专利名称：涡轮增压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于内燃机，典型地用于机动车辆内燃机的涡轮增压器。
背景技术：
内燃机常规地包括发动机缸体，发动机缸体包括一个或多个汽缸体以及连接到缸体来关闭汽缸顶部的汽缸盖。发动机缸体和汽缸盖一般为铝或铸铁制成。每个汽缸容纳与汽缸盖配合来限定燃烧室的活塞。燃料和空气的混合物(未示出)被布置在燃烧室内并被点燃，导致高温膨胀排出的气体引起活塞的往复运动。燃料可通过燃料喷射器提供，燃料喷射器将燃料直接喷射进入燃烧室。活塞被机械地连接到曲轴，从而活塞的往复运动被转化为 发动机曲轴的转动。每个汽缸装备有至少一个进气阀和一个排气阀，他们由与曲轴正时旋转的凸轮轴促动。这些阀选择性地允许空气从至少一个进气端口进入燃烧室，并且交替地允许废气经过至少一个排气端口排出燃烧室。进气端口和排气端口被汽缸盖内在地限定。空气可被经过进气歧管分配到进气端口，进气歧管被常规地连接到汽缸盖。进气歧管典型地由铝或塑料制成，并包括与汽缸盖的每个进气端口连通的通道部分。进气歧管还包括收集器容积，收集器容积与每个进气通道部分以及与将空气从周围环境输送到收集器容积的进气管连通。来自燃烧室的废气可被收集在排气歧管中，排气歧管被常规地连接到在进气歧管的相反端的汽缸盖。进气歧管典型地由不锈钢或铸铁制成，并包括与汽缸盖的每个排气气端口连通的通道部分。排气歧管还包括收集器容积，收集器容积与每个排气通道部分以及与将废气从收集器容积输送到周围环境的排气管连通。一个或多个后处理装置，典型地催化后处理装置，例如柴油氧化催化剂(DOC)和其他，通常被放置在排气管中以减少内燃机污染物排放。为了减少内燃机的占用空间，近来一些汽缸盖已经被设计出来，其中排气歧管即排气通道部分和收集器容积由汽缸盖本身内在地限定以形成整体的排气歧管。为了增强发动机扭矩，许多内燃机还装备有具有增加进入发动机汽缸空气压力功能的涡轮增压器。涡轮增压器常规地包括轴承箱，轴承箱容纳旋转轴，也被称为涡轮增压器轴，以及它的轴承。轴承箱一般为铝或铸铁制成。涡轮增压器轴的相反端从轴承箱伸出。涡轮转轮被固定到涡轮增压器轴的一端，然而相反端支撑压缩器轮。涡轮转轮和压缩器轮分别被容纳在被紧固在轴承箱相反侧的涡轮箱和压缩器箱之中。涡轮箱和压缩器箱被典型地由不锈钢或铸铝制成。涡轮箱包括与排气歧管连通的入口和与排气管连通的出口，从而涡轮转轮通过接收废气旋转。压缩器箱包括与进气管连通的入口和与进气歧管连通的出口，从而压缩器轮的旋转增加进气歧管其次发动机汽缸中空气的压力，压缩器轮的旋转由涡轮转轮通过涡轮增压器轴驱动。通常地，整个涡轮增压器由涡轮箱支撑，它的出口由与涡轮箱铸造成整体的刚性管所限定。刚性管的自由端装备有紧固法兰，紧固法兰通过例如螺纹紧固件的常规的紧固技术被直接连接到排气歧管。实际上，涡轮箱由排气歧管支持，而轴承箱由涡轮箱本身支持，压缩器箱由轴承箱支持。这种设计意味着整个涡轮增压器被以悬臂的形式固定到排气歧管，从而在内燃机工作过程中它可遭受相对宽的振动，这样可导致故障甚至破坏。为了解决这个缺点，一些涡轮增压器被设计出来，其中轴承箱包括基架，基架具有可被直接紧固到发动机缸体的紧固法兰。即使这种涡轮增压器实际上被轴承箱支撑，它们的涡轮箱的入口仍然通过刚性金属管与排气歧管连接。因为离开排气歧管的废气可是非常热(高达800° C)，这种连接意味着在内燃机工作过程中，连接涡轮箱和排气歧管的刚性金属管比连接轴承箱和发动机缸体的基架更热，从而导致不同的热变形，该热变形可仍是故障和破坏的原因。由于以上原因，本发明实施例的目的在于提供一种涡轮增压器，能被以更可靠的方式安装，从而解决或者至少积极地减少以上提及的缺点。另一个目的是以简单、合理和相当便宜的解决方案达到这个目标
发明内容
这些和/或其他目的通过如本发明主要方面中的本发明的实施例特征达到。本发明的其它方面叙述了本发明实施例优先的和/或特殊的优点。更特别地，本发明的实施例提供一种用于内燃机的涡轮增压器，其包括轴承箱，结合到轴承箱的旋转轴，安装在旋转轴一端的压缩机转轮，容纳压缩机转轮并设置有空气流入口和出口的压缩机箱，安装在旋转轴相反端的涡轮转轮，以及容纳涡轮转轮并设置有废气流入口和出口的涡轮箱，其中，轴承箱包括紧固法兰，其适合于被固定到内燃机的部件，例如发动机缸体、排气歧管或汽缸盖(尤其是汽缸盖具有集成在其中的排气歧管)，其中，涡轮箱装备有用于流体地连接涡轮箱入口和内燃机的排气歧管的连接管，其中，连接管包括用于补偿其轴向热变形的装置，即意味着允许连接管发生不产生大的轴向拉力的变形。这样，涡轮箱的连接管不和轴承箱的同时热变形干涉，从而有利地防止涡轮增压器任何的故障和/或破坏。根据本发明的一方面，连接管可由包括不锈钢、铝和铸铁的金属材料制造。本发明的该方面具有提高连接管对废气的高温(高达800° C)的抵抗能力的优点。根据本发明的一方面，补偿装置可包括连接管的波纹板金属管状部分。由于这种波纹形状，连接管的热变形导致波纹板金属管状部分类似风箱的轴向扩展或收缩，并不产生大的轴向压力。结果，即使连接管被废气加热到高于轴承箱温度，这两种部件热变形之间的不同通过波纹板金属部分被有利地补偿，从而防止故障和破坏。根据本发明的替换方面，补偿装置可包括金属连接管的至少两个轴向彼此插入的分离管状部分。由于本发明的该方面，连接管的热变形导致它的两个管状部分的相互轴向运动，轴向运动不产生轴向拉力。结果，即使连接管被废气加热到高于轴承箱温度，这两种部件热变形之间的不同通过管状部分被有利地补偿，从而防止故障和破坏。在这个例子中，为了有利地防止任何的废气从其中泄漏，至少一个密封圈可被同轴地插入连接管的两个分离的管状部分之间。根据本发明的一方面，连接管包括适合于固定到排气歧管箱的紧固法兰。排气歧管箱可为常规铸件，其被连接到汽缸盖，但是其可也为内在地限定以上所述的集成排气歧管的汽缸盖。本发明的该方面具有提高涡轮箱入口和排气歧管之间流体连接的优点。根据本发明的另一方面，连接管的紧固法兰可与轴承箱的紧固法兰分离，即这两个紧固法兰可作为两个分离体实现。本发明的该方面具有简化涡轮增压器的装配特别是涡轮箱的安装的优点。根据本发明的替换方面，连接管的紧固法兰与轴承箱的紧固法兰可被实现为一体。本发明的该替换方面具有使整个涡轮增压器安装到内燃机的工作简化的优点。本发明的另一方面规定轴承箱内在地限定至少一个入口管，其轴承箱紧固法兰上打开用于接收流体，该流体例如用于涡轮增压器轴轴承的来自相应管的润滑油，相应管由轴承箱紧固法兰被固定到的内燃机部件内在地限定。已知涡轮增压器一般要求润滑油供给来润滑与涡轮增压器关联的轴承。润滑油被常规地通过外管的方式提供，外管将轴承箱的内部容积与润滑回路流体地连接，润滑回路由发动机缸体和汽缸盖内在地限定。本发明最后所述的方面因此具有将该连接管集成在轴承箱内的优点，从而简化涡轮增压器的安装，减少由这种安装所整体地要求的空间量，也防止与常规外部润滑管相关联的大部分问题，例如其连接管的泄漏问题。根据本发明另一个观点，轴承箱可还内在地限定另一个入口管，该入口管在轴承箱紧固法兰上打开，为了接收另外的流体，例如来自于由轴承箱紧固法兰固定到的内燃机 部件内在地限定的相应管的冷却液。已知一些涡轮增压器，尤其是更大的和那些安装在重载发动机的涡轮增压器，可要求在冷却液循环帮助下被冷却。这种冷却液循环被通过给轴承箱提供内部冷却回路常规地完成，内部冷却回路通过外部管与内燃机的冷却回路流体地连接。本发明该最后所述的方面因此具有将该附加连接管也集成在轴承箱内的优点，从而更加简化涡轮增压器的安装，减少由这种安装所整体地要求的空间量，也防止与常规外部冷却管相关联的大部分问题，例如其连接管的泄漏问题。就此而论，清楚的是，根据本发明的前述方面，润滑油和/或冷却液被提供进入轴承箱，应当也被从中排出并分别返回进入发动机润滑回路和发动机冷却回路。因为这个原因，本发明的一方面规定每个上述入口管都与相应的出口管流体连通，出口管被内在地限定在轴承箱内。为了简化轴承箱的设计，每个出口管可在轴承箱的远离其紧固法兰定位的表面上打开。在这个例子中，每个出口管通过外部管与各个发动机流体回路流体地连接。替换地，每个出口管可在轴承箱紧固法兰上打开，以将各个流体直接排进相应的管，该管由轴承箱紧固法兰被固定到的内燃机部件内在地限定。本发明的该替换方面具有更完整的流体系统或系统组(即涡轮增压器的润滑和/或冷却系统在)轴承箱中集成的优点，从而进一步提高上述好处。本发明的另一个实施例提供一种包括内燃机的内燃机系统，该内燃机装备有排气歧管和以上公开的涡轮增压器。排气歧管可由内燃机的汽缸盖内在地限定，涡轮增压器轴承箱的紧固法兰可被直接固定到汽缸盖。将轴承箱连接到汽缸盖的好处是减少内燃机系统的总体尺寸。将轴承箱连接到汽缸盖的另一个好处是汽缸盖被发动机冷却回路冷却，即使在轴承箱中没有装备专用的冷却通道或者管道，它使热能够从轴承箱直接传递到发动机冷却回路。本发明的另一个实施例还提供一种包括内燃机的内燃机系统，该内燃机装备有限定多个排气端口和排气出口的汽缸盖；由汽缸盖内在限定的排气歧管；其中，排气歧管包括收集器容积，该收集器容积经过多个排气通道与排气端口和排气出口连通； 以上公开的涡轮增压器，其中，涡轮增压器轴承箱的紧固法兰被固定到汽缸盖，并且涡轮箱的连接管与排气出口流体连通。本发明的这个实施例具有以上所述相同的优点，尤其是那些减少内燃机系统的整体尺寸以及即使在轴承箱中没有装备专用的冷却通道或者管道，使热能够从轴承箱直接传递到发动机冷却回路的优点。
通过举例的方式，本发明现在参考附图来描述。图I示出根据本发明实施例的一种内燃机系统。图2是图I的内燃机的II-II截面。图3示出根据本发明实施例的涡轮增压器透视图。图4是图3的涡轮增压器的侧视图。图5是图3的涡轮增压器的前视图。图6示出根据本发明替换实施例的涡轮增压器的前视图。图7是内燃机和图3的涡轮增压器之间的润滑和冷却液连接的示意图。图8是内燃机和根据本发明替换实施例的涡轮增压器之间的润滑和冷却液连接的流体连接示意图。图9是属于根据本发明替换实施例的涡轮增压器的涡轮箱连接管的局部视图。附图标记100内燃机系统110内燃机120发动机缸体125 汽缸130汽缸盖131外表面135凸轮轴140 活塞145 曲轴150燃烧室160燃料喷射器170燃料轨道
180燃料泵190燃料源200进气歧管201收集器容积202通道部分205进气管210进气端口215阀 220排气端口225排气歧管226收集器容积227通道部分228排气出口230涡轮增压器231轴承箱232内室233旋转轴234轴承235基架部分236紧固法兰240压缩器241压缩器转轮242压缩器箱243轴向入口244径向出口250涡轮增压器组件251涡轮转轮252涡轮箱253径向入口254轴向出口255连接管255a连接管进入端口256紧固法兰257热绝缘体260中间冷却器270排气系统275排气管280后处理装置290波纹管状部分
291管状部分292管状部分293自由端294自由端295密封圈300 入口管301 出口管302 入口管 303内部冷却回路304 出口管305外部排出管306外部排出管500发动机冷却回路505冷却液泵510冷却液槽515冷却通道520散热器525冷却液供给管530冷却液回流管600发动机润滑回路605 油泵610 油箱615润滑通道620油冷却器625供油管630回油管
具体实施例方式一些实施例可包括内燃机系统100，如图I和2所示，该内燃机系统包括内燃机(ICE) 110，在这个例子中为柴油机。内燃机110包括发动机缸体120和连结到发动机缸体120顶部的汽缸盖130。发动机缸体120和汽缸盖130可由铝或铸铁制成，其利用常规的紧固技术，例如螺纹紧固件可拆装地彼此固定。发动机缸体120限定至少一个汽缸125，该汽缸具有在其中能往复运动的活塞140。汽缸盖130封闭每个汽缸125，从而与相关的活塞140配合来限定可变化容量的燃烧室150。汽缸盖130可还限定每个汽缸125的上部。在这个例子中，发动机缸体120和汽缸盖130被配置来限定直列式四缸ICE110。然而，一些实施例可包括发动机缸体120和汽缸盖130被配置来限定不同数量的汽缸125，例如3、6、8、10或
12。发动机缸体120和汽缸盖130可还被配置来限定不同的发动机构造，例如V型发动机。燃料和空气的混合物(未示出)被布置在每个燃烧室150内并被点燃，导致高温膨胀排出的气体促使活塞140往复运动。活塞140被连接到曲轴145，从而活塞140的往复运动被转化为曲轴145的转动。燃料由每个汽缸125—个的燃料喷射器160提供。每个燃料喷射器160被容纳在由汽缸盖130内在地限定的孔内，且其被置于各个汽缸125中。燃料在高压下被从燃料轨道170提供到燃料喷射器160，燃料轨道与高压燃料泵180流体连通，高压燃料泵增加被从燃料源190接收的燃料压力。每个缸125具有至少两个阀215，该阀由凸轮轴135促动，凸轮轴与曲轴145正时旋转。阀215选择性地允许空气从至少一个进气端口 210进入燃烧室150，并且交替地允许废气经过至少一个排气端口 220排出燃烧室150。进气端口 210和排气端口 220由汽缸盖130内在地限定。空气可经由进气歧管200被分配到进气端口 210。进气歧管200包括收集器容积201和多个通道部分202，每个通道部分都与收集器容积201和汽缸盖130的各个进气端口210流体连通。空气进气管205可将空气从周围环境提供给进气歧管200。进气歧管200可由铝或塑料制成并且其可利用例如螺纹紧固件的常规紧固技术可拆装地固定到汽缸盖130。 从排气端口 220排出的废气可被收集进排气歧管225。排气歧管225包括收集器容积226和多个通道部分227，每个通道部分都与收集器容积201和汽缸盖130的各个排气端口 220流体连通。在这个例子中，排气歧管225即收集器容积226和通道部分227由汽缸盖130内在地限定，从而形成整体的排气歧管，方便地降低用于ICEllO的包装要求。排气出口 228被汽缸盖130内在地限定并被配置来提供通道，被装在收集器容积226内的废气可经过该通道离开汽缸盖130。更特别地，排气出口 228在汽缸盖130的实质上平坦的外表面131上打开。内燃机系统100还包括涡轮增压器230，该涡轮增压器示意性地包括旋转地连接到涡轮增压器组件250的压缩器240。压缩器240的旋转提高进气管205和歧管200之中空气的压力和温度。被布置在进气管205内的中间冷却器260可降低空气的温度。涡轮增压器组件250通过接收来自排气歧管225的废气旋转。废气离开涡轮增压器组件250并被引导进入排气系统270。排气系统270可包括排气管275，排气管具有一个或多个排气后处理装置280。该后处理装置可为被配置来改变废气组成的任何装置。一些后处理装置280的例子包括，但不限于催化转化器(2或3通道)、氧化催化、贫氮氧化物阱、烃吸附器、选择性催化还原(SCR)系统以及颗粒过滤器。如图7和8所示，内燃机系统100可还包括用于至少冷却发动机缸体120和汽缸盖130的冷却回路500，以及用于润滑ICEllO的旋转和滑动部件的发动机润滑回路600。发动机冷却回路500示意性地包括冷却液泵505和散热器520，冷却液泵将冷却液即典型地水和抗冻剂混合物从冷却液槽510输送到多个冷却通道515，冷却通道由发动机缸体120和/或由汽缸盖130内在地限定，散热器用于当冷却剂已经通过冷却通道515并在其回到冷却液槽510之前冷却冷却剂。在附图中，冷却通道515被作为单一通道简单地示意，但是本领域技术人员会意识到冷却通道515被配置为在发动机缸体120和汽缸盖130之内限定更多复杂的回路。发动机润滑回路600包括油泵605和油冷器620，油泵将润滑油从油箱610吸出并将其在压力下经过多个润滑通道615输送，润滑通道由发动机缸体120和/或由汽缸盖130内在地限定，油冷器用于当油已通过冷却通道615并在其回到油箱610之前冷却油。还是在这个例子中，本领域技术人员会意识到在附图中被作为单一通道简单地示意的润滑通道615实际上被配置为在发动机缸体120和汽缸盖130之内限定更多的复杂回路。特别地，润滑通道615通常包括由发动机缸体120内在地限定的主油道，从这里润滑油被向多个出口孔引导，在其返回进入油箱610之前用于润滑ICEllO的多个可移动部件。这些ICE可移动部件包括但不限于曲轴轴承(主轴承和大端轴承)、操作阀的凸轮轴轴承、推杆等等。现在转到涡轮增压器230，该装置示意性地包括可由铝或铸铁制成的轴承箱231。轴承箱231内在地限定实质上圆柱形的室232，该室同轴地容纳旋转轴233和它的轴承234。此后，旋转轴233被作为涡轮增压器轴简单地提及。涡轮增压器轴233的相反端从轴承箱231伸出。涡轮转轮251被固定到涡轮增压器轴233的一端，而相反端支撑压缩器轮241。涡轮转轮251被容纳在涡轮箱内，从而形成涡轮增压器组件250。压缩器轮241被容纳在压缩器箱内，从而形成涡轮增压器压缩器240。涡轮箱252和压缩器箱242可由不锈 钢或铸铝制成，并可被用常规的紧固技术，例如螺纹紧固件紧固在轴承箱231的相反侧。涡轮箱252包括与排气歧管225的排气出口 228流体连通的径向入口 253，以及与后处理装置280的上游排气管275流体连通的轴向出口 254。压缩器箱242包括与出口管205流体连通的轴向入口 243和与中间冷却器260的上游进气歧管200连通的径向出口 244。这样，废气从ICEllO膨胀进入涡轮箱252并使涡轮转轮251旋转。涡轮转轮251的旋转被涡轮增压器轴233传导给压缩器轮241。来自进气管205的空气在压缩器箱242内被压缩器轮241的旋转所压缩，并被在压力下分配到进气歧管200。在一些实施例中，涡轮箱252可装备有一系列的叶片(未示出)，叶片将废气从纵向入口 253引导向涡轮转轮251。促动器可被提供来移动这些叶片以形成可变几何涡轮(VGT)。在其他实施例中，涡轮增压器组件250可为固定几何和/或包括废气闸。整个涡轮增压器230被轴承箱231支撑，轴承箱包括基架部分235，其关于内部腔232径向扩展，以实质上平坦的紧固法兰236结束。基架部分235和紧固法兰236与轴承箱231形成单一体。通过举例的方式，基架部分235、紧固法兰236和轴承箱231可由单一的铝或铸铁制成。在这个例子中，紧固法兰236被直接通过例如螺纹紧固的常规紧固技术安装到汽缸盖130的外表面131。涡轮箱252的径向入口 253通过连接管255 (典型地金属板连接管)与排气出口228流体地连接，连接管可由不锈钢、铝或铸铁制成。更特殊地，当涡轮增压器230被装配到ICE时，连接管255的一端限定与排气出口 228连通的连接管进入端口 255a。连接管255可与涡轮箱252实现为单一件或可被利用常规的紧固技术固定到后者。参考图3和4，连接管255的至少一个管状部分290被由轴向变替的环形脊和槽限定,这样赋予连接管255的这个管状部分290 —种波纹形状。这种波纹形状意味着在ICE工作过程中，例如由废气温度的变化导致的连接管255的任何热变形引起波纹管状部分290的环形脊和槽发生类似风箱的轴向膨胀或收缩。这种类似风箱的膨胀或收缩防止连接管255将大的轴向拉力传导给被轴承箱231支撑和坚固地保持在适当位置的涡轮箱252，否则这可能倾向于不适当的可引起故障甚至损坏的变形。波纹管状部分290的另一个好处是增加连接管255的柔性，从而简化涡轮箱252与排气歧管225的排气出口 288的连接工作。根据本发明的替换实施例，如图9所示，连接管255可由两个单独的管状部分291和292限定。这两个管状部分291和292被同轴地彼此插入，以套筒的方式连结。更精确地，管状部分291的自由端293限定一座，该座内在地容纳管状部分292的自由端294，从而两个管状部分291和292往复轴向运动被允许。以这种方式，连接管255的任何温度变化，例如由于在ICE工作过程中废气温度的变化，导致两个管状部分291和292的轴向膨胀或收缩，依次导致它的自由端293和294的双向轴向运动，没有使两个管状部分291和292脱离结合，也不将轴向拉力传导给涡轮箱252。为了防止废气泄漏，两个密封圈295可同轴地连结到管状部分292自由端294的外表面，被安排来与其他管状部分291的自由端293的内表面接触滑动。连接管进气端口 255a可在被固定到连接管255端部的紧固法兰上打开。紧固法兰被固定到汽缸盖130的外表面131，从而连接管进入端口 255a与排气出口 288对齐。垫 圈可被插入紧固法兰和外表面131之间来密封连接。在一些实施例中，如图5所示，连接管255的紧固法兰与轴承箱的紧固法兰236可被实现为一体的。事实上，涡轮增压器230包括单一的紧固法兰236，该紧固法兰被提供来将轴承箱231固定到汽缸盖130并且将连接管255连接到排气出口 288。在其他实施例中，如图6所示，为了使涡轮箱252的安装容易，连接管255可装备有与轴承箱231的紧固法兰236分离的紧固法兰256。在这个例子中，利用专用的紧固装置，例如专用的螺纹紧固件，紧固法兰256被固定到临近紧固法兰236的外表面131。热绝缘体257可被插入两个紧固法兰256和236之间。现在参考图3，涡轮增压器230可包括第一入口管300，该入口管在轴承箱231的紧固法兰236上打开。当涡轮增压器230被安装到汽缸盖130，第一入口管300与相应的发动机润滑回路600的供油管流体连通，该供油管由汽缸盖130内在地限定，并被配置来使润滑油流入第一入口管300。第一入口管300由紧固法兰236、基架部分235和轴承箱231内在的限定，并被延伸进入它们。特别地，第一入口管300被配置来将润滑油输送进入轴承箱231的内腔232 (如图I示意性所示)，主要是为了润滑涡轮增压器轴轴承234。发动机润滑油经过第一出口管301离开内腔232，第一出口管由轴承箱内在地限定并与第一入口管300通过内腔232流体连通。当涡轮增压器230被安装到汽缸盖130时，第一出口管301还与相应的发动机润滑回路600的回油管流体连通，润滑回路由汽缸盖130内在地限定，并被配置来接收来自涡轮增压器230的润滑油。涡轮增压器230还可包括第二入口管302，该入口管在轴承箱231的紧固法兰236上打开。当涡轮增压器230被安装到汽缸盖130，第二入口管302与相应的发动机冷却回路500的冷却液供给管流体连通，冷却回路由汽缸盖130内在地限定，并被配置来使发动机冷却液流入第二入口管302。第二入口管302由紧固法兰236、基架部分235和轴承箱231内在的限定，并被延伸进入它们。特别地，第二入口管302被配置来将发动机冷却液输送进入内部冷却回路303，例如空心套系统，其由轴承箱内在地限定且与内腔232 (如图I示意性所示)分离的。假设在内部冷却回路303中的发动机冷却液能与轴承箱231交换热，将后者冷却，内部冷却回路303可围绕内腔232或可被配置为多种其他的可选方式。发动机冷却液经过第二出口管304离开内部冷却回路303，第二出口管由轴承箱231内在地限定并与第二入口管302通过内部冷却回路303流体连通。当涡轮增压器230被安装到汽缸盖130，第二出口管304还与相应的发动机冷却回路500的冷却液回流管530流体连通，冷却回路被汽缸盖130内在地限定，并被配置为接收来自涡轮增压器230的冷却液。在如图3到5所示的例子中，第一出口管301和第二出口管304在位于远离轴承箱231紧固法兰236的轴承箱231的表面上打开。在这个例子中，内燃机系统100可如图8所示被配置，其中，供油管625和冷却液供应管525都在汽缸盖130的外表面上打开，从而分别与第一入口管300和第二入口管302匹配，而两个外部排出管305和306被提供以分别将第一出口管301与回油管630以及将第二出口管304与冷却液回流管530流体地连接。根据可选的实施例，第一出口管301和第二出口管304都可在轴承箱231的紧固法兰236上打开，第一入口管300和第二入口管302也是如此。在这个例子中，内燃机系统100可被如图9所示配置,其中，供油管625、冷却液供应管525、回油管630以及冷却液回流管530都在汽缸盖130的外表面131上打开，从而分别与第一入口管300、第二入口管302、第一出口管301以及第二出口管304相匹配。在以上提到的每个例子中，不同的垫圈可被插入紧固法兰236和汽缸盖130的外 表面131之间，用来密封冷却液和润滑油连接。虽然至少一个示例性实施例已经在前面的概括和具体描述中被提出，应当意识到大量变型的存在。还应当意识到单个或多个实例性实施例仅仅是例子，并不以任何方式想要限制范围、应用或者构造。相反地，前面概括和具体的描述是为了实施至少一个实例性实施例给本领域技术人员提供方便的路线图，应当理解实例性实施例中描述的在功能和元件的排列上做出的各种改变没有脱离所附权利要求以及他们法律上等同物所提出的范围。
权利要求
1.一种用于内燃机(110)的涡轮增压器(230)，其包括轴承箱(231)，结合到轴承箱(231)的旋转轴(233)，安装在旋转轴(233) —端的压缩机转轮(241)，容纳压缩机转轮(241)并设置有空气流入口(243)和出口(244)的压缩机箱(242)，安装在旋转轴(233)相反端的涡轮转轮(251)，以及容纳涡轮转轮(251)并设置有废气流入口(253)和出口(254)的涡轮箱，其中，轴承箱(231)包括适合于被固定到内燃机的部件(130)的紧固法兰(236)，其中，涡轮箱(252)装备有用于流体连接涡轮箱入口和内燃机(110)的排气歧管(225)的连接管(255)，其中，连接管(255)包括用于补偿其轴向热变形的装置(290，291,292)。
2.如权利要求I所述的涡轮增压器(230)，其中，连接管(255)由包括不锈钢、铝和铸铁的金属材料制造。
3.如权利要求I或2所述的涡轮增压器(230)，其中，补偿装置包括连接管(255)的波纹管状部分(290)。
4.如权利要求I或2所述的涡轮增压器(230)，其中，补偿装置包括连接管(255)的轴向彼此插入的两个独立的管状部分(291，292)。
5.如权利要求4所述的涡轮增压器(230)，其中，密封圈(295)被在连接管(255)的两个独立的管状部分(291，292)之间同轴地插入。
6.如前述权利要求中任一项所述的涡轮增压器(230)，其中，连接管(255)包括适合于被固定到排气歧管箱(130)的紧固法兰(256)。
7.如权利要求6所述的涡轮增压器(230)，其中，连接管(255)的紧固法兰(256)与轴承箱(231)的紧固法兰(236)是分离的。
8.如权利要求6所述的涡轮增压器(230)，其中，连接管(255)的紧固法兰与轴承箱(231)的紧固法兰(236)被实现为一体的。
9.如前述权利要求中任一项所述的涡轮增压器(230)，其中，轴承箱(231)内在地限定入口管(300)，该入口管在轴承箱紧固法兰(236)上打开，用于接收来自于由轴承箱紧固法兰(236)被固定到的内燃机部件(130)内在地限定的相应管(625)的流体。
10.如权利要求9所述的涡轮增压器(230)，其中，轴承箱(231)内在地限定另一个入口管(302)，该入口管在轴承箱紧固法兰(236)上打开，用于接收来自于由轴承箱紧固法兰(236)被固定到的内燃机部件(130)内在地限定的相应管(525)的另外的流体。
11.如权利要求9或10所述的涡轮增压器(230)，其中，入口管(300，302)中的每一个都与相应的出口管(301，304)流体连通，该出口管被内在地限定在轴承箱(231)内并在布置于远离其紧固法兰(236)的轴承箱(231)表面上打开。
12.如权利要求9或10所述的涡轮增压器(230，其中，入口管(300，302)中的每一个都与各自的出口管(301，304)连通，该出口管被内在地限定在轴承箱(231)内，该入口管在轴承箱紧固法兰(236)上打开，用于将各自的流体排进由轴承箱紧固法兰(236)被固定到的内燃机部件(130)内在地限定的相应的管(630，530)。
13.一种内燃机系统(100)，其包括装备有排气歧管(225)和如前述权利要求中任一项的涡轮增压器(230)的内燃机(110)。
14.如权利要求13所述的内燃机系统(100)，其中，排气歧管(225)由内燃机(110)的汽缸盖(130)内在地限定，且其中的涡轮增压器轴承箱(231)的紧固法兰(236)被固定到汽缸盖(130)。
15.一种内燃机系统(100)，其包括内燃机(110)，该内燃机装备有 限定多个排气端口(220)和排气出口(228)的汽缸盖；由汽缸盖(130)内在地限定的排气歧管(225);其中，排气歧管包括收集器容积(226)，该收集器容积经过多个排气通道(227 )与排气端口( 220 )连通且与排气出口( 228 )连通； 如权利要求1-12中任一项所述的涡轮增压器(230)，其中，涡轮增压器轴承箱(231)的紧固法兰(236)被固定到汽缸盖(130)，并且涡轮箱(252)的连接管(255)与排气出口( 228)流体连通。
全文摘要
本发明的实施例提供一种用于内燃机(110)的涡轮增压器(230)，其包括轴承箱(231)，结合到轴承箱(231)的旋转轴(233)，安装在旋转轴(233)一端的压缩机转轮(241)，容纳压缩机转轮(241)并设置有空气流入口(243)和出口(244)的压缩机箱(242)，安装在旋转轴(233)相反端的涡轮转轮(251)，以及容纳涡轮转轮(251)并设置有废气流入口(253)和出口(254)的涡轮箱，其中，轴承箱(231)包括适合于被固定到内燃机的部件(130)的紧固法兰(236)，其中，涡轮箱(252)装备有用于连接涡轮箱入口和内燃机(110)的排气歧管(225)的连接管(255)，其中，连接管(255)包括用于补偿轴向热变形的装置(290,291,292)。
文档编号F02B39/02GK102966425SQ20121030941
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月28日 优先权日2011年8月30日
发明者H.德兰盖尔, L.马格罗, L.特拉布奇 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司