DE102011008495B4

DE102011008495B4 - Abgassystem für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE102011008495B4
Application number: DE102011008495.9A
Authority: DE
Inventors: Gary J. Arvan
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2020-09-03
Anticipated expiration: 2031-01-14
Also published as: US8893493B2; CN102128072B; US20110167804A1; DE102011008495A1; CN102128072A

Abstract

Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12), umfassend:eine erste Abgasleitung (14a), die sich zwischen einem ersten Motorzylinder (48) und einem Turboladereinlass (18) erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas von dem ersten Motorzylinder (48) an den Turboladereinlass (18) leitet;eine zweite Abgasleitung (14b), die sich zwischen einem zweiten Motorzylinder (50) und einem Einlass (24) für ein Abgasrückführungssystem (22) erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas von dem zweiten Motorzylinder (50) an das Abgasrückführungssystem (22) leitet;eine Abgasumgehung (60), die sich zwischen der ersten und zweiten Abgasleitung (14a, 14b) erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas, das durch die zweite Abgasleitung (14b) strömt, an die erste Abgasleitung (14a) und den Turboladereinlass (18) unter Bedingungen einer variierenden Abgasrückführungsanforderung des Verbrennungsmotors (12) umlenkt; undeinen Strömungsteiler (62), der sich in der zweiten Abgasleitung (14b) erstreckt, um einen ersten Strömungsdurchgang (64), der einen Querschnitt und ein maximales Strömungsvolumen aufweist, das durch ein maximales Abgasrückführungsströmungsvolumen des Verbrennungsmotors (12) bestimmt ist, und einen zweiten Strömungsdurchgang (66) in Fluidkommunikation mit der ersten Abgasleitung (14a) zu definieren, wobei der erste Strömungsdurchgang (64) das durch ihn strömende Abgas zumindest teilweise in den Einlass (24) des Abgasrückführungssystems (22) leitet und der zweite Strömungsdurchgang (66) das durch ihn strömende Abgas in die erste Abgasleitung (14a) leitet, und wobei die Abgasumgehung (60) sich zwischen dem ersten Strömungsdurchgang (64) und der ersten Abgasleitung (14a) erstreckt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Abgassystem für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor. Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen ein Motorabgassystem zur effizienten Bereitstellung von Abgas mit geringem Gehalt an Kohlenwasserstoffen („HC“) für ein Motorabgasrezirkulationssystem, während Abgas mit hohem HC-Gehalt an stromabwärtige Abgassystemkatalysatoren bereitgestellt wird.
HINTERGRUND
Die effiziente Verwendung von rezirkuliertem Abgas („AGR“) ist für moderne Verbrennungsmotoren, sowohl Benzin- als auch Dieselmotoren, wichtig. Die effiziente Verwendung der AGR unterstützt allgemein die Aufgaben der Realisierung eines hohen Leistungsausgangs von diesen Motoren, während auch eine hohe Kraftstoffeffizienz und -wirtschaftlichkeit erreicht werden und während zunehmend strengere Motorausgangsemissionsanforderungen erfüllt werden. Die Verwendung einer Aufladung, insbesondere mit Abgas betriebenen Turboladern, wird häufig auch dazu verwendet, den Motoransaugluftmassenstrom und den Leistungsausgang des Motors durch Verwendung von Abfallenergie, die von dem Abgas abgeleitet wird, zu steigern. Die effiziente Verwendung von AGR und turbogeladener Aufladung erfordert eine synergistische Konstruktion dieser Systeme.
Das Abgas, das von einem Verbrennungsmotor, insbesondere einem Dieselmotor, ausgestoßen wird, ist ein heterogenes Gemisch, das gasförmige Emissionen, wie Kohlenmonoxid („CO“), nicht verbrannte Kohlenwasserstoffe („HC“) und Stickoxide („NO_x“), wie auch Materialien in kondensierter Phase (Flüssigkeiten und Feststoffe) enthält, die Partikelmaterial bilden. Katalysatorzusammensetzungen, die typischerweise an Katalysatorträgern oder -substraten angeordnet sind, sind in einem Abgassystem eines Motors vorgesehen, um bestimmte oder alle von diesen Abgasbestandteilen in gesetzlich nicht regulierte Abgaskomponenten umzuwandeln. Eine Abgasbehandlungstechnologie zur Verwendung für hohe Niveaus an Partikelmaterialreduktion ist die Dieselpartikelfiltervorrichtung („DPF“). Es existieren verschiedene bekannte Filterstrukturen, die in DPF's verwendet werden und eine Wirksamkeit bei der Entfernung von Partikelmaterial von Abgas gezeigt haben, wie Keramik-Waben-Wandstromfilter, Filter mit gewickelter oder gepackter Faser, offenzellige Schäume, gesinterte Metalle, Fasern, etc.
Der Filteraufbau ist ungeachtet des verwendeten Typs ein physikalischer Aufbau zur Entfernung von Partikeln von dem Abgas, und infolge dessen besitzt die Ansammlung gefilterter Partikel die Wirkung einer allmählichen Erhöhung des Abgassystemgegendrucks, der auf den Motor wirkt. Um Gegendruckzunahmen, die durch die Ansammlung von Abgaspartikeln bewirkt werden, zu berücksichtigen, wird der DPF periodisch gereinigt oder regeneriert. Die Regeneration eines DPF, insbesondere bei Fahrzeuganwendungen, erfolgt typischerweise automatisch und wird durch einen Motor- oder anderen Controller auf Grundlage von Signalen gesteuert, die durch Motor- und Abgassystemsensoren erzeugt werden. Das Regenerationsereignis betrifft die Erhöhung der Temperatur des DPF-Filteraufbaus auf Niveaus, die sich oftmals zwischen 500°C und 650°C bewegen, um die angesammelten Partikel zu verbrennen. Ein Verfahren zur Erzeugung der Temperaturen, die in dem Abgassystem zur Regeneration des DPF erforderlich sind, besteht darin, nicht verbrannte HC an eine Oxidationskatalysatorvorrichtung zu liefern, die stromaufwärts des DPF angeordnet ist. Die HC können an das Abgassystem durch Einstellen der Kraftstoffinjektion, zeitlichen Steuerung oder beidem des Motors und „Überschusskraftstoffbelieferung“ des Motors geliefert werden, was in nicht verbrannten HC resultiert, die den Motor mit dem Abgas verlassen und in das Abgassystem eintreten. Bei der Alternative kann ein Kraftstoffinjektor, der einem Kraftstoffsystem zugeordnet ist, fluidtechnisch dem Abgassystem stromaufwärts der Oxidationskatalysatorvorrichtung zur Lieferung von HC direkt an das Abgas verbunden sein. Die HC werden in der Oxidationskatalysatorvorrichtung oxidiert, was in einer exothermen Reaktion resultiert, die die Temperatur des Abgases auf ein Niveau anhebt, das ausreichend ist, um die angesammelten Partikel in dem DPF zu verbrennen.
Ein Nachteil dieses Verfahrens zur Regeneration besteht darin, dass der Einlass für das AGR-System typischerweise stromaufwärts des Oxidationskatalysators und des DPF angeordnet ist, so dass die AGR sowohl nicht verbrannte HC als auch Partikelmaterial enthält. Die Lieferung nicht verbrannter HC an ein AGR-System kann zu einem Verstopfen des Systems führen, insbesondere, wenn das AGR-System einen Abgaskühler verwendet. Zusätzlich reduziert die Rückführung von HC's durch das AGR-System und zurück in das Motoransaugsystem die Menge an HC, die zur DPF-Regeneration verfügbar sind, und reduziert den Kraftstoffwirkungsgrad des Motors. Ein Verfahren zum Vermeiden der Einführung nicht verbrannter HC in das AGR-System besteht darin, eine Überschusskraftstoffbelieferung des Motors auf spezifische Motorzylinder zu beschränken, wobei nicht Kraftstoff beliefertes Abgas an das AGR-System geführt wird und HC-beladenes Abgas an den DPF während der Regeneration geführt wird. In einem Motor mit V-Konfiguration kann die Überschusskraftstoffbelieferung eine Zylinderbank betreffen, und in einem Reihenmotor kann sie eine Gruppe von Zylindern betreffen (beispielsweise Zylinder 1, 2, 3 in einem Reihen-6-Zylindermotor). Ein Nachteil des obigen Verfahrens der Überschusskraftstoffbelieferung des Motors besteht darin, dass die Abgasströmungen permanent getrennt werden, was zur Folge hat, dass überschüssiges, nicht Kraftstoff beliefertes Abgas den Turbolader umgeht, wenn es von dem AGR-System nicht benötigt wird. Für einen verbesserten Wirkungsgrad ist es erwünscht, den Vorteil des vollständigen Abgasströmungsvolumens, weniger dem, das zu AGR-Zwecken umgelenkt ist, zu nutzen, um den Turbolader in einem Motor unter Verwendung von Aufladung zu betreiben.
Herkömmliche Abgassysteme sind in den Druckschriften US 2007 / 0 175 215 A1 , US 7 104 048 B2 und US 2005 / 0 028 523 A1 beschrieben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßes Abgassystem für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor umfasst eine erste Abgasleitung, die sich zwischen einem ersten Motorzylinder und einem Turboladereinlass erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas von dem ersten Motorzylinder an den Turboladereinlass leitet. Eine zweite Abgasleitung erstreckt sich zwischen einem zweiten Motorzylinder und einem Einlass für ein Abgasrückführungssystem und steht damit in Fluidkommunikation und ist derart konfiguriert, dass sie Abgas von dem zweiten Motorzylinder an das Abgasrückführungssystem leitet. Eine Abgasumgehung erstreckt sich zwischen der ersten und zweiten Abgasleitung und steht in Fluidkommunikation damit und ist derart konfiguriert, dass sie Abgas, das durch die zweite Abgasleitung strömt, an die erste Abgasleitung und den Turboladereinlass unter Bedingungen mit variierender Abgasrückführungsanforderung des Verbrennungsmotors umlenkt. Ein Strömungsteiler erstreckt sich in der zweiten Abgasleitung, um einen ersten Strömungsdurchgang, der einen Querschnitt und ein maximales Strömungsvolumen aufweist, das durch ein maximales Abgasrückführungsströmungsvolumen des Verbrennungsmotors bestimmt ist, und einen zweiten Strömungsdurchgang in Fluidkommunikation mit der ersten Abgasleitung zu definieren. Der erste Strömungsdurchgang leitet das durch ihn strömende Abgas zumindest teilweise in den Einlass des Abgasrückführungssystems, und der zweite Strömungsdurchgang leitet das durch ihn strömende Abgas in die erste Abgasleitung. Die Abgasumgehung erstreckt sich zwischen dem ersten Strömungsdurchgang und der ersten Abgasleitung.
Die obigen Merkmale und Vorteile wie auch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht offensichtlich.
Figurenliste
Andere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Einzelheiten werden nur beispielhaft in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen offensichtlich, wobei die detaillierte Beschreibung Bezug auf die Zeichnungen nimmt, in welchen:

1 eine schematische Ansicht eines Abgasbehandlungssystems für einen Verbrennungsmotor ist;
2 eine schematische Ansicht eines Turboladers und zugeordneter Einlasskanäle ist, die keine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellen; und
3 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Turboladers und zugeordneter Einlasskanäle ist, die eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellen.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur. Es sei zu verstehen, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben.
Nun Bezug nehmend auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung auf ein Abgassystem, das allgemein mit 10 bezeichnet ist, zur Anwendung auf einen Verbrennungsmotor, wie einen Dieselmotor 12, gerichtet. Es sei angemerkt, dass der Dieselmotor 12 lediglich beispielhafter Natur ist und dass die hier beschriebene Erfindung in verschiedenen Motorsystemen implementiert sein kann. Zur Vereinfachung der Beschreibung und Diskussion ist die Offenbarung im Kontext eines Dieselmotors diskutiert.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform, wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst das Abgassystem 10 eine erste und zweite Abgasleitung 14a und 14b, die in Fluidkommunikation mit Abgasdurchlässen (nicht gezeigt) des Dieselmotors 12 stehen. Die erste Abgasleitung 14a ist derart konfiguriert, dass sie eine Abgasströmung 16a von einem ersten Zylinder oder einer Bank von Zylindern 48 des Motors 12 sammelt und diese an den Einlass 18, 2, eines abgasgetriebenen Turboladers 20 leitet. Die zweite Abgasleitung 14b ist derart konfiguriert, dass sie eine Abgasströmung 16b von einem zweiten Zylinder oder einer Bank von Zylindern 50 des Motors 12 sammelt und an den Einlass 24 eines Abgasrückführungssystems („AGR“) 22 leitet. Der Turbolader 20 verwendet überschüssige Abgasenergie, um Einlassluft 30 zu komprimieren, die an den Ansaugkrümmer 26 des Dieselmotors 12 geliefert wird. Ein Anteil 16c der Abgasströmung 16b wird von der zweiten Abgasleitung 14b umgelenkt und an das AGR-System 22 geliefert, wo er durch den Abgaskühler 28 gelangen kann und anschließend mit der komprimierten Einlassluft 30 von dem Turbolader 20 gemischt wird, bevor er in den Ansaugkrümmer 26 des Motors 12 eingeführt wird. Das Volumen des AGR-Abgases 16c, das von der zweiten Abgasleitung 14b umgelenkt wird, wird durch ein AGR-Ventil 15 reguliert, das in dem AGR-System 22 zwischen der Abgasleitung 14b und dem Ansaugkrümmer 26 des Motors 12 angeordnet ist.
Der Rest des Abgassystems 10 weist eine Abgasleitung 32 in Fluidkommunikation mit dem Auslass 34 des Turboladers 20 auf und umfasst verschiedene Segmente, die dazu dienen, die Abgasströmung 16 an verschiedene Abgasbehandlungskomponenten des Abgassystems 10 zu transportieren. Die Abgasbehandlungskomponenten können einen Oxidationskatalysator aufweisen, wie einen ersten Dieseloxidationskatalysator („DOC“) 36, der bei der Behandlung nicht verbrannter gasförmiger und nichtflüchtiger HC und CO nützlich ist, die oxidiert werden, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden. Die Oxidation der HC in dem DOC 36 ist eine exotherme Reaktion, die nachfolgend detaillierter diskutiert ist. Eine Vorrichtung für selektive katalytische Reduktion („SCR“) 38 kann stromabwärts des DOC 36 angeordnet sein und ist derart konfiguriert, dass sie NO_x-Bestandteile in der Abgasströmung 16 in der Anwesenheit eines Reduktionsmittels, wie Ammoniak („NH₃“) umwandelt.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist ein Abgaspartikelfilter, in diesem Fall ein Dieselpartikelfilter („DPF“) 40, in dem Abgassystem 10 stromabwärts des SCR 38 und DOC 36 angeordnet und dient dazu, die Abgasströmung 16 von Kohlenstoff und anderen Partikeln zu filtern. Der DPF 40 kann unter Verwendung eines Keramik-Wandströmungsmonolith-Abgasfilters 42 aufgebaut sein, der Wände aufweist, durch die die Abgasströmung 16 getrieben wird. Durch den Wandströmungsmechanismus wird die Abgasströmung 16 von Kohlenstoff und anderen Partikeln gefiltert. Die gefilterten Partikel werden in dem Abgasfilter 42 des DPF 40 abgeschieden und besitzen mit der Zeit die Wirkung einer Erhöhung des Abgasgegendrucks, der auf den Dieselmotor 12 wirkt. Die Erhöhung des Gegendrucks der Abgasströmung 16, die durch die Ansammlung von Partikelmaterial in dem DPF 40 bewirkt wird, erfordert, dass der DPF periodisch gereinigt oder regeneriert wird, um den Wirkungsgrad des Dieselmotors 12 beizubehalten. Eine Regeneration betrifft die Oxidation oder Verbrennung des angesammelten Kohlenstoffs und anderer Partikel typischerweise in einer Umgebung mit hoher Temperatur (>600°C).
Wieder Bezug nehmend auf 1 ist ein Controller, wie ein Motorcontroller 44, funktionell mit dem Abgassystem 10 verbunden und überwacht dieses durch eine Anzahl von Sensoren, wie einem Differenzdrucksensor 46, der den Druckdifferenz zwischen einer Mehrzahl von signaltechnisch verbundenen Drucksensoren 47 überwacht. Der hier verwendete Begriff „Controller“ betrifft eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe) und Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen. Bei einer Bestimmung, dass der Abgassystemgegendruck ein vorbestimmtes Niveau erreicht hat, das den Bedarf angibt, den DPF 40 zu regenerieren, stellt der Motorcontroller 44 die Lieferrate und/oder die zeitliche Steuerung (oder beides) ein, um nicht verbrannte HC an das Abgassystem 10 durch die Verwendung eines Kraftstoffinjektors, der in dem Abgassystem 10 (nicht gezeigt) angeordnet ist, oder eine Überschusskraftstofflieferung an den Dieselmotor 12 zu liefern. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel, bei dem die Motorzylinder in einer V-Konfiguration vorliegen, wird eine erste Bank von Zylindern 48 mit Überschusskraftstoff beliefert, was in der Lieferung nicht verbrannter HC an die Abgasströmung 16a resultiert, die die erste Abgasleitung 14a durchläuft. Eine zweite Bank von Zylindern 50 nimmt weiterhin Kraftstoff mit einer normalen Rate und Menge auf, und als Folge davon besitzt die Abgasströmung 16b in der zweiten Abgasleitung 14b kein hohes Niveau nicht verbrannter HC, die darin vorhanden sind.
Nun Bezug nehmend auf 2 ist der Abgassystemabschnitt 52 benachbart des Einlasses des Turboladers 20 schematisch gezeigt. Der Abgassystemabschnitt 52 umfasst das Auslassende 54 der ersten Abgasleitung 14a und das Auslassende 56 der zweiten Abgasleitung 14b. Das Auslassende 54 überträgt die Abgasströmung 16a direkt an den Turboladereinlass 18. Während der Regeneration des DPF 40 gelangt die HC-beladene Abgasströmung 16a von dem ersten Zylinder oder der Bank von Zylindern 48 des Dieselmotors 12 direkt durch den Turbolader 20. Nach dem Austritt des HC-angereicherten Abgases 16a von dem Turboladerauslass 34, 1, wird die Abgasströmung 16 an und durch den DOC 36 geleitet, wo sie einer Oxidation ausgesetzt wird. Da die Oxidationsreaktion exotherm verläuft, wird die Abgasströmung 16 vor ihrer Aufnahme durch den DPF 40 wieder erwärmt oder angehoben, wodurch eine Regeneration des DPF 40 unterstützt wird. Ein Temperatursensor 58, ebenfalls in Kommunikation mit dem Motorcontroller 44, erlaubt, dass der Controller die Überschusskraftstoffbelieferung des ersten Zylinders oder der Bank von Zylindern 48 so einstellen kann, dass die Temperatur des DPF 40 auf einem geeigneten Niveau zur vollständigen Verbrennung des Kohlenstoffs und der Partikel, die in dem Abgasfilter 42 abgefangen sind, beibehalten wird.
Das Auslassende 56 der zweiten Abgasleitung 14b überträgt die Abgasströmung 16b direkt an den Einlass 24 des AGR-Systems 22. Während der Regeneration des DPF 40 wird die Abgasströmung 16b von der Abgasleitung 14b nicht mit Überschusskraftstoff beliefert, und somit ist es wenig wahrscheinlich, dass die Strömung, die in das AGR-System 22 von dem Auslassende 56 der zweiten Abgasleitung 14b eintritt, eine Blockade oder einen anderweitigen Schaden an dem AGR-System 22 bewirkt. Während des Betriebs des Dieselmotors 12 variiert das Volumen an rezirkuliertem Abgas und somit der Anteil der Abgasströmung 16b, der von dem Motor 12 erforderlich ist, auf Grundlage der Motorlast, Drehzahl und anderen Variablen. Infolgedessen wird der Anteil der Abgasströmung 16b, der nicht erforderlich ist, um die Anforderung von rezirkuliertem Abgas zu erfüllen, nämlich eine überschüssige Abgasströmung 16d, durch die Abgasumgehung 60 umgelenkt, die sich zwischen der ersten und zweiten Abgasleitung 14a und 14b erstreckt. Da der Durchfluss in dem AGR-System 22 auf Grundlage der Abgasvolumenanforderungen des Motors 12 variiert, verlässt die überschüssige Abgasströmung 16d die zweite Abgasleitung 14b durch die Abgasumgehung 60 und strömt durch die erste Abgasleitung 14a und den Turbolader 20, wodurch der Abgassystemwirkungsgrad erhöht wird, indem das Gesamtströmungsvolumen von Abgas 16 durch den Turbolader 20 unter variierenden Betriebsmoden erhöht wird.
Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform, die in 3 gezeigt ist, weist die zweite Abgasleitung 14b einen Strömungsteiler 62 auf, der sich über den größten Teil ihrer Länge erstreckt. Der Strömungsteiler 62 definiert einen ersten und zweiten Strömungsdurchgang 64 bzw. 66. Der erste Strömungsdurchgang 64 leitet die Abgasströmung 16c in den Einlass 24 des AGR-Systems 22. Während der Regeneration des DPF 40 wird die Abgasströmung 16b von der zweiten Abgasleitung 14b nicht mit Überschusskraftstoff beliefert, und somit ist es wenig wahrscheinlich, dass die in das AGR-System 22 eintretende Strömung eine Blockade oder anderweitigen Schaden an dem AGR-System bewirkt. Der zweite Strömungsdurchgang 66 leitet die Strömung 16e direkt an die erste Abgasleitung 14a zur Lieferung an den Turboladereinlass 18. Die Querschnittsfläche und infolge davon das maximale Strömungsvolumen des ersten Strömungsdurchgangs 64 wird durch die berechnete maximale Abgasrückführung des Dieselmotors 12 bestimmt, die in diesem Fall kleiner als die vollständige Abgasströmung 16b in der zweiten Abgasleitung 14b ist. Die frühere stromaufwärtige Fluidkommunikation des zweiten Strömungsdurchgangs 66 mit der ersten Abgasleitung 14a unterstützt als Ergebnis gleichmäßigere Abgasströmungscharakteristiken an dem Turboladereinlass 18 und einen effizienteren Betrieb des Turboladers 20.
Während des Betriebs des Dieselmotors 12 variiert die Volumenanforderung von rezirkuliertem Abgas auf Grundlage der Motorlast, Drehzahl und anderen Variablen. Infolgedessen variiert die Abgasströmung durch den ersten Strömungsdurchgang 64. Um Gebrauch von der maximalen Abgasenergie zum Antrieb des Turboladers 20 zu machen, ist eine Abgasumgehung 60 in dem Strömungsteiler 62 angeordnet, die dazu dient, eine Fluidkommunikation mit dem Abgas in der ersten Abgasleitung 14a herzustellen. Wenn der Durchfluss in dem ersten Strömungsdurchgang 64 auf Grundlage der Abgasvolumenanforderungen des AGR-Systems 22 variiert, verlässt eine überschüssige Abgasströmung 16d den ersten Strömungsdurchgang 64 durch die Abgasumgehung 60 und strömt durch die erste Abgasleitung 14a und den Turbolader 20, wodurch der Abgassystemwirkungsgrad erhöht wird.
Während die Beschreibung auf einen Abgassystemabschnitt 52 gerichtet worden ist, der eng mit dem Turbolader 20 in Verbindung steht und der in das Turboladergehäuse 68 integriert sein kann, ist es denkbar, dass der Abgassystemabschnitt 52 an einer Stelle stromaufwärts des Turboladers angeordnet ist, wie in 1 schematisch ist, um die Konstruktion und den Aufbau davon zu vereinfachen.

Claims

Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12), umfassend: eine erste Abgasleitung (14a), die sich zwischen einem ersten Motorzylinder (48) und einem Turboladereinlass (18) erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas von dem ersten Motorzylinder (48) an den Turboladereinlass (18) leitet; eine zweite Abgasleitung (14b), die sich zwischen einem zweiten Motorzylinder (50) und einem Einlass (24) für ein Abgasrückführungssystem (22) erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas von dem zweiten Motorzylinder (50) an das Abgasrückführungssystem (22) leitet; eine Abgasumgehung (60), die sich zwischen der ersten und zweiten Abgasleitung (14a, 14b) erstreckt und in Fluidkommunikation damit steht und derart konfiguriert ist, dass sie Abgas, das durch die zweite Abgasleitung (14b) strömt, an die erste Abgasleitung (14a) und den Turboladereinlass (18) unter Bedingungen einer variierenden Abgasrückführungsanforderung des Verbrennungsmotors (12) umlenkt; und einen Strömungsteiler (62), der sich in der zweiten Abgasleitung (14b) erstreckt, um einen ersten Strömungsdurchgang (64), der einen Querschnitt und ein maximales Strömungsvolumen aufweist, das durch ein maximales Abgasrückführungsströmungsvolumen des Verbrennungsmotors (12) bestimmt ist, und einen zweiten Strömungsdurchgang (66) in Fluidkommunikation mit der ersten Abgasleitung (14a) zu definieren, wobei der erste Strömungsdurchgang (64) das durch ihn strömende Abgas zumindest teilweise in den Einlass (24) des Abgasrückführungssystems (22) leitet und der zweite Strömungsdurchgang (66) das durch ihn strömende Abgas in die erste Abgasleitung (14a) leitet, und wobei die Abgasumgehung (60) sich zwischen dem ersten Strömungsdurchgang (64) und der ersten Abgasleitung (14a) erstreckt.
Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12) nach Anspruch 1, wobei das Abgas von dem ersten Motorzylinder (48) selektiv ein höheres Niveau an Kohlenwasserstoff aufweist, als das Abgas von dem zweiten Motorzylinder (50).
Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12) nach Anspruch 2, wobei das Abgas von dem ersten Motorzylinder (48) durch den Turbolader (20) gelangt und durch Oxidation der Kohlenwasserstoffe in einem Oxidationskatalysator (36) stromabwärts davon wiedererwärmt wird.
Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12) nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen Dieselpartikelfilter (40) stromabwärts von dem Oxidationskatalysator (36) und in Fluidkommunikation damit, der derart konfiguriert ist, dass er das wiedererwärmte Abgas zur Verbrennung von darin abgefangenen Partikeln aufnimmt.
Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12) nach Anspruch 1, wobei die erste Abgasleitung (14a) und die zweite Abgasleitung (14b) einteilig mit einem Gehäuse (68) des Turboladers (20) sind.
Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12) nach Anspruch 1, wobei die erste Abgasleitung (14a) und die zweite Abgasleitung (14b) und der Strömungsteiler (62) einteilig mit einem Gehäuse (68) des Turboladers (20) sind.
Abgassystem (10) für einen turboaufgeladenen Verbrennungsmotor (12) nach Anspruch 1, wobei der erste Motorzylinder (48) eine Mehrzahl erster Motorzylinder umfasst und der zweite Motorzylinder (50) eine Mehrzahl zweiter Motorzylinder umfasst.