具有双废气门阀的涡轮增压器制造技术

一种涡轮增压器包括压缩机叶轮，该压缩机叶轮配置成将空气流加压以输送至内燃机。该涡轮增压器还包括涡轮叶轮，该涡轮叶轮配置成由该发动机的后燃烧气体驱动并且驱动该压缩机叶轮。该涡轮增压器另外包括废气门组件。该废气门组件包括第一废气门阀和第二废气门阀，其中该第一废气门阀和该第二废气门阀中的每一个配置成选择性地将这些后燃烧气体的至少一部分重定向远离该涡轮叶片而进入排气通道中。还公开了一种车辆，该车辆具有操作地连接至此涡轮增压器的内燃机并且还采用配置成调节该第一废气门阀和该第二废气门阀的控制器。

【技术实现步骤摘要】
具有双废气门阀的涡轮增压器
本专利技术涉及一种采用双废气门阀的涡轮增压器。
技术介绍
内燃机(ICE)通常需要在可靠的基础上长时间地生成相当大水平的动力。许多此类ICE组件采用诸如废气涡轮驱动式涡轮增压器的增压装置以在空气流进入发动机的进气歧管之前将该空气流压缩以提高动力和效率。具体地，涡轮增压器是离心式气体压缩机，其与在环境大气压力下可实现的空气和氧气相比，强制更多空气和因此更多氧气进入ICE的燃烧室。被强制进入ICE的含氧空气的附加质量提高了发动机的体积效率，允许其在给定循环中燃烧更多燃料，且由此产生更多动力。通常，此类涡轮增压器是由发动机的废气驱动。典型的废气驱动式涡轮增压器包括中心轴，其由一个或多个轴承支撑并且在涡轮叶轮与空气压缩机叶轮之间传输旋转运动。涡轮和压缩机叶轮均固定至轴，这些叶轮结合各种轴承部件构成涡轮增压器的旋转组件。涡轮增压器通常采用废气门阀来限制旋转组件的操作速度，以将涡轮增压器升压保持在规定范围内并且防止旋转组件超速。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及一种配置成将空气流加压以输送至生成后燃烧气体的内燃机的涡轮增压器。该涡轮增压器包括压缩机叶轮，该压缩机叶轮配置成将该空气流加压。该涡轮增压器还包括涡轮叶轮，该涡轮叶轮配置成由这些后燃烧气体驱动并且驱动该压缩机叶轮。该涡轮增压器另外包括废气门组件。该废气门组件包括第一废气门阀和第二废气门阀，其中该第一废气门阀和该第二废气门阀中的每一个配置成选择性地将这些后燃烧气体的至少一部分重定向远离该涡轮叶片而进入排气通道中。该涡轮增压器可以包括涡轮壳体，该涡轮壳体限定第一旁路和第二旁路。在此情况中，该涡轮叶轮可设置在该涡轮壳体内部，且该第一旁路和该第二旁路中的每一个可生成相应的第一流体路径和第二流体路径用于将这些后燃烧气体的至少一部分重定向远离该涡轮叶轮。另外，该第一废气门阀可配置成选择性地打开和关闭该第一旁路，而该第二废气门阀可配置成选择性地打开和关闭该第二旁路。该第一旁路可具有第一横截面面积且该第二旁路可具有第二横截面面积。该第一横截面面积可大于该第二横截面面积。该第一废气门阀特征可在于第一阀直径且该第二废气门阀特征可在于第二阀直径。该第一阀直径可大于该第二阀直径。该涡轮增压器可以另外包括配置成操作该第一废气门阀的第一致动器和配置成操作该第二废气门阀的单独第二致动器。该第一废气门阀可配置成绕第一轴线枢转，且该第二废气门阀可配置成绕不同于该第一轴线的第二轴线枢转。该涡轮增压器还可以包括单个公共致动器和连杆机构，该单个致动器和该连杆机构一起配置成选择性地操作该第一废气门阀和该第二废气门阀。该第一废气门阀和该第二废气门阀均可配置成绕单个公共轴线枢转。本专利技术的另一个实施例涉及一种具有操作地连接至如上所述的涡轮增压器的内燃机的车辆。该车辆还包括配置成识别该发动机的冷启动的控制器。该控制器配置成响应于所识别的发动机的冷启动而打开该第一废气门阀和该第二废气门阀。该控制器还配置成识别该发动机的升压操作。该控制器另外配置成响应于所识别的升压发动机操作而调节该第一废气门阀和该第二废气门阀中的至少一个。上述特征和优点以及本专利技术的其它特征和优点从实施例的以下详述和用于实行结合附图和随附权利要求书取得的本专利技术的最佳模式将容易地显而易见。附图说明图1是具有动力系的机动车的示意平面图，该动力系包括具有根据本专利技术的涡轮增压器的发动机。图2是具有图1中所示的涡轮增压器的发动机的透视图。图3是图1中所示的涡轮增压器的部分横截面视图，其示出了根据本专利技术的废气门组件的一个实施例。图4是根据本专利技术的图1中所示的涡轮增压器中的废气门组件的另一个实施例的部分透视图。图5是根据另一个实施例的图3中所示的废气门组件的示意性部分近视横截面侧视图。图6是根据另一个替代实施例的图3中所示的废气门组件的示意性部分近视横截面侧视图。图7是根据又一替代实施例的图3中所示的废气门组件的示意性部分近视横截面侧视图。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记指代全部几个视图中的相同部件，图1示意性地描绘了车辆10。车辆10采用动力系12。动力系12包括内燃机14、变速器16以及驱动轮18，其中发动机配置成凭借通过变速器将发动机转矩发送至驱动轮来为车辆提供动力。发动机14可以是柴油(即，压燃式)或汽油(即，火花点火式)发动机。虽然车辆10被描绘为具有标准动力系12(其中主动力装置是发动机14)，但是车辆也可以是混合动力式(其中一个或多个电动马达(未示出)用于为车辆提供动力)。如图2中所示，发动机14包括其中设置有多个汽缸22的汽缸体20。发动机14还可以包括安装在汽缸体20上的汽缸盖24。每个汽缸22均包括配置成在其中往复运动的活塞26。燃烧室28形成在汽缸22内介于汽缸盖24的底表面与活塞26的顶部之间。如本领域技术人员已知，每个燃烧室28均经由汽缸盖24接收燃料和空气，这些燃料和空气形成燃料空气混合物用于在目标燃烧室内进行随后的燃烧。汽缸盖24还配置成将后燃烧气体30作为生成的发动机动力的副产物从燃烧室28中排出。在空气燃料混合物在具体的燃烧室28内部燃烧之后，特定的活塞26的往复运动用于从相应的汽缸22中排出后燃烧气体30。如图1和2中所示，发动机14流体地连接至涡轮增压器34。在每个燃烧事件之后，由发动机14的个别汽缸释放的后燃烧气体30的流动激励涡轮增压器34。涡轮增压器34连接至排气系统36(通常在车辆10的侧面或尾部)的排气通道36A，该排气系统接收后燃烧气体30并且最终将废气排放至环境。涡轮增压器34接收空气流38、对接收到的空气流加压并且将加压的空气流38A排放至发动机14。接着将加压的空气流38A分配至汽缸22以与适量燃料混合并且随后燃烧该汽缸中的所产生的燃料空气混合物。如图3中所示，涡轮增压器34包括旋转组件39。旋转组件39包括具有第一端40A和第二端40B的轴40。旋转组件39还包括涡轮叶轮46，其安装在轴40上靠近第一端40A并且配置成通过从汽缸22中排放的后燃烧气体30与轴40一起绕轴线44旋转。涡轮叶轮46设置在包括至少一个涡轮蜗壳或涡卷50的涡轮壳体48内部。涡轮涡卷50接收后燃烧废气30并且将废气引导至涡轮叶轮46。涡轮涡卷50配置成实现涡轮增压器34的具体性能特性，诸如效率和响应。如图3中进一步所示，旋转组件39还包括压缩机叶轮52，其安装并且保持在轴40上靠近第二端40B。压缩机叶轮52配置成将从环境中接收的空气流38加压以最终输送至汽缸14。压缩机叶轮52设置在包括压缩机蜗壳或涡卷56的压缩机盖54内部。压缩机涡卷56接收空气流38并且将空气流38引导至压缩机叶轮52。压缩机涡卷56配置成实现具体性能特性，诸如涡轮增压器34的峰值空气流和效率。因此，通过后燃烧废气30激励涡轮叶轮46对轴40赋予旋转并且由于压缩机叶轮52固定在轴上而又将旋转传达至该压缩机叶轮。整个旋转组件39被支撑用于经由轴颈轴承58绕轴线44旋转，该轴颈轴承是由油润滑并且另外由大量发动机冷却剂进行冷却。在涡轮增压器34的操作期间，旋转组件39通常可以超过100,000转/分钟(RPM)的速度操作并同时为发动机14生成升压。如本领域技术人员所理解，后燃烧废气30的可变流量和力影响在发动机14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将空气流加压以输送至生成后燃烧气体的内燃机的涡轮增压器，所述涡轮增压器包括：压缩机叶轮，所述压缩机叶轮配置成将所述空气流加压；涡轮叶轮，所述涡轮叶轮配置成由所述后燃烧气体驱动并且驱动所述压缩机叶轮；以及废气门组件，所述废气门组件包括第一废气门阀和第二废气门阀，其中所述第一废气门阀和该第二废气门阀中的每一个配置成选择性地将所述后燃烧气体的至少一部分重定向远离所述涡轮叶片。

【技术特征摘要】
2016.08.10 US 15/2332751.一种用于将空气流加压以输送至生成后燃烧气体的内燃机的涡轮增压器，所述涡轮增压器包括：压缩机叶轮，所述压缩机叶轮配置成将所述空气流加压；涡轮叶轮，所述涡轮叶轮配置成由所述后燃烧气体驱动并且驱动所述压缩机叶轮；以及废气门组件，所述废气门组件包括第一废气门阀和第二废气门阀，其中所述第一废气门阀和该第二废气门阀中的每一个配置成选择性地将所述后燃烧气体的至少一部分重定向远离所述涡轮叶片。2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，进一步包括涡轮壳体，所述涡轮壳体限定第一旁路和第二旁路，其中：所述涡轮叶轮设置在所述涡轮壳体内部，且所述第一旁路和所述第二旁路中的每一个生成相应的第一流体路径和第二流体路径用于将所述后燃烧气体的至少一部分重定向远离所述涡轮叶轮；所述第一废气门阀配置成选择性地打开和关闭所述第一旁路；以及所述第二废气门阀配置成选择性地打开和关...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·R·阿里卡恩，P·班达拉，M·R·克莱韦尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US