[發(fā)明專利]渦輪泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380014041.X
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN104169559B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設計）人: 菲利普·紐曼
• 申請（專利權）人: 捷豹路虎有限公司
• 主分類號: F02M26/08
• 分類號: F02M26/08;F02M26/34;F02B37/18;F02B37/00;F02B37/007
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 董敏,田軍鋒

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于車輛發(fā)動機的渦輪泵，并且特別地涉及一種包括渦輪增壓器的排氣驅動渦輪泵。本發(fā)明的各方面涉及泵、組件、系統(tǒng)、發(fā)動機以及車輛。

背景技術

用于車輛發(fā)動機的排氣驅動渦輪增壓器是眾所周知的。通過廢氣驅動的渦輪增壓器的渦輪機在入口側上驅動壓縮機，并且從而增加了發(fā)動機的每個燃燒周期的充量容積。

還已知廢氣再循環(huán)(EGR)的技術，由此出于減少有害排放物的目的，廢氣再循環(huán)至發(fā)動機的入口側以在冷發(fā)動機起動期間稀釋新鮮空氣充量。

高壓EGR在排氣歧管處或鄰近排氣歧管處提供廢氣。該布置由于廢氣流是熱的而有些不利，并且從而基于與廢氣的混合提高了入口充量的溫度。另外這種廢氣是未過濾的，并且因此含有碳以及可能引起發(fā)動機潤滑劑的劣化的其他污染物。

所謂的低壓EGR為從通常的柴油機氧化催化器(DOC)和柴油機微粒過濾器(DPF)的下游排氣系統(tǒng)中的點提供廢氣的替代物。這種氣體相對冷的且清潔，但基本處于尾管壓力下。相對低壓的結果是不足的容量可以流動、或者被抽吸進入到發(fā)動機進氣道中。因此，可以提供一種泵以確保足量的相對冷的和清潔的廢氣可以根據需要提供至進氣道。

發(fā)明內容

鑒于此背景，已經構想出本發(fā)明。本發(fā)明的實施方式可以提供一種解決以上問題的改進的泵。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點從以下描述、權利要求和附圖中將變得顯而易見。

根據本發(fā)明的一方面提供了一種車輛發(fā)動機的排氣渦輪泵組件，并且具有能夠圍繞共同的軸線旋轉的成對的壓縮機葉輪和渦輪機葉輪，所述葉輪的內部對通過能夠相對于穿過所述軸并且連接所述葉輪的外部對的心軸旋轉的管狀軸連接，葉輪的一對葉輪包括排氣驅動渦輪增壓器，并且所述葉輪的另一對葉輪包括用于再循環(huán)至發(fā)動機進氣道的廢氣的排氣驅動渦輪泵。這種泵在本文中被稱為EGR渦輪泵。

這種布置可以提供緊湊的渦輪泵組件，在該渦輪泵組件中，所述對壓縮機葉輪和渦輪機葉輪圍繞相同的旋轉軸線獨立地操作以提供渦輪增壓器和EGR渦輪泵。

在一個實施方式中，提供了一種雙渦輪泵組件。附加的成對的渦輪機葉輪和壓縮機葉輪可以被提供并且通過能夠關于共同的軸線旋轉的相應的管狀軸聯接。例如，三渦輪泵組件可以包括兩級渦輪增壓器和EGR渦輪泵。

在本發(fā)明的實施方式中，渦輪泵組件的外部葉輪是環(huán)形的，直通通道提供至相應的內部葉輪的氣體流動路徑。

在本發(fā)明的實施方式中，EGR渦輪泵能夠根據要求操作，并且包括其渦輪機葉輪上游的關閉閥。該關閉閥可以被關閉，使得EGR泵的渦輪機葉輪的主動旋轉被避免并且所有廢氣均穿過渦輪增壓器渦輪機葉輪。關閉閥可以被逐步打開以設置用于增加超過EGR泵渦輪機葉輪的流量，從而根據與EGR泵渦輪機葉輪成對的EGR泵壓縮機葉輪來實現期望的泵送效果。

渦輪增壓器可以包括常規(guī)的廢氣門等以避免其過壓和/或使渦輪增壓器渦輪不能適應的流動轉向。

在一個實施方式中，渦輪增壓器包括葉輪的內部對，而EGR渦輪泵包括葉輪的外部對。

在本發(fā)明的實施方式中，EGR渦輪泵的壓縮機葉輪的出口以及渦輪增壓器的壓縮機葉輪的出口是連接的。在該布置中，已經通過EGR渦輪泵加壓的廢氣與來自渦輪增壓器的加壓的入口空氣在兩者的壓縮機葉輪的下游的位置處混合。

在另一實施方式中，EGR渦輪泵的壓縮機葉輪的出口以及渦輪增壓器的壓縮機葉輪的入口是連接的。在該布置中，相對較低壓的廢氣需要用于在渦輪增壓器壓縮機葉輪上游的進氣道中混合。

EGR渦輪泵的壓縮機葉輪定尺寸成在混合位置處提供足夠流量的再循環(huán)廢氣，并且可以根據需要提供合適的壓力調節(jié)器、限流器和/或止回閥。

在本發(fā)明的實施方式中，再循環(huán)廢氣可以被直接提供至渦輪增壓器壓縮機上游的進氣道而沒有來自EGR渦輪泵的附加增壓。這種布置提供了用于將廢氣混合和分布至發(fā)動機的入口側的額外的選項，并且可以補充經由EGR渦輪泵引入的廢氣。可以結合合適的分流閥和/或限流器以確保期望比例的廢氣流經相應的路徑。

在另一實施方式中，來自發(fā)動機的進氣道的清潔空氣可以被引入到EGR渦輪泵的壓縮機葉輪上游的廢氣再循環(huán)管道中。因此可以允許流量控制的合適的閥允許稀釋再循環(huán)廢氣；這對獲得發(fā)動機進氣口中的再循環(huán)廢氣的期望比例是有用的。

因此，稀釋的廢氣隨后穿過EGR渦輪泵壓縮機葉輪并且或者被引導至渦輪增壓器壓縮機上游的進氣道，或者被引導至渦輪增壓器壓縮機下游的點并且優(yōu)選地在發(fā)動機進氣道的中間冷卻器的上游。