[发明专利]涡轮增压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机，典型地用于机动车辆内燃机的涡轮增压器。

背景技术

内燃机常规地包括发动机缸体，发动机缸体包括一个或多个汽缸体以及连接到缸体来关闭汽缸顶部的汽缸盖。发动机缸体和汽缸盖一般为铝或铸铁制成。每个汽缸容纳与汽缸盖配合来限定燃烧室的活塞。燃料和空气的混合物（未示出）被布置在燃烧室内并被点燃，导致高温膨胀排出的气体引起活塞的往复运动。燃料可通过燃料喷射器提供，燃料喷射器将燃料直接喷射进入燃烧室。活塞被机械地连接到曲轴，从而活塞的往复运动被转化为发动机曲轴的转动。

每个汽缸装备有至少一个进气阀和一个排气阀，他们由与曲轴正时旋转的凸轮轴促动。这些阀选择性地允许空气从至少一个进气端口进入燃烧室，并且交替地允许废气经过至少一个排气端口排出燃烧室。进气端口和排气端口被汽缸盖内在地限定。

空气可被经过进气歧管分配到进气端口，进气歧管被常规地连接到汽缸盖。进气歧管典型地由铝或塑料制成，并包括与汽缸盖的每个进气端口连通的通道部分。进气歧管还包括收集器容积，收集器容积与每个进气通道部分以及与将空气从周围环境输送到收集器容积的进气管连通。

来自燃烧室的废气可被收集在排气歧管中，排气歧管被常规地连接到在进气歧管的相反端的汽缸盖。进气歧管典型地由不锈钢或铸铁制成，并包括与汽缸盖的每个排气气端口连通的通道部分。排气歧管还包括收集器容积，收集器容积与每个排气通道部分以及与将废气从收集器容积输送到周围环境的排气管连通。一个或多个后处理装置，典型地催化后处理装置，例如柴油氧化催化剂（DOC）和其他，通常被放置在排气管中以减少内燃机污染物排放。为了减少内燃机的占用空间，近来一些汽缸盖已经被设计出来，其中排气歧管即排气通道部分和收集器容积由汽缸盖本身内在地限定以形成整体的排气歧管。

为了增强发动机扭矩，许多内燃机还装备有具有增加进入发动机汽缸空气压力功能的涡轮增压器。涡轮增压器常规地包括轴承箱，轴承箱容纳旋转轴，也被称为涡轮增压器轴，以及它的轴承。轴承箱一般为铝或铸铁制成。涡轮增压器轴的相反端从轴承箱伸出。涡轮转轮被固定到涡轮增压器轴的一端，然而相反端支撑压缩器轮。涡轮转轮和压缩器轮分别被容纳在被紧固在轴承箱相反侧的涡轮箱和压缩器箱之中。涡轮箱和压缩器箱被典型地由不锈钢或铸铝制成。涡轮箱包括与排气歧管连通的入口和与排气管连通的出口，从而涡轮转轮通过接收废气旋转。压缩器箱包括与进气管连通的入口和与进气歧管连通的出口，从而压缩器轮的旋转增加进气歧管其次发动机汽缸中空气的压力，压缩器轮的旋转由涡轮转轮通过涡轮增压器轴驱动。

通常地，整个涡轮增压器由涡轮箱支撑，它的出口由与涡轮箱铸造成整体的刚性管所限定。刚性管的自由端装备有紧固法兰，紧固法兰通过例如螺纹紧固件的常规的紧固技术被直接连接到排气歧管。实际上，涡轮箱由排气歧管支持，而轴承箱由涡轮箱本身支持，压缩器箱由轴承箱支持。这种设计意味着整个涡轮增压器被以悬臂的形式固定到排气歧管，从而在内燃机工作过程中它可遭受相对宽的振动，这样可导致故障甚至破坏。

为了解决这个缺点，一些涡轮增压器被设计出来，其中轴承箱包括基架，基架具有可被直接紧固到发动机缸体的紧固法兰。即使这种涡轮增压器实际上被轴承箱支撑，它们的涡轮箱的入口仍然通过刚性金属管与排气歧管连接。因为离开排气歧管的废气可是非常热（高达800°C），这种连接意味着在内燃机工作过程中，连接涡轮箱和排气歧管的刚性金属管比连接轴承箱和发动机缸体的基架更热，从而导致不同的热变形，该热变形可仍是故障和破坏的原因。

由于以上原因，本发明实施例的目的在于提供一种涡轮增压器，能被以更可靠的方式安装，从而解决或者至少积极地减少以上提及的缺点。

另一个目的是以简单、合理和相当便宜的解决方案达到这个目标。

发明内容

这些和/或其他目的通过如本发明主要方面中的本发明的实施例特征达到。本发明的其它方面叙述了本发明实施例优先的和/或特殊的优点。