JP2009529622A - 排気温度制御装置を備える過給装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関のための過給装置（１８、８０、１００、１１０）に関する。過給装置（１８、８０、１００、１１０）は、少なくとも１つの空隙断熱型排気誘導部（４４）と共に、外気取込みのための少なくとも１つの第１ライン（１６）を含んでいる。少なくとも１つの空隙断熱型排気誘導部（４４）は、内燃機関（１０）の出口側（４２）に配置されている。排気流を分配するための少なくとも１つの制御機構（５２、８６）と、予備圧縮された外気流を分配するための制御機構（２４、１１６）とが設けられている。空隙断熱型排気誘導部（４４）は、制御可能な気流が貫流している外チャンバ（４６）を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、排気温度制御装置（Abgastemperiervorrichtung）を備える過給装置（Aufladeeinrichtung）に関する。

自己着火型内燃機関においても、外部点火型内燃機関においても、同じ容量のエンジンでより高いエンジン性能を達成するために、特にターボチャージャ（Abgasturbolader）の形態をした過給装置（Aufladeeinrichtung）が、ますます車両に搭載されるようになっている。しかし、上記の２つのタイプの内燃機関において、達成可能なエンジン性能は、構成要素に対して許容しうる加熱（Waermung）によって、特に、排気マニホールド（Abgaskruemmer）、ターボチャージャ、ならびに、場合によって必要な制御フラップ（Regelklappe）及び排気ライン（Abgasleitung）を製造する際の原料に対して許容しうる加熱によって限定されている。排気温度を下げるために、外部点火型内燃機関の場合には、通常、二段燃焼率（stoechiometorisches Verhaeltnis）を下回る空気比（Luftverhaeltnis）λで走行する。空気比は、部分的に０．７の大きさ（Groessenordnung）になるが、結果として、内燃機関の高負荷域（Lastbereich）において燃料消費が増加する一方、二酸化炭素の排出量が増加する。欧州でも、アメリカ合衆国でも、排ガス規制が強化されることが予想されるため、二酸化炭素の排出量の増加は許容され得ない。

背景技術では、空隙断熱型排気マニホールド（luftspaltisolierte Abgaskruemmer）が公知である。この排気マニホールドは、内燃機関が自己着火型であれ、外部点火型であれ、内燃機関の低負荷域、すなわち低回転域（Drehzahlbereich）において、排気流の冷却を防止するために通常使用されている。これによって、ターボチャージャの効率が向上する。一方、排気触媒コンバータ（Abgaskatalysator）が可能な限り迅速に最適な作動温度の範囲に達することが実現される。

本発明の課題は、内燃機関が自己着火式であれ、外部点火型であれ、コールドスタート段階において、暖機段階において、及び、断熱装置（Waermedaemmvorrichtung）としての低負荷での駆動において、内燃機関に隣接する排気誘導部（Abgasfuehrende Bauteile）を空気断熱（Luftisolation）によって利用し、比較的高温の際には、給気（Ladeluft）によって貫流させ、この方法によって排気誘導部の原料に対する熱負荷を低減させることにある。

本発明に基づいて、空隙断熱型排気誘導部（空隙断熱された排気誘導部、luftspaltisolierter abgasfuehrender Bauteil）等を二重利用することが提案される。その際、内燃機関の低負荷域において、給気の休止によって排気誘導部の断熱に作用する一方、内燃機関の負荷が高い場合には冷たい給気によって貫流され、排気温度の低下が達成される。

燃焼に必要な空気は、エアフィルタ（Luftfilter）及びエア流量計（Luftmassenmesser）を介して過給装置に到達する。過給装置において、特に単段または多段ターボチャージャが関わっている。過給装置のコンプレッサ部では、空気が圧縮され、ラインを介して制御弁（Regelventil）に到達する。ターボチャージャのコンプレッサ部は、排気誘導部及び更なる別のラインを介して過給装置に到達する内燃機関の排気流によって、駆動される。過給装置の高い動力を保持するために、過給装置は、内燃機関の回転数が低くそれに伴い排気量が少ない場合に、十分な応答動作（Ansprechverhalten）を有するように構成される。高回転域において排気量が非常に高くなり、過給装置が「限界範囲（Stopfbereich）」に入ること、すなわち、空気がさらに取込管（Ansaugtrakt）に送られなくても過給装置の前の圧力が上がることを予防するために、高回転域において余剰な排気量は、ウェイストゲートバルブ（Wastegate）を経由してタービン部（Turbinenteil）のかたわらを通り過ぎ（vorbei）、直接内燃機関の排気管（Abgastrakt）内に伝達される。この他、特に外部点火型内燃機関の場合重要なことであるが、ウェイストゲートバルブは、必要な過給圧（Ladeluft）を制御する可能性を提供する。

制御弁が完全に開弁されている場合、空気は、吸気冷却器（Ladeluftkuehler）及び、外部点火型内燃機関の場合にのみ必要な絞り弁（Drosselklappe）を介して、取込管内へ到達し、さらにそこから、通常では複数のシリンダを備えた内燃機関の個々のシリンダに到達する。ここでは、排ガスの冷却、または、内燃機関に割り当てられた排気誘導部の冷却は行われない。高負荷域において、高温の排ガス及びそれに伴う排気マニホールドの加熱のため、排気誘導部の冷却が必要である。従って、上述の制御弁が部分的に閉じられる。これによって、制御弁の内部で圧力低下（Druckabfall）が発生し、従って、制御弁より前に、制御弁の後ろよりも高い圧力が発生する。この圧力差（Druckdifferenz）Δｐによって、空気は、ラインを介して排気誘導部の外チャンバ（Aussenkammer）に到達する。排気誘導部は、例えば、二重壁に実現されることが可能である。その際、内壁（Innenwand）と外壁（Aussenwand）との間に間隔が設けられており、この間隔が上記の外チャンバを形成する。従って、外チャンバに流入する空気は、排気誘導構成要素の内壁の周りを流れ、排気誘導部を冷却する。その際、空気は暖められ、ラインを介して吸気冷却器に到達し、そこで冷却される。さらに、吸気冷却器から吸気マニホールド（Saugrohr）を介して、シリンダ吸入口（Zylindereinlass）に到達する。外チャンバを介して排気誘導部に到達し、排気流の冷却の度合いを決定する気流がどのくらいの容量なのか、制御弁の調整を介して制御することが可能である。

本発明に基づき提案される解決策の更なる別の実施形態において、空気は、排気誘導部の外チャンバを通った後に内燃機関の排気管内に到達する。さらに、特に、触媒コンバータの後で排出される。従って、排ガス（Abgas）の冷却のために利用される空気は、燃焼用空気としては内燃機関に提供されない。従って、この実施形態においては、暖められた空気が排気誘導部の冷却により冷却される必要がないので、吸気冷却器はより小さく実現されることが可能である。本発明に基づき提案される解決策は、直列に配置された２つの過給機を有する二段過給装置の場合においても利用することが可能である。その際、一方の過給機は、独自より下流に設けられた他方の過給機よりも大きく（groesser）実現されることが可能である。回転数が低く排ガスが少ない場合には、制御フラップは閉じられているので、排ガスは、完全に、より小さく実現された過給機を介して送られる。排気量が増大する場合には、制御弁が閉じられるので、排ガスはより大きく実現された過給機を介しても流れる。排ガスの供給は、制御フラップの調整を介して、任意の方法で調整されることが可能である。外気（Frischluft）は、エアフィルタを介して、２つの過給機のうちの大きい方の過給機に到達し、そこから小さな方の過給機に到達し、熱膜エア流量計（Heissfilmmassenmesser）、吸気冷却器（Ladeluftkuehler）、及び絞り弁を介して、吸気マニホールド（Ansaugkruemmer）内に到達する。空気量が大きい場合には、小さく実現された過給機の前の圧力は、バイパスバルブ（Bypassventil）が開いて空気が小さい方の過給機を通過して直接エア流量計に流れるように、上昇する。排気誘導部の冷却が必要な場合、更なる別の制御弁が開弁され、特定量の空気が、例えば、空隙断熱型排気誘導部等に到達する。

更なる別の実施形態において、冷気を送り出すために、異なる過給機が使用されることが可能である。冷却に必要な過給機は、ウェイストゲートバルブの後に設けられている。良好な応答動力（Ansprechdynamik）を達成するために、コンプレッサは、可能な限り小さく構成される。従って、高負荷域及び高回転域における排気量は非常に大きい。余剰な排気量（Uebermenge）は、その後、ウェイストゲートバルブを経由してターボチャージャのかたわらを通り過ぎ、冷気の圧縮に利用される。排気量の量、及びそれに伴い送り出される冷たい空気の量も、ウェイストゲートバルブの調整を介して制御されることが可能である。エア流量計は２つの過給機の間に設けられており、汚染される危険が低減される。

異なる過給機の代わりに、本実施形態の変形（Abwandlung）において、吸気噴射ポンプ（Saugstahlpumpe）が使用されることが可能である。

以下では、添付の図に基づいて、本発明が詳細に記載される。
図１は、過給装置のコンプレッサ部の後で冷気が分岐している、単段過給装置の回路図を示している。

図１に示された回路図に示すように、外気が、内燃機関１０のエアフィルタ１２へと流れる。内燃機関１０において、自己着火型内燃機関と同様に外部点火型内燃機関も関わっている。エアフィルタ１２の下流に、エア流量計（Luftmassmesser）１４が配置されている。空気は、エア流量計１４から、第１ライン１６を介して、本実施形態の単段過給装置１８のコンプレッサ部２０へと流れる。圧縮が行われた後で、圧縮された外気は、第２ライン２２を介して第１制御弁（制御機構（Regelorgan）の一例）２４へと流れる。第１制御弁２４の後には、第３ライン２６の出口（Muendungsstelle）が接続されている。一方、第１制御弁２４の前では、第４ライン２８が分岐している。

第１制御弁２４の調節に従って、圧縮された空気は、第４ライン２８を介して排気マニホールド等の排気誘導部（abgasfuehrender Bauteil）４４へと流れる。排気誘導部４４は、外壁４８及び内壁５０によって仕切られている外チャンバ（Aussenkammer）４６を含んでいる。予備圧縮（vorherdichten）された空気は、この外チャンバ４６内へと流れる。その際、第１制御弁２４は、内燃機関１０の高負荷域において閉弁方向に操作されるが、完全には閉弁されないように、駆動される。従って、第１制御弁２４の内部では圧力低下が起こり、結果として第１制御弁の前に、第１制御弁の後よりも高い圧力が発生する。この圧力差によって、予備圧縮された空気は、第４ライン２８を介して、外チャンバ４６内、排気誘導部４４へと流れる。外チャンバ４６を貫流する予備圧縮された空気は、排気誘導部４４を冷却する。その際、予備圧縮された空気は、対応して暖められる。第３ライン２６を介して、冷却に利用された空気が、冷却媒体（Kuehlmedium）のための吸入口（Eintritt）３２及び出口（Austritt）３４を含む吸気冷却器（Ladeluftkuehler）３０の前に到達する。制御弁２４を通過した吸気（Ladeluft）も同様に、吸気冷却器３０に到達する。双方の気流は、吸気冷却器３０において冷却され、絞り弁（Drosselklappe）３６を通過した後に、第５ライン３８に流入する。第５ライン３８から、内燃機関１０のシリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３及びＺ４の数に対応する数のラインに分岐する。予備圧縮され冷却された外気は、内燃機関１０の吸入側（Einlassseite）４０に設けられている吸入弁（Einlassventil）を介して、個々のシリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４内へ導入される。燃焼行程の後に個々のシリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４内で発生した排ガスは、出口側（Auslassseite）４２に隣接する空隙断熱型排気誘導部内に伝達される。第１制御弁２４の前で分岐した予備圧縮された外気流（Frischluftstrom）が、空隙断熱型排気誘導部４４を貫流（durchstroemen）するので、排気誘導部４４の内壁５０が冷却される。従って、空隙断熱型排気誘導部４４の製造原料には、許容不可能な高温の負荷が掛からない。上記のとおり、予備圧縮された外気流のうち、第４ライン２８を介して外チャンバ４６に伝達され、温められた分の外気流は、第３ライン２６を介して吸気冷却器３０へと流れる。

排気誘導部４４を通過する冷却された排ガスは、過給装置１８のタービン部５４へと流れる。過給装置１８のタービン部５４と並行して、ウェイストゲートバルブ（制御機構（Regelorgan）の一例）５２も作動される。過給装置１８のタービン部５４の回転数が比較的低い場合にも十分な動力があり、タービン部５４が、回転数が低い場合にも十分な動力を提供するように、過給装置１８は構成されている。内燃機関の高負荷域及び高回転域において排気量が非常に高くなり、過給装置１８が、空気がもはや吸入管内に達しなくてもタービン部５４の前の圧力が著しく上昇する「限界範囲（Stopfbereich）」に達することを予防するために、この駆動領域において、余剰な排気量が、ウェイストゲートバルブ５２を経由してタービン部５４のかたわらを通り過ぎ、直接内燃機関１０の排気管へと伝達される。ウェイストゲートバルブ５２を介して、必要な過給圧（Ladedruck）が、特に外部点火型内燃機関において制御されることが可能である。排気流のうち、過給装置１８のタービン部５４またはウェイストゲートバルブ５２を介して伝達される分の排気流は、内燃機関１０の排気管内の排気触媒コンバータ（Abgaskatalysator）５６へと供給される。

図２は、予備圧縮され暖められた外気に対する排気誘導部からの誘導が変更されている、図１の記載に基づく回路図の更なる別の実施形態が示されている。

図１で示された回路図と比較して、図２の回路図に基づく実施形態において、エア流量計１４は、吸気冷却器３０の後に配置されている。さらに、図１で記載された回路図の変形において、第３ライン２６は、排気触媒コンバータ５６の後に、出口７０で内燃機関１０の排気管に合流する。図２に示される実施形態は閉システムではなく、予備圧縮された外気は、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６を通過した後に出口７０で、排気管に導入される。すなわち、排気管内の圧力はより低い。従って、空気側（luftseitig）での過給圧制御が実現される。過給圧は、外気の排出によって、過給装置１８に基づいて制御される。

この実施形態において、予備圧縮された外気のうち、空隙断熱型外チャンバの冷却に利用された分は、もはや燃焼用空気としては内燃機関１０に提供されない。従って、吸気冷却器３０は、図１に示された実施形態と比較して、より小さく実現されることが可能である。すなわち、空隙断熱型排気誘導部４４の冷却によって暖められた空気は、もはや冷却される必要がなく、排気触媒コンバータ５６の直後の出口７０で、内燃機関の排気管内へと送られる。送り出される外気のうちの一部が空隙断熱型排気誘導部４４の冷却を介して必要とされるため、本実施形態に基づいて過給装置１８のコンプレッサ部２０はより大きく構成される。

空隙断熱型排気誘導部４４の冷却に利用される空気量（Luftmenge）は、第１制御弁２４の調整を介して、調整されることが可能である。図１で示された実施形態に対して、エア流量計１４の組み込み位置が変更されている。エア流量計１４は、空隙断熱型排気誘導部４４の冷却のための分岐の後で組み込まれている。すなわち、それ以外の場所では、内燃機関１０の制御のために重要な、シリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３及びＺ４の燃焼室（Brennraum）に到達する空気の厳密な算出が不可能である。

過給装置１８の過給圧制御は、図１及び図２において示された実施形態に基づいて、第１制御弁２４を介して行われる。従って、追加的なウェイストゲートバルブ５２は必ずしも（zwingend）必要ではない。

図３は、二段過給装置及び排気冷却器（Abgaskuehlung）を備える内燃機関の回路図の更なる別の実施形態を示している。

図３に基づく記載において、図１及び図２に示された単段過給装置１８は、二段過給装置８０と置き換えられている。二段過給装置８０は、第１ターボチャージャ（Abgasturbolader）８２及び第２ターボチャージャ８４とを含んでいる。第１ターボチャージャ８２は、第２ターボチャージャ８４と比較してより小さく実現されている。内燃機関１０の負荷域及び回転域が低く、従って調整（Stellung）される排気量が小さい場合には、制御フラップ（Regelklappe、制御機構（Regelorgan）の一例）８６は閉じられている。従って、内燃機関１０によって産出された排気流は、より小さく構成された第１ターボチャージャ８２を介して誘導される。内燃機関１０の回転数が増大する場合には、制御フラップ８６は開けられ、従って、排ガスは、第２過給装置８０の第２ターボチャージャ８４を介しても伝達される。

制御フラップ８６の調整を介して、排ガスの供給は任意の方法で調整されることが可能である。従って、２つのターボチャージャ８２、８４は、常に最適な作動点（Betriebspunkt）で駆動されることが可能である。

第１ターボチャージャ８２は、第１コンプレッサ部９０及び第１タービン部９２を有しており、第２ターボチャージャ８４は、コンプレッサ部９４及びタービン部９６を含んでいることが、念のため言及される。外気は、内部にエアフィルタ１２を含む第１ライン１６を介して、第２ターボチャージャ８４のコンプレッサ部９４へと到達する。そこから、予備圧縮された空気は、第２ライン２２を介して、第１ターボチャージャ８２のコンプレッサ部９０に供給され、吸気冷却器３０、エア流量計１４、及び第５ライン３８の絞り弁３６を介して、内燃機関１０の個々のシリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３及びＺ４へと流れる。吸気冷却器３０の吸入口の前で、第４ライン２８が分岐する。第４ライン２８を介して、予備圧縮された外気が、空隙断熱型排気誘導部４４に供給される。予備圧縮された外気が、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６に入る。外チャンバ４６は、外壁４８及び内壁５０によって仕切られている。予備圧縮された、排ガスの冷却によって暖められた外気は、外チャンバ４６から、第３ライン２６を介して、内燃機関の排気管へと流れ、排気触媒コンバータ５６の後の出口７０で排気管内に送り込まれる（einspeisen）。

第２ターボチャージャ８４のコンプレッサ部９４によって送り出される空気量（Luftmenge）が大きい場合、第１ターボチャージャ８２の前の圧力が非常に強いので、バイパスバルブ（Bypassventil）８８が開弁され、第２ライン２２を流れる予備圧縮された外気５４が、第１ターボチャージャ８２を迂回して、直接吸気冷却器３０へ送られるか、または第１制御弁２４へと導く第４ライン２８内に直接的に入る。空隙断熱型排気誘導部４４の冷却のために、第１制御弁２４が開弁され、第１制御弁２４の開弁の度合いに対応する量の予備圧縮された空気が、空隙断熱型排気誘導部４４に到達する。

図４は、過給装置及び排気冷却（Abgaskuehlung）を備え、更に異なる過給装置を有する内燃機関の実施形態を示している。

図４に示された回路図に基づいて、空隙断熱型排気誘導部４４のための冷気を送り込むために、異なる過給装置１００が使用されている。

空隙断熱型排気誘導部４４から流れ出た排気流の流出方向において、ウェイストゲートバルブ５２の下流側に、異なる過給装置１００が設けられている。内燃機関１０の高負荷域において、ウェイストゲートバルブ５２を経由して過給装置１８のかたわらを通り過ぎた排気流は、異なる過給装置１００のコンプレッサ部に供給され、冷気を圧縮する役目を果たす。異なる過給装置１００を介して送られる排気流の量、及び、空隙断熱型排気誘導部４４の冷却に使用される送り出される空気は、ウェイストゲート５２の調整を介して制御される。過給装置１８とは無関係に、第１ライン１６の分岐を介して、外気が異なる過給装置１００に供給される。外気は、異なる過給装置１００内での圧縮の後に第４ライン２８を介して、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６内に送られる。空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６から流出する予備圧縮された外気は、外チャンバ４６での熱摂取（Waermeaufnahme）によって温度が高められ、排気触媒コンバータ５６の後の出口７０で合流する第３ライン２６を介して、内燃機関１０の排気管内へ入る。エア流量計１４は、本実施形態において、過給装置１８の前の、第２ライン２２内に配置されているので、異なる過給装置１００へと流れる空気量を検出しない。すなわち、この空気量は、燃焼のために内燃機関１０に供給されるのではなく、内燃機関１０の高回転域において、空隙断熱型排気誘導部４４を冷却する役目を果たす。過給装置１８のコンプレッサ部の前にエア流量計１４を配置することによって、エア流量計１４が汚染される危険が防止される。

図５は、内燃機関の隣接で排気冷却（Abgaskuehlung）が行われる過給装置の更なる別の実施形態が示されている。その際、異なる過給装置は、内燃機関の補助過給装置として利用される。

図５に示される回路図に基づいて示される構成においては、「多段過給（Stufenaufladung）」が関わっている。その際、内燃機関の高負荷域及び高回転域において、異なる過給装置１１０は、空隙断熱型排気誘導部４４の冷却のために利用されることが可能であるように、作動される。内燃機関１０の回転数が低く従って排気量が低い場合に、制御フラップ８６は閉じられる。従って、内燃機関１０から流れて来た排気流が、異なる過給装置１１０を経由して送られる。排気量が高い場合、すなわち、内燃機関１０の回転数が上昇している場合には、制御フラップ８６は開けられる。従って、排ガスは、過給装置１８、または過給装置１８のタービン部５４を介して流れる。特にターボチャージャとしても構成されている異なる過給装置１１０に対する、及び、タービン部５４とコンプレッサ部２０とを含む過給装置１８に対する任意の方法での排気流の分配は、制御フラップ８６の調整を介して、双方のターボチャージャが、常に最適な作動点（Betriebspunkt）で作動するように調整されることが可能である。

図５に示される実施形態において、外気は、エアフィルタ１２及び第１ライン１６を介して、過給装置１８のコンプレッサ部２０に到達し、そこから第２ライン２２を介して、さらにそこから第１切り替え弁（Schaltventil）１１２を介して、異なる過給装置１１０のコンプレッサ部に到達する。または、外気は、逆止弁（Rueckschlagventil）（バイパス）１１４を介して、吸気冷却器３０に到達する。吸気冷却器３０から、空気は、エア流量計１４及び絞り弁３６を介して、第５ライン３８へと流れ、そこから、内燃機関１０のシリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３及びＺ４の吸入側４０へと流れる。空気量が大きい場合、バルブ１１４が開弁され、空気が異なる過給装置１１０のかたわらを通り過ぎて直接エア流量計１４に到達するように、異なる過給装置１１０の前の圧力が上昇する。

内燃機関１０の高負荷域において、通常の場合、制御フラップ８６は、排ガスが異なる過給装置１１０を介してほとんど流れない程度まで、開けられている。内燃機関１０の高負荷域において空隙断熱型排気誘導部４４が冷却される必要がある場合には、制御フラップ８６は閉鎖位置に移動される。従って、それ以降は排気流の一部（Teilstrom）が、異なる過給装置１１０のタービン部を介して流れる。同時に、第１切り替え弁１１２が閉弁される。外気は、バイパスバルブ８８を介して、直接的にエアフィルタ１２及び第１ライン１６を経由して、異なる過給装置１１０に到達する。第４ライン２８内に含まれている第２切り替え弁１１６（制御機構（Regelorgan）の一例）は、開弁されている。従って、予備圧縮された外気は、補助過給機として機能する異なる過給装置１１０から、空隙断熱型排気誘導部４４へと到達する。バイパスバルブ８８は、第１切り替え弁１１２が開弁されている際に、過給装置１８が循環して送り出さないということが起こらないように防止する。第２逆止め弁１１８は、過給装置１８が空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ内へと直接的に送り出すことを防止する。

図６に基づく記載から、更なる別の実施形態が開示される。ここでは、内燃機関のための過給装置が示されている。その際、内燃機関の排ガスは冷却され、過給装置には、吸気噴射ポンプ（Saugstrahlpumpe）が割り当てられている。

図６で分かるように、コンプレッサ部２０及びタービン部５４とを含む過給装置１８に、吸気噴射ポンプ１２０が割り当てられている。吸気噴射ポンプ１２０は、ウェイストゲートバルブ５２の下流側に設けられ、供給ライン１２４を含んでいる。供給ライン１２４を介して、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６から、温められた外気が吸入噴射ポンプ１２０に入る。外気のうちのこの分と、ウェイストゲートバルブ５２を介してウェイストゲートバルブ５２の開弁位置に対応して吸入噴射ポンプ１２０に供給される分の排ガスとが、第３ライン２６を介して、排気触媒コンバータ５６の後の出口７０で内燃機関１０の排気管に送り込まれる。上記の実施形態の変形において、図６に示される実施形態に基づく空隙断熱型排気誘導部４４は、外気供給ライン（Aussenluftzuleitung）１２２を含んでいる。負荷が高い場合、空隙断熱型排気誘導部４４から流出する排ガスは、ウェイストゲートバルブ５２を経由して、過給装置１８のタービン部５４のかたわらを通り過ぎる。この排ガスは、吸気噴射ポンプ１２０内に到達する。空隙断熱型排気誘導部４４から流出する外気も同様に、吸気噴射ポンプ１２０内に導入される。吸気噴射ポンプ１２０は、本実施形態に基づいて、排気流のために空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６から吸入噴射ポンプ１２０へと導くライン内で負圧（Unterdruck）が発生するように、構成されている。従って、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６内でも同様に、負圧が発生する。しかし、外気供給ライン１２２を介して、空隙断熱型排気誘導部４４の内壁を冷却するための空気が、常に、外チャンバ４６内へと流入することが可能である。この空気は、吸入噴射ポンプ１２０への供給１２４の後に、ウェイストゲート５２を経由して過給装置１８のタービン部５４のかたわらを通り過ぎて送られた排ガスと共に、排気管内へ導入される。第３ライン２６を介して吸入噴射ポンプ１２０から流出する、このガス流は、排気触媒コンバータ５６の後の出口７０で内燃機関１０の排気管に送り込まれる、または、排気触媒コンバータ５６の前でも、内燃機関１０の排気管内に送られることが可能である。

図７から分かるように、コンプレッサ部２０及びタービン部５４を含む過給装置１８に、吸気噴射ポンプ１２０が割り当てられている。吸気噴射ポンプ１２０は、排気触媒コンバータ５６の後に設けられており、供給ライン１２４を含んでいる。供給ライン１２４を介して、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６から、温められた空気が吸入噴射ポンプ１２０内に入る。上記の実施形態の変形において、図７に示される実施形態に基づく空隙断熱型排気誘導部４４は、外気供給ライン１２２を含んでいる。制御弁５２の調整を介して、どのくらいの容量の排ガスが吸入噴射ポンプ１２０に達するのかについて、調整されることが可能である。従って、どのくらいの容量の外気が、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６を通って送り出されるのかについても、制御されることが可能である。空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６から流出する外気も同様に、吸入噴射ポンプ１２０に送られる。吸入噴射ポンプ１２０は、図７に示される実施形態に基づいて、排気流のために、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６から吸入噴射ポンプ１２０へと導くラインの区間（Leitungsabschnitt）において負圧が生じるように、構成されている。従って、空隙断熱型排気誘導部４４の外チャンバ４６内の負圧も同様に調整される。外気供給ライン１２２を介して、空隙断熱型排気誘導部４４の内壁を冷却するための空気が、常に、外チャンバ４６内に流入する（nachstroemen）ことが可能である。

ウェイストゲートバルブと、制御弁の前で分岐している空隙断熱型排気誘導部のための冷気ライン（Kuhlluftleitung）と、を備える単段過給装置の第１の実施形態が示されている。 排気誘導部に供給された冷気が排気触媒コンバータの後で導入される様子を示す、単段過給装置の更なる別の実施形態の回路図を示している。 排気誘導部への冷気のための制御弁を含む供給ライン（Zufuehrleitung）を備えた、二段過給装置の更なる別の実施形態の回路図を示している。 冷却に必要な空気量を送り込むための異なる過給機が使用される、実施形態の回路図を示している。 小さいターボチャージャが高負荷域及び高回転域において冷気を送り出すために利用される二段過給装置の実施形態を示している。 更なる別の変形として、更なる別の過給機の代わりに吸気噴射ポンプが使用される単段過給装置が、排気誘導部に供給された冷気が排気触媒コンバータの後ろに導入されている様子と共に示されている。 更なる別の変形として、更なる別のターボチャージャの代わりに、排気触媒コンバータの後ろに配置された吸気噴射ポンプが使用される単段過給装置が示されている。

Claims (11)

1. 外気取込みのための少なくとも１つの第１ライン（１６）と、前記内燃機関（１０）の出口側（４２）に配置されている少なくとも１つの空隙断熱型排気誘導部（４４）と、排気流を分配するための少なくとも１つの制御機構（５２、８６）と、を有する内燃機関（１０）の過給装置（１８、８０、１００、１１０）であって、
   前記空隙断熱型排気誘導部（４４）が、制御可能な外気流が貫流している外チャンバ（４６）を有することを特徴とする、内燃機関（１０）の過給装置（１８、８０、１００、１１０）。
2. 前記外チャンバ（４６）が、外壁（４８）と前記外壁（４８）から間隔を置いて配置された内壁（５０）とによって仕切られていることを特徴とする、請求項１に記載の過給装置。
3. 前記外チャンバ（４６）には、第４ライン（２８）を介して、予備圧縮された外気流が供給されているか、または、負圧が発生した場合に、外気が外気供給ライン（１２２）を介して前記外チャンバ（４６）内へと流入することを特徴とする、請求項１に記載の過給装置。
4. 前記外チャンバ（４６）に供給される予備圧縮された外気量は、前記少なくとも１つの制御機構（２４、１１６）で調整可能であることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置。
5. 前記外チャンバ（４６）から流出する予備圧縮された外気は、
   排気触媒コンバータ（５６）の上流側に向かうように、第３ライン（２６）を介して吸気冷却器（３０）内へ送り込まれるか、または、前記排気触媒コンバータ（５６）の下流側に向かうように、前記内燃機関（１０）の排気管内へ送り込まれることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置。
6. 前記外チャンバ（４６）の予備圧縮された外気は、多段過給装置（８０）の第１ターボチャージャ（８２）及び第２ターボチャージャ（８４）に対して排気流を分配するための前記制御機構（５２、８６）による調整、及び、第１制御機構（２４）による調整に従って、第４ライン（２８）へと供給されることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置。
7. 予備圧縮された外気は、排気流を分配するための前記制御機構（５２、８６）による調整に従って、異なる過給装置（１００）を介して、前記外チャンバ（４６）に供給されることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置。
8. 予備圧縮された外気は、異なる過給装置（１１０）を介して前記外チャンバ（４６）に供給され、
   前記異なる過給装置（１１０）の上流側には、第１切り替え弁（１１２）が設けられており、
   前記異なる過給装置（１１０）は、排気流を分配するための前記制御機構（５２、８６）の調整に従って駆動され、その際、予備圧縮された外気量が、第２切り替え弁（１１６）を介して制御可能であることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置。
9. 前記外チャンバ（４６）内の負圧は、前記制御機構（５２、８６）の調整に従い排気流の一部が貫流している吸気噴射ポンプ（１２０）を貫流する分の排気流を介して、生成されることを特徴とする、請求項３に記載の過給装置。
10. 外気は、前記第１ライン（１６）の分岐を介して、前記異なる過給装置（１００）に供給されることを特徴とする、請求項７に記載の過給装置。
11. 前記過給装置は、コンプレッサ部（２０、９０、９４）及びタービン部（５４、９２、９６）を含むターボチャージャ（１８、８０、１００、１１０）として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の過給装置。

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