CN104040146A - 用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气中的燃料材料的装置和方法以及用于内燃活塞式发动机的气缸盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的装置，该发动机具有至少两个气缸(14)和至少一个涡轮增压单元(28)，该装置包括：排气***(24)，该排气***被布置成借助排气阀(23)以可控的方式将发动机的每个气缸的燃烧室经由至少一个涡轮增压单元的涡轮部分(28.2)与大气连通；燃料处理单元(34)，该燃料处理单元用于对发动机的排气中的燃料材料进行氧化。在该装置中存在流动路径(32)，该流动路径被设置成在与燃烧室相反的一侧在每个气缸的排气阀的附近通入排气***(24)，其中燃料处理单元(34)被布置在流动路径(32)中以接收和处理排气中的燃料材料。本发明还涉及一种用于减少逃逸至大气的燃料材料的方法和一种用于内燃活塞式发动机的气缸盖(50)。

Description

用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气中的燃料材料的装置和方法以及用于内燃活塞式发动机的气缸盖
技术领域
本发明涉及一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的装置，该发动机具有至少两个气缸和至少一个涡轮增压单元，该装置包括：排气***，该排气***被布置成借助排气阀以可控的方式将发动机的每个气缸的燃烧室经由至少一个涡轮增压单元的涡轮部分与大气连通；和用于对发动机的排气中的燃料材料进行氧化的燃料处理单元。
本发明还涉及一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的方法，该内燃活塞式发动机具有至少两个气缸和至少一个涡轮增压单元。
本发明还涉及一种用于内燃活塞式发动机的气缸盖，该气缸盖包括主体部分，在该主体部分中排气通道被布置成在其入口和其出口之间延伸，并且其中入口适于接收待被组装于其上的排气阀，并且在其出口的区域处，该气缸盖包括连接装置，该连接装置用于将排气通道连接至内燃活塞式发动机的排气***。
背景技术
由于对高效且环保的现场电力生产设备的兴趣的增加，因此由气体供应燃料的内燃机以发动机作为动力的发电机组正在获得更多的关注。气体操作的内燃机还在诸如液化天然气轮(LNG-tanker)、巡航船或多用途船舶中获得关注。
气体操作的活塞式发动机可以通过它们的操作原理被分成几类。
首先，气体操作的活塞式发动机可以是气体柴油机。在气体柴油机中，气体根据柴油过程以高压进行喷射。当发动机以气体模式操作时，喷射少量的液态引燃燃料。气体柴油机可以借助引燃喷射来操作气体，并且还操作诸如柴油、重燃油或者甚至原油的液态燃料。在气体模式中，气体柴油机与其他气体发动机原理相比，在甲烷数量方面更包容。
在气体模式中，气体以高压被喷射并且被来自引燃燃料喷射的火焰点燃。气体柴油机可以被实时地切换至液态燃料模式操作。液态燃料可以是轻燃油、重燃油或原油。在这种情况下，该过程与传统的柴油过程相同。
气体柴油机和气体柴油过程的相当大的劣势在于，：体必须被喷射至非常高的压力中。
其次，气体操作的活塞式发动机可以是双燃料DF发动机，该发动机设置有两种不同的燃料供给***。当发动机以气体模式操作时，引燃喷射***喷射非常少量的液态燃料来点燃气态燃料。引燃***通常是共轨类型，其允许喷射非常少量的引燃燃料。气态燃料在其被引到燃烧室之前继而允许引向进气。
这使得可以满足非常严格的排放规定的要求，而如果使用通常的喷射***的话这将是不可能的。当发动机以液态燃料运行来执行柴油过程时，使用传统的燃料喷射***。燃料的灵活性和高效性是双燃料技术的主要优点。
当以气体操作时，双燃料发动机还利用“稀薄燃烧”奥托燃烧过程。在气体供应中断的情况下，发动机可以从气体操作转换至燃料油操作。在燃料油操作过程中，DF发动机利用传统的柴油过程。
第三，发动机可以是外部点燃的气体发动机，其根据奥托过程和“稀薄燃烧”原理进行工作。当过量的空气随着燃料被引入发动机中时，该燃烧被认为是稀燃。在将混合物供入燃烧室中之前通过将气体加入到燃烧空气中来引入气体。
气体操作的发动机，特别是外部点燃的气体发动机和双燃料发动机具有关于甲烷逃逸，即被意外释放至大气中的缺点。甲烷逃逸可以通过优化燃烧过程而被一定程度地减少，而大部分的逃逸源自气缸中的死区容积(在该死区容积处无燃烧发生)中的空气/气体混合物中的甲烷。一个示例是在活塞和活塞环上方的衬套之间的体积。
在WO2011002353A1中，示出了一种操作柴油式双燃料内燃发动机的方法，目的在于改善在燃烧的最后阶段过程中对燃料的氧化。该发动机包括：至少部分地由活塞定界的燃烧室；用于第一燃料的第一燃料供应装置，所述第一燃料供应装置位于燃烧室中或燃烧室处和/或位于燃烧室的入口端口中或入口端口处；以及用于第二燃料的第二燃料供应装置，并且该方法包括下列步骤：在所述燃烧室中和/或所述入口端口中对所述第一燃料进行预混合；将包含第一燃料的装载物压缩至允许第二燃料自动点燃的条件；执行第二燃料至所述燃烧室中的首次喷射，以便引发所述第二燃料的自动点燃，用于点燃所述第一燃料，由此引发用于第一燃料的预混合的火焰传播燃烧的条件。该方法还包括执行至少一个后续喷射的步骤，所述后续喷射将附加的动能供应到燃烧过程中，以由此增强所述火焰的湍流强度和传播速度和/或增强燃烧室中的最后混合，从而改善在剩余的燃料的燃烧过程中最后的氧化。
未燃烧的甲烷还可以在例如氧化催化器中被氧化，但是所需的温度相当高，在700℃至800℃的范围内，这可以在排气刚刚离开燃烧室之后实现。成功地催化氧化甲烷逃逸的另一个挑战在于排气中的甲烷的低浓度。
本发明的目的在于提供一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的装置，其比现有技术的装置操作更有效。
本发明的又一目的在于提供一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的方法。
本发明的又另一目的在于提供一种用于内燃活塞式发动机的气缸盖，该气缸盖便于对可能未燃烧的燃料材料进行有效的处理。
发明内容
本发明的目的通过以下装置基本上得以满足：该装置用于减少在内燃活塞式发动机中逃逸至大气的燃料材料，该发动机具有至少两个气缸和至少一个涡轮增压单元，该装置包括：排气***，该排气***被布置成借助排气阀以可控的方式将发动机的每个气缸的燃烧室经由至少一个涡轮增压单元的涡轮部分与大气连通；和燃料处理单元，该燃料处理单元用于对发动机的排气中的燃料材料进行氧化。本发明的特征在于：流动路径被设置成在与燃烧室相反的一侧在每个气缸的排气阀的附近通入排气***，并且燃料处理单元被布置到流动路径中以接收和处理排气中的燃料材料。
根据本发明的实施方式，流动路径从燃料处理单元的下游侧与排气***相连。
根据本发明的实施方式，燃料处理单元是氧化催化器。
根据本发明的实施方式，流动路径包括被布置到发动机的气缸盖的通路，该通路具有至少一个入口，该入口在排气阀的附近开在气缸盖的壁中。
根据本发明的实施方式，每个入口均包括这样的面区域，该面区域限定与气缸盖中的排气通道的表面平行地布置的平面。
根据本发明的实施方式，流动路径通向涡轮部分的下游侧。
根据本发明的另一实施方式，泵送装置被布置在形成流动路径的一部分的管道中，并且该管道通向涡轮部分的上游侧。
根据本发明的实施方式，催化单元设置有旁通管道。
根据本发明的实施方式，流动路径设置有阀，并且管道被布置成作为涡轮增压单元的废气闸门进行操作。
根据本发明的另一实施方式，管道设置有阀，并且该管道被布置成作为涡轮增压单元的废气闸门操作。
本发明的目的基本上还通过减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的方法来满足，该内燃活塞式发动机具有至少两个气缸和至少一个涡轮增压单元，该方法包括以下步骤：通过在形成于所述发动机的所述气缸中的燃烧室中燃烧燃料来操作所述发动机；借助排气阀以可控的方式从所述发动机的每个气缸的燃烧室经由所述至少一个涡轮增压单元的涡轮部分排出燃烧气体；将来自燃烧气体流的一部分排气布置成流过以下流动路径，该流动路径在与所述燃烧室相反的一侧在每个气缸的所述排气阀的附近开口；以及借助布置到所述流动路径的处理单元来处理被布置成流过所述流动路径的那一部分排气中的燃料材料。
根据本发明的实施方式，借助所述气缸的所述排气阀的位置来控制来自每个气缸的在所述流动路径中的那一部分排气的流动，使得当所述排气阀打开时，所述管道的入口附近的排气的静压力降低，因此减少了流入所述流动路径中的排气，并且当所述排气阀关闭时，所述管道的所述入口附近的排气的静压力增加，因此增加了流入所述流动路径中的排气。
本发明的目的基本上还通过一种用于内燃活塞式发动机的气缸盖来满足，该气缸盖包括主体部分，在该主体部分中排气通道被布置成在其入口和出口之间延伸，并且其中所述排气通道的入口适于接收待被组装于其上的排气阀，并且在其出口的一个区域处，气缸盖包括连接装置，该连接装置用于将排气通道连接至内燃活塞式发动机的排气***。本发明的特征在于，气缸盖设置有具有入口和出口的通路，通路的入口在排气通道的入口和出口之间通入排气通道，用于独立地收集并处理一部分废气。
根据本发明的实施方式，通路的入口被布置成在与排气通道的出口相比更靠近排气通道的入口的纵向位置处通入排气通道。
根据本发明的实施方式，管道的入口包括一个以上的开口。
根据本发明的另一实施方式，这些开口在气缸盖的排气通道中均位于相同的纵向位置处。
根据本发明的另一实施方式，所述入口包括面区域，该面区域限定被布置成与排气通道的表面成角度的平面。入口的横截面积和形式是互相关联的并且被选择成使得它们一起形成类似于喷射器的效果。因此，当气缸的排气阀打开时，流入管道中的排气减少为很微小，并且当排气阀关闭时，流入管道中的排气增加以提供在部分排气中剩余的未燃烧的燃料材料的所期望的流动，以便通过布置到管道上的催化单元来氧化未燃烧的燃料材料。
可以通过简单的试验来为所使用的发动机构造限定合适的角度，即排气通道和排气阀的机械布局和尺寸，以及与排出燃烧气体有关的流体力学。
根据本发明的实施方式，管道的横截面积或者在存在多个管道的情况下总横截面积是排气通道在管道的入口的位置处的横截面积的1％-25％。
根据本发明的另一实施方式，总横截面积是排气通道在管道的入口的位置处的横截面积的3％-15％。
根据本发明的又另一实施方式，总的横截面积是排气通道在管道的入口的位置处的横截面积的5％-10％。
本发明具有一些优点，其中一些优点如下所述：
-更高的甲烷浓度提高了氧化催化器中的温度，并且还改善了减少程度。
-氧化催化器将会更小并且由此需要更少的空间。
-氧化催化器可以离开发动机来放置。
-氧化催化器可以容易地形成旁路。
-如果增强氧化，则与针对整个排气流相比可以以可行的方式来布置后期的燃烧。
附图说明
下面，将参照附带的示例性的示意图来描述本发明，其中
-图1示出了根据本发明的实施方式的内燃活塞式发动机；
-图1示出了根据本发明的另一实施方式的内燃活塞式发动机；
-图3示出了用于根据本发明的实施方式的内燃活塞式发动机的气缸盖；
-图4示出了用于根据本发明的实施方式的内燃活塞式发动机的气缸盖的操作；
-图5示出了用于根据本发明的另一实施方式的内燃活塞式发动机的气缸盖；
-图6示出了用于根据本发明的另一实施方式的内燃活塞式发动机的气缸盖；
-图7示出了用于内燃活塞式发动机的气缸盖中的根据本发明的实施方式的装置；
-图8示出了用于内燃活塞式发动机的气缸盖中的根据本发明的实施方式的装置，以及
-图9示出了用于内燃活塞式发动机的气缸盖中的根据本发明的实施方式的装置。
具体实施方式
图1示意性地描述了内燃活塞式发动机10，该内燃活塞式发动机在下文中被简称为发动机。该发动机包括主体12或者本体，如此已知的发动机的各种部件已经被组装或者被构建在该主体或者本体中。该发动机设置有至少两个气缸14，这些气缸可以被布置成例如V构型或者如图1的情况一样被布置成直列式发动机。该发动机还设置有用于减少逃逸至大气的燃料材料的装置。
该发动机设置有进气***16，该进气***具有燃烧空气接收器18，该燃烧空气接收器经由通道20和入口阀22与气缸相连。该发动机还设置有排气***24，该排气***具有排气歧管26，该排气歧管经由管道21和排气阀23与气缸相连。应该注意的是，每个气缸中的入口阀和排气阀的数量可以多于1个。入口侧通道20和排气侧通道21以及阀被布置于气缸盖(未在图1中示出)。还存在被布置成与发动机10相连的涡轮增压单元28。发动机的每个气缸14的燃烧室通过排气阀23经由排气***24中的涡轮增压单元28的涡轮部分28.2以可控的方式连通至大气。
现在，已经发现在发动机中，尤其是在气体发动机中，燃料被预混合至燃烧空气，大多数的未燃烧的燃料材料，即在与气态燃料一起进行操作的逃逸到发动机中的甲烷集中于一部分排气中，该一部分排气在当排气阀打开并且排气离开气缸14中的燃烧室时的排气冲程过程中最后离开气缸。因此，发动机设置有流动路径32，通过该流动路径，所提到的那一部分排气可以独立于排气的主流被收集并处理。该流动路径包括管道，借助该管道提供了从排气阀附近的排气***24经由燃料处理单元34至排气***的流动连通。在本说明书的一些情况下，流动路径也通过附图标记32来代表。管道32至少部分地平行于排气***24和排气歧管26。附加地，流动路径和管道可以被整合到发动机10的部件中。
管道设置有入口32’，该入口在与燃烧室相反的一侧处通到每个气缸的排气阀23附近的空间中，即，入口32’通到气缸盖中的通道21(图3至图8)。在图1的实施方式中，管道32被布置成在涡轮部分28.2的下游侧经由出口36接合排气***。为了提供对较高浓度的未燃烧燃料材料的处理，管道在其入口32’和出口36之间设置有处理单元34。根据本发明的实施方式，处理单元34包括氧化催化单元。
有利的是，发动机设置有布置到管道32的废气闸门30，借助该废气闸门可以在发动机的气体操作中控制空气系数。废气闸门30使部分排气绕过排气涡轮机，以便控制压缩机部分28.1的操作，从而使得期望量的压缩空气被引入发动机中。根据例如压缩机上游的高度和入口空气温度，废气闸门流通常在整个排气流的5％至15％的范围内。
根据本发明，被引入处理单元中的部分排气在每个气缸的排气阀的后方的位置处被从排气的主流中独立出来。
当发动机操作时，逃逸至大气的燃料材料减少，从而来自燃烧气体流的一部分排气被布置成流经管道32，而流至处理单元，在处理单元中，未燃烧的燃料被氧化。由于入口32’在与燃烧室相反的一侧处位于每个气缸的排气阀的附近，因此通过排气阀23的位置来控制或统治排气，使得排气从每个气缸流入管道32中。以上实现为使得当气缸盖的排气阀打开时，排气的静压力降低，而由于从根本上提高的排气速率，而使得管道的入口32’附近的动压力增加。静压力的降低补偿了排气***24中的涡轮部分28.2上的压差。因此，减少或者停止排气到管道32中的流动。这种现象也受到入口32’的形状和相对于排气的流动方向的取向的影响。
当排气阀关闭时，在管道的入口附近排气的静压力增加，由此增加排气到管道中的流动。现在来自燃烧气体的流的一部分排气流经管道32，并且这部分排气中剩余的燃料材料通过管道32中的氧化单元34被氧化。根据本发明的实施方式，燃料氧化单元包括氧化催化器。
在图2中，示出了本发明的另一实施方式。除了管道32被布置成在涡轮部分28.2的上游侧经由出口36接合排气***，从而形成流动路径之外，其在其他方面与图1是相对应的。经过燃料处理单元的适当的气体流可以通过诸如压缩机的独立的泵送装置37来保持，该压缩机使得气体流返回到涡轮增压器的涡轮部分28.2的高压侧。在该实施方式中，可以非常有效地控制处理单元中的氧化情况，从而控制最佳部分的排气穿过该单元。根据发动机的实施方式，泵送装置设置有用于准确控制的速度控制***。该泵送装置可以通过排气涡轮机(未示出)来操作。
在一实施方式中，其中处理单元是氧化催化单元，其中可以通过在操作过程中在催化器的上游喷射燃烧气体来执行催化器的再生，并且所生成的热量可以被涡轮部分28.2有效利用。
而且在干扰情况下，例如在氧化单元发生损坏的风险下，泵送装置甚至可能会停止工作。附加地，可以省略氧化单元上的旁路。废气闸门30可以正常定位，即，绕过涡轮机。
在图3中，示出了用于内燃活塞式发动机的气缸盖50。该气缸盖包括主体部分52，在该主体部分中，排气通道21被布置成在其入口21’和其出口21”之间延伸，并且其中所述排气通道的入口适于接收待被组装于其上的排气阀23。并且，在出口的区域处，该气缸盖包括连接装置，诸如凸缘，用于将排气通道连接至内燃活塞式发动机的排气***。气缸盖50设置有通路31，该通路具有入口32’和出口32”。该通路的入口在排气通道21的入口和出口之间通入该排气通道21中，用于收集并处理一部分排气。该通路被连接至管道32，从而提供从排气阀的附近至燃料处理单元34的流动路径。
图3示出了当排气阀23关闭时装置的操作。在涡轮部分28.2的上游在排气***24中占主导的压力也影响排气通道21。由于管道32与涡轮部分的下游侧相连(当气缸盖安装到发动机时)，因此在通路31和涡轮部分的下游侧之间存在压差。这样，包含可能未燃烧的燃料的排气由管道32收集并且被引导至也布置到管道的诸如氧化催化器34的燃料处理单元。
为了如所希望的那样来设定管道的操作，入口包括限定一平面的面区域，该平面被布置成与排气通道21的表面成角度α。横截面积和角度互相关联并被选择成使得当气缸的排气阀打开时，流入管道中的排气减少为很微少，并且当排气阀门被关闭时，流入管道中的排气增加以提供部分排气中剩余的未燃烧的燃料材料的所期望的流动，以便通过布置到管道的催化单元来氧化该未燃烧的燃料材料。
图4中示出了当排气阀23打开时的装置的操作。通过布置管道与排气通道21的连接所用的角度，由穿过入口32’的高气体速率引起的通道21中的抽吸将补偿涡轮部分28.2上的压差。以这种方式，在排气阀打开时管道32中的流动可以被较低地保持或者甚至停止。如果阀门大约80％的时间是关闭的，则气缸中存在的气体可以被有效地独立收集到废气闸门通道中。
当发动机被安装或者分离发动机时，氧化催化器34可以被放置在废气闸门30的上游，或者被放置在废气闸门的下游。氧化催化器上的可控旁路38(图1)还可以容易地利用这种方案来布置。除了管道34中的氧化催化器34之外，排气***24还可以设置有其自身的催化***。
如在图5的实施方式中所示，管道的入口32’包括一个以上的开口。这些开口被布置到环形元件56的具有环形凹槽58的边缘，这些开口相对环形凹槽被布置成在环形元件的背面处开口。该环形凹槽继而与管道32相连。因此环形元件形成管道32的延伸部。这些开口均位于相同的纵向位置处。在这种情况下，横截面积是这些开口的总的横截面积。这些开口设置有倾斜的凹部以提供类似于喷射器的效果。
在图6的实施方式中，管道的入口32’包括一个狭槽状的开口，在该开口中，一些管道被布置成是打开的。该狭槽布置在环形元件56的边缘处。该狭槽提供类似于喷射器的效果。因此在该实施方式中，环形元件也形成管道32的延伸部。
参照图7以更详细的方式对在入口32’附近的本发明的另一实施方式的操作进行描述，图7示意性地示出了用于内燃活塞式发动机的气缸盖50。该气缸盖包括主体部分52，辅助设备被布置在该主体部分中。特别是主体部分52包括排气通道21，该排气通道被布置成在其入口21’和其出口21”之间延伸，并且其中入口21’适于接收待被组装于其上的排气阀23。由于排气阀不是气缸盖的一体部分，因此它以虚线示出，以便理解根据本发明的气缸盖50的操作。即使未在此处示出，气缸盖50在出口21”的区域处包括连接装置，诸如用于连接气缸盖的排气通道21和内燃活塞式发动机的排气***24的凸缘。
存在一种用于收集一部分排气流的装置，该装置被布置成与气缸盖相连。其包括主体102，排气流动通道104被布置在该主体中，用于引导排气通过主体部分。该主体102设置有诸如凸缘的附接部分106，主体部分通过该附接部分被附接至气缸盖。图7中的主体是凸缘状元件。如可以从图7中看出的，主体部分与气缸盖的排气通道21和内燃活塞式发动机的排气***24相连。
该装置还包括管道32，该管道具有入口32’，该入口通到排气流动通道21中，用于独立地收集并处理一部分排气。管道32还具有出口32”，经由该出口，入口32’与发动机的排气***24第二次相连。管道32被布置成经由排气***延伸至排气阀的附近。也就是说，该管道设置有延伸到主体102之外的排气流动通道21中的延伸部分。
在图7中，示出了当排气阀23关闭时该装置的操作。因此在涡轮部分28.2的上游在排气***24中起主导作用的压力也对气缸盖中的排气通道21产生影响。由于该管道在该实施方式中也与涡轮部分的下游侧相连，因此入口32’的位置处的压力高于涡轮部分的下游侧的压力。因此，包含可能未燃烧的燃料的排气由管道32收集并且还被引导至布置到管道上的氧化单元34。
为了如所希望的那样设定管道的操作，管道32中的入口包括这样的面区域，该面区域限定被布置成与排气通道21的表面成角度α的平面。横截面积和角度互相关联，并且被选择成使得当气缸的排气阀打开时，进入管道中的排气流减少为很微小，并且当排气阀关闭时，进入管道中的排气流增加以提供在部分排气中剩余的未燃烧的燃料材料的期望的流动，以便通过布置到管道上的氧化单元来氧化该未燃烧的燃料材料。以上实现为使得当气缸盖的排气阀打开时，排气的静压力降低，而由于从根本上提高的排气速率，而使得在管道的入口32’的附近的动压力增加。静压力的降低补偿排气***24中的涡轮部分28.2上的压差。因此，减少或者停止流入管道32中的排气。
气缸盖中的管道32的总横截面积是位于管道入口21’的位置处的排气通道21的1％-25％。该管道可以包括一个以上的入口32”开口。
管道的入口32’借助其延伸部分被布置成在与排气通道的出口21”相比更靠近排气通道21的入口21’的纵向位置处通到排气通道中。如此可以有效地收集逃逸集中于最后离开气缸的排气部分中的甲烷。
在图8中示出了当排气阀23打开时与气缸盖相连的装置的操作。通过布置管道与排气通道21的连接所用的角度，由穿过入口32’的高气体速率引起的通道21中的抽吸将对补偿涡轮部分28.2上的压差。以这种方式，当排气阀打开时，管道32中的流动可以被较低地保持或者甚至停止。如果阀门大约80％的时间是关闭的，则最后离开气缸的气体可以被有效地独立收集到进废气闸门通道中。
当发动机被安装或者分离该发动机时，氧化单元34可以被布置在废气闸门30的上游，或者被放置在废气闸门的下游。必要时，氧化单元上的可控旁路38(图1)还可以容易地利用该解决方案来布置。除了对管道32中的氧化单元34之外，排气***24还可以设置有其自身的催化***。
图9中示出了本发明的另一实施方式。用于收集部分排气流的装置被布置成与气缸盖相连。该装置包括主体102，该主体设置有带螺纹的附接部分106，借助该附接部分，主体部分被附接至排气***24的部分105中的孔。图9中的主体102是套筒元件。
虽然在本文中已经通过示例结合目前被认为是最优选的实施方式对本发明进行了描述，但应该理解的是，本发明不局限于所公开的实施方式，而是旨在如所附权利要求中限定的一样涵盖其特征的各种组合或者修改以及包含在本发明的范围内一些其他应用。当这样的组合在技术上可行时，结合上述任何实施方式所提到的细节可以结合其他实施方式进行使用。

Claims (17)

1.一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的装置，该发动机具有至少两个气缸(14)和至少一个涡轮增压单元(28)，该装置包括：
-排气***(24)，该排气***被布置成借助排气阀(23)以可控的方式将所述发动机的每个气缸的燃烧室经由所述至少一个涡轮增压单元的涡轮部分(28.2)与大气连通；
-燃料处理单元(34)，该燃料处理单元用于对所述发动机的排气中的燃料材料进行氧化，其特征在于，
-流动路径(32)被设置成在与所述燃烧室相反的一侧在每个气缸的所述排气阀的附近通入所述排气***(24)，
-所述燃料处理单元(34)被布置在所述流动路径(32)中以接收并处理排气中的燃料材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流动路径(32)从所述燃料处理单元(34)的下游侧与所述排气***(24)相连。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述燃料处理单元(34)是氧化催化器。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流动路径(32)包括布置到所述发动机的气缸盖的通路(31)，该通路具有至少一个入口，该入口在所述排气阀的附近开在所述气缸盖的壁中。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，每个所述入口均包括这样的面区域，该面区域限定与所述气缸盖中的排气通道(21)的表面平行地布置的平面。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流动路径经由管道(32)通向所述涡轮部分(28.2)的下游侧。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，泵送装置(37)被布置在形成所述流动路径的一部分的管道(32)中，并且所述管道通向所述涡轮部分(28.2)的上游侧。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述催化单元设置有旁路(38)。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流动路径设置有阀并且所述管道被布置成作为所述涡轮增压单元(28)的废气闸门进行操作。
10.一种用于减少内燃活塞式发动机中的逃逸至大气的燃料材料的方法，该发动机具有至少两个气缸和至少一个涡轮增压单元，所述方法包括以下步骤：
-通过在形成于所述发动机的所述气缸中的燃烧室中燃烧燃料来操作所述发动机；
-借助排气阀以可控的方式从所述发动机的每个气缸的燃烧室经由所述至少一个涡轮增压单元的涡轮部分排出燃烧气体；
-将来自燃烧气体流的一部分排气布置成流过以下流动路径，该流动路径在与所述燃烧室相反的一侧在每个气缸的所述排气阀的附近开口；以及
-借助布置到所述流动路径的处理单元来处理被布置成流过所述流动路径的那一部分排气中的燃料材料。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，借助所述气缸的所述排气阀的位置来控制来自每个气缸的在所述流动路径中的那一部分排气的流动，使得当所述排气阀打开时，所述管道的入口附近的排气的静压力降低，因此减少了流入所述流动路径中的排气，并且当所述排气阀关闭时，所述管道的所述入口附近的排气的静压力增加，因此增加了流入所述流动路径中的排气。
12.一种用于内燃活塞式发动机的气缸盖(50)，该气缸盖包括主体部分(52)，在该主体部分中排气通道(21)被布置成在其入口(21’)和其出口(21”)之间延伸，并且其中所述入口适于接收待被组装于其上的排气阀(23)，并且在所述出口的区域处，所述气缸盖包括连接装置，该连接装置用于将所述排气通道连接至内燃活塞式发动机的排气***，其特征在于，所述气缸盖(50)设置有通路(31)，该通路具有入口(32’)和出口(32”)，所述通路的所述入口在所述排气通道的所述入口和所述出口之间通入所述排气通道(21)，用于独立地收集并处理一部分排气。
13.根据权利要求12所述的用于内燃活塞式发动机的气缸盖，其特征在于，所述通路(32)的所述入口(32’)被布置成在与所述排气通道的所述出口相比更靠近所述排气通道(21)的所述入口(21’)的纵向位置处通入所述排气通道。
14.根据权利要求13所述的用于内燃活塞式发动机的气缸盖，其特征在于，所述通路(32)的所述入口(32’)包括一个以上的开口。
15.根据权利要求14所述的用于内燃活塞式发动机的气缸盖，其特征在于，这些开口在所述气缸盖的所述排气通道中均位于相同的纵向位置处。
16.根据权利要求12所述的用于内燃活塞式发动机的气缸盖，其特征在于，所述入口包括这样的面区域，该面区域限定被布置成与所述排气通道的表面成角度(α)的平面。
17.根据权利要求12所述的用于内燃活塞式发动机的气缸盖，其特征在于，所述管道的总横截面积是所述排气通道在所述管道的所述入口的位置处的横截面积的1％-25％。
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