CN109416004A - 具有冷却的内部废气再循环和scr催化剂的内燃机 - Google Patents

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Abstract

内燃发动机(10)和操作内燃发动机(10)的方法包括：在汽缸(12)中燃烧燃料之后，打开汽缸(12)的排气门(22)，以将废气从汽缸(12)引导到排气导管(20)中，并且在进气冲程期间，在下止点之前，打开排气门(22)，以将废气的一部分从排气导管(22)引导回汽缸(12)中，从而形成内部废气再循环，以及在内部废气再循环阶段将包含还原剂的水基溶液引入汽缸中，以及通过布置在发动机(10)下游的排气导管(20)中的选择性催化还原阶段(70)控制废气排放。

Description

具有冷却的内部废气再循环和SCR催化剂的内燃机
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序操作内燃活塞式发动机的方法。
本发明还涉及内燃活塞式发动机。
背景技术
在环境问题方面，对内燃机的操作要求越来越高。内燃机的排放物(具体地，氮氧化物(NOx)排放物)受到严格的规定，并且为了拯救大自然，正在强化这些严格的规定。为了应对这些要求，存在各种可用的技术，借助于这些可用技术，可以在发动机运转时控制气体排放物。因此，内燃机正在不断发展为环保而又高效。即，不希望发动机的整体性能因为旨在减少排放物的行动而受到影响。
废气再循环(EGR)通常用于减少NOx排放物。在EGR中，一部分废气被引导回到发动机的汽缸中。EGR系统可以是内部的或者外部的。在外部EGR系统中，废气从废气导管再循环到进气导管中；而在内部EGR系统中，一部分废气被截留在汽缸内，或者在内部EGR系统中，来自排气导管的废气基本上直接被引导流回燃烧室中。
US6038860A公开了一种用于在涡轮增压内燃机中再循环废气的系统，其中，选定体积的废气经由再循环管道从排气歧管再循环到进气歧管。冷却进气空气流变换方向，以经由旁通管道绕过发动机，并且通过使用变换方向的进气空气流在再循环管道中冷却再循环的废气。
US2009/0250041A1公开了一种用于净化柴油发动机的废气的装置，该装置包括使用催化剂的连续再生柴油微粒过滤器。小容量的第二连续再生柴油微粒过滤器设置在绕过具有连续再生柴油微粒过滤器的柴油发动机的废气通道的旁路中。微粒物被第二连续再生柴油微粒过滤器截留在低废气温度的区域中。通过提前用于将燃料注入汽缸的正时来执行均质充气压缩点火，以减少微粒物的形成。因此，尽管第二连续再生柴油微粒过滤器容量较小，但仍能在足够的程度上截留微粒物。为了抑制NOx的形成，进一步将冷却后的废气再循环到汽缸内，并且此外，在废气通道内设置添加了尿素的SCR催化剂，以还原和分解废气中的NOx，从而进一步减少NOx。
使用外部EGR系统的缺点是：在将废气引回到汽缸中之前，必须从废气中去除杂质。如果未从再循环废气中充分去除杂质，可能会对废气流动路径中的发动机部件造成损坏。因此，外部EGR系统可能相当复杂。
通常，通过降低发动机燃烧室中的温度来减少NOx排放物。例如，一种众所周知的方法是使用所谓的米勒循环，以通过降低汽缸中的温度来减少排放物的产生。美国专利No.2,670,595A中公开了米勒循环。在米勒循环中，利用了改进的进气门关闭正时，并且在压缩点火中提前了进气门关闭正时。在活塞到达下止点之前，关闭进气门，并且在压缩冲程结束时，汽缸内的压力和温度将变得更低。在内部EGR系统中，废气压力需要高于汽缸中的主导压力，以使得废气流回到发动机的汽缸内。可以通过进气门的打开和关闭正时来控制再循环废气量。进气门的较早打开导致较小的再循环废气量，并且相应地，进气门的较早关闭导致较大的再循环废气量。
WO2013/124532A1公开了一种用于操作内燃机的方法，该方法包括至少两种不同操作模式。在至少一个操作模式下，在进气冲程期间，在下止点之前关闭进气门，以降低汽缸中的压力，并且通过在关闭进气门之后且在下止点之前重新打开排气门来使用内部废气再循环，以允许从排气导管到汽缸的废气再循环。将水注入排气端口，以冷却再循环的废气。在不同的操作模式中使用不同的阀重叠持续时间，以调节截留在汽缸内的废气量，并且在至少一个操作模式下，借助于布置在发动机的进气导管与排气导管之间的旁通阀来调节再循环废气量。
即使这样的方法是有利的，但本发明本身的目的是提供一种操作内燃活塞式发动机的方法，其中，与现有技术解决方案相比，性能是得到改善的。
发明内容
独立权利要求以及描述本发明不同实施方式的更多细节的其它权利要求中所公开的内容基本上可以满足本发明的目的。
根据本发明的实施方式，提供了一种操作内燃活塞式发动机的方法，并且在发动机运转的同时执行下列步骤：
-打开进气门，以将进气空气经由进气导管引入发动机的汽缸中，
-在进气冲程期间，在活塞到汽缸中的下止点之前，关闭进气门，
-压缩汽缸中的进气空气，
-将燃料供给至发动机的汽缸中并燃烧汽缸中的燃料，产生废气，
-在燃烧燃料后，打开汽缸的排气门，以将废气从汽缸引导至排气导管中，以及
-在进气冲程期间，在下止点之前打开排气门，引导废气中的一部分从排气导管经由排气门返回到汽缸中，从而形成内部废气再循环(EGR)，
-在内部废气再循环阶段，将包含还原剂的水基溶液引入废气中，以及
-通过布置在发动机下游的排气导管中的选择性催化还原阶段来控制废气中的排放物。
这提供了一种用于操作内燃活塞式发动机的方法，其性能得到显著改善。该方法提供了减少发动机总排放的有效方式。具体地，在不同的位置或阶段(即在发动机汽缸中以及发动机下游的SCR单元中)通过在两个减排阶段中使用相同的水基溶液来有效地控制排放减少。由于使用两种系统的组合这一事实，可以减小选择性催化还原系统的尺寸，以使得系统的组合产生足够的减排。此外，减排的负担在两个系统中划分，因此每个系统的负荷较小。这提高了系统的耐用性和效率，以减少发动机的排放物。具体地，在排放物有效减少的同时，发动机仍然是高效的。有利地，仅使用内部EGR。
能够基于发动机的操作参数来控制水基溶液中的还原剂的量。
该方法适用于所有类型的燃料。它也适用于所谓的直喷式发动机，在直喷式发动机中，燃料(全部或仅是引燃燃料)被直接注入到燃烧室和/或预燃室。该方法也适用于将燃料作为燃料-空气混合物引入燃烧室的情况。
本发明还提供了广泛范围的控制，因为它首先允许内部EGR的可控使用(该内部EGR具有水基溶液注入的可控冷却效果)，以及通过可控量SCR还原剂的另外的SCR可控操作。可以通过控制水基溶液的流速和/或水基溶液中SCR还原剂的浓度来控制还原剂的量。SCR还原剂的浓度可以通过控制还原剂在水中的比例来控制，或者反之亦然。还原剂可以是例如尿素或氨水溶液。通过控制SCR还原剂的浓度，可以基本上独立地通过控制水量来控制内部EGR过程中的气体冷却以及通过控制还原剂的量来控制SCR过程的操作。可以通过使用合适的实验来逐个发现最可行的组合。
本发明还提供对还原能力变化(例如，在发动机负荷快速增加的情况下)的快速响应。另外，与仅使用其中一个系统相比，所获得的内部EGR和SCR阶段的组合效果允许两个系统的尺寸减小。还可以对内部EGR与SCR阶段之间的NOx减少的比重产生影响。
根据本发明的实施方式，水基溶液包含在选择性催化还原阶段中使用的还原剂。这样，在发动机的选择性催化还原单元中使用的还原剂水基溶液也可以用于在内部再循环过程中冷却废气，以进一步改善NOx排放物的减少。
根据本发明的实施方式，在将废气从汽缸引导到排气导管中之后，排气门首先关闭然后重新打开，并且废气的一部分被从排气导管经由该重新打开的排气门引导回汽缸中。
根据本发明的实施方式，将水基溶液注入汽缸的排气端口，这样，内部再循环的废气被冷却。这也减少了燃烧中的排放物产生(具体地，NOx的产生)。
根据本发明的实施方式，将水基溶液直接注入汽缸的燃烧室中，以冷却燃烧室中的再循环废气，并减少汽缸中的排放物的产生。
根据本发明的实施方式，在关闭进气门之后打开排气门。
根据本发明的实施方式，通过涡轮增压器对进气空气进行加压，并且在关闭进气门之前打开排气门，并且控制涡轮增压器的操作以维持燃烧室中的压力低于排气导管中的压力。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：监测还原剂消耗、水消耗和燃料消耗中的一个或更多个，并且响应于所监测的值，控制引入到汽缸中的水基溶液中的还原剂的浓度和/或水基溶液的量。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：测量发动机的负荷，并且响应于所测得的发动机的负荷控制注入，例如水基溶液的量和/或水基溶液中的还原剂的浓度。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：测量发动机的排放，并且响应于所测得的发动机的排放控制水基溶液的注入量和/或水基溶液中的还原剂的浓度。
根据本发明的实施方式，仅在测得的或以其它方式确定的发动机的排放高于预定设定值之后，才将还原剂添加到水基溶液中或者增加还原剂的量；当测得的或以其它方式确定的发动机的排放低于预定的设定值时，减少还原剂的量，或者可以使用不含还原剂的水基溶液。
根据本发明的实施方式，所述方法包括以下步骤：接收指示发动机的地理位置的信号，并响应于指示地理位置的信号，控制水基溶液的注入和/或水基溶液中的还原剂的浓度。有利地，发动机设有全球定位系统(GPS)接收器，以接收GPS信号。因此，可以有效地控制和满足当地的排放要求。
还原剂可以是例如尿素或氨水溶液。
所述方法包括涡轮增压发动机的有利的至少一个步骤，其中，根据本发明的实施方式，在废气流动方向上的最后涡轮增压器的涡轮的上游执行通过选择性催化还原阶段来控制废气中的排放物的步骤。在这种情况下，可以例如基于SCR单元中催化过程的所需温度水平来选择选择性催化还原阶段在涡轮阶段之间的位置。
所述方法包括涡轮增压发动机的有利的至少一个步骤，其中，根据本发明的另一实施方式，在废气流动方向上的最后涡轮增压器的涡轮的下游执行通过选择性催化还原阶段来控制废气中的排放物的步骤。
本发明提供了减排装置，该减排装置是紧凑的并且仍然提供与现有技术的减排装置一样好或者甚至更好的排放减少。
根据本发明的实施方式，内燃活塞式发动机包括减排装置，该发动机包括：用于将进气空气引入发动机的汽缸中的进气导管以及针对发动机的每个汽缸的至少一个进气门，所述至少一个进气门用于打开和关闭进气导管与汽缸之间的流体连通；排气导管以及针对每个汽缸的至少一个排气门，所述至少一个排气门用于打开和关闭从汽缸到排气导管的流体连通；减排装置设有控制排气门操作的装置，以允许从排气导管到汽缸中的内部废气再循环，并且减排装置设有被设置为在内部废气再循环中向废气提供水基溶液的水基溶液注入系统，其中，排气导管还设有布置在发动机下游的选择性催化还原(SCR)单元，并且其中，减排装置设有与水基溶液注入系统连接的还原剂进入系统，以可控地允许SCR还原剂进入水基溶液中，以供在选择性催化还原(SCR)单元中使用。
根据本发明的实施方式，减排装置包括计算机控制单元，该计算机控制单元包括执行根据权利要求1至14的用于操作内燃活塞式发动机的方法的可执行指令。
根据本发明的实施方式，有利的表示为水基溶液的质量流速与燃料的质量流速的比(即，)的水基溶液量是0<WFR<1。当发动机在部分负荷下运转时，水基溶液量小于发动机满负荷运转时的水基溶液量。
根据所做的实验，已经发现，可用的表示为水基溶液的质量流速与燃料的质量流速的比(即，)的水基溶液量在某些情况下可以扩大为0<WFR≤1.5。
作为示例，当发动机在负荷<标称最大负荷的75％的情况下运转时，WFR＝0.01-1.0；当发动机在标称最大负荷的40％-110％的情况下运转时，WFR＝0.5-1.5。
当还原剂的浓度恒定且仅调节水量时提供简单的实施方式，但调节还原剂的浓度和水量为内部EGR和SCR过程提供了精确控制。只要能够获得所需效果，将所引入的水量最小化是有利的。特别是在发动机的低负荷下，烟雾和微粒排放物的风险增加，并且水量的控制应该考虑到这一点。
本专利申请中呈现的本发明示例性实施方式不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本专利申请中用作开放式限制，其不排除还未记载的特征的存在。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可以相互自由组合。被认为是本发明特征的新颖特征在所附权利要求中具体阐述。
附图说明
下文将参考所附示例性示意图对本发明进行描述，其中
图1例示了根据本发明实施方式的包括减排装置的涡轮增压内燃活塞式发动机，以及
图2例示了根据本发明另一实施方式的包括减排装置的涡轮增压内燃活塞式发动机。
具体实施方式
图1示意性描绘了涡轮增压内燃活塞式发动机10。作为示例，这里的发动机包括以直线布置的6个汽缸12。汽缸的数量和配置可以根据情况有所不同。还存在与发动机10连接布置的减排装置100。
通常，在四冲程发动机中，一个汽缸的操作可以分为四个阶段：1)进气冲程，在此冲程期间，进气空气进入汽缸，2)压缩冲程，在此冲程中，活塞向其上止点位置移动，并且助燃空气/装料在封闭的燃烧室中被压缩，3)作功冲程，在此冲程中，燃料燃烧产生的膨胀气体迫使活塞沿汽缸向下转动曲轴，以及4)排气冲程，用于将废气从汽缸中去除。当发动机运转时，从1)到4)的阶段顺序连续重复。
涡轮增压内燃活塞式发动机10包括用于将进气空气引入发动机10的汽缸(多个汽缸)12中的进气导管14。发动机10还设有用于在燃烧后将废气从汽缸(多个汽缸)12中排出的排气导管20。涡轮增压内燃活塞式发动机10设有涡轮增压器40，该涡轮增压器40包括布置到进气导管14的压缩机42以及布置到排气导管20的涡轮t。
发动机10包括用于发动机10的每个汽缸12的至少一个进气门18，该进气门18被布置为打开或关闭从进气导管14到发动机10中的汽缸12的流体连通。进气门18布置在发动机10的汽缸盖中。在发动机10的操作期间，进气空气由压缩机42加压并且通常由增压空气冷却器(未示出)冷却，然后通过打开汽缸12的至少一个进气门18将进气空气引入汽缸12中。在进气冲程期间，在活塞到汽缸12中的下止点(BDC)之前关闭进气门18。进气冲程意味着活塞从上止点(TDC)到下止点(BDC)的移动，在此期间，进气空气经由打开的进气门18进入汽缸12中。在进气冲程期间，在活塞到汽缸12中的下止点之前关闭进气门18降低了汽缸12中的增压空气的有效压力和温度，这是由于在进气冲程结束期间，当进气门18关闭时，进气空气膨胀。这样，在压缩冲程结束时，压力和温度也会有所降低，从而产生较低的NOx排放。
在诸如直喷式柴油发动机的直喷式发动机中，燃料在压缩冲程后被直接供给到发动机10的汽缸12中，并在汽缸的燃烧室内燃烧，从而产生废气。每个汽缸12都设有用于打开或关闭汽缸12(即燃烧室)与排气导管20之间的流体连通的至少一个排气门22。在汽缸12中燃烧燃料之后，打开汽缸12的排气门22，以将废气从汽缸12引导至排气导管20中，这是由燃烧室中的压力以及活塞向上止点的移动引起的。排气冲程之后，循环由进气冲程重新开始。为了进一步减少NOx排放物，发动机10和/或与发动机10连接的减排装置100设有控制排气门22的装置50、55，以允许和提供从排气导管20到汽缸12的内部废气再循环。用于控制排气门22的装置包括控制器计算机单元50(可执行其上运行的指令)、控制器计算机50与阀22之间的信号路径55以及阀中的致动器系统(未示出)，借助于该致动器系统，能够相应地控制阀的位置。例如，可以通过液压或电动液压系统或者设有用于控制阀的关闭正时的液压装置的凸轮驱动机构来控制排气门22的操作。这样，在进气冲程期间，在下止点之前，排气门22可以重新打开并且允许废气的一部分从排气导管20返回到发动机的汽缸12中，从而形成内部废气再循环(EGR)。在内部废气再循环过程中，废气直接从废气导管20返回到汽缸12中。为了提供废气从排气导管20流回到汽缸12中的功能，排气导管20中的压力必须高于汽缸12中的压力，并且排气门22必须是打开的。返回到汽缸12中的废气量取决于：1)排气导管20与汽缸12之间的压力差；2)排气门22的打开与关闭之间的时间段的持续时间；以及3)进气门和排气门的可变/可选阀重叠。如果排气门与进气门的重叠很小或最小化，则实现了内部废气再循环期间的较高的EGR率。可以这样实施本发明，使得在燃烧过程的循环期间，在燃烧燃料之后打开汽缸12的排气门22，以将废气从汽缸12引导到排气导管20中；然后关闭排气门22；并且另外在进气冲程期间或之后，在下止点之前重新打开排气门22。
根据本发明的实施方式，进气空气由涡轮增压器40加压。在进气冲程期间，在关闭进气门之前打开排气门22，并且控制涡轮增压器40的操作，以使得维持汽缸12中的压力低于排气导管20中的压力。
根据本发明的另一实施方式，仅在关闭进气门18之后打开排气门22。在该实施方式中，控制涡轮增压器40的操作，以使得在关闭了进气门18之后，汽缸12中的压力保持低于排气导管20中的压力。可以通过废气门或者使用可变几何形状的涡轮增压器来控制涡轮增压器的操作。
如图1所示，减排装置100包括与排气导管20连接布置的选择性催化还原(SCR)单元70。减排装置100还包括与发动机10连接的水基溶液注入系统60。每个汽缸都设有用于在发动机内部废气再循环中将水基溶液注入到废气中的注入器62。
选择性催化还原(SCR)单元70包括至少一种催化成分(也称为SCR催化剂)。在选择性催化还原单元70中，氮氧化物排放物(NOx排放物)被还原。有利地，氨水或尿素作为水溶液用于水基溶液中。在合适的温度下，氮氧化物被还原成氮气(N2)和水蒸气(H2O)。应当注意，方向“下游”是相对于排气导管20中的从发动机10流出的废气的方向限定的。由于还原剂被引入发动机中这一事实，因此确保了还原剂在进入SCR单元70之前被蒸发、分解和/或与废气混合。
减排装置100还包括给料单元90。此外，减排装置100设有包括SCR还原剂源94的还原剂进入系统91，该SCR还原剂源94被设置为提供将被添加至在给料单元90中制备的水基溶液中的还原剂。计算机控制单元50被设置为：在发动机10的操作期间，控制排放物的还原。图1还例示了用于向水基溶液提供水的水源96。给料单元90接收来自水源96的水，并根据指令将含有受控量还原剂的水基溶液引导至水基溶液注入系统60。因此，还原剂源94连接到给料单元90并且给料单元90接收还原剂，以提供还原剂溶液(例如水-尿素溶液)。
图中的虚线例示了控制信号路径，例如在装置100的部件之间的布线或数据线。即使未在图中具体示出，也可以存在提供与发动机和减排装置100有关的相应测量信号的合适的探针或测量变送器。
根据本发明的实施方式，响应于在选择性催化还原单元70的下游测得的发动机排放，控制给料单元90并进而控制水基溶液的注入过程以及水基溶液中的还原剂的浓度。存在第一控制信号路径51，该第一控制信号路径51被设置为发送排气导管20中选择性催化还原单元70下游的废气的排放信息。第一控制信号路径51的一端位于选择性催化还原单元70的下游，该端设有用于确定NOx排放物的合适探针，而另一端连接到计算机控制单元50。这样，计算机控制单元50经由第一控制信号路径51接收排气导管20中的排放物含量的信息，并且第一信号路径51将指示排气导管20中的NOx排放物的控制信号发送到计算机控制单元50。有利地，计算机控制单元50包括用于分析废气中的NOx含量的NOx分析器。这样，响应于所测得的发动机的排放，控制水基溶液和/或还原剂的引入。
计算机控制单元50的第二信号路径52连接到给料单元90，以便基于特定指令控制给料单元的操作。第二信号路径52响应于所测得的和/或所接收的信号或多个信号发送控制还原剂进入水基溶液注入系统60的剂量和/或水基溶液至喷嘴装置80的流速的指令。给料单元90可以可控地改变水基溶液中的还原剂的量，即水中的还原剂的浓度。
存在连接到发动机的第三信号路径53，该发动机设有用于确定发动机速度和/或发动机负荷的装置。计算机控制单元50的第三信号路径53发送发动机负荷或负荷相关值和/或发动机速度的信息。因此，根据本发明的实施方式，响应于所测得的发动机负荷和/或速度来控制水基溶液和还原剂的注入。计算机控制单元50的第四信号路径54连接到每个注入器62，以便控制注入器62的操作以及水基溶液进入相应汽缸的剂量。
水基溶液注入系统60包括用于在内部废气再循环中将水基溶液注入废气中的多个注入器62。在图1中，水基溶液注入系统60的注入器62中的每一个都布置成与对应的汽缸12的排气端口24连接。水基溶液的注入在靠近排气门22处进行。这样，水基溶液被注入到汽缸12的排气端口24，并且内部再循环的废气被冷却。当燃烧室中的装料的温度冷却时，燃烧中的排放物产生减少。换句话说，将水基溶液注入被直接引导回到汽缸中的废气中。发动机10设有控制排气门22的装置，以允许从排气导管20到汽缸12中的内部废气再循环。在废气再循环中，水基溶液在排气门22关闭之前被注入到废气中。即，排气门22的关闭终止了废气再循环。另选地，注入器62可以被设置为直接对发动机的汽缸12开口。
计算机控制单元50包括控制水基溶液的给料以及水基溶液中还原剂的浓度的可执行指令。在发动机以产生足够低的NOx排放的方式操作的情况下，通过内部废气再循环、同时注入含有0％还原剂的水基溶液来实施减排；当排放产生高于某一预定值时，增加水基溶液中还原剂的浓度，从而启动SCR单元的操作。
根据本发明的实施方式，响应于指示发动机的地理位置的信号，具体地，响应于地理排放要求，控制水基溶液的注入和还原剂的浓度。例如，在NOx排放需要非常低的区域，使用具有还原剂的水基溶液。在NOx排放可以更高(高于非常低的NOx排放区域中的排放要求)的区域，则使用不具有还原剂或具有低浓度还原剂的水基溶液。
图2公开了根据本发明另一实施方式的涡轮增压内燃活塞式发动机10。除了减排装置100包括被布置为与位于发动机下游但位于涡轮增压器40的涡轮44上游的排气导管20连接的选择性催化还原(SCR)单元70之外，其它方面与图1中所示的类似。因此，在这种连接中，术语“发动机下游”意味着发动机的汽缸的下游。而且，即使这里没有示出，也可以想到发动机设有例如涡轮和压缩机分别串联连接的两个涡轮增压器。在这种情况下，选择性催化还原(SCR)单元70布置成与位于发动机下游但位于最后的涡轮增压器40的涡轮44上游的排气导管20连接。通过适当选择SCR单元70相对于涡轮44(或多个涡轮)的位置，可以对SCR单元的操作温度产生影响，以满足催化剂的要求并视情况获得所需的反应。
虽然本文已经通过结合目前被认为是最优选实施方式的示例的方式对本发明进行了描述，但应当理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是旨在涵盖其特征的各种组合或修改，以及包括在所附权利要求中限定的本发明范围内的若干其它应用。当这种组合在技术上可行时，结合上文任何实施方式提及的细节可以与另一实施方式结合使用。

Claims (16)

1.一种操作内燃活塞式发动机(10)的方法，在所述发动机(10)运转的同时执行下列步骤：
-打开进气门(18)，以将进气空气经由进气导管(14)引入所述发动机(10)的汽缸(12)中，
-在进气冲程期间，在活塞到所述汽缸(12)中的下止点之前，关闭所述进气门(18)，
-压缩所述汽缸(12)中的所述进气空气，
-将燃料供给至所述发动机(10)的所述汽缸(12)中并燃烧所述汽缸(10)中的所述燃料，产生废气，
-在燃烧所述燃料后，打开所述汽缸(12)的排气门(22)，以将所述废气从所述汽缸(12)引导至排气导管(20)中，以及
-在所述进气冲程期间，在所述下止点之前，将所述废气的一部分从所述排气导管(20)经由所述排气门(22)引导回所述汽缸(12)中，从而形成内部废气再循环，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在所述内部废气再循环阶段，将包含还原剂的水基溶液引入所述汽缸中，以及
-通过布置在所述发动机(10)下游的所述排气导管(20)中的选择性催化还原阶段(70)来控制所述废气中的排放物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述选择性催化还原阶段(70)中，使用引入到所述汽缸中的所述水基溶液中的所述还原剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将废气从所述汽缸(12)引导至所述排气导管(20)中后，重新打开所述排气门(22)，并且将所述废气的一部分从所述排气导管(20)经由重新打开的排气门(22)引导回所述汽缸(12)中。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述还原剂是尿素。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述还原剂是氨水。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述水基溶液注入所述汽缸(12)的排气端口(24)中，以冷却内部再循环的废气且减少燃烧中的排放物产生。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述水基溶液直接注入所述汽缸(12)的燃烧室内，以冷却所述燃烧室中的再循环的废气且减少所述汽缸(12)中的排放物产生。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：测量发动机的负荷，并且响应于所测得的发动机的负荷，控制引入到所述汽缸中的所述水基溶液中的所述还原剂的浓度和/或所述水基溶液的量。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：监测还原剂消耗、水消耗以及燃料消耗中的一个或更多个，并且响应于所监测的值，控制引入到所述汽缸中的所述水基溶液中的所述还原剂的浓度和/或所述水基溶液的量。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：测量发动机的排放，并且响应于所测得的发动机的排放，控制引入到所述汽缸中的所述水基溶液中的所述还原剂的浓度和/或所述水基溶液的量。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于以下步骤：接收指示所述发动机的地理位置的信号，并且响应于所述指示地理位置的信号，控制引入到所述汽缸中的所述水基溶液中的所述还原剂的浓度和/或所述水基溶液的量。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选择性催化还原阶段(70)来控制所述废气中的排放物的步骤是在沿着所述废气流动方向的最后的涡轮增压器(40)的涡轮(44)上游执行的。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过选择性催化还原阶段(70)来控制所述废气中的排放物的步骤是在沿着所述废气流动方向的最后的涡轮增压器(40)的涡轮(44)下游执行的。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水基溶液的量表示为水基溶液的质量流速与燃料的质量流速之比WFR，其中，0<WFR<1。
15.一种包括减排装置(100)的内燃活塞式发动机(10)，所述发动机(10)包括：
-用于将进气空气引入所述发动机(10)的汽缸(12)中的进气导管(14)以及针对所述发动机(10)的各个汽缸(12)的至少一个进气门(18)，所述至少一个进气门(18)用于打开和关闭所述进气导管(14)与所述汽缸(12)之间的流体连通，
-排气导管(20)以及针对各个汽缸(12)的至少一个排气门(22)，所述至少一个排气门(22)用于打开和关闭从所述汽缸(12)到所述排气导管(20)的流体连通，
-减排装置(100)，所述减排装置(100)设有控制所述排气门(22)的操作以允许从所述排气导管(20)到所述汽缸(12)的内部废气再循环的装置(50)，其特征在于，所述减排装置(100)设有被设置为向所述汽缸(12)提供水基溶液的水基溶液注入系统(60)，并且其特征在于，所述排气导管(20)还设有布置在所述发动机(100)下游的选择性催化还原SCR单元(70)，并且所述减排装置(100)设有还原剂进入系统(91)，所述还原剂进入系统(91)与所述水基溶液注入系统(60)连接，以可控地允许还原剂进入所述水基溶液中，以供在所述选择性催化还原SCR单元(70)中使用。
16.根据权利要求15所述的内燃活塞式发动机(10)，其特征在于，所述减排装置(100)包括计算机控制单元，所述计算机控制单元包括执行根据权利要求1至14所述的用于操作内燃活塞式发动机的方法的可执行指令。
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