[發明專利]渦輪機

有效

• 申請號: 201880081014.7
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN111512031B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 奧斯卡·托比·埃里奧特·麥克吉汗;約翰·拜沃特;理查德·古德伊爾;馬克·R·霍爾頓;喬治·E·桑福德
• 申請（專利權）人: 康明斯有限公司
• 主分類號: F02B37/02
• 分類號: F02B37/02;F01D9/02;F02B37/18;F02B37/22;F01D17/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王子文

本發明提供了一種渦輪機，其包括：渦輪機殼體；渦輪機葉輪；位于渦輪機葉輪上游的入口，該入口限定第一入口部分和第二入口部分；位于渦輪機葉輪下游的出口，該出口限定第一出口部分和第二出口部分；以及廢氣門布置，其被配置成選擇性地經由第一旁路通道將廢氣從第一入口部分排出到第一出口部分，并且還被配置成選擇性地經由第二旁路通道將廢氣從第二入口部分排出到第二出口部分；其中，由渦輪機殼體的擋板分開第一出口部分和第二出口部分。

技術領域

本發明涉及一種渦輪機，更具體地，涉及一種具有將渦輪機的第一出口部分和第二出口部分隔開的擋板的渦輪機。

背景技術

渦輪機用于通過使用渦輪機葉輪將流體壓力轉換為旋轉運動，以利用工作流體的動力。該旋轉運動可以例如通過發電或通過向渦輪機增壓器中的壓縮機提供動力而用于完成有用的功，渦輪機構成渦輪機增壓器的一部分。

渦輪機增壓器用于通過安裝在共同軸上的渦輪機葉輪和壓縮機葉輪，來增加進入內燃機的空氣壓力。來自內燃機的廢氣通過渦輪機葉輪，從而使得渦輪機葉輪、軸和壓縮機葉輪旋轉。空氣通過壓縮機葉輪被吸入，并被壓縮到增壓壓力(boost pressure)，該增壓壓力高于大氣壓。通過向內燃機提供更高壓力的空氣，內燃機內可以有更多的氧氣用于燃料的燃燒。這樣，渦輪機增壓器允許燃燒更多的燃料，因此，內燃機可以產生更大功率。

作為渦輪機增壓器或其他部件的渦輪機通常設有軸向或徑向渦輪機布置。在軸向渦輪機布置中，工作流體(例如廢氣)在平行于渦輪機葉輪旋轉軸線的方向上穿過渦輪機葉輪。在徑向渦輪機布置中，工作流體在被渦輪機葉輪沿著與渦輪機葉輪的旋轉軸線平行的路徑偏轉之前，以向內的螺旋圍繞渦輪機葉輪循環。

徑向布置的渦輪機通常包括呈中空螺旋的入口(稱為蝸殼)，該入口成形為促進工作流體繞渦輪機葉輪循環。一些徑向渦輪機設置有雙入口布置，該雙入口布置包括兩個這樣的蝸殼，所述兩個蝸殼布置成并排或徑向重疊。在渦輪機增壓器中使用該雙蝸殼渦輪機的情況下，每個蝸殼通常連接到內燃機的單獨的氣缸列。通過分離的排氣歧管，將來自每列氣缸的廢氣饋送到入口蝸殼中的一個。可以使用壓力波疊加來調節排氣歧管，以提供更有效的廢氣流流過排氣歧管和入口蝸殼。為了防止每個歧管中的已調節廢氣之間的干擾，將兩股廢氣流保持分離，直到它們到達渦輪機葉輪為止，此時，這兩股廢氣流都被引導通過渦輪機葉輪。

一些渦輪機(特別是渦輪機增壓器中使用的那些渦輪機)包括廢氣門(wastegates)，廢氣門用于將廢氣旁路到渦輪機葉輪的下游位置，使得廢氣不通過渦輪機葉輪。這種廢氣門用于減少撞擊在渦輪機葉輪上的廢氣量，從而調節渦輪機葉輪產生的動力。以這種方式，可以避免渦輪機增壓器壓縮機中的有害流動狀況，例如壓縮機喘振。

已知提供一種具有廢氣門的雙蝸殼徑向渦輪機，例如在US 5,046,317中公開的那種雙蝸殼徑向渦輪機。在US 5,046,317的情況下，廢氣門定位在渦輪機的出口中，并且包括一對閥構件，閥構件被配置成選擇性地覆蓋和露出連接到任一入口蝸殼的一對廢氣門通道。取決于內燃機和排氣歧管的配置，通常，在任何一次僅對排氣歧管中的一個加壓(即由于供給該歧管的氣缸剛剛點火)。這樣，當廢氣門打開時，來自每個廢氣門通道的壓力脈沖能夠干擾來自其他廢氣門通道的壓力脈沖。兩個通道之間的任何壓力差都可能產生氣流通過較低壓力通道的阻抗，因為該壓力通道的壓力被傳輸到非加壓通道的下游區域。未加壓通道下游的增加的局部壓力降低了通過未加壓通道行進的廢氣的速度，從而降低了可整體通過廢氣門傳輸的廢氣量(即廢氣門效率)。因此，希望減少廢氣門通道之間的這種干擾。

發明內容

本發明的目的是消除或減輕現有技術中普遍存在的問題，無論是在本文中還是在其他地方識別的問題。