本发明涉及一种用于控制馈送至超增压内燃机的进气口的流体流量的装置及其使用方法，该超增压内燃机配备有废气再循环回路。
具体地，本发明适用于内燃机，特别是柴油机，例如用于发动机或工业车辆或固定设备的那些柴油机。
众所周知，由内燃机输送的动力取决于馈送至燃烧室的空气量，空气量本身与空气密度成正比。
因此，通常在允许该空气量进入该燃烧室之前通过压缩外部空气来增加该空气量。这种称为增压的操作可以使用任何装置进行，例如涡轮增压器或从动压缩机，该从动压缩机可以为离心式或正位移压缩机。
在使用涡轮增压器进行增压的情况下，涡轮增压器包括通过轴连接到旋转式压缩机的旋转式单流或双流涡轮。来自发动机的废气流过涡轮，该涡轮然后旋转。此后该旋转被传送到压缩机，该压缩机通过其旋转在外部空气被馈送至燃烧室之前对其进行压缩。
背景技术：
如在法国专利申请第2,478,736号中更好地描述的，计划进一步增加压缩机对外部空气的压缩，以便能够显著提高发动机的压缩室中的这种压缩空气的量。
这具体地通过增加涡轮的转速并因此增加压缩机的转速来实现。
因此，离开压缩机的部分压缩空气使用被称为升压(boost)回路的流体增强器回路转向，以便在与废气混合的同时直接进入涡轮入口。然后该涡轮被更大量的流体(压缩空气和废气的混合物)穿过，这允许增加涡轮的转速并因此压缩机的转速增加。因此，该压缩机速度增加允许在压缩机中被压缩的外部空气在被馈送至发动机的燃烧室之前其压力升高。
因此，压缩空气具有更高的密度，这允许增加燃烧室中容纳的空气量。
尽管这种类型的增压式发动机令人满意，但也涉及一些不显著的缺点。
因此，流体增强器回路(升压回路)的主要困难之一在于其与连至发动机进气口的废气再循环(egr)的兼容性。
实际上，大多数柴油发动机配备有用于限制源处的nox排放的、称为egr回路的废气再循环回路。
废气再循环通常借助于egr回路实现，其在发动机出口处收集废气并将其从进气压缩机下游送出。
再循环废气的循环与来自流体增强器回路的转向空气的循环完全相反，在两个回路之间存在冲突并抵消效应的风险。因此有必要构建允许升压回路和egr回路可以兼容的特定空气回路结构。
本发明涉及一种优化的空气回路和废气再循环结构，其允许在单个发动机内使用升压回路和egr回路，同时防止两个回路之间发生冲突以及各个管路和控制的复杂性过高的风险。
技术实现要素：
因此，本发明涉及一种用于控制馈送至增压式内燃机的进气口的空气量的装置，该增压式内燃机包括至少一个涡轮增压器。该涡轮增压器具有压缩级，该压缩级包括至少一个压缩机，该压缩机具有连接到输送管路的用于待压缩流体的进气口；膨胀级，该膨胀级具有至少一个涡轮，该涡轮具有至少一个废气入口和膨胀的废气出口；传输管路，该传输管路用于通过节流装置将来自压缩机出口的压缩流体运送到至少一个涡轮入口，该节流装置用于控制输送至涡轮的压缩流体；其特点是，所述装置包括在涡轮的废气出口和压缩机的进气口之间的废气再循环管路。
该再循环管路可以起始于与膨胀的废气管路相交的点，并且其可以终止于与输送管路的交点处。
该再循环管路可以包括用于控制该管路中废气的再循环的节流装置。
该装置可以包括用于迫使废气流入再循环管路的附加节流装置，该节流装置被布置在与膨胀的废气管路的交点的下游。
该装置可以包括用于迫使废气流入输送管路的附加节流装置，该节流装置被布置在与膨胀的废气管路的交点的上游。
该节流装置可以包括比例阀。
该装置可以包括用于冷却来自涡轮的废气的热交换器。
该装置可以包括用于离开涡轮的废气的后处理装置。
本发明还涉及一种用于控制馈送至增压式内燃机的进气口的空气量的方法，该增压式内燃机包括至少一个涡轮增压器。该涡轮增压器具有压缩级，该压缩级包括至少一个压缩机，该压缩机具有用于待压缩流体的进气口；膨胀级，该膨胀级具有至少一个涡轮，该涡轮具有至少一个废气入口和连接到膨胀的废气管路的膨胀废气出口；传输管路，该传输管路用于通过节流装置将来自压缩机出口的压缩流体运送到至少一个涡轮入口，该节流装置用于控制输送至涡轮的压缩流体；其特点是，离开所述涡轮的部分废气被转向并馈送至所述压缩机的进气口。
涡轮和压缩机之间的废气再循环可以通过节流装置来控制。
附图简述
通过参考说明具有升压回路和egr回路的内燃机的附图，通过阅读以下非限制性示例的描述，本发明的其它特征和优点将更明了。
在该幅图中，内燃机10为直喷式内燃机，特别是柴油机，但是这并不排除任何其它类型的内燃机。
具体实施方式
优选地，该发动机包括至少两个汽缸12，在此为四个汽缸，每个汽缸具有进气装置(未示出)，该进气装置具有至少一个控制进气管并通向进气歧管14的进气阀，以及用于废气的排气装置(未示出)，其中至少一个排气阀控制每个排气管并通向排气歧管16。
进气歧管14和排气歧管16被连接到涡轮增压器18，涡轮增压器18用于压缩馈送至进气歧管14的空气。
如单幅附图所示，涡轮增压器为单涡旋涡轮增压器，但是本发明不限于这样的涡轮增压器，它也适用于双涡旋涡轮增压器，或者甚至适用于具有n个涡旋的涡轮增压器，其中n大于或等于2。
这种类型的单涡旋涡轮增压器包括具有至少一个膨胀涡轮22的膨胀级20和具有至少一个压缩机26的压缩级24，该压缩机26通过轴28可旋转地连接到涡轮。
涡轮被通过来自排气歧管的废气换气，该排气歧管通过废气管路30连接到涡轮入口32。
涡轮的废气出口34按惯例通过膨胀的废气管路36连接到发动机排气管。
如下所述，涡轮增压器的压缩机26包括由输送外部空气或空气与废气的混合物的输送管路40供应的流体进气口38。该压缩机的压缩流体出口42通过压缩流体管路44连接到进气歧管14。
有利地，可以在压缩机26和进气歧管14之间的管路44上设置冷却交换器(未示出)。
从附图中可以更好地看出，传输管路46允许离开压缩机26的部分压缩空气(或空气和废气的混合物)朝向涡轮入口32循环。
更确切地说，该部分传输管路源自在交点48处的管路44，并且从另一交叉点50与通向涡轮入口的废气管路30连接。
该传输管路46带有节流装置52，例如由本领域技术人员已知的任何装置控制的比例阀。因此该阀允许控制点48和50之间的该管路中的压缩空气循环。
该管路还包括防止废气从排气管路30循环到压缩的流体管路44的止回阀54。
因此，被称为升压回路的流体增强器回路包括管路44的一部分(在压缩机出口42和管路44上的交点48之间)、具有阀52和止回阀54的传输管路46以及在交点50和涡轮入口32之间的一部分管路30。
有利地，阀52可以被布置在止回阀54的上游或下游，这取决于其对排气侧的高温的抵抗力。
该发动机还包括再循环废气管路56，该再循环废气管路56源自管路36的点58，该管路36运送来自涡轮22的膨胀废气并且引向与压缩机26的输送管路40的交点60。这条管路带有允许控制管路中的废气循环的节流装置62，比如比例阀。
这些节流装置可以通过布置在点58(阀61)下游和/或点60(阀63)上游的附加节流装置61、63(例如比例阀)来补充，这允许迫使废气进入管路56中。
因此，对于附加的阀61，该阀的打开/关闭程度允许控制交点58之后的气体的流动，并因此控制朝向管路56转向的气体的流动。
阀63的打开/关闭程度允许压缩机进气口与点60之间的管路40中的压力变化，结果是从点60控制废气的流动。
优选地，废气后处理装置64设置在涡轮22的废气出口34与管路56的交点58之间的膨胀的废气管路36上。
该后处理装置，例如废气净化催化剂(可选地与颗粒过滤器相关联)允许去除出口处的相当大部分的污染物，以获得的废气几乎不具有会堵塞压缩机的污染物。
有利地，管路56可以带有热交换器66以在再循环废气与点60处的空气混合之前提供对该再循环废气的冷却。
因此这形成被称为低压egr回路的废气再循环回路，其具有涡轮出口34与交点58之间的管路36的一部分、具有阀62(以及可选具有热交换器)的管路56以及在交点60与压缩机26的进气口30之间的一部分管路40。
在操作期间，在汽缸中需要大量空气的情况下，升压回路的阀52的打开被控制，以将来自压缩机26的压缩空气通过传输管路46馈送至涡轮22中，并且伴随egr回路的阀62的关闭被控制。
离开压缩机26的压缩空气在管路46中循环，然后在到达涡轮22的入口32之前在管路36中循环，从而向该涡轮提供多余的流体供应。
因此，涡轮不仅被来自排气歧管16的废气穿过，而且被来自该气体顶部的压缩空气穿过。因此，涡轮的旋转增加，这引起压缩机的旋转增加，并且因此引起离开该压缩机的压缩空气的压力增加。
在这种构形中，由于阀62被关闭，所以发动机在没有egr的情况下运行。
为了操作废气再循环以限制燃烧温度并因此限制nox排放，升压回路的阀52被关闭并且egr回路的阀62打开。
根据发动机进气口处的再循环废气的期望比例，可以控制布置在点58的下游和/或点60的上游的附加节流装置，以迫使废气流入管路56中。
因此，离开涡轮22的一部分排气被馈送入管路56中并在进入压缩机26的进气口38之前与管路40的空气混合。
因此，压缩空气和废气的混合物被送到进气歧管14以供应汽缸12。
为了优化egr回路和升压回路的同时操作，阀52和62打开。
如前所述，可以根据再循环废气的期望比例来控制附加节流装置。
因此，离开压缩机26的压缩气体(空气+废气)在传输管路46中循环，并且它们到达涡轮22的入口32，在那里它们向该涡轮提供多余的流体供应。同时，来自涡轮22的一部分膨胀废气被馈送至管路56，以在被馈送至压缩机之前与在输送管路40中循环的空气混合。
因此，由于外部空气流量和废气流量的伴随增加，可以显著增加馈送至发动机汽缸的废气量，而不会增加混合物的丰富度。
此外，通过联合使用升压回路和egr回路，可以通过在源头上减少发动机排放的方面来提高性能。
还可以注意到，由升压回路转向的废气流的控制也增加了egr速率的控制的自由度。
因此，升压和egr调节的组合允许调节与汽缸丰富度相关联的egr质量。