发动机的进气增压系统和排放气体再循环系统及相关联的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配备有排放气体再循环(英文为“Exhaust GasRecirculat1n(EGR) ”)回路的内燃机、特别是用于驱动机动车的发动机的领域，所述发动机尤其是其排放气体再循环回路应用在至少一个专用气缸上的发动机。换句话说，专用气缸的出口直接与气体再循环回路的入口连接。
【背景技术】
[0002]由现有技术已知，使排放气体的一部分向进气再循环(尤其是在发动机小荷载的时候)，以减少污染性排放的量或燃料消耗。
[0003]对于每种类型(按照所用的技术、功率、调节等区分)的发动机，再循环比率的可接受范围随发动机的参数(转速、温度等)变化。超过可接受范围会导致发动机效率的损失，因此无论发动机的配置如何都应当能够改变再循环比率。为此，已知在专用气缸进气处引入阀。由此，通过关闭位于专用气缸进气处的阀，只有非专用气缸、即其他气缸才被使用，这允许避免气体再循环并因此避免与再循环关联的发动机效率损失。然而，在专用气缸进气处引入该阀会由于进气处没有气体而在专用气缸处产生大的负压，这会由于栗送而导致损失。此外，如果发动机仅以部分气缸来运行并尤其是冷运行，这会导致额外的振动，并使得必须添加缓冲块(静音块)装置并且/或者重新设置包括气缸活塞和连杆的运动部件的尺寸。
[0004]在包括涡轮增压机的发动机的情况下，涡轮增压机的涡轮仅被发动机的非专用气缸驱动，这对于发动机的性能会是有损害性的。实际上，涡轮不能利用专用气缸的排放气体以被这些排放气体驱动。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的在于帮助至少部分地解决现有技术的上述缺陷。
[0006]因此，本发明的主题在于一种发动机的进气气体过剩供给和排放气体再循环系统，所述系统包括:
[0007]-增压回路，该回路包括用于由来自于发动机的至少一个第一气缸的排放气体驱动的涡轮增压机；
[0008]-用于至少一个第二气缸的排放气体的再循环回路；
[0009]-排放气体引导设备，该设备与所述两个回路连接，并用于与发动机的排气管路连接，以控制在增压回路、再循环回路和发动机的排气管路之间联通的排放气体的量。特别地，该引导设备布置在发动机气缸的出口处。
[0010]特别地，第一气缸为非专用于气体再循环、即不与排放气体再循环回路直接连接的气缸；第二气缸为专用于排放气体再循环、即与排放气体再循环回路直接连接的气缸。
[0011]根据本发明的另一方面，气体引导设备在涡轮增压机的排出管道处与增压回路连接。
[0012]根据本发明的一个额外的方面，排放气体引导设备包括:
[0013]-排放气体再循环阀，该阀包括主体，该主体限定主管道和辅助管道，其中所述主管道用于一方面与至少一个第二气缸的出口连接、另一方面与气体再循环管道连接，所述辅助管道敞开至所述主管道，所述再循环阀还包括用于将排放气体引向主管道的出口或辅助管道的装置，其中所述主管道的出口用于与所述气体再循环回路连接，
[0014]-排出阀，该阀包括空腔，该空腔具有第一开口、第二开口和第三开口，其中所述第一开口用于与和第一气缸的出口连接的管道连接，第二开口用于与排气管路连接，而第三开口则与再循环阀的辅助管道连接，该排出阀还包括用于分别阻闭所述第一和第二开口的第一和第二装置，以控制辅助管道与和第一和第二开口连接的管道之间的联通。
[0015]根据本发明的一个额外的方面，再循环阀的排放气体引导装置包括活动活门，该活门能够在阻止主管道与辅助管道联通的完全再循环位置和阻闭主管道、允许主管道与辅助管道联通的第二位置之间活动。
[0016]根据本发明的一个额外的方面，该系统还包括空气冷却器，该空气冷却器用于位于发动机气缸进气上游和气体再循环回路的下游，所述冷却器被配置为冷却并混合在入口处接收的气体并向发动机气体传送经冷却和混合的气体。
[0017]本发明的实施例还涉及一种用于控制符合本发明的系统的方法，其中，管理排放气体引导设备，以控制增压回路、再循环回路和发动机的排气管路之间联通的气体的量。
[0018]根据本发明的另一方面，根据发动机参数来管理排放气体引导设备。
[0019]根据本发明的一个额外的方面，气体引导设备的管理包括管理再循环阀的排放气体引导装置和管理排出阀的第一和第二阻闭装置。
[0020]根据本发明的另一方面，该方法包括这样的步骤，在该步骤中，引导装置将气体引向主管道，并且第一阻闭装置关闭排出阀的第一开口，以使得增压回路和气体再循环回路相互隔离。
[0021]根据本发明的一个额外的方面，该方法包括这样的步骤，在该步骤中，引导装置将气体引向主管道，并且排出阀的阻闭装置处于打开位置，以使增压回路和气体再循环回路相互隔离，并且允许驱动涡轮增压机的气体排向排气管路。
[0022]根据本发明的另一方面，该方法包括这样的步骤，在该步骤中，引导装置将气体引向辅助管道，并且排出阀的第二阻闭装置关闭第二开口，以使气体引导设备与排气管路隔离，并使得来自于第二气缸的气体与驱动涡轮增压机的气体联通，所述涡轮增压机因此由第一和第二气缸驱动。
[0023]根据本发明的一个额外的方面，该方法包括这样的步骤，在该步骤中，引导装置将气体引向辅助管道，并且在该步骤中，排出阀的第一阻闭装置关闭第一开口，以使得再循环回路与增压回路隔离，并且允许向排气传送来自于第二气缸的气体。特别地，第二开口打开。
[0024]根据本发明的一个额外的方面，该方法包括这样的步骤，在该步骤中，引导装置将来自于第二气缸的气体引向主管道，并且在该步骤中，排出阀的第二阻闭装置关闭第二开口，以使引导设备与排气管路隔离，并方便维持再循环阀的排放气体引导装置的完全再循环位置。特别地，第一开口打开。引导装置特别地处于完全再循环位置。
[0025]根据本发明的另一方面，该方法包括这样的步骤，在该步骤中，引导装置将气体同时引向主管道和辅助管道，并且在该步骤中，排出阀的第二阻闭装置关闭第二开口，以使得引导设备与排气管路隔离，并使得来自于第二气缸的气体与驱动涡轮增压机的气体联通。
【附图说明】
[0026]本发明的其他特征和优点在以下参照附图的说明中将变得显而易见，所述附图示例性地而非限制性地示出了本发明可行的实施例。
[0027]在这些附图中:
[0028]-图1示出了符合本发明的一个实施例的发动机的局部的示意图；
[0029]-图2和图3不出了符合本发明实施例的再循环阀的剖视图；
[0030]-图4示出了图2的再循环阀的剖视图，该剖视是平行于活动活门的转动轴实现的；
[0031]-图5示出了活动活门及其在图3的再循环阀处插入的细节图；
[0032]-图6示出了符合本发明的一个实施例的排出阀的示意图；
[0033]-图7示出了图6的排出阀的阻闭装置的致动装置的一个示例的示意图；
[0034]-图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14示出了符合本发明的一个实施例的排放气体引导设备的不同配置。
[0035]在这些附图中，相同的附图标记指示相同的元件。此外，对于包括数字和字母的标记，数字对应包括所有元件的类别，而字母则对应该元件类别中的具体元件。例如，标记2对应所有气缸，而标记2a则对应具体的气缸。
【具体实施方式】
[0036]在以下说明中，一般性地指定:
[0037]术语“绕过”对应于通过偏向通道使流动偏离主管道以避开主管道的设备的动作。
[0038]术语“气缸入口 ”定义在该部分处发生进气的气缸部分，例如位于用于被燃烧的气体的进气阀(“soupape”)处的部分。
[0039]术语“气缸出口 ”定义在该部分处发生排出气体的气缸部分，例如位于用于将燃烧过的气体排向排气管路的气体排出阀处的部分。
[0040]术语“排放气体”定义在气缸出口处排出的燃烧过的气体。排放气体可以要么被引向排气管路，要么向气缸入口再循环，尤其是在专用气缸的情况下。
[0041]本发明的实施例特别地涉及进气气体过剩供给和排放气体再循环系统3。
[0042]图1示出了包括该系统3的一个示例的发动机I。在所示出的示例中，发动机I包括分别标记为2a、2b、2c和2d的四个气缸2。气缸2d为专用于气体再循环的气缸，这使得来自于专用于气体再循环的气缸2d的气体通过再循环回路7再循环，以下将更详细地说明该再循环回路。由此在如图1所示的包括4个气缸2、其中一个为专用气缸2d的发动机I的情况下获得非常接近25%的再循环气体总量。
[0043]系统3还包括增压回路5，该回路包括涡轮增压机9。涡轮增压机9 一方面包括由来自于发动机的气缸2的排放气体供给的涡轮11，另一方面包括由涡轮驱动以压缩用于在进气入口处供给气缸2的气体的空气的压缩机13。增压回路5还包括排出管道15，该排出管道允许来自于至少一个第一气缸、在本示例中来自于对应于非专用气缸2a、2b和2c的三个气缸的气体绕过涡轮增压机9的涡轮11。
[0044]再循环回路7包括再循环管道21，该再循环管道被配置为将来自于专用于气体再循环的气缸2d的气体引向进气。
[0045]与发动机I的增压回路5、再循环回路7和排气管路23连接的排放气体引导设备25允许控制在增压回路5、再循环回路7和排气管路23之间流通的气体的量。引导设备25还允