[发明专利]一种双流道涡轮增压器

说明书

本发明公布了一种双流道涡轮增压器,包括涡轮机，涡轮机内设有涡轮叶轮、涡壳高压和低压进气流道，发动机上设有高压和低压排气歧管,涡壳高压进气流道和高压排气歧管相连，涡壳低压进气流道和低压排气歧管相连，高压排气歧管和低压排气歧管之间有连接流道并设有调节阀，高压排气歧管连接气缸数大于低压排气歧管。在低速区域，调节阀关闭或具有部分开度，确保涡壳高压进气流道排气背压高于增压后的进气压力，同时更多的排气从涡壳高压进气流道流向涡轮，满足发动机中低转速增压需求。在大负荷中高速区域，在保证足够排气背压的情况下，打开调节阀将高压排气歧管中排气放入低压排气歧管，减小高压流道排气背压，减小泵气损失，提高发动机效率。

技术领域

本发明属于内燃机领域，具体来说是涉及一种双流道涡流增压器。

背景技术

随着排放法规越来越严格，需要控制氮氧化物的生成，抑制氮氧化物的生成一般需要控制燃烧温度和氧的浓度，为了实现这个目的人们提出了废气再循环技术(EGR)。废气再循环技术是将发动机的部分废气直接(或者经冷却后)重新引入气缸，由于废气中二氧化碳等多原子分子的比热容较高，可有效降低燃烧温度，另外引入的废气可有效降低气缸中进入空气中的氧浓度，从而实现了抑制氮氧化物的生成的目的。但是对于增压柴油机来说，特别是在发动机中低速区域，排气的涡轮前压力往往小于进气增压压力，进气中无法引入EGR。为实现EGR 循环，比较通用的做法是采取可变截面涡轮增压器，通过改变涡轮喷嘴流通面积来改变发动机排气背压，使发动机排气压力高于进气压力。由于可变截面涡轮增压器的控制和执行机构复杂，成本较高，且调节起来比较繁琐，在涡轮增压器高温工作环境下，可靠性存在缺陷。公开号为CN101634244A的发明专利申请公开了涡流增压器非对称分体涡轮机, 本发明中的涡轮增压器非对称分体涡轮机改变了传统涡轮机的对称结构设计,采用了分体非对称结构，涡轮壳的两个流道具有不同的A/R 值（A/R 值为流道流通截面积与流道流通截面几何中心位置的比值），为了在发动机中低速区域能够向增压后进气加入EGR，涡壳高压流道A/R 值小于涡壳低压流道A/R值，使发动机的排气压力与进气压力的压差满足EGR 的需要。在发动机中高速的区域，往往排气中涡轮前压力已经高压增压后进气压力，再加上两个流道具有不同的A/R 值导致的涡壳高压流道涡前排气背压进一步升高，将导致发动机泵气损失更大，同时还需要通过EGR阀减小开度产生一定量的节流损失来控制EGR率，因此发动机效率变低。非对称分体涡轮机两个流道中非对称度（即不同A/R 值实现不同的EGR率）需要和燃烧系统匹配，这种增压器因不同的燃烧系统需要的EGR率不同，将不能在相同排量的发动机中匹配使用，不具有通用性。

发明内容

本发明目的在于针对可变截面涡轮增压器成本较高、控制复杂、可靠性差的局限性，非对称分体涡轮机类双流道增压器在发动机中高速的区域泵气损失大，发动机效率变低，不能在相同排量的发动机中匹配使用，不具有通用性的问题，提供了一种能有效提供EGR所需排气背压，且排气背压更低，泵气损失更小，发动机效率更高，中低转速增压特性可调节、成本低，结构简单的一种双流道增压器。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种双流道涡轮增压器，包括涡轮机、压气机，与发动机相连；所述涡轮机涡轮壳内设有涡轮叶轮、涡壳高压进气流道和涡壳低压进气流道；发动机上设有高压排气歧管和低压排气歧管；涡壳高压进气流道、涡壳低压进气流道靠近涡轮叶轮的位置设有涡壳喷嘴；涡轮叶轮通过涡轮转子轴和压气机相连，压气机将大气压下的空气从压气机入口流道吸入，经过旋转的压气机叶轮加压后从压气机出口流道流出，经过增压器中冷器后进入发动机进气管；其特征在于：所述高压排气歧管连接的发动机气缸数大于低压排气歧管连接的气缸；所述涡壳高压进气流道和高压排气歧管相连，涡壳低压进气流道和低压排气歧管相连；高压排气歧管和低压排气歧管之间有连接流道并设有调节阀，调节阀通过不同开度调节高压排气歧管流入低压排气歧管的排气量，进而调节控制高压排气歧管排气压力。

其进一步特征在于：所述涡壳高压进气流道和涡壳低压进气流道流通截面面积相同，具有相同的A/R 值。