[發明專利]用于強制吸氣系統的殼體組件

無效

• 申請號: 201210242346.3
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102877898A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: E.R.羅姆布隆;R.M.特卡克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01D25/24
• 分類號: F01D25/24;F02C6/12;F02B37/00;F02D23/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉楨

技術領域

本發明涉及渦輪增壓器和吸氣系統，更特別地，涉及具有一體式壓縮機入口通道和一體式渦輪出口通道的渦輪增壓器殼體組件。

背景技術

現代內燃機（包括汽油機和柴油機）中強制吸氣（特別地，包括渦輪增壓器）的使用常常用來提高發動機進氣量和發動機的動力輸出。期望使渦輪增壓發動機有效使用排氣系統中可用的能量，以提高整體發動機效率和燃料經濟性。引導空氣供給至渦輪增壓器內的壓縮機的管道是影響渦輪增壓器效率的諸多因素之一。具體地，渦輪增壓器流路中管路、通道或管道交叉處的角度影響進入壓縮機葉輪和/或流出渦輪箱的流速。

另外，隨著發動機變得越來越復雜，各種渦輪增壓器部件的封裝使得空氣流路、渦輪增壓器和發動機系統的設計富有挑戰。例如，引導空氣進入渦輪增壓器的管路或管道會與其它發動機部件干涉，導致封裝限制。

另外，發動機、渦輪增壓器和廢氣后處理系統之間廢氣的有效連通必須協同設計這些系統。例如，隨著排放法規變得越加嚴格和封裝限制日益增高，可將緊密聯接的催化轉化器直接安裝在渦輪增壓器廢氣出口。這會影響渦輪增壓器和/或廢氣后處理系統的性能。

因此，渦輪增壓器、吸氣系統和廢氣后處理系統的改進設計會改善封裝，同時降低部件的復雜性和數量，從而導致降低成本以及效率和性能的提升。

發明內容

在本發明的一個示例性實施例中，提供了一種用于內燃機的強制進氣系統的殼體組件。所述殼體包括渦輪殼體，該渦輪殼體進一步包括與構造成容納渦輪葉輪的渦輪箱流體連通的渦輪入口通道，該渦輪入口通道構造成將廢氣流從所述內燃機的排氣歧管引導至所述渦輪葉輪。所述殼體組件還包括集成在所述渦輪殼體中的渦輪出口通道，該渦輪出口通道與所述渦輪箱流體連通，并且構造成將廢氣流引導至連接于所述渦輪出口通道的催化轉化器，其中所述渦輪出口通道包括錐形通道。另外，所述殼體組件包括與壓縮機入口通道集成在一起的壓縮機殼體，所述壓縮機入口通道與構造成容納連接于所述渦輪葉輪的壓縮機葉輪的壓縮機蝸殼流體連通，所述壓縮機入口通道包括與所述壓縮機蝸殼共用的壁。

在本發明的另一示例性實施例中，提供了一種用于內燃機的強制進氣的方法。該方法包括經由渦輪入口通道將廢氣流從排氣歧管引導至構造成容納渦輪葉輪的渦輪箱，和將廢氣流從渦輪箱引導至渦輪出口通道，其中所述渦輪出口通道包括基本上不對稱的錐形通道。所述方法還包括將廢氣流從所述渦輪出口通道引導至聯接于所述渦輪出口通道的催化轉化器，以及將空氣流引導進集成在壓縮機殼體中的壓縮機入口通道，其中所述壓縮機入口通道包括引起進入壓縮機蝸殼的渦流空氣流的偏置部分。

本發明提供下列技術方案。

技術方案1：一種用于內燃機的強制進氣系統的殼體組件，所述殼體組件包括：

渦輪殼體，其包括與構造成容納渦輪葉輪的渦輪箱流體連通的渦輪入口通道，該渦輪入口通道構造成將廢氣流從所述內燃機的排氣歧管引導至所述渦輪葉輪；

集成在所述渦輪殼體中的渦輪出口通道，該渦輪出口通道與所述渦輪箱流體連通，并且構造成將廢氣流引導至連接于所述渦輪出口通道的催化轉化器，其中所述渦輪出口通道包括錐形通道；以及

與壓縮機入口通道集成在一起的壓縮機殼體，所述壓縮機入口通道與構造成容納連接于所述渦輪葉輪的壓縮機葉輪的壓縮機蝸殼流體連通，所述壓縮機入口通道包括與所述壓縮機蝸殼共用的壁。

技術方案2：如技術方案1的殼體組件，其中所述壓縮機入口通道與供氣管道流體連通。

技術方案3：如技術方案1的殼體組件，其中所述壓縮機入口通道產生具有相對于所述壓縮機葉輪的軸線基本成切向的流動分量的空氣流。

技術方案4：如技術方案1的殼體組件，其中所述壓縮機入口通道包括相對于所述壓縮機蝸殼的孔基本上偏置的部分，以引起進入所述壓縮機蝸殼的空氣流的渦流。

技術方案5：如技術方案1的殼體組件，其中所述錐形通道構造成將廢氣流分布在所述催化轉化器的基底表面上。

技術方案6：如技術方案1的渦輪殼體，其中所述錐形通道沿著所述錐形通道的內表面向外引導廢氣流的一部分。

技術方案7：如技術方案1的渦輪殼體，其中所述錐形通道的內表面包括沿著廢氣流的方向增大的流動面積。

技術方案8：如技術方案1的渦輪殼體，其中所述渦輪出口的孔通過聯接器聯接至所述催化轉化器。

技術方案9：如技術方案1的渦輪殼體，其中所述渦輪出口通道中的廢氣流在選定操作情形下具有進入所述催化轉化器的大于約0.9的流動均勻度值。