[发明专利]用于内燃机的壳体

说明书

联邦研究申明

本发明根据由能源部授权的协议No.DE-FC26-07NT43271在政府的支持下作出。美国政府在本发明中具有一定的权利。

技术领域

本发明涉及内燃机，尤其地涉及用于内燃机的涡轮增压器壳体。

背景技术

内燃机的发动机控制模块控制供应至发动机的燃烧室的燃料与空气的混合物。在火花塞点燃空气/燃料混合物之后，燃烧发生，并且随后，燃烧气体通过排气阀离开燃烧室。燃烧气体由排气歧管引导至催化转化器或其他排气后处理系统。

涡轮增压器可用于从排气歧管接收废气，以便为发动机提供增强的性能和降低的排放。另外，双涡流技术常常用于进一步提高涡轮增压发动机的性能；尤其地，直列四缸或六缸发动机以及具有“V形”或“平坦”构架的发动机。在以双涡流或双涡轮技术为特征的发动机中，发动机的排气歧管被设计成将气缸分组，因而每组中的气缸的燃烧事件被分开，以使气缸间的排气流干涉最小，从而改善排气脉冲完整性。例如，将气缸分组，以便当每个气缸经历燃烧时提供高脉冲能量的序列，以驱动涡轮叶轮。因此，相对于第二组气缸(实质上点火)实质上不同相的第一组气缸(实质上不点火)不与由第二组气缸点燃的排气脉冲干涉或不使所述排气脉冲降低。因此，双涡流涡轮增压器系统更频繁地将力施加于涡轮叶轮，以改善涡轮性能。另外，利用双涡流技术的发动机由于分离的排气通道的复杂性，可能具有包装和装配限制。附加的部件可用于使双涡流涡轮增压器的工厂装配成为可能，但这些附加部件会增加发动机的整体复杂性、材料和成本。

发明内容

在本发明的一个示例性实施例中，用于内燃机的壳体包括被构造成从内燃机的气缸接收废气流的歧管段和涡轮段，其中涡轮段与歧管段为单一构件。此外，壳体包括：涡室，其在涡轮段内，该涡轮段被构造成将废气流引导至绕涡轮轴线设置的涡轮叶轮；和周向隔膜，其位于涡室内部，以将大致围绕涡轮叶轮套装的两个腔室分开。

在本发明的另一示例性实施例中，内燃机包括：多个气缸，其在气缸盖中；涡轮壳体的第一部分，其联接至气缸盖并与多个气缸流体连通；和涡轮壳体的第二部分，其包括容纳绕涡轮轴线设置的涡轮叶轮的涡室。发动机还包括位于涡室内部的隔膜，以形成第一室与第二室，其中第一室与涡轮叶轮和第一组气缸流体连通，并且第二室与涡轮叶轮和第二组气缸流体连通。

本发明提供以下技术方案：

1.  一种用于内燃机的壳体，所述壳体包括：

歧管段，其被构造成从所述内燃机的气缸接收废气流；

涡轮段，其中所述涡轮段与歧管段构成单一构件；

在所述涡轮段内部的涡室，所述涡轮段被构造成将废气流引导至绕涡轮轴线设置的涡轮叶轮；以及

周向隔膜，其位于所述涡室内，以将大致围绕所述涡轮叶轮叠套的两个室分开。

2.  根据方案1所述的壳体，其中所述歧管段联接至容纳所述气缸的气缸盖。

3.  根据方案1所述的壳体，其中所述周向隔膜在所述涡室中将第一室与第二室分开，其中所述第一室径向地在所述第二室内侧。

4.  根据方案3所述的壳体，其中所述第一室与第一组气缸流体连通，并且所述第二室与第二组气缸流体连通。

5.  根据方案3所述的壳体，其中所述周向隔膜被构造成对于所述涡室的至少一部分防止所述第一室与第二室之间的径向流体连通。

6.  根据方案3所述的壳体，其中所述第二室的至少一部分由所述涡室的外壁和所述周向隔膜限定。

7.  根据方案1所述的壳体，其中所述壳体被构造成与双涡流涡轮增压器一起使用。

8.  根据方案1所述的壳体，其中所述两个室绕所述涡轮轴线大致同心。

9.  一种用于内燃机的壳体，所述壳体包括：

歧管段，其被构造成从所述内燃机的气缸接收废气流；

涡轮段，其中所述涡轮段与歧管段构成单一构件；

在所述涡轮段内的涡室，所述涡轮段被构造成将废气流引导至绕涡轮轴线设置的涡轮叶轮；以及

隔膜，其位于所述涡室内部，以形成与所述涡轮叶轮和第一组气缸流体连通的第一室和与所述涡轮叶轮和第二组气缸流体连通的第二室。

10. 根据方案9所述的壳体，其中所述歧管段联接至容纳所述气缸的气缸盖。

11. 根据方案9所述的壳体，其中所述隔膜包括相对于所述涡轮轴线的大致径向的隔膜。