[發(fā)明專利]具有可致動的排氣渦輪機(jī)的排氣引導(dǎo)裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201880053141.6
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN111033013A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·海尼施;D·C·萊因霍斯;C·羅伊萊因
• 申請（專利權(quán)）人: 寶馬股份公司
• 主分類號: F02B39/10
• 分類號: F02B39/10;F02D41/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 邵靜玥

本發(fā)明涉及一種用于將排氣從內(nèi)燃機(jī)(2)導(dǎo)出的方法以及一種用于機(jī)動車的內(nèi)燃機(jī)(2)的排氣引導(dǎo)裝置(10)，該排氣引導(dǎo)裝置具有排氣歧管(34)；在排氣流中設(shè)置在排氣歧管下游的排氣渦輪機(jī)(20)，該排氣渦輪機(jī)具有用于匹配排氣渦輪機(jī)的運(yùn)行模式的電機(jī)(26)；在排氣流中設(shè)置在排氣渦輪機(jī)下游的后處理輸送裝置(42)；以及控制裝置(50)，該控制裝置設(shè)計(jì)用于根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行情況來操控電機(jī)的運(yùn)行模式。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及：一種用于機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的排氣引導(dǎo)裝置，其具有排氣渦輪機(jī)；一種用于機(jī)動車的驅(qū)動裝置，其具有內(nèi)燃機(jī)和這種排氣引導(dǎo)裝置；以及一種用于將排氣從內(nèi)燃機(jī)導(dǎo)出的方法。

背景技術(shù)

接下來在用于機(jī)動車的渦輪增壓器驅(qū)動構(gòu)想的背景下描述本發(fā)明，但它也可通過所設(shè)置的排氣渦輪機(jī)來實(shí)施，該排氣渦輪機(jī)設(shè)置在排氣引導(dǎo)裝置中，但是不是渦輪增壓器的組成部分。本發(fā)明的可應(yīng)用性本身與所使用的內(nèi)燃機(jī)類型無關(guān)，但借助于汽油機(jī)進(jìn)行說明。

用于在內(nèi)燃機(jī)中燃燒的空氣-燃料混合物的增壓空氣的渦輪增壓是眾所周知的并且廣泛地應(yīng)用。在傳統(tǒng)的渦輪增壓器中，來自內(nèi)燃機(jī)的排氣的動能被用于驅(qū)動渦輪增壓器的排氣渦輪機(jī)。壓縮機(jī)在增壓空氣引導(dǎo)裝置的側(cè)上與被驅(qū)動的排氣渦輪機(jī)抗扭轉(zhuǎn)地連接，該壓縮機(jī)將增壓空氣置于滯止壓力之下，該滯止壓力由于在內(nèi)燃機(jī)中被置于壓力之下的空氣-燃料混合物的較大的絕對氧氣量而能夠?qū)崿F(xiàn)較高的發(fā)動機(jī)功率。

也已知電致動的渦輪增壓器，其中，增壓空氣壓縮機(jī)不僅借助于排氣渦輪機(jī)來驅(qū)動，而且附加地利用設(shè)置在渦輪增壓器軸上的電機(jī)的疊加的轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動。因此，在內(nèi)燃機(jī)的動態(tài)運(yùn)行中(例如在用于超車策略的大腳油門(Kick-Down)時(shí))能夠?qū)崿F(xiàn)較高的增壓壓力并且以所述方式又能夠?qū)崿F(xiàn)提高內(nèi)燃機(jī)的功率。

此外，已知的是，將電致動的渦輪增壓器用于回收在排氣引導(dǎo)裝置中來自排氣的能量，其方式為電機(jī)不是在電動機(jī)運(yùn)行中，而是被切換在回收運(yùn)行中(作為發(fā)電機(jī))。這種切換也在內(nèi)燃機(jī)動態(tài)運(yùn)行時(shí)、例如在加速踏板位置突然撤回時(shí)適合。

但如上所述的渦輪增壓發(fā)動機(jī)傾向于在存在高的增壓壓力時(shí)、尤其是(但不僅僅)結(jié)合內(nèi)燃機(jī)的高轉(zhuǎn)速以非常高的溫度將其排氣排出到排氣引導(dǎo)裝置中。

這可以表示例如關(guān)于排氣渦輪機(jī)完整性或耐久性的問題，根據(jù)所使用的渦輪機(jī)材料從900℃至1050℃的排氣溫度開始。可調(diào)節(jié)的排氣渦輪機(jī)通常已經(jīng)在溫度較低時(shí)產(chǎn)生問題。此外，對于例如利用三元催化器以及必要時(shí)NOx催化器的總是更加復(fù)雜的排氣后處理，也存在溫度極限值，超過這些溫度極限值直接或至少持久地?fù)p害催化器。

通常，通過在發(fā)動機(jī)特性曲線族的較高的增壓壓力范圍和/或轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的空氣-燃料混合物的加濃、也就是說通過將比在燃燒時(shí)用于按化學(xué)計(jì)量完全轉(zhuǎn)化混合物所需的更多的燃料添加到空氣-燃料混合物中來應(yīng)對所述問題。由此可以明顯降低排氣引導(dǎo)裝置中排氣的溫度，因?yàn)橛捎谠讦酥敌∮?時(shí)缺少氧氣，所述燃燒更冷地進(jìn)行并且此外在排氣后處理中缺少用于產(chǎn)生熱量的放熱反應(yīng)的氧氣。

然而，由于法律和標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)預(yù)期的發(fā)展，可以假定，所述加濃作為用于排氣的溫度降低在未來將會越來越受限制，或者必要時(shí)完全去除。

發(fā)明內(nèi)容

在這種背景下，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種改進(jìn)的排氣引導(dǎo)裝置，其尤其是促進(jìn)維持在排氣引導(dǎo)裝置中以及必要時(shí)在排氣后處理裝置中的溫度極限值。

所述任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求1的特征的用于機(jī)動車內(nèi)燃機(jī)的排氣引導(dǎo)裝置以及一種具有權(quán)利要求8的特征的用于將排氣從內(nèi)燃機(jī)排出的方法來解決。權(quán)利要求7涉及一種用于具有內(nèi)燃機(jī)和這種排氣引導(dǎo)裝置的機(jī)動車的驅(qū)動裝置。優(yōu)選的實(shí)施方式是從屬權(quán)利要求的主題。