專利名稱：排氣渦輪增壓器的制作方法
排氣渦輪增壓器本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的一種排氣渦輪增壓器。DelO 2009 000 214Al披露了這樣的一種排氣渦輪增壓器。這種排氣渦輪增壓器的渦輪機(jī)通過一個(gè)總的排氣管線而連接到排氣歧管，該排氣歧管被并入在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋中，該排氣渦輪增壓器連接到該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，在這種設(shè)計(jì)中，主要問題是由高排氣流速引起的熱的性質(zhì)，使得熱排氣與攜帶氣體的這些管線(或者更確切地說是這些管線的壁)之間的熱傳導(dǎo)很高。如果使用一種冷卻式渦輪機(jī)殼體的話，并且特別是如果這個(gè)渦輪機(jī)殼體是由鋁構(gòu)成的，這樣相應(yīng)地導(dǎo)致返回到冷卻劑的熱增加。因此，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造在權(quán)利要求1的前序部分所指明類型的一種排氣渦輪增壓器，這種排氣渦輪增壓器將協(xié)助提供熱絕緣措施。這一目的是通過權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)的。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于根據(jù)本發(fā)明排氣歧管整體地連接到渦輪機(jī)殼體的進(jìn)氣連接上，根據(jù)本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)第一步是把排氣歧管轉(zhuǎn)移到渦輪機(jī)殼體側(cè)。這種安排還可以被限定說成進(jìn)氣連接被實(shí)施為排氣歧管，與每個(gè)汽缸具有一個(gè)排氣端口的已知排氣歧管相比，該排氣歧管包括一個(gè)單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置，在組裝好的狀態(tài)下，該單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置使之有可能覆蓋汽缸蓋的所有排氣端口。根據(jù)本發(fā)明，還有可能將該排氣歧管細(xì)分成兩個(gè)區(qū)域，這兩個(gè)區(qū)域首先位于渦輪機(jī)殼體側(cè)上并且其次位于在汽缸蓋側(cè)上。在這個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的各汽缸的排氣端口展開成該汽缸蓋的聯(lián)合端口，該聯(lián)合端口的形狀和尺寸對(duì)應(yīng)于渦輪機(jī)殼體側(cè)上的排氣進(jìn)氣裝置，從而該排氣歧管實(shí)質(zhì)上被分配在渦輪機(jī)殼體與汽缸蓋之間。然而這僅僅是一個(gè)替代方案，尤其在熱絕緣措施在氣缸蓋側(cè)上也是可取的或必需時(shí)，這是有意義的。這些從屬權(quán)利要求包含本發(fā)明的多個(gè)有利改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明，有可能使該渦輪增壓器的排氣歧管配備有一個(gè)分離的、封閉式水回路或者配備有一個(gè)開放式水回路，該開放式水回路在汽缸蓋上裝配好的狀態(tài)下被連接到該汽缸蓋的水回路。此外，該排氣歧管包括覆蓋所有排氣端口的單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置的這一事實(shí)使之易于將多個(gè)熱絕緣插入排氣歧管中。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，這樣的一個(gè)熱絕緣包括兩個(gè)殼，這兩個(gè)殼可以插入該排氣歧管中以及其排氣進(jìn)氣裝置之中并且在最終組裝好的狀態(tài)下這兩個(gè)殼使渦輪機(jī)殼體的整個(gè)進(jìn)氣區(qū)域絕緣。上述的這些設(shè)計(jì)可以既用于單級(jí)排氣渦輪增壓器安排又用于多級(jí)排氣渦輪增壓器安排。帶有其整體式排氣歧管的渦輪機(jī)殼體優(yōu)選被實(shí)施為鑄鋁或鑄鋼殼體。本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征將從以下參照附圖的多個(gè)示例性實(shí)施方案的說明變得清楚，在附圖中:

圖1A至圖1D示出了根據(jù)本發(fā)明的排氣渦輪增壓器的一個(gè)第一實(shí)施例，
圖2A至圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的一個(gè)第二實(shí)施例，圖3A至圖3D示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的一個(gè)第三實(shí)施例，圖4A至圖4D示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的一個(gè)第四實(shí)施例，圖5A至圖示出了根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的一個(gè)第五實(shí)施例，并且圖6A至圖6C示出了對(duì)一個(gè)帶有絕緣的歧管模塊的表示，在該實(shí)例的情況下，該歧管模塊具有凸緣連接式催化轉(zhuǎn)化器但不具有排氣渦輪增壓器。圖1A至圖1D示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)渦輪增壓器I的總體視圖。渦輪增壓器包括一個(gè)渦輪機(jī)殼體2，該渦輪機(jī)殼體具有一個(gè)在這些圖中未進(jìn)一步表示的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。該排氣渦輪增壓器I自然還包括渦輪增壓器的所有其他常規(guī)部件，如，在壓縮機(jī)殼體中的一個(gè)壓縮機(jī)葉輪以及用于支撐連接壓縮機(jī)葉輪與渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸的一個(gè)軸承殼體。然而，未表示這些部件，這是由于對(duì)于說明本發(fā)明而言它們不是必要的。渦輪機(jī)殼體2配備有一個(gè)進(jìn)氣連接3，該進(jìn)氣連接整體地連接到一個(gè)排氣歧管4。特別是如從圖1A和圖1D可見，排氣歧管4包括一個(gè)單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置10，該單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置聯(lián)合這些傳送的排氣并將它們引導(dǎo)進(jìn)入進(jìn)氣連接3中并且因此進(jìn)入渦輪機(jī)殼體2中。因此這個(gè)單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置10是一個(gè)端口，該端口在排氣歧管4的整個(gè)寬度B (見圖1C)上延伸。因此，在一個(gè)汽缸蓋7上組裝好的狀態(tài)下(還從圖1A和圖1B可見)這個(gè)排氣進(jìn)氣裝置10能夠覆蓋該汽缸蓋的所有排氣端口并且因此能夠聯(lián)合流動(dòng)離開該汽缸蓋的這些排氣并將它們供應(yīng)至渦輪機(jī)殼體2的渦輪機(jī)。在根據(jù)圖1A至圖1D的實(shí)施例中，該汽缸蓋配備有一個(gè)排氣出口 11，該排氣出口同樣由一個(gè)單個(gè)端口構(gòu)成，該排氣出口已允許來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(在這些圖中未進(jìn)一步表示)的排氣端口 12至15的排氣的聯(lián)合。如最初說明的，尤其是當(dāng)氣缸蓋中采取熱絕緣措施(例如像，插入多個(gè)絕緣殼)時(shí)，這個(gè)實(shí)施例是有利的。汽缸蓋7中的這種聯(lián)合實(shí)質(zhì)上意味著該排氣歧管被分成兩個(gè)部分。然而，如最初已經(jīng)說明的，根據(jù)本發(fā)明這不是絕對(duì)必需的。因此，還有可能使汽缸蓋7照常配備有通常與汽缸數(shù)目相等的多個(gè)的單獨(dú)的排氣端口，在渦輪機(jī)殼體組裝好的狀態(tài)下，這些排氣端口被單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置10覆蓋，從而在此情況下這些排氣在排氣渦輪增壓器側(cè)面上或者在排氣歧管4的側(cè)面上完全聯(lián)合，該排氣歧管整體地連接到該渦輪機(jī)殼體2。圖1A至圖1D進(jìn)一步展示了一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例在排氣歧管4中具有一個(gè)分離的水回路5，該分離的水回路未連接到汽缸蓋7的水回路8。這種安排在技術(shù)術(shù)語中還稱作“上平面封閉式(closed deck)”設(shè)計(jì)。圖2A至圖2D表示了根據(jù)本發(fā)明的排氣渦輪增壓器I的一個(gè)第二實(shí)施例。在構(gòu)造和功能上對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖1的實(shí)施例中配件的所有配件都配備有相同的參考號(hào)。根據(jù)圖2A至圖2D的實(shí)施例與圖1A至圖1D中的實(shí)施例的不同之處在于:一個(gè)開放式水回路6安排在排氣歧管4中，如具體從圖2A和圖2D中可見，當(dāng)在汽缸蓋7上組裝好的狀態(tài)下該開放式水回路連接到該汽缸蓋7的水回路8。圖3A至圖3D表示了根據(jù)本發(fā)明的排氣渦輪增壓器I的一個(gè)第三實(shí)施例。再一次，在構(gòu)造和功能上對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例的所有配件都配備有相同的參考號(hào)。然而，在圖3A至圖3D所表示的實(shí)施例中，提供了一個(gè)熱絕緣9,在所表示的實(shí)施例中該熱絕緣由兩個(gè)半殼9A和9B構(gòu)成。特別是如從圖3A和圖3B可見，這個(gè)熱量絕緣或熱絕緣9在組裝好的狀態(tài)下覆蓋了排氣進(jìn)氣裝置10的整個(gè)內(nèi)部表面以及汽缸蓋7的排氣出口 11的整個(gè)內(nèi)部表面，用于此的設(shè)施導(dǎo)致這樣一個(gè)事實(shí)，即排氣出口 11以及排氣進(jìn)氣裝置10延伸為在這些并排安排的出口端口 12至15的整個(gè)寬度上的一個(gè)單個(gè)端口。如果汽缸蓋7具有常規(guī)設(shè)計(jì)，也就是說該汽缸蓋配備有多個(gè)并肩安排的、單獨(dú)的排氣出口，熱絕緣9可以僅在排氣歧管4的排氣進(jìn)氣裝置10的區(qū)域內(nèi)延伸。如從圖3A和圖3B中的表示可見，該第三實(shí)施例再次由稱作“上平面封閉式”的設(shè)計(jì)構(gòu)成。就冷卻劑管道輸送而言，根據(jù)圖4A至圖4D的第四實(shí)施例對(duì)應(yīng)于圖2A至圖2D中的實(shí)施例，在該實(shí)施例中提供了一個(gè)開放式水回路6，該開放式水回路在組裝好的狀態(tài)下(見圖4A和圖4B)連接到汽缸蓋7的水回路8。這種設(shè)計(jì)稱作“上平面開放式(open deck)”設(shè)計(jì)。該熱絕緣9的安排和構(gòu)造對(duì)應(yīng)于第三實(shí)施例，從而相對(duì)于這個(gè)熱絕緣并且相對(duì)于所有其他部件，可以參考上述實(shí)施例的說明。圖5A至圖表示了根據(jù)本發(fā)明的渦輪增壓器的一個(gè)第五實(shí)施例，在此情況下一個(gè)兩級(jí)渦輪增壓器安排I’具有兩個(gè)渦輪機(jī)以及渦輪機(jī)殼體2和2’。除此以外，這個(gè)兩級(jí)渦輪增壓器安排的構(gòu)造對(duì)應(yīng)于根據(jù)圖3A至圖3D的渦輪增壓器安排，從而相對(duì)于所有其他部件，以其全部來參考這個(gè)說明。在本發(fā)明(特別是根據(jù)本發(fā)明的排氣渦輪增壓器的實(shí)施例)中排氣歧管4的排氣進(jìn)氣裝置10和汽缸蓋7的排氣出口 11形成了用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸的所有排氣出口端口的一個(gè)單個(gè)聯(lián)合的端口，本發(fā)明也可以被定義成渦輪增壓器/發(fā)動(dòng)機(jī)安排，在這種渦輪增壓器/發(fā)動(dòng)機(jī)安排中排氣歧管4整體地連接到渦輪機(jī)殼體，但是聯(lián)合的排氣端口以排氣進(jìn)氣裝置10與排氣出口 11的形式被分配在兩個(gè)上述構(gòu)成端口之間。根據(jù)圖5A至圖的實(shí)施例可以配備有一個(gè)高壓渦輪機(jī)旁通閥，然而，該高壓旁通閥并未在圖5A至圖中表示。這個(gè)高壓旁通閥優(yōu)選是被并入排氣歧管中并且由此被冷卻。應(yīng)進(jìn)一步提及的是在排氣渦輪增壓器側(cè)上的排氣歧管半部可以配備有多個(gè)冷卻鰭片。此外，在汽缸蓋側(cè)上的排氣歧管半部也可以配備有這類冷卻鰭片。圖6A至圖6C表示了一個(gè)歧管模塊16，該歧管模塊同樣包括一個(gè)連續(xù)的排氣進(jìn)氣端口 10，該排氣進(jìn)氣端口在汽缸蓋7上組裝好的狀態(tài)下覆蓋了該汽缸蓋7的所有排氣出口端口。在圖6A至圖6C所表示的實(shí)施例中，汽缸蓋7包括一個(gè)連續(xù)的排氣收集端口 11來用于所有排氣出口端口，從而有可能再次論及被分配在排氣歧管與汽缸蓋7之間的一種歧管模塊設(shè)計(jì)。因此，可以將一個(gè)絕緣9的半殼9A和9B均插入排氣歧管16中并且插入汽缸蓋7中，這從圖6B和圖6C中詳細(xì)可見。這些半殼9A和9B可以優(yōu)選具有相同的設(shè)計(jì)。當(dāng)不需要排氣渦輪增壓器時(shí)，可使用歧管模塊16的這個(gè)實(shí)施例。在此情況下，一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器17可以凸緣連接到該歧管模塊16，例如通過一個(gè)管道段18的方式。除本發(fā)明的書面披露外，特此明確地參考在這些圖中的圖解表示。參考號(hào)清單1，1’ 排氣渦輪增壓器2 渦輪機(jī)殼體
3進(jìn)氣連接4排氣歧管5,6 水回路7汽缸蓋8水回路9熱絕緣9A, B 熱絕緣的半殼10排氣進(jìn)氣裝置11汽缸蓋 7的排氣出口12-15 內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣端口16排氣歧管17排氣催化轉(zhuǎn)化器18管道段B排氣進(jìn)氣裝置10的或排氣出口 11的寬度
權(quán)利要求
1.一種排氣渦輪增壓器(1)，具有一個(gè)渦輪機(jī)殼體(2)，該渦輪機(jī)殼體包括一個(gè)進(jìn)氣連接(3)，其特征在于，該進(jìn)氣連接(3)整體地連接到一個(gè)排氣歧管(4)，該排氣歧管包括一個(gè)單個(gè)排氣進(jìn)氣裝置(10)。
2.如權(quán)利要求1所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于該排氣歧管(4)配備有一個(gè)分離的、封閉式水回路(5)。
3.如權(quán)利要求1所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于該排氣歧管配備有一個(gè)開放式水回路(6)，該開放式水回路在內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋(7)上裝配好的狀態(tài)下可連接到該汽缸蓋(7)的水回路(8)。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于一個(gè)熱絕緣(9)插入該排氣歧管(4)之中。
5.如權(quán)利要求4所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于該熱絕緣(9)包括兩個(gè)半殼(9A，9B)。
6.如權(quán)利要求1到5之一所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于該排氣渦輪增壓器被實(shí)施為一種兩級(jí)排氣渦輪增壓器安排(I’)。
7.如權(quán)利要求1至6之一所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于該渦輪機(jī)殼體(2，2’)的材料、該進(jìn)氣連接(3)的材料以及該排氣歧管(4)的材料是鋁或鋼。
8.如權(quán)利要求1至7所述的排氣渦輪增壓器，其特征在于該渦輪機(jī)殼體(2)被實(shí)施為一個(gè)鑄造殼體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種排氣渦輪增壓器(1)，該排氣渦輪增壓器具有一個(gè)渦輪機(jī)殼體(2)，該渦輪機(jī)殼體包括一個(gè)進(jìn)氣連接(3)，該進(jìn)氣連接(3)整體地連接到一個(gè)排氣歧管(4)，該排氣歧管包括一個(gè)單個(gè)的排氣進(jìn)氣裝置(10)。
文檔編號(hào)F02B37/00GK103140656SQ201180048008
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者V·喬爾格, T·科納, M·貝克爾 申請(qǐng)人:博格華納公司