用于扩散排气流的扩散器及包括该扩散器的系统技术方案

本发明专利技术提供用于扩散排气流的扩散器及包括该扩散器的系统。一种涡轮增压器包括涡轮机壳体。所述涡轮机壳体包括限定涡轮机壳体内部的内表面。所述内表面在涡轮机壳体入口与涡轮机壳体出口之间延伸。所述涡轮机壳体还包括废气门管道，所述废气门管道布置在所述涡轮机壳体入口与所述涡轮机壳体出口之间，并且限定与所述涡轮机壳体入口和所述涡轮机壳体出口处于流体连通的废气门通道。所述涡轮增压器还包括阀座和废气门组件，所述废气门组件包括能够在第一位置与第二位置之间移动的阀。所述涡轮增压器进一步包括扩散器，所述扩散器至少部分地围绕所述阀座以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。

Diffusers for diffused exhaust flow and systems including such diffusers

【技术实现步骤摘要】
用于扩散排气流的扩散器及包括该扩散器的系统
本专利技术总体上涉及一种用于还包括内燃发动机、和催化转化器的系统的涡轮增压器的涡轮机壳体的扩散器。
技术介绍
常规车辆包括产生排气的内燃发动机。某些常规车辆还包括涡轮增压器，所述涡轮增压器接收来自内燃发动机的排气并且将排气引至排气系统。在排气到排气系统的移动期间，联邦法律要求排气在进入排气系统之前要流到催化转化器以便满足当前排放标准。包括涡轮增压器的常规车辆可以包括一个或多个围绕涡轮增压器的涡轮机叶轮布置的部件，以便使得排气从涡轮机叶轮到涡轮机出口扩散。然而，这些常规车辆展现出并非最优的特征，包括排气通过废气门或旁通通道而绕过涡轮机叶轮直接移动到催化转化器，这可以由于高速的排气流而致使催化转化器过早失效。排气直接流通到催化转化器还可以致使在内燃发动机的冷启动期间催化转化器的缓慢暖机，从而导致在暖机期间来自排气系统的所不希望的排放物。这样，仍然需要改进排气到催化转化器的流动以便防止催化转化器的过早失效并且改善催化转化器的运行。
技术实现思路
本文披露了一种涡轮增压器，所述涡轮增压器用于接收来自内燃发动机的排气并且用于将排气递送至排气系统。所述涡轮增压器包括涡轮机壳体。所述涡轮机壳体包括限定涡轮机壳体内部的内表面。所述内表面在涡轮机壳体入口与涡轮机壳体出口之间延伸。所述涡轮机壳体入口限定在所述内表面的一个端部处并且与所述内燃发动机和所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将来自所述内燃发动机的排气递送至所述涡轮机壳体内部。所述涡轮机壳体出口限定在所述内表面的相反的端部处并且与所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将排气从所述涡轮机壳体内部排出。所述涡轮机壳体还包括废气门管道，所述废气门管道布置在所述涡轮机壳体入口与所述涡轮机壳体出口之间，并且限定与所述涡轮机壳体入口和所述涡轮机壳体出口处于流体连通的废气门通道。废气门通道用于通过绕过涡轮机壳体内部将排气从涡轮机壳体入口排出至涡轮机壳体出口。所述涡轮增压器进一步包括废气门组件，所述废气门组件布置在所述涡轮机壳体内以用于控制穿过所述废气门通道的排气流。废气门组件包括阀座和阀，所述阀座布置在废气门通道内，所述阀能够与所述阀座接合。所述阀能够在第一位置与第二位置之间移动，在所述第一位置中所述阀与所述阀座接合以用于防止排气流穿过所述废气门通道，在所述第二位置中所述阀与所述阀座解除接合以用于允许排气流穿过所述废气门通道。此外，所述涡轮增压器包括扩散器，所述扩散器至少部分地围绕所述阀座以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。此外，本文披露了一种包括涡轮增压器的系统。车辆还包括：内燃发动机，所述内燃发动机被配置成用于产生排气；排气系统，所述排气系统被配置成用于将排气递送出所述车辆；以及催化转化器，所述催化转化器布置在所述内燃发动机与所述排气系统之间。最后，本文披露了一种运行所述系统的方法。所述方法包括：启用所述内燃发动机，从而致使排气从所述内燃发动机流动到所述涡轮增压器的入口；将所述废气门阀从所述第一位置移动到所述第二位置，在所述第一位置中所述阀与所述阀座接合以用于防止排气流穿过所述废气门通道，在所述第二位置中所述阀与所述阀座解除接合以用于允许排气流穿过所述废气门通道；并且用所述扩散器将离开所述废气门通道的排气均匀地扩散至所述催化转化器。具有至少部分地围绕阀座的扩散器允许离开废气门管道的排气被均匀地扩散到涡轮机壳体出口中并且扩散到催化转化器。使得均匀的排气流到达催化转化器在内燃发动机的冷启动期间通过将流动均匀地引到催化转化器改善了催化转化器的加热，并且由此防止催化转化器过加热。此外，将排气均匀地扩散到催化转化器使得排气流扩展并且防止由于直接高速排气流而使催化转化器过早失效。附图说明本专利技术的其他优点将是容易了解的，因为所述优点通过参照以下详细说明在结合附图考虑时将变得更好理解，在附图中：图1是包括涡轮增压器的车辆的示意图；图2是具有处于第一位置的阀的涡轮增压器的涡轮机壳体的内部的局部透视图；图3是具有处于第二位置的阀的涡轮增压器的涡轮机壳体的内部的局部侧视图；图4是已经出于展示的目的将阀移除的、涡轮增压器的涡轮机壳体的内部的局部侧视图；图5是具有根据本专利技术的流线轮廓图的侧视图；图6是具有根据本专利技术的流线轮廓图的底侧视图；并且图7是具有根据本专利技术的流线轮廓图的顶侧视图。具体实施方式现在参照附图，在图中除非另外指明，相似的附图标记被用来指示相似的结构，系统被示意性地展示为10。如图1所示，系统10包括被配置成用于产生排气的内燃发动机12。内燃发动机12与车辆传动装置处于旋转连通。传动装置可以是任何类型的传动装置，包括如本领域普通技术人员已知的混合动力、手动、自动、或半自动的传动装置。内燃发动机12产生被选择性地传递至传动装置的旋转扭矩，所述旋转扭矩通过轴进而被传递至一个或多个车轮。应进一步认识到的是，内燃发动机12和/或传动装置可以以任何合适的方式配置成足以产生并且传递旋转扭矩来驱动车辆，而不偏离本专利技术的范围。系统10还包括排气系统20。排气系统20被配置成用于将排气递送出车辆。典型地，排气系统20包括被配置成用于将排气引导离开车辆的管路。排气系统20还可以包括被配置成用于减小由离开排气系统20的排气发出的噪音的消声器以及被配置成用于将排气引导离开车辆的后部或侧部的尾管。其他实施例可以包括除被配置成除尾管之外的、或取而代之的、用于将排气竖直引导离开车辆的排气管。系统10还包括布置在内燃发动机12与排气系统20之间的催化转化器22。催化转化器22是被配置成用于通过催化氧化还原反应将排气中的有毒气体和其他污染物转换成毒性较小形式的废气排放控制装置。典型地，催化转化器22需要非常高的温度(即800华氏(F)度)以便有效进行氧化还原反应。这样，在内燃发动机12冷启动之后需要加热催化转化器22。在一些实施例中，催化转化器22布置在内燃发动机12的下游并且邻近排气系统20，使得离开催化转化器22的排气直接流到排气系统20，在所述排气系统处这些排气可以离开车辆。在其他实施例中，催化转化器22至少部分地布置在涡轮机壳体26内。在又一个实施例中，催化转化器22被布置成邻近涡轮机壳体出口34。然而，还可想到的是，催化转化器22可以布置在内燃发动机12与排气系统20之间的任何地方。催化转化器22具有前面，该前面被限定为催化转化器22最靠近内燃发动机12的面并且包括进到催化转化器22中的入口。换言之，前面是催化转化器22在排气流进入催化转化器22之前或在进入催化转化器时暴露于所述排气流的面。此外，系统10包括布置在内燃发动机12与催化转化器22之间的涡轮增压器24。涡轮增压器24接收来自内燃发动机的排气12的排气并且将排气引至排气系统20。现参考图2，涡轮增压器24包括涡轮机壳体26，该涡轮机壳体包括限定涡轮机壳体内部30的内表面28。内表面28在轮机壳体入口32(见图5)与涡轮机壳体出口34之间延伸。涡轮机壳体入口32被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡轮增压器，所述涡轮增压器用于接收来自内燃发动机的排气并且用于将排气递送至排气系统，所述涡轮增压器包括：/n涡轮机壳体，包括：/n内表面，所述内表面限定涡轮机壳体内部，所述内表面在以下二者之间延伸：/n涡轮机壳体入口，所述涡轮机壳体入口限定在所述内表面的一个端部处并且与所述内燃发动机和所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将来自所述内燃发动机的排气递送至所述涡轮机壳体内部，与/n涡轮机壳体出口，所述涡轮机壳体出口限定在所述内表面的相反的端部处并且与所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将排气从所述涡轮机壳体内部排出；以及/n废气门管道，所述废气门管道布置在所述涡轮机壳体入口与所述涡轮机壳体出口之间并且限定与所述涡轮机壳体入口和所述涡轮机壳体出口处于流体连通的废气门通道，以用于通过绕过所述涡轮机壳体内部将排气从所述涡轮机壳体入口排出到所述涡轮机壳体出口；阀座，所述阀座布置在所述废气门通道内；/n废气门组件，所述废气门组件布置在所述涡轮机壳体内以用于控制排气流穿过所述废气门通道，所述废气门组件包括：/n阀，所述阀能够与所述阀座接合，其中，所述阀能够在以下二者之间移动：/n第一位置，在所述第一位置中所述阀与所述阀座接合以用于防止排气流穿过所述废气门通道，与/n第二位置，在所述第二位置中所述阀与所述阀座解除接合以用于允许排气流穿过所述废气门通道；以及/n扩散器，所述扩散器至少部分地围绕所述阀座以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。/n...

【技术特征摘要】
20181029 US 16/173,3881.一种涡轮增压器，所述涡轮增压器用于接收来自内燃发动机的排气并且用于将排气递送至排气系统，所述涡轮增压器包括：
涡轮机壳体，包括：
内表面，所述内表面限定涡轮机壳体内部，所述内表面在以下二者之间延伸：
涡轮机壳体入口，所述涡轮机壳体入口限定在所述内表面的一个端部处并且与所述内燃发动机和所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将来自所述内燃发动机的排气递送至所述涡轮机壳体内部，与
涡轮机壳体出口，所述涡轮机壳体出口限定在所述内表面的相反的端部处并且与所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将排气从所述涡轮机壳体内部排出；以及
废气门管道，所述废气门管道布置在所述涡轮机壳体入口与所述涡轮机壳体出口之间并且限定与所述涡轮机壳体入口和所述涡轮机壳体出口处于流体连通的废气门通道，以用于通过绕过所述涡轮机壳体内部将排气从所述涡轮机壳体入口排出到所述涡轮机壳体出口；阀座，所述阀座布置在所述废气门通道内；
废气门组件，所述废气门组件布置在所述涡轮机壳体内以用于控制排气流穿过所述废气门通道，所述废气门组件包括：
阀，所述阀能够与所述阀座接合，其中，所述阀能够在以下二者之间移动：
第一位置，在所述第一位置中所述阀与所述阀座接合以用于防止排气流穿过所述废气门通道，与
第二位置，在所述第二位置中所述阀与所述阀座解除接合以用于允许排气流穿过所述废气门通道；以及
扩散器，所述扩散器至少部分地围绕所述阀座以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。


2.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述扩散器包括围绕所述阀座布置的内侧表面以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。


3.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述扩散器的所述内侧表面环绕所述阀座以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。


4.如权利要求2所述的涡轮增压器，其中，所述扩散器的所述内侧表面形成围绕所述阀座的环以用于将所述排气流均匀地扩散到所述涡轮机壳体出口中。


5.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述扩散器完全围绕所述阀座，使得所述扩散器的高度高于所述阀座的高度。


6.如权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述扩散器完全布置在所述涡轮机壳体内。


7.如权利要求1至6中任一项所述的涡轮增压器，进一步包括涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮与所述涡轮机壳体入口和所述涡轮机壳体出口处于流体连通以用于将排气排出到所述涡轮机壳体出口；以及拉姆达传感器，所述拉姆达传感器在所述涡轮机叶轮与所述涡轮机壳体出口之间安装至所述涡轮机壳体。


8.如权利要求1至6中任一项所述的涡轮增压器，其中，所述废气门组件进一步包括联接至所述阀的阀臂以用于在所述第一位置与所述第二位置之间移动所述阀。


9.如权利要求1至6中任一项所述的涡轮增压器，其中，所述扩散器与所述涡轮机壳体一体形成。


10.如权利要求1至6中任一项所述的涡轮增压器，其中，所述废气门组件的所述阀是回转阀。


11.一种用于车辆的系统，所述系统包括：
内燃发动机，所述内燃发动机产生排气；
排气系统，所述排气系统被配置成用于将述排气递送出所述车辆；
催化转化器，所述催化转化器布置在所述内燃发动机与所述排气系统之间；以及
涡轮增压器，所述涡轮增压器用于接收来自所述内燃发动机的排气并且用于将排气递送至所述排气系统，所述涡轮增压器包括：
涡轮机壳体，包括：
内表面，所述内表面限定涡轮机壳体内部，所述内表面在以下二者之间延伸：
涡轮机壳体入口，所述涡轮机壳体入口限定在所述内表面的一个端部处并且与所述内燃发动机和所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将来自所述内燃发动机的排气递送至所述涡轮机壳体内部，与
涡轮机壳体出口，所述涡轮机壳体出口限定在所述内表面的相反的端部处并且与所述涡轮机壳体内部处于流体连通，以用于将排气从所述涡轮机壳体内部排出；以及
废气门管道，所述废气门管道布置在所述涡轮机壳体入口与所述涡轮机壳体出口之间并且限定与所述涡轮机...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·O·罗什科，M·E·哈里斯，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US