[发明专利]带有用于再循环废气的一体特征的增压装置

说明书

联合研究声明

本发明由能源部资助、根据第DE-FC26-07NT43271号协定在政府支持下完成。美国政府对本发明享有一定权利。

技术领域

 本发明的典型实施例涉及涡轮增压器，以及空气吸入系统，尤其涉及具有一体废气再循环（EGR）导管的涡轮增压器外壳。

背景技术

 废气再循环（EGR）的高效使用对于所有现代内燃机，包括汽油机与柴油机都是很重要的。EGR的高效使用通常支持实现从这些发动机产生高功率输出的目标，同时还实现了高燃料效率与经济性的目标以及实现了愈加严格的发动机排放要求的目标。经常在这些发动机中使用强迫吸入，尤其是包括涡轮增压器，以增加发动机进气质量空气流量以及发动机功率输出。然而，涡轮增压器也由废气提供能量，因此，EGR和涡轮增压强迫进气的高效使用使得这些系统的协同设计成为必要。

可取的是使涡轮增压的发动机高效地使用排气系统中可获得的能量，从而提高整体发动机效率与燃料经济性。进一步，随着发动机变得更加复杂，各种部件的封装可使得涡轮增压器的设计变得具有挑战性。例如，当排放规定变得更加严格时，紧密连接的催化转化器可以直接安装于涡轮增压器废气出口。这可能影响EGR系统部件的定位，例如废气供给口与接收口。因此，涡轮增压器、空气吸入系统、排气系统以及EGR系统的改进的封装将使得可以在各种应用中使用涡轮增压器以及EGR系统，从而导致改进的效率与性能。

发明内容

根据本发明的一个实施例，涡轮机外壳包括与配置成容纳涡轮机叶轮的涡轮机涡壳相流体连通的涡轮机入口，涡轮机入口配置成将废气流从发动机引导至涡轮机叶轮。涡轮机外壳还包括与涡轮机涡壳相流体连通的涡轮机出口与位于涡轮机出口上并且与涡轮机出口相流体连通的第一废气再循环供给口，涡轮机出口配置成将废气流引导至废气导管，第一废气再循环供给口配置成将废气流的一部分引导至废气再循环供给导管。

根据另一实施例，涡轮增压器包括涡轮机，其中，涡轮机包括连接至轴的涡轮机叶轮，涡轮机叶轮可旋转地布置于涡轮机外壳中。涡轮机还包括位于涡轮机外壳上并且与容纳涡轮机叶轮的涡轮机涡壳相流体连通的涡轮机入口以及位于涡轮机外壳上的涡轮机出口，涡轮机入口配置成将第一废气流从发动机引导至涡轮机叶轮，涡轮机出口与涡轮机涡壳相流体连通。此外，涡轮机包括位于涡轮机出口上，并且与涡轮机出口相流体连通的废气再循环供给口，废气再循环供给口配置成将第一废气流的一部分引导至废气再循环供给导管。

结合附图，本发明的以上特征与优势，以及其他特征与优势从本发明的以下详细描述中显而易见。

本发明还提供如下方案：

方案：1. 一种涡轮机外壳，包括：

涡轮机入口，其与配置成容纳涡轮机叶轮的涡轮机涡壳流体连通，所述涡轮机入口配置成将废气流从发动机引导至所述涡轮机叶轮；

涡轮机出口，其与所述涡轮机涡壳流体连通，所述涡轮机出口配置成将所述废气流引导至废气导管；以及

第一废气再循环供给口，其位于所述涡轮机出口上并且与所述涡轮机出口流体连通，所述第一废气再循环供给口配置成将所述废气流的一部分引导至废气再循环供给导管。

方案2. 根据方案1所述的涡轮机外壳，其中，所述涡轮机出口配置成紧密连接至催化转化器。

方案3. 根据方案1所述的涡轮机外壳，其中，所述第一废气再循环供给口在所述涡轮机叶轮的下游引导所述废气流的所述一部分。

方案4. 根据方案1所述的涡轮机外壳，其中，所述第一废气再循环供给口以比所述涡轮机叶轮上游的废气压力更低的压力提供所述废气流的一部分。

方案5. 根据方案1所述的涡轮机外壳，包括第二废气再循环供给口，其位于所述涡轮机入口或所述涡轮机外壳的废气门通道上。

方案6. 涡轮增压器，包括：

涡轮机，包括：

涡轮机叶轮，其连接至轴，所述涡轮机叶轮可旋转地布置于涡轮机外壳中；

涡轮机入口，其位于所述涡轮机外壳上，并且与容纳所述涡轮机叶轮的涡轮机涡壳流体连通，所述涡轮机入口配置成将第一废气流从发动机引导至所述涡轮机叶轮；

涡轮机出口，其位于所述涡轮机外壳上，所述涡轮机出口与所述涡轮机涡壳流体连通；以及

废气再循环供给口，其位于所述涡轮机出口上，并且与所述涡轮机出口流体连通，所述废气再循环供给口配置成将所述第一废气流的一部分引导至废气再循环供给导管。