渦輪機殼體的制作方法
【專利摘要】本發明涉及渦輪機殼體。渦輪機殼體包括排氣端口凸緣、渦輪機排放凸緣、跨接凸緣和軸承支承環。排氣端口凸緣被構造成將渦輪機殼體機械地聯接到提供工作流體源的配合結構。渦輪機排放凸緣被構造成將所述渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統。跨接凸緣被構造成將渦輪機殼體機械地聯接到跨接管。軸承支承環被構造成機械地支承軸承，在軸承上支承渦輪機輸出軸。渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口。排氣端口凸緣限定入口端口，入口端口被構造成提供在入口充氣室與工作流體源之間的流體連通。渦輪機遮蔽件限定流體膨脹流動路徑，用于使工作流體流膨脹。
【專利說明】潤輪機殼體
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于內燃發動機的渦輪增壓系統，并且更具體地涉及用于并聯順序(parallel-sequential)潤輪增壓系統的潤輪機殼體。
【背景技術】
[0002]在現代內燃發動機中，為了減小發動機排量同時仍維持或增加功率輸出，復雜的渦輪增壓構架變得越來越重要。對于可接受的發動機瞬態響應、燃料經濟性和降低排放的需求可使得發動機制造商面臨的設計挑戰更為復雜。從成本和包裝觀點，對于多缸組發動機而言，并聯順序增壓系統是最有吸引力的，但與單級增加系統相比，并聯順序增壓系統仍面臨著包裝和成本的挑戰。
[0003]同時滿足這些挑戰的嘗試包括并入多個渦輪增壓部件(例如，雙聯式渦輪增壓器)，每個渦輪增壓部件專用于相關聯的發動機汽缸組(即，汽缸組)。進一步的發展包括在單獨的發動機汽缸組的排氣系統之間提供流體聯接。但不利的是，由于希望將常規排氣歧管部件整體形成到汽缸蓋內，通達至渦輪機械上游的單獨排氣流以在單獨的發動機組之間提供排氣連通變得特別復雜并且導致增加的成本。
[0004]因此，希望具有一種用于并聯順序渦輪增壓系統的改進的渦輪機殼體，其向并聯順序渦輪增壓系統提供降低的成本、復雜性和減少的部件數量，同時便于其用于具有整體式排氣系統架構的發動機中。
【發明內容】
[0005]在本發明的一示例性實施例中，主級渦輪機殼體包括排氣端口凸緣、渦輪機排放凸緣、跨接(crossover)凸緣和軸承支承環。排氣端口凸緣被構造成將主級潤輪機殼體機械地聯接到主級配合結構以提供主級工作流體源。渦輪機排放凸緣被構造成將主級渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統。跨接凸緣被構造成將主級渦輪機殼體機械地聯接到跨接管。軸承支承環被構造成機械地支承軸承，渦輪機輸出軸被支承在軸承上以繞其縱向軸線旋轉。
[0006]根據此實施例，主級渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口。排氣端口凸緣限定主級入口端口，主級入口端口被構造成提供在入口充氣室與主級工作流體源之間的流體連通。主級入口端口被構造成從主級工作流體源向入口充氣室傳送主級工作流體流。渦輪機遮蔽件限定在渦輪機入口與渦輪機出口之間的用于使主級工作流體流膨脹的流體膨脹流動路徑。
[0007]在本發明的另一不例性實施例中，內燃發動機包括:第一汽缸組；主級排氣歧管，其用于傳送在第一汽缸組中產生的排氣；以及主級渦輪機殼體。主級渦輪機殼體包括排氣端口凸緣、渦輪機排放凸緣、跨接凸緣和軸承支承環。排氣端口凸緣被構造成將主級渦輪機殼體機械地聯接到主級排氣歧管，主級排氣歧管被構造成將第一汽缸組中所產生的排氣提供為主級工作流體源。渦輪機排放凸緣被構造成將主級渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統。跨接凸緣被構造成將主級渦輪機殼體機械地聯接到跨接管；并且軸承支承環被構造成機械地支承軸承，渦輪機輸出軸被支承在軸承上以繞其縱向軸線旋轉。
[0008]根據此實施例，主級渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口。排氣端口凸緣限定主級入口端口，主級入口端口被構造成提供在入口充氣室與主級工作流體源之間的流體連通。主級入口端口被構造成從主級源向入口充氣室傳送主級工作流體流；并且渦輪機遮蔽件限定在渦輪機入口與渦輪機出口之間的用于使主級工作流體流膨脹的流體膨脹流動路徑。
[0009]本發明還可包括下列方案。
[0010]1.一種主級渦輪機殼體，包括:
排氣端口凸緣，所述排氣端口凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到主級配合結構，以用于提供主級工作流體源；
渦輪機排放凸緣，所述渦輪機排放凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統；
跨接凸緣，所述跨接凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到跨接管；以及軸承支承環，所述軸承支承環被構造成機械地支承軸承，渦輪機輸出軸被支承在所述軸承上以繞其縱向軸線旋轉；
其中，所述主級渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口 ；
其中，所述排氣端口凸緣限定主級入口端口，所述主級入口端口被構造成提供在所述入口充氣室與所述主級工作流體源之間的流體連通；
其中，所述主級入口端口被構造成從所述主級工作流體源向所述入口充氣室傳送主級工作流體流；以及
其中，所述渦輪機遮蔽件限定在渦輪機入口與渦輪機出口之間的用于使渦輪機入口流膨脹的流體膨脹流動路徑，所述渦輪機入口流包括所述主級工作流體流的至少一部分。
[0011]2.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，其中，所述主級工作流體流包括發動機排氣。
[0012]3.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，其中，所述排氣系統被構造成從所述主級渦輪機殼體向用于從所述排氣系統排放的排放位置傳送渦輪機出口流，所述渦輪機入口流包括所述主級工作流體流的至少一部分。
[0013]4.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，其中，所述跨接管機械地聯接到次級配合結構，所述次級配合結構被構造成提供次級工作流體源，所述跨接管被構造成提供所述主級渦輪機殼體與所述次級工作流體源之間的流體聯接。
[0014]5.根據方案4所述的主級渦輪機殼體，其中，所述跨接管機械地聯接到次級渦輪機殼體。
[0015]6.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，還包括渦輪機輸出軸，其機械地聯接到安置于所述主級渦輪機殼體內的渦輪機葉輪，所述渦輪機葉輪包括多個葉片，所述葉片被構造成與渦輪機入口流相互作用，以使得所述渦輪機入口流對所述渦輪機葉輪做功，所述渦輪機入口流包括所述主級工作流體流的至少一部分。
[0016]7.根據方案6所述的主級渦輪機殼體，其中，所述渦輪機輸出軸機械地聯接到用于驅動壓縮機的壓縮機軸，所述壓縮機與入口空氣流相互作用并且壓縮入口空氣流，以用于在主發動機內燃燒。[0017]8.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，其中，在所述渦輪機出口處的所述流體膨脹流動路徑的入口面積大于在所述渦輪機入口處的所述流體膨脹流動路徑的出口面積。
[0018]9.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，其中，所述入口充氣室包括混合器，所述混合器被構造成從所述主級入口端口接收所述主級工作流體流、從次級端口接收次級工作流體流、以及組合所述主級工作流體流與所述次級工作流體流以形成渦輪機入口流。
[0019]10.根據方案I所述的主級渦輪機殼體:
其中所述入口充氣室包括跨接分流器，所述跨接分流器被構造成從所述主級入口端口接收主級工作流體流、形成包括所述主級工作流體流的至少一部分的次級工作流體流、以及形成包括所述主級工作流體流的至少一部分的渦輪機入口流；
其中所述跨接分流器被構造成將所述次級工作流體流經由次級端口遞送到所述跨接管。
[0020]11.根據方案I所述的主級渦輪機殼體，其中，所述入口充氣室還包括渦輪旁通分流器，其被構造成清除渦輪機入口流中的一些或全部以形成廢氣流以及將所述廢氣流遞送到所述排出口，以與渦輪機出口流相結合以形成排放流。
[0021]12.根據方案11所述的主級渦輪機殼體，還包括廢氣門，其安置于所述渦輪旁通分流器中，所述廢氣門被構造成調節所述廢氣流的流率。
[0022]13.一種內燃發動機，包括:
第一汽缸組；
主級排氣歧管，其用于傳送在所述第一汽缸組中產生的排氣；以及 主級渦輪機殼體，所述主級渦輪機殼體包括:
排氣端口凸緣，所述排氣端口凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到所述主級排氣歧管，所述主級排氣歧管被構造成將所述第一汽缸組中所產生的排氣提供為主級工作流體源；
渦輪機排放凸緣，所述渦輪機排放凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統；
跨接凸緣，所述跨接凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到跨接管；以及軸承支承環，所述軸承支承環被構造成機械地支承軸承，渦輪機輸出軸被支承在所述軸承上以繞其縱向軸線旋轉；
其中所述主級渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口 ；
其中所述排氣端口凸緣限定主級入口端口，所述主級入口端口被構造成提供所述入口充氣室與所述主級工作流體源之間的流體連通；
其中所述主級入口端口被構造成從所述主級工作流體源向所述入口充氣室傳送主級工作流體流；以及
其中所述渦輪機遮蔽件限定在渦輪機入口與渦輪機出口之間的用于使所述主級工作流體流膨脹的流體膨脹流動路徑。
[0023]14.根據方案13所述的內燃發動機，其中，所述主級排氣歧管整體形成到與所述第一汽缸組相關聯的汽缸蓋中。
[0024]15.根據方案13所述的內燃發動機:
還包括第二汽缸組； 其中所述跨接管被構造成提供在所述主級渦輪機殼體與設置于次級排氣歧管內的次級工作流體源之間的流體連通，所述次級排氣歧管被構造成傳送在所述第二汽缸組中產生的排氣。
[0025]16.根據方案15所述的內燃發動機，其中，所述跨接管被構造成提供在所述主級渦輪機殼體與所述次級排氣歧管之間的連通路徑。
[0026]17.根據方案13所述的內燃發動機，其中，所述入口充氣室包括混合器，所述混合器被構造成從所述主級入口端口接收所述主級工作流體流、從次級端口接收次級工作流體流、以及組合所述主級工作流體流與次級工作流體流以形成渦輪機入口流。
[0027]18.根據方案13所述的內燃發動機:
其中所述入口充氣室包括跨接分流器，所述跨接分流器被構造成從所述主級入口端口接收主級工作流體流、形成包括所述主級工作流體流的至少一部分的次級工作流體流、以及形成包括所述主級工作流體流的至少一部分的渦輪機入口流；以及
其中所述跨接分流器被構造成將所述次級工作流體流經由次級端口遞送到所述跨接管。
[0028]19.根據方案13所述的內燃發動機，其中，所述入口充氣室還包括渦輪旁通分流器，其被構造成清除渦輪機入口流中的一些或全部以形成廢氣流以及將所述廢氣流遞送到所述排出口以便與渦輪機出口流相結合以形成排放流。
[0029]20.根據方案19所述的內燃發動機，還包括廢氣門，其安置于所述渦輪旁通分流器中，所述廢氣門被構造成調節所述廢氣流的流率。
[0030]當結合附圖理解時，本發明的上述特點和優點以及其它特點和優點通過本發明的下述詳細描述將會顯而易見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]其它特征、優點和細節在實施例的下述詳細描述中僅以舉例說明的方式顯現，詳細描述參考附圖，在附圖中:
圖1為示出示例性渦輪機殼體的剖視圖；
圖2為示出示例性并聯順序渦輪增壓系統的示意圖；
圖3為示出示例性并聯順序渦輪增壓系統的流動路徑的示意圖；以及 圖4為示出了示例性潤輪機殼體的外觀圖的視圖。
【具體實施方式】
[0032]下述描述在本質上只是示例性的且預期并不限制本公開、其應用或用途。應了解在所有附圖中，相對應的附圖標記指示相似或相對應的零件和特征。
[0033]根據本發明的示例性實施例，圖1和圖2示出了示例性主級渦輪機殼體100。如圖1所示，主級潤輪機殼體100包括排氣端口凸緣102、潤輪機排放凸緣104、跨接凸緣106和軸承支承環108。排氣端口凸緣102被構造成將主級渦輪機殼體100機械地聯接到主級配合結構110，主級配合結構110用作主級工作流體源142/工作流體的主級源142，所述工作流體例如是發動機排氣或者可通過渦輪機膨脹以做有用功的其它加壓流體。例如，主級配合結構110可為排氣歧管(未圖示)的排氣凸緣。主級配合結構110也可為汽缸蓋的排氣凸緣，在所述汽缸蓋中整合了排氣歧管(即，整體式排氣歧管或IEM)。在任一情況下，配合結構110可與主發動機116的第一汽缸組114相關聯。
[0034]應意識到，在希望或有利地減小發動機尺寸、重量和成本的某些發動機應用中，可能需要將排氣歧管整體形成到汽缸蓋鑄件內。通過將排氣歧管與汽缸蓋組合成單個鑄件，IEM/汽缸蓋可允許省除鑄鐵排氣歧管、螺栓、墊片和熱屏蔽件。另外，發動機和排氣系統的可靠性有利地得到改進，這是因為排除了在傳統汽缸蓋與排氣歧管之間的墊片故障(即，泄漏)的可能性。
[0035]渦輪機排放凸緣104被構造成將主級渦輪機殼體100機械地聯接到排氣系統118，排氣系統118用于將工作流體沿其穿過主級渦輪機殼體100的通路傳送到其可被排放到大氣所在的位置。因此，排氣系統118可包括一個或多個排氣后處理部件(未圖示)，諸如催化轉化器或微粒過濾器。
[0036]跨接凸緣106被構造成將主級渦輪機殼體100機械地聯接到跨接管120。跨接管120可機械地聯接到次級配合結構，其中次級配合結構被構造成提供次級工作流體源。例如，在圖2中示意性地示出的并且進一步參考圖4，跨接管120可機械地聯接到次級渦輪機殼體182，并且可被構造成提供在主級渦輪機殼體100與次級工作流體源之間直接或間接的流體聯接。在示例性實施例中，次級工作流體源為主發動機116的第二汽缸組122。因此，跨接管120可提供在多缸組發動機116中的發動機組之間的連通路徑。
[0037]軸承支承環108被構造成機械地支承軸承124，渦輪機輸出軸126被支承在軸承124上以繞其縱向軸線128旋轉。渦輪機輸出軸126機械地聯接到渦輪機葉輪130，渦輪機葉輪130安置于主級渦輪機殼體100內。渦輪機輸出軸126也可機械地聯接到用于驅動壓縮機(未圖示)的壓縮機軸132，所述壓縮機與入口空氣流(未圖示)相互作用并且壓縮入口空氣流以用于在主發動機116內燃燒。
[0038]在內部，主級渦輪機殼體100限定入口充氣室134、渦輪機遮蔽件136和排出口138。排氣端口凸緣102限定主級入口端口 140，主級入口端口 140被構造成提供在入口充氣室134與設置于主級配合結構110內的主級工作流體源142之間的流體連通。因此，主級入口端口 140被構造成將主級工作流體流144從主級源142向入口充氣室134傳送。在示例性實施例中，主級流144包括在主發動機116的第一汽缸組114內產生的排氣。
[0039]渦輪機遮蔽件136限定在渦輪機入口 148與渦輪機出口 150之間的流體膨脹流動路徑146。在流體膨脹流動路徑146內，渦輪機入口流152 (其包括相對于渦輪機出口 150處的工作流體的壓力來說處于相對更高壓力的工作流體)膨脹以在渦輪機出口 150形成渦輪機出口流154 (其包括相對于渦輪機入口 148處的工作流體的壓力來說處于相對更低壓力的工作流體)。雖然渦輪機入口流152從渦輪機入口 148向渦輪機出口 150流動(并且膨脹)，渦輪機入口流152和渦輪機出口流154所包括的工作流體與附連到渦輪機葉輪130上的葉片156相互作用以便對渦輪機葉輪130做功。對渦輪機葉輪130所做的功被實現為遞送到渦輪機輸出軸126的扭矩，所述扭矩可用于驅動壓縮機軸132。為了便于工作流體在渦輪機中膨脹，在渦輪機出口 150處的流體膨脹流動路徑146的入口面積158大于渦輪機入口 148處的流體膨脹流動路徑146的出口面積160。
[0040]入口充氣室134被構造成積蓄工作流體(包括主級流144的至少一部分)以形成渦輪機入口流152。入口充氣室134也被構造成將渦輪機入口流152遞送到渦輪機入口 148。因此，入口充氣室134與渦輪機入口 148流體連通。跨接凸緣106限定次級端口 162，次級端口 162提供在入口充氣室134與跨接管120之間的流體連通。如在下文更全面地討論的，工作流體可經由限定于跨接凸緣106內的次級端口 162遞送到入口充氣室134或從入口充氣室134被抽吸。
[0041 ] 在示例性實施例中，入口充氣室134包括混合器164，混合器164被構造成從主級入口端口 140接收主級流144、從次級端口 162接收次級工作流體流166、以及組合主級流144與次級流166以形成渦輪機入口流152。因此，主級渦輪機殼體100被構造成經由限定于跨接凸緣106內的次級端口 162來接收次級流166。因此，在主級渦輪機殼體100作為并聯順序增壓系統180中的主級渦輪機操作的情況下，與混合器164相關的次級端口 162便于將次級工作流體流166添加到渦輪機入口流152。
[0042]在另一示例性實施例中，入口充氣室134包括跨接分流器168，所述跨接分流器被構造成從主級入口端口 10接收主級流144、以及提取來自主級流144的工作流體中的一些或全部以形成次級流166，而其余工作流體形成渦輪機入口流152。跨接分流器168被構造成將次級流166經由次級端口 162遞送到跨接管120。因此，在次級渦輪機殼體182將作為并聯順序沖壓系統180中的次級渦輪機來操作的情況下，與跨接分流器168相關的次級端口 162便于從渦輪機入口流152提取次級工作流體流166，以經由跨接管120遞送到另一渦輪機。在示例性實施例中，次級渦輪機容納于次級渦輪機殼體182中，次級渦輪機殼體182聯接到主級渦輪機殼體100并且其在功能上等效于主級渦輪機殼體100。
[0043]參考圖3，在又一示例性實施例中，入口充氣室134還包括渦輪旁通分流器170，渦輪旁通分流器170被構造成清除渦輪機入口流152中的一些或全部以形成廢氣流172并且將廢氣流172遞送到排出口 138以與渦輪機出口流157相結合來形成排放流174。廢氣門176安置于渦輪旁通分流器170中，并且廢氣門176被構造成調節廢氣流172的流率。
[0044]排出口 138與渦輪機出口 150流體連通并且被構造成從渦輪機出口 150接收渦輪機出口流154以形成排放流174。在示例性實施例中，渦輪機隔離閥178安置于排氣的渦輪機出口流154中，且位于渦輪機出口 150下游。渦輪機隔離閥178被構造成調節渦輪機出口流154的流率。
[0045]在示例性實施例中，用于具有第一汽缸組114和第二汽缸組122的主發動機116的增壓系統180包括主級渦輪機殼體100和次級渦輪機殼體182。主級渦輪機殼體100和次級潤輪機殼體182中的每一個包括排氣端口凸緣102、潤輪機排放凸緣104、跨接凸緣106和軸承支承環108。此外，主級渦輪機殼體100和次級渦輪機殼體182中的每一個限定入口充氣室134、渦輪機遮蔽件136和排出口 138。跨接管120機械地聯接到主級渦輪機殼體100和次級渦輪機殼體182，并且被構造成提供在主級渦輪機殼體100與次級渦輪機殼體182之間的流體聯接。
[0046]根據此實施例，次級渦輪機殼體182作為增壓系統180內的次級渦輪機來操作。因此，次級渦輪機殼體182的入口充氣室134包括跨接分流器168，跨接分流器168被構造成從主級入口端口 140接收主級流144并且提取來自主級流144的工作流體中的一些或全部以形成次級流166，其余工作流體形成渦輪機入口流152。跨接分流器168被構造成將次級流166經由次級端口 162遞送到跨接管120。跨接管120將次級流166運送到主級渦輪機殼體100。[0047]根據此實施例，次級渦輪機殼體182還包括安置于渦輪機出口流154中且位于渦輪機出口 150下游的渦輪機隔離閥178。渦輪機隔離閥178被構造成調節渦輪機出口流154的流率。當渦輪機隔離閥178關閉或接近關閉時，來自主級流144的大部分或全部工作流體由跨接分流器168提取以形成次級流166，較少或甚至無工作流體形成渦輪機入口流152。當渦輪機隔離閥178完全打開或接近完全打開時，來自主級流144的較少或無工作流體由跨接分流器168提取以形成次級流166，大部分或全部工作流體形成渦輪機入口流152。
[0048]根據此實施例，主級渦輪機殼體100將作為主級渦輪機來操作。因此，主級渦輪機殼體100的入口充氣室134包括混合器164，混合器164被構造成從主級入口端口 140接收主級流144、經由主級渦輪機殼體100的次級端口 162從跨接管120接收次級流166、以及組合主級流144與次級流166以形成渦輪機入口流152。因此，主級渦輪機殼體100被構造成經由次級渦輪機殼體182從第二汽缸組122接收次級流166。
[0049]在操作中，廢氣門176和渦輪機隔離閥178可被調節，以在主發動機116的各個操作速度下產生增壓系統180所希望的操作特征。應意識到，可通過平衡進氣升壓和排氣背壓對于諸如發動機性能、經濟性、可操作性、可靠性等因素的影響來優化所希望的操作特征。例如，在相對較低的操作速度下，可希望關閉或接近關閉渦輪機隔離閥178同時也關閉廢氣門176。另一方面，在相對較高的操作速度下，在調節廢氣門176時可希望完全打開或接近完全打開渦輪機隔離閥178。在中等操作速度下，可希望在關閉廢氣門176時調節渦輪機隔尚閥178。
[0050]在某些應用中，可有利地采用本公開的方面來形成改進的并聯順序增壓系統180。隨著高功率密度和寬速度范圍發動機的持續發展，可有利地更密切地匹配渦輪增壓系統的操作與渦輪增壓系統所服務的發動機。本公開提供了改進燃料經濟性和系統響應性同時減少在低速下的排放的手段。在包括兩個或更多個并聯的渦輪增壓器的并聯順序增壓系統180中，渦輪增壓器可被投入使用或者不操作以滿足發動機的具體需要，因為所述具體需要隨著在發動機操作點之間的移動而變化。
[0051]因此，示例性系統可改進渦輪增壓器操作與發動機操作匹配的能力。因此，渦輪增壓器的效率和升壓壓力都可得到改進。在一示例性實施例中，等效渦輪機流動面積可在增壓系統中具有超過50%的變化，從而顯著地改進了總體的發動機系統性能且同時仍有利地保留了在低發動機速度下的高有效平均制動壓力(BMEP)。另外，相對于其它雙聯式渦輪系統，諸如二級串聯渦輪增壓系統，所公開的并聯順序系統便于使用更小的渦輪增壓器部件，并且提供在包裝和成本方面的優勢。應意識到，除了用于汽車和卡車的內燃發動機之外，這些性能、可操作性、成本和包裝中的優點在包括海洋應用、機車、軍事裝甲車輛等的各種應用中是有用的。
[0052]雖然參考示例性實施例描述了本發明，但本領域技術人員應了解，在不偏離本發明的范圍的情況下，可做出各種變化并且等效物可用于替換本發明的元件。此外，可做出許多修改以在不偏離本發明的本質范圍的情況下使特定情形或材料適應本發明的教導內容。因此，預期本發明并不限于所公開的特定實施例，而是本發明將包括落入本申請的范圍內的所有實施例。
【權利要求】
1.一種主級渦輪機殼體，包括: 排氣端口凸緣，所述排氣端口凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到主級配合結構，以用于提供主級工作流體源； 渦輪機排放凸緣，所述渦輪機排放凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統； 跨接凸緣，所述跨接凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到跨接管；以及 軸承支承環，所述軸承支承環被構造成機械地支承軸承，渦輪機輸出軸被支承在所述軸承上以繞其縱向軸線旋轉； 其中，所述主級渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口 ； 其中，所述排氣端口凸緣限定主級入口端口，所述主級入口端口被構造成提供在所述入口充氣室與所述主級工作流體源之間的流體連通； 其中，所述主級入口端口被構造成從所述主級工作流體源向所述入口充氣室傳送主級工作流體流；以及 其中，所述渦輪機遮蔽件限定在渦輪機入口與渦輪機出口之間的用于使渦輪機入口流膨脹的流體膨脹流動 路徑，所述渦輪機入口流包括所述主級工作流體流的至少一部分。
2.根據權利要求1所述的主級渦輪機殼體,其中，所述主級工作流體流包括發動機排氣。
3.根據權利要求1所述的主級渦輪機殼體，其中，所述排氣系統被構造成從所述主級渦輪機殼體向用于從所述排氣系統排放的排放位置傳送渦輪機出口流，所述渦輪機入口流包括所述主級工作流體流的至少一部分。
4.根據權利要求1所述的主級渦輪機殼體，其中，所述跨接管機械地聯接到次級配合結構，所述次級配合結構被構造成提供次級工作流體源，所述跨接管被構造成提供所述主級渦輪機殼體與所述次級工作流體源之間的流體聯接。
5.根據權利要求4所述的主級渦輪機殼體，其中，所述跨接管機械地聯接到次級渦輪機殼體。
6.根據權利要求1所述的主級渦輪機殼體，還包括渦輪機輸出軸，其機械地聯接到安置于所述主級渦輪機殼體內的渦輪機葉輪，所述渦輪機葉輪包括多個葉片，所述葉片被構造成與渦輪機入口流相互作用，以使得所述渦輪機入口流對所述渦輪機葉輪做功，所述渦輪機入口流包括所述主級工作流體流的至少一部分。
7.根據權利要求6所述的主級渦輪機殼體，其中，所述渦輪機輸出軸機械地聯接到用于驅動壓縮機的壓縮機軸，所述壓縮機與入口空氣流相互作用并且壓縮入口空氣流，以用于在主發動機內燃燒。
8.根據權利要求1所述的主級渦輪機殼體，其中，在所述渦輪機出口處的所述流體膨脹流動路徑的入口面積大于在所述渦輪機入口處的所述流體膨脹流動路徑的出口面積。
9.根據權利要求1所述的主級渦輪機殼體，其中，所述入口充氣室包括混合器，所述混合器被構造成從所述主級入口端口接收所述主級工作流體流、從次級端口接收次級工作流體流、以及組合所述主級工作流體流與所述次級工作流體流以形成渦輪機入口流。
10.一種內燃發動機，包括: 第一汽缸組；主級排氣歧管，其用于傳送在所述第一汽缸組中產生的排氣；以及 主級渦輪機殼體，所述主級渦輪機殼體包括: 排氣端口凸緣，所述排氣端口凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到所述主級排氣歧管，所述主級排氣歧管被構造成將所述第一汽缸組中所產生的排氣提供為主級工作流體源； 渦輪機排放凸緣，所述渦輪機排放凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到排氣系統； 跨接凸緣，所述跨接凸緣被構造成將所述主級渦輪機殼體機械地聯接到跨接管；以及軸承支承環，所述軸承支承環被構造成機械地支承軸承，渦輪機輸出軸被支承在所述軸承上以繞其縱向軸線旋轉； 其中所述主級渦輪機殼體限定入口充氣室、渦輪機遮蔽件和排出口 ； 其中所述排氣端口凸緣限定主級入口端口，所述主級入口端口被構造成提供所述入口充氣室與所述主級工作流體源之間的流體連通； 其中所述主級入口端口被構造成從所述主級工作流體源向所述入口充氣室傳送主級工作流體流；以及 其中所述渦輪機遮蔽件限定在渦輪機入口與渦輪機出口之間的用于使所述主級工作流體流膨脹的流體膨脹流動路徑。
【文檔編號】F01D25/24GK103967540SQ201410034187
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2013年1月25日
【發明者】J.考吉爾 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司