专利名称：整体透平废气再循环控制阀的制作方法
有关申请的相关对比文件本申请要求在1997年12月18日申请的序号为60／068，163发明名称与本申请相同的共同未决申请的优先权。
EGR是减少内燃机中NOX排放的一种已知方法。为了有效地利用，EGR系统必须克服由横跨发动机两侧的正压力梯度产生的反向压力梯度，该反向压力梯度，例如，在至少一部分运转范围内，是现代高效率柴油机的特征。通常的EGR系统包括一控制阀，它调节取自发动机排气歧管并按规定路线输送到发动机进气系统用以和吸入空气混合并随后燃烧的废气量。该EGR控制阀是一种与发动机和透平增压器两者分离的辅助装置。该普通的EGR系统也包括一个与透平增压器及发动机分离的泵，它提高由EGR控制阀按规定路线输送到该进气系统的回流废气的压力，与吸入空气充量相匹配，或升高自透平增压器排出的增压压力，从而克服横跨发动机两侧的正压力梯度。
现代发动机隔舱，尤其是透平增压内燃机的隔舱，其形状制成具有最小的容纳附属于发动机本身的各种装置的空间，从而使得采用这种包括一分离的控制阀、泵、进排气岐管旁通管和有关支管装置与管道装置的普通EGR系统变得困难，有时甚至不可能。因此，希望将EGR系统的一个或多个装置与透平增压内燃机的现有部件制成一整体件，因而能在现代发动机隔舱的空间范围内采用EGR系统。还希望透平增压内燃机的部件适于在其内装有EGR系统的至少一个装置，而既不牺牲发动机部件本身的性能，又不损害以改善EGR系统的方式工作。
图3是按本发明原理制造的透平增压器透平壳的侧向透视图；图4是图3的透平增压器透平壳体的侧视图；图5沿图4的透平增压器透平壳体的A-A截面的横剖视图。
发明详述按本发明原理构造的透平增压器包括一个配置在透平增压器废气出口铸件内的排气阀，和一个配置在透平增压器透平壳体内的EGR控制阀，该废气出口铸件一般被视为与透平壳体弯头铸件相同。该排气阀被作动来控制透平壳体内的排气背压的大小，当该EGR控制阀被作动时，以提供经该EGR控制阀自该透平增压器透平壳体流出的所需的排气流量。
参照
图1和2，透平增压器透平弯头铸件10包括排气阀12，它可转动地配置在穿通该弯头铸件的排气出口14内。排气阀12可以为普通的结构，最好取蝶型阀形式，其膜片直径类同于出口14的直径，沿直径方向配置在出口14内。用普通的作动装置16，如气动、电动或真空作动器操作该出口内的排气阀12，以限制流径其间的排气流量。在一个优先实施例中，该作动装置16取真空作动器的形式，它经一作动活塞18连于该排气阀，该作动活塞18以一端连接于自排气阀12径向延伸的杆20。作动装置16径一适当的安装板22固定于透平弯头铸件。
透平弯头铸件10适于沿一配合面24固定于透平增压器透平壳体的一互补表面。该透平弯头铸件包括一个包括在其内的EGR腔26，由壁27和排气出口14隔开。将EGR腔26制成使其尺寸和深度足以在其内容纳EGR控制阀的活动。该透平弯头铸件包括一个外配合面或背侧表面28，它便于EGR管道或其它装置(未示)固定于EGR腔26，并包括一个自该EGR腔穿通其间的EGR通道29。如图1所示，在该优先实施例中，该EGR装置用普通的螺栓与EGR通道29同心地固定于设置在EGR腔背侧表面28上的配合法兰面30上。
图3表示按本发明原则构造的透平增压器透平壳体32。透平壳体32包括一个径向穿通该壳体的排气入口34，它制有法兰面，适于固定于内燃机排气岐管。透平壳体32包括一个轴向穿通的中心开口36。虽然没有图示，然而该透平壳体适于在其内包含一个透平增压器废气驱动透平。该透平包括一些配置在透平壳体蜗壳(见图5)内的径向延伸叶片，它们与进入透平壳体废气入口34的废气接触。出于简洁和比照的目的，图中的透平壳体没有画出配置在其内的透平。然而，可以理解，本发明的透平增压器透平壳体要与普通的透平增压器部件一起使用。
透平壳体32包括一个适于与透平弯头铸件10的互补配合面24匹配的配合面38，它包含一个配置于其内的EGR腔40。将EGR腔40制成使其尺寸和深度足以在其内装有一EGR控制阀42(如图4、5所示)。EGR腔40由壁44与透平壳体中央开口36隔开。EGR腔40包括一条废气通道46，它穿通EGR腔的壁面48，与透平壳体蜗壳50相连(如图5所示)。
参照图4，EGR控制阀42配置在EGR腔32内，当处在非作动状态下封闭该废气通道，以防止废气自那里泄漏。该EGR控制阀可以为普通型式，在一个优先实施例中，取瓣阀形式，包括一个配置在该废气通道上方的提升阀或膜片52，以防止废气自那里泄漏。一作动器臂54以其一端固定于该膜片52，并穿过EGR腔40的壁部58上的开口56。将该作动器臂54制成在与膜片52相反的一端55适于与一适当的作动装置(未示)，如上述用于作动该排气阀的装置连结。在一个优先实施例中，将作动臂54制成允许作动EGR控制阀膜片52，以通过作动端55使作动臂在开口56内转动来开、闭该废气通道。
参照图5，EGR阀膜片52在废气通道46上方移动或座落防止在透平增压器逆转期间透平壳体蜗壳50内的废气自那里排出。例如根据自EGR控制器等发至EGR控制阀作动装置的控制信号作动EGR阀42。在作动排气阀12后再作动EGR控制阀42，以限制自中央开口36经透平壳体32通过排气出口14的排出的废气流道。在透平壳体32和透平蜗壳50内达到所希望的背压后，作动EGR控制阀，使膜片52移离废气通道46，从而允许废气自透平蜗壳50，经透平壳体EGR腔40，经透平弯头铸件EGR腔26按规定路线被输送到连接于透平弯头铸件背侧表面28上的EGR装置或EGR系统的管路系统。自透平增压器排出的废气此时经适当的处理，如增压或调节成正确的燃料空气比，供输入到内燃机的进气流内。
在附图所示的实施例中，在透平壳体内的EGR腔40和在弯头铸件内的EGR腔26其大小彼此能适应装于该透平壳体内的EGR阀的作动。在另一实施例中，在EGR腔26的尺寸作了适当调节的情况下，将EGR阀装于弯头铸件内。
按本发明原理构造的透平增压器透平壳体和透平弯头铸件按通常的实践固定在一起，并与透平增压器通常相关的其它部件组合，以构成在其内装有排气阀和EGR控制阀的内燃机透平增压器。本发明的一个特点是EGR控制阀装在透平增压器本身的结构内，而不是一种附属于发动机和透平增压器的EGR系统的单独装置，因而无需发动机隔舱内的附加空间，并使现代发动机隔舱内可用的有限空间变得最大。此外，按本发明原理制造的透平增压器透平壳体和透平弯头铸件按照这样一种方式在其内装有EGR控制阀，使其不对透平增压器或EGR控制阀性能产生有害的影响。
现在按专利规则的要求已详细地说明了本发明，熟悉该技术的人们会对本文所公开的具体实施作进行各种修改和替换。这些修改都处在下列权利要求书中所规定的本发明的范围和意图内。
权利要求
1．一种内燃机透平增压器，包括一个在其内配置一整体EGR腔的透平壳体，该EGR腔与壳体的废气出口隔开，其中该EGR腔包括一条自该EGR腔延伸至透平壳体内的蜗壳的废气通道。一个配置在EGR腔内的EGR控制阀，它处于该废气通道的上方，以控制来自该蜗壳和从透平壳体排出的废气流通；一条自该EGR腔至一EGR导管的流道。
2．按权利要求1所述的透平增压器，其特征在于该流道包括一个固定于该透平壳体的透平弯头铸件，具有一个穿通其间的废气出口，它与该透平壳体废气出口隔离。
3．按权利要求2所述的透平增压器，其特征在于还包括一个配置在该透平弯头铸件废气出口内的废气阀；一个配置在透平弯头铸件内的EGR腔，与该透平壳体EGR腔对置，其中，该透平弯头铸件EGR腔与该透平弯头铸件废气出口隔离。
全文摘要
一种将一整体废气再循环(EGR)腔(40)合并在透平壳体(33)内的透平增压器固定于具有一分隔的EGR腔的废气出口铸件(10)上。该透平壳体EGR腔(40)内的阀(42)允许直接来自透平蜗壳(50)的废气进行再循环。
文档编号F02B37/00GK1290326SQ98813537
公开日2001年4月4日 申请日期1998年12月16日 优先权日1997年12月18日
发明者B·G·雷格尼尔 申请人:联合讯号公司