[发明专利]涡轮泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于车辆发动机的涡轮泵，并且特别地涉及一种包括涡轮增压器的排气驱动涡轮泵。本发明的各方面涉及泵、组件、系统、发动机以及车辆。

背景技术

用于车辆发动机的排气驱动涡轮增压器是众所周知的。通过废气驱动的涡轮增压器的涡轮机在入口侧上驱动压缩机，并且从而增加了发动机的每个燃烧周期的充量容积。

还已知废气再循环(EGR)的技术，由此出于减少有害排放物的目的，废气再循环至发动机的入口侧以在冷发动机起动期间稀释新鲜空气充量。

高压EGR在排气歧管处或邻近排气歧管处提供废气。该布置由于废气流是热的而有些不利，并且从而基于与废气的混合提高了入口充量的温度。另外这种废气是未过滤的，并且因此含有碳以及可能引起发动机润滑剂的劣化的其他污染物。

所谓的低压EGR为从通常的柴油机氧化催化器(DOC)和柴油机微粒过滤器(DPF)的下游排气系统中的点提供废气的替代物。这种气体相对冷的且清洁，但基本处于尾管压力下。相对低压的结果是不足的容量可以流动、或者被抽吸进入到发动机进气道中。因此，可以提供一种泵以确保足量的相对冷的和清洁的废气可以根据需要提供至进气道。

发明内容

鉴于此背景，已经构想出本发明。本发明的实施方式可以提供一种解决以上问题的改进的泵。本发明的其他目的和优点从以下描述、权利要求和附图中将变得显而易见。

根据本发明的一方面提供了一种车辆发动机的排气涡轮泵组件，并且具有能够围绕共同的轴线旋转的成对的压缩机叶轮和涡轮机叶轮，所述叶轮的内部对通过能够相对于穿过所述轴并且连接所述叶轮的外部对的心轴旋转的管状轴连接，叶轮的一对叶轮包括排气驱动涡轮增压器，并且所述叶轮的另一对叶轮包括用于再循环至发动机进气道的废气的排气驱动涡轮泵。这种泵在本文中被称为EGR涡轮泵。

这种布置可以提供紧凑的涡轮泵组件，在该涡轮泵组件中，所述对压缩机叶轮和涡轮机叶轮围绕相同的旋转轴线独立地操作以提供涡轮增压器和EGR涡轮泵。

在一个实施方式中，提供了一种双涡轮泵组件。附加的成对的涡轮机叶轮和压缩机叶轮可以被提供并且通过能够关于共同的轴线旋转的相应的管状轴联接。例如，三涡轮泵组件可以包括两级涡轮增压器和EGR涡轮泵。

在本发明的实施方式中，涡轮泵组件的外部叶轮是环形的，直通通道提供至相应的内部叶轮的气体流动路径。

在本发明的实施方式中，EGR涡轮泵能够根据要求操作，并且包括其涡轮机叶轮上游的关闭阀。该关闭阀可以被关闭，使得EGR泵的涡轮机叶轮的主动旋转被避免并且所有废气均穿过涡轮增压器涡轮机叶轮。关闭阀可以被逐步打开以设置用于增加超过EGR泵涡轮机叶轮的流量，从而根据与EGR泵涡轮机叶轮成对的EGR泵压缩机叶轮来实现期望的泵送效果。

涡轮增压器可以包括常规的废气门等以避免其过压和/或使涡轮增压器涡轮不能适应的流动转向。

在一个实施方式中，涡轮增压器包括叶轮的内部对，而EGR涡轮泵包括叶轮的外部对。

在本发明的实施方式中，EGR涡轮泵的压缩机叶轮的出口以及涡轮增压器的压缩机叶轮的出口是连接的。在该布置中，已经通过EGR涡轮泵加压的废气与来自涡轮增压器的加压的入口空气在两者的压缩机叶轮的下游的位置处混合。

在另一实施方式中，EGR涡轮泵的压缩机叶轮的出口以及涡轮增压器的压缩机叶轮的入口是连接的。在该布置中，相对较低压的废气需要用于在涡轮增压器压缩机叶轮上游的进气道中混合。

EGR涡轮泵的压缩机叶轮定尺寸成在混合位置处提供足够流量的再循环废气，并且可以根据需要提供合适的压力调节器、限流器和/或止回阀。

在本发明的实施方式中，再循环废气可以被直接提供至涡轮增压器压缩机上游的进气道而没有来自EGR涡轮泵的附加增压。这种布置提供了用于将废气混合和分布至发动机的入口侧的额外的选项，并且可以补充经由EGR涡轮泵引入的废气。可以结合合适的分流阀和/或限流器以确保期望比例的废气流经相应的路径。

在另一实施方式中，来自发动机的进气道的清洁空气可以被引入到EGR涡轮泵的压缩机叶轮上游的废气再循环管道中。因此可以允许流量控制的合适的阀允许稀释再循环废气；这对获得发动机进气口中的再循环废气的期望比例是有用的。

因此，稀释的废气随后穿过EGR涡轮泵压缩机叶轮并且或者被引导至涡轮增压器压缩机上游的进气道，或者被引导至涡轮增压器压缩机下游的点并且优选地在发动机进气道的中间冷却器的上游。