[發(fā)明專利]渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911315111.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN111350556A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·B·庫(kù)利;K·塔納卡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 博格華納公司
• 主分類號(hào): F01D25/24
• 分類號(hào): F01D25/24;F02B37/18;F01D17/10;F02B37/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 羅聞

一種渦輪增壓器包括渦輪機(jī)殼體。該渦輪機(jī)殼體包括：限定入口通路的渦輪機(jī)入口壁，限定出口導(dǎo)流器內(nèi)部的出口導(dǎo)流器罩壁，限定出口通路的渦輪機(jī)出口壁，限定廢氣門通道的廢氣門端口壁，以及聯(lián)接到廢氣門端口壁并限定沿襯套軸線延伸的襯套凸臺(tái)的襯套壁，以及圍繞廢氣門通道布置的閥座。渦輪增壓器還包括廢氣門組件。廢氣門組件包括與閥座可接合的閥元件。該廢氣門端口壁被布置在該出口導(dǎo)流器內(nèi)部的外側(cè)，使得該廢氣門端口壁和該襯套壁被配置成與該渦輪機(jī)入口壁熱分離并且使得在該渦輪增壓器的運(yùn)行過程中該閥座與該襯套軸線之間的相對(duì)位移減小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及一種渦輪機(jī)殼體，并且更具體地涉及一種包括廢氣門組件和渦輪機(jī)殼體的渦輪增壓器。

相關(guān)技術(shù)的描述

渦輪增壓器接收來自內(nèi)燃機(jī)的排氣并將壓縮空氣輸送到內(nèi)燃機(jī)。渦輪增壓器用于增加內(nèi)燃機(jī)的功率輸出，降低內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗，并減少內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的排放。通過渦輪增壓器將壓縮空氣輸送到內(nèi)燃機(jī)允許內(nèi)燃機(jī)雖然更小但是能夠產(chǎn)生與更大的自然吸氣內(nèi)燃機(jī)相同或相似量的馬力。在車輛中使用較小的內(nèi)燃機(jī)減少了車輛的質(zhì)量和空氣動(dòng)力學(xué)前部面積，這有助于減少內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗并提高車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。

傳統(tǒng)的渦輪增壓器包括渦輪機(jī)殼體。渦輪機(jī)殼體包括：渦輪機(jī)入口壁，其限定與內(nèi)燃機(jī)流體連通的入口通路，用于接收來自內(nèi)燃機(jī)的排氣；出口導(dǎo)流器罩壁，其限定布置在所述入口通路下游并與所述入口通路流體連通的出口導(dǎo)流器內(nèi)部，用于接收來自所述入口通路的排氣；以及渦輪機(jī)出口壁，其限定布置在所述出口導(dǎo)流器內(nèi)部的下游并與所述出口導(dǎo)流器內(nèi)部流體連通的出口通路，用于接收來自所述出口導(dǎo)流器內(nèi)部的排氣。

傳統(tǒng)的渦輪機(jī)殼體還包括廢氣門端口壁，該廢氣門端口壁限定廢氣門通道，該廢氣門通道布置在入口通路的下游并與入口通路流體連通，用于通過繞過出口導(dǎo)流器內(nèi)部將排氣從入口通路排放到出口通路。廢氣門端口壁限定布置在廢氣門通道下游的廢氣門通道出口，用于將排氣排放到出口通路中。典型的渦輪機(jī)殼體還包括聯(lián)接到廢氣門端口壁的襯套壁，襯套壁限定沿著襯套軸線延伸的襯套凸臺(tái)。該襯套壁與該渦輪機(jī)入口壁間隔開，使得該廢氣門端口壁被布置在該襯套壁與該渦輪機(jī)入口壁之間。傳統(tǒng)的渦輪機(jī)殼體進(jìn)一步包括在廢氣門通道的廢氣門通道出口處圍繞廢氣門通道布置的閥座。

典型的渦輪增壓器另外包括用于控制通過廢氣門通道的排氣流的廢氣門組件。傳統(tǒng)的廢氣門組件包括可與閥座接合的閥元件，其中閥元件在第一位置和第二位置之間可移動(dòng)，在第一位置用于通過繞過出口導(dǎo)流器內(nèi)部而防止排氣流從入口通路到出口通路，在第二位置用于通過繞過出口導(dǎo)流器內(nèi)部而允許排氣流從入口通路到出口通路。

在典型的渦輪機(jī)殼體中，渦輪機(jī)殼體的熱變形可以引起渦輪增壓器的不同特征部之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這可以導(dǎo)致性能降低并且有時(shí)導(dǎo)致渦輪增壓器的失效。例如，由于渦輪機(jī)殼體的不同熱變形速率而引起的閥元件相對(duì)于閥座的移動(dòng)可以導(dǎo)致廢氣門組件和總體上渦輪增壓器的性能降低。具體地，當(dāng)襯套壁和廢氣門端口壁以不同的速率相對(duì)于彼此熱變形時(shí)，閥元件不再能夠適當(dāng)?shù)亟雍祥y座以密封廢氣門通道，這導(dǎo)致渦輪增壓器的性能降低并且渦輪增壓器不能在內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)運(yùn)行范圍上運(yùn)行。特別地，通過接合閥座，閥元件不能精確地移動(dòng)到第一位置以密封廢氣門通道，由于廢氣門通道的不良密封，在出口導(dǎo)流器內(nèi)部的渦輪的轉(zhuǎn)速不能達(dá)到旋轉(zhuǎn)目標(biāo)，并且由于渦輪增壓器整體的不良性能，內(nèi)燃機(jī)將不能滿足性能目標(biāo)。這些問題部分是由于廢氣門端口壁布置在傳統(tǒng)渦輪機(jī)殼體中的出口導(dǎo)流器罩壁中而引起的。換句話說，出口導(dǎo)流器罩壁將襯套壁連接到渦輪機(jī)入口壁，使得出口導(dǎo)流器護(hù)罩壁布置在襯套壁和渦輪機(jī)入口壁之間。在這種構(gòu)造中，廢氣門端口壁由于布置在出口導(dǎo)流器內(nèi)部而經(jīng)受最熱的排氣流。使廢氣門端口壁經(jīng)受最熱的排氣流導(dǎo)致廢氣門端口比襯套壁具有更大的熱變形，這導(dǎo)致閥元件和閥座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)并且導(dǎo)致廢氣門通道的不良密封。

因此，仍然需要提供一種改進(jìn)的渦輪增壓器的渦輪機(jī)殼體。

發(fā)明內(nèi)容