[发明专利]涡轮增压内燃发动机

说明书

一种发动机系统包括内燃发动机、至少一个涡轮增压器和催化处理设备。所述发动机包括排气歧管系统，所述排气歧管系统具有主排气歧管和旁通排气歧管。部分发动机旁通阀系统定位在所述发动机和所述排气歧管系统之间。所述旁通阀系统当放置在非旁通位置中时将所有发动机排气引导到所述涡轮增压器的涡轮机叶轮，并且在通过所述涡轮机叶轮之后，所述气体继续行进到所述催化设备。在所述旁通阀系统的旁通位置中，使总排气的旁通部分旁通所述涡轮机叶轮并且继续行进到所述催化设备，而其余部分在去往所述催化设备之前首先通过所述涡轮机叶轮。

技术领域

本申请通常涉及涡轮增压内燃发动机系统。本申请更特定来说涉及在排气系统中采用催化处理设备的此类发动机系统。

背景技术

涡轮增压器与一些内燃发动机一起采用以便提高发动机的性能。从发动机的气缸排放的排气收集在排气歧管中并且供应到涡轮增压器的涡轮机以驱动涡轮机叶轮，涡轮机叶轮继而驱动涡轮增压器的压缩机叶轮。压缩机对空气加压并且将其供应到发动机的进气岐管。从而增加跨越内燃发动机的总压力比，从而允许发动机产生增加的扭矩和功率输出。

由于政府规程旨在减少来自内燃发动机的有害排气排放，因此内燃发动机系统几乎总是在排气系统中包括催化处理设备（通常称为催化转化器）。在催化处理设备内，排气流动通过由陶瓷制成的致密蜂窝结构，所述陶瓷涂覆有催化剂，例如铂和钯。通常，存在两种或更多种不同的催化剂，例如催化还原过程以将氮氧化物转化成氮气和氧气的一种催化剂，以及催化氧化过程以将一氧化碳转化成二氧化碳的另一种催化剂。

存在如下最小温度（称为“起燃温度”），催化剂必须在其变得有效地将排气中的NOx和CO转化成无害物质之前加热到所述最小温度。因此，在发动机的“冷启动”期间（例如，在车辆已经停放过夜并且在早晨启动之后），在催化剂达到其起燃温度之前存在一段时间，在此期间，催化处理设备无效。这是重要问题，因为据估计，在催化设备无效时，在冷启动阶段期间，多达80％的总车辆发动机排放是由发动机操作引起的。期望尽可能最小化此时间段。

本申请描述采用用于实现催化处理设备的快速起燃的有利方法的涡轮增压内燃发动机系统的实施例。

发明内容

概括地说，本申请公开一种发动机系统，其包括内燃发动机、至少一个涡轮增压器和催化处理设备。所述发动机包括排气歧管系统，所述排气歧管系统具有主排气歧管和旁通排气歧管。部分发动机旁通阀系统定位在发动机和涡轮增压器和催化处理设备之间。所述旁通阀系统当放置在非旁通位置中时将所有发动机排气引导到所述涡轮增压器的涡轮机叶轮，并且在通过所述涡轮机叶轮之后，所述气体继续行进到所述催化设备。在所述旁通阀系统的旁通位置中，使总排气的旁通部分旁通所述涡轮机叶轮并且继续行进到所述催化设备，而其余部分在去往所述催化设备之前首先通过所述涡轮机叶轮。

根据本发明的一个实施例，一种发动机系统包括：

内燃发动机，所述内燃发动机具有多个气缸；

排气歧管系统，所述排气歧管系统包括从所述气缸中的至少一些气缸接收排气的主排气歧管以及从所述气缸中的至少一个气缸接收排气的旁通排气歧管；

旁通管线，所述旁通管线联接到所述旁通排气歧管以从其接收排气；

排气馈送管道，所述排气馈送管道联接到所述主排气歧管以从其接收排气；

第一涡轮增压器，所述第一涡轮增压器包括第一压缩机和第一涡轮机，所述第一涡轮机包括联接到所述排气馈送管道以从其接收排气的排气入口，并且包括用于排放已经通过所述第一涡轮机的排气的排气排放管道，所述旁通管线的下游端联接到所述排气排放管道；以及