CN107882659B - 具有排气再循环装置的内燃发动机和用于操作所述类型的内燃发动机的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种用于操作内燃发动机的方法。方法包括使被定位在EGR冷却器下游的排气再循环(EGR)管道中的EGR阀闭合，该EGR管道耦连到进气系统和排气系统，并且确定排气系统中的排气压力波的轮廓。方法还包括基于排气压力波的轮廓调整可变体积容器的体积，该可变体积容器被定位在EGR冷却器下游和EGR阀上游。

Description

具有排气再循环装置的内燃发动机和用于操作所述类型的内 燃发动机的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月30日提交的德国专利申请第102016219097.0号的优先权。为了所有目的，上述申请的全部内容通过引用整体合并于此以用于各种目的。
技术领域
本说明书总体涉及用于内燃发动机中排气再循环的方法和系统。
背景技术
在先前的发动机中，排气再循环(EGR)系统可用于减少排放物。EGR系统通常将排气从排气管道运送到发动机中的进气管道。一些EGR系统还采用被设计用于从EGR气体中去除热量的EGR冷却器，以能够将更大质量的EGR气体引入进气系统中，以进一步减少排放物。
然而，EGR系统可在发动机操作的某些时段诸如在起动(例如，冷起动)期间被停机。因此，在EGR不活动的这些时段期间，EGR冷却器可保持不用。然而，可期望在此类时段期间从排气中提取热量。因此，先前的EGR系统在某些工况期间可能无法有效地操作EGR冷却器，从而降低了系统的效率。
发明内容
以上面所陈述的背景技术为背景，并且认识到前述问题，本发明人已经研发了一种用于操作内燃发动机的方法。该方法包括使被定位在EGR冷却器下游的排气再循环(EGR)管道中的EGR阀闭合，该EGR管道耦连到进气系统和排气系统，并且确定排气系统中的排气压力波的轮廓(profile)。该方法还包括基于排气压力波的轮廓，调整可变体积容器(vessel)的体积，可变体积容器被定位在EGR冷却器下游和EGR阀的上游。因此，可利用排气系统中的压力波，以在EGR不活动期间使得能够进行EGR冷却器操作。由EGR冷却器提取的能量可用于加热发动机冷却剂和/或发动机机油，例如，以增加燃烧效率且相应地减少排放物。
具体地，在一个示例中，在EGR阀闭合时，可调整可变体积容器的体积，以加强通过EGR冷却器的压力波传播。以这种方式，可变体积容器使得能够调谐EGR系统中的音响效果，以促进和加强通过其中的波传播。因此，在EGR阀闭合时，EGR冷却器可从排气中提取热量，从而增加发动机效率。
应该认识到，提供上述内容是为了以简化的形式引入在具体实施方式中将会进一步描述的选择构思。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。而且，所要求保护的主题不限于解决上文或在本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。
附图说明
图1示意性地示出了内燃发动机连同排气再循环装置的示例。
图2和图3示出了用于控制内燃发动机和排气再循环装置的方法。
具体实施方式
本文描述了内燃发动机。内燃发动机可包括至少一个汽缸；用于向至少一个汽缸供应增压空气的进气系统；用于排放排气的排气排放系统；以及排气再循环装置，该排气再循环装置包括从排气排放系统分支以便形成第一接合点且通向进气系统中以便形成第二接合点的再循环管线，冷却器被提供在再循环管线中。冷却器具有导引冷却剂且用于在排气和冷却剂之间传递热量的冷却套，并且关闭元件被布置在冷却器下游的再循环管线中。
本文还描述了用于操作所述类型的内燃发动机的方法。
所陈述类型的内燃发动机可用作机动车辆驱动单元。在本说明书的背景中，表述“内燃发动机”涵盖利用混合动力燃烧过程的柴油发动机和奥拓循环发动机以及混合动力内燃发动机，以及不仅包括内燃发动机还包括电机的混合动力驱动器，该电机可依据驱动连接到内燃发动机，并且从内燃发动机捕获功率或作为可切换的辅助传动装置额外地输出功率。
在内燃发动机的研发中，可谋求减少(例如，最小化)燃料消耗。此外，谋求污染排放物的减少，以便能够遵守当前和未来的污染排放物要求。
内燃发动机还可配备有机械增压装置，其中机械增压主要是用于增加功率的方法，其中发动机中的燃烧过程所需的增压空气被压缩，因此，更大质量的增压空气可在每个工作循环中供应到每个汽缸。以这种方式，可增加燃料质量，并且因而增加汽缸中的平均压力。
机械增压可为用于增加内燃发动机的功率同时维持不变的波及体积，或用于减少波及体积同时维持相同功率的一种合适的方式。在任何情况下，机械增压引起体积功率输出的增加和更得当的功率重量比。如果波及体积减少，则鉴于相同的车辆边界条件，可能将负载集体朝向较高的负载转移，在较高的负载下比燃料消耗量更低。因此，内燃发动机的机械增压有助于努力减少发动机燃料消耗，并且因而提高内燃发动机的效率。
使用合适的变速器配置，额外地可能实现所谓的自动降速，借以同样实现较低的比燃料消耗。在自动降速的情况下，使用以下事实：在低发动机转速下的比燃料消耗通常较低，特别是在存在相对高的负载的情况下。
当发动机利用机械增压时，还可能实现关于排气排放物的优点。在具有例如柴油发动机的合适的机械增压的情况下，可因而减少氮氧化物排放，而没有显著的效率损失。同时，当发动机使用机械增压器时，碳氢化合物排放物可能受到积极影响。与燃料消耗直接相关的二氧化碳的排放物同样随跌落的燃料消耗而减少。
然而，为了坚持当前和未来的污染排放物要求，另外的措施可为必要的。这里，发动机研发的重点尤其在于减少氮氧化物排放，特别是在柴油发动机中，它们具有高度的相关性。由于氮氧化物的形成不仅需要过量的空气还需要高温，所以用于减低氮氧化物排放的一个概念可包括具有较低燃烧温度的燃烧过程的实施方式。
这里，排气再循环(EGR)，也就是说燃烧气体从发动机的出口侧到入口侧的再循环在实现该目的中可为得当的，其中可能通过增加排气再循环率大大减少氮氧化物排放。这里，排气再循环率xEGR可被确定为xEGR＝mEGR/(mEGR+m新鲜空气)，其中mEGR指代再循环排气的质量，并且m新鲜空气指代供应的新鲜空气。也可考虑经由排气再循环提供的氧气。
为了获得氮氧化物排放的大大减少，可需要高排气再循环率，高排气再循环率可为xEGR≈60％至70％或以上的数量级。此类高再循环率可需要再循环排气的冷却。冷却再循环气体减少排气温度，并且增加排气的密度，使得可对更大质量的排气进行再循环。因此，排气再循环装置可配备有冷却器。本文所描述的内燃发动机的排气再循环装置还可具有布置在再循环管线中的冷却器，也就是说，EGR冷却器，EGR冷却器具有被配置成在排气和冷却剂之间传递热量的冷却剂导引冷却套。
如果再循环的热排气的温度降低且冷凝物形成，则在将再循环排气引入进气系统期间可能出现问题。
首先，如果再循环的热排气与进气系统中的冷的新鲜空气相遇且混合，则可形成冷凝物。在这样的示例中，排气冷却下来，而新鲜空气的温度增加。新鲜空气和再循环排气的混合物的温度，也就是说燃烧空气的温度位于再循环排气的排气温度以下。在排气的冷却过程期间，如果气体燃烧空气流中的组分的露点温度未达到，则先前包含在排气中的和/或在仍处于气态形式的燃烧空气中的液体(特别是水)可能会冷凝。在自由燃烧空气流中发生冷凝物形成，其中燃烧空气中的致污物通常形成用于形成冷凝物液滴的起始点。
其次，由于壁温度通常位于相关气体组分的露点温度以下，所以当再循环的热排气和/或燃烧空气撞击进气系统的内壁时，可形成冷凝物。
冷凝物和冷凝物液滴可能是不期望的，并且可引起进气系统中噪声排放物的增加，并且可能损坏布置在机械增压器或排气涡轮增压器的进气系统中的压缩机叶轮的叶轮叶片。后者效果与压缩机效率的减少相关联。
关于上述冷凝物形成的问题，EGR冷却器可有助于减少冷凝。在再循环过程期间用于再循环排气的冷却具有减少(例如，基本上防止)进气系统中冷凝形成的有利效果。相反，冷凝形成可发生在排气再循环系统中，其中可从系统中去除冷凝物。
在前的EGR冷却器的缺点在于排气能量，也就是说可借助于冷却剂从冷却器中的排气中提取的热量仅当排气被再循环时是可利用的和可用的。根据现有技术，如果排气再循环装置已经停用，使得没有排气被再循环，则热排气的排气能量保持未被利用。如果可利用所述排气能量，则可实现内燃发动机中的另外的效率优点。
例如，可利用热排气的能量以减少摩擦损失，并且因此减少内燃发动机的燃料消耗。在这样的示例中，借助于排气热量，特别是在冷起动之后，发动机机油的快速升温可为得当的。在内燃发动机的预热阶段期间发动机机油的快速升温可确保机油的粘度的相应快速降低，并且因此减少摩擦和摩擦损失，特别是在供应有机油的轴承(例如，曲轴的轴承)中。
这里，可例如借助于加热设备主动地使机油升温。为此，与其预期的目的相反，在预热阶段期间可能利用冷却剂操作的机油冷却器用于使机油升温。
为了减少摩擦损失，发动机机油的快速升温也可通过内燃发动机本身的快速加热来辅助，反过来，内燃发动机本身的快速加热也被协助，也就是说凭借在预热阶段期间从内燃发动机中提取的少量的热量强迫协助。
在这方面，在液体冷却的内燃发动机的情况下，将热量供应到发动机冷却系统的冷却剂也可为得当的，特别是在预热阶段中或在冷起动之后。排气能量有可能被用于使用于发动机冷却的冷却剂升温。
以上面陈述的背景技术为背景，本文所描述的内燃发动机的目的是比现有技术更有效地利用排气能量以实现增加的效率。
本文还描述了用于操作所述类型的内燃发动机的方法，该方法使发动机能够实现效率增益。
在一个示例中，可通过内燃发动机实现效率增益，内燃发动机具有至少一个汽缸；用于向至少一个汽缸供应增压空气的进气系统；用于排放排气的排气排放系统；以及排气再循环装置，该排气再循环装置包括从排气排放系统分支以便形成第一接合点且通向进气系统中以便形成第二接合点的再循环管线，被提供在再循环管线中的冷却器。冷却器具有导引冷却剂且用于在排气和冷却剂之间传递热量的冷却套，并且关闭元件被布置在冷却器下游的再循环管线中。可通过以下事实区分内燃发动机：被提供用于排气再循环装置的第一接合点和关闭元件之间的排气的体积是可变的，所述体积是连贯形式(coherent form)，并且朝向排气排放系统打开。
在上面所描述的内燃发动机的情况下，特别是在电荷交换期间发生在排气排放系统中的动态波现象被用于改进EGR冷却器中的热量传递，具体地特别是当排气再循环装置已经停用且没有排气被再循环时。
在电荷交换期间离开内燃发动机的汽缸的燃烧气体的抽空可基本上基于两种不同的机制。当出口阀在电荷交换开始时靠近下止点打开时，由于在燃烧即将结束的时候汽缸中占主导地位的高压水平以及燃烧室和排气管线之间相关联的高压差，所以燃烧气体以高速流过通向排气排放系统中的出口。由高压峰值协助所述压力驱动流动过程，高压峰值也称为预出口振动(pre-outlet shock)，并且以声速沿排气排放系统传播高压峰值。排气的压力经由由于摩擦而由排气行进的距离的增加或减少而被消散，也就是说被更大或更小的程度地减少。在电荷交换的另外的过程期间，汽缸和排气排放系统中的压力相等，使得不再主要以压力驱动的方式抽空燃烧气体，而是由于活塞的往复运动而排出燃烧气体。
为了能够利用排气排放系统中发生的动态波现象，特别是压力峰值，为了改进EGR冷却器中的热量传递，借助于在冷却器下游的关闭元件的布置，本文所描述的排气再循环装置可被配置成朝向排气排放系统打开，使得即使当关闭元件被闭合时，冷却器也可用热排气撞击。然后，即使当关闭元件被闭合时，也就是说当排气再循环装置已停用时，沿着排气排放系统通过的压力波也传播到再循环管线或排气再循环装置中，并且到冷却器中。
在第一接合点处进入再循环管线的压力峰值可在再循环管线或排气再循环装置中传播，并且压缩介于第一接合点和闭合的关闭元件之间的排气，借以热排气被输送通过冷却器，并且通过对流将热量释放到冷却剂。沿着再循环管线通过的压力波被反射在排气再循环装置的闭合端上，其中介于闭合的关闭元件和第一接合点之间的排气再次膨胀，借以排气又一次被输送通过冷却器，并且再次通过对流将热量释放到冷却剂。
还必须注意的是，由于传播的压力峰值，所以排气的温度局部地且临时增加。增加的排气温度或由增加的排气温度造成的排气和冷却剂之间增加的温差通过热传导引发强化的热量传递。
如本文所描述的，排气再循环装置的第一接合点和关闭元件之间的排气体积是可变的，也就是说是可改变的或可调整的。该具体的或结构性的特征具有有利效果：朝向排气排放系统打开的连贯体积可适于内燃发动机的不同操作状态，以这样的方式关于排气排放系统中发生的动态波现象设定(例如，优化)体积，以便增加(例如，最大化)EGR冷却器中的热量传递。在一个示例中，当调整EGR系统中的体积时，传播和维护以及压力波在体积中的反射都可被考虑。
排气能量可以被用于例如预热阶段中或在冷起动之后，用于使内燃发动机的发动机机油升温，并且因此减少内燃发动机的摩擦损失。在液体冷却的内燃发动机的情况下，排气能量可用于使发动机冷却系统的冷却剂升温，并且因此加速内燃发动机的加热。这两种措施改进或增加内燃发动机的效率。
在本背景中也必须考虑到，在先前的内燃发动机中的冷起动之后，没有排气被再循环，因为在将再循环排气引入冷进气系统中时，特别大量的冷凝物将不可避免地形成。因此，尽管存在以目标方式使发动机机油和内燃发动机升温的需求的事实，但是特别是在冷起动之后(特别地在内燃发动机的冷起动之后)不能利用热排气的排气能量。
相比之下，在本文所描述的内燃发动机中，即使当排气再循环装置已经停用时(例如，当排气再循环装置中的关闭元件被闭合时)，也可利用热排气的排气能量。即使当排气再循环装置已经停用时，也可将热量从排气传递到冷却器的冷却剂，其中流过或循环通过冷却器的冷却剂从冷却器的内部排放热量，并且供应热量用于预定义使用。因此，内燃发动机的效率增加。在这方面，根据现有技术，排气排放系统的排气中固有的排气能量不能被利用，但是根据本文所描述的发动机可利用所述排气能量。
本文所描述的内燃发动机实现了效率增益，并且具体地比先前的发动机更有效地使用排气能量。
关闭元件用作EGR阀，并且当排气再循环装置是启用时，用于调整再循环率(也就是说再循环的排气流率)。布置在第二接合点处的组合阀的使用准许再循环排气流率的调整，并且同时准许进入的新鲜空气流率的节流。
内燃发动机的实施例是有利的，其中被提供用于排气再循环装置的冷却器和关闭元件之间的排气的体积是可变的，所述体积是连贯形式，并且朝向排气排放系统打开。在该实施例中，冷却器下游的体积可为可变的，并且在冷却器上游的排气再循环装置的入口区域可能不是可变的。
内燃发动机的实施例可为有利的，其中提供机械增压装置。参考已经提到的优点，并结合增机械压作出陈述。
下面论述内燃发动机的另外有利的实施例。
内燃发动机的实施例可为有利的，其中被提供用于排气再循环装置的第一接合点和关闭元件之间的排气的体积可包括至少一个容器，该至少一个容器被连接或可连接到再循环管线。
为了使被提供用于排气的体积可变，可能提供可连接到再循环管线的一个容器或多个容器或额外体积。由于将容器连接到再循环管线，也就是说连接到排气再循环系统，被提供用于排气的体积被扩大。通过容器到再循环管线的连续连接，被提供用于排气的体积可以阶梯式或渐进式扩大。
在背景中，内燃发动机的实施例可为有利的，其中至少一个容器本身具有可变体积。通过连接到再循环管线的容器的体积的变化，调整被提供用于排气的体积。
内燃发动机的实施例可为有利的，其中例如凭借能够以可伸缩的方式缩短和延长再循环管线，再循环管线的长度是可变的，并且因此体积也是可变的。
内燃发动机的实施例是有利的，其中可借助于辅助传动装置驱动的至少一个压缩机布置在进气系统中。
与排气涡轮增压器相比，可借助于辅助传动装置(也就是说机械增压器)驱动的压缩机的优点在于，增机械压器可在更广泛的工况内产生期望的充气压力，并且使期望的充气压力是可用的。具体地，在一个示例中，由辅助传动装置驱动的压缩机可将增压提供到发动机，而不管内燃发动机的操作状态。这特别应用于可借助于电机电驱动的机械增压器，并且因而与曲轴的旋转速度无关。
在现有技术中，特别是在借助于排气涡轮增压在所有发动机转速范围内实现功率增加时遇到困难的情况。在现有发动机中未达到某个发动机转速的情况下，可观察到相对严重的扭矩下降。如果考虑到充气压力比取决于涡轮压力比或涡轮机功率，则所述扭矩下降是可以理解的。如果减少发动机转速，则可实现较小的排气质量流量，并且因而实现较低的涡轮机压力比或较低的涡轮机功率。因此，为了较低的发动机转速，充气压力比同样降低。充气压力比的降低相当于扭矩下降。
然而，内燃发动机的实施例可为有利的，其中提供至少一个排气涡轮增压器，至少一个排气涡轮增压器包括布置在排气排放系统中的涡轮机和布置在进气系统中的压缩机。在排气涡轮增压器中，压缩机和涡轮机布置在相同的轴上。热的排气流被馈送到涡轮机，并且在能量释放的情况下在涡轮机中膨胀，并且因此，轴被旋转。由排气流向轴所供应的能量用于驱动同样布置在轴上的压缩机。压缩机输送且压缩馈送到它的增压空气。因此，压缩机可向汽缸提供增压。在一个示例中，有利地，在压缩机下游的进气系统中提供增压空气冷却器。增压空气冷却器使得压缩的增压空气能够在它进入至少一个汽缸之前被冷却。增压空气冷却器减低温度，并且从而增加增压空气的密度，使得冷却器还有助于改进的汽缸的充气(也就是说，到更大的空气质量)。因此，通过发动机实现通过进入的空气的冷却带来的压缩。
与可借助于辅助传动装置驱动的机械增压器相比，排气涡轮增压器的一个优点是：排气涡轮增压器利用热排气的排气能量，而机械增压器直接或间接地从内燃发动机汲取驱动机械增压器所需的能量，并且因此至少只要驱动能量不源于能量回收源，不利地影响效率(也就是说减少)效率。
如果机械增压器不是能够借助于电机(也就是说电)驱动的机械增压器，则在机械增压器和内燃发动机之间可需要用于功率传输的机械连接或运动学连接，这也可能不利地影响发动机舱中的包装。
为了能够在低发动机转速下抵消扭矩下降，内燃发动机的实施例可为特别有利的，其中提供至少两个排气涡轮增压器。具体地，如果减少发动机转速，则引起较小的排气质量流量，并且因而引起较低的充气压力比。
通过多个排气涡轮增压器(例如串联或并联连接的多个排气涡轮增压器)的使用，可明显改进机械机械增压内燃发动机的扭矩特性。
为了改进扭矩特性，除了至少一个排气涡轮增压器之外，还可能提供另外的压缩机，具体地是可借助于辅助传动装置驱动的机械增压器或另外的排气涡轮增压器的压缩机。
机械机械增压内燃发动机的实施例可为有利的，其中再循环管线通向压缩机下游的进气系统中，以便形成第二接合点。
在所谓的高压EGR装置的情况下，将排气引入压缩机的下游的进气系统中。为了提供或确保排气排放系统和进气系统之间的再循环所需的压力梯度，在排气涡轮增压装置的情况下，可从相关联的涡轮机上游的排气排放系统提取排气。高压EGR具有排气不通过压缩机的优点，并且因而在再循环之前不必经受排气后处理，例如在微粒过滤器中。在压缩机中不存在改变压缩机几何形状(特别是流动横截面)的沉积物的风险，并且从而减少了压缩机的效率。如果真会发生的话，在压缩机的下游发生冷凝物形成，在压缩过程期间，压缩机也会加热供应给压缩机的增压空气，并且从而抵消(例如，阻止)冷凝物形成。
机械机械增压内燃发动机的实施例也可为有利的，其中再循环管线通向压缩机上游的进气系统中，以便形成第二接合点。
在用排气涡轮增压和同时使用高压EGR装置来操作内燃发动机的期间，当从涡轮机上游的排气排放系统提取再循环排气且再循环排气不再可用于驱动涡轮机时，可出现冲突。
在排气再循环率增加的情况下，引入到涡轮机中的排气流同时降低。通过涡轮机的减少的排气质量流量引起较低的涡轮机压力比，因此充气压力比也跌落，这相当于较小的压缩机质量流量。除了降低的充气压力之外，关于喘振极限的压缩机的操作中可额外地出现问题。在污染排放物方面也可出现缺点，例如关于在柴油发动机的情况下在加速期间碳烟的形成。
由于这个原因，可期望能够实现高充气压力和高排气再循环率的发动机特征。能够实现高充气压力和高排气再循环率的一个此类发动机特征是低压EGR系统。在低压EGR系统中，已经流过涡轮机的排气被再循环到进气系统中。为此，低压EGR装置可包括从涡轮机下游的排气排放系统分支的再循环管线。再循环管线可通向压缩机上游的进气系统中，以便能够实现排气排放系统和进气系统之间的再循环所需的压力梯度。
为了产生再循环所需的压力梯度，还可能在第一接合点下游的排气排放系统中提供关闭元件，以便致积聚排气，并且增加排气压力，和/或还可能在第二接合点上游的进气系统中提供关闭元件，以便在入口侧降低压缩机上游的压力。关于能量效率，两种措施可能都是不利的。特别地，关于内燃发动机的机械增压，在压缩机上游的入口侧处的增压空气的节流必须被认为是不利的。
经由低压EGR装置再循环的排气与压缩机上游的新鲜空气混合。以这种方式产生的新鲜空气和再循环排气的混合物形成供应到压缩机且被压缩的增压空气，其中在一些示例中，压缩的增压空气在压缩机下游的增压空气冷却器中被冷却。
由于通过压缩机导引排气，所以排气可在涡轮机下游经受排气后处理。在一些示例中，低压EGR装置也可与高压EGR装置组合。
由于上面已经陈述的原因，因而，机械机械增压内燃发动机的实施例可为有利的，其中再循环管线从涡轮机上游的排气排放系统分支，以便形成第一接合点。
机械机械增压内燃发动机的实施例也可为有利的，其中所提供的排气涡轮增压器的涡轮机具有可变的涡轮机几何形状，这准许通过涡轮机几何形状的或有效涡轮机横截面的调整，更加广泛地适应内燃发动机的操作。这里，用于影响流动方向的可调整的导向叶片可布置在涡轮机的入口区域中。通过与旋转叶轮的叶轮叶片相比，导向叶片不会与涡轮机的轴一起旋转。
如果涡轮机具有固定不变的几何形状，则导向叶片布置在入口区域中，以便如果完全提供导向设备，则导向叶片不仅是静止的而且是完全不可移动的，也就是说刚性固定的。相比之下，在可变几何形状的情况下，导向叶片被适当地布置成静止的但不是完全不可移动的。具体地，导向叶片可布置成可围绕其轴线旋转，使得接近叶轮叶片的流动可受到叶片的影响。
通过涡轮机几何形状的调整，可能影响涡轮机上游的排气压力，并且因此可能影响排气排放系统和进气系统之间的压力梯度，并且因此影响高压EGR装置的再循环率。
同样由于上面已经陈述的原因，机械增压内燃发动机的实施例可为有利的，其中再循环管线从涡轮机下游的排气排放系统分支，以便形成第一接合点。
在背景中，机械增压内燃发动机的实施例是有利的，其中在涡轮机和第一接合点之间的排气排放系统中提供至少一个排气后处理系统。由于排气被导引通过压缩机，所以排气可在涡轮机下游经受排气后处理。
在一个示例中，机械增压内燃发动机的实施例可为有利的，其中微粒过滤器被提供在排气后处理系统中，用于排气的后处理。
为了减少(例如，最小化)碳烟排放物，在这种情况下可使用再生微粒过滤器，再生微粒过滤器将碳烟颗粒从排气中过滤掉，并且存储碳烟颗粒，其中在过滤器的再生过程期间间歇地烧掉所述碳烟颗粒。在一个示例中，缺少催化协助时，微粒过滤器的再生所需的温度可为约550℃。因而，为了确保在所有工况下过滤器的再生，通常可实施额外的措施。
过滤器的再生将热量引入排气中，并且增加排气温度，并且因此增加排气焓。因此，在过滤器的出口处可获得能量丰富的排气，可以本文所描述的方式利用排气。
机械增压内燃发动机的实施例也可为有利的，其中氧化催化转化器被提供作为排气后处理系统，用于排气的后处理。
即使没有额外的措施，在足够高的温度水平和足够大的氧气量存在的情况下，在排气排放系统中适当地发生未燃烧的碳氢化合物的和一氧化碳的氧化。然而，由于排气温度在下游方向迅速跌落，并且反应速率急剧降低，所以可能会迅速停止所述反应。因而，可使用催化反应器，使用催化材料的催化反应器即使在低温下也能确保氧化。如果额外还原氮氧化物，则在奥拓循环发动机的情况下，这可通过使用三元催化转化器来实现。
氧化可为放热反应，其中所释放的热量增加了温度，并且因此增加了排气的焓。因此，在氧化催化转化器的出口处可获得更加能量丰富的排气。在这方面，提供氧化催化转化器是得当的和有利的，特别是也关于由本文所描述的发动机利用排气能量。
为了减少氮氧化物，可使用选择性催化转化器，其中有目的地将还原剂引入排气中，以便选择性地还原氮氧化物。作为还原剂，除了氨和尿素之外，还可使用未燃烧的碳氢化合物。
还可借助于存储催化转化器来减少氮氧化物排放。这里，氮氧化物最初在内燃发动机的稀燃操作期间被吸收，也就是说，在再生阶段期间被释放和还原之前被收集且存储在催化转化器中，例如经过内燃发动机在缺氧的情况下的亚化学计量操作。
包含在排气中的硫同样被吸收在存储催化转化器中，并且必须在所谓的脱硫过程中定期去除包含在排气中的硫。为此，可需要在600℃和700℃之间的温度。
因而，内燃发动机的实施例也可为有利的，其中存储催化转化器被提供作为排气后处理系统，用于排气的后处理。
内燃发动机的实施例可为有利的，其中提供了用于绕过冷却器的旁通管线，该旁通管线绕开EGR冷却器，并且借助于旁通管线，经由排气再循环装置的再循环的排气可绕过冷却器被引入到进气系统中。
在一些示例中，绕开EGR冷却器以便阻止热量额外地被引入到内燃发动机的液体型冷却装置中可为得当的。如果内燃发动机的液体型冷却装置已经被高度地加载，例如在全负载情况下，则这样的做法是得当的。如果在发动机致动过程期间利用排气再循环装置，则对于热排气被再循环而不用被冷却同样可为得当的。
内燃发动机的实施例也可为有利的，其中液体型冷却装置被提供用于形成发动机冷却系统。
内燃发动机的实施例也可为有利的，其中内燃发动机的至少一个汽缸盖被提供具有集成在汽缸盖中的至少一个冷却套，以便形成液体型冷却装置。
已证明液体型冷却装置特别是在机械增压发动机的情况下是有利的，这是因为机械增压发动机的热加载大大高于常规内燃发动机的热加载。如果汽缸盖具有集成的排气歧管，则所述汽缸盖与配备有外部歧管的常规汽缸盖相比被更高度地加载，对冷却装置的需求增加。
在背景中，内燃发动机的实施例可为有利的，其中液体型冷却装置具有包括冷却器的冷却回路。
如果EGR冷却器被并入到发动机冷却系统的冷却回路中，则形成电路所需的许多部件和组件可只需要提供一次，因为这些可都用于EGR冷却器的冷却回路，并且也可用于发动机冷却系统的冷却回路，这引起协同效应和成本节省，而且引起重量减轻。
例如，可仅期望提供用于输送冷却剂的一个泵，以及用于存储冷却剂的一个贮器。可从通用热交换器中的冷却剂提取消散到来自内燃发动机和EGR冷却器中的冷却剂的热量。
因此，由EGR冷却器中的冷却剂吸收的排气能量或排气热量可因此同样更容易地被利用，例如用于使内燃发动机或发动机机油升温。
本文还描述了用于操作上面所描述的类型的内燃发动机的方法。该方法包括通过使关闭元件闭合且调整被提供用于排气的体积以增加(例如，最大化)从排气到冷却器的冷却剂的热量传递，停用排气再循环装置。
关于内燃发动机已经陈述的那些也可应用于本文所描述的方法。内燃发动机的不同实施例可需要对应地不同的方法变体，其中在此方面参考对应的陈述。
方法变体可为有利的，其中在体积的设定中考虑内燃发动机的发动机转速nmot。
内燃发动机的发动机转速nmot对排气排放系统中发生的动态波现象具有直接影响，并且因此对EGR冷却器中的热量传递具有直接影响。
方法变体也可为有利的，其中排气再循环装置的关闭元件在预热阶段或在内燃发动机的冷起动之后被闭合。
特别是在内燃发动机的冷起动之后，存在以目标方式使发动机机油和内燃发动机升温的需求。由于排气再循环系统中关闭元件的布置，所以即使当排气再循环装置已被停用，也可利用热排气。
也就是说，尽管在预热阶段中排气再循环装置已被停用，但是热量可从排气传递到冷却剂。流过冷却套的冷却剂从冷却器的内部消散热量，并且可将热量供应给其它发动机部件。
图1示意性地示出了内燃发动机1连同排气再循环装置4的示例。在一些示例中，排气再循环装置可为排气再循环(EGR)系统。
内燃发动机1具有用于向汽缸供应增压空气的进气系统3，并且具有用于从汽缸排放排气的排气排放系统2。排气排放系统2可被称为排气系统。
为了机械增压的目的，内燃发动机1配备有排气涡轮增压器6，排气涡轮增压器6包括布置在排气排放系统2中的涡轮机6b，以及布置在进气系统3中的压缩机6a。
然而，在其它示例中，可由辅助传动装置50驱动压缩机6a。辅助传动装置50可包括能量存储设备52和电动马达54。能量存储设备52可被设计成将功率提供给电动马达54，以及使用例如再生制动系统从发动机1聚集能量。
此外，排气再循环装置4被提供在发动机1中。在一些示例中，排气再循环装置4可被称为EGR系统。排气再循环装置4具有再循环管线4a，该再循环管线4a从涡轮机6b下游的排气排放系统2分支，以便形成第一接合点2a，并且再循环管线4a通向压缩机6a上游的进气系统3，以便形成第二接合点3a。在再循环管线4a中布置有冷却器5(例如，EGR冷却器)，该冷却器5具有被配置成使得能够在排气和冷却剂之间传递热量的冷却剂导引冷却套5a。在一个示例中，再循环管线4a可为EGR管道。冷却套5a被设计成运送围绕流过冷却器的排气的冷却剂。冷却器5和具体地冷却套5a包括从第一冷却剂管道26接收冷却剂的入口端口20，以及将冷却剂排出到第二冷却剂管道28中的出口端口22。如图所示，由包括热交换器24(例如，散热器)和泵25的发动机冷却系统23提供流入和流出冷却套5a的冷却剂。热交换器24被配置成从流过其中的冷却剂去除热量，并且泵被配置成使冷却剂循环通过发动机冷却系统23和冷却器5。额外地或供选择地，例如，在冷起动期间，来自冷却器5的冷却剂可被引导到发动机润滑系统以加热流过系统的发动机机油。在其它示例中，来自冷却器5的热量可被引导到舱室加热装置，以提供舱室加热。
第一冷却剂管道26在入口端口20和第一接合部27之间延伸，并且第二冷却剂管道28在出口端口22和第二接合部29之间延伸。冷却剂管道在它们耦连到的部件之间提供流体连通。
阀(例如，三通阀)可包括在第一接合部27和/或第二接合部29中，并且被设计成调节在接合部处向管道中的每个管道提供的冷却剂的量。例如，可调整第一接合部和/或第二接合部中的阀，以引导冷却剂流通过发动机冷却系统23和排气再循环装置4两者。具体地，在一个示例中，例如，通过流过冷却器5的排气加热的冷却剂可被直接运送到横穿发动机1的冷却剂管道36(例如，冷却套)而不会流过热交换器24以在冷起动期间加热发动机。然而，在其它条件期间，通过流过冷却器5的排气加热的冷却剂可被直接运送到热交换器24，而不穿越发动机中的冷却剂管道36。在其它示例中，可调整第一接合部和/或第二接合部中的阀，以引导冷却剂单独通过发动机冷却系统23，或单独通过排气再循环装置4。在其它示例中，冷却器5可包括专用热交换器(例如，散热器)和泵，专用热交换器(例如，散热器)和泵与由发动机冷却系统23所使用的热交换器和泵分开。另外在其它的示例中，来自冷却器5的冷却剂可被引导通过热交换器24中的冷却剂管线，冷却剂管线与从发动机冷却系统23接收冷却剂的冷却剂管线分开。在这样的示例中，冷却剂可并行地被运送通过热交换器24中的分开的冷却剂管线。
额外地，旁通管线38可耦连在冷却器5上游和下游，以使得排气能够绕开冷却器。旁通阀39可被定位在旁通管线38中，并且被配置成调整(例如，增加或减少)通过其中的排气流。
布置在冷却器5下游的再循环管线4a中的关闭元件4b被配置成设定(例如，增加或减少)再循环排气流率，也就是说再循环率的再循环排气流率，并且因此也用于排气再循环装置4的停用。例如，关闭元件4b可被设计成在所选择的工况期间阻挠排气再循环流动，同时在其它所选择的工况期间准许排气再循环流动。因此，关闭元件4b可为被设计成调整穿越再循环管线4a的排气的流率的EGR阀。EGR阀的示例包括旋转阀、蝶形阀和/或用于调节EGR流量的任何其它合适的阀。
当排气再循环装置4为启用时，在进气系统3中将再循环排气与新鲜空气混合之前，冷却器5减少用于再循环的热排气中的温度。在第二接合点3a上游的进气系统3中布置有节气门3b，借助于该节气门尤其是可能影响排气排放系统2和进气系统3之间的驱动压力梯度。
所示出的排气再循环装置4由以下事实区分：被提供用于第一接合点2a或冷却器5和闭合的关闭元件4b之间的排气的体积7是可变的，该体积为连贯形式，并且朝向排气排放系统2打开。在目前情况下，提供容器7a(例如，可变体积容器)，该容器7a可连接到再循环管线4a，并且体积可变。因而，容器7a通向再循环管线4a中。具体地，容器7a通向冷却器5下游和关闭元件4b上游的再循环管线4a中。
容器7a包括体积调整设备30和致动器32。在一个示例中，体积调整设备30可为活塞，并且致动器32可为电磁阀。然而，已经考虑了其它的体积调整设备，诸如以可伸缩的方式增加和减少长度的可调整长度的管道。在其它示例中，体积调整设备可包括旋转或可折叠的部件，以使得设备中的体积能够变化。在一些示例中，以这种方式可调整的排气体积可适于内燃发动机1的不同操作状态，特别是适于不同的发动机转速nmot，以便使停用的排气再循环装置4的可得到排气的体积适于排气排放系统2中的动态波现象，并且增加(例如，优化)EGR冷却器中的热量传递。
图1还示出了发动机1中的控制器100。具体地，在图1中控制器100被示出为常规微型计算机，该常规微型计算机包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、不失效存储器110和常规数据总线。控制器100被配置成从耦连到发动机1的传感器接收各种信号。传感器可包括发动机冷却剂温度传感器120、排气传感器122、进气气流传感器124等。额外地，控制器100还被配置成接收来自节气门位置传感器112的节气门位置(TP)，该节气门位置传感器112耦连到由操作者116致动的踏板114。
额外地，控制器100可被配置成触发一个或多个致动器，和/或向部件发送命令。例如，控制器100可触发以下的调整：排气再循环装置4、节气门3b、关闭元件4b、泵25、旁通阀39、容器7a(例如，致动器32和/或体积调整设备30)、辅助传动装置50，和/或包括在第一接合部27和/或第二接合部29中的阀。
例如，调整容器7a可包括调整致动器以调整容器中的体积。在又一示例中，容器中的体积调整量可被经验地确定，并且被存储在预定的查找表或功能中。例如，一个表可对应于当暂停EGR操作时确定容器中的体积调整量，并且另一个表可对应于在发生EGR操作时确定容器中的体积调整量。
图2示出了用于操作内燃发动机的方法200。在其它实施例中，方法200以及本文所描述的其它方法可由上面关于图1描述的内燃发动机、发动机系统和发动机部件来实施，或可由其它合适的内燃发动机、发动机系统和发动机部件来实施。此外，在一个示例中，方法200以及本文所描述的其它方法可作为指令存储在由处理器可执行的非暂时性存储器中。而且，应当了解，方法200中所描述的指令以及下面所描述的其它方法可触发发动机和EGR系统中的致动器。
在202处，该方法包括通过使被定位在再循环管线中的关闭元件闭合而停用排气再循环装置。以这种方式，可通过EGR系统来抑制排气流。应当了解，当发动机转速和/或发动机温度低于阈值时，可停用EGR。阈值发动机温度可在100华氏度(F)和200华氏度(F)之间，并且阈值发动机转速可为2000转/分钟(RPM)-5000转/分钟(RPM)。然而，已经考虑了许多阈值发动机转速和阈值发动机温度。
接下来在204，该方法包括调整被定位在关闭元件上游的再循环管线中的容器中的体积，以增加从再循环管线中的排气传递到耦连到容器上游的再循环管线的冷却器中的冷却剂的热量。因此，可调谐容器中的体积以增加且加强通过EGR系统的压力波传播，以增加传递到EGR冷却器的热量的量。以这种方式，即使当排气未被运送通过EGR系统也能从冷却器中提取能量。
在一个示例中，当调整容器中的体积时，考虑内燃发动机的发动机转速。例如，当发动机转速增加时，容器中的体积可增加，或反之亦然。另一方面，在一些示例中，当发动机转速降低时，容器中的体积可降低，或反之亦然。另外，在其它示例中，可调整容器中的体积以减少从再循环管线中的排气传递到冷却器的热量。例如，在某些工况期间可能不需要发动机加热。因此，在这样的示例中，容器中的体积可被调谐以抑制(dampen)通过EGR系统且具体地通过冷却器的压力波传播。当不期望从EGR冷却器聚集额外的能量时，可由容器抑制压力波。
图3示出了用于操作内燃发动机和EGR系统的方法300。在302处，该方法包括确定发动机工况。发动机工况可包括发动机转速、发动机负载、阀正时、发动机温度、排气压力、排气流率等。
接下来在304处，该方法包括确定是否应在EGR系统中实施EGR操作。确定是否应实施EGR操作可基于发动机温度、发动机转速、排气组分等。例如，当发动机转速大于阈值(例如，2000RPM-3000RPM)时，可实施EGR操作。应当了解，在一些示例中，前述阈值可基于发动机工况而改变。而且，已经考虑了许多发动机转速阈值。
如果确定应该实施EGR操作(在304处为“是”)，则该方法前进到306。在306处，该方法包括打开EGR阀。
然而，如果确定不应实施EGR操作(在304处为“否”)，则方法进行到308。在308处，该方法包括使EGR阀闭合。接下来在310处，该方法包括确定排气系统中排气压力波的轮廓(例如，频率和幅度)。可基于发动机转速、阀正时、发动机温度等确定排气压力波的轮廓。具体地，在一个示例中，发动机转速可与排气系统中的压力波的频率和幅度直接相关。
在312处，该方法包括确定发动机中是否存在加热需求。可基于阈值温度(例如，50华氏度(F)至100华氏度(F))，确定发动机加热需求。然而，已经考虑了许多阈值温度。在一个示例中，当发动机低于阈值温度(例如，阈值冷起动温度)时，可存在发动机加热需求。相反，当发动机高于阈值温度时，可不存在加热需求。
如果确定存在发动机加热需求(在312处为“是”)，则该方法前进到314。在314处，该方法包括当EGR阀闭合时，调整可变体积容器中的体积，以加强通过EGR冷却器的压力波传播。以这种方式，当不发生EGR操作时，EGR冷却器可用于从排气中提取能量。特别地，当EGR闭合时，可调谐EGR系统中的声共振，以促进通过EGR系统的压力波传播。例如，压力波可在下游方向上传播通过冷却器，并且然后压力波从EGR阀弹开，并且在被重新引入到排气管道中之前在上游方向上通过冷却器回传。在一些示例中，从EGR冷却器提取的能量可用于加热发动机冷却剂，加热发动机机油，加热发动机舱室，和/或可直接到达具有加热需要的其它合适的系统。以这种方式，可增加发动机效率。另外，在一个示例中，响应于调整可变体积容器中的体积以加强通过EGR冷却器的压力波传播，可增加递送到EGR冷却器的冷却剂的量。
另一方面，如果确定不存在对发动机加热的需求(在312处为“否”)，则方法进行到316。在316处，该方法包括当EGR阀闭合时，调整可变体积容器中的体积，以抑制通过EGR冷却器的压力波传播。以这种方式，当不期望从排气中提取热量时，可调谐可变体积容器，以减少传递到冷却器的热量的量。例如，当发动机温度高于阈值(例如，170华氏度(F)-200华氏度(F))时，可能不期望通过EGR冷却器提取热量。另外，在一个示例中，响应于调整可变体积容器中的体积，以抑制通过EGR冷却器的压力波传播，可减少递送到EGR冷却器的冷却剂的量。
另外，在其它示例中，可串联控制递送到EGR冷却器的冷却剂和由可变体积容器控制的通过EGR冷却器的压力波传播。例如，可通过基于发动机转速调整容器中的体积，加强通过EGR冷却器的压力波传播，同时增加的冷却剂量流过EGR冷却器。然而，当发动机达到阈值温度(例如，170华氏度(F)-200华氏度(F))时，可减少递送到EGR冷却器的冷却剂。额外地或可替代地，当发动机达到阈值温度时，可通过可变体积容器中的体积的调节，抑制通过EGR冷却器的压力波传播的量。以这种方式，可调谐EGR系统以产生压力波消除。
将在以下段落中进一步描述本发明。在一个方面中，提供一种内燃发动机。内燃发动机包括至少一个汽缸；用于向至少一个汽缸供应增压空气的进气系统；用于排放排气的排气排放系统；以及排气再循环装置，该排气再循环装置包括从排气排放系统分支以便形成第一接合点且通向进气系统中以便形成第二接合点的再循环管线，冷却器被提供在再循环管线中，冷却器具有导引冷却剂且用于在排气和冷却剂之间的传递热量的冷却套，并且关闭元件被布置在冷却器下游的再循环管线中，其中被提供用于排气再循环装置的第一接合点和关闭元件之间的排气的体积是可变的，所述体积是连贯形式，并且朝向排气排放系统打开。
在另一个方面中，提供一种用于操作内燃发动机的方法。该方法包括通过使被定位在再循环管线中的关闭元件闭合，停用排气再循环装置；以及调整被定位在关闭元件上游的再循环管线中的容器中的体积，以增加从再循环管线中的排气传递到耦连到容器上游的再循环管线的冷却器中的冷却剂的热量。
在又一方面中，提供一种用于操作内燃发动机的方法。该方法包括使被定位在EGR冷却器下游的排气再循环(EGR)管道中的EGR阀闭合，该EGR管道耦连到进气系统和排气系统，确定排气系统中的排气压力波的轮廓，以及基于排气压力波的轮廓，调整可变体积容器的体积，该可变体积容器被定位在EGR冷却器下游和EGR阀上游。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，被提供用于排气再循环装置的第一接合点和关闭元件之间的排气的体积可包括连接到再循环管线的至少一个容器。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，至少一个容器可具有可变体积。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，内燃发动机还可包括布置在进气系统中的至少一个压缩机，至少一个压缩机可借助于辅助传动装置来驱动。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，内燃发动机还可包括至少一个排气涡轮增压器，该至少一个排气涡轮增压器包括布置在排气排放系统中的涡轮机和布置在进气系统中的压缩机。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，再循环管线可通向压缩机的下游的进气系统，以便形成第二接合点。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，可在涡轮机和第一接合点之间的排气排放系统中提供至少一个排气后处理系统。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，内燃发动机还可包括旁通管线，该旁通管线被提供用于绕过冷却器。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，内燃发动机还可包括形成发动机冷却系统的液体型冷却装置。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，液体型冷却装置可具有冷却回路，该冷却回路包括排气再循环装置的冷却器。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，可在调整容器中的体积中考虑内燃发动机的发动机转速。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，在EGR阀闭合时，可调整可变体积容器的体积，以加强通过EGR冷却器的压力波传播。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，当存在对发动机加热的需求时，可调整可变体积容器的体积，以加强压力波传播。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，该方法还可包括响应于调整可变体积容器的体积，增加提供给EGR冷却器的冷却剂的流率。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，在EGR阀闭合时，可调整可变体积容器的体积，以抑制通过EGR冷却器的压力波传播。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，当不存在对发动机加热的需求时，可调整可变体积容器的体积，以抑制压力波传播。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，当发动机转速和发动机温度中的至少一个低于阈值时，EGR阀可闭合。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，可基于发动机转速、发动机温度和阀正时中的至少一个，确定排气压力波的轮廓。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，微粒过滤器可被提供作为排气后处理系统，用于排气的后处理。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，氧化催化转化器可被提供作为排气后处理系统，用于排气的后处理。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，再循环管线可通向压缩机的上游的进气系统中，以便形成第二接合点。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，再循环管线可从涡轮机上游的排气排放系统分支，以便形成第一接合点。
在本文方面或方面的组合中的任一个中，再循环管线可从涡轮机下游的排气排放系统分支，以便形成第一接合点。
注意，本文所包括的示例控制和估计例程可与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。本文所公开的控制方法和例程可作为可执行指令存储在非暂时性存储器中，并且可由包括控制器的控制系统与各种传感器、致动器和其它发动机硬件组合来完成。本文所描述的具体例程可表示任何数量的处理策略中的一个或多个，任何数量的处理策略诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。同样地，可以所示的顺序、并行地或在某些情况下被省略地实行所示的各种动作、操作和/或功能。同样地，处理的次序并非实现本文所描述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是被提供用于便于说明和描述。可根据所使用的特定策略重复执行所示出的动作、操作和/或功能中的一个或多个。另外，所描述的动作、操作和/或功能可图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中所描述的动作通过执行系统中的指令来完成，该系统包括与电子控制器组合的各种发动机硬件部件。
应当了解，本文所公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体实施例不被认为具有限制含义，因为许多变化是可能的。例如，上面的技术可应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸和其它发动机类型。本公开的主题包括各种系统和配置以及本文所公开的其它特征、功能和/或属性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。
以下权利要求书特别地指出了被视为是新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“元件”或“第一元件”或其等同物。此类权利要求应被理解为包括一个或多个此类元件的并入，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。可通过本权利要求书的修改或通过在本申请或相关申请中新的权利要求的呈现，要求保护所公开的特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合。此类权利要求，不管与原始权利要求的范围相比更宽、更窄、相同或者不同，也被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种内燃发动机，其包括：
至少一个汽缸；
进气系统，其用于向所述至少一个汽缸供应增压空气；
排气排放系统，其用于排放排气；以及
排气再循环装置，其包括从所述排气排放系统分支以便形成第一接合点且通向所述进气系统中以便形成第二接合点的再循环管线，冷却器被提供在所述再循环管线中，所述冷却器具有导引冷却剂且用于在排气和冷却剂之间传递热量的冷却套，并且关闭元件被布置在所述冷却器下游的所述再循环管线中；
其中被提供用于所述排气再循环装置的所述第一接合点和所述关闭元件之间的排气的体积是可变的，以增加或减少从所述再循环管线中的排气传递到所述冷却器中的冷却剂的热量，所述体积是连贯形式，并且朝向所述排气排放系统打开。
2.根据权利要求1所述的内燃发动机，其中被提供用于所述排气再循环装置的所述第一接合点和所述关闭元件之间的排气的所述体积包括连接到所述再循环管线的至少一个容器。
3.根据权利要求2所述的内燃发动机，其中所述至少一个容器具有可变体积。
4.根据权利要求1所述的内燃发动机，还包括布置在所述进气系统中的至少一个压缩机，所述至少一个压缩机能够借助于辅助传动装置被驱动。
5.根据权利要求1所述的内燃发动机，还包括至少一个排气涡轮增压器，所述至少一个排气涡轮增压器包括布置在所述排气排放系统中的涡轮机和布置在所述进气系统中的压缩机。
6.根据权利要求5所述的内燃发动机，其中所述再循环管线通向所述压缩机下游的所述进气系统中，以便形成所述第二接合点。
7.根据权利要求5所述的内燃发动机，其中在所述涡轮机和所述第一接合点之间的所述排气排放系统中提供至少一个排气后处理系统。
8.根据权利要求1所述的内燃发动机，还包括旁通管线，所述旁通管线被提供用于绕过所述冷却器。
9.根据权利要求1所述的内燃发动机，还包括形成发动机冷却系统的液体型冷却装置。
10.根据权利要求9所述的内燃发动机，其中所述液体型冷却装置具有冷却回路，所述冷却回路包括所述排气再循环装置的所述冷却器。
11.一种用于操作内燃发动机的方法，包括：
通过使被定位在再循环管线中的关闭元件闭合，停用排气再循环装置；以及
调整被定位在所述关闭元件上游的所述再循环管线中的容器中的体积，以增加从所述再循环管线中的排气传递到耦连到所述容器上游的所述再循环管线的冷却器中的冷却剂的热量。
12.根据权利要求11所述的方法，其中在调整所述容器中的所述体积中考虑所述内燃发动机的发动机转速。
13.一种用于操作内燃发动机的方法，其包括：
使被定位在EGR冷却器下游的排气再循环管道即EGR管道中的EGR阀闭合，所述EGR管道耦连到进气系统和排气系统；
确定所述排气系统中排气压力波的轮廓；以及
基于所述排气压力波的所述轮廓，调整可变体积容器的体积，所述可变体积容器被定位在所述EGR冷却器下游和所述EGR阀上游。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述EGR阀闭合时，调整所述可变体积容器的所述体积，以加强通过所述EGR冷却器的压力波传播。
15.根据权利要求14所述的方法，其中当存在对发动机加热的需求时，调整所述可变体积容器的所述体积，以加强压力波传播。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括响应于调整所述可变体积容器的所述体积，增加提供给所述EGR冷却器的冷却剂的流率。
17.根据权利要求13所述的方法，其中在所述EGR阀闭合时，调整所述可变体积容器的所述体积，以抑制通过所述EGR冷却器的压力波传播。
18.根据权利要求17所述的方法，其中当不存在对发动机加热的需求时，调整所述可变体积容器的所述体积，以抑制压力波传播。
19.根据权利要求13所述的方法，其中当发动机转速和发动机温度中的至少一个低于阈值时，所述EGR阀闭合。
20.根据权利要求13所述的方法，其中基于发动机转速、发动机温度和阀正时中的至少一个，确定所述排气压力波的所述轮廓。
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