[发明专利]带有减少的冷凝物形成的排气再循环

说明书

本发明涉及带有减少的冷凝物形成的排气再循环。描述了一种用于操作具有包括涡轮机(12)和压缩机(13)的机械增压器(11)并且具有用于排气再循环的装置的燃烧式发动机(10)的方法，其中，在排气再循环期间，由燃烧式发动机排出的排气流过涡轮机(12)，与涡轮机(12)下游的空气混合并且被供应(41)到压缩机(13)。该方法包括以下步骤：‑排气‑空气混合物的温度、压力和湿度在压缩机上游被确定(42)，‑排气‑空气混合物的最大湿度根据压力针对确定的温度被建立(43)，并且‑如果排气‑空气混合物的确定的湿度高于建立的最大湿度(44)，则压缩机上游的排气‑空气混合物的压力降低(46)至确定的湿度高于最大湿度(45)的压力。

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有排气再循环的燃烧式发动机的方法和装置。本发明还涉及一种机动车辆。

背景技术

现代柴油发动机使用高效的低压排气再循环系统来减少内燃发动机排出的排气中的一氧化氮。特别是为了满足未来的法律法规，有必要在发动机的整个运行范围内并考虑尽可能广的环境条件范围(例如在高达1300米的海拔高度下运行)实现尽可能低的排放水平。与高压排气再循环系统相比，低压排气再循环系统可以更好地补偿在较高海拔高度处的功率损失。同时，外部温度随着达到较高的海拔高度而下降。

海平面或较大的海拔高度处的低外部温度存在再循环排气和新鲜空气的混合物中含有的水将在压缩机上游冷凝的风险。当来自压缩机的冷凝物或液滴与排气-空气混合物一起吸入时，这会导致对压缩机的损坏，特别是对压缩机叶片的损坏，以及压缩机的完全故障。

为了避免冷凝，低压排气再循环操作通常在低外部温度下被停用。例如，在文献US2004/0006978 A1中描述了诸如此类的方法。此外，冷凝风险的监测也在文献US 9,309,837B2中进行描述。

发明内容

针对所描述的背景技术，本发明所解决的问题是提供一种用于操作具有排气再循环的燃烧式发动机的方法和装置，其降低了上述冷凝风险并允许排气再循环系统(特别是低压排气再循环系统)在宽温度范围内的操作。

这些问题通过如权利要求1所述的用于操作燃烧式发动机的方法，通过如权利要求9所述的用于操作燃烧式发动机的装置和如权利要求15所述的机动车辆来解决。从属权利要求包含本发明的进一步有利实施例。

根据本发明的用于操作燃烧式发动机的方法，特别是用于操作内燃发动机的方法包括机械增压器。机械增压器包括涡轮机和压缩机。燃烧式发动机还配备有用于排气再循环的装置，其中，在排气再循环期间，由燃烧式发动机排出的排气流过涡轮机，与涡轮机下游的空气混合并被供应到压缩机。

根据本发明的方法包括以下步骤：排气-空气混合物的温度、压力和湿度在压缩机上游被确定(例如被测量)。根据压力针对所确定的温度建立排气-空气混合物的最大湿度，例如绝对湿度或相对湿度。如果排气-空气混合物的确定的湿度高于建立的最大湿度，则压缩机上游的排气-空气混合物的压力降低到确定的湿度高于最大湿度的压力。根据本发明的方法提供的优点是，由于压缩机上游的压力降低，可以在宽温度范围内以及特别是在较高的海拔高度下操作排气再循环，特别是低压排气再循环。

当排气-空气混合物的相对湿度超过时，压缩机上游和/或压缩机前方发生冷凝。换句话说，当已经超过相应的饱和曲线时，发生上述冷凝。例如，饱和曲线在图1中被示出为针对排气-空气混合物的各种压力随温度的变化。排气和空气混合在一起的范围内的降低的压力减少或完全防止在压缩机前方和/或上游的冷凝的形成。这意味着当压力降低时，饱和曲线在相同温度下转变为可吸收水的较高值。其示例在图2中示出。换句话说，气体混合物的冷凝温度在降低的压力下降低。

在优选的变型中，借助于用于降低压力的装置在压缩机的上游减少排气-空气混合物。特别地，排气-空气混合物的压力可以通过文丘里阀在压缩机的上游降低。这具有以下优点：可以以技术上简单的方式实现排气和空气混合在一起的范围内的压力降低。