[发明专利]涡轮机壳体

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃发动机的涡轮增压系统，并且更具体地涉及用于并联顺序（parallel-sequential）涡轮增压系统的涡轮机壳体。

背景技术

在现代内燃发动机中，为了减小发动机排量同时仍维持或增加功率输出，复杂的涡轮增压构架变得越来越重要。对于可接受的发动机瞬态响应、燃料经济性和降低排放的需求可使得发动机制造商面临的设计挑战更为复杂。从成本和包装观点，对于多缸组发动机而言，并联顺序增压系统是最有吸引力的，但与单级增加系统相比，并联顺序增压系统仍面临着包装和成本的挑战。

同时满足这些挑战的尝试包括并入多个涡轮增压部件（例如，双联式涡轮增压器），每个涡轮增压部件专用于相关联的发动机汽缸组（即，汽缸组）。进一步的发展包括在单独的发动机汽缸组的排气系统之间提供流体联接。但不利的是，由于希望将常规排气歧管部件整体形成到汽缸盖内，通达至涡轮机械上游的单独排气流以在单独的发动机组之间提供排气连通变得特别复杂并且导致增加的成本。

因此，希望具有一种用于并联顺序涡轮增压系统的改进的涡轮机壳体，其向并联顺序涡轮增压系统提供降低的成本、复杂性和减少的部件数量，同时便于其用于具有整体式排气系统架构的发动机中。

发明内容

在本发明的一示例性实施例中，主级涡轮机壳体包括排气端口凸缘、涡轮机排放凸缘、跨接（crossover）凸缘和轴承支承环。排气端口凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到主级配合结构以提供主级工作流体源。涡轮机排放凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统。跨接凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管。轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在轴承上以绕其纵向轴线旋转。

根据此实施例，主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口。排气端口凸缘限定主级入口端口，主级入口端口被构造成提供在入口充气室与主级工作流体源之间的流体连通。主级入口端口被构造成从主级工作流体源向入口充气室传送主级工作流体流。涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使主级工作流体流膨胀的流体膨胀流动路径。

在本发明的另一示例性实施例中，内燃发动机包括：第一汽缸组；主级排气歧管，其用于传送在第一汽缸组中产生的排气；以及主级涡轮机壳体。主级涡轮机壳体包括排气端口凸缘、涡轮机排放凸缘、跨接凸缘和轴承支承环。排气端口凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到主级排气歧管，主级排气歧管被构造成将第一汽缸组中所产生的排气提供为主级工作流体源。涡轮机排放凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统。跨接凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；并且轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在轴承上以绕其纵向轴线旋转。

根据此实施例，主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口。排气端口凸缘限定主级入口端口，主级入口端口被构造成提供在入口充气室与主级工作流体源之间的流体连通。主级入口端口被构造成从主级源向入口充气室传送主级工作流体流；并且涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使主级工作流体流膨胀的流体膨胀流动路径。

本发明还可包括下列方案。

1. 一种主级涡轮机壳体，包括：

排气端口凸缘，所述排气端口凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到主级配合结构，以用于提供主级工作流体源；

涡轮机排放凸缘，所述涡轮机排放凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统；

跨接凸缘，所述跨接凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；以及

轴承支承环，所述轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在所述轴承上以绕其纵向轴线旋转；

其中，所述主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口；

其中，所述排气端口凸缘限定主级入口端口，所述主级入口端口被构造成提供在所述入口充气室与所述主级工作流体源之间的流体连通；

其中，所述主级入口端口被构造成从所述主级工作流体源向所述入口充气室传送主级工作流体流；以及

其中，所述涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使涡轮机入口流膨胀的流体膨胀流动路径，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。

2. 根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述主级工作流体流包括发动机排气。