涡轮出口流动控制装置制造方法及图纸

一种具有紧密联接的催化剂组件的用于内燃机的涡轮增压器，包括具有环形低压废气室的涡轮壳体，所述低压废气室具有配置在所述低压废气室的外周壁附近的多个叶片。所述叶片被配置成当废气从涡轮壳体排出时中断废气的旋转流动，以便在通过紧密联接的催化剂组件的催化剂元件时提供更均匀的流动。

Turbine outlet flow control

A turbocharger for an internal combustion engine with a tightly coupled catalyst assembly includes a turbine housing with an annular low-pressure exhaust chamber having a plurality of blades disposed near the outer wall of the low-pressure exhaust chamber. The vanes are configured to interrupt the rotational flow of exhaust gas when exhaust gas is discharged from the turbine housing to provide a more uniform flow when passing through the catalyst element of the tightly coupled catalyst assembly.

【技术实现步骤摘要】
涡轮出口流动控制装置引言本公开涉及内燃机，更具体地涉及用于内燃机的功率改进装置。内燃机(ICE)，无论是以汽油、乙醇、柴油或其他碳氢化合物为燃料，都会产生包括氮氧化物、二氧化碳、挥发性有机化合物、一氧化碳、有毒物质、颗粒物、水等的废气。使用内燃机的车辆制造商在将废气排放到大气中之前采取措施清洁废气。清洁废气可以使用催化剂组件来完成，该催化剂组件使用沉积在废气流动路径中的陶瓷载体上的反应元件。反应元素的性能随着温度的升高而提高。因此，催化剂放置在离废气源越近的地方，催化剂的效率就越高。此外，废气如何流过催化剂组件也非常重要。废气均匀地流动通过陶瓷载体能够确保所有反应元件都与废气成分接触目前的内燃机通过减小排量并增加诸如增压器、涡轮增压器、可变气门正时等的动力改进装置来提高燃料效率和功率输出。特别是涡轮增压器由于其尺寸和所需的连接，其封装对于车辆设计者来说具有挑战性。例如，涡轮增压器需要能够与排气系统和进气系统连通的通路。因此，为了保持催化剂中的高温，必须将催化剂系统尽可能靠近涡轮增压器。然而，如何在催化剂组件中保持均匀流动的特性仍然是一个挑战。尽管目前的内燃机实现了它们被设计用于的许多目标，但增加的成本效率、燃料效率和排放标准已经使得这些成就变得不那么有效。因此，本领域需要一种改进的内燃机，其可以改进燃料效率，增加功率输出，同时达到日益限制的排放标准。
技术实现思路
本公开包括用于内燃机的涡轮增压器。涡轮增压器包括压缩机壳体、涡轮壳体、轴和催化剂组件。压缩机壳体安装在内燃机上，位于内燃机的第一和第二汽缸排之间。压缩机壳体包括新鲜空气入口、压缩空气出口和压缩机叶轮。涡轮壳体与压缩机壳体轴向连接。涡轮壳体包括废气入口、高压废气室、低压废气室、废气出口和涡轮叶轮。废气出口包括至少第一和第二叶片，所述第一和第二叶片被置在低压废气室的外周壁附近。轴与压缩机叶轮和涡轮叶轮连接，用于共同旋转。催化剂组件与涡轮壳体的废气出口轴向连接。在本公开的另一实施例中，低压废气室的第一和第二叶片以相对于垂直于低压废气室外周壁的线的角度α配置在低压排气室中。在本公开的另一实施例中，第一和第二叶片中的每一个与垂直于低压废气室外周壁的线之间的角度α在﹢45°和﹣45°之间。在本公开的又一实施例中，第一和第二叶片中的每一个与垂直于低压排气室外周壁的线之间的角度α在﹢25°和﹣25°之间。在本公开的又一实施例中，低压废气室为环形。在本公开的又一实施例中，催化剂组件包括具有废气入口端和废气出口端的圆柱形催化剂元件。废气入口端与低压废气室和涡轮壳体的废气出口轴向地定向。在本公开的又一实施例中，涡轮壳体的高压室具有环形形状。在本公开的又一实施例中，涡轮壳体的废气入口被配置成与涡轮壳体的高压室相切。当结合附图时，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将从以下详细描述中显而易见。附图说明本文所描述的附图仅用于说明目的，而不是要以任何方式限制本公开的范围。图1是根据本公开原理的内燃机系统的俯视透视图；图2是根据本公开原理的涡轮增压器和排气催化剂装置的透视图；图3是根据本公开原理的涡轮增压器的出口的透视图；图4是根据本公开原理的涡轮增压器的出口的透视图；图5是根据本公开原理的涡轮增压器的出口的剖面透视图；图6是根据本公开原理的涡轮增压器的出口的透视图；图7是根据本公开原理的涡轮增压器的出口的剖面透视图；图8是根据本公开原理的催化剂元件的透视图；图9是根据本公开原理的涡轮壳体的一部分的截面视图；图10是根据本公开原理的涡轮壳体的一部分的截面视图，以及图11是根据本公开原理的涡轮壳体的一部分的截面视图。具体实施方式参考附图，其中相同的附图标记表示相同的部件，在图1中，根据本公开示出了内燃机(ICE)系统10，现在将对其进行说明。内燃机系统10包括发动机子组件12、涡轮增压器14和催化剂组件16。虽然ICE系统10也可以包括其它组件和子组件，例如进气歧管、节气门体和排气歧管，但本公开的范围应当包括这些子组件。具体参照图1，发动机子组件12包括第一汽缸排18和第二汽缸排20，其呈“V”形配置，形成凹部22。涡轮增压器14和催化剂组件16配置在第一和第二汽缸排18、20之间的凹部22中。现在参考图2，涡轮增压器14和催化剂组件16被更详细地示出，现在将对其进行描述。涡轮增压器14包括压缩机组件24和涡轮组件26，两者彼此连接并且围绕轴64的轴线i轴向地定向，如图3和4所示。压缩机叶轮(未示出)可旋转地支撑在压缩机组件24中，并安装在由涡轮叶轮54驱动的轴上，如图3和4所示，涡轮叶轮54可旋转地安装在涡轮组件26中。更具体地，涡轮组件26具有集成到涡轮壳体32中的废气入口28和废气出口30。如图3所示，涡轮组件26的废气入口28连接到发动机组件12的废气歧管(未示出)并接收来自汽缸的高压、高流量废气。废气推动涡轮叶轮，从而推动涡轮增压器14的轴。一旦废气经过涡轮叶轮，涡轮壳体32将废气引导至废气出口30。除了压缩机叶轮之外，压缩机组件24包括具有新鲜空气入口36和压缩空气出口38的压缩机壳体34。当涡轮增压器14的轴由流经涡轮叶轮的废气旋转时，压缩机叶轮旋转，从而对新鲜空气入口36和压缩空气出口38之间进入的新鲜空气加压。所产生的高压新鲜空气通过进气歧管输送到汽缸。催化剂组件16包括具有废气入口42、废气出口44和催化剂元件46的催化剂组件壳体40，如图6中催化剂组件壳体40的内部所示。废气入口42接收来自涡轮组件26的废气出口30的废气。一旦进入催化剂组件壳体40中，废气将通过催化剂元件46并被处理。催化剂元件46具有圆柱形形状，其内部结构包括多个废气通道。内部结构涂覆有与废气发生反应的元素。一旦被处理，废气通过废气出口44从催化剂组件壳体40排出，进入排气系统的其余部分(未示出)。现在转到图3-5和8-11，示出并描述了涡轮壳体32的图示。涡轮壳体32包括环形高压废气室48、涡轮叶轮通道50和环形低压废气室52。更具体地，涡轮叶轮54由涡轮叶轮通道50中的涡轮壳体32可旋转地支撑。废气入口28与高压废气室48切向连接。低压废气室52与废气出口30轴向连接。来自发动机子组件12的汽缸废气进入废气入口28再进入高压废气室48，并通过涡轮叶轮通道50转动涡轮叶轮54。一旦通过涡轮叶轮通道50，废气就会以高度旋转流动聚集在低压废气室52中。低压废气室52包括外周壁56、前室壁或第一室壁58、后室壁或第二室壁60以及多个叶片或气流干扰器62。叶片62设置在连接每个前腔室壁58和后腔室壁60的外周壁56上。叶片62可相对于外周壁56以角度α放置。角度α的范围可以在﹢45°到﹣45°之间。更优选地，角度α的范围在﹢25°到﹣25之间。叶片62中断低压废气室52中废气的高度旋转流动。在本实施例中，被中断的废气均匀地流入催化剂元件46。这样，在催化剂元件46的寿命期间，更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的涡轮增压器，其包括：/n具有环形低压废气室的涡轮壳体，其中，所述低压废气室包括外周壁、轴向朝向的第一壁、与所述第一壁相对的轴向朝向的第二壁，以及多个叶片，所述多个叶片配置为连接到所述外周壁、所述第一壁和所述第二壁。/n

【技术特征摘要】
20180524 US 15/9885291.一种用于内燃机的涡轮增压器，其包括：
具有环形低压废气室的涡轮壳体，其中，所述低压废气室包括外周壁、轴向朝向的第一壁、与所述第一壁相对的轴向朝向的第二壁，以及多个叶片，所述多个叶片配置为连接到所述外周壁、所述第一壁和所述第二壁。


2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中所述低压废气室的多个叶片以相对于垂直于所述低压废气室外周壁的线的角度α配置在所述低压废气室中。


3.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述多个叶片和所述垂直于低压废气室外周壁的线之间的角度α在﹢45°和﹣45°之间。


4.如权利要求3所述的涡轮增压器，其中，所述多个叶片和所述垂直于低压废气室外周壁的线之间的角度α在﹢25°和﹣25°之间。


5.如权利要求4所述的涡轮增压器，还包括轴向连接到所述涡轮壳体废气出口的催化剂组件。


6.如权利要求5所述的涡轮增压器，其中所述催化剂组件包括具有废气入口端和废气出口端的圆柱形催化剂元件，并且所述废气入口端与所述低压废气室和所述涡轮壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·K·科赫，M·L·弗里德里希，A·亚达夫，J·A·舒尔茨，
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