具有進(jìn)氣旁路裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有用于使由壓縮機(jī)壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分繞開發(fā)動(dòng)機(jī)主體，并向排氣渦輪機(jī)的上游導(dǎo)流的進(jìn)氣旁路裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的技術(shù)，已知一種通過(guò)渦輪增壓器壓縮進(jìn)氣，向發(fā)動(dòng)機(jī)供給該壓縮進(jìn)氣的方法(增壓)，在汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)等中被廣泛應(yīng)用。特別是近年來(lái)，以加強(qiáng)排氣/燃料消耗的限制為背景，在低輸出域至高輸出域的廣泛的運(yùn)行區(qū)域中進(jìn)行增壓。
[0003]另一方面，渦輪增壓器由于其運(yùn)行狀態(tài)，有時(shí)會(huì)發(fā)生過(guò)渡性喘振。渦輪增壓器中發(fā)生喘振，可能會(huì)造成葉輪等設(shè)備類的破損，因而需要極力預(yù)防。因此，正在尋求一種能夠避免發(fā)生喘振，且盡量擴(kuò)大壓縮機(jī)工作范圍的技術(shù)。
[0004]作為避免發(fā)生喘振且擴(kuò)大壓縮機(jī)工作范圍的技術(shù)，例如專利文獻(xiàn)1所示，已知一種使由壓縮機(jī)壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分繞開發(fā)動(dòng)機(jī)主體，并向排氣渦輪機(jī)的上游導(dǎo)流的進(jìn)氣旁路裝置。
[0005]該專利文獻(xiàn)1的進(jìn)氣旁路裝置具有:連接進(jìn)氣通路的壓縮機(jī)下游與排氣通路的排氣渦輪機(jī)上游的旁路通路、設(shè)置于該旁路通路的流量調(diào)節(jié)閥?？刂圃摿髁空{(diào)節(jié)閥，使之在壓縮機(jī)的工作點(diǎn)進(jìn)入喘振區(qū)域附近時(shí)增大閥開度。如果流量調(diào)節(jié)閥的閥開度增大，則經(jīng)由旁路通路向排氣渦輪機(jī)的上游導(dǎo)流的壓縮進(jìn)氣的流量增加。由此，渦輪機(jī)輸出增大，壓縮機(jī)的工作流量增大，從而能夠防止喘振。
[0006]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2000-64844號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]然而，在上述專利文獻(xiàn)1的進(jìn)氣旁路裝置中，相對(duì)低溫的壓縮進(jìn)氣與從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的高溫排氣匯合，通過(guò)匯合該壓縮空氣后的排氣來(lái)驅(qū)動(dòng)排氣渦輪機(jī)。因此，存在驅(qū)動(dòng)排氣渦輪機(jī)的排氣能量降低、排氣渦輪機(jī)輸出不足的問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明的至少一實(shí)施方式是鑒于上述現(xiàn)有問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種具有能夠擴(kuò)大壓縮機(jī)工作范圍，且不會(huì)導(dǎo)致排氣渦輪機(jī)輸出不足的進(jìn)氣旁路裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。
[0010]用于解決技術(shù)課題的技術(shù)方案
[0011]本發(fā)明的至少一實(shí)施方式為一種具有進(jìn)氣旁路裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)；
[0012]所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)具有:
[0013]發(fā)動(dòng)機(jī)主體；
[0014]用于向所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體供給進(jìn)氣的進(jìn)氣通路；
[0015]用于使從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體排出的排氣流通的排氣通路；
[0016]渦輪增壓器，其由排氣渦輪機(jī)、壓縮機(jī)構(gòu)成，該排氣渦輪機(jī)利用從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體排出的排氣的能量驅(qū)動(dòng)，并配置在所述排氣通路上，該壓縮機(jī)與該排氣渦輪機(jī)同軸驅(qū)動(dòng)，并配置在所述進(jìn)氣通路上；
[0017]用于使利用所述壓縮機(jī)壓縮的壓縮進(jìn)氣的一部分繞開所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體，并向所述排氣渦輪機(jī)的上游導(dǎo)流的進(jìn)氣旁路裝置，
[0018]所述進(jìn)氣旁路裝置包括:
[0019]將所述進(jìn)氣通路中的所述壓縮機(jī)的下游與所述排氣通路中的所述排氣渦輪機(jī)的上游連接起來(lái)的旁路通路；
[0020]控制所述旁路通路中的所述壓縮進(jìn)氣的流通，并配置在所述旁路通路上的旁通閥；
[0021]用于對(duì)在所述旁路通路中流通的所述壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)。
[0022]通過(guò)具有上述進(jìn)氣旁路裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)氣旁路裝置具有用于對(duì)在旁路通路內(nèi)流通的壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，形成為能夠?qū)⒈患訜岬膲嚎s進(jìn)氣向排氣渦輪機(jī)的上游導(dǎo)流的結(jié)構(gòu)。因此，能夠防止驅(qū)動(dòng)排氣渦輪機(jī)的排氣能量下降，防止排氣渦輪機(jī)輸出不足。
[0023]在一些實(shí)施方式中，所述加熱機(jī)構(gòu)構(gòu)成為將從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體排出的排氣用作對(duì)在所述旁路通路中流通的所述壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱的熱源。
[0024]通過(guò)上述實(shí)施方式，不需要另外設(shè)置加熱機(jī)構(gòu)等熱源，通過(guò)有效利用從發(fā)動(dòng)機(jī)主體排出的排氣的熱能，能夠?qū)υ谂月吠穬?nèi)流通的壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱。
[0025]在一些實(shí)施方式中，在所述旁路通路的一部分區(qū)間內(nèi)，通過(guò)使所述排氣渦輪機(jī)的渦輪機(jī)殼體形成所述旁路通路的內(nèi)壁面的至少一部分而構(gòu)成所述加熱機(jī)構(gòu)。
[0026]根據(jù)上述實(shí)施方式，通過(guò)在渦輪機(jī)殼體內(nèi)流通的排氣熱能，能夠?qū)υ谂月吠穬?nèi)流通的壓縮進(jìn)氣加熱。而且，因?yàn)槟軌蛲ㄟ^(guò)在旁路通路內(nèi)流通的壓縮進(jìn)氣來(lái)冷卻渦輪機(jī)殼體，所以，渦輪機(jī)殼體可以不使用昂貴的耐熱材料，能夠試圖降低成本。
[0027]在上述實(shí)施方式中，所述渦輪機(jī)殼體的至少一部分形成為由金屬板制的內(nèi)側(cè)殼體、覆蓋該內(nèi)側(cè)殼體的金屬板制的外側(cè)殼體構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)，由所述內(nèi)側(cè)殼體與所述外側(cè)殼體劃分的空間形成所述旁路通路的一部分區(qū)間。
[0028]通過(guò)上述實(shí)施方式，將由內(nèi)側(cè)殼體與外側(cè)殼體劃分的空間作為上述實(shí)施方式的旁路通路的一部分區(qū)間，通過(guò)在該空間內(nèi)流通壓縮進(jìn)氣，能夠有效地進(jìn)行壓縮進(jìn)氣的加熱與禍輪機(jī)殼體的冷卻。
[0029]在一些實(shí)施方式中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)還具有用于凈化從所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體排出的排氣的排氣凈化裝置，該排氣凈化裝置配置在所述排氣通路的所述排氣渦輪機(jī)的下游。而且，在所述旁路通路的一部分區(qū)間內(nèi)，通過(guò)使所述排氣凈化裝置下游的所述排氣通路形成所述旁路通路的內(nèi)壁面的至少一部分而構(gòu)成所述加熱機(jī)構(gòu)。
[0030]根據(jù)上述實(shí)施方式，通過(guò)在排氣通路內(nèi)流通的排氣的熱能，能夠?qū)υ谂月吠穬?nèi)流通的壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱。而且，因?yàn)轵?qū)動(dòng)排氣渦輪機(jī)，并且回收通過(guò)排氣凈化裝置并加熱催化劑后的排氣的剩余熱能，所以，不會(huì)影響排氣渦輪機(jī)的輸出及排氣凈化裝置的凈化性能，能夠?qū)嚎s進(jìn)氣進(jìn)行加熱。
[0031]在上述實(shí)施方式中，所述排氣凈化裝置下游側(cè)的所述排氣通路的至少一部分形成為由在內(nèi)側(cè)流通排氣的內(nèi)側(cè)排氣管、覆蓋該內(nèi)側(cè)排氣管的外側(cè)排氣管構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)。而且，由所述內(nèi)側(cè)排氣管與所述外側(cè)排氣管劃分的空間形成所述旁路通路的一部分區(qū)間。
[0032]通過(guò)上述實(shí)施方式，將由內(nèi)側(cè)排氣管與外側(cè)排氣管劃分的空間作為上述實(shí)施方式的旁路通路的一部分區(qū)間，通過(guò)在該空間內(nèi)流通壓縮進(jìn)氣，能夠有效地對(duì)壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱。
[0033]在一些實(shí)施方式中，在所述旁路通路的一部分區(qū)間內(nèi)，通過(guò)使將所述發(fā)動(dòng)機(jī)主體與所述排氣通路連接起來(lái)的排氣歧管形成所述旁路通路的內(nèi)壁面的至少一部分而構(gòu)成所述加熱機(jī)構(gòu)。
[0034]通過(guò)上述實(shí)施方式，通過(guò)在排氣歧管內(nèi)流通的排氣的熱能，能夠?qū)υ谂月吠穬?nèi)流通的壓縮進(jìn)氣進(jìn)行加熱。而且，通過(guò)與在排氣歧管內(nèi)流通的高溫排氣進(jìn)行熱交換，排氣歧管及排氣歧管下游的排氣通路等可以不使用昂貴的耐熱材料，能夠試圖降低成本。
[0035]在上述實(shí)施方式中，所述排氣歧管的至少一部分形成為由在內(nèi)側(cè)流通排氣的內(nèi)側(cè)排氣歧管、覆蓋該內(nèi)側(cè)排氣歧管的外側(cè)排氣歧管構(gòu)成的雙層結(jié)構(gòu)。而且，由所述內(nèi)側(cè)排氣歧管與所述外側(cè)排氣歧管劃分的空間形成所述旁路通路的一部分區(qū)間。
[0036]通過(guò)上述實(shí)施方式，將由內(nèi)側(cè)排氣歧管與外側(cè)排氣歧管劃分的空間作為上述實(shí)施方式的旁路通路的一部分區(qū)間，通過(guò)在該空間流通壓縮進(jìn)氣，能夠有效地進(jìn)行壓縮進(jìn)氣的加熱與排氣歧