[发明专利]带有用于再循环废气的一体特征的增压装置

说明书

联合研究声明

本发明由能源部资助、根据第DE-FC26-07NT43271号协定在政府支持下完成。美国政府对本发明享有一定权利。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及涡轮增压器，增压器以及空气吸入系统，尤其涉及具有一体废气再循环（EGR）导管的外壳。

背景技术

废气再循环（EGR）的高效使用对于所有现代内燃机，包括汽油机与柴油机都是很重要的。EGR的高效使用通常支持实现从这些发动机产生高功率输出的目标，同时还实现了高燃料效率与经济性的目标以及实现了愈加严格的发动机排放要求的目标。经常在这些发动机中使用强迫吸入装置，尤其是包括涡轮增压器和增压器，以增加发动机进气质量空气流量以及发动机功率输出。另外，增压器包括机械驱动部件，例如皮带、齿轮、轴或链条（其连接到发动机的曲轴），并且会存在发动机封装方面的挑战。涡轮增压器由废气提供能量，因此，EGR和强迫进气的高效使用使得这些系统的协同设计成为必要。

可取的是使涡轮增压或增压的发动机高效地使用排气系统中可获得的能量，从而提高整体发动机效率与燃料经济性。进一步，随着发动机变得更加复杂，各种部件的封装可使得涡轮增压器或增压器的设计变得具有挑战性。例如，当排放规定变得更加严格时，紧密连接的催化转化器可以直接安装于涡轮增压器废气出口。这可能影响EGR系统部件的定位，例如废气供给口与接收口。因此，涡轮增压器、空气吸入系统、排气系统以及EGR系统的改进的封装将使得可以在各种应用中扩展使用涡轮增压器以及EGR系统，从而导致改进的效率与性能。

发明内容

根据本发明的一个实施例，压缩机外壳包括与配置成容纳压缩机叶轮的压缩机涡壳相流体连通的压缩机入口，压缩机入口配置成提供第一空气流至压缩机叶轮，以及与压缩机涡壳相流体连通的压缩机出口，压缩机出口配置成将压缩气体引导至进气歧管。压缩机外壳还包括与压缩机涡壳相流体连通的废气再循环进气口，废气再循环进气口配置成将废气流与空气流组合至压缩机叶轮。

根据另一实施例，强迫吸气装置包括压缩机，该压缩机包括压缩机叶轮，该压缩机叶轮可旋转地放置在压缩机外壳中；以及压缩机外壳中的压缩机入口，压缩机入口与包含压缩机叶轮的压缩机涡壳相流体连通。此外，该装置包括在压缩机外壳中的压缩机出口，该压缩机出口与压缩机涡壳相流体连通；以及位于压缩机外壳上的废气再循环进气口。废气再循环进气口与压缩机涡壳流体连通。

结合附图，本发明的以上特征与优势，以及其他特征与优势从本发明的以下详细描述中显而易见。

本发明还提供了以下方案：

1. 一种压缩机外壳，包括：

压缩机入口，其与压缩机涡壳相流体连通，所述压缩机涡壳配置成容纳压缩机叶轮，所述压缩机入口配置成提供第一空气流至所述压缩机涡壳；

压缩机出口，其与所述压缩机涡壳相流体连通，所述压缩机出口配置成将压缩气体引导至进气歧管；以及

废气再循环进气口，其与所述压缩机涡壳相流体连通，所述废气再循环进气口配置成将废气流与空气流组合至所述压缩机涡壳。

2. 如方案1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述废气再循环进气口位于所述压缩机入口上并且配置成将废气流与所述压缩机叶轮上游的空气流组合。

3. 如方案1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述废气再循环进气口以低于所述压缩机叶轮下游的流体压力的压力提供废气流。

4. 如方案1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述废气再循环进气口位于所述压缩机出口上并且配置成将废气流与所述压缩机叶轮下游的空气流组合。

5. 如方案1所述的压缩机外壳，其特征在于，所述废气再循环进气口以高于所述压缩机叶轮上游的流体压力的压力提供废气流。

6. 一种涡轮增压器，包括：

压缩机外壳，其具有压缩机入口，所述压缩机入口配置成引导空气流至压缩机叶轮，所述压缩机叶轮可旋转地放置在压缩机涡壳内；

所述压缩机外壳中的压缩机出口，所述压缩机出口配置成从所述压缩机涡壳接收压缩气体流；以及

位于所述压缩机外壳上的废气再循环进气口，所述废气再循环进气口配置成将废气流与空气流在其流入所述压缩机涡壳中时组合。

7. 如方案6所述的涡轮增压器，其特征在于，所述废气再循环进气口位于所述压缩机入口上并且与所述压缩机入口相流体连通。