[实用新型]涡轮增压器和发动机空气系统

说明书

本实用新型涉及具有EGR系统的高效率涡轮增压器。根据本披露的一方面，一种涡轮增压器包括具有压缩机叶轮的压缩机、设置在壳体内的涡轮机、以及排气再循环(EGR)流动路径。所述EGR流动路径包括：第一流体连接部，所述第一流体连接部在所述壳体中并且位于所述涡轮机附近；第二流体连接部，所述第二流体连接部位于所述压缩机叶轮的尾部边缘附近；EGR控制阀，所述EGR控制阀设置在所述第一流体连接部与所述第二流体连接部之间，所述EGR控制阀被配置成选择性地在具有最高达50％的EGR的低热模式下和具有典型地小于35％的EGR率的操作模式下运行所述涡轮增压器。

技术领域

本披露总体上涉及一种用于内燃发动机的涡轮增压器系统，更具体地涉及排气驱动式涡轮增压器系统。

背景技术

排气再循环(EGR)用来减少NO_x的产生。需要压力差来将气流从发动机的排气驱动到进气道。这种压力差要求可能会对发动机产生不利的泵送回路，要求发动机提供额外的功来驱动EGR流，这导致较低的系统效率。

McHenry等人的美国专利申请公开号2018/0003133A描述了一种发动机进气系统，该发动机进气系统具有设置在轴上的压缩机叶轮。与轴承壳体连接的压缩机罩盖形成压缩机主体，以限定压缩机叶轮在其内旋转的腔室。压缩机主体包括用于接收排气的入口。 EGR流从EGR分配腔经由EGR通道提供至扩散器。然而，为了支持降低温室气体排放，期望更高效率的涡轮增压器。

实用新型内容

根据实施例，一种涡轮增压器包括具有压缩机叶轮的压缩机、设置在壳体内的涡轮机、以及排气再循环(EGR)流动路径。EGR 流动路径包括：第一流体连接部，所述第一流体连接部在所述壳体中并且位于所述涡轮机附近；第二流体连接部，所述第二流体连接部位于所述压缩机叶轮的尾部边缘附近；EGR控制阀，所述EGR控制阀设置在所述第一流体连接部与所述第二流体连接部之间。EGR控制阀被配置成选择性地改变EGR率。在一些实施例中，EGR率基于涡轮增压器的运行模式在0％与50％之间变化。

根据本披露的另一实施例，一种用于涡轮机蜗壳的EGR 控制阀包括密封翻板，所述密封翻板在近端操作性地连接到旋转驱动机构，所述密封翻板具有带有倒圆边缘的密封表面。EGR控制阀进一步包括：所述旋转驱动机构与涡轮机蜗壳开口的倒角边缘之间的竖直偏移；EGR出口管道，所述EGR出口管道被配置成与蜗壳开口配合并且提供EGR流动路径。旋转驱动机构被配置成在第一位置与第二位置之间操作所述密封翻板。在所述第一位置，所述涡轮机蜗壳开口由与所述涡轮机蜗壳开口的倒角边缘配合的所述倒圆边缘密封。在所述第二位置，所述EGR流动路径被提供为从所述涡轮机蜗壳穿过所述涡轮机蜗壳开口到所述EGR出口管道。在中间位置，允许流动到 EGR流动路径和涡轮机排气路径两者。

又一实施例提供了一种组装EGR控制阀的方法。所述方法包括：在涡轮机壳体的蜗壳中提供开口；经由所述开口对所述蜗壳的内部密封表面进行机加工；安装操作性地连接到旋转驱动机构的密封翻板，所述旋转驱动机构设置在所述涡轮机壳体中并且位于与所述开口的落座表面竖直偏移处；以及将EGR管道附接到所述开口。

在另一实施例中，一种涡轮增压器压缩机EGR蜗壳包括： EGR入口，所述EGR入口被配置成接收EGR流；EGR出口，所述 EGR出口设置在提供新鲜空气流的压缩机叶轮的尾部边缘附近；以及线性截面积渐进部，所述线性截面积渐进部围绕所述涡轮增压器压缩机EGR蜗壳、在所述EGR入口与所述EGR出口之间。

当结合附图阅读时，将更容易理解本披露的这些方面和特征以及其他方面和特征。

附图说明

图1描绘了根据本披露的实施例的第一发动机空气系统的系统概览。

图2描绘了根据本披露的实施例的涡轮增压器压缩机的截面视图。

图3A描绘了根据本披露的实施例的第一EGR控制阀的截面视图。