技术领域
[0001] 本
发明涉及一种操作内燃机系统的方法，该内燃机系统具有内燃机、废气
涡轮增压器和污染物转化设备。本发明还涉及以这种方式操作的内燃机系统。
背景技术
[0002] 效率上的提高和污染物排放的减少在内燃机系统的发展中起到很重要的作用。
[0003] 关于效率上的提高，已知的是，使用废气
涡轮增压器，所述废气
涡轮增压器包括
涡轮机叶轮和
压缩机叶轮，所述涡轮机叶轮集成在内燃机系统的废气装置中，涡轮机叶轮通过来自内燃机的废气驱动，所述压缩机叶轮集成在内燃机系统的新鲜空气装置中，以便压缩供给内燃机的新鲜空气。为了调节废气涡轮增压器，通常使用能够用废气改变对涡轮机叶轮的作用的废气
门阀和/或可变涡轮机几何结构。
[0004] 通常使用污染物转化设备用于减少污染物排放，废气装置中的污染物转化设备导致废气中的污染物的减少。这种污染物转化设备通常具有
阈值温度，高于该阈值温度时，污染物开始减少。低于这个阈值温度时，与阈值温度相比，在污染物转化设备中污染物不会减少或污染物较小地减少。因此，如果污染物转化设备中的温度低于阈值温度，排出的废气中的污染物比例增加，这导致内燃机系统的更差的环境平衡。
[0005] 根据EP 1243 767 A2已知这种内燃机系统。这里的废气涡轮增压器包括废气门阀，该废气门阀是可调节的，并且在旁路
位置时，引导废气经由旁路通道绕过涡轮机叶轮。在废气门阀的旁路位置处，废气以增加的温度由此到达布置在旁路通道下游的污染物转化设备，使得在废气门阀的该位置处的污染物转化设备更快地达到阈值温度。
[0006] 在DE 198 33 619 A1中寻求类似的方法。在该内燃机系统中，提供了绕过涡轮机叶轮的两个旁路通道，其中在旁路通道之一中，除了布置在旁路通道下游的污染物转化设备之外，还布置有初级催化器。
[0007] EP 1 396 619 A1已公开了一种内燃机系统，该内燃机系统本质上对应于EP 1 243 767 A2中所示的内燃机系统，不同点是废气涡轮增压器还提供有可变涡轮机几何结构。为了使污染物转化设备达到阈值温度，废气门阀调节到旁路位置。
发明内容
[0008] 本发明的目的在于提供用于操作内燃机系统的方法以及以这种方式操作的内燃机系统的改进的或至少其它的实施方案，其特征尤其在于提高的效率和/或改进的环境平衡。
[0009] 根据本发明，该目的通过独立
权利要求的主题来实现。有利的实施方式是
从属权利要求的主题。
[0010] 本发明基于一种总体思想，在包括内燃机和废气涡轮增压器以及污染物转化设备的内燃机系统中，通过可变涡轮机几何结构在控
制模式时设置的最小位置以达到污染物转化设备的阈值温度来闭合废气涡轮增压器的可变涡轮机几何结构，以便进一步减少、特别是阻断通过涡轮机的通流，所述最小位置限定可变涡轮机几何结构的最小通流。因此，具有提高的
焓的废气到达污染物转化设备，特别是由于在冲击涡轮机叶轮时
热损失和/或
动能损失的减少/缺失，从而污染物转化设备更快地达到阈值温度。这里该阈值温度限定污染物转化设备的温度，高于该温度时，污染物在污染物转化设备中减少和/或低于该温度时，出现污染物的减少降低或无污染物减少。通过根据本发明的解决方案，污染物转化设备更快地实现污染物减少，从而排出的污染物更少，由此实现内燃机系统的改进的环境平衡。更快地达到阈值温度还使得废气涡轮增压器能够在控制模式中更快地操作，特别是更快地完成补充/压缩待供给内燃机的新鲜空气，从而改进内燃机系统的效率。
[0011] 与本发明的想法相应地，内燃机系统包括内燃机、废气涡轮增压器以及污染物转化设备。内燃机系统还包括用于将新鲜空气供给到内燃机的新鲜空气装置以及用于排出废气的废气装置。除了涡轮机叶轮之外，废气涡轮增压器包括集成在新鲜空气装置中用于压缩新鲜空气的压缩机叶轮，该压缩机叶轮由集成在废气装置中的涡轮机叶轮驱动。废气涡轮增压器还包括可调节废气门阀，该废气门阀能够在闭合位置和打开位置或旁路位置之间调节。在废气门阀在旁路位置时，废气被引导经由旁路通道绕过涡轮机叶轮。污染物转化设备用于减少废气中的污染物并且方便地集成在废气装置中。污染物转化设备具有阈值温度，高于该阈值温度时，污染物转化设备中的污染物减少。废气涡轮增压器的可变涡轮机几何结构包括引导元件，该引导元件在圆周方向上围绕涡轮机叶轮并是可调节的，其中引导元件布置为在圆周方向上彼此跟随，在各个位置形成废气可流过的总横截面。在内燃机系统的控制模式中，污染物转化设备具有高于阈值温度的温度，可变涡轮机几何结构操作为使得引导元件形成在控制最小值和控制最大值之间的总横截面。在控制模式中，总横截面至少对应于控制最小值。可变涡轮机几何结构的相应位置也称作所谓的最小流量位置。根据本发明，如果污染物转化设备的温度低于阈值温度，内燃机系统相反地在加热模式中操作。与控制模式相反，可变涡轮机几何结构在加热模式中通过引导元件调节成，使得引导元件形成的总横截面小于控制最小值。因此，没有废气或至少减少的废气比重到达涡轮机叶轮，从而减少废气的相应焓的损失，特别是热损失。因此，具有增加的焓的废气，特别是以提高的温度到达污染物转化设备，从而污染物转化设备更快地达到阈值温度。到达涡轮机叶轮的减少的废气流，还使压缩机叶轮
对流过新鲜空气装置的新鲜空气形成更大的阻
力，特别是充当节流器。特别是在没有其他措施的情况下，这导致供给到内燃机的新鲜空气和
燃料混合物中的燃料比重的增加。由于更大比重的未燃烧的燃料到达废气装置，从而未燃烧的燃料随后在废气装置中、特别是在污染物转化设备中燃烧。由此还
加速了对污染物转化设备的加热。
[0012] 与从
现有技术已知的可变涡轮机几何结构及其操作方法相反，其中引导元件在其各个位置处形成用于废气朝向涡轮机叶轮流动的总横截面，该横截面不会下降到与控制最小值对应的最小值以下，以便总是允许废气离开内燃机并因此能够操作该内燃机，特别是在该内燃机空转时操作该内燃机，该控制最小值/引导元件的相应的位置(也称作最小流量位置)在控制模式中被保持，并且在加热模式中不会被达到，特别是尽量减少为零。这导致污染物转化设备在加热模式中更快地加热。
[0013] 污染物转化设备有利地布置在废气涡轮增压器的涡轮机叶轮的下游。通过这种方式，在控制模式中，具有增加的焓的废气到达涡轮机叶轮，从而更有效地操作废气涡轮增压器。
[0014] 污染物转化设备方便地布置在废气装置的旁路通道的下游。因此经由旁路通道绕过涡轮机叶轮的废气也到达污染物转化设备。
[0015] 废气门阀可在旁路位置和闭合位置之间方便地调节，在闭合位置处旁路通道闭合并且废气朝向涡轮机叶轮、特别是经由可变涡轮机几何结构流动。
[0016] 引导元件的控制最小值/相关联的位置、即特别是所谓的最小流量位置对应于在控制模式中允许/确保内燃机操作、特别是加速的总横截面。
[0017] 污染物转化设备优选地设计为通过转化减少废气中的污染物。这优选地通过废气中包含的成分和/或在废气中引入的成分的反应来完成。这里尤其是
氧化反应和/或还原反应。污染物转化设备优选地包括用于这个目的的催化器，该催化器设置阈值温度/操作温度，特别是与其对应。阈值温度有利地对应于污染物转化设备、特别是催化器的操作温度，在该操作温度以下，污染物转化设备的转化率大大地降低。可替换地，阈值温度可以对应于污染物转化设备、特别是催化器的启动温度，在该启动温度以上，污染物的转化启动或开始。
[0018] 污染物主要是指一氧化
碳、氧化氮(也称为NOx)等。
[0019] 当污染物转化设备、特别是污染物转化设备的催化器具有低于阈值温度的温度时，如上所述，实现内燃机系统的加热模式。在内燃机系统
冷启动期间尤其如此，其中污染物转化设备处于
环境温度。可以想到，当内燃机系统运行时，特别是当其处于空转时和/或当周围温度非常低时，污染物转化设备、特别是催化器的温度下降到阈值温度以下。即使在这些情况下，内燃机系统也能够过渡到加热模式。
[0020] 当污染物转化设备达到阈值温度和/或超过阈值温度时，内燃机系统方便地在控制模式中操作。
[0021] 只要可变涡轮机几何结构的引导元件是可调节的，原则上它们可以任意设计为围绕涡轮机叶轮，并在其各个位置处形成用于废气朝向涡轮机叶轮可流过的总横截面。引导元件有利地形成为引导
叶片。
[0022] 在加热模式中，可变涡轮机几何结构闭合的实施方案是有利的，使得引导元件不考虑各自的公差在圆周方向上形成闭合的表面。因此，不考虑所述的公差和/或不期望的泄露，没有废气流到涡轮机叶轮。由此使流到污染物转化设备的废气比重最大化，从而更快地达到阈值温度。方便地，在这种情况下，废气门阀调节到旁路位置，以便确保废气尽可能通畅地流到污染物转化设备。以这种方式也确保了废气从内燃机的充分排放。
[0023] 优选地，在加热模式中废气门阀优选释放旁路通道的可流过的横截面到最大程度，特别是打开到最大程度/打开以确保污染物转化设备暴露于旁路
质量流。这导致由于废气门阀导致的对废气的障碍，特别是阻力的最小化，从而具有可能大的焓的废气到达污染物转化设备。“打开至最大程度”因此特别意味着废气流能够尽可能畅通地通过废气门阀和/或通过旁路通道到达污染物转化设备。
[0024] 由于在可变涡轮机几何结构的闭合位置处，在加热模式中借助于涡轮机叶轮阻止压缩新鲜空气装置中的空气，内燃机像抽吸
电机一样在加热模式中操作。尤其当内燃机空转时是这种情况。
[0025] 随着对内燃机的负载要求的增加，内燃机系统能够方便地在常规冷启动模式中操作，这意味着根据负载要求调节废气门阀和可变涡轮机几何结构。在本情况下，负载要求应理解为特别是内燃机可用的转矩。
[0026] 替代地，可以想到为内燃机系统配备电机，通过该电机能够压缩新鲜空气装置中的空气。这时，在操作中的电机能够驱动废气涡轮增压器的压缩机叶轮和/或与压缩机叶轮分开的、用于压缩空气的附加压缩机。如果内燃机的负载要求超过阈值，下文也称作第一阈值，操作该电机以压缩新鲜空气装置中的空气。方便地选择第一阈值使得其高于负载要求，其中内燃机能够在引导元件的加热位置和废气门阀的旁路位置处提供该负载要求。在这种情况下，内燃机系统继续在加热模式中操作并且电机被另外激活，以便通过压缩空气满足高于第一阈值的负载要求。当负载要求下降到第一阈值之下时，可以停用电机。
[0027] 优选的实施方案提供，在对内燃机的负载要求更大的情况下，即在负载要求超过大于第一阈值的第二阈值时，内燃机系统在常规冷启动模式中操作，这意味着根据负载要求调节废气门阀和可变涡轮机几何结构，可变涡轮机形状由此不再处于完全闭合状态。电机可以随后继续操作。
[0028] 如果负载要求下降到第二阈值以下并且污染物转化设备具有低于阈值温度的温度，则内燃机系统优选地再次在加热模式中操作，其中当负载要求超过第一阈值时，电机操作。
[0029] 当从加热模式变为控制模式和/或常规冷启动模式时，废气门阀和可变涡轮机几何结构优选地调节为使得内燃机的转矩以及转速遵循有尽可能连续的过程，即没有跃变的过程。由此避免或至少减少了内燃机操作中的突然的或突兀的改变。这导致提高了内燃机的用户的舒适性。
[0030] 同样地，电机的激活和停用分别优选地实现，使得内燃机的转矩以及转速遵循尽可能连续的过程，即没有跃变的过程。由此避免或至少减少了内燃机操作中的突然的或突兀的改变。这导致提高了内燃机的用户的舒适性。
[0031] 在优选的实施方案中，在启动内燃机之前、特别是在冷启动之前已经打开废气门阀。可替代地或另外地，可变涡轮机几何结构有利地在内燃机启动之前、特别在冷启动之前尽可能闭合，特别有利地完全闭合。这导致后续的加热模式中更快和/或更有效的加热，从而改善了环境平衡。
[0032] 能够通过将辅助污染物减少设备布置在废气装置中，特别是污染物转化设备的上游，使得流过旁路的废气流过辅助污染物减少设备，来实现对内燃机系统的环境平衡进一步的改进。为此，辅助污染物减少设备可以在旁路通道的上游或其下游以及污染物转化设备的上游处布置在旁路通道中。辅助污染物转化设备设计为使得辅助污染物减少设备的操作温度比污染物转化设备的阈值温度更快地达到。这特别是通过使辅助污染物减少设备的尺寸更小来实现。特别地，辅助污染物减少设备可以包括催化器，该催化器比污染物转化设备的催化器具有相应更小的尺寸。因此，在污染物转化设备达到其阈值温度之前实现废气中的污染物的减少。
[0033] 需要理解的是，除了用于操作内燃机系统的方法之外，以这种方式操作的内燃机系统也落在本发明的范围内。
[0034] 为此，内燃机系统可以包括相应的控制设备，该控制设备通信地连接到废气涡轮增压器，特别是连接到可变涡轮机几何结构。该控制设备还有利地通信地连接到废气门阀。
[0035] 可以想象的是，为可变的涡轮几何结构提供机械止挡件，该机械止挡件限定了控制模式中的控制最小值。特别地，引导元件中的至少一个和/或调节该引导元件的调节设备冲击该止挡件，从而引导元件形成的总横截面不能下降到控制最小值以下。止挡件优选地是可调节的，并在加热模式中调节为，使得在加热位置处总横截面小于控制最小值。
[0036] 内燃机系统可以包括用于确定污染物转化设备的温度的至少一个温度
传感器。
[0037] 优选地，可变涡轮机几何结构设计为使得在加热位置处在圆周方向上彼此跟随的至少两个引导元件、优选的所有引导元件彼此
接触。通过引导元件彼此的接触，形成组织废气流过的部分，使得因此优选地在圆周方向上形成上述闭合的表面。
[0038] 在这个方面，实施方案已证明是有利的，其中在加热位置处，在圆周方向上相邻的引导元件彼此叠置。因此，闭合的表面放大到其最大程度，从而更有效地阻止朝向涡轮机叶轮的废气流。这种实施方案特别优选，其中在加热位置处，各个引导元件以其面向在圆周方向上邻接的引导元件的尖端
支撑在在圆周方向上邻接的这个引导元件的尾端部分，其中各个引导元件的尾端部分是引导元件的、远离该引导元件的尖端的部分。这导致闭合表面的进一步放大。
[0039] 在加热位置处，引导元件的尖端有利地位于相邻引导元件的、面向涡轮机叶轮的表面上。这确保更可靠地实现加热位置，特别是闭合表面。
[0040] 内燃机系统和相关联的操作方法能够用于任何应用中。可以想象的是，在
机动车辆中使用该内燃机，在机动车辆中，特别是除了电
驱动器之外使用该内燃机。
[0041] 本发明的其它重要特征和优点在从属权利要求中、在
附图中以及通过附图的相关图片描述中得到。
[0042] 应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下面将要说明的特征不仅能够在分别提及的组合使用，而且能够在其他组合中使用或单独使用。
附图说明
[0043] 附图中示出了本发明的优选的
实施例，并且将在下面的描述中更详细地说明，其中，相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的组件。
[0044] 分别示意性地示出：
[0045] 图1是内燃机系统的非常简化的
电路图类型的示意图，
[0046] 图2是用于解释内燃机系统的操作方法的
流程图，
[0047] 图3和图4是内燃机系统的可变涡轮机几何结构分别在不同位置的平面图，[0048] 图5是在另一实施例的内燃机系统的非常简化的电路图类型的示意图，[0049] 图6是在又一实施例的内燃机系统的非常简化的电路图类型的示意图，[0050] 图7是用于解释图5和图6的内燃机系统的操作方法的流程图。
具体实施方式
[0051] 如图1中示出的、非常简化的、电路图类型的内燃机系统包括具有至少一个
燃烧室3的内燃机2，其中，在图1中，内燃机2示例性地仅包括四个这样的燃烧室3。在内燃机2的操作中，新鲜空气通过新鲜空气装置4供给到燃烧室3中的至少一个并与燃料混合。新鲜空气和燃料混合物至少部分地在燃烧室3中燃烧，从而产生废气，所述废气通过废气装置5排出。
内燃机系统1还包括废气涡轮增压器6，分别如图1象征性地所示，所述废气涡轮增压器包括集成在废气装置5中的涡轮机叶轮7以及集成在新鲜空气装置4中的压缩机叶轮8。涡轮机叶轮7由废气驱动并且由此驱动压缩机叶轮8，所述压缩机叶轮压缩在新鲜空气装置4中的空气。这例如通过废气涡轮增压器6的轴9来实现，该轴将涡轮机叶轮7和压缩机叶轮8彼此连接。为了冷却由压缩机8压缩的新鲜空气，将增压空气冷却器10集成在压缩机叶轮8下游的新鲜空气装置4中。内燃机系统1还包括污染物转化设备11，该污染物转化设备在操作中在排出废气之前降低废气中的污染物比重。污染物转化设备11具有阈值温度，在阈值温度以上，在污染物转化设备11中，通过存在于废气中或引入废气的成分的反应启动或大大提高了废气中污染物的转化。为此，污染物转化设备11优选地包括催化器12，所述催化器
指定或限定所述阈值温度。阈值温度因此对应于启动温度，在启动温度处，实施或启动催化器12中的转化，并且该启动温度能够为200℃至300℃、或达到催化器12的操作温度，该操作温度在启动温度之上并可以为300℃至1000℃。
[0052] 废气涡轮增压器6包括废气门阀13，该废气门阀在闭合位置和旁路位置之间可调节。在废气门阀13的旁路位置处，废气经由废弃装置的旁路通道14被引导通过涡轮机叶轮7，所述旁路通道从布置在涡轮机叶轮7上游的分叉位置40延伸到布置在涡轮机叶轮7的下游的返回位置41。在所示示例中，污染物转化设备11在旁路通道14的下游处集成在废气装置5中。此外在所示示例中废气门阀13布置在旁路通道14中。在图1中，废气涡轮增压器7还包括通过箭头表示的可变涡轮机几何结构15，所述可变涡轮机几何结构在图3和图4中以平面图示出。可变涡轮机几何结构15布置在旁路通道14外侧的分叉位置40和返回位置41之间。
[0053] 可变涡轮机几何结构15因此包括多个引导元件16，所述多个引导元件在所示示例中分别形成引导叶片17。图3和图4分别示出废气涡轮增压器1在轴9以及涡轮机叶轮7的轴向方向18上、在可变涡轮机几何结构15的区域中的平面图。可变涡轮机几何结构15的引导元件16在圆周方向19上围绕涡轮机叶轮7并分别可调节。这里在相邻的引导元件16之间分别形成废气能够朝向涡轮机叶轮7流过的横截面20(如图3所示)，其中所有横截面20之和限定总横截面，所述总横截面能够通过调节引导元件16来改变。这意味着引导元件16在其各个位置形成总横截面，废气能够朝向涡轮机叶轮7流过所述总横截面。为了可调节布置，将引导元件16分别可转动地安装在
叶片环21中并通过调节设备23的、将引导元件16一起调节的调节环22来调节引导元件16。
[0054] 内燃机系统1还包括如虚线所示的控制设备24，所述控制设备通信地连接到可变涡轮机几何结构15以及废气门阀13，以便控制和/或调节它们。
[0055] 图2示出用于操作内燃机系统1的方法的流程图，所述方法借助于控制设备24完成。
[0056] 在第一方法步骤25中，检查污染物转化设备11的温度、特别是催化器12的温度高于还是低于阈值温度。这个检查能够借助于未示出的温度传感器或以其它方式来进行，例如通过污染物转化设备11的下游的废气中存在的污染物。
[0057] 如果污染物转化设备11，特别是催化器12具有高于阈值温度的温度，则内燃机系统1在控制模式26中操作。在控制模式26中，根据需要对废气门阀13和可变涡轮机几何结构15进行调节，特别是适于对内燃机2的功率要求。可变涡轮机几何结构15在控制模式26中根据所示方法步骤27设置，使得每个位置的引导元件16形成总横截面，所述总横截面位于控制最小值和控制最大值之间。这意味着控制模式26中操作可变涡轮机几何结构15使得总横截面至少对应于控制最小值，从而确保涡轮机叶轮7的最小进入流。
[0058] 如图3中所示，在可变涡轮机几何结构15的相应的位置28,形成总横截面的所述控制最小值。在该位置28，下文也称作第一位置28或最小流量位置29，在引导元件16中的每个和在圆周方向上相邻的引导元件16之间形成构成所述类型的横截面20的间隙30。在控制模式26中，可变涡轮机几何结构15能够或仅能够调节为使得总横截面至少对应于在第一位置18处形成的控制最小值。
[0059] 接着，该方法返回到第一方法步骤25，从而重新检查污染物转化设备11的温度、特别是催化器12的温度是高于阈值温度还是低于阈值温度。
[0060] 如果污染物转化设备11、特别是催化器12的温度低于阈值温度，则内燃机系统1在加热模式31中操作。在加热模式31中，可变涡轮机几何结构15在方法步骤32中调节，使得总横截面低于控制最小值，即引导元件16比在图3中示出的第一位置28中更闭合，从而相比在第一位置18处，间隙30分别至少更小于。
[0061] 在图4中示出可变涡轮机几何结构15的相应位置，下文也称作第二位置33或加热位置34。在加热位置34处，比重降低的废气流到涡轮机叶轮7。相应地，经由旁路通道14流到污染物转化设备11的废气比例增加。因此，流过污染物转化设备11、特别是催化器12的废气的焓也增加。特别地，这导致由于通过涡轮机叶轮7的通流引起的
热能和/或动能损失的降低。因此，污染物转化设备11、特别是催化器12被更快地加热并更快地达到阈值温度。在加热位置34处，废气门阀13也调节到旁路位置并以其最大程度打开，使得废气能够优选地不受阻碍地流经旁路通道14，绕过涡轮机叶轮7和可变涡轮机几何结构15，到达污染物转化设备11。
[0062] 当从控制模式26改变为加热模式31时，首先打开废气门阀13使得当经过最小流量位置29进入加热位置34使可变涡轮机几何结构15闭合时，涡轮机叶轮7以及因此的压缩机叶轮8不会不利地被加速并因此不会不利地产生充气压力峰值。
[0063] 在方法步骤32之后，所述方法返回到第一方法步骤25。如果污染物转化设备11、特别是催化器12的温度继续低于阈值温度，可变涡轮机几何结构15保持在加热模式34。如果污染物转化设备11的温度超过阈值温度，内燃机系统1在控制模式26中操作。
[0064] 在从加热模式31转换为控制模式26时，在根据控制模式26的空转位置能够闭合废气门阀13之前，首先将可变涡轮机几何结构15带入控制模式26(未示出)的空转位置，使得在可变涡轮机几何结构15打开从加热位置34经过最小流量位置29进入空转位置时，涡轮机叶轮7以及因此的压缩机叶轮8不会不利地被加速从而产生不利的充气压力峰值。空转位置是可变涡轮机几何结构15的、引导元件16露出间隙30以便降低废气背压的位置。
[0065] 在图4中示出的加热位置34处，在圆周方向19上彼此跟随的引导元件16彼此接触。通过这种方式，在第一位置28处存在于引导元件16之间的间隙30完全闭合/消除。横截面20相应地也是如此，从而总横截面减少，特别是考虑到尤其在轴向方向18上存在的公差，总横截面消除，使得无废气朝向压缩机叶轮7流动。
[0066] 在加热位置34处，通过涡轮机叶轮7实现对压缩机叶轮8减小的驱动，特别是不驱动，使得压缩机叶轮8对流过新鲜空气装置4的新鲜空气节流。因此，燃烧室3中的新鲜空气-燃料混合物中的燃料比例增加，从而更多的未燃烧燃料成分流入废气装置5并随后在此、特别是在污染物转化设备11的上游和/或污染物转化设备11中燃烧。通过这种方式，进一步加速了对污染物转化设备11的加热。
[0067] 如图3和图4所示，各个引导元件16/各个引导叶片17包括尖端35以及远离该尖端35的尾端部分36，尖端35在圆周方向19上面向邻接的引导元件16。在图4示出的加热位置34处，各个尖端35在圆周方向19上支撑在邻接的引导元件16的尾端部分36的、面向涡轮机叶轮7的表面上。通过这种方式，借助于引导元件16，在圆周方向19上形成废气不能够流过的闭合表面。
[0068] 在达到污染物转化设备11、特别是达到催化器12的阈值温度之前，为了实现减少存在于废气中污染物，如图1所示，内燃机系统1除了污染物转化设备11以外可以选择性地包括污染物转化设备37，以下也称作辅助污染物减少设备37，并且在所示示例中，污染物转化设备布置在污染物转化设备11的上游，如示例中所示，还布置在废气门阀13下游的旁路通道14中。辅助污染物减少设备37具有小于污染物转化设备11的尺寸。特别地，辅助污染物减少设备37的催化器38(以下也称作辅助催化器38)小于污染物转化设备11的催化器12(以下也称为主催化器12)。因此，达到辅助催化器38的阈值温度所需的
能量少于达到主催化器12的阈值温度所需的相应能量。因此，更快地达到辅助催化器38的阈值温度，从而在达到主催化器12的阈值温度之前，在辅助污染物减少设备37中的污染物的减少已经开始。
[0069] 图5和图6分别示出内燃机系统1的其他实施例。这些实施例与图1中的实施例不同的地方在于，内燃机系统1附加地包括用于压缩在新鲜空气装置4中的空气的电机42。在图5中所示的实施例中，电机42在操作时驱动压缩机叶轮8。在图6中所示的实施例中，电机42在操作时驱动附加压缩机43，如图6所示，所述附加压缩机在压缩机叶轮8下游集成在新鲜空气装置4中。在图6中的实施例中，还提供有绕过附加压缩机43的附加压缩机旁路44，其能够通过相关联的附加压缩机旁路阀45被可选地释放和阻塞。
[0070] 图5和图6中的实施例中的内燃机系统1能够根据图7中所示的流程图被操作，所述图7中所示的流程图与图2中所示的流程图不同之处在于方法步骤32之后的步骤。
[0071] 相应地，在加热模式31中，在方法步骤46中除了考虑污染物转化设备11的温度之外也考虑了内燃机2的负载要求。如果负载要求低于第一阈值，该方法返回方法步骤25。这意味着，在内燃机2的负载要求低于第一阈值的情况下，保留方法步骤32中的措施，并且根据方法步骤25重新检查污染物转化设备11的温度，并且如上针对图2所述继续进行。
[0072] 而如果内燃机2的负载要求在第一阈值和第二阈值之间，其中第二阈值大于第一阈值，则在方法步骤47中激活电机42，以便在图5的实施例中使用压缩机叶轮8以及在图6的实施例中使用附加压缩机43来压缩空气。此后，方法返回到方法步骤25，以便根据方法步骤25检查污染物转化设备11的温度并随后如上所述的一样继续。
[0073] 在内燃机2的负载要求高于第二阈值的情况下，内燃机系统1在方法步骤48中在常规冷却启动模式中操作。在常规冷却启动模式中，根据负载要求调节废气门阀13和可变涡轮机几何结构15。这特别意味着，根据负载要求将可变涡轮机几何结构15调节为使得引导元件16在各个位置形成控制最小值和控制最大值之间的总横截面。电机42特别是能够在图6所示的实施例中继续操作。此后，该方法返回方法步骤25，以便继续上述过程。
[0074] 如果图6所示的实施例中的电机42停用，即附加压缩机43不操作，有利地调节附加压缩机旁路阀45，使得流过附加压缩机旁路44的空气绕过附加压缩机43。
[0075] 如果内燃机2启动并且污染物转化设备11的温度低于阈值，优选的是，在启动内燃机2之前、在该方法步骤之前、已经各执行一次的且未示出的方法步骤中，将可变涡轮机几何结构15处于加热位置34和/或打开废气门阀13。
[0076] 内燃机系统1原则上可以在任何应用中使用。内燃机1尤其是机动车辆39的一部分，其中，内燃机2用于另外或补充的驱动未示出的电驱动器。
