專利名稱：兩級(jí)增壓的渦輪增壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及乘用車輛的內(nèi)燃機(jī)增壓器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種兩級(jí)增壓的渦輪增壓器。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器可以在內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)不變的情況下提高功率、降低燃油消耗率、縮小內(nèi)燃機(jī)的外形尺寸，高原功率恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，但采用傳統(tǒng)上的單一渦輪增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)存在諸多缺陷不能兼顧發(fā)動(dòng)機(jī)高速和低速的工況，低速扭矩不足、低速和部分負(fù)荷時(shí)經(jīng)濟(jì)性差，起動(dòng)、加速性能差，瞬態(tài)響應(yīng)性遲緩和冒煙嚴(yán)重等，對(duì)于轉(zhuǎn)速和負(fù)荷范圍要求都比較寬廣的車用發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這些缺陷尤為突出，越來越難以滿足市場(chǎng)的需求。為了同時(shí)滿足額定工況點(diǎn)和低速大扭矩點(diǎn)的性能，滿足未來排放法規(guī)的要求，采用兩級(jí)增壓技術(shù)受到越來越高的重視，是渦輪增壓技術(shù)發(fā)展的主要方向，目前所使用的兩級(jí)渦輪增壓器多是采用·一個(gè)小的高壓增壓器和一個(gè)大的低壓增壓器進(jìn)行串聯(lián)，此種結(jié)構(gòu)的兩級(jí)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接管路繁多，占用空間大，這就使得兩級(jí)渦輪增壓器在乘用車輛等發(fā)動(dòng)機(jī)空間狹小的車輛上使用受限；再有就是連接管路繁多，各管路的接口就多，不僅增加了安裝工人的工作強(qiáng)度，且各管路的接口處很容易因連接不好而發(fā)生漏氣的現(xiàn)象，造成的能耗也高，嚴(yán)重的影響了兩級(jí)渦輪增壓器的工作可靠性，進(jìn)而影響了車輛的性能。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了克服上述不足，提供一種兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，該兩級(jí)增壓的渦輪增壓器結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，且密封性能好，工作可靠性高，適于在乘用車輛等發(fā)動(dòng)機(jī)空間狹小的車輛上使用。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，包括連接在一起的高壓增壓器和低壓增壓器，所述高壓增壓器包括高壓壓縮機(jī)和高壓渦輪，所述高壓渦輪外部設(shè)有高壓渦輪殼，所述高壓渦輪殼上設(shè)有高壓渦輪排氣口和用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的高壓渦輪進(jìn)氣口 ；所述低壓增壓器包括低壓壓縮機(jī)和低壓渦輪，所述低壓渦輪外部設(shè)有低壓渦輪殼，所述低壓渦輪殼上設(shè)有低壓渦輪進(jìn)氣口和低壓渦輪排氣口，所述高壓渦輪殼的殼體上設(shè)有連通所述高壓渦輪進(jìn)氣口與所述低壓渦輪進(jìn)氣口的氣體通道，所述氣體通道上安裝有用于控制所述氣體通道內(nèi)氣流的流量控制閥；所述低壓渦輪殼與所述高壓渦輪殼連接為一體，所述低壓渦輪進(jìn)氣口連接所述高壓渦輪排氣口。作為一種改進(jìn)，所述低壓渦輪殼為整體鑄造結(jié)構(gòu)。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述流量控制閥的閥體安裝于所述低壓渦輪殼上且位于所述氣體通道的位置，所述流量控制閥的閥桿穿出所述低壓渦輪殼的殼體并連接閥桿控制單
J Li o本實(shí)用新型的有益效果在于由于高壓渦輪殼的殼體上設(shè)有連通高壓渦輪進(jìn)氣口與低壓渦輪進(jìn)氣口的氣體通道，且氣體通道上安裝有用于控制氣體通道內(nèi)氣體流量的流量控制閥，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速時(shí)，流量控制閥關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流經(jīng)高壓渦輪，驅(qū)動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)高壓壓縮機(jī)工作，從而能在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)提供穩(wěn)定的扭矩和更好的加速性能；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，增壓壓力達(dá)到高壓增壓器的設(shè)定值時(shí)，流量控制閥打開，由于高壓渦輪的阻力作用，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣大部分將通過氣體通道直接進(jìn)入低壓增壓器，驅(qū)動(dòng)低壓渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)低壓壓縮機(jī)工作，只有少部分的氣體流經(jīng)高壓渦輪，驅(qū)動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)高壓壓縮機(jī)工作，此時(shí)高壓增壓器和低壓增壓器同時(shí)工作，既保證了切換的平順性又保證了功率的穩(wěn)定增加，及較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩輸出。這種將原來的高壓增壓器旁通管路直接設(shè)計(jì)于高壓渦輪殼殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)不僅節(jié)省了空間，同時(shí)還避免了因管路間密封不嚴(yán)而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象，提高了兩級(jí)渦輪增壓器運(yùn)行的可靠性。由于將低壓渦輪殼與高壓渦輪殼連接為一體，低壓渦輪進(jìn)氣口與高壓渦輪排氣口連接，高壓渦輪排氣口與低壓渦輪排氣口通過低壓渦輪殼連通，此種結(jié)構(gòu)將原有的高壓渦輪殼與低壓渦輪殼之間的連接管路、以及高壓渦輪的排氣管路都整合到了低壓渦輪殼的殼體內(nèi)，解決了原有兩級(jí)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接管路繁多，占用空間大的問題，還極大的減少了生產(chǎn)工人的工作量，提高了工人的工作效率；同時(shí)由于用整體的殼體代替了原有復(fù)雜的管路，不僅避免了因管路間密封不嚴(yán)而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象，而且還減少了能量的損耗，進(jìn)一步的提升了兩級(jí)渦輪增壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。 綜上所述，本實(shí)用新型不僅解決了乘用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下高扭矩和高轉(zhuǎn)速下功率最大化的矛盾，且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，密封性能好，工作可靠性高，生產(chǎn)安裝簡單方便，在乘用車輛等發(fā)動(dòng)機(jī)空間狹小的車輛上具有很高的使用價(jià)值。

圖I是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型低壓渦輪殼與高壓渦輪殼的連接示意圖；圖3是圖2的A-A線剖視圖；圖4是本實(shí)用新型的低壓渦輪殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的俯視圖；圖6是本實(shí)用新型高壓渦輪殼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、高壓增壓器，10、高壓壓縮機(jī)，11、高壓渦輪殼，110、高壓渦輪進(jìn)氣口，111、高壓渦輪排氣口，112、氣體通道，2、低壓增壓器，20、低壓壓縮機(jī)，21、低壓渦輪殼，210、低壓渦輪進(jìn)氣口，211、低壓渦輪排氣口，212、進(jìn)氣管道腔，3、流量控制閥，30、閥體，31、閥桿，32、閥桿控制單元。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6共同所示，一種兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，包括連接在一起的高壓增壓器I和低壓增壓器2，高壓增壓器I包括高壓壓縮機(jī)10和高壓渦輪，高壓渦輪外部設(shè)有高壓渦輪殼11，高壓渦輪殼11上設(shè)有高壓渦輪排氣口 111和用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的高壓渦輪進(jìn)氣口 110 ;低壓增壓器2包括低壓壓縮機(jī)20和低壓渦輪，低壓渦輪外部設(shè)有低壓渦輪殼21，低壓渦輪殼21上設(shè)有低壓渦輪進(jìn)氣口 210和低壓渦輪排氣口 211，高壓渦輪殼11的殼體上設(shè)有連通高壓渦輪進(jìn)氣口 110與低壓渦輪進(jìn)氣口 210的氣體通道112，氣體通道112上安裝有用于控制所述氣體通道112內(nèi)氣流的流量控制閥3 ;低壓渦輪殼21與高壓渦輪殼11連接為一體，所述低壓渦輪進(jìn)氣口 210連接高壓渦輪排氣口111。由于高壓渦輪殼11的殼體上設(shè)有連通高壓渦輪進(jìn)氣口 110與低壓渦輪進(jìn)氣口 210的氣體通道112，且氣體通道112上安裝有用于控制氣體通道112內(nèi)氣體流量的流量控制閥3，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速時(shí)，流量控制閥3關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流經(jīng)高壓渦輪，驅(qū)動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)高壓壓縮機(jī)10工作，從而能在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)提供穩(wěn)定的扭矩和更好的加速性能；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，增壓壓力達(dá)到高壓增壓器I的設(shè)定值時(shí)，流量控制閥3打開，由于高壓渦輪的阻力作用，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣大部分將通過氣體通道112直接進(jìn)入低壓增壓器2，驅(qū)動(dòng)低壓渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)低壓壓縮機(jī)20工作，只有少部分的氣體流經(jīng)高壓渦輪，驅(qū)動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)高壓壓縮機(jī)10工作，此時(shí)高壓增壓器I和低壓增壓器2同時(shí)工作，既保證了切換的平順性又保證了功率的穩(wěn)定增加，及較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩輸出。這種將原來的高壓增壓器旁通管路直接設(shè)于高壓渦輪殼殼體內(nèi)的結(jié)構(gòu)不僅節(jié)省了空間，同時(shí)還避免了因管路間密封不嚴(yán)而產(chǎn)生漏氣的現(xiàn)象，提高了兩級(jí)渦輪增壓器運(yùn)行的可靠性。由于將低壓渦輪殼21與高壓渦輪殼11連接為一體，低壓渦輪進(jìn)氣口 210與高壓渦輪排氣口111相連接，高壓渦輪排氣口 111與低壓渦輪排氣口 211通過低壓渦輪殼21連通，此種結(jié)構(gòu) 將原有的高壓渦輪殼與低壓渦輪殼之間的連接管路、以及高壓渦輪的排氣管路都整合到了低壓渦輪殼21的殼體內(nèi)，解決了原有兩級(jí)渦輪增壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接管路繁多，占用空間大的問題，還極大的減少了生產(chǎn)工人的工作量，提高了工人的工作效率；同時(shí)由于用整體的殼體代替了原有復(fù)雜的管路，不僅避免了因管路間密封不嚴(yán)而產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象，而且還減少了能量的損耗，進(jìn)一步的提升了兩級(jí)渦輪增壓器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。如圖2、圖3、圖4和圖5共同所示，低壓渦輪殼為整體鑄造結(jié)構(gòu)。低壓渦輪殼21內(nèi)設(shè)有相連通的低壓渦輪腔和進(jìn)氣管道腔212，低壓渦輪排氣口 211設(shè)于低壓渦輪腔的一偵牝低壓渦輪進(jìn)氣口 210設(shè)于進(jìn)氣管道腔212的端部，進(jìn)氣管道腔212部位的低壓渦輪殼21的殼體結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)的空間相適應(yīng)，該部位的長度和彎曲弧度可以根據(jù)不同車型的發(fā)動(dòng)機(jī)的空間進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)流量控制閥3關(guān)閉時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣從高壓渦輪進(jìn)氣口 110進(jìn)入，流經(jīng)高壓渦輪，驅(qū)動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)后，經(jīng)高壓渦輪排氣口 111、低壓渦輪進(jìn)氣口 210進(jìn)入到低壓渦輪殼21的進(jìn)氣管道腔212內(nèi)，流經(jīng)進(jìn)氣管道腔212后進(jìn)入低壓渦輪腔，最后經(jīng)低壓渦輪排氣口 211排出；當(dāng)流量控制閥3打開時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣從高壓渦輪進(jìn)氣口 110進(jìn)入，由于高壓渦輪的阻力作用，使得大部分氣體通過氣體通道112、低壓渦輪進(jìn)氣口 210進(jìn)入低壓渦輪殼21的進(jìn)氣管道腔212內(nèi)，流經(jīng)進(jìn)氣管道腔212后進(jìn)入低壓渦輪腔，驅(qū)動(dòng)低壓渦輪旋轉(zhuǎn)后，經(jīng)低壓渦輪排氣口 211排出，只有少部分氣體經(jīng)過高壓渦輪，驅(qū)動(dòng)高壓渦輪旋轉(zhuǎn)后經(jīng)高壓渦輪排氣口 111、低壓渦輪進(jìn)氣口 210進(jìn)入到低壓渦輪殼21的進(jìn)氣管道腔212內(nèi)，流經(jīng)進(jìn)氣管道腔212后進(jìn)入低壓渦輪腔，最后經(jīng)低壓渦輪排氣口 211排出。如圖3和圖4共同所示，流量控制閥3的閥體30安裝于低壓渦輪殼2上且位于高壓渦輪進(jìn)氣口 110與低壓渦輪進(jìn)氣口 210連通的氣體通道112處，流量控制閥3的閥桿31穿出低壓渦輪殼21的殼體并連接閥桿控制單元32，閥桿控制單元32可以用氣動(dòng)或電動(dòng)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，因流量控制閥3不是本實(shí)用新型的發(fā)明要點(diǎn)，故在此不再詳述。[0020]本實(shí)用新型的工作原理本實(shí)用新型所述的兩級(jí)渦輪增壓器是由一個(gè)小的高壓增壓器I和一個(gè)大的低壓增壓器2串聯(lián)而成。在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速工作的情況下，位于氣體通道112端部的流量控制閥3關(guān)閉，高壓增壓器I與發(fā)動(dòng)機(jī)同步工作，從而能在發(fā)動(dòng)機(jī)低速狀態(tài)下提供穩(wěn)定的扭矩和更好的加速性能；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，當(dāng)增壓壓力達(dá)到高壓增壓器I的設(shè)定值時(shí)，位于氣體通道112端部的流量控制閥3打開，低壓增壓器2開始參與工作，此時(shí)小的高壓增壓器I和大的低壓增壓器2同時(shí)工作，既保證了切換的平順性又能保證功率穩(wěn)定增加，及較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的高扭矩輸出。不僅解決了乘用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下高扭矩和高轉(zhuǎn)速下功率最大化的矛盾，并通過對(duì)低油耗區(qū)的覆蓋區(qū)間進(jìn)行調(diào)整，改善了燃油經(jīng)濟(jì)性，排放性能得到了優(yōu)化，且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，密封性能好，工作可靠性高，生產(chǎn)安 裝簡單方便，在乘用車輛等發(fā)動(dòng)機(jī)空間狹小的車輛上具有很高的使用價(jià)值。本實(shí)用新型不局限于上述具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員從上述構(gòu)思出發(fā)，不經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)，所作出的種種變換，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，包括連接在一起的高壓增壓器和低壓增壓器，所述高壓增壓器包括高壓壓縮機(jī)和高壓渦輪，所述高壓渦輪外部設(shè)有高壓渦輪殼，所述高壓渦輪殼上設(shè)有高壓渦輪排氣口和用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管的高壓渦輪進(jìn)氣口 ；所述低壓增壓器包括低壓壓縮機(jī)和低壓渦輪，所述低壓渦輪外部設(shè)有低壓渦輪殼，所述低壓渦輪殼上設(shè)有低壓渦輪進(jìn)氣口和低壓渦輪排氣口，其特征在于所述高壓渦輪殼的殼體上設(shè)有連通所述高壓渦輪進(jìn)氣口與所述低壓渦輪進(jìn)氣口的氣體通道，所述氣體通道上安裝有用于控制所述氣體通道內(nèi)氣流的流量控制閥；所述低壓渦輪殼與所述高壓渦輪殼連接為一體，所述低壓渦輪進(jìn)氣口連接所述高壓渦輪排氣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，其特征在于所述低壓渦輪殼為整體鑄造結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，其特征在于所述流量控制閥的閥體安裝于所述低壓渦輪殼上且位于所述氣體通道的位置，所述流量控制閥的閥桿穿出所述低壓渦輪殼的殼體并連接閥桿控制單元。
專利摘要一種兩級(jí)增壓的渦輪增壓器，涉及乘用車輛的內(nèi)燃機(jī)增壓器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括連接在一起的高壓增壓器和低壓增壓器，高壓渦輪殼的殼體上設(shè)有連通高壓渦輪進(jìn)氣口與低壓渦輪進(jìn)氣口的氣體通道，所述氣體通道上安裝有用于控制所述氣體通道內(nèi)氣流的流量控制閥；所述低壓渦輪殼與所述高壓渦輪殼連接為一體，所述低壓渦輪進(jìn)氣口連接所述高壓渦輪排氣口。本實(shí)用新型不僅解決了乘用車輛發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下高扭矩和高轉(zhuǎn)速下功率最大化的矛盾，且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，密封性能好，工作可可靠性高，生產(chǎn)安裝簡單方便，在乘用車輛等發(fā)動(dòng)機(jī)空間狹小的車輛上具有很高的使用價(jià)值。
文檔編號(hào)F02B37/007GK202510216SQ20122014314
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月7日
發(fā)明者付冠軍, 付同軍, 劉恩來, 劉風(fēng)虎, 盧艷, 宮建民, 徐作森, 李毅, 王新明, 王新江, 管恩虎, 鄧海明 申請(qǐng)人:濰坊富源增壓器有限公司