[发明专利]用于操作具有排气后处理系统的内燃发动机的方法和用于实施这种方法的内燃发动机

说明书

本发明涉及“用于操作具有排气后处理系统的内燃发动机的方法和用于实施这种方法的内燃发动机”。内燃发动机的汽缸盖包括至少两个布置成一排的汽缸，每个汽缸具有至少一个用于经由排气排出系统从该汽缸排出排气的出口开口，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的汽缸的排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管形成为组合式排气管路，至少一个排气后处理系统布置在组合式排气管路中，并且提供排气再循环，其包括再循环管路和用于调整待被再循环的排气量的AGR阀，其中再循环管路在从与第一外汽缸相邻且背对至少另一个汽缸的一侧的排气歧管分支出来，在第一外汽缸中比在至少另一个汽缸中较早启动燃烧，由此减小并限制排气再循环的热负载。

技术领域

本发明涉及一种用于操作具有至少一个汽缸盖的内燃发动机的方法，所述至少一个汽缸盖包括布置成一排的至少两个汽缸，其中，

-每个汽缸具有至少一个用于经由排气排出系统从汽缸排出排气的出口开口，其中，排气管路被附接到每个出口开口，并且每个汽缸盖的汽缸的排气管路汇聚在一起，从而使排气歧管形成为组合式排气管路，

-至少一个排气后处理系统布置在该组合式排气管路中，并且

-提供排气再循环，该排气再循环包括再循环管路和用于调整待被再循环的排气量的AGR阀，其中，再循环管路从与第一外汽缸相邻并且在背对至少另一个汽缸的一侧上的排气歧管分支出来。

此外，本发明涉及一种用于实施这种方法的内燃发动机。

背景技术

上述类型的内燃发动机用作机动车辆驱动装置。在本发明的框架内，术语“内燃发动机”包括柴油发动机和汽油发动机，但也包括使用混合燃烧过程的混合内燃发动机，而且包括混合驱动装置，所述混合驱动装置包括除了内燃发动机之外的用于驱动机动车辆的至少一个另外的扭矩源(例如，与内燃发动机驱动连接或可驱动连接的电机)，并且所述混合驱动装置代替内燃发动机或除内燃发动机之外还传递动力。

根据现有技术，内燃发动机装配有不同的排气后处理系统，以便减少有害排放。当温度水平足够高并且存在足够量的氧气时，即使在汽缸增压(充气，charge)的膨胀和排出期间没有采取其他措施的情况下，未燃烧的碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)也会发生氧化。然而，由于下游的排气温度迅速降低以及由此导致的反应速度迅速下降，这些反应迅速停止。任何氧气不足都能够通过二次空气注入来补偿。然而，通常必须在排气排放系统中设置特定的反应器和/或过滤器，以便在所有工况下显著减少有害排放。

热反应器试图通过在排气排出系统中提供绝热和足够大的体积来实现排气排出系统中HC和CO的广泛的后氧化。绝热应通过最小化热损失来确保可能的最高温度水平，而大体积则可以保证排气的长停留时间。长停留时间和高温水平均支持期望的后氧化。缺点是与亚化学计量的燃烧相关的低效率水平和高成本。由于根本上较低的温度水平，热反应堆不是柴油发动机的解决方案。

由于前述原因，根据现有技术在汽油发动机中使用催化反应器，所述反应器使用催化材料以提高某些反应的速度并确保即使在低温下也能氧化HC和CO。如果也要还原氮氧化物(NO_x)，则可以通过使用三元催化转化器来实现，但为此，汽油发动机的化学计量运行(λ≈1)必须在狭窄的范围内。

在这种情况下，借助于现有的未氧化的排气成分(即，一氧化碳和未燃烧的碳氢化合物)来还原氮氧化物，其中这些排气成分同时被氧化。尽管有催化支持，氧化催化转化器和三元催化转化器仍需要给定的最低温度或起动温度，以便实现足够高的转化率，例如可以为120℃至250℃。

在以过量空气操作的内燃发动机的情况下，换句话说，例如在稀操作的汽油发动机中，特别是在直接喷射柴油发动机中，还在直接喷射汽油发动机中，在排气中发现氮氧化物原则上不能被还原，即由于缺少还原剂。