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1、(10)申请公布号 CN 103993935 A (43)申请公布日 2014.08.20 C N 1 0 3 9 9 3 9 3 5 A (21)申请号 201410136704.1 (22)申请日 2014.02.14 102013202496.7 2013.02.15 DE F01N 3/10(2006.01) F01N 3/28(2006.01) F01N 3/30(2006.01) (71)申请人福特环球技术公司 地址美国密歇根州 (72)发明人 YMS雅各布 (74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人赵蓉民 (54) 发明名称 具有排气后处理装置和进气空。
2、气装置的内燃 机以及用于运转所述类型的内燃机的方法 (57) 摘要 本发明提供一种系统和方法，其用于控制尿 素还原剂的温度以在联接到涡轮增压发动机排气 的选择性催化还原器中通过分配穿过以下中一个 或多个的还原剂的流量形成用于NO x 还原的氨： 压缩空气与环境空气的组合和或涡轮的上游与 下游排气的组合。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书15页 附图8页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书15页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103993935 A CN 103993935 A 1/2页 2 1.一种内燃机，。
3、其包括： 用于供应增压空气的进气系统； 用于排出排气的排气排出系统； 布置在所述排气排出系统中用于氮氧化物的还原的至少一个选择性催化转化器； 布置在所述至少一个选择性催化转化器上游的所述排气排出系统中，作为进一步的排 气后处理系统的氧化催化转化器；其中 旁通管路从所述进气系统分支并且进入在所述氧化催化转化器与所述至少一个选择 性催化转化器之间的所述排气排出系统；以及 用于将液体尿素导入所述旁通管路的定量装置，所述液体尿素作为用于所述至少一个 选择性催化转化器的还原剂。 2.一种方法，其包括： 将压缩空气自由涡轮驱动的压缩机供应至发动机，所述涡轮联接至来自所述发动机的 排气； 喷射还原剂到与所述。
4、排气联接的催化剂中；以及 通过使所述还原剂经过以下中的一个或多个而将所述还原剂的温度控制在预定范围 内：压缩空气与环境空气的组合；或所述涡轮的上游和下游的所述排气的组合。 3.根据权利要求2所述的方法，其中所述压缩空气被供应至所述发动机以实现所期望 的转矩。 4.根据权利要求3所述的方法，其中使所述压缩空气和环境空气的组合通过所述还 原剂用于所述温度控制，在所述组合中增加所述压缩空气且减少所述环境空气提高所述温 度，并且减少所述压缩空气且增加所述环境空气降低所述温度。 5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括修正发动机转矩以补偿由于所述压缩空 气通过所述还原剂所引起的所述转矩的变化。 6.根。
5、据权利要求5所述的方法，其中所述转矩修正包括改变以下中的一个或多个：改 变控制进入所述发动机的所述环境空气的流量的节气门的位置；改变喷射燃料至所述发动 机中的正时；或改变所述涡轮上游的所述排气流量。 7.根据权利要求6所述的方法，其中所述温度控制进一步包括当所述转矩修正不能完 全修正由所述压缩空气通过所述还原剂所引起的所述转矩的变化时，使所述涡轮上游和下 游的所述排气的所述组合通过所述还原剂。 8.根据权利要求3所述的方法，其中所述涡轮上游和下游的所述排气的所述组合通过 所述还原剂以实现所述温度控制，增加所述涡轮上游的所述排气并且减少所述涡轮下游的 所述排气提高所述温度，并且减少所述涡轮上游的。
6、所述排气并且增加所述涡轮下游的所述 排气降低所述温度。 9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括修正发动机转矩以补偿由所述涡轮上游 的所述排气通过所述还原剂引起的所述转矩的变化。 10.根据权利要求9所述的方法，其中所述转矩修正包括改变以下中的一个或多个：改 变控制进入所述发动机的所述环境空气的流量的节气门的位置；改变喷射燃料至所述发动 机的正时或改变所述压缩空气流量。 11.根据权利要求9所述的方法，其中所述温度控制进一步包括当所述转矩修正不能 权 利 要 求 书CN 103993935 A 2/2页 3 完全修正由所述涡轮上游的所述排气通过所述还原剂引起的所述转矩的变化时，使所述压 缩空。
7、气和所述环境空气的组合通过所述还原剂。 12.根据权利要求2所述的方法，其中所述催化剂包括选择性还原催化剂。 13.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括定量元件以喷射所述还原剂，所述定量 元件定位在联接到所述催化剂的进口的旁通管路中。 14.根据权利要求13所述的方法，其中所述压缩空气和所述环境空气每个都联接到 空气管路，所述空气管路联接到所述旁通管路并且进一步包括联接到所述空气管路的控制 元件，用于控制进入所述定量管路的所述压缩空气的量和所述环境空气的量以控制所述温 度。 15.根据权利要求14所述的方法，其中所述涡轮上游的所述排气和所述涡轮下游的所 述排气每个都联接到管路，所述管路联接到。
8、所述旁通管路并且进一步包括联接到所述管路 的控制阀，用于控制进入所述旁通管路的所述涡轮上游的所述排气的量和所述涡轮下游的 所述排气的量以控制所述温度。 16.根据权利要求12所述的方法，其中所述还原剂是尿素并且所述预定温度范围使得 所述尿素能够转换为氨。 17.一种方法，其包括： 喷射还原剂至与排气联接的催化剂中；以及 使压缩空气、来自涡轮上游的排气以及来自涡轮下游的排气的混合物通过喷射的还原 剂。 18.如权利要求17所述的方法，其还包括响应于所述还原剂的温度调节所述混合物中 压缩空气、上游排气以及下游排气中每一个的相对量。 19.如权利要求18所述的方法，其中所述调节相对量包括： 在第一条。
9、件期间，响应于温度调节上游和下游排气的相对量，同时维持所述混合物中 压缩空气量；以及 在第二条件期间，调节压缩空气的量，同时维持所述混合物中上游和下游排气的相对 量。 20.如权利要求19所述的方法，其中响应于压缩机喘振选择所述第一条件和第二条 件。 21.如权利要求20所述的方法，其中所述第一和第二条件是互斥的。 权 利 要 求 书CN 103993935 A 1/15页 4 具有排气后处理装置和进气空气装置的内燃机以及用于运 转所述类型的内燃机的方法 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求2013年2月15日提交的德国专利申请号No.102013202496.7的优先 权，其全。
10、部内容通过应用合并于此，用于所有目的。 背景技术 0003 具有包括选择性催化还原器(SCR)催化剂的排气后处理系统的内燃机通常用于 处理NO x 排放。经常为液态尿素的还原剂经由在SCR催化剂上游的排气管路中的定量装置 被喷射。NO x 与还原剂起反应以生成诸如水和氮的副产物。 0004 一个示例性的方法是将定量装置定位在排气旁通管路中SCR催化剂的上游。控制 阀定位在排气旁通管路中以控制通过旁通管路的排气的体积流量从而控制水解催化剂的 温度。另一示例性方法是使用HC富集，其通过将未燃碳氢化合物直接地导入排气排出系统 从而通过将附加燃料后喷射进入燃烧室的方式起到还原剂的作用。 0005 发明。
11、人注意到使用排气旁通管路中的控制阀的潜在的问题是，系统和温度控制的 相对复杂性和使用定位在排气旁通管路中的阀的选择质量流限制。此外，还存在不能输送 还原剂给SCR催化剂并且允许NO x 的释放的工况。发明人注意到的另一潜在的问题是使用 后喷射的HC富集。内燃机可能容易受到具有未燃碳氢化合物的油的变稀或污染物的影响。 此外，附加的燃料被用作还原剂，由此增加整体的燃料消耗。 发明内容 0006 至少部分地处理一些上述问题的一个可能方式包括内燃机，其包括用于供给增压 空气的进气系统和用于排出排气的排气排出系统。进一步地至少一个选择性催化转化器布 置在排气排出系统中用于氮氧化物的还原，其中氧化催化转化。
12、器被布置在至少一个选择性 催化转化器的上游作为进一步的排气后处理系 统。从进气系统分支并且进入在氧化催化 转化器与至少一个选择性催化转化器之间的排气排出系统的旁通管路还包括定量装置，其 被设置用于将用作至少一个选择性催化转化器的还原剂的液体尿素导入至旁通管路。 0007 至少部分地处理一些上述问题的另一可能方式包括一种用于运转内燃机的方法， 该内燃机具有用于调节通过旁通管路传导的空气流率的控制元件，其中为了给至少一个选 择性催化转化器供应作为还原剂的氨，旁通管路被打开。 0008 另一可能的方式包括一种用于控制具有联接到发动机排气的选择性催化还原器 的发动机的方法，其包括供应压缩空气至发动机以。
13、实现选择的转矩并且喷射还原剂到SCR 中。通过在所述压缩空气与环境空气的一部分之间分配进入所述还原剂的空气流量，还原 剂的温度可以被控制在预定范围内。此外，可以调节发动机转矩以补偿所述压缩空气的所 述分配。 0009 另一可能的方式还包括一种方法，其用于将定量装置的温度维持在选择的范围 内，同时维持排放控制并且以所选择的功率输出运转发动机。该方法包括供应压缩空气至 说 明 书CN 103993935 A 2/15页 5 发动机以实现所选择的转矩，喷射还原剂到选择性催化转化器中，并且通过在压缩空气与 环境空气的一部分之间分配进入还原剂的空气流量而控制还原剂的温度在预定范围内。所 述方法还调节发动。
14、机转矩以补偿压缩空气的分配。压缩空气可以由通过定位在发动机排气 排出系统中的涡轮驱动的压缩机供应。 0010 在另一方式中，一种结构和方法，其通过合并压缩机与环境空气之间的空气的分 配以及在涡轮的上游与下游的排气之间分配排气流量用于控制还原剂定量装置的温度。该 方式的优点是在较少干扰发动机转矩的情况下实现更大范围的温度控制，并且可以更容易 地修正各种这样的干扰。在特定的示例中，该方法包括：从与来自发动机的排气联接的涡轮 驱动的压缩机供应压缩空气至发动机；喷射还原剂至与排气联接的催化剂；并且通过使还 原剂经由以下中的一个或更多来控制还原剂的温度在预定范围内：压缩空气与环境空气的 组合；或涡轮的上。
15、游与下游的排气的组合。 0011 在另一示例中，描述一种用于控制具有涡轮增压器的发动机的方法，该涡轮增压 器带有定位在发动机排气中的涡轮，定位在涡轮的下游的选择性催化还原器(SCR)以及由 涡轮驱动的压缩机，该方法包括：从压缩机供应压缩空气至发动机以实现所期望的转矩； 通过定量装置喷射尿素还原剂至SCR以还原 NO x ；控制装置的温度在预定范围内以用于通 过以下中的一个或更多将尿素转化为氨：在一部分压缩空气与另一部分环境空气之间分配 通过定量装置的空气流量；或者，在涡轮上游与下游的一部分排气之间分配穿过定量装置 的排气流量；调节发动机转矩以补偿压缩空气的分配；并且当分配空气流量用于温度控制 。
16、和发动机转矩调节到达阈值时，然后将分配空气流量改变成分配排气流量用于温度控制。 在进一步的示例中，当分配排气流量用于温度控制并且发动机转矩调节到达所述阈值时， 从分配排气流量用于温度控制改变至分配空气流量用于温度控制。 0012 通过在两个机构之间选择以控制定量装置的温度至预定温度，分配空气流量或分 配排气流量，可以实现更宽范围的温度控制。此外，可以修正或消除由转移一部分压缩空气 或一部分涡轮上游的排气引起的转矩干扰。 0013 应当理解，以上概要以简化形式提供在具体实施方式中进一步描述的选择的原理 的介绍。这并不意味指出所请求保护主题的关键或必需的特征，请求保护主题的范围由所 附权利要求唯一。
17、地限定。此外，请求保护的主题并不限于解决以上任何缺点或在本公开的 任意部分中的实施。 附图说明 0014 图1以示意图的形式示意性地示出了内燃机的第一实施例。 0015 图2以示意图的形式示意性地示出了内燃机的第二实施例。 0016 图3a和3b示出了根据第一或第二实施例运转内燃机的示例性方法。 0017 图4以示意图的形式示意性地示出了带有排气旁通管路的第一实施例。 0018 图5以示意图的形式示意性地示出了带有排气旁通管路的第二实施例。 0019 图6a，6b和6c示出了运转如图4或5中所示的内燃机的示例性方法。 具体实施方式 0020 本申请涉及一种内燃机，其具有用于供应增压空气的进气系。
18、统并且具有用于排出 说 明 书CN 103993935 A 3/15页 6 排气的排气排出系统并且具有至少一个选择性催化转化器，该选择性催化转化器布置在排 气排出系统中并且起到还原氮氧化物的作用，以及布置在至少一个选择性催化转化器的上 游在排气排出系统中作为进一步排气后处理系统的氧化催化转化器。 0021 本申请还涉及一种用于运转上述类型的内燃机的方法。例如，内燃机用于例如作 为机动车的驱动器。在本申请的上下文中，词语“内燃机”包括柴油机和施加点火式发动机 以及混合式内燃机，该混合动力内燃机采用混合燃烧过程，以及混合驱动，混合驱动不仅包 括内燃机而且包括电机，该电机作为驱动连接至内燃机并且接收。
19、来自内燃机的动力或作为 可切换的辅助驱动输出附加动力。 0022 根据现有技术，为了减少污染物排放，内燃机可以配备有各种排气后处理系统。 0023 在施加点火式发动机中，使用催化反应器，其通过使用提高某些反应的速度的催 化剂材料使HC和CO甚至在低温下更好地氧化。为了附加地还原氮氧化物NO x ，这可以通过 使用三元催化转化器，在窄范围内施加点火式发动机的化学计量工作(1)实现。这里， 氮氧化物NO x 可以借助于具体地以一氧化碳(CO)和未燃碳氢化合物(HC)存在的非氧化排 气成分来还原，其中所述排气成分可以同时氧化。 0024 在可以以过量空气运转的内燃机中(例如直接喷射柴油发动机或稀燃施。
20、加点火 式发动机)，排气中的氮氧化物NO x 不能脱离原理(也就是说，由于缺少还原剂)而被还原。 0025 为此，有必要提供用于氮氧化物还原的排气后处理系统，例如，选择性催化转化 器，也称作SCR催化转化器，其中为了选择性地还原氮氧化物，还原剂以目标方式导入排气 中。作为还原剂，除氨(NH 3 )或尿素之外，也可以使用未燃碳氢化合物。后者也称为富HC， 其中未燃碳氢化合物直接地导入排气排出系统中或借助于发动机内部的措施，例如借助于 将附加燃料后喷射进入燃烧室。这里，后喷射的燃料将不会由仍然进行的主燃烧或甚至在 主燃烧结束之后由高燃烧气体温度在燃烧室中被点燃，而是应当在交换期间被导入在选择 性催。
21、化转化器上游的排气排出系统中。 0026 采用后喷射的内燃机本质上容易受到具有未燃碳氢化合物的油的稀释或污染的 影响。根据后喷射燃料量和喷射时间，后喷射燃料的更多或更少部分碰撞汽缸内壁，在那里 与附着的油膜混合，从而有助于油的稀释。此外，背离原理，使用附加燃料作为还原剂增加 了内燃机的整体燃料消耗。 0027 因此，对于氮氧化物的还原，增加使用选择性催化转化器，其中提供氨或尿素作为 还原剂。 0028 由于氨(NH 3 )的毒性，氨通常不储存在机动车中，或以纯的方式作为还原剂提供。 而是，尿素经常用作产生氨生产的前身产品，因为通过供应能量，尿素可以在放热反应中分 解成为氨和异氰酸，其中在水存在。
22、的情况下可以从异氰酸再次获得氨(NH 3 )。 0029 在提供尿素用于产生氨的情况下，可能在彼此根本不同的两种方式之间区分。一 方面，可以以液体形式，也就是说作为水溶液储存和提供尿素，尿素作为水溶液导入到选择 性催化转化器上游的排气中。另一方面，可能以固态形式提供尿素。固态形式的尿素占用 较少的容积并且特征在于相对于水溶液具有较高的氨含量。因此，可以形成具有较小存储 容积的存储容器，这在机动车中使用中是尤其重要的优势，其设法实现紧凑和最有效的包 装可能。 0030 这两种原理都导入热量到尿素中以产生氨。这在某些运转模式中可能产生潜在 说 明 书CN 103993935 A 4/15页 7 的。
23、问题。例如，如果液态尿素溶液被导入选择性催化转化器上游的排气中，可能必需接近 150至170的排气温度以汽化尿素溶液，产生氨NH 3 并且充分地将作为还原剂的所述氨 与排气混合，从而形成尽可能均匀的排气氨混合物并且流过催化转化器。 0031 在柴油机的情况下，在市内交通中，产生或获得上述幅度的排气温度可能遇到困 难。这里，必须考虑，在怠速时仅可以获得100的排气温度，为了单独的排气后处理系统到 达它们的工作温度并且转换污染物，内燃机在冷启动之后需要特定的预热阶段。 0032 在例如氨的还原剂存在的情况下，选择性催化转化器不仅还原氮氧化物，而且在 适当的温度的情况下还可以吸收和存储氨并且为了氮氧。
24、化物的还原再次释放所述氨。为了 能够吸收氨，可以考虑催化转化器的某些最低温度。通常，为了借助于SCR催化转化器更好 的实现满意的排气后处理，需要获得在180与300之间的催化转化器温度。 0033 以上阐述给出了观点：为了排气可以在给定的短时间和时机冷却并且为了更好地 使得催化转化器尽可能快到达其工作温度，尤其在内燃机的冷起动后，尽可能靠近内燃机 的出口，也就是说，在紧耦接位置布置选择性催化转化器是有利的。 0034 然而，这里必须记住：内燃机通常具有进一步的排气后处理系统，其紧耦接的布置 可能甚至更相关。例如，氧化催化转化器通常在排气排出系统中布置 为第一排气后处理系 统，该氧化催化转化器用。
25、来氧化不完全燃烧的燃烧产物，具体地为一氧化碳(CO)和未燃碳 氢化合物(HC)。这里，具体地为了可以以有效的方式减少在冷起动后可能很高的一氧化碳 和未燃碳氢化合物的未处理排放物并且更好地使在冷起动后氧化催化转化器能够快速加 热，氧化催化转化器的紧耦接布置是必要的。 0035 如果再生颗粒过滤器用于炭黑颗粒排放物的减少，如果没有提供催化辅助，则可 以考虑约550的高温用于颗粒过滤器的再生，仅在高负荷和高发动机转速的工作期间获 得这样的高温。因此，尽可能紧耦接的布置对于颗粒过滤器也有利。 0036 还必须考虑的是，在没有氮氧化物被还原的情况下，选择性催化转化器在约400 以上的很高的催化转化器温度。
26、下释放吸收的氨。然后释放的氨以及包含未处理氮氧化物的 排气两者经由排气排出系统排出到环境中。 0037 即使当前规范不是必然需要车载诊断(OBD)，但由立法者规定的氮氧化物排放的 未来限值也使这成为必要。例如，欧VI规范规定氮氧化物未处理排放物的监控。尤其是， 为了可靠地减少要导入环境中的氨，车载诊断(OBD)，具体是后处理排气中氨浓度的监控的 变得很重要。 0038 以上描述的技术关系使得清楚的是可以考虑使得选择性催化转化器能够以关于 内燃机的最有效可能排气后处理的最佳方式工作的设计。为了更好地实现高质量的排气后 处理，也就是说氮氧化物的有效还原，这样的设计应该尤其能够影响要被处理的排气的排。
27、 气温度，从而影响催化转化器的温度。 0039 再次回到上述背景技术，本申请的目标是提供一种内燃机，其在至少一个选择性 催化转化器的工作方面进行优化。 0040 本申请的进一步的子目标为指定一种运转所述类型的内燃机的方法。 0041 第一子目标是借助于内燃机实现的，该内燃机具有用于供应增压空气的进气系统 并且具有用于排出排气的排气排出系统并且具有布置在排气排出系统中用于氮氧化物的 还原的至少一个选择性催化转化器，被布置在所述至少一个选择性催化转化器的上游的排 说 明 书CN 103993935 A 5/15页 8 气排出系统中作为进一步的排气后处理系统的氧化催化转化器，其中旁通管路从进气系统 。
28、分支并且进入氧化催化转化器与至少一个选择性催化转化器之间的排气排出系统，定量装 置被提供用于将作为还原剂用于至少一个选择性催化转化器的的液体尿素导入旁通管路。 0042 在内燃机的情况下，利用用于还原剂的载体气流(具体为空气流)直接冲击选择 性催化转化器是可能的，同时位于催化转化器上游的进一步的排气后处理系统还可以被旁 通。这里，空气可以直接地被导入选择性催化转化器，经由旁通管路通过进一步的排气后处 理系统。 0043 借助于所述措施，即，空气通道的旁通管路的开口，位于内燃机的出口即汽缸的出 口开口和选择性催化转化器之间的排气排出系统的部分具体地由于所述部分经由旁通管 路旁路而被省略。这样省去。
29、了排气流的冷却，如果所述排气流将流动通过排气排出系统，该 排气流通常用作由于热惯量而可能出现的载体气流。由于所使用的气流首先被导入进一步 的排气后处理系统下游和至少一个选择性催化转化器的上游的排气排出系统中，所以在所 述部分中可能出现的使用的载体流的冷却也同样地被省去。这从二次空气流区分载体气 流，根据现有技术，该二次空气流直接地被馈送至汽缸出口开口的下游。 0044 在内燃机借助于排气涡轮增压器来增压的情况下，其中至少一个排气涡轮增压器 的压缩机布置在进气系统中并且旁通管路从所述压缩机下游的进气系统分支，通过旁通管 路传导的增压空气被加热或由于压缩被强烈地加热，由此液体尿素的汽化和其制备以生。
30、成 用作至少一个选择性催化转化器的还原剂的氨以有利的方式得到帮助。 0045 以这种方式，例如在市内交通中，如果相对低的排气温度借助于作为载体气流的 排气流妨碍了有效的排气后处理，则载体流的温度和催化转化器的温度以目标方式被提 高。 0046 还可能的是，例如借助于设置在旁通管路中的加热装置以实现约150至170 的温度，该温度可以被认为是使尿素溶液汽化，尿素溶液将以液态形式被导入到空气中并 且产生氨。 0047 设置用于导入尿素溶液的定量装置在旁通管路中的事实还产生了排气排出系统 的结构设计方面的优点，因为在旁通管路中的定量装置的布置使得选择性催化转化器以及 可能进一步的排气后处理系统可能以。
31、紧耦接或更紧耦接的方式布置。 0048 如果由于内燃机的当前工作使得排气温度提高到临界水平，例如提高到在催化转 化器中被吸收并且起到还原剂作用的氨由于非常高的催化转化器温度而以无控制方式被 释放并且可以经由排气排出系统进入环境的程度，那么由于旁 通管路被打开并且空气被 混合，排气可以被冷却，由此排气温度和催化转化器温度可以被降低。 0049 第一子目标，也就是说，提供就至少一个选择性催化转化器的工作被优化的内燃 机借助于内燃机实现。 0050 为了有效的排气后处理，通常有必要设置多个排气后处理系统，为此，设置氧化催 化转化器用于一氧化碳和未燃碳氢化合物的后处理。所述至少一个进一步的排气后处理系。
32、 统布置在至少一个选择性催化转化器的上游的排气排出系统中。 0051 氧化催化转化器的紧耦接布置更好地使得氧化催化转化器能够快速加热，或基本 上获得并且维持工作温度。可以利用在氧化催化转化器中进行的氧化处理以提高至少一个 SCR催化转化器上游的排气温度。 说 明 书CN 103993935 A 6/15页 9 0052 将在下文中解释内燃机的进一步的有利实施例。 0053 内燃机的实施例可以是有利的，其中混合器设置在定量装置下游的旁通管路中。 0054 为了有效的排气后处理，借助于液态尿素溶液生成的并且起还原剂作用的氨应当 充分地与载体流(即空气)混合。尽可能均匀的空气-氨混合物将有利地形成并。
33、且流过至 少一个选择性催化转化器。 0055 内燃机的实施例也可以是有利的，其中加热器设置在定量装置上游的旁通管路 中。 0056 借助于加热器，起到载体气体作用的空气的温度可以上升，并且因此可以产生用 于液态的尿素溶液的汽化的空气温度。加热器有利地包括空气流动通过的可加热栅格或 网。栅格或网起到加热空气的作用并且可以同时产生湍流，其在旁通管路中的下游帮助空 气和还原剂的混合。 0057 内燃机的实施例可以是有利的，其中，在定量装置的上游，设置有泵，其吸入环境 空气并且将所述环境空气传递至旁通管路中。这里必须考虑的是，增压空气经由旁通管路 从进气系统被获取，其中获取的增压空气实际上从充气交换被。
34、忽略，即不再形成由进气系 统提供的汽缸新鲜充气或增压空气的一部分。这不会产生潜在的问题，尤其是在工作环境 下不导致削弱的充气交换或受损的效率。例如，施加点火式发动机在部分负载范围中工作 的情况下，借助于减小进气空气的节流，由过量的进气空气提供获取的增压空气是容易实 现的。然而， 如果相同的施加点火式发动机在较高负荷或全负荷工作，也就是说相同的施 加点火式发动机完全不节流或几乎不节流时，没有过量的空气可以被吸入，并且针对旁通 管路的从进气系统获取的空气实际上从充气交换中被省去了。然后，泵的目的是通过用作 旁通管路的空气传递装置减轻进气系统上的负担，然后泵用于馈送环境空气到旁通管路 内。 0058。
35、 所述实施例对于混合驱动是尤其合适的，该混合驱动不仅包括内燃机而且包括电 机，该电机可以就驱动而言被连接到内燃机并且接收来自内燃机的动力或作为可切换的辅 助驱动装置附加地输出动力。然后，电动操作的泵可以被供应来自电机或来自相关联电池 的电流。 0059 内燃机的实施例可以是有利的，其中定量装置的下游，设置了用于异氰酸的水解 的催化辅助的催化转化器。 0060 然而尿素溶液，利用能量供应，在散热反应中分解成氨(NH 3 )和异氰酸(HNCO)，异 氰酸(HNCO)在有水(H 2 O)的情况下可以水解以形成氨(NH 3 )和二氧化碳(CO 2 )。 0061 根据本实施例，用于异氰酸的水解的催化辅。
36、助的催化转化器设置在定量装置的下 游。 0062 内燃机的实施例可以是有利的，其中布置在排气排出系统中氧化催化转化器的下 游的选择性催化转化器与颗粒过滤器一体地形成为组合的排气后处理系统。 0063 组合的排气后处理系统在其空间要求方面具有优点。选择性催化转化器和颗粒过 滤器可以共享共同的载体基底。氧化催化转化器布置在组合的排气后处理系统的上游并且 与组合的排气后处理系统间隔开。以这种方式，可以减少由于氧化催化转化器的非常高的 温度导致的选择性催化转化器的不利的过热。 0064 内燃机的实施例还可以是有利的，其中作为进一步的排气后处理系统的颗粒过滤 说 明 书CN 103993935 A 7/。
37、15页 10 器布置在至少一个选择性催化转化器上游的排气排出系统中，氧化催化转化器布置在颗粒 过滤器的上游以及旁通管路进入在颗粒过滤器和至少一个选择性催化转化器之间的排气 排出系统中。 0065 内燃机的实施例可以是有利的，其中设置控制元件，借助于该控制元件可以调节 通过旁通管路传导的空气流率。 0066 控制元件可以是阀、滑块、摆动门(flap)等。所述控制元件可以电力地、 液压地、 气动地、机械地或磁性地可致动，借助于发动机控制器选择性地被控制并且还可以被设计 为可切换的，也就是说以两级、多级或连续可变的方式可调节。 0067 内燃机的实施例可以是有利的，其中设置至少一个排气涡轮增压器，至。
38、少一个排 气涡轮增压器的压缩机布置在进气系统中，并且至少一个排气涡轮增压器的涡轮布置在排 气排出系统。 0068 例如涉及机械增压器的排气涡轮增压器的优点可以是在增压器和内燃机之间不 存在用于传递动力的机械连接。当机械增压器从内燃机吸取用于驱动它的能量时，排气涡 轮增压器利用热排气的排气能量。 0069 通过排气流给予涡轮的能量被用来驱动压缩机，其传递并且压缩供给其的增压空 气，由此实现汽缸的增压。可以提供增压-空气冷却布置，借助于该布置压缩的燃烧空气在 其进入汽缸之前被冷却。 0070 增压主要起到提高内燃机的功率的作用。然而，增压还是一种用于为同样的车辆 边界条件朝向较高负载移位汇集的负载。
39、，由此可以减少特定的燃料消耗的适当手段。 0071 当某一发动机转速下冲时，经常观察到转矩降。使用各种措施寻求改进增压内燃 机的转矩特性。这例如通过将涡轮横截面设计得小并且同时提供排气吹出设施而实现。这 样的涡轮还称作废气门涡轮。如果排气质量流大于临界值，那么通过打开关闭元件，在所谓 的排气吹出的过程中一部分排气流经由旁通管管路传导通过涡轮或涡轮叶轮。 0072 此外，增压内燃机的转矩特性可以借助于并联或串联布置的多个涡轮增压器(即 借助于并联或串联的多个涡轮)来改进。 0073 此外，涡轮可以配备可变涡轮几何形状，其借助于涡轮几何形状或有效涡轮横截 面的调节，允许对内燃机的各个工作点的更精确。
40、适应。这里，用于影响流动方向的可调节导 向叶片可以布置在涡轮的进口区域。与转动转子的转子叶片相反，导向叶片不随涡轮的轴 转动。 0074 如果涡轮具有固定不变的几何形状，则导向叶片可以布置在进口区域中从而不仅 是静止的而且还完全不可移动的，也就是说是刚性固定的。相反地，在可变几何形状的情况 下，导向叶片还可以适当地布置为静止的但不是完全不可移动的，而是可转动的，从而可以 影响靠近转子叶片的流动。 0075 还寻求尽可能靠近内燃机的出口布置排气涡轮增压器的涡轮，由此能够最佳地利 用热排气的排气焓，该排气焓由排气温度和排气压力显著地确定，并且更好地使涡轮增压 器能够具有快速响应行为。 0076 就。
41、此而论，因此还设法将出口与涡轮之间的排气排出系统的热惯量最小化，这可 以通过减少所述部分的质量和长度而实现。 0077 就此而论，内燃机的实施例因此还可以是有利的，其中涡轮布置在至少一个进一 说 明 书CN 103993935 A 10 8/15页 11 步的排气后处理系统的上游的排气排出系统中。 0078 在具有排气涡轮增压的内燃机的情况下，实施例可以是有利的，其中旁通管路从 至少一个排气涡轮增压器的压缩机的下游的进气系统分支。 0079 在内燃机借助于排气涡轮增压来增压的情况下，其中至少一个排气涡轮增压器的 压缩机布置在进气系统中并且旁通管路从所述压缩机下游的进气系统分支，通过旁通管路 传。
42、导的增压空气被加热或由于压缩被强烈地加热，由此液体尿素的汽化和其制备以形成用 作至少一个选择性催化转化器的还原剂的氨以有利的方式得到帮助。 0080 以这种方式，例如在市内交通中，如果相对低的排气温度通过作为载体气流的排 气流妨碍了有效的排气后处理，那么载体流的温度和催化转化器的温度以目标的方式被提 高。 0081 为了在所述增压空气进入汽缸之前冷却已经被压缩机压缩的增压空气，增压空气 冷却装置设置在压缩机的下游的内燃机的情况下，实施例可以是有利的，其中旁通管路从 所述增压空气冷却器的上游的进气系统分支。 0082 结合排气涡轮增压装置，内燃机的实施例可以是有利的，其中附加的馈送管路进 入至少。
43、一个排气涡轮增压器的压缩机的下游的旁通管路中，其中馈送管路布置有吸入环境 空气并且传递所述环境空气到旁通管路的泵。 0083 关于泵的使用已经描述过的这点类似适用。泵起到可选地自环境提供附加空气的 作用，从而至少部分地补偿从进气系统获取的增压空气。 0084 这里，内燃机的实施例可以是有利的，其中附加的馈送管路进入旁通管路从而形 成结合点，在结合点提供控制元件，通过该控制元件通过至少一个排气涡轮增压器的压缩 机传导的增压空气流率和通过附加馈送管路吸入的环境空气流率可以被调节。已经结合控 制元件进行了描述的那些在此适用。 0085 借助于控制元件，通过两个局部气流的混合可以产生经由旁通管路传导的。
44、 整体 气流。两个局部气流的温度和压力不同，从而例如还可以使用两个局部气流的混合调节通 过旁通管路流动的整体气流的温度。 0086 指定一种用于运转上述类型的内燃机的方法的第二子目标是借助于一种用于操 作具有调节通过旁通管路传导的空气流率的控制元件的内燃机的方法而实现，在所述方法 中为了将作为还原剂的氨供应到至少一个选择性催化转化器，旁通管路被打开。 0087 关于内燃机已经进行描述的那些适用于根据关于内燃机的描述的方法，由于其原 因在该结合处总体上作为参考。 0088 方法的变形可以是有利的，其中如果排气温度T 排气 低于预定义最小排气温度T 排气， min ，旁通管路打开。 0089 在至。
45、催化转化器的进口处或在排气排出系统中的其它位置处的催化转化器中的 排气温度可以用作参考排气温度T 排气，min 。 0090 方法的实施例可以是有利的，其中排气温度T 排气 数学地确定。排气温度的数学确 定通过仿真进行，其使用由现有技术已知的模型作出，例如用于确定在燃烧期间产生的反 应热的动态热模型和动力学模型。作为仿真的输入信号，内燃机的工作参数可以是已经可 利用的，也就是说已经被确定用于其它目的。 0091 仿真计算的特征在于，为了确定排气温度，没有其它部件尤其是没有传感器需要 说 明 书CN 103993935 A 11 9/15页 12 提供，这对成本有利。然而不利的是，以这样的方式确。
46、定的排气温度仅仅是估计值，其可能 降低控制或者调整的质量。 0092 对于在排气排出系统中一个位置处的排气温度T 排气 的估计，可以使用在排气排出 系统中另一位置处的排气温度，例如其还通过借助于传感器的测量进行检测。 0093 该方法的实施例可以是有利的，其中排气温度T 排气 直接地由借助于传感器的测量 进行检测。 0094 通过测量检测温度提供了更精确的温度值，但可能是困难的。例如，这适用于通过 测量检测排气后处理系统的温度，其中缺乏在排气后处理系统中布置温度传感器的可能性 可能产生潜在的问题。 0095 相反地，通过测量在排气管路中检测排气温度可能不会产生困难。 0096 然而，方法的变形。
47、可以是有利的，其中如果在至少一个选择性催化转化器处的排 气温度T 排气 低于预定义最小排气温度T 排气，min ，则旁通管路打开。这里， 在催化转化器的排 气温度可以与催化转化器温度T SCR 相同，即，部件温度，并且反之亦然。 0097 指定一种用于运转上述类型的内燃机的方法的另外子目标是借助于一种用于运 转内燃机的方法而实现，该内燃机具有涡轮定位在发动机排气中的涡轮增压器，位于涡轮 下游的选择性催化还原器(SCR)以及包括从压缩机供应压缩空气至发动机的由涡轮驱动 的压缩机。该方法包括通过定量装置喷射尿素还原剂至SCR中以还原NO x 并且通过在压缩 空气与环境空气的一部分之间分配至还原剂中。
48、的空气流量在预定范围内分配至还原剂中 的空气流量来控制还原剂的温度。 0098 方法的实施例可以是有利的，其中发动机转矩调整包括调节穿过涡轮的排气流 量。此外，废气门可以联接到发动机排气并且与涡轮和控制通过所述废气门的排气流量的 废气门控制阀平行定位，其中所述发动机转矩调节包括调节所述废气门阀。 0099 方法的实施例可以是有利的，其中换热器定位在压缩机的下游，其中从换热器的 上游供应穿过定量装置供应的压缩空气的一部分。 0100 方法的变形可以是有利的，其中预定温度在150至170之间的范围内。 0101 另一子目标为一种方法，包括从由联接到来自发动机的排气的涡轮驱动的压缩机 供应压缩空气至。
49、发动机，用于控制还原剂的温度，定量装置喷射还原剂至联接到排气的催 化剂。通过使还原剂经过以下中一个或更多个而控制还原剂的温度在预定范围内：压缩空 气和环境空气的组合或涡轮的上游与下游的排气的组合。 0102 方法的实施例可以是有利的，其中供应压缩空气至发动机以获得所期望的转矩。 0103 方法的实施例可以是有利的，其中压缩空气和环境空气的组合通过所述还原剂用 于所述温度控制，在所述组合中增加所述压缩空气和减少所述环境空气提高了所述温度， 并且减少所述压缩空气和增加所述环境空气降低了所述温度。 0104 此外，方法可以修正发动机转矩以补偿所述转矩的变化。 0105 方法的变形可以是有利的，其中转矩的修正可以通过改变以下的一个或更多个进 行：改变控制进入所述发动机的所述环境空气流量的节气门的位置，改变喷射燃料至所述 发动机的正时，和或改。