[發明專利]具有集成排氣脈沖轉換器的排氣系統

有效

• 申請號: 201880090979.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN111836952B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: A·T·伍茲;N·J·阿喬蒂卡爾;K·R·揚
• 申請（專利權）人: 康明斯公司
• 主分類號: F02B37/02
• 分類號: F02B37/02;F02C6/12;F02M26/05;F04D25/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 相迎軍;王小東

一種排氣系統包括排氣歧管，該排氣歧管被構造成流體聯接至發動機。包括渦輪殼體的渦輪增壓器流體聯接至排氣歧管。排氣脈沖轉換器包括集成至排氣歧管的第一部分以及集成至渦輪殼體的第二部分。該排氣脈沖轉換器被構造成通過減少來自發動機的排氣放空事件的串擾來減少發動機泵送損失。

技術領域

本公開總體上涉及內燃發動機的領域。

背景技術

對于給定的發動機排量和給定的發動機轉速，渦輪增壓器增加空氣質量流量，從而提高功率密度。廢氣渦輪增壓器利用從發動機產生的熱廢氣中提取的能量進行操作。

傳統的廢氣渦輪增壓器包括借助公共軸相互連接的壓縮機和渦輪。壓縮機流體連接至發動機的進氣歧管，而渦輪流體連接至發動機的排氣歧管。渦輪將熱廢氣中所包含的部分能量轉化成機械功來驅動壓縮機。壓縮機在進氣進入進氣歧管之前對進氣進行壓縮。這通過增加增壓空氣的密度來提高發動機的容積效率，從而使每個發動機循環能夠產生更多的功率。

可變幾何渦輪增壓器(“VGT”)是一種被設計成允許隨著條件的變化而改變渦輪的有效縱橫比的一類渦輪增壓器。VGT在不同的發動機轉速下維持最佳的縱橫比，以便在低速時最大限度地提高增壓，并在高速時防止阻塞。

發明內容

各種實施方式涉及排氣系統。示例性的排氣系統包括被構造成流體聯接至發動機的排氣歧管。包括渦輪殼體的渦輪增壓器與排氣歧管流體聯接。排氣脈沖轉換器包括集成至排氣歧管的第一部分和集成至渦輪殼體的第二部分。該排氣脈沖轉換器被構造成通過減少來自發動機的排氣放空事件的串擾來降低發動機泵送損失。

各種其他實施方式涉及一種渦輪增壓器渦輪殼體。示例性渦輪增壓器渦輪殼體包括：入口；渦殼；以及漸擴噴嘴，該漸擴噴嘴將所述入口以及所述渦殼流體聯接。

各種其他實施方式涉及一種具有集成的排氣脈沖轉換器的排氣系統的操作方法。示例性方法包括提供排氣系統。該排氣系統包括排氣歧管和渦輪增壓器。該排氣歧管包括第一排氣歧管部分和第二排氣歧管部分。第一排氣歧管部分與發動機的第一組氣缸的第一出口端口流體聯接。第二排氣歧管部分與所述發動機的第二組氣缸的第二出口端口流體聯接。混合部分將所述第一排氣歧管部分和所述第二排氣歧管部分流體連接。所述混合部分限定噴嘴。所述混合部分被構造成交替地：響應于所述第一組氣缸中的第一排氣放空事件而接收來自所述第一出口端口的第一廢氣流；以及響應于所述第二組氣缸中的第二排氣放空事件而接收來自所述第二出口端口的第二廢氣流。渦輪增壓器流體聯接至所述排氣歧管的所述混合部分。所述渦輪增壓器包括具有渦輪殼體的渦輪。所述渦輪殼體限定擴散器。響應于所述第一排氣放空事件，所述混合部分的所述噴嘴將所述第一廢氣流的流動加速，并且降低所述第一廢氣流的壓力，以使來自所述第二廢氣流的串擾最小化。由所述渦輪接收所述第一廢氣流和所述第二廢氣流。所述渦輪的擴散器將所述第一廢氣流和所述第二廢氣流的流動減速，以使所述第一廢氣流和所述第二廢氣流的壁摩擦流動損失最小化。

這些和其他特征以及其組織和操作方式根據下面結合附圖的詳細描述中變得顯而易見，其中，在下面描述的幾個圖中，相同元件具有相同的附圖標記。

附圖說明

在附圖和下面的描述中列出了一個或多個實施方案的細節。根據描述、圖示和權利要求，本公開的其他特征、方面和優點將變得明顯。

圖1是根據示例性實施方式的發動機系統的立體圖。

圖2是圖1的發動機系統的另一立體圖，其中以分解圖顯示了排氣系統。

圖3是圖1和圖2的發動機系統的排氣系統的排氣歧管和渦輪增壓器的俯視圖。

圖4是圖3的排氣歧管和渦輪增壓器的局部剖視圖，其示出了集成的排氣脈沖轉換器。

圖5是傳統的單入口渦輪的局部剖切立體圖。

圖6是圖3和圖4的渦輪增壓器的渦輪的局部剖切立體圖。