涡轮且通过排气后处理装置之后在排气中固有的排气能量仍然未被利用。如果所述排气能量能够被利用，将能实现进一步的效率优势。
发明内容
针对以上所陈述的技术背景，本发明的目标是提供根据权利要求1的前序部分的机械增压内燃发动机，借助该机械增压内燃发动机，现有技术的已知缺陷被克服，且该机械增压内燃发动机就低压EGR装置和效率方面进一步改进。
本发明的进一步子目标是详细说明用于操作所述类型的内燃发动机的方法。
借助具有以下部分的机械增压内燃发动机实现第一子目标：
-至少一个气缸，
-进气系统，其用于将增压空气供应至所述至少一个气缸，
-排气排出系统，其用于所述排气的排出，
-排气涡轮增压器，其包括布置在所述排气排出系统中的涡轮和布置在所述进气系统中的压缩机，
-排气再循环装置，其包括从所述涡轮下游的所述排气排出系统分支出来且通向所述压缩机上游的所述进气系统的再循环管路，其中形成了接合点，至少一个排气后处理系统被提供在所述涡轮和所述接合点之间，以及
-排气再循环装置，其包括从所述涡轮上游的所述排气排出系统分支出来且通向所述压缩机下游的所述进气系统的再循环管路，
且所述机械增压内燃发动机由以下事实区别：
-在所述接合点下游的所述排气排出系统中提供附加的涡轮，所述附加的涡轮至少经由驱动轴驱动地可连接至电机，所述电机可操作作为从所述附加的涡轮接收功率的发电机。
在根据本发明的内燃发动机的情况下，在再循环管路的分支点下游的排气排出系统中提供附加的涡轮，通过该附加的涡轮能够实现若干有利效果。
首先，附加的能量能够通过涡轮从排气中抽取。可操作作为发电机的电机驱动地可连接至涡轮，其中，通过附加的涡轮所驱动的发电机产生电流。所回收的能量能够被存储或以一些其他方式被使用。内燃发动机的总效率提高了。在一些情况下，所回收的能量也可以再次用于在存在内燃发动机的相对高的负荷或发动机转速时驱动附加的涡轮，从而涡轮之间的排气压力能够被减小。以该方式，在排气涡轮增压器处的涡轮压力比增加，且增压交换可被有利地影响。
在这方面，在排气后处理布装置下游的排气中依然固有的排气能量能够被利用。
附加的涡轮也适合用于提供或确保排气排出系统和进气系统之间所需的用于高的再循环速率的压力梯度。
依靠附加的涡轮的设计和装备，附加的涡轮下游的排气背压能够以不同的方式被影响。涡轮可以(例如)装备有可变涡轮几何形状，使得有效涡轮横截面可调节。这里，可调节导引叶片布置在涡轮的进口区域中。
替代地，或除了可变涡轮几何形状之外，附加的涡轮可以装备旁通管路。这允许涡轮横截面尺寸上的根本性减少，使得涡轮造成对排气更大的阻力。在存在相对高的发动机转速或相对高的排气流速率时，经由旁通管路进行排气的放气是必要的。
根据本发明的内燃发动机实现本发明所基于的第一目标，具体地提供根据权利要求1的前序部分的机械增压内燃发动机，借助于该机械增压内燃发动机，现有技术中的已知缺陷被克服，且该机械增压内燃发动机的低压EGR装置和效率进一步改进。
在再循环管路中布置切断元件是有利的，该切断元件起低压EGR阀的作用且用于调节再循环速率，也就是说，经由低压EGR装置再循环排气流速率。
再循环的排气流速率被计量且同时吸引进的新鲜空气流速率被节气所借助的所谓的组合阀的使用通常不是必要的，因为进气系统和排气排出系统之间诸如用于高的再循环速率所需的压力梯度能够根据本发明通过附加的涡轮来实现或确保。
在低压EGR装置的再循环管路中提供进一步的冷却器(即，EGR冷却器)的内燃发动机的实施例是有利的。所述冷却器在排气与压缩机上游的新鲜空气混合之前降低热排气流的温度，且从而增加排气的密度。后者与实现高的再循环速率尤其相关。气缸新鲜充气的温度也同样地降低，其结果是，EGR冷却器也有助于改善气缸增压。
优选地提供旁通EGR冷却器的旁通管路，并且经由所述旁通管路再循环的排气经由低压EGR装置能够被引入到已经旁通所述冷却器的进气系统。
根据本发明，内燃发动机装备有用于机械增压目的的排气涡轮增压器。然而，特别地，为了能够抵消低发动机转速时的扭矩下降，其中提供至少两个排气涡轮增压器的内燃发动机的实施例是有利的。具体地，如果发动机转速降低，这会导致较小的排气质量流，且因此导致较低的涡轮压力比。结果，增压压力比同样地在较低的发动机转速的方向上降低，这等同于扭矩下降。
虽然使用了多个排气涡轮增压器，例如，串联连接或并联连接的多个排气涡轮增压器，但是机械增压的内燃发动机的扭矩特性能够被显著地改善。
附加的涡轮可以被设计成径流式涡轮，即，接近至少一个泵轮/叶轮(impeller)的泵轮叶片的流基本径向地运行。这里，“基本径向”意味着径向方向的速度分量大于轴向速度分量。
然而，附加的涡轮也可以被设计成轴流式涡轮，其中在轴向方向的速度分量大于在径向方向的速度分量。轴流式涡轮通常具有这样的优势，即，用于将排气流供应至涡轮的目的的排气流的转向能够被忽略，使得在涡轮进口处可得到高能的排气。
根据本发明的低压EGR装置通过高压EGR装置补充，使得能够在所有工况下实现高的再循环速率。
将结合从属权利要求论述内燃发动机的进一步有利的实施例。
其中附加的涡轮具有可变涡轮几何形状的内燃发动机的实施例是有利的。
附加的涡轮可装备有可变涡轮几何形状，其借助涡轮几何形状的或有效涡轮横截面积的调节来允许针对内燃发动机的操作的更精确地适应。这里，用于影响流动方向的可调节导引叶片布置在涡轮的进口区域中。与旋转泵轮的泵轮叶片相比，导引叶片不随涡轮的轴旋转。
如果涡轮具有固定的、不可变的几何形状，则导引叶片被布置在进口区域，以便不仅静止而且完全地不可移动，即，如果提供导引设备则刚性地固定。相比之下，在可变几何形状的情况下，导引叶片被适当地布置，以便静止，但不是完全地不可移动，而是围绕它们的轴线可转动，使得接近泵轮叶片的流能够被影响。
通过涡轮几何形状的调节，附加的涡轮上游的排气压力被影响是可能的，且因此排气排出系统和进气系统之间的压力梯度被影响且因而低压EGR装置的再循环速率被影响是可能的。
附加的涡轮的涡轮横截面积的小设计从根本上增加了附加的涡轮上游的排气压力。那么，通过排气放气来改变所述排气压力且因此影响再循环速率是可能的或必要的。
因此，其中附加的涡轮装备有旁通管路的内燃发动机的实施例也是有利的，所述旁通管路从接合点和附加的涡轮之间的排气排出系统分支出来。
在这个背景下，其中旁通管路再次通向附加的涡轮下游的排气排出系统的内燃发动机的实施例是有利的。那么，如果期望或必要的话，所有的排气经历进一步的共同的排气后处理是可能的。确保了排气排出系统的紧凑设计，且因此确保了密集封装。
其中在旁通管路中提供切断元件的内燃发动机的实施例是有利的。
其中为了存储通过发电机可得到的能量而提供电池的内燃发动机的实施例是有利的。然后，从热排气所回收的能量不必同时地或立即地被再使用，而是可以暂时地存储用于后续的利用或使用。
其中为了存储通过发电机可得到的能量而提供电容器的内燃发动机的实施例是有利的。与电池相比较，电容器通过以下事实被区别，即，能够在短的时间间隔中通过快速的放电能够得到高的电荷量或能量。
其中电机可操作作为电动马达的内燃发动机的实施例是有利的，所述电机输出功率用于驱动附加的涡轮。
在这种情况下，与其预期目的相反，附加的涡轮用于排气的递送。以该方式，特别是在存在相对高的排气流速率时，即在存在相对高的内燃发动机的负荷或转速时，附加的涡轮上游的排气压力下降且因此涡轮和排气排出系统中的进一步上游之间的排气压力下降是可能的。以此方式，在排气涡轮增压器处的涡轮压力比增加，且在存在相对高的排气流速率时，增压交换以有利的方式被影响。
其中在压缩机下游的进气系统中提供增压空气冷却器的内燃发动机的实施例是有利的。
增压空气冷却器被布置成大地测量地(geodetically)高于至少一个气缸的至少一个进口开口是有利的，使得增压空气流不需要克服至气缸的路径上的高度差。因此，在冷却进程期间所冷凝出来的液体被防止聚集在冷却器中或冷却器与气缸之间的进气系统中。进入增压空气冷却器的进口优选地布置成大地测量地高于增压空气冷却器外的出口。这确保在冷却器中没有冷凝物聚集。
其中排气涡轮增压器的涡轮具有可变涡轮几何形状的内燃发动机的实施例是有利的。关于可变涡轮几何形状和其中的益处和优势已经参考上述陈述。
其中排气涡轮增压器的涡轮装备有旁通管路的内燃发动机的实施例是有利的，所述旁通管路从涡轮上游的排气排出系统分支出来。也在当前的情况下，旁通管路在存在相对高的排气流速率时用于排气放气。
其中旁通管路再次通向排气涡轮增压器的涡轮和至少一个排气后处理系统之间的排气排出系统的内燃发动机的实施例是有利的。那么，所有的排气，即，引导通过涡轮的排气和经由旁通管路引导绕过涡轮的排气被供应至至少一个排气后处理系统。
其中至少一个排气后处理系统包括氧化催化转化器的内燃发动机的实施例是有利的。
即使没有附加的措施，未燃烧的碳氢化合物的氧化和一氧化碳的氧化在充分高的温度水平且存在充分的大量氧气量的情况下在排气排出系统中适当地发生。然而，由于在下游方向快速下降的排气温度，以及随之发生的急速下降的反应速率，所述反应快速地停止。因此，使用利用催化材料的催化反应器来确保即使在低温下的氧化。如果氮氧化物附加地被减少，在奥托循环发动机的情况下，这可以通过使用三元催化转化器来实现。
氧化为放热反应，其中所释放的热增加了排气的温度且因此增加排气的焓。因此，在进入附加的涡轮的进口处可得到更加高能的排气。在这方面，关于通过附加的涡轮的能量回收，氧化催化转化器的提供也是有利的。
其中至少一个排气后处理系统包含存储催化转化器的内燃发动机的实施例是有利的。
为了减少氮氧化物，可以使用其中还原剂被特意引入排气中的选择性催化转化器以便选择性地减少氮氧化物。作为还原剂，除了氨和尿素之外，也可以使用未燃烧的碳氢化合物。
氮氧化物排放也可以通过存储催化转化器来减少。这里，氮氧化物最初在被释放之前在内燃发动机的稀燃操作中被吸收(也就是说，收集和存储)在催化转化器中，且在再生阶段期间(例如)通过利用不足的氧气进行的内燃发动机的亚化学计量操作来减少。
其中至少一个排气后处理系统包括微粒过滤器的内燃发动机的实施例是有利的。
为了使碳烟微粒的排放最小化，使用将碳烟微粒从排气中过滤出来且存储它们的再生微粒过滤器，其中所述碳烟微粒在过滤器的再生进程期间被间歇地烧尽。只有在操作期间的高负荷和高发动机转速时才会达到用于微粒过滤器的再生的高温(没有催化剂辅助的情况下，大约550摄氏度)。因此，为了确保在所有工况下的过滤器的再生，通常实施附加的措施。
本发明所基于的第二子目标，具体为详细说明用于操作上述类型的机械增压内燃发动机的方法，是通过用于操作其中的附加的涡轮具有可变涡轮几何形状的机械增压内燃发动机的方法来实现的，该方法区别于以下事实，即，在附加的涡轮上游的排气排出系统中盛行的(prevailing)排气压力通过调节可变涡轮几何形状来设定。
已经陈述的与根据本发明的内燃发动机相关的内容同样地应用到根据本发明的方法。
其中经由再循环管路再循环的排气流速率通过使用排气压力被定量和控制的方法变体是有利的。
附图说明
在根据图1的示例性实施例的基础上，本发明将在以下更详细地描述。
图1示意性地示出内燃发动机的第一实施例。
参考标记
1 机械增压内燃发动机，四缸直列式发动机
2 气缸
3 进气系统
4 进气管路
5 增压空气冷却器
6 排气排出系统
6a 接合点
7 排气管路
8 排气涡轮增压器
8a 压缩机
8b 涡轮
9 低压EGR装置，排气再循环装置
9a 再循环管路
9b EGR冷却器
9c 切断元件，低压EGR阀
10 附加的涡轮
10a 旁通管路
10b 切断元件
10c 驱动轴
11 排气后处理系统
11a 氧化催化转化器
11b 微粒过滤器
11c 存储催化转化器
12 电机
12a 发电机
12b 电动马达
EGR 排气再循环
mEGR 再循环的排气的质量
mfresh air 供应的新鲜空气或燃烧空气的质量
xEGR 排气再循环速率
具体实施方式
图1示意性地示出了基于四缸直列式发动机1的示例的机械增压内燃发动机1的第一实施例。
提供排气排出系统6用于从直列布置的四个气缸2排出热排气，提供带有集气室的进气系统3用于将增压空气供应至气缸2。
内燃发动机1装备有包括涡轮8b和压缩机8a的排气涡轮增压器8，涡轮8b被布置在排气排出系统6的排气管路7中，压缩机8a被布置在进气系统3的进气管路4中，涡轮8b和压缩机8a被布置在相同的可旋转轴上，且涡轮8b具有可变涡轮几何形状。
增压空气冷却器5被布置在压缩机8a下游的进气系统3中。增压空气冷却器5降低增压空气温度，且从而增加空气的密度，其结果是，冷却器5有助于利用增压空气提升气缸2的增压。
内燃发动机1也装备有低压EGR装置9。为了形成低压EGR装置9，提供再循环管路9a，再循环管路9a从涡轮8b下游的排气排出系统6分支出来且通向压缩机8a上游的进气系统3，其中形成接合点6a，且其中冷却器9b被布置在再循环管路9a中，在排气与经由进气管路4通过空气过滤器被吸引进的新鲜空气在压缩机8a上游混合之前，冷却器9b降低热排气流温度。布置在再循环管路9a中的还有切断元件9c，切断元件9c起低压EGR阀9c的作用且用于调节经由低压EGR装置9再循环的排气量。低压EGR装置9任选地具有用于旁通冷却器9b的旁通管路(未图示说明)。
排气后处理系统11(即氧化催化转化器11a、微粒过滤器11b和存储催化转化器11c)被提供在再循环管路9a的分支点上游的排气排出系统6中，即在排气涡轮增压器8的涡轮8b和接合点6a之间，排气后处理系统确保只有已经进行后处理的排气才能经由低压EGR装置9进入进气系统3且进入压缩机8a中。
从排气排出系统6进入进气系统3的排气的再循环需要压力差，即，压力梯度。在当前情况下，在排气排出系统6中的接合点6a处的排气压力能够通过附加的涡轮10被影响。
具体地，图1中图示说明的内燃发动机1装备有附加的涡轮10，涡轮10布置在接合点6a下游的排气排出系统6中且具有可变涡轮几何形状。此外，所述附加的涡轮10具有从在附加的涡轮10上游的排气排出系统6且在接合点6a下游分支出来且再次通向附加的涡轮10下游的排气排出系统6的旁通管路10a，旁通管路10a中布置有切断元件10b。因此，这种情况下，能够替代地或联合地实施多种措施用于调节排气压力。
附加的涡轮10经由驱动轴10c驱动地可连接至电机12。在目前的情况下，电机12能够被操作为从附加的涡轮10接收功率的发电机12a，否则能够起输出功率用于驱动附加的涡轮10的电动马达12的作用。
低压EGR装置9通过高压EGR装置补充，高压EGR装置包括从涡轮8b上游的排气排出系统6分支出来且通向(未图示说明)压缩机8a下游的进气系统3的再循环管路。
Claims (17)
1.一种机械增压内燃发动机(1)，具有
-至少一个气缸(2)，
-进气系统(3)，其用于将增压空气供应至所述至少一个气缸(2)，
-排气排出系统(6)，其用于所述排气的排出，
-排气涡轮增压器(8)，其包括布置在所述排气排出系统(6)中的涡轮(8b)和布置在所述进气系统(3)中的压缩机(8a)，
-排气再循环装置(9)，其包括从所述涡轮(8b)下游的所述排气排出系统(6)分支出来且通向所述压缩机(8a)上游的所述进气系统(3)的再循环管路(9a)，其中形成了接合点(6a)，至少一个排气后处理系统(11)被提供在所述涡轮(8a)和所述接合点(6a)之间，以及
-排气再循环装置，其包括从所述涡轮(8b)上游的所述排气排出系统(6)分支出来且通向所述压缩机(8a)下游的所述进气系统(3)的再循环管路，
其中
-在所述接合点(6a)下游的所述排气排出系统(6)中提供附加的涡轮(10)，所述附加的涡轮至少经由驱动轴(10c)驱动地连接至电机(12)，所述电机(12)可操作作为从所述附加的涡轮(10)接收功率的发电机(12a)。
2.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述附加的涡轮(10)具有可变涡轮几何形状。
3.根据权利要求1或2所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述附加的涡轮(10)装备有从所述接合点(6a)和所述附加的涡轮(10)之间的所述排气排出系统(6)分支出来的旁通管路(10a)。
4.根据权利要求3所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述旁通管路(10a)再次通向所述附加的涡轮(10)下游的所述排气排出系统(6)。
5.根据权利要求3或4所述的机械增压内燃发动机(1)，在所述旁通管路(10a)中提供切断元件(10b)。
6.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中为了存储通过所述发电机(12a)可得到的能量，提供电池。
7.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中为了存储通过所述发电机(12a)可得到的能量，提供电容器。
8.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述电机(12)可操作作为输出功率用于驱动所述附加的涡轮(10)的电动马达(12b)。
9.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中在所述压缩机(8a)下游的所述进气系统(3)中提供增压空气冷却器(5)。
10.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述排气涡轮增压器(8)的所述涡轮(8b)具有可变涡轮几何形状。
11.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述排气涡轮增压器(8)的所述涡轮(8b)装备有从所述涡轮(8b)上游的所述排气排出系统(6)分支出来的旁通管路。
12.根据权利要求11所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述旁通管路再次通向所述排气涡轮增压器(8)的所述涡轮(8b)和所述至少一个排气后处理系统(11)之间的所述排气排出系统(6)。
13.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述至少一个排气后处理系统(11)包括氧化催化转化器(11a)。
14.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述至少一个排气后处理系统(11)包括存储催化转化器(11b)。
15.根据权利要求1所述的机械增压内燃发动机(1)，其中所述至少一个排气后处理系统(11)包括微粒过滤器(11c)。
16.一种用于操作根据前述权利要求中的一个所述的机械增压内燃发动机(1)的方法，其中所述附加的涡轮(10)具有可变涡轮几何形状，其中在所述附加的涡轮(10)上游的所述排气排出系统(6)中具有的排气压力通过调节所述可变涡轮几何形状来设定。
17.根据权利要求16所述的方法，其中经由所述再循环管路(9a)再循环的排气流速率通过使用所述排气压力被定量和控制。
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