CN103967540B - 一种涡轮机壳体及内燃发动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涡轮机壳体。涡轮机壳体包括排气端口凸缘、涡轮机排放凸缘、跨接凸缘和轴承支承环。排气端口凸缘被构造成将涡轮机壳体机械地联接到提供工作流体源的配合结构。涡轮机排放凸缘被构造成将所述涡轮机壳体机械地联接到排气系统。跨接凸缘被构造成将涡轮机壳体机械地联接到跨接管。轴承支承环被构造成机械地支承轴承，在轴承上支承涡轮机输出轴。涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口。排气端口凸缘限定入口端口，入口端口被构造成提供在入口充气室与工作流体源之间的流体连通。涡轮机遮蔽件限定流体膨胀流动路径，用于使工作流体流膨胀。

Description

一种涡轮机壳体及内燃发动机
技术领域
本发明涉及用于内燃发动机的涡轮增压系统，并且更具体地涉及用于并联顺序（parallel-sequential）涡轮增压系统的涡轮机壳体。
背景技术
在现代内燃发动机中，为了减小发动机排量同时仍维持或增加功率输出，复杂的涡轮增压构架变得越来越重要。对于可接受的发动机瞬态响应、燃料经济性和降低排放的需求可使得发动机制造商面临的设计挑战更为复杂。从成本和包装观点，对于多缸组发动机而言，并联顺序增压系统是最有吸引力的，但与单级增加系统相比，并联顺序增压系统仍面临着包装和成本的挑战。
同时满足这些挑战的尝试包括并入多个涡轮增压部件（例如，双联式涡轮增压器），每个涡轮增压部件专用于相关联的发动机汽缸组（即，汽缸组）。进一步的发展包括在单独的发动机汽缸组的排气系统之间提供流体联接。但不利的是，由于希望将常规排气歧管部件整体形成到汽缸盖内，通达至涡轮机械上游的单独排气流以在单独的发动机组之间提供排气连通变得特别复杂并且导致增加的成本。
因此，希望具有一种用于并联顺序涡轮增压系统的改进的涡轮机壳体，其向并联顺序涡轮增压系统提供降低的成本、复杂性和减少的部件数量，同时便于其用于具有整体式排气系统架构的发动机中。
发明内容
在本发明的一示例性实施例中，主级涡轮机壳体包括排气端口凸缘、涡轮机排放凸缘、跨接（crossover）凸缘和轴承支承环。排气端口凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到主级配合结构以提供主级工作流体源。涡轮机排放凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统。跨接凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管。轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在轴承上以绕其纵向轴线旋转。
根据此实施例，主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口。排气端口凸缘限定主级入口端口，主级入口端口被构造成提供在入口充气室与主级工作流体源之间的流体连通。主级入口端口被构造成从主级工作流体源向入口充气室传送主级工作流体流。涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使主级工作流体流膨胀的流体膨胀流动路径。
在本发明的另一示例性实施例中，内燃发动机包括：第一汽缸组；主级排气歧管，其用于传送在第一汽缸组中产生的排气；以及主级涡轮机壳体。主级涡轮机壳体包括排气端口凸缘、涡轮机排放凸缘、跨接凸缘和轴承支承环。排气端口凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到主级排气歧管，主级排气歧管被构造成将第一汽缸组中所产生的排气提供为主级工作流体源。涡轮机排放凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统。跨接凸缘被构造成将主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；并且轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在轴承上以绕其纵向轴线旋转。
根据此实施例，主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口。排气端口凸缘限定主级入口端口，主级入口端口被构造成提供在入口充气室与主级工作流体源之间的流体连通。主级入口端口被构造成从主级源向入口充气室传送主级工作流体流；并且涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使主级工作流体流膨胀的流体膨胀流动路径。
本发明还可包括下列方案。
1.一种主级涡轮机壳体，包括：
排气端口凸缘，所述排气端口凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到主级配合结构，以用于提供主级工作流体源；
涡轮机排放凸缘，所述涡轮机排放凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统；
跨接凸缘，所述跨接凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；以及
轴承支承环，所述轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在所述轴承上以绕其纵向轴线旋转；
其中，所述主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口；
其中，所述排气端口凸缘限定主级入口端口，所述主级入口端口被构造成提供在所述入口充气室与所述主级工作流体源之间的流体连通；
其中，所述主级入口端口被构造成从所述主级工作流体源向所述入口充气室传送主级工作流体流；以及
其中，所述涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使涡轮机入口流膨胀的流体膨胀流动路径，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。
2.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述主级工作流体流包括发动机排气。
3.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述排气系统被构造成从所述主级涡轮机壳体向用于从所述排气系统排放的排放位置传送涡轮机出口流，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。
4.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述跨接管机械地联接到次级配合结构，所述次级配合结构被构造成提供次级工作流体源，所述跨接管被构造成提供所述主级涡轮机壳体与所述次级工作流体源之间的流体联接。
5.根据方案4所述的主级涡轮机壳体，其中，所述跨接管机械地联接到次级涡轮机壳体。
6.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，还包括涡轮机输出轴，其机械地联接到安置于所述主级涡轮机壳体内的涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括多个叶片，所述叶片被构造成与涡轮机入口流相互作用，以使得所述涡轮机入口流对所述涡轮机叶轮做功，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。
7.根据方案6所述的主级涡轮机壳体，其中，所述涡轮机输出轴机械地联接到用于驱动压缩机的压缩机轴，所述压缩机与入口空气流相互作用并且压缩入口空气流，以用于在主发动机内燃烧。
8.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，在所述涡轮机出口处的所述流体膨胀流动路径的入口面积大于在所述涡轮机入口处的所述流体膨胀流动路径的出口面积。
9.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述入口充气室包括混合器，所述混合器被构造成从所述主级入口端口接收所述主级工作流体流、从次级端口接收次级工作流体流、以及组合所述主级工作流体流与所述次级工作流体流以形成涡轮机入口流。
10.根据方案1所述的主级涡轮机壳体：
其中所述入口充气室包括跨接分流器，所述跨接分流器被构造成从所述主级入口端口接收主级工作流体流、形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的次级工作流体流、以及形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的涡轮机入口流；
其中所述跨接分流器被构造成将所述次级工作流体流经由次级端口递送到所述跨接管。
11.根据方案1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述入口充气室还包括涡轮旁通分流器，其被构造成清除涡轮机入口流中的一些或全部以形成废气流以及将所述废气流递送到所述排出口，以与涡轮机出口流相结合以形成排放流。
12.根据方案11所述的主级涡轮机壳体，还包括废气门，其安置于所述涡轮旁通分流器中，所述废气门被构造成调节所述废气流的流率。
13.一种内燃发动机，包括：
第一汽缸组；
主级排气歧管，其用于传送在所述第一汽缸组中产生的排气；以及
主级涡轮机壳体，所述主级涡轮机壳体包括：
排气端口凸缘，所述排气端口凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到所述主级排气歧管，所述主级排气歧管被构造成将所述第一汽缸组中所产生的排气提供为主级工作流体源；
涡轮机排放凸缘，所述涡轮机排放凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统；
跨接凸缘，所述跨接凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；以及
轴承支承环，所述轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在所述轴承上以绕其纵向轴线旋转；
其中所述主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口；
其中所述排气端口凸缘限定主级入口端口，所述主级入口端口被构造成提供所述入口充气室与所述主级工作流体源之间的流体连通；
其中所述主级入口端口被构造成从所述主级工作流体源向所述入口充气室传送主级工作流体流；以及
其中所述涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使所述主级工作流体流膨胀的流体膨胀流动路径。
14.根据方案13所述的内燃发动机，其中，所述主级排气歧管整体形成到与所述第一汽缸组相关联的汽缸盖中。
15.根据方案13所述的内燃发动机：
还包括第二汽缸组；
其中所述跨接管被构造成提供在所述主级涡轮机壳体与设置于次级排气歧管内的次级工作流体源之间的流体连通，所述次级排气歧管被构造成传送在所述第二汽缸组中产生的排气。
16.根据方案15所述的内燃发动机，其中，所述跨接管被构造成提供在所述主级涡轮机壳体与所述次级排气歧管之间的连通路径。
17.根据方案13所述的内燃发动机，其中，所述入口充气室包括混合器，所述混合器被构造成从所述主级入口端口接收所述主级工作流体流、从次级端口接收次级工作流体流、以及组合所述主级工作流体流与次级工作流体流以形成涡轮机入口流。
18.根据方案13所述的内燃发动机：
其中所述入口充气室包括跨接分流器，所述跨接分流器被构造成从所述主级入口端口接收主级工作流体流、形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的次级工作流体流、以及形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的涡轮机入口流；以及
其中所述跨接分流器被构造成将所述次级工作流体流经由次级端口递送到所述跨接管。
19.根据方案13所述的内燃发动机，其中，所述入口充气室还包括涡轮旁通分流器，其被构造成清除涡轮机入口流中的一些或全部以形成废气流以及将所述废气流递送到所述排出口以便与涡轮机出口流相结合以形成排放流。
20.根据方案19所述的内燃发动机，还包括废气门，其安置于所述涡轮旁通分流器中，所述废气门被构造成调节所述废气流的流率。
当结合附图理解时，本发明的上述特点和优点以及其它特点和优点通过本发明的下述详细描述将会显而易见。
附图说明
其它特征、优点和细节在实施例的下述详细描述中仅以举例说明的方式显现，详细描述参考附图，在附图中：
图1为示出示例性涡轮机壳体的剖视图；
图2为示出示例性并联顺序涡轮增压系统的示意图；
图3为示出示例性并联顺序涡轮增压系统的流动路径的示意图；以及
图4为示出了示例性涡轮机壳体的外观图的视图。
具体实施方式
下述描述在本质上只是示例性的且预期并不限制本公开、其应用或用途。应了解在所有附图中，相对应的附图标记指示相似或相对应的零件和特征。
根据本发明的示例性实施例，图1和图2示出了示例性主级涡轮机壳体100。如图1所示，主级涡轮机壳体100包括排气端口凸缘102、涡轮机排放凸缘104、跨接凸缘106和轴承支承环108。排气端口凸缘102被构造成将主级涡轮机壳体100机械地联接到主级配合结构110，主级配合结构110用作主级工作流体源142/工作流体的主级源142，所述工作流体例如是发动机排气或者可通过涡轮机膨胀以做有用功的其它加压流体。例如，主级配合结构110可为排气歧管（未图示）的排气凸缘。主级配合结构110也可为汽缸盖的排气凸缘，在所述汽缸盖中整合了排气歧管（即，整体式排气歧管或IEM）。在任一情况下，配合结构110可与主发动机116的第一汽缸组114相关联。
应意识到，在希望或有利地减小发动机尺寸、重量和成本的某些发动机应用中，可能需要将排气歧管整体形成到汽缸盖铸件内。通过将排气歧管与汽缸盖组合成单个铸件，IEM/汽缸盖可允许省除铸铁排气歧管、螺栓、垫片和热屏蔽件。另外，发动机和排气系统的可靠性有利地得到改进，这是因为排除了在传统汽缸盖与排气歧管之间的垫片故障（即，泄漏）的可能性。
涡轮机排放凸缘104被构造成将主级涡轮机壳体100机械地联接到排气系统118，排气系统118用于将工作流体沿其穿过主级涡轮机壳体100的通路传送到其可被排放到大气所在的位置。因此，排气系统118可包括一个或多个排气后处理部件（未图示），诸如催化转化器或微粒过滤器。
跨接凸缘106被构造成将主级涡轮机壳体100机械地联接到跨接管120。跨接管120可机械地联接到次级配合结构，其中次级配合结构被构造成提供次级工作流体源。例如，在图2中示意性地示出的并且进一步参考图4，跨接管120可机械地联接到次级涡轮机壳体182，并且可被构造成提供在主级涡轮机壳体100与次级工作流体源之间直接或间接的流体联接。在示例性实施例中，次级工作流体源为主发动机116的第二汽缸组122。因此，跨接管120可提供在多缸组发动机116中的发动机组之间的连通路径。
轴承支承环108被构造成机械地支承轴承124，涡轮机输出轴126被支承在轴承124上以绕其纵向轴线128旋转。涡轮机输出轴126机械地联接到涡轮机叶轮130，涡轮机叶轮130安置于主级涡轮机壳体100内。涡轮机输出轴126也可机械地联接到用于驱动压缩机（未图示）的压缩机轴132，所述压缩机与入口空气流（未图示）相互作用并且压缩入口空气流以用于在主发动机116内燃烧。
在内部，主级涡轮机壳体100限定入口充气室134、涡轮机遮蔽件136和排出口138。排气端口凸缘102限定主级入口端口140，主级入口端口140被构造成提供在入口充气室134与设置于主级配合结构110内的主级工作流体源142之间的流体连通。因此，主级入口端口140被构造成将主级工作流体流144从主级源142向入口充气室134传送。在示例性实施例中，主级流144包括在主发动机116的第一汽缸组114内产生的排气。
涡轮机遮蔽件136限定在涡轮机入口148与涡轮机出口150之间的流体膨胀流动路径146。在流体膨胀流动路径146内，涡轮机入口流152（其包括相对于涡轮机出口150处的工作流体的压力来说处于相对更高压力的工作流体）膨胀以在涡轮机出口150形成涡轮机出口流154（其包括相对于涡轮机入口148处的工作流体的压力来说处于相对更低压力的工作流体）。虽然涡轮机入口流152从涡轮机入口148向涡轮机出口150流动（并且膨胀），涡轮机入口流152和涡轮机出口流154所包括的工作流体与附连到涡轮机叶轮130上的叶片156相互作用以便对涡轮机叶轮130做功。对涡轮机叶轮130所做的功被实现为递送到涡轮机输出轴126的扭矩，所述扭矩可用于驱动压缩机轴132。为了便于工作流体在涡轮机中膨胀，在涡轮机出口150处的流体膨胀流动路径146的入口面积158大于涡轮机入口148处的流体膨胀流动路径146的出口面积160。
入口充气室134被构造成积蓄工作流体（包括主级流144的至少一部分）以形成涡轮机入口流152。入口充气室134也被构造成将涡轮机入口流152递送到涡轮机入口148。因此，入口充气室134与涡轮机入口148流体连通。跨接凸缘106限定次级端口162，次级端口162提供在入口充气室134与跨接管120之间的流体连通。如在下文更全面地讨论的，工作流体可经由限定于跨接凸缘106内的次级端口162递送到入口充气室134或从入口充气室134被抽吸。
在示例性实施例中，入口充气室134包括混合器164，混合器164被构造成从主级入口端口140接收主级流144、从次级端口162接收次级工作流体流166、以及组合主级流144与次级流166以形成涡轮机入口流152。因此，主级涡轮机壳体100被构造成经由限定于跨接凸缘106内的次级端口162来接收次级流166。因此，在主级涡轮机壳体100作为并联顺序增压系统180中的主级涡轮机操作的情况下，与混合器164相关的次级端口162便于将次级工作流体流166添加到涡轮机入口流152。
在另一示例性实施例中，入口充气室134包括跨接分流器168，所述跨接分流器被构造成从主级入口端口10接收主级流144、以及提取来自主级流144的工作流体中的一些或全部以形成次级流166，而其余工作流体形成涡轮机入口流152。跨接分流器168被构造成将次级流166经由次级端口162递送到跨接管120。因此，在次级涡轮机壳体182将作为并联顺序冲压系统180中的次级涡轮机来操作的情况下，与跨接分流器168相关的次级端口162便于从涡轮机入口流152提取次级工作流体流166，以经由跨接管120递送到另一涡轮机。在示例性实施例中，次级涡轮机容纳于次级涡轮机壳体182中，次级涡轮机壳体182联接到主级涡轮机壳体100并且其在功能上等效于主级涡轮机壳体100。
参考图3，在又一示例性实施例中，入口充气室134还包括涡轮旁通分流器170，涡轮旁通分流器170被构造成清除涡轮机入口流152中的一些或全部以形成废气流172并且将废气流172递送到排出口138以与涡轮机出口流157相结合来形成排放流174。废气门176安置于涡轮旁通分流器170中，并且废气门176被构造成调节废气流172的流率。
排出口138与涡轮机出口150流体连通并且被构造成从涡轮机出口150接收涡轮机出口流154以形成排放流174。在示例性实施例中，涡轮机隔离阀178安置于排气的涡轮机出口流154中，且位于涡轮机出口150下游。涡轮机隔离阀178被构造成调节涡轮机出口流154的流率。
在示例性实施例中，用于具有第一汽缸组114和第二汽缸组122的主发动机116的增压系统180包括主级涡轮机壳体100和次级涡轮机壳体182。主级涡轮机壳体100和次级涡轮机壳体182中的每一个包括排气端口凸缘102、涡轮机排放凸缘104、跨接凸缘106和轴承支承环108。此外，主级涡轮机壳体100和次级涡轮机壳体182中的每一个限定入口充气室134、涡轮机遮蔽件136和排出口138。跨接管120机械地联接到主级涡轮机壳体100和次级涡轮机壳体182，并且被构造成提供在主级涡轮机壳体100与次级涡轮机壳体182之间的流体联接。
根据此实施例，次级涡轮机壳体182作为增压系统180内的次级涡轮机来操作。因此，次级涡轮机壳体182的入口充气室134包括跨接分流器168，跨接分流器168被构造成从主级入口端口140接收主级流144并且提取来自主级流144的工作流体中的一些或全部以形成次级流166，其余工作流体形成涡轮机入口流152。跨接分流器168被构造成将次级流166经由次级端口162递送到跨接管120。跨接管120将次级流166运送到主级涡轮机壳体100。
根据此实施例，次级涡轮机壳体182还包括安置于涡轮机出口流154中且位于涡轮机出口150下游的涡轮机隔离阀178。涡轮机隔离阀178被构造成调节涡轮机出口流154的流率。当涡轮机隔离阀178关闭或接近关闭时，来自主级流144的大部分或全部工作流体由跨接分流器168提取以形成次级流166，较少或甚至无工作流体形成涡轮机入口流152。当涡轮机隔离阀178完全打开或接近完全打开时，来自主级流144的较少或无工作流体由跨接分流器168提取以形成次级流166，大部分或全部工作流体形成涡轮机入口流152。
根据此实施例，主级涡轮机壳体100将作为主级涡轮机来操作。因此，主级涡轮机壳体100的入口充气室134包括混合器164，混合器164被构造成从主级入口端口140接收主级流144、经由主级涡轮机壳体100的次级端口162从跨接管120接收次级流166、以及组合主级流144与次级流166以形成涡轮机入口流152。因此，主级涡轮机壳体100被构造成经由次级涡轮机壳体182从第二汽缸组122接收次级流166。
在操作中，废气门176和涡轮机隔离阀178可被调节，以在主发动机116的各个操作速度下产生增压系统180所希望的操作特征。应意识到，可通过平衡进气升压和排气背压对于诸如发动机性能、经济性、可操作性、可靠性等因素的影响来优化所希望的操作特征。例如，在相对较低的操作速度下，可希望关闭或接近关闭涡轮机隔离阀178同时也关闭废气门176。另一方面，在相对较高的操作速度下，在调节废气门176时可希望完全打开或接近完全打开涡轮机隔离阀178。在中等操作速度下，可希望在关闭废气门176时调节涡轮机隔离阀178。
在某些应用中，可有利地采用本公开的方面来形成改进的并联顺序增压系统180。随着高功率密度和宽速度范围发动机的持续发展，可有利地更密切地匹配涡轮增压系统的操作与涡轮增压系统所服务的发动机。本公开提供了改进燃料经济性和系统响应性同时减少在低速下的排放的手段。在包括两个或更多个并联的涡轮增压器的并联顺序增压系统180中，涡轮增压器可被投入使用或者不操作以满足发动机的具体需要，因为所述具体需要随着在发动机操作点之间的移动而变化。
因此，示例性系统可改进涡轮增压器操作与发动机操作匹配的能力。因此，涡轮增压器的效率和升压压力都可得到改进。在一示例性实施例中，等效涡轮机流动面积可在增压系统中具有超过50%的变化，从而显著地改进了总体的发动机系统性能且同时仍有利地保留了在低发动机速度下的高有效平均制动压力（BMEP）。另外，相对于其它双联式涡轮系统，诸如二级串联涡轮增压系统，所公开的并联顺序系统便于使用更小的涡轮增压器部件，并且提供在包装和成本方面的优势。应意识到，除了用于汽车和卡车的内燃发动机之外，这些性能、可操作性、成本和包装中的优点在包括海洋应用、机车、军事装甲车辆等的各种应用中是有用的。
虽然参考示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员应了解，在不偏离本发明的范围的情况下，可做出各种变化并且等效物可用于替换本发明的元件。此外，可做出许多修改以在不偏离本发明的本质范围的情况下使特定情形或材料适应本发明的教导内容。因此，预期本发明并不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入本申请的范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种主级涡轮机壳体，包括：
排气端口凸缘，所述排气端口凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到主级配合结构，以用于提供主级工作流体源；
涡轮机排放凸缘，所述涡轮机排放凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统；
跨接凸缘，所述跨接凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；以及
轴承支承环，所述轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在所述轴承上以绕其纵向轴线旋转；
其中，所述主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口；
其中，所述排气端口凸缘限定主级入口端口，所述主级入口端口被构造成提供在所述入口充气室与所述主级工作流体源之间的流体连通；
其中，所述主级入口端口被构造成从所述主级工作流体源向所述入口充气室传送主级工作流体流；以及
其中，所述涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使涡轮机入口流膨胀的流体膨胀流动路径，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述主级工作流体流包括发动机排气。
3.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述排气系统被构造成从所述主级涡轮机壳体向用于从所述排气系统排放的排放位置传送涡轮机出口流，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述跨接管机械地联接到次级配合结构，所述次级配合结构被构造成提供次级工作流体源，所述跨接管被构造成提供所述主级涡轮机壳体与所述次级工作流体源之间的流体联接。
5.根据权利要求4所述的主级涡轮机壳体，其中，所述跨接管机械地联接到次级涡轮机壳体。
6.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，还包括涡轮机输出轴，其机械地联接到安置于所述主级涡轮机壳体内的涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮包括多个叶片，所述叶片被构造成与涡轮机入口流相互作用，以使得所述涡轮机入口流对所述涡轮机叶轮做功，所述涡轮机入口流包括所述主级工作流体流的至少一部分。
7.根据权利要求6所述的主级涡轮机壳体，其中，所述涡轮机输出轴机械地联接到用于驱动压缩机的压缩机轴，所述压缩机与入口空气流相互作用并且压缩入口空气流，以用于在主发动机内燃烧。
8.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，其中，在所述涡轮机出口处的所述流体膨胀流动路径的入口面积大于在所述涡轮机入口处的所述流体膨胀流动路径的出口面积。
9.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述入口充气室包括混合器，所述混合器被构造成从所述主级入口端口接收所述主级工作流体流、从次级端口接收次级工作流体流、以及组合所述主级工作流体流与所述次级工作流体流以形成涡轮机入口流。
10.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体：
其中所述入口充气室包括跨接分流器，所述跨接分流器被构造成从所述主级入口端口接收主级工作流体流、形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的次级工作流体流、以及形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的涡轮机入口流；
其中所述跨接分流器被构造成将所述次级工作流体流经由次级端口递送到所述跨接管。
11.根据权利要求1所述的主级涡轮机壳体，其中，所述入口充气室还包括涡轮旁通分流器，其被构造成清除涡轮机入口流中的一些或全部以形成废气流以及将所述废气流递送到所述排出口，以与涡轮机出口流相结合以形成排放流。
12.根据权利要求11所述的主级涡轮机壳体，还包括废气门，其安置于所述涡轮旁通分流器中，所述废气门被构造成调节所述废气流的流率。
13.一种内燃发动机，包括：
第一汽缸组；
主级排气歧管，其用于传送在所述第一汽缸组中产生的排气；以及
主级涡轮机壳体，所述主级涡轮机壳体包括：
排气端口凸缘，所述排气端口凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到所述主级排气歧管，所述主级排气歧管被构造成将所述第一汽缸组中所产生的排气提供为主级工作流体源；
涡轮机排放凸缘，所述涡轮机排放凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到排气系统；
跨接凸缘，所述跨接凸缘被构造成将所述主级涡轮机壳体机械地联接到跨接管；以及
轴承支承环，所述轴承支承环被构造成机械地支承轴承，涡轮机输出轴被支承在所述轴承上以绕其纵向轴线旋转；
其中所述主级涡轮机壳体限定入口充气室、涡轮机遮蔽件和排出口；
其中所述排气端口凸缘限定主级入口端口，所述主级入口端口被构造成提供所述入口充气室与所述主级工作流体源之间的流体连通；
其中所述主级入口端口被构造成从所述主级工作流体源向所述入口充气室传送主级工作流体流；以及
其中所述涡轮机遮蔽件限定在涡轮机入口与涡轮机出口之间的用于使所述主级工作流体流膨胀的流体膨胀流动路径。
14.根据权利要求13所述的内燃发动机，其中，所述主级排气歧管整体形成到与所述第一汽缸组相关联的汽缸盖中。
15.根据权利要求13所述的内燃发动机：
还包括第二汽缸组；
其中所述跨接管被构造成提供在所述主级涡轮机壳体与设置于次级排气歧管内的次级工作流体源之间的流体连通，所述次级排气歧管被构造成传送在所述第二汽缸组中产生的排气。
16.根据权利要求15所述的内燃发动机，其中，所述跨接管被构造成提供在所述主级涡轮机壳体与所述次级排气歧管之间的连通路径。
17.根据权利要求13所述的内燃发动机，其中，所述入口充气室包括混合器，所述混合器被构造成从所述主级入口端口接收所述主级工作流体流、从次级端口接收次级工作流体流、以及组合所述主级工作流体流与次级工作流体流以形成涡轮机入口流。
18.根据权利要求13所述的内燃发动机：
其中所述入口充气室包括跨接分流器，所述跨接分流器被构造成从所述主级入口端口接收主级工作流体流、形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的次级工作流体流、以及形成包括所述主级工作流体流的至少一部分的涡轮机入口流；以及
其中所述跨接分流器被构造成将所述次级工作流体流经由次级端口递送到所述跨接管。
19.根据权利要求13所述的内燃发动机，其中，所述入口充气室还包括涡轮旁通分流器，其被构造成清除涡轮机入口流中的一些或全部以形成废气流以及将所述废气流递送到所述排出口以便与涡轮机出口流相结合以形成排放流。
20.根据权利要求19所述的内燃发动机，还包括废气门，其安置于所述涡轮旁通分流器中，所述废气门被构造成调节所述废气流的流率。
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