CN107849970A - 具有颗粒过滤器和废气门的egr系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽油机(2)的废气传导系统(1)，其包括能够连接到汽油机(2)的排气歧管(2.1)上的排气管路(2.3)，能够连接到汽油机(2)的进气歧管(2.2)上的进气管路(2.4)以及布置在排气管路(2.3)中的涡轮机(3)。此外，还包括通向进气管路(2.4)的至少一个废气再循环管路(1.1a，1.1c)，所述排气管路(2.3)包括至少一个旁通管路(1.1b)，所述旁通管路(1.1b)通向涡轮机(3)下游的排气管路(2.3)，其中：a)废气再循环管路(1.1a)分叉于涡轮机(3)的上游，旁通管路(1.1b)分叉于废气再循环管路(1.1a)，或者b)旁通管路(1.1b)分叉于涡轮机(3)的上游，废气再循环管路(1.1a)分叉于旁通管路(1.1b)，其中c)至少一个颗粒过滤器(1.2，1.2x)被布置在废气再循环管路(1.1a)中或者在废气再循环管路(1.1a)上游的旁通管路(1.1b)中或者在废气再循环管路(1.1a)上游的排气管路(2.3)中。

Description

具有颗粒过滤器和废气门的EGR系统

技术领域

本发明涉及一种用于汽油机的废气传导系统,包括可连接到汽油机的排气歧管的排气管路、可连接到汽油机的进气歧管的进气管路以及安装在所述排气管路中的涡轮。

背景技术

美国专利US 5,671,600 A揭示了一种用于柴油机的废气再循环系统。与废气再循环管路相连的一个颗粒过滤器被设置在排气出口或者排气管路中。废气再循环管路在进气管路中通向增压空气压缩机的上游。在废气再循环管路中还设有用以改变废气质量流量的一个阀。颗粒过滤器保护进气空气压缩机或者进气空气冷却器以免遭污染。

DE10 2012 021 882 A1专利揭示了在汽油机的主废气流中设置颗粒过滤器。与柴油机的布置不同，颗粒过滤器不需要附加的主动装置就能实现最大程度的再生，例如，累计到触发点(附加的或者嵌入有碳氢化合物的烟尘颗粒)的颗粒物团在正常的汽油机外界条件下发生燃烧，主要分别形成二氧化碳和水。为此目的，为了燃烧需要高于500℃的足够高的废气温度以及氧气。这种废气温度对于汽油机的绝大多数运行范围在发动机启动后的瞬间就能达到。由于主要的汽油机还都是以化学计量的方式操作的，废气中的含氧量对于完全燃烧包含在过滤器中的颗粒物团也许是不够的。在这种情况下，汽油机燃料拦截阶段的常规减速是有帮助的，由于缺乏来自司机的负载要求，为了降低油耗，内燃机喷射就停止了。带有以齿轮干涉作为发动机制动的发动机导致车速降低，新鲜空气通过低速内燃机流过排气系统。这些没有燃烧的空气影响了颗粒过滤器中的颗粒物，预先被发动机废气所加热。当达到足够的温度时，这些颗粒物点燃并燃烧成气体以穿过颗粒过滤器，从而最终清洁颗粒过滤器。

其它方法，例如次级进气系统，通过剩余空气来实现颗粒过滤器的主动再生已经被DE 10 2013 003 701 A1，DE 10 2013 008 426以及WO 2008 127 755 A2所揭示。

DE 10 2009 014 277 A1揭示了一种用以操作具有排气管路以及废气再循环管路且与进气管路相连的柴油机。废气再循环管路能够通过三通阀选择性地连接到位于废气再循环管路中且柴油颗粒过滤器处于再生模式下的排气系统，其中在常规运行过程中，废气再循环管路通过三通阀与进气管路流体连通以为了废气回流。

DE 10 2010 046 747 A1揭示了一种操控具有三元催化转化器以及下游颗粒过滤器的汽油机的方法。为了位于排气管路中的颗粒过滤器能够实现再生，还设有一个经过三元催化转化器的旁路，其中在旁路中还包括为了实现颗粒过滤器再生而输送二次空气的空气泵。同时，在这种情况下，低压废气再循环管路也供给有二次空气。

EP 2 194 351 B1描述了用于柴油机的废气冷却器。

发明内容

本发明是基于配置和排布一种用于汽油机的废气传导系统，使得能够改善颗粒过滤器的再生。

本发明的目的是这样实现的：包括通向进气管路的至少一个废气再循环管路，以及排气管路包括通向涡轮机下游的排气管路的至少一个旁通管路，其中

a)废气再循环管路分叉于涡轮机的上游，以及旁通管路分叉于废气再循环管路，或者

b)旁通管路分叉于涡轮机的上游，以及废气再循环管路分叉于旁通管路，其中

c)至少一个颗粒过滤器被布置在废气再循环管路中或者在废气再循环管路上游的旁通管路中或者在废气再循环管路上游的排气管路中，其中，为了汽油机更高的负载操作，旁通管路与废气再循环管路可与废气同时作用。

如果旁通管路对废气再循环管路分叉，分支优选地位于废气再循环管路中颗粒过滤器的下游。这允许为旁通管路像颗粒过滤器一样被提供。

这里所描述的废气传导系统包括作为核心的废气再循环系统(EGR系统)。作为原则，一个EGR系统包括至少一个废气再循环管路(EGR管路)、一个废气再循环冷却器(EGR冷却器)以及一个废气再循环瓣阀(EGR阀)。

在汽油机的EGR系统以及进气系统中能够观察到沉积物，指的是“湿烟灰”或者“污垢”，其能够造成严重后果，例如降低冷却效果、阻塞、均匀性差以及非正常燃烧。相应地，迄今为止的EGR系统很少在汽油机上应用，而且有限制。

大体上，也同样在本专利申请的框架内，对于发动机所在的三个操作区间：较高负荷运转、部分负荷运转以及超负荷运转也是有所区别的。较高负荷运转被进一步细分成全负荷运转和高负荷运转，虽然这与本发明没有任何进一步的影响。

从部分负荷运转开始，负荷运转是指发动机根据负载的增加且没有进一步的措施，例如这里所描述的废气再循环，而达到的燃烧极限，因此爆震可能发生。位于部分负荷运转下面的就是超负荷运转，其中发动机不给车辆提供任何驱动特征或者没有任何意义。

在汽油机具有EGR系统的情况下，再循环废气的冷却对于优化燃烧是有优势的。由于未冷却的废气再循环，尤其是在较高负荷时，包括全负荷运转和高负荷运转，根据所供给的热废气会导致较高的进气温度。这反过来导致注油损耗以及汽油机爆震倾向的增加。这与不良的发动机性能损失是相联系的。这些缺点能够通过对再循环的废气进行冷却而降低。然而，这导致发生了由水及/或碳氢化合物或者碳氢化合物混合物所组成的冷凝物数量的增加以及再循环废气中剩余物的不完全燃烧，其导致沉积在EGR系统以及进气系统中且以湿脱胶形式的烟熏不断增加。相应地，颗粒过滤器与进气空气冷却器的组合，例如像EP 2194 351 B1所描述的柴油颗粒过滤器，还没有进入人们的考虑以避免根据前述颗粒过滤器沉积物所导致的堵塞风险。

此外，颗粒过滤器只在非常特定的限制作用范围内达到颗粒过滤器自我再生所需的最低温度。在这种情况下，需要采取更多的主动再生措施，这在操作和成本方面是不利的。相比汽油废气中含有的湿成分，柴油颗粒是较干燥的成分，其凝结和凝结的倾向较小。此外，由于柴油机的排气温度普遍较低，因此对柴油机的颗粒过滤器采取主动再生措施是非常必要的。

像柴油颗粒过滤器一样，汽油发动机的颗粒过滤器会保留微粒。为了油颗粒过滤器再生，例如烧掉颗粒物，需要足够高的废气温度和盈余的氧气。在升温阶段后，汽油机EGR系统中存在着与废气特性有关的第一个先决条件，即足够高的废气温度。在汽油发动机的广泛的操作范围，例如在燃烧状态(化学计量汽油发动机中的lambda＝1)时，然而作为颗粒过滤器中颗粒物完全燃烧的基础，氧的过剩是不存在的。因此，颗粒物只有通过废气流动输送到颗粒过滤器，它们中的部分在可供利用的剩余氧中燃烧，部分被保留在那里，直到完全燃烧的条件具备为止。再生，即颗粒物的燃烧，只有在发动机的减速阶段关闭喷射时才能发生。在这个减速阶段，例如在发动机仍在运转，进、出口阀开启以及EGR阀开启的情况下，氧气进入EGR系统并流经集成在那里的颗粒过滤器。当颗粒过滤器中的温度足够高时，颗粒物就会燃烧生成二氧化碳。在某些情况下，还会生成一氧化碳、碳氢化合物及/或氮氧化合物。

在减速操作中，汽油机的EGR阀通常是关闭的。这样，当来自驾驶员更新负载要求发生或达到发动机怠速时，发动机的点火必须立即发生，而不会受到可能仍然存在的少量残余气体的危害。

然而，为了使EGR管路中的颗粒过滤器能够再生，例如在减速操作中，必须打开EGR阀。这使得带有富氧的废气流经颗粒过滤器并进行再生。这种再生一直持续到颗粒物或废气分别由于减速操作中的冷却空气，使得温度低于再生所需的最低温度为止。最迟在此时，EGR阀可以关闭以保证将要发生的发动机燃烧的重新启动。但是,来自驾驶员更新负载要求何时发生是不知道的。

根据本发明的旁通管路，即使EGR阀关闭，EGR管路中的颗粒过滤器也可以再生。旁通管路在颗粒过滤器的下游分叉，如果使用涡轮增压器，最好在涡轮排气口后通向排气管路。

在开启旁通管路时，减少了通过废气涡轮所传递的废气流。如果涡轮增压器上的压降大于EGR旁路拉伸上的压降，则尤其如此。当EGR管路是关闭的时，可以通过颗粒过滤器和旁通管路输送相应部分的废气。因此，在EGR阀关闭的阶段，颗粒过滤器的再生也是可取的，以便在减速操作中实现多次再生。

此外，与仅开启EGR阀的流量相比，颗粒过滤器输送的富氧废气流明显增加，再生能力增强。

因此，在发动机重新启动之前，不再需要防止颗粒过滤器的再生。再生同样可以很好地持续，只要安装在主废气流中的颗粒过滤器在减速运行中处于必要的再生阶段。因此，再生的效率甚至可能超过安装在主废气流下游的颗粒过滤器的效率，因为当安装位置靠近发动机，路径与涡轮增压器平行时，对颗粒过滤器施加较高的热压力就会发生。这导致颗粒过滤器中颗粒物的温度升高，例如在减速切换阶段，再生更加密集。

除了对颗粒过滤器再生的改善，根据本发明，旁通管路还具有其他固有的优点。

通过附加的可切换的旁通管路，一部分废气被输送经过废气涡轮。因此，旁通管路也具有废气阀门的功能，这种阀迄今已与传统涡轮增压器一起集成在涡轮外壳中。因此，如果废气能量超过了驱动废气涡轮增压器所需的能量，则不仅可以在减速状态下使用旁通管路，而且可以在汽油机最大负荷条件下使用。在这种情况下，由于废气中的残余氧和高的废气温度，颗粒过滤器可以再生。当然，附加的可切换旁通管路与具有废气门功能的涡轮增压器一起使用，虽不必要，但是完全有可能的。

此外，根据本发明的旁通管路具有固有的其他优点，特别是在发动机起动或冷起动阶段。

在发动机启动的情况下也可以打开旁通管路。在发动机起动或冷起动期间以及之后，因为这些操作点的废气能量太低，涡轮增压器的装载功能尚未呈现。相反，废气涡轮代表的是一种流动阻力，它会影响发动机的运转。因此，如果需要，可以通过EGR管路的颗粒过滤器和旁通管路将废气流导过涡轮机。当在EGR管路中的颗粒过滤器是涂覆时，通过这种方式，靠近发动机的不仅是残留的颗粒物，而且由于此处的发动机废气温度较高，在颗粒过滤器涂层上的反应较早，因此也较早地转换了非燃烧产物。适当的措施可以影响废气涡轮的流动阻力，例如在导入旁路流之前，在主排气系统中增加一个可调节的附加废气瓣阀。

除了再生所需的空气量外，可能还需要专门提高废气温度以达到再生所需的温度。为此，需要考虑现有技术中的措施，如点火时间延迟、负载点位移、或者加热。

根据本发明中将具有旁通节流阀的旁通管路与具有EGR阀的废气再循环管路进行组合，允许对旁通管路和废气再循环管路中的废气流量进行独立控制。EGR阀和旁通节流阀可以相互独立控制，从而相应地控制它们所输送的废气流量。

因此，在高负荷运行和减速运行时采用废气再循环，而在部分负荷运行时不进行废气再循环是不可取的。在较高负荷运行时，旁通管路功能与废气再循环同步进行从而实现废气门功能是能够实现的。

在这种情况下也是有利的：如果至少有一个颗粒过滤器未涂覆或者该颗粒过滤器具有用于CO，HC及/或NOx转化的催化作用的涂层。颗粒过滤器的涂层反过来又导致进气系统中污染物排放的减少，这将对燃烧产生额外有利的影响。在发动机燃烧时，颗粒过滤器的涂层起作用。这同样适用于颗粒过滤器的过滤效果。在减速操作中也能发生颗粒过滤器的再生。由于颗粒过滤和进一步不完全燃烧产物的催化转化相结合，向发动机输送的废气在燃烧产物和颗粒方面都具有较高的纯度。这对进气系统中的沉积物的避免和燃烧都有积极的影响，因此对污染物排放和汽油机的效率也有积极的影响。

根据本发明的布置和排列，如果在颗粒过滤器的下游设置位于废气再循环管路中的冷却器也可能是有利的。冷却器与颗粒过滤器在空间上或至少在热方面是分开的，因此颗粒过滤器在发动机运行状态下尽可能地保持高温，以便如果有足够的氧气剩余，它在排气中由于过滤成分的氧化而进行再生。据此，实现了颗粒过滤器再生的最大可能工作范围。冷却器的配置可以是废气冷却器、废气发动机冷却水冷却器，也可以是废气低温冷却水冷却器。在特殊实施例中，废气再循环的几个配置为能够打开的冷却器被串联或并联布置。

如果冷却器的出口侧具有废气标称温度Ta，该温度高于废气中所含物质的露点，例如250°>＝ta>＝100°或250°>＝a>＝105°，则尤其有利。在这种情况下，废气标称温度Ta被选择得足够高，以防止废气中所含的水冷凝。这一条件应适用于大部分的运行状态。因此，可以防止EGR系统的过度冷凝或污染。当进气管路或进气空气管路中的排气和新鲜空气混合后，在进入发动机前不久，第二冷却步骤首先将温度冷却到100℃以下。因此，冷凝水可以直接进入发动机燃烧室，并通过蒸发对发动机的燃烧产生积极影响。如下文所述，由于采用了颗粒过滤器，尽管充注空气进一步冷却，但靠近发动机的进气空气冷却器仍只有相当小的可能发生烟尘。

在这种情况下，可规定将废气再循环管路上游的进气管路配置为新鲜空气管路，并在新鲜空气管路中至少设置一个新鲜空气冷却器和新鲜空气节流阀。通过使用新鲜空气冷却器，可以在与废气混合之前对新鲜空气进行单独冷却。如果压缩后的新鲜空气在150℃到160℃的温度水平不是很高，那么新鲜空气的单独冷却也可以不用，其中新鲜空气与废气混合物如下文所述可以一起冷却。

如果新鲜空气冷却器的出口侧具有新鲜空气标称温度Tf，150°>＝Tf>＝60°，则会更有利。在新鲜空气系统中应用的冷却效果在任何情况下都有利于尽可能最冷的新鲜空气废气混合物。

如果将废气再循环管路开口下游的进气管路作为进气空气管路，并且如果在进气空气管路中至少提供一个进气空气冷却器，则同样是有利的。采用颗粒过滤器对循环废气进行净化，保证了新鲜空气与废气混合物的有效混合。由于采用了颗粒过滤器，有效地降低了进气空气冷却器中的烟尘含量。由于EGR管路中的颗粒过滤器，烟尘颗粒可以显著减少，并且由于EGR在高负荷运行时，废气温度可以显著降低，这种影响可以通过更密集的EGR和进气空气冷却来增强，使气缸进口前的进气温度降低到不带EGR的汽油机的水平。结果，汽油机的爆震倾向大大降低，可以实现明显的消耗改善。这是通过EGR冷却器、进气空气冷却器、以及新鲜空气冷却器(如果适用的话)对吸入的充注空气进行两步或三步冷却来实现的。

EGR管路在涡轮机上游的分叉保证了更高的废气温度，这对颗粒过滤器的再生和污染物的减少具有整体的积极影响。压缩机下游的开口具有调节短拉伸的优点。这种涡轮上游分支和压缩机下游开口的组合称为高压EGR(HP-EGR)。但是，在排气系统和进气系统所有期望的运行状态之间，可能不会有足够高的压力降以供应再循环废气量。在需要对再循环废气进行额外冷却的情况下，净化后的废气也可供应到压缩机下游的进气系统和进气空气冷却器的上游。结果，废气不仅在EGR冷却器中冷却，而且还在进气空气冷却器中冷却。可以想象的是，在这种布置中，进气空气冷却器设计得如此有效，以至于在EGR管路中循环排放的废气不需要EGR冷却器。

涡轮机上游分支与压缩机上游开口相结合，称为最大压力EGR(MP-EGR)，即使对废气再循环量有更大的要求，也能保证EGR管路内部的巨大压力差。然而，因此调节拉伸比HP-EGR的情况更长，而且压缩机和涡轮机在必要时必须适应修改后的质量吞吐量值。

涡轮机下游的分支与压缩机上游的开口相结合，称为低压EGR(LP-EGR)。

为此目的，如果进气空气冷却器在出口侧具有一个标称温度Tu，Tu<＝60°。由于进气空气的强化冷却，汽油机的废气温度可降至柴油机的水平(约850℃)。这对汽油机的爆震倾向有非常积极的影响，而且燃料消耗也有可能显著提高。可达到的最小进气空气标称温度Tu总是取决于用于冷却的冷却剂的温度，例如环境空气或发动机冷却水。由于物理环境，可达到的最小进气空气标称温度Tu总是高于冷却剂的温度。

如果废气再循环管路中安装了EGR阀，则根据工作点的不同，还可以调整废气再循环管路中的废气质量流量，这也是非常有利的。EGR阀位于颗粒过滤器下游位置是有利的。在发动机减速阶段，通过EGR阀，通过循环的新鲜空气的量来影响颗粒过滤器的再生是可行的。颗粒过滤器的上游位置导致EGR阀的污染增加，且仅在特殊情况下才考虑。此外，如果在冷却器的下游提供EGR阀，则可能是有利的。因此，它在温度负荷过高时被保护。

如果在旁通管路中设置旁通节流阀也是有利的。通过旁通节流阀可以根据工作点调整旁通管路中的废气质量流量。

此外这也是有利的：如果还包括具有附加EGR阀的附加废气再循环管路。该管路分支至废气再循环管路或者分支至旁通管路，其中附加的废气再循环管路打开到压缩机上游的入口管路。因此，附加EGR管路可以用作EGR管路的替代。两个EGR管路一起使用也是可能的。

如果在涡轮机的下游提供废气催化转化器，则会更有利。废气催化转化器最好位于旁通管路开口的下游。由于三元催化转化器或者氧化催化转化器，根据前述优点，对在主废气管路中降低排放污染都取得了较好的效果。

由于要循环的废气是从排气系统的催化转化器上游排出的，因此可以在废气再循环管路中集成一个附加的三元催化转化器或者一个氧化催化转化器，而不是采用涂覆的颗粒过滤器。然而，这些催化转化器代表了一种额外的结构部件，也可以用催化涂层的颗粒过滤器来避免。在任何情况下，污染物的氧化都会产生热，从而导致将下游颗粒过滤器进行加热。这将在减速操作中对颗粒过滤器独立的再生扩展到更多的运行状态中。

除此之外，还可为二次空气的供给提供保障，其通过将二次空气导入废气再循环管路及/或旁通管路，并为此目的提供相应的装置。二次空气也可引入废气再循环管路上游及/或旁通管路上游的排气管路中。使用二次空气与排气管路，为颗粒过滤器的再生供应额外的氧气也是有利的。然而，在这种情况下，必须记住，额外的气流实际上也是通过颗粒过滤器传递的。因此，在使用二次空气泵时，应打开EGR阀。此外，也可以选择打开旁通管路。然而，当EGR阀关闭时，旁通管路必须打开。二次空气可以通过一个单独的二次空气泵或进气空压机来提供，只要可用的压力水平能够保证这一点。根据需要，这种废气流量可以在排气系统的催化转化器之前或之后输送到旁通管路中。

本发明的目的也可以通过前面所述的排气系统及/或具有该废气传导系统的汽油机来实现的。

本发明的目的还可以通过一种操作汽油机的方法来实现，该汽油机具有前述的废气传导系统或者排气系统，其中：

a)在汽油机的运转或减速过程中，EGR阀至少部分关闭，至少有一部分废气通过颗粒过滤器以及通过至少部分打开的旁通管路输送，其中颗粒过滤器发生再生或者使发生再生变得可能；

b)在汽油机启动期间和启动后，至少部分关闭EGR阀，通过打开旁通节流阀，则至少部分废气流通过颗粒过滤器以及旁通管路被输送经过涡轮机，直到达到预定废气压力并要求关闭旁通管路为止；

c)在汽油机较高负荷运行期间，例如在汽油机全负荷或高负荷运行期间，旁通管路被用作废气门用于输送至少一部分经过涡轮机的废气，从而使颗粒过滤器得以进行再生或者使发生再生变得可能；在这种情况下，EGR阀至少可以部分或全部开启。

根据本发明使用的旁通管路，可分别在不同的工作点显著改善发动机性能和污染物排放。

在这方面，如果通过装置引入二次空气也可能是有利的，其中

a)打开EGR阀，以及可选地将补充废气通过旁通管路进行输送，其中旁通节流阀至少部分打开；或者

b)关闭EGR阀，以及选择性地将废气通过旁通管路进行输送，其中旁通节流阀至少部分打开。附加引入的质量流量可以通过旁通管路或者EGR管路进行输送。在后一种情况下，颗粒过滤器再生的改善得到了保证。

附图说明

本发明其它的优势以及细节，在权利要求和说明书中加以说明且在附图中示出。附图中：

图1显示了具有旁通管路的HP-EGR的原理图。

图2显示了具有旁通管路的MP-EGR的原理图。

图3显示了具有旁通管路的HP与MP-EGR相结合的原理图。

具体实施方式

根据图1至图3所示的所有原理图中，本发明揭示了一种废气传导系统1(EGR系统)，其被集成到汽油机2的排气系统和进气系统中。汽油机包括排气歧管2.1以及进气歧管2.2，同时还包括废气涡轮机3和进气空气压缩机4。所述排气系统和进气系统具有连接到汽油机2的排气歧管2.1上的排气管路2.3，所述涡轮机3被集成到排气管路2.3中。在所述排气管路2.3的末端，废气7离开废气传导系统1并流入其他的排气分支(未图示)。同时还包括连接于汽油机2的进气歧管2.2上的进气管路2.4，所述压缩机4被集成在所述进气管路2.4中。所述进气管路2.4通过空气传输系统(未图示)输入新鲜空气8。此外，还包括具有EGR阀1.3的至少一个废气再循环管路1.1a(EGR管路)，其分叉到排气管路2.3并通向进气管路2.4。根据图1所示，还可以选择性地在废气涡轮机3的下游以及旁通管路1.1b的开口的上游设置一个废气瓣阀2.7，以通过其影响废气涡轮机3的流动阻力。

作为补充，还提供了旁通管路1.1b，其同样分叉到排气管路2.3并在涡轮机3的下游向排气管路2.3打开。在这种情况下，旁通管路1.1b是否分叉到废气再循环管路1.1a，或者废气再循环管路1.1a是否分叉到旁通管路1.1b就无关紧要了。旁通管路1.1b具有一个用于调节气体质量流量的旁通节流阀1.4。

EGR阀1.3与旁通节流阀1.4均位于颗粒过滤器1.2，1.2X的下游。

在EGR管路1.1a中设有颗粒过滤器1.2，1.2X，其过滤已经再循环过或者即将再循环的废气7。颗粒过滤器1.2X能够被涂覆，并能够满足三元催化转化器或者至少氧化催化转化器的功能。可选地，颗粒过滤器1.2也可以不涂覆。在这种情况下也许需要一个废气催化转化器5*，例如，位于颗粒过滤器1.2的上游(如图中虚线所示)，为了确保再循环废气7的催化清洗。

此外，在EGR管路1.1a中且位于颗粒过滤器1.2，1.2x的下游设有至少一个EGR冷却器1.6。分别位于EGR冷却器1.6的下游或者位于进气管路2.4的开口的上游，本系统还设有用以调节EGR管路1.1a中质量流量的EGR阀1.3。

在进气管路2.4中设有进气空气或者新鲜空气节流阀2.6，其位于废气再循环管路1.1a与进气管路2.4的导入点的上游。进气管路2.4的这一部分也被也称为新鲜空气管路2.4a。在新鲜空气管路2.4a内还设有一个进气空气或者新鲜空气冷却器6。

在排气管路2.3中还设有位于涡轮机3下游的催化转化器5，其构造成三元催化转化器或者作为氧化催化转化器。不考虑如下图示的实施方式，原则上用于每一种情况下的催化转化器5可以是三元催化转化器或者作为氧化催化转化器。如果汽油机2是一种稀燃发动机，尤其可以考虑采用氧化催化转化器5。

作为对EGR冷却器1.6以及新鲜空气冷却器6的补充，在进气管路2.4中且位于废气再循环管路1.1a的导入点的下游设置一个进气空气冷却器2.5。进气管路2.4的这一部分也被也称为进气空气管路2.4b。

此外，在废气侧还设有将二次空气导入气缸盖或者导入排气歧管2.1或者导入排气管路2.3中的装置9。

原则上，根据从排气管路2.3上分叉出来的EGR管路1.1a以及通向所述进气管路2.4的EGR路1.1a，在三种架构的废气再循环系统中会产生区别。

从涡轮机3上游分叉出来的EGR管路1.1a与从压缩机4下游开口的EGR管路1.1a的组合被称之为高压EGR(HP-EGR)。

从涡轮机3上游分叉出来的EGR管路1.1a与从压缩机4上游开口的EGR管路1.1a的组合被称之为最高压EGR(MP-EGR)。

从涡轮机3下游分叉出来的EGR管路1.1a与从压缩机4上游开口的EGR管路1.1a的组合被称之为低压EGR(LP-EGR)。

根据图1所示的简图是一种由EGR管路1.1a所形成的HP-EGR，其分叉于涡轮机3的上游并向压缩机4的下游开口。开口位于进气空气或者新鲜空气节流阀2.6的下游。

图2配置了一种MP-EGR。

根据图3所示的实施方式，HP-EGR与MP-EGR被结合到一起。位于冷却器1.6的下游设有分叉到旁通管路1.1b且具有附加EGR阀1.5的附加EGR管路1.1c。该附加EGR管路1.1c中设有附加的EGR阀1.5。EGR管路1.1c从压缩机4的上游向进气管路2.4开口。作为选择方案，可以在附加EGR管路1.1c分支的下游设置一个EGR冷却器1.6*。旁通管路1.1b也可以在催化转化器5(如虚线所示)的下游开口。这同样适用于根据图1以及图2的实施方式。

元件符号清单

1 排气系统/废气传导系统

1.1a 废气再循环管路，EGR管路

1.1a/b EGR管路/旁通管路

1.1b 旁通管路

1.1c 附加废气再循环管路，EGR管路

1.2 颗粒过滤器

1.2x 颗粒过滤器，涂覆的

1.3 EGR阀

1.4 1.1b的旁通节流阀

1.5 附加EGR阀

1.6 冷却器，EGR冷却器

1.6* 冷却器可选位置

2 汽油机

2.1 排气歧管

2.2 进气歧管

2.3 排气管路

2.4 进气管路

2.4a 新鲜空气管路

2.4b 进气空气管路

2.5 进气空气冷却器

2.6 进气空气节流阀，新鲜空气节流阀

2.7 废气瓣阀

3 (废气)涡轮机

4 压缩机，进气空气压缩机

5 催化转化器，三元催化转化器，氧化催化转化器

5* 废气催化转化器，三元或者氧化催化转化器，可选

6 进气空气冷却器，新鲜空气冷却器

7 废气

8 新鲜空气

9 用于导入二次空气的装置

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于汽油机（2）的废气传导系统（1），包括能够连接到汽油机（2）的排气歧管（2.1）上的排气管路（2.3），能够连接到汽油机（2）的进气歧管（2.2）上的进气管路（2.4）以及布置在排气管路（2.3）中的涡轮机（3），

其特征在于，

包括具有EGR阀1.3且通向进气管路（2.4）的至少一个废气再循环管路（1.1a，1.1c），排气管路（2.3）包括具有旁通节流阀1.4的至少一个旁通管路（1.1b），所述旁通管路（1.1b）通向涡轮机（3）下游的排气管路（2.3），其中

a）废气再循环管路（1.1a）分叉于涡轮机（3）的上游，旁通管路（1.1b）分叉于废气再循环管路（1.1a），或者

b）旁通管路（1.1b）分叉于涡轮机（3）的上游，废气再循环管路（1.1a）分叉于旁通管路（1.1b），其中

c）至少一个颗粒过滤器（1.2，1.2x）被布置在废气再循环管路（1.1a）中或者在废气再循环管路（1.1a）上游的旁通管路（1.1b）中或者在废气再循环管路（1.1a）上游的排气管路（2.3）中，其中，为了汽油机更高的负载运行，旁通管路（1.1b）与废气再循环管路（1.1a）可与废气同时作用，其中

该至少一个颗粒过滤器（1.2x）具有用于CO，HC以及NOx转化的催化作用涂层，以及位于涡轮机（3）下游的且配置为三元催化转化器的废气催化转化器（5）。

2.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，在废气再循环管路（1.1a）中设有位于颗粒过滤器（1.2，1.2x）下游的冷却器（1.6）。

3.如权利要求3所述的废气传导系统（1），其特征在于，所述冷却器（1.6）的出口侧具有废气标称温度Ta，所述废气标称温度高于废气中所含物质的露点。

4.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，位于废气再循环管路（1.1a）的开口的上游的进气管路（2.4）被配置为新鲜空气管路（2.4a），且在新鲜空气管路（2.4a）中设有至少一个新鲜空气冷却器（6）以及一个新鲜空气节流阀（2.6）。

5.如权利要求5所述的废气传导系统（1），其特征在于，所述新鲜空气冷却器（6）的出口侧具有废气标称温度Tf，150°>= Tf >= 60°。

6.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，位于废气再循环管路（1.1a）的开口的下游的进气管路（2.4）被配置为进气空气管路（2.4b），且在进气空气管路（2.4b）中设有至少一个进气空气冷却器（2.5）。

7.如权利要求7所述的废气传导系统（1），其特征在于，所述进气空气冷却器（2.5）的出口侧具有进气空气标称温度Tu，Tu <= 60°。

8.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，废气再循环管路（1.1a）内的废气质量流量可通过废气再循环管路（1.1a）内的EGR阀（1.3）调节，具体取决于操作点。

9.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，旁通管路（1.1b）内的废气质量流量可通过旁通管路（1.1b）内的旁通节流阀（1.4）调节，具体取决于操作点。

10.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，还包括具有附加EGR阀（1.5）的附加废气再循环管路（1.1c），所述附加废气再循环管路（1.1c）分叉于废气再循环管路（1.1a）或者分叉于旁通管路（1.1b），其中所述附加废气再循环管路（1.1c）通向位于压缩机（4）上游的进气管路（2.4）。

11.如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1），其特征在于，还包括将二次空气导入的装置（9），通过该装置（9）能够将二次空气导入废气再循环管路（1.1a）及/或旁通管路（1.1b）中。

12.一种排气系统及/或一种汽油机（2），其具有如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1）。

13.一种操作汽油机（2）的方法，其具有如前述任一权利要求所述的废气传导系统（1）或者排气系统，其特征在于，

a）在运行汽油机（2）的过程中，至少部分开启EGR阀（1.3），则至少部分废气流通过颗粒过滤器（1.2，1.2x）以及旁通管路（1.1b）被输送，其中颗粒过滤器（1.2，1.2x）发生再生；

b）在汽油机（2）启动期间以及启动后，至少部分关闭EGR阀（1.3），通过打开旁通节流阀（1.4），则至少部分废气流通过颗粒过滤器（1.2，1.2x）以及旁通管路（1.1b）被输送经过涡轮机（3）直到预定状态要求关闭旁通管路（1.1 b）为止；

c）在汽油机（2）负荷较高或接近满负荷时，旁通管路（1.1b）被用作废气门以输送至少一部分废气流经过涡轮机（3），其中颗粒过滤器（1.2，1.2x）发生再生。

14.如权利要求15所述的方法，其特征在于，通过装置（9）导入二次空气，其中：

a）打开EGR阀（1.3），以及可选地将补充废气（7）通过旁通管路（1.1b）进行输送；或者

b）关闭EGR阀（1.3），以及选择性地将废气（7）通过旁通管路（1.1b）进行输送。

15.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，吹入的二次空气也能够被导入到EGR管路（1.1a/b）中。

Claims (17)

1.一种用于汽油机(2)的废气传导系统(1)，包括能够连接到汽油机(2)的排气歧管(2.1)上的排气管路(2.3)，能够连接到汽油机(2)的进气歧管(2.2)上的进气管路(2.4)以及布置在排气管路(2.3)中的涡轮机(3)，

其特征在于，

包括具有EGR阀1.3且通向进气管路(2.4)的至少一个废气再循环管路(1.1a，1.1c)，排气管路(2.3)包括具有旁通节流阀1.4的至少一个旁通管路(1.1b)，所述旁通管路(1.1b)通向涡轮机(3)下游的排气管路(2.3)，其中

a)废气再循环管路(1.1a)分叉于涡轮机(3)的上游，旁通管路(1.1b)分叉于废气再循环管路(1.1a)，或者

b)旁通管路(1.1b)分叉于涡轮机(3)的上游，废气再循环管路(1.1a)分叉于旁通管路(1.1b)，其中

c)至少一个颗粒过滤器(1.2，1.2x)被布置在废气再循环管路(1.1a)中或者在废气再循环管路(1.1a)上游的旁通管路(1.1b)中或者在废气再循环管路(1.1a)上游的排气管路(2.3)中，其中，为了汽油机更高的负载运行，旁通管路(1.1b)与废气再循环管路(1.1a)可与废气同时作用。

2.如权利要求1所述的废气传导系统(1)，其特征在于，所述至少一个颗粒过滤器(1.2)是未涂覆的，或者该颗粒过滤器(1.2)具有用于转化CO，HC以及NOx的催化作用涂层。

3.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，在废气再循环管路(1.1a)中设有位于颗粒过滤器(1.2，1.2x)下游的冷却器(1.6)。

4.如权利要求3所述的废气传导系统(1)，其特征在于，所述冷却器(1.6)的出口侧具有废气标称温度Ta，所述废气标称温度高于废气中所含物质的露点。

5.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，位于废气再循环管路(1.1a)的开口的上游的进气管路(2.4)被配置为新鲜空气管路(2.4a)，且在新鲜空气管路(2.4a)中设有至少一个新鲜空气冷却器(6)以及一个新鲜空气节流阀(2.6)。

6.如权利要求5所述的废气传导系统(1)，其特征在于，所述新鲜空气冷却器(6)的出口侧具有废气标称温度Tf，150°>＝Tf>＝60°。

7.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，位于废气再循环管路(1.1a)的开口的下游的进气管路(2.4)被配置为进气空气管路(2.4b)，且在进气空气管路(2.4b)中设有至少一个进气空气冷却器(2.5)。

8.如权利要求7所述的废气传导系统(1)，其特征在于，所述进气空气冷却器(2.5)的出口侧具有进气空气标称温度Tu，Tu<＝60°。

9.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，废气再循环管路(1.1a)内的废气质量流量可通过废气再循环管路(1.1a)内的EGR阀(1.3)调节，具体取决于操作点。

10.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，旁通管路(1.1b)内的废气质量流量可通过旁通管路(1.1b)内的旁通节流阀(1.4)调节，具体取决于操作点。

11.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，还包括具有附加EGR阀(1.5)的附加废气再循环管路(1.1c)，所述附加废气再循环管路(1.1c)分叉于废气再循环管路(1.1a)或者分叉于旁通管路(1.1b)，其中所述附加废气再循环管路(1.1c)通向位于压缩机(4)上游的进气管路(2.4)。

12.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，还包括位于涡轮机(3)下游的废气催化转化器(5)。

13.如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)，其特征在于，还包括将二次空气导入的装置(9)，通过该装置(9)能够将二次空气导入废气再循环管路(1.1a)及/或旁通管路(1.1b)中。

14.一种排气系统及/或一种汽油机(2)，其具有如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)。

15.一种操作汽油机(2)的方法，其具有如前述任一权利要求所述的废气传导系统(1)或者排气系统，其特征在于，

a)在运行汽油机(2)的过程中，至少部分开启EGR阀(1.3)，则至少部分废气流通过颗粒过滤器(1.2，1.2x)以及旁通管路(1.1b)被输送，其中颗粒过滤器(1.2，1.2x)发生再生；

b)在汽油机(2)启动期间以及启动后，至少部分关闭EGR阀(1.3)，通过打开旁通节流阀(1.4)，则至少部分废气流通过颗粒过滤器(1.2，1.2x)以及旁通管路(1.1b)被输送经过涡轮机(3)直到预定状态要求关闭旁通管路(1.1b)为止；

c)在汽油机(2)负荷较高或接近满负荷时，旁通管路(1.1b)被用作废气门以输送至少一部分废气流经过涡轮机(3)，其中颗粒过滤器(1.2，1.2x)发生再生。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，通过装置(9)导入二次空气，其中：

a)打开EGR阀(1.3)，以及可选地将补充废气(7)通过旁通管路(1.1b)进行输送；或者

b)关闭EGR阀(1.3)，以及选择性地将废气(7)通过旁通管路(1.1b)进行输送。

17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，吹入的二次空气也能够被导入到EGR管路(1.1a/b)中。