發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣增壓系統(tǒng)和排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)及相關(guān)聯(lián)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配備有排放氣體再循環(huán)(英文為“Exhaust GasRecirculat1n(EGR) ”)回路的內(nèi)燃機(jī)、特別是用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車的發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域，所述發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是其排放氣體再循環(huán)回路應(yīng)用在至少一個(gè)專用氣缸上的發(fā)動(dòng)機(jī)。換句話說(shuō)，專用氣缸的出口直接與氣體再循環(huán)回路的入口連接。
【背景技術(shù)】
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)已知，使排放氣體的一部分向進(jìn)氣再循環(huán)(尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)小荷載的時(shí)候)，以減少污染性排放的量或燃料消耗。
[0003]對(duì)于每種類型(按照所用的技術(shù)、功率、調(diào)節(jié)等區(qū)分)的發(fā)動(dòng)機(jī)，再循環(huán)比率的可接受范圍隨發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)(轉(zhuǎn)速、溫度等)變化。超過(guò)可接受范圍會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)效率的損失，因此無(wú)論發(fā)動(dòng)機(jī)的配置如何都應(yīng)當(dāng)能夠改變?cè)傺h(huán)比率。為此，已知在專用氣缸進(jìn)氣處引入閥。由此，通過(guò)關(guān)閉位于專用氣缸進(jìn)氣處的閥，只有非專用氣缸、即其他氣缸才被使用，這允許避免氣體再循環(huán)并因此避免與再循環(huán)關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)效率損失。然而，在專用氣缸進(jìn)氣處引入該閥會(huì)由于進(jìn)氣處沒(méi)有氣體而在專用氣缸處產(chǎn)生大的負(fù)壓，這會(huì)由于栗送而導(dǎo)致?lián)p失。此外，如果發(fā)動(dòng)機(jī)僅以部分氣缸來(lái)運(yùn)行并尤其是冷運(yùn)行，這會(huì)導(dǎo)致額外的振動(dòng)，并使得必須添加緩沖塊(靜音塊)裝置并且/或者重新設(shè)置包括氣缸活塞和連桿的運(yùn)動(dòng)部件的尺寸。
[0004]在包括渦輪增壓機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，渦輪增壓機(jī)的渦輪僅被發(fā)動(dòng)機(jī)的非專用氣缸驅(qū)動(dòng)，這對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能會(huì)是有損害性的。實(shí)際上，渦輪不能利用專用氣缸的排放氣體以被這些排放氣體驅(qū)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的在于幫助至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
[0006]因此，本發(fā)明的主題在于一種發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣氣體過(guò)剩供給和排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0007]-增壓回路，該回路包括用于由來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)第一氣缸的排放氣體驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓機(jī)；
[0008]-用于至少一個(gè)第二氣缸的排放氣體的再循環(huán)回路；
[0009]-排放氣體引導(dǎo)設(shè)備，該設(shè)備與所述兩個(gè)回路連接，并用于與發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管路連接，以控制在增壓回路、再循環(huán)回路和發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管路之間聯(lián)通的排放氣體的量。特別地，該引導(dǎo)設(shè)備布置在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的出口處。
[0010]特別地，第一氣缸為非專用于氣體再循環(huán)、即不與排放氣體再循環(huán)回路直接連接的氣缸；第二氣缸為專用于排放氣體再循環(huán)、即與排放氣體再循環(huán)回路直接連接的氣缸。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，氣體引導(dǎo)設(shè)備在渦輪增壓機(jī)的排出管道處與增壓回路連接。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，排放氣體引導(dǎo)設(shè)備包括:
[0013]-排放氣體再循環(huán)閥，該閥包括主體，該主體限定主管道和輔助管道，其中所述主管道用于一方面與至少一個(gè)第二氣缸的出口連接、另一方面與氣體再循環(huán)管道連接，所述輔助管道敞開至所述主管道，所述再循環(huán)閥還包括用于將排放氣體引向主管道的出口或輔助管道的裝置，其中所述主管道的出口用于與所述氣體再循環(huán)回路連接，
[0014]-排出閥，該閥包括空腔，該空腔具有第一開口、第二開口和第三開口，其中所述第一開口用于與和第一氣缸的出口連接的管道連接，第二開口用于與排氣管路連接，而第三開口則與再循環(huán)閥的輔助管道連接，該排出閥還包括用于分別阻閉所述第一和第二開口的第一和第二裝置，以控制輔助管道與和第一和第二開口連接的管道之間的聯(lián)通。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，再循環(huán)閥的排放氣體引導(dǎo)裝置包括活動(dòng)活門，該活門能夠在阻止主管道與輔助管道聯(lián)通的完全再循環(huán)位置和阻閉主管道、允許主管道與輔助管道聯(lián)通的第二位置之間活動(dòng)。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，該系統(tǒng)還包括空氣冷卻器，該空氣冷卻器用于位于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸進(jìn)氣上游和氣體再循環(huán)回路的下游，所述冷卻器被配置為冷卻并混合在入口處接收的氣體并向發(fā)動(dòng)機(jī)氣體傳送經(jīng)冷卻和混合的氣體。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例還涉及一種用于控制符合本發(fā)明的系統(tǒng)的方法，其中，管理排放氣體引導(dǎo)設(shè)備，以控制增壓回路、再循環(huán)回路和發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣管路之間聯(lián)通的氣體的量。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)來(lái)管理排放氣體引導(dǎo)設(shè)備。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，氣體引導(dǎo)設(shè)備的管理包括管理再循環(huán)閥的排放氣體引導(dǎo)裝置和管理排出閥的第一和第二阻閉裝置。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括這樣的步驟，在該步驟中，引導(dǎo)裝置將氣體引向主管道，并且第一阻閉裝置關(guān)閉排出閥的第一開口，以使得增壓回路和氣體再循環(huán)回路相互隔離。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，該方法包括這樣的步驟，在該步驟中，引導(dǎo)裝置將氣體引向主管道，并且排出閥的阻閉裝置處于打開位置，以使增壓回路和氣體再循環(huán)回路相互隔離，并且允許驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)的氣體排向排氣管路。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括這樣的步驟，在該步驟中，引導(dǎo)裝置將氣體引向輔助管道，并且排出閥的第二阻閉裝置關(guān)閉第二開口，以使氣體引導(dǎo)設(shè)備與排氣管路隔離，并使得來(lái)自于第二氣缸的氣體與驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)的氣體聯(lián)通，所述渦輪增壓機(jī)因此由第一和第二氣缸驅(qū)動(dòng)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，該方法包括這樣的步驟，在該步驟中，引導(dǎo)裝置將氣體引向輔助管道，并且在該步驟中，排出閥的第一阻閉裝置關(guān)閉第一開口，以使得再循環(huán)回路與增壓回路隔離，并且允許向排氣傳送來(lái)自于第二氣缸的氣體。特別地，第二開口打開。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)額外的方面，該方法包括這樣的步驟，在該步驟中，引導(dǎo)裝置將來(lái)自于第二氣缸的氣體引向主管道，并且在該步驟中，排出閥的第二阻閉裝置關(guān)閉第二開口，以使引導(dǎo)設(shè)備與排氣管路隔離，并方便維持再循環(huán)閥的排放氣體引導(dǎo)裝置的完全再循環(huán)位置。特別地，第一開口打開。引導(dǎo)裝置特別地處于完全再循環(huán)位置。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該方法包括這樣的步驟，在該步驟中，引導(dǎo)裝置將氣體同時(shí)引向主管道和輔助管道，并且在該步驟中，排出閥的第二阻閉裝置關(guān)閉第二開口，以使得引導(dǎo)設(shè)備與排氣管路隔離，并使得來(lái)自于第二氣缸的氣體與驅(qū)動(dòng)渦輪增壓機(jī)的氣體聯(lián)通。
【附圖說(shuō)明】
[0026]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)在以下參照附圖的說(shuō)明中將變得顯而易見，所述附圖示例性地而非限制性地示出了本發(fā)明可行的實(shí)施例。
[0027]在這些附圖中:
[0028]-圖1示出了符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)的局部的示意圖；
[0029]-圖2和圖3不出了符合本發(fā)明實(shí)施例的再循環(huán)閥的剖視圖；
[0030]-圖4示出了圖2的再循環(huán)閥的剖視圖，該剖視是平行于活動(dòng)活門的轉(zhuǎn)動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)的；
[0031]-圖5示出了活動(dòng)活門及其在圖3的再循環(huán)閥處插入的細(xì)節(jié)圖；
[0032]-圖6示出了符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的排出閥的示意圖；
[0033]-圖7示出了圖6的排出閥的阻閉裝置的致動(dòng)裝置的一個(gè)示例的示意圖；
[0034]-圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13和圖14示出了符合本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的排放氣體引導(dǎo)設(shè)備的不同配置。
[0035]在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。此外，對(duì)于包括數(shù)字和字母的標(biāo)記，數(shù)字對(duì)應(yīng)包括所有元件的類別，而字母則對(duì)應(yīng)該元件類別中的具體元件。例如，標(biāo)記2對(duì)應(yīng)所有氣缸，而標(biāo)記2a則對(duì)應(yīng)具體的氣缸。
【具體實(shí)施方式】
[0036]在以下說(shuō)明中，一般性地指定:
[0037]術(shù)語(yǔ)“繞過(guò)”對(duì)應(yīng)于通過(guò)偏向通道使流動(dòng)偏離主管道以避開主管道的設(shè)備的動(dòng)作。
[0038]術(shù)語(yǔ)“氣缸入口 ”定義在該部分處發(fā)生進(jìn)氣的氣缸部分，例如位于用于被燃燒的氣體的進(jìn)氣閥(“soupape”)處的部分。
[0039]術(shù)語(yǔ)“氣缸出口 ”定義在該部分處發(fā)生排出氣體的氣缸部分，例如位于用于將燃燒過(guò)的氣體排向排氣管路的氣體排出閥處的部分。
[0040]術(shù)語(yǔ)“排放氣體”定義在氣缸出口處排出的燃燒過(guò)的氣體。排放氣體可以要么被引向排氣管路，要么向氣缸入口再循環(huán)，尤其是在專用氣缸的情況下。
[0041]本發(fā)明的實(shí)施例特別地涉及進(jìn)氣氣體過(guò)剩供給和排放氣體再循環(huán)系統(tǒng)3。
[0042]圖1示出了包括該系統(tǒng)3的一個(gè)示例的發(fā)動(dòng)機(jī)I。在所示出的示例中，發(fā)動(dòng)機(jī)I包括分別標(biāo)記為2a、2b、2c和2d的四個(gè)氣缸2。氣缸2d為專用于氣體再循環(huán)的氣缸，這使得來(lái)自于專用于氣體再循環(huán)的氣缸2d的氣體通過(guò)再循環(huán)回路7再循環(huán)，以下將更詳細(xì)地說(shuō)明該再循環(huán)回路。由此在如圖1所示的包括4個(gè)氣缸2、其中一個(gè)為專用氣缸2d的發(fā)動(dòng)機(jī)I的情況下獲得非常接近25%的再循環(huán)氣體總量。
[0043]系統(tǒng)3還包括增壓回路5，該回路包括渦輪增壓機(jī)9。渦輪增壓機(jī)9 一方面包括由來(lái)自于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸2的排放氣體供給的渦輪11，另一方面包括由渦輪驅(qū)動(dòng)以壓縮用于在進(jìn)氣入口處供給氣缸2的氣體的空氣的壓縮機(jī)13。增壓回路5還包括排出管道15，該排出管道允許來(lái)自于至少一個(gè)第一氣缸、在本示例中來(lái)自于對(duì)應(yīng)于非專用氣缸2a、2b和2c的三個(gè)氣缸的氣體繞過(guò)渦輪增壓機(jī)9的渦輪11。
[0044]再循環(huán)回路7包括再循環(huán)管道21，該再循環(huán)管道被配置為將來(lái)自于專用于氣體再循環(huán)的氣缸2d的氣體引向進(jìn)氣。
[0045]與發(fā)動(dòng)機(jī)I的增壓回路5、再循環(huán)回路7和排氣管路23連接的排放氣體引導(dǎo)設(shè)備25允許控制在增壓回路5、再循環(huán)回路7和排氣管路23之間流通的氣體的量。引導(dǎo)設(shè)備25還允