[发明专利]用于发动机系统的废气门

说明书

本申请涉及用于发动机系统的废气门，提供了用于涡轮增压器的废气门的方法和系统，该废气门包括阀板、阀致动机构和分叉废气门通道。在一个示例设计中，废气门可以包括阀板，该阀板具有带有多平面弯曲表面的内部和沿着该弯曲表面居中的第一配合特征部，该弯曲表面在阀板的相对侧上形成凸起边缘和侧开口；以及由中央壁分叉的通道，中央壁的端部包括适于与第一配合特征部共面接触的第二配合特征部。第一配合特征部可以是形成在阀板上的肋或凹槽，并且第二配合特征部可以是中央壁的一个端部。

相关申请的交叉引用

本申请是于2016年11月9日提交的名称为“A WASTEGATE FOR AN ENGINE SYSTEM”的美国专利申请No.15/347,669的部分继续申请，其全部内容通过引用方式被并入本文以用于所有目的。

技术领域

本公开涉及安装到涡轮增压器的排气通道以将排气流引导到排气催化剂的废气门的方法和系统。

背景技术

涡轮增压器系统中的排气流可以被部分地引导到排气驱动涡轮以驱动将空气递送到发动机汽缸中的压缩机，而排气的剩余部分可以经由涡轮周围的旁路通道流到位于涡轮下游的排气催化剂。旁路通道可以包括可以调整到打开位置中的废气门阀，从而允许排气绕过涡轮并且流向催化剂。废气门阀可以调整到关闭位置，该关闭位置至少部分地阻挡旁路通道中的排气流，并且因此从发动机递送的大部分排气被引导到涡轮。在发动机冷起动期间，排气可以至少部分地路由通过旁路通道和废气门，以便将排气流引导到催化剂的正面，从而允许更快地达到催化剂起燃。

其他发动机系统可以包括分离式排气歧管，其中来自第一组汽缸的至少一些排气经由第一排气歧管被引导到涡轮增压器涡轮的第一涡管(scroll)，并且来自第二组汽缸的至少一些排气经由第二排气歧管被引导到涡轮增压器涡轮的第二涡管。在这些系统中，来自第一组汽缸和第二组汽缸的至少一些排气可以被转移离开第一涡管和第二涡管，并且反而被路由到耦合到第一排气歧管和第二排气歧管两者的旁路通道，旁路通道具有废气门，该废气门可以在关闭位置和打开位置之间进行调整，以将排气流引导到定位在废气门和涡轮增压器涡轮下游的催化剂。

Grabowska在美国专利申请2015/0345375中公开了涡轮增压器的排气通道中的废气门阀的一种示例设计。其中，提供具有流动构造的废气门阀组件，以在主要流动方向上引导排气，同时减少次要流动方向上的排气损失。具体地，废气门包括阀体上的流动构造，其被支撑在枢转地支撑在涡轮外壳上的阀臂上。阀体上的示例流动构造包括凹形盘、浅肋和在阀体上形成的延伸的半圆形表面以在主要方向上引导排气流。

本文的发明人已经认识到上面公开的示例方法的潜在问题。例如，在配置有凹形盘或浅肋的阀体中，排气流可以在多个方向上扇出，撞击在涡轮增压器壁上并且产生湍流状况。因此，排气能量可以传输到涡轮增压器壁，从而导致流动效率和能量损失降低。另外，由于流动在向下游流动之前在多个方向上扇出，所以较少的排气热量可能到达催化剂并且因此可能发生延迟的催化剂起燃。

发明内容

本文的发明人已经开发了废气门设计以至少部分地解决上述问题。在一个示例性设中，可以提供一种废气门，其包括阀板，该阀板具有带有多平面弯曲表面的内部和沿着该弯曲表面居中的第一配合特征部(mating feature)，该弯曲表面在阀板的相对侧上形成凸起边缘和侧开口；以及由中央壁分叉的通道，中央壁的端部包括适于(adapted)与第一配合特征部共面接触的第二配合特征部。