[發(fā)明專利]用于內(nèi)燃發(fā)動機的雙渦道渦輪增壓器裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510599643.7
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105464789B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·阿爾姆奎斯特
• 申請（專利權(quán)）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: F02B37/18
• 分類號: F02B37/18
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 邵偉

用于內(nèi)燃發(fā)動機的雙渦道渦輪增壓器裝置包括渦輪機和壓縮機，其中所述渦輪機包括渦輪機第一渦道和渦輪機第二渦道，并且其中至少所述渦輪機第一渦道設(shè)置有渦輪機渦道入口閥以使穿過渦輪機第一渦道的排氣流是可控制的。雙渦道渦輪增壓器裝置的特征還在于旁通管設(shè)置在壓縮機與至少所述渦輪機第一渦道之間。旁通管設(shè)置有旁通管閥以使穿過所述旁通管的流動是可控制的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)的雙渦道渦輪增壓器裝置。這種內(nèi)燃發(fā)動機可配置在適于火花點燃或壓燃發(fā)動機驅(qū)動的任意類型的車輛中。

背景技術(shù)

用于內(nèi)燃發(fā)動機的常規(guī)渦輪增壓器當(dāng)在特定運行條件下運行時通常是最有效的。例如渦輪機葉輪、壓縮機葉輪和渦輪機渦道的構(gòu)型都影響渦輪增壓器的特性并且確定在什么運行條件下渦輪增壓器是盡可能有效的。當(dāng)來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣流較低時，例如當(dāng)在低轉(zhuǎn)速下運行發(fā)動機或當(dāng)發(fā)電機載荷較低時，通常優(yōu)選渦輪增壓器較小，同時在更高的排氣流動下通常優(yōu)選具有更大的渦輪增壓器。為了獲得可在排氣流范圍內(nèi)以合意的性能運行的渦輪增壓器，可以使用在此根據(jù)當(dāng)前排氣流可采用例如導(dǎo)葉幾何形狀的渦輪增壓器。這種可變幾何形狀的渦輪增壓器可在比常規(guī)渦輪增壓器更大范圍內(nèi)以最佳流動條件工作。然而，這種渦輪增壓器通常較昂貴并且不像固定幾何形狀的渦輪增壓器那么堅固。改進渦輪增壓器效率和增加渦輪增壓器范圍的另一個方法是使用雙渦道渦輪增壓器。在雙渦道渦輪增壓器中，在渦輪機葉輪外部上徑向延伸的渦輪機渦道被渦輪機罩殼的隔壁劃分為兩個獨立的渦道。當(dāng)來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣流較低時，至一個渦道的流動被關(guān)閉。通過關(guān)閉一個渦道從而降低排氣流可用的總橫截面流動面積，穿過其余打開渦道的流速將增加，從而進入渦輪機的排氣流的流速或速度增加。增加排氣流的速度，則渦輪機葉輪更快地受到渦輪機葉輪加快的影響，特別是如果渦輪機葉片的外緣暴露于排氣流亦如此，因此甚至在適度的排氣流下也能實現(xiàn)高程度的充電。然而，同時關(guān)閉一個渦道導(dǎo)致內(nèi)燃發(fā)動機的效率下降，因為當(dāng)排氣進入部分關(guān)閉的渦輪機入口時對于排氣來說阻力增加。另一缺陷在于：由于關(guān)閉渦道的較低壓力，從打開的高壓渦道至渦道匯合的低壓渦道將有一些泄露。渦道之間的泄露對渦輪機效率具有負面影響。因此，仍然需要進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種具有改進效率和改進性能的雙渦道渦輪增壓器裝置(twin scroll turbocharger device)，以及提供一種用于控制這種雙渦道渦輪增壓器裝置的方法。通過本發(fā)明的雙渦道渦輪增壓器裝置實現(xiàn)具有改進效率的雙渦道渦輪增壓器裝置。通過本發(fā)明的方法實現(xiàn)用于控制這種雙渦道渦輪增壓器裝置的方法。

本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機的雙渦道渦輪增壓器裝置。本發(fā)明適用于火花點燃的內(nèi)燃發(fā)動機和壓燃內(nèi)燃發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明的雙渦道渦輪增壓器裝置包括：

帶有渦輪機葉輪的渦輪機，其中所述渦輪機葉輪被引導(dǎo)自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣所驅(qū)動，

帶有壓縮機葉輪的壓縮機，其中所述壓縮機葉輪通過軸連接于渦輪機葉輪使得當(dāng)渦輪機葉輪旋轉(zhuǎn)時壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)，以及

封罩渦輪機和壓縮機的渦輪增壓器罩殼。

渦輪增壓器罩殼分為封罩渦輪機的渦輪機罩殼和封罩壓縮機的壓氣機罩殼。此外，由渦輪增壓器罩殼形成渦輪機入口、渦輪機出口、壓縮機入口和壓縮機出口。渦輪機入口、渦輪機出口、壓縮機入口和壓縮機出口也可為與渦輪增壓器罩殼分離的組件。當(dāng)運行雙渦道渦輪增壓器裝置時，從內(nèi)燃發(fā)動機的排氣歧管排出的排氣穿過渦輪機入口進入雙渦道渦輪增壓器裝置，并且在循環(huán)和加速渦輪機葉輪之后穿過渦輪機出口從渦輪機排出。渦輪機葉輪通過軸連接于壓縮機葉輪，其中當(dāng)渦輪機葉輪被來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣所旋轉(zhuǎn)時，渦輪機葉輪驅(qū)動壓縮機葉輪旋轉(zhuǎn)。壓縮機氣體、優(yōu)選外界空氣進入壓縮機入口并且在通過壓縮機和被壓縮機壓縮之后穿過壓縮機出口排出至進氣歧管。這種配置使得來自內(nèi)燃發(fā)動機的排氣流驅(qū)動雙渦道渦輪增壓器裝置的渦輪機使得壓縮機泵送壓縮機氣體、優(yōu)選外界空氣至內(nèi)燃發(fā)動機。渦輪增壓器的功能通常被認為是現(xiàn)有技術(shù)的一部分并且此處不再贅述。