[发明专利]低压排气返回系统、机动车辆和用于EGR冷却器和/或EGR阀的温度控制的方法

说明书

本申请涉及低压排气返回系统、机动车辆和用于EGR冷却器和/或EGR阀的温度控制的方法。内燃发动机2设置有低压排气返回系统1，其具有：低压排气返回管路3，其被构造成使排气4从布置在内燃发动机2的排气管路5中的排气移除位置6返回至布置在内燃发动机2的供气管路7中的排气引入位置8；布置在低压排气返回管路3中的EGR冷却器9；用于控制混合物的成分的阀，混合物的成分包括新鲜空气11和返回的排气12并形成供气10，该阀在下面称为EGR阀13；温度控制回路15，温度控制介质14流动通过温度控制回路15以便温度控制EGR冷却器9和/或EGR阀13；蓄热器16，其布置在温度控制回路15中并且具有热存储介质17和热交换器18，热交换器18与蓄热器16相关联并且被构造成冷却热存储介质17。此外，提出了具有这种低压排气返回系统1的机动车辆和用于这种低压排气返回系统的EGR冷却器9和/或EGR阀13的温度控制的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于内燃发动机的低压排气返回(return)系统、一种机动车辆以及一种用于低压排气返回系统的EGR冷却器和/或EGR阀的温度控制的方法。

背景技术

在内燃发动机运行期间遵守与空气污染物的最大允许排放有关的规定还要求在寒冷条件下使用排气返回/回流，寒冷条件诸如，例如在内燃发动机冷启动后或在寒冷的室外温度使用内燃发动机时。

在这种情况下，主要使用低压排气返回，其中排气从布置在涡轮增压器的排气涡轮下游的排气管路(train)中的排气移除位置移除，并且在排气后处理装置的下游可应用，并且通过排气返回管路被引导到排气引入位置，该排气引入位置布置在供气管路中的涡轮增压器的压缩机的上游。在这种情况下，返回的排气通过冷却器(EGR冷却器)冷却，该冷却器被合并在冷却回路中，该冷却回路通常用内燃发动机的冷却剂操作，其中冷却剂通常具有大约80℃到95℃的温度。另外，存在所谓的EGR阀，其控制旨在返回到内燃发动机的供气管路中的排气的排出。

由于内燃发动机的排气尤其含有气态水，因此在寒冷的条件下可能形成与许多问题有关的冷凝水。由于温度下降到露点以下，可能发生不期望的冷凝物形成，特别是在EGR冷却器和EGR阀中。

在这种情况下，一方面，所谓的自由流冷凝物可以由包含在温或热且潮湿的低压排气中的水形成，其在冷却过程中由于与冷的新鲜空气接触而返回冷凝。在这种情况下，最初小液滴积聚形成更大的液滴。如果这些较大的液滴到达快速旋转的压缩机叶轮(例如与内燃发动机相关联的涡轮增压器)，则它们能够产生高破坏性的潜力。

另一方面，可能发生所谓的壁冷凝，其中温或热的返回的低压排气遇到冷壁，其中返回的排气和该排气中包含的水被冷却。如果用特定比例的气态水进行冷却至低于该比例的水的露点的温度，则结果发生冷凝。

由此产生的冷凝水(冷凝物)可以与返回的低压排气一起到达内燃发动机的供气管路。如果冷凝物到达涡轮增压器的压缩机叶轮，则冷凝物液滴根据压缩机叶轮的速度以及冷凝物的液滴尺寸可能导致压缩机叶片的腐蚀，这是因为它们由于它们在所发生的压缩机速度下的质量而成为叶片的障碍。这种磨损对压缩机的使用寿命、压缩机的效率、燃料消耗、空气污染物的排放和振动发展(NVH，噪声、振动、不舒适性)具有负面影响。此外，冷凝水可能在奥托发动机中引起点火错误。

此外，还存在无法遵守关于空气污染物的最大允许排放和/或最大燃料消耗的规定的风险。损坏的可能性可能导致低压排气返回不再用于冷凝物形成风险增加的运行状态，并且因此也不再能够遵守特别是关于氮氧化物的最大允许排放的排放规定。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种方法，其中可以防止由冷凝水引起的压缩机叶轮的损坏。

该目的通过独立权利要求的主题实现。在从属权利要求中阐述了本发明的有利改进。

本发明的基本概念是减少或甚至防止在压缩机上游产生冷凝水。因此，没有或至多非常少量的冷凝水可以到达压缩机叶轮并在该位置处造成损坏。