CN118043536A - 用于机动车、尤其是汽车的内燃机 - Google Patents

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CN118043536A CN202280057435.2A CN202280057435A CN118043536A CN 118043536 A CN118043536 A CN 118043536A CN 202280057435 A CN202280057435 A CN 202280057435A CN 118043536 A CN118043536 A CN 118043536A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的内燃机(10)，其具有：可被空气流过的进气道(16)，该进气道中设有用于压缩空气的压缩机(20)；可被废气流过的排气道(24)；以及二次空气系统(52)，该二次空气系统在通入点(E)与排气道(24)流体连通并在设于压缩机(20)下游的分流点(A1)与进气道(16)流体连通，在该分流点处，由压缩机(20)压缩的空气的至少一部分可借助该二次空气系统(52)被从进气道(16)分流，并作为二次空气在通入点(E)被送入该排气道(24)。该二次空气系统(52)还在设于压缩机(20)上游的第二分流点(A2)与进气道(16)流体连通，并且包括二次空气泵(54)。

Description

用于机动车、尤其是汽车的内燃机
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车、尤其是汽车的内燃机。
背景技术
这种用于机动车、尤其是汽车的内燃机例如已由DE 10 2007 057 603 A1公开了。内燃机具有可被空气流过的进气道，其中设有用于压缩流过进气道的空气的压缩机。此外，内燃机具有可被内燃机的废气流过的排气道以及在至少一个通入点与排气道流体地连通的二次空气系统。该二次空气系统在设于压缩机下游的分流点与进气道流体连通。在分流点，借助二次空气系统可以将至少一部分借助压缩机被压缩的空气从进气道分流并可将其通入二次空气系统中。在分流点从进气道分流的且随后被通入二次空气系统中的空气可以流过该系统并借助二次空气系统被送至通入点并在通入点被通入排气道中。
此外，DE 10 2013 226 063 A1公开一种内燃机，其具有：内燃发动机、具有压缩机的新风道以及具有废气处理装置和温度传感器的排气道。
发明内容
本发明的目的是改进前文所述类型的内燃机，从而可以实现排放很少的运行。
该目的通过一种具有权利要求1的特征的内燃机来完成。在其余权利要求中说明了具有适当的发明改进方案的有利设计。
为了改进如权利要求1的前序部分所述的内燃机以便可以实现排放很少的运行，本发明规定，二次空气系统还在设于压缩机上游的第二分流点处流体连通至进气道(进气系统)。在压缩机上游流过进气道的空气的至少一部分可以借助该二次空气系统在该第二分流点被从进气道分流，并被通入(引入)该二次空气系统中。在第二分流点从排气道(排气系统)分流并且被通入二次空气系统中的空气可以流过该二次空气系统，借助该二次空气系统被引导至通入点(引入点)，并且作为二次空气被通入排气道。该二次空气系统因此可以在第一分流点且因而在压缩机下游以及在第二分流点且因而在压缩机上游都从进气道中分流空气，并将所述空气作为二次空气送至通入点，且在通入点将其送入排气道中。
二次空气系统在此具有二次空气泵，借此能够将在第二分流点分流的空气输送经过二次空气系统，并且送向通入点、尤其是送入排气道中。通过本发明，可以实现特别有利的、特别是按需的二次空气注入。所述二次空气注入是指在各分流点所分流的空气能作为二次空气在通入点被通入排气道中，尤其是在绕过内燃机燃烧室或全部燃烧室的情况下。在第一分流点且因而在压缩机下游从进气道中被分流的空气也被称为压缩机空气。本发明尤其允许例如从一定时刻起将压缩机空气以及在第二分流点从进气道分流的空气两者都送入排气道、即注入排气道。例如，该通入点布置在排出通道、尤其是排气通道内，使得二次空气可被特别有利地注入排气道中。例如，通入点布置在尤其由内燃机气缸盖构成或界定的排气通道内。特别地，内燃机的多个、尤其是所有的排出通道、尤其是排气通道可以具有各自的通入点，在所述通入点，二次空气可被注入排气道中。本发明尤其允许在内燃机—也称为内燃发动机且优选设计成往复活塞式发动机—的所有运行范围内将优选大量的二次空气通入排气道，因此使内燃机能以非常低的排放运行。
附图说明
从以下对优选实施例的说明中并且结合图可以得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在图中被单独示出的特征和特征组合不仅在各自所说明的组合中、也在其它组合中或单独地可采用，而没有超出发明范围。
该唯一的图中示出了具有二次空气系统的用于机动车、尤其是汽车的内燃机的示意性图示。
具体实施方式
该唯一的图以示意图示出用于机动车、尤其是汽车的内燃机10。该内燃机10具有也称为气缸体的发动机体12，由其形成内燃机10的气缸14。各个气缸14界定各自的燃烧室，在燃烧室内在内燃机10点火运行期间进行燃烧过程。由各自燃烧过程产生内燃机10的废气。内燃机10具有可被空气流过的进气道16，借此将流过进气道16的空气送向并送入内燃机10的燃烧室。内燃机在此具有废气涡轮增压器18，其具有布置在进气道16中的压缩机20，该压缩机具有布置在进气道16内的压缩机叶轮22。借助压缩机叶轮22且因此借助压缩机20，流过进气道16的空气可被压缩。流过进气道16的空气的压缩也被称为增压，故压缩空气也被称为增压空气。
内燃机10还具有排气道24，其可被来自燃烧室的废气且进而被内燃机10的废气流过。在此，废气涡轮增压器18具有布置在排气道24中的涡轮机26，该涡轮机具有设于排气道24内的涡轮机叶轮28，涡轮机叶轮可借助流过排气道24的废气被驱动。压缩机叶轮22能够被涡轮机叶轮28通过废气涡轮增压器18的轴30驱动，使得流过进气道16的空气可被压缩。在进气道16中在压缩机20上游、即在压缩机叶轮22上游设有空气滤清器32，借此将流过进气道16的空气进行过滤。此外，在进气道16中在压缩机20下游且在燃烧室上游设有节气门34，借此例如可以调节流入各燃烧室的各空气量。
压缩机20配属有具有空气再循环管线38的空气再循环系统36，空气再循环管线在连通点V1、V2流体连通至进气道16。借助空气再循环管线38，可以在连通点V1将至少一部分流过进气道16的空气从进气道16分流并通入空气再循环管线38中。通入到空气再循环管线38中的空气可以流过空气再循环管线38并且借助空气再循环管线38被送至通入点V2并可以在连通点V2又流入进气道16。可以看到连通点V2布置在空气滤清器32下游和压缩机叶轮22上游，其中，连通点V1布置在压缩机叶轮22下游和节气门34上游。空气再循环系统36还包括空气再循环阀40，其布置在空气再循环管线38内。例如，可以借助空气再循环阀40来调节流过空气再循环管线38的空气的量。尤其是，空气再循环阀40设计成电动空气再循环阀。
涡轮机26配属有旁路装置42，其具有旁路管线44。旁路管线44在连通点V3和在连通点V4流体连通至排气道24。借助旁路管线44，可以在连通点V3将至少一部分流过排气道24的废气从排气道24分流并通入旁路管线44。通入到旁路管线44中的废气可以流过旁路管线44并且借助旁路管线44被送到连通点V4并且可以在连通点V4又流入排气道24。流过旁路管线44的废气绕过涡轮机26且因此未驱动涡轮机叶轮28。旁路管线44也被称为旁路或废气门。旁路装置42包括旁通阀46，其也被称为旁路阀或废气门阀并且布置在旁路管线44中。借助旁通阀46，可以调节流过旁路管线44的废气的量。可以看到连通点V3布置在涡轮机26的上游、即在涡轮机叶轮28的上游，其中，连通点V4布置在涡轮机叶轮28下游、即在涡轮机26下游。
在排气道24中还配属有废气后处理装置48，其布置在涡轮机26下游、尤其在连通点V4下游。废气后处理装置48可被内燃机的废气流过，并且可以对该废气进行后处理。为此，废气后处理装置例如包括废气后处理部件50a-c。废气后处理部件50a例如被设计成催化器、尤其是三元催化器。废气后处理部件50b例如设计成颗粒过滤器、尤其是汽油微粒过滤器(OPF)。废气后处理部件50c例如被设计成催化器。尤其是，被称为内燃发动机或发动机的内燃机可设计成汽油发动机。
该内燃机10还具有二次空气系统52。该二次空气系统52在第一分流点A1流体连通至进气道16。另外，二次空气系统52在通入点E流体连通至排气道24。尤其是，视燃烧室不同可设有至少一个或正好一个通入点E，二次空气系统52在该通入点处流体连通至排气道24。尤其可以想到的是通入点E尤其直接设置在排出通道、尤其是排气通道内。例如，该排气通道由内燃机10的气缸盖形成、即界定。该气缸盖与发动机体12分开构成且与发动机体12连接。气缸盖尤其是形成用于各自燃烧室的燃烧室盖。
可以看到，第一分流点A1布置在压缩机20下游且因此在压缩机叶轮22下游。在如图所示的实施例中，第一分流点A1布置在连通点V1下游和节气门34上游。二次空气系统52可以在分流点A1将至少一部分的被压缩机20压缩的空气从进气道中分流并通入二次空气系统52中。因为分流点A1布置在压缩机叶轮22下游，故借助二次空气系统52在分流点A1从进气道16中被分流的空气也被称为压缩机空气。该压缩机空气可流入二次空气系统52并借助二次空气系统52被送至各自通入点E，并且能在各自通入点E流出二次空气系统52并流入排气道24。故压缩机空气作为二次空气在各自通入点E被送入、即被注入排气道24。“在各自通入点E处将在分流点A从进气道16分流的、也被称为压缩机空气或二次空气的空气引入排气道24”也被称为二次空气注入。
为了能实现排放很少的内燃机10运行，二次空气系统52也在第二分流点A2流体连通至进气道16。可以看到，第二分流点A2布置在压缩机20上游且因此在压缩机叶轮22上游、尤其是在连通点V2上游。借助二次空气系统52，可以在第二分流点A2将至少一部分在压缩机20上游流过进气道16的空气从进气道16中分流并通入二次空气系统52中。在第二分流点A2从进气道16被分流且被通入二次空气系统52的空气也被称为“压缩机前空气”，其可借助二次空气系统52被送至各自通入点E并且在各自通入点E作为尤其是另一二次空气被通入、尤其是注入排气道24中。可以看到，压缩机空气以及“压缩机前空气”两者都被用作二次空气，其在各自分流点A1或A2从进气道16被分流且在各自通入点E被通入排气道24。各个通入点E布置在废气处理装置48上游。在如图所示的实施例中，各个通入点E布置在涡轮机26上游且尤其在连通点V3上游。
二次空气系统52具有第一支路Z1，其在第二分流点A2流体连通至进气道16并在相应通入点E流体连通至排气道24。可以看到，二次空气系统52具有尤其是可电驱动的二次空气泵54，借此将在第二分流点A2分流的“压缩机前空气”输送经过二次空气系统52、尤其是第一支路Z1并可送向相应通入点E。在此，二次空气泵54布置在第一支路Z1中。
此外，二次空气系统52包括第一止回阀56，其在第一支路Z1中设于二次空气泵54下游。该止回阀56在(朝向)二次空气泵54的方向上关闭，并因此避免空气经由支路Z1流向二次空气泵54。但止回阀56在相应通入点E的方向上打开，故止回阀56允许二次空气、尤其是“压缩机前空气”从二次空气泵54流向相应通入点E。二次空气系统52具有第二支路Z2，其在第一分流点A1流体连通至进气道16。第二支路Z2在通口点(开口点)M流体连通至第一支路Z1。可以看到，通口点M布置在二次空气泵54下游、尤其在止回阀56下游。第二支路Z2因此可被压缩机空气流过。在第二支路Z2中设有二次空气系统52的第二止回阀58。第二止回阀58在通口点M的方向上关闭并在分流点A1的方向上打开。
二次空气系统52还包括作为止回阀56、58的补充而设置的截止阀60，其布置在第二支路Z2中并在此布置在止回阀58上游和分流点A1下游。二次空气系统52具有压力传感器62，借此可以测量二次空气系统52中且尤其是通口点M下游的压力。另外，二次空气系统52包括阀件64，它尤其是布置在支路Z1中。在此，阀件64布置在通口点M下游且在此尤其在压力传感器62下游。阀件64例如是二次空气阀、特别是废气组合阀。例如，可以借助阀件64来调节在各通入点E被通入排气道24的二次空气的量。可以看到，压缩机空气在通口点M可以与“压缩机前空气”混合且因此可以形成总二次空气，其中，借助阀件64尤其可以调节可在各通入点E被通入或应当被通入到排气道24中的总二次空气的量。在一个实施方式中可以想到，止回阀58在通口点M的方向上打开并在分流点A1的方向上关闭，因此例如允许压缩机空气作为二次空气从分流点A1流向通口点M并禁止相反的流动，即，禁止空气从通口点M流向分流点A1。
附图标记列表
10 内燃机
12 发动机体
14 气缸
16 进气道
18 废气涡轮增压器
20 压缩机
22 压缩机叶轮
24 排气道
26 涡轮机
28 涡轮机叶轮
30 轴
32 空气滤清器
34 节气门
36 空气再循环系统
38 空气再循环管线
40 空气再循环阀
42 旁路装置
44 旁路管线
46 旁通阀
48 废气后处理装置
50a-c 废气后处理部件
52 二次空气系统
54 二次空气泵
56 止回阀
58 止回阀
60 截止阀
62 压力传感器
64 阀件
A1 第一分流点
A2 第二分流点
E 通入点
M 通口点
V1 连通点
V2 连通点
V3 连通点
V4 连通点
Z1 第一支路
Z2 第二支路。

Claims (8)

1.一种用于机动车的内燃机(10)，具有：
能被空气流过的进气道(16)，在该进气道内设有压缩机(20)，该压缩机用于压缩流过该进气道(16)的空气，
能被该内燃机(10)的废气流过的排气道(24)，以及
二次空气系统(52)，该二次空气系统在至少一个通入点(E)与该排气道(24)流体连通，并在设于该压缩机(20)下游的分流点(A1)与该进气道(16)流体连通，在该分流点处，由该压缩机(20)压缩的空气的至少一部分能借助该二次空气系统(52)被从该进气道(16)分流，并且作为二次空气在该通入点(E)被送入该排气道(24)中，
其特征是，
该二次空气系统(52)还在设于该压缩机(20)上游的第二分流点(A2)与该进气道(16)流体连通，在该第二分流点处，借助该二次空气系统(52)能将至少一部分在该压缩机(20)上游流过该进气道(16)的空气从该进气道(16)分流，并作为二次空气在该通入点(E)送入该排气道(24)；该二次空气系统具有二次空气泵(54)，借助于该二次空气泵，在该第二分流点(A2)分流的空气被输送经过该二次空气系统(52)并送向该通入点(E)。
2.根据权利要求1所述的内燃机(10)，其特征是，该二次空气系统(52)具有在该第二分流点(A2)与该进气道(16)流体连通并在该通入点(E)与该排气道(24)流体连通的支路(Z1)，该二次空气泵(52)设置在该支路中。
3.根据权利要求2所述的内燃机(52)，其特征是，在该支路(Z1)中在该二次空气泵(52)的下游设有止回阀(56)，该止回阀朝向该二次空气泵(52)的方向关闭并朝向该通入点(E)的方向打开。
4.根据权利要求2或3所述的内燃机(10)，其特征是，该二次空气系统(52)具有在该第一分流点(A1)与该进气道(16)流体连通并在通口点(M)与该支路(Z1)流体连通的第二支路(Z2)。
5.根据权利要求4所述的内燃机(10)，其特征是，在该第二支路(Z2)中设有止回阀(58)，该止回阀朝向该第一分流点(A1)的方向打开并朝向该通口点(M)的方向关闭。
6.根据权利要求5所述的内燃机(10)，其特征是，在该第二支路(Z2)中，在设于该第二支路(Z2)中的止回阀(58)的上游，设有附加的截止阀(60)。
7.根据权利要求4至6之一和根据权利要求3所述的内燃机(10)，其特征是，该通口点(M)布置在设于该第一支路(Z1)中的止回阀(56)的下游。
8.根据前述权利要求之一所述的内燃机(10)，其特征是，该通入点(E)布置在配属于该内燃机(10)的燃烧室且由该内燃机(10)气缸盖形成的排气通道中。
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