[發明專利]渦輪增壓器

無效

• 申請號: 201210309413.9
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102966425A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: H.德蘭蓋爾;L.馬格羅;L.特拉布奇
• 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: F02B37/02
• 分類號: F02B37/02;F02B39/02;F02B39/14;F01D25/12;F01D25/20
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王小京

技術領域

本發明涉及一種用于內燃機，典型地用于機動車輛內燃機的渦輪增壓器。

背景技術

內燃機常規地包括發動機缸體，發動機缸體包括一個或多個汽缸體以及連接到缸體來關閉汽缸頂部的汽缸蓋。發動機缸體和汽缸蓋一般為鋁或鑄鐵制成。每個汽缸容納與汽缸蓋配合來限定燃燒室的活塞。燃料和空氣的混合物（未示出）被布置在燃燒室內并被點燃，導致高溫膨脹排出的氣體引起活塞的往復運動。燃料可通過燃料噴射器提供，燃料噴射器將燃料直接噴射進入燃燒室。活塞被機械地連接到曲軸，從而活塞的往復運動被轉化為發動機曲軸的轉動。

每個汽缸裝備有至少一個進氣閥和一個排氣閥，他們由與曲軸正時旋轉的凸輪軸促動。這些閥選擇性地允許空氣從至少一個進氣端口進入燃燒室，并且交替地允許廢氣經過至少一個排氣端口排出燃燒室。進氣端口和排氣端口被汽缸蓋內在地限定。

空氣可被經過進氣歧管分配到進氣端口，進氣歧管被常規地連接到汽缸蓋。進氣歧管典型地由鋁或塑料制成，并包括與汽缸蓋的每個進氣端口連通的通道部分。進氣歧管還包括收集器容積，收集器容積與每個進氣通道部分以及與將空氣從周圍環境輸送到收集器容積的進氣管連通。

來自燃燒室的廢氣可被收集在排氣歧管中，排氣歧管被常規地連接到在進氣歧管的相反端的汽缸蓋。進氣歧管典型地由不銹鋼或鑄鐵制成，并包括與汽缸蓋的每個排氣氣端口連通的通道部分。排氣歧管還包括收集器容積，收集器容積與每個排氣通道部分以及與將廢氣從收集器容積輸送到周圍環境的排氣管連通。一個或多個后處理裝置，典型地催化后處理裝置，例如柴油氧化催化劑（DOC）和其他，通常被放置在排氣管中以減少內燃機污染物排放。為了減少內燃機的占用空間，近來一些汽缸蓋已經被設計出來，其中排氣歧管即排氣通道部分和收集器容積由汽缸蓋本身內在地限定以形成整體的排氣歧管。

為了增強發動機扭矩，許多內燃機還裝備有具有增加進入發動機汽缸空氣壓力功能的渦輪增壓器。渦輪增壓器常規地包括軸承箱，軸承箱容納旋轉軸，也被稱為渦輪增壓器軸，以及它的軸承。軸承箱一般為鋁或鑄鐵制成。渦輪增壓器軸的相反端從軸承箱伸出。渦輪轉輪被固定到渦輪增壓器軸的一端，然而相反端支撐壓縮器輪。渦輪轉輪和壓縮器輪分別被容納在被緊固在軸承箱相反側的渦輪箱和壓縮器箱之中。渦輪箱和壓縮器箱被典型地由不銹鋼或鑄鋁制成。渦輪箱包括與排氣歧管連通的入口和與排氣管連通的出口，從而渦輪轉輪通過接收廢氣旋轉。壓縮器箱包括與進氣管連通的入口和與進氣歧管連通的出口，從而壓縮器輪的旋轉增加進氣歧管其次發動機汽缸中空氣的壓力，壓縮器輪的旋轉由渦輪轉輪通過渦輪增壓器軸驅動。

通常地，整個渦輪增壓器由渦輪箱支撐，它的出口由與渦輪箱鑄造成整體的剛性管所限定。剛性管的自由端裝備有緊固法蘭，緊固法蘭通過例如螺紋緊固件的常規的緊固技術被直接連接到排氣歧管。實際上，渦輪箱由排氣歧管支持，而軸承箱由渦輪箱本身支持，壓縮器箱由軸承箱支持。這種設計意味著整個渦輪增壓器被以懸臂的形式固定到排氣歧管，從而在內燃機工作過程中它可遭受相對寬的振動，這樣可導致故障甚至破壞。

為了解決這個缺點，一些渦輪增壓器被設計出來，其中軸承箱包括基架，基架具有可被直接緊固到發動機缸體的緊固法蘭。即使這種渦輪增壓器實際上被軸承箱支撐，它們的渦輪箱的入口仍然通過剛性金屬管與排氣歧管連接。因為離開排氣歧管的廢氣可是非常熱（高達800°C），這種連接意味著在內燃機工作過程中，連接渦輪箱和排氣歧管的剛性金屬管比連接軸承箱和發動機缸體的基架更熱，從而導致不同的熱變形，該熱變形可仍是故障和破壞的原因。

由于以上原因，本發明實施例的目的在于提供一種渦輪增壓器，能被以更可靠的方式安裝，從而解決或者至少積極地減少以上提及的缺點。

另一個目的是以簡單、合理和相當便宜的解決方案達到這個目標。

發明內容

這些和/或其他目的通過如本發明主要方面中的本發明的實施例特征達到。本發明的其它方面敘述了本發明實施例優先的和/或特殊的優點。