專利名稱：一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，更具體的說涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，屬于內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，隨著汽車排放法規(guī)的實(shí)施日趨嚴(yán)格，為達(dá)到越來越高的排放標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)動(dòng)機(jī)本體在進(jìn)氣、燃料噴射、燃燒、機(jī)械效率等方面，都采用越來越優(yōu)化的設(shè)計(jì)，以達(dá)到優(yōu)化燃燒，降低污染物排放的目的。為了更進(jìn)一步的優(yōu)化燃燒、降低污染物排放，需提高進(jìn)氣壓力、進(jìn) 氣量，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)可采用兩級(jí)渦輪增壓器串聯(lián)增壓來實(shí)現(xiàn)此目的。參見圖1，現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)潤(rùn)輪增壓系統(tǒng)中，如納威司達(dá)(Navistar)公司的麥斯福(maxxforce)llL, 13L發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)中，低壓級(jí)渦輪增壓器2設(shè)置在高壓級(jí)渦輪增壓器I的下方，級(jí)間冷卻器3設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣側(cè)，需要尋找支架固定。工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管4入高壓級(jí)渦輪機(jī)12進(jìn)行膨脹后，再經(jīng)過高壓級(jí)渦輪機(jī)12和低壓級(jí)渦輪機(jī)22間的連接管路進(jìn)入低壓級(jí)渦輪機(jī)22進(jìn)行二次膨脹，高壓級(jí)渦輪機(jī)12和低壓級(jí)渦輪機(jī)22間的連接管路具有導(dǎo)氣和連接的功能，但是該連接管路較長(zhǎng)，導(dǎo)致一定的廢氣能量損失；經(jīng)過濾的空氣進(jìn)入低壓級(jí)壓氣機(jī)21，由低壓級(jí)渦輪機(jī)22機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)的低壓級(jí)壓氣機(jī)21壓縮一次空氣，壓縮升溫后的空氣經(jīng)級(jí)間冷卻器3冷卻，再進(jìn)入高壓級(jí)壓氣機(jī)11再次壓縮，送出兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)進(jìn)入中冷器冷卻后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管參與燃燒，但是高低壓級(jí)渦輪增壓器與級(jí)間冷卻器3之間的連接管路較長(zhǎng)，對(duì)兩級(jí)增壓的氣體冷卻的同時(shí)，也導(dǎo)致氣體能量損失和氣壓的損失；同時(shí)，兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)上布置需要更多的空間。因此，如何布置兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)以達(dá)到結(jié)構(gòu)緊湊減少氣體能量損失、高效利用空間的目的，使兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)更廣泛的適用于多數(shù)車型裝配，成為兩級(jí)渦輪增壓器技術(shù)開發(fā)中面對(duì)的一個(gè)重要問題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于減少汽車發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的安裝空間、減少氣體能量損失，提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，包括高壓級(jí)渦輪增壓器、低壓級(jí)渦輪增壓器、級(jí)間冷卻器和發(fā)動(dòng)機(jī)，所述的級(jí)間冷卻器設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪殼上，所述的低壓級(jí)渦輪增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管上方，所述的高壓級(jí)渦輪增壓器從下方靠近低壓級(jí)渦輪增壓器，且高壓級(jí)渦輪增壓器上的高壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼與排氣歧管的總管口對(duì)應(yīng)連通，高壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼以及兩者之間的連接管路連成一體。所述的高壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼以及兩者之間的連接管路通過鑄造連成一體。所述的低壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼固定在支架上，支架安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管上。[0007]所述的支架上沿Y、Z方向設(shè)置有腰圓型孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是I、結(jié)構(gòu)緊湊，高效利用空間；管路短，減少氣體能量損失、減少氣壓損失。本實(shí)用新型中級(jí)間冷卻器布置在發(fā)動(dòng)機(jī)后側(cè)的飛輪殼上，不需要尋找額外的支架固定；低壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼通過支架安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管上，這樣高低壓級(jí)渦輪增壓器與級(jí)間冷卻器之間的管路達(dá)到最短，所占空間減少，在冷卻氣體的同時(shí)，減少了氣體能量損失、氣壓損失。高壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼以及兩者之間的連接管路通過鑄造連成一體，高效利用了空間，而且避免漏氣，有效減少高低壓級(jí)渦輪之間的廢氣能量損失，使發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量得到充分的利用。2、提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了成本。高壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)渦殼以及兩者之間的連接管路通過鑄造連成一體，減少了高低壓級(jí)渦輪增壓器間連接的零件數(shù)量，具有更少的密封面和連接件，從而提高了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)也降低了發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增 壓系統(tǒng)成本。3、解決了過定位及制造誤差等問題。本實(shí)用新型優(yōu)選方式中支架上沿Y、Z方向設(shè)置有腰圓型孔，γ、ζ方向的腰圓型孔分別為兩級(jí)渦輪增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系的Υ、Ζ軸方向的定位及誤差提供可調(diào)整的空間。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖。圖3是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是一體化鑄造的增壓器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是支架結(jié)構(gòu)示意圖。圖中高壓級(jí)渦輪增壓器1，高壓級(jí)壓氣機(jī)11，高壓級(jí)渦輪機(jī)12，低壓級(jí)渦輪增壓器2，低壓級(jí)壓氣機(jī)21，低壓級(jí)渦輪機(jī)22，級(jí)間冷卻器3，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管4，支架5，腰圓型孔6。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖2-圖5，一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，包括高壓級(jí)渦輪增壓器I、低壓級(jí)渦輪增壓器2、級(jí)間冷卻器3和發(fā)動(dòng)機(jī)，所述的級(jí)間冷卻器3設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪殼上，飛輪殼位于發(fā)動(dòng)機(jī)后側(cè)，這里空間大，固定簡(jiǎn)單；所述的低壓級(jí)渦輪增壓器2安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管4上方，所述的高壓級(jí)渦輪增壓器I從下方靠近低壓級(jí)渦輪增壓器2，且高壓級(jí)渦輪增壓器I上的高壓級(jí)渦輪機(jī)12渦殼與排氣歧管4的總管口對(duì)應(yīng)連通，高壓級(jí)渦輪機(jī)12渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)22渦殼以及兩者之間的連接管路連成一體。所述的高壓級(jí)渦輪機(jī)12渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)22渦殼以及兩者之間的連接管路通過鑄造連成一體。相對(duì)于現(xiàn)有的兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，本實(shí)用新型的兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)整體后移，同時(shí)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)并沒有完全在發(fā)動(dòng)機(jī)的后段，而是高壓級(jí)渦輪增壓器I靠近發(fā)動(dòng)機(jī)后側(cè)，低壓級(jí)渦輪增壓器2靠近發(fā)動(dòng)機(jī)中段，高低壓級(jí)渦輪增壓器與級(jí)間冷卻器3之間的管路達(dá)到最短，對(duì)兩級(jí)增壓的氣體冷卻的同時(shí)，減少了氣體能量的損失，減少了氣壓的損失。高壓級(jí)渦輪增壓器I從下方靠近低壓級(jí)渦輪增壓器2，從整車過來的進(jìn)氣在發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)的后側(cè)，這與商用車整車空濾器一般放在駕駛室后側(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)很好的對(duì)接。減少了渦輪機(jī)間管路的距離，有效利用了空間，減少氣體在管路中能量損失，避免漏氣，也減少了整機(jī)裝配中的零件數(shù)量與裝配工序。所述的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管4增加一個(gè)凸臺(tái)，所述的低壓級(jí)渦輪機(jī)22渦殼固定在支架5上，支架5安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管4的凸臺(tái)上。所述的支架5上沿Y、Z方向設(shè)置有腰圓型孔6，這里的Y、Z方向是指發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系的Y、Z軸方向，Z軸方向是發(fā)動(dòng)機(jī)豎直方向，Y軸方向是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣側(cè)方向，其中Z軸方向設(shè)置有兩對(duì)腰圓型孔6，Y軸方向設(shè)置有兩對(duì)腰圓型孔6，Y、Z方向的腰圓型孔6分別為兩級(jí)渦輪增壓器在發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系的Y、Z軸方向的定位及誤差提供可調(diào)整的空間，調(diào)節(jié)低壓級(jí)渦輪增壓器2安裝位置的制造和裝配誤差，避免過定位；對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)坐標(biāo)系的X軸方向，一般都可以通過渦輪機(jī)蝸殼與中間殼之間的卡箍卡緊從而調(diào)整位置。參見圖2、圖3，高壓級(jí)渦輪增壓器I上的高壓級(jí)渦輪機(jī)12渦殼與排氣歧管4的總管口對(duì)應(yīng)連通，高壓級(jí)渦輪機(jī)12渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)22渦殼以及兩者之間的連接管路通過鑄造連成一體。低壓級(jí)渦輪增壓器2的低壓級(jí)壓氣機(jī)21的出氣口與級(jí)間冷卻器3的進(jìn)氣口相連接，級(jí)間冷卻器3的出氣口與高壓級(jí)渦輪增壓器I的高壓機(jī)壓氣機(jī)11的進(jìn)氣口相連接，高壓機(jī)壓氣機(jī)11的出氣口與中冷器進(jìn)氣口相連接，中冷器的出氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管相連接。工作時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣通過發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管4進(jìn)入高壓級(jí)渦輪機(jī)12蝸殼內(nèi)推動(dòng)高壓級(jí)渦輪機(jī)12轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過鑄造為一體化的兩個(gè)渦輪機(jī)間的連接管路進(jìn)入低壓級(jí)渦輪機(jī)22蝸殼內(nèi)推動(dòng)低壓級(jí)渦輪機(jī)22轉(zhuǎn)動(dòng)再排出；經(jīng)空氣濾清器過濾過的空氣進(jìn)入低壓級(jí)壓氣機(jī)21壓縮一次空氣，壓縮升溫后的空氣經(jīng)級(jí)間冷卻器3冷卻降溫，然后進(jìn)入高壓機(jī)壓氣機(jī)11再次壓縮后進(jìn)入中冷器冷卻后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管參與燃燒，整個(gè)過程，是廢氣能量到壓縮空氣能量的傳遞。本實(shí)用新型中的兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)能保證流道光滑，減少?gòu)U氣泄露，減小了氣體能量損失，高效利用了空間。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，上述結(jié)構(gòu)都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，包括高壓級(jí)渦輪增壓器(I)、低壓級(jí)渦輪增壓器(2)、級(jí)間冷卻器(3)和發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的級(jí)間冷卻器(3)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪殼上，所述的低壓級(jí)渦輪增壓器(2)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管(4)上方，所述的高壓級(jí)渦輪增壓器(I)從下方靠近低壓級(jí)渦輪增壓器(2)，且高壓級(jí)渦輪增壓器(I)上的高壓級(jí)渦輪機(jī)(12)渦殼與排氣歧管(4)的總管口對(duì)應(yīng)連通，高壓級(jí)渦輪機(jī)(12)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)(22)渦殼以及兩者之間的連接管路連成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，其特征在于所述的高壓級(jí)渦輪機(jī)(12)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)(22)渦殼以及兩者之間的連接管路通過鑄造連成一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，其特征在于所述的低壓級(jí)渦輪機(jī)(22)渦殼固定在支架(5)上，支架(5)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管(4)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3述的一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，其特征在于所述的支架(5)上沿Y、Z方向設(shè)置有腰圓型孔(6)。
專利摘要一種發(fā)動(dòng)機(jī)兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)，包括高壓級(jí)渦輪增壓器(1)、低壓級(jí)渦輪增壓器(2)、級(jí)間冷卻器(3)和發(fā)動(dòng)機(jī)，所述的級(jí)間冷卻器(3)設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪殼上，所述的低壓級(jí)渦輪增壓器(2)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管(4)上方，所述的高壓級(jí)渦輪增壓器(1)從下方靠近低壓級(jí)渦輪增壓器(2)，且高壓級(jí)渦輪增壓器(1)上的高壓級(jí)渦輪機(jī)(12)渦殼與排氣歧管(4)的總管口對(duì)應(yīng)連通，高壓級(jí)渦輪機(jī)(12)渦殼、低壓級(jí)渦輪機(jī)(22)渦殼以及兩者之間的連接管路連成一體。減少安裝空間、減少氣體能量損失，便于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)F02B37/013GK202768140SQ20122043211
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者李冀, 陳功軍, 陳偉健 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車有限公司