CN104100359B - 涡轮增压发动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮增压发动机，其包括涡轮增压器和可变排量的机油泵，涡轮增压器设置在涡轮增压发动机的排气侧并且位于排气歧管上方，在涡轮增压器的涡端出口连接有三元催化器，所述机油泵包括机油泵本体，机油泵本体包括偏心环、第一节流口和第二节流口、分开的第一腔和第二腔，其中当出口油路的油压大于第一压力阈值时，第一腔内的油压能迫使偏心环朝着使机油泵排量减小的方向推动；当出口油路的油压继续升至大于第二压力阈值时，第一节流口被打开，第一腔通过第一节流口与第二腔连通，并且在第二腔内建立抵抗偏心环推动的油压。本涡轮增压发动机整体结构紧凑，动力强劲，燃油消耗低、燃烧充分且对环境污染小，特别适用于小排量车型。

Description

涡轮增压发动机

技术领域

本发明涉及一种发动机，尤其涉及一种涡轮增压发动机，其特别适用于1.4L排气量及以下的增压型经济型或中型乘用车，或者用于替代1.8L及以下排气量的自然吸气发动机而应用于中型乘用车。

背景技术

基于减少能源消耗、保护地球环境、汽车消费政策导向等多方面考虑，消费者被积极鼓励使用小排量、高能效、低油耗的经济型车。因此，在这样的环境背景下，开发具有动力充足、燃烧高效、燃油消耗低、排气污染小、成本低等优势的新型发动机、特别是小排量发动机就显得尤为重要。然而，现有的发动机还存在着一些不足，因此不能很好地满足以上要求。

举例来讲，三元催化器被广泛应用在汽车上用于净化汽车排气，然而它在安装时容易与现有的增压发动机布置方式形成干涉，因此需要在尺寸和位置设置上做出妥协，从而不能实现最优的涡轮增压和排气净化性能。

又如，现代车用发动机几乎都采用机油泵来提供润滑和液压驱动，为此发动机也要提供一部分能量来驱动机油泵，但是现有的可变排量机油泵不仅结构复杂、需要增加电子电器元件，而且成本高、可靠性低。

再如，连续可变气门正时控制系统可以对发动机气门正时相位进行调节，增加发动机的扭矩和功率，其中采用液压实现方式的连续可变气门正时控制系统尽管结构简单、可靠性好、维修方便而被广泛采用，然而其油路布置作为实现液压控制的基础却仍需进一步优化和改进。

另外，由于以往发动机的排气歧管垫片一般只有密封燃烧废气的功能，随着对发动机的集成度和性能要求越来越高，此类垫片的结构日益复杂并且制造成本高、可靠性不佳、使用寿命短，因此有待改进和提升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种涡轮增压发动机，以便有效解决现有技术中存在的上述问题以及其他方面的问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种涡轮增压发动机，其包括涡轮增压器和可变排量的机油泵，所述涡轮增压器设置在涡轮增压发动机的排气侧并且位于排气歧管的上方，在所述涡轮增压器的涡端出口连接有三元催化器，所述机油泵包括机油泵本体，所述机油泵本体包括：

偏心环；

分开的第一腔和第二腔，所述第一腔与机油泵的出口油路连通；以及

第一节流口和第二节流口，所述第一节流口与所述第二腔的进口连接，所述第二节流口与所述第二腔的出口连接；

其中当所述出口油路的油压大于第一压力阈值时，所述第一腔内的油压能迫使所述偏心环朝着使机油泵排量减小的方向推动；当所述出口油路的油压继续升至大于第二压力阈值时，所述第一节流口被打开，所述第一腔通过所述第一节流口与所述第二腔连通，并且在所述第二腔内建立抵抗所述偏心环推动的油压。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述涡轮增压发动机还包括其中设置有油路的壳体部件，所述壳体部件中的油路包括：

主油道，其连接多个液压挺柱孔，所述主油道为具有第一直径的圆孔道，所述液压挺柱孔为具有第二直径的圆孔，所述第二直径大于所述第一直径；

正时控制油路，其通过控制阀从所述主油道的第一位置引油；以及

凸轮轴油道，其通过节流阀从所述主油道的第二位置取油。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述壳体部件中的油路还包括直油道，所述直油道连通所述主油道以将油引入所述主油道。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述主油道于所述第一位置连通直油孔，所述第一位置位于所述多个液压挺柱孔的上游，所述直油孔下游连接斜油孔，所述斜油孔下游连接控制阀安装孔，所述控制阀安装孔连通进角油孔及迟角油孔，所述控制阀安装于所述控制阀安装孔中，通过所述控制阀控制分配到所述进角油孔及所述迟角油孔的油，所述直油孔具有第三直径，所述第三直径小于所述第一直径。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述涡轮增压发动机的气缸包括多个缸体，所述排气歧管包括多个支管，所述气缸与所述排气歧管之间夹设有垫片，所述垫片包括两个外层板和介于它们之间的中间层，每一个所述外层板设置多个通孔，并且环绕每一个所述通孔设置有凸筋，并且从所述中间层延伸出到达所述两个外层板外的隔热罩，每一个所述缸体通过所述通孔连通一个所述支管，所述凸筋严密地接触所述排气歧管而将所述通孔与外界密封地隔绝。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述涡轮增压器通过增压器支架支撑，所述涡轮增压器支架的上支撑点固定在所述排气歧管的出口法兰上，下支撑点固定在所述涡轮增压发动机的缸体上。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述三元催化器由三元催化器支架支撑，所述三元催化器的下端支撑在所述涡轮增压发动机的缸体上。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述机油泵本体还包括设于所述出口油路上的安全阀，所述安全阀在所述出口油路的油压最后升至大于第三压力阈值时被打开。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述偏心环上设有弹性元件并且在径向上延伸设有突出部，所述弹性元件具有对应所述第一压力阈值的初始变量压力并且设于所述突出部的一侧与所述机油泵本体之间，所述突出部的另一侧处在所述第一腔内。

在上述的涡轮增压发动机中，可选地，所述涡轮增压发动机的排气量不大于1.4L。

在本发明的涡轮增压发动机中采用了多种创新设计，例如，通过在整车排气管离地间隙一定并且增压器和排气歧管的布置空间有限的条件下非常紧凑、优化地布置排气歧管、涡轮增压器和三元催化器等部件，从而能够有效地帮助催化剂的起燃，改善排放处理性能，降低了从自然吸气到增压发动机的设计升级工作的难度和风险。另外，通过采用优化设计后的可变排量机油泵，可以在不设置电磁控制阀的情况下实现发动机中低转速低油压、高转速高油压，避免低温下压力过高，而且其结构简单可靠、成本低、节油效果显著。此外，通过将油路布置在优化设计的发动机壳体部件内，不仅能够满足液压挺柱、气门正时控制、凸轮轴轴颈润滑等要求，供应零部件多，而且结构紧凑、集成化程度高、加工工艺性好。另外，在优化设计的发动机的垫片中集成了单层的隔热罩，由于隔热罩隔热部分悬空，不需要螺栓拧紧，因此具有良好的集成性和低廉成本，并且可以降低发动机成本。因此，本发明的涡轮增压发动机整体结构紧凑，动力强劲，燃油消耗低、燃烧充分且对环境污染小，因此特别适于满足小排量车型的应用要求。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并且可能进行了夸张性显示，并且附图也不必依照比例进行绘制。

图1为根据本发明将涡轮增压器和三元催化器等布置在发动机排气侧的一种实施方式示意图。

图2和图3示出了图1实施方式中涡轮增压器的气流流通方式。

图4示出了图1实施方式中涡轮增压器支架和三元催化器支架的固定点和支撑方式。

图5为本发明中可变排量机油泵一个示例的总成示意图。

图6为图5的可变排量机油泵示例中的泵盖被打开后，泵体的内部结构示意图。

图7为图5的可变排量机油泵示例中泵盖的结构示意图。

图8示出了图5的可变排量机油泵示例在低速工况下偏心环的工作状态图。

图9示出了图5的可变排量机油泵示例在高速工况下偏心环的工作状态图。

图10为本发明中发动机壳体部件的一个油路结构示例的示意图，为了清楚显示该油路结构，其中省略了发动机壳体部件的其他结构。

图11为图10中所示油路的直油道、主油道及液压挺柱孔部分的示意视图，其中用箭头表示出液压油的走向。

图12为图10中所示油路的主油道及正时控制油路部分的局部示意视图，其中用箭头表示出液压油的走向。

图13为图10中所示油路的主油道、凸轮轴油道及机械真空泵润滑油路部分的局部示意视图，其中用箭头表示出液压油的走向。

图14为图10中所示油路的主油道、凸轮轴油道及机械真空泵润滑油路部分的局部示意视图，其中用箭头表示出液压油的走向。

图15为发明中用于发动机的垫片一个示例的立体结构示意图。

图16为图15中所示垫片的正面示意视图。

图17为沿着图16中F－F线的局部剖视示意图。

图18为本发明的涡轮增压发动机一个示例的整体结构示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的涡轮增压发动机的组成结构、特点及优点，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。此外，还必须指出的是，对于在本文中各处涉及到的诸如涡轮增压器、三元催化器、可变排量机油泵、发动机壳体部件、连续可变气门正时系统、用于发动机的垫片等各种零部件，以及针对它们直接描述或者被隐含的任意单个技术特征(例如其所包括的任何可选的组成部分、结构、连接布置方式等)，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明完全允许在这些零部件以及它们的技术特征(或其等同物)之间进行任意的组合、叠加或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。

首先，在图1中示意性地示出了根据本发明将涡轮增压器和三元催化器等布置在发动机排气侧的一种实施方式。在该图中，附图标记1a表示发动机缸体的缸盖，2a表示排气歧管，3a表示涡轮增压器，4a表示增压器支架，5a表示增压器和三元催化器的连接法兰，6a表示三元催化器，7a表示三元催化器支架，8a表示排气歧管和增压器的连接法兰，9a表示连接螺栓。

如图1所示，涡轮增压发动机的排气歧管2a(的排气道)通过若干个螺栓9a连接至发动机的缸盖1a，并且排气歧管2a的汇合出口连接至涡轮增压器3a，即涡轮增压器3a设置在发动机的排气侧并且连接到排气歧管2a的出口。排气歧管2a延伸自缸盖1a之后其出口朝上，使得涡轮增压器位于发动机排气歧管的上方，这样就能够为三元催化器6a的安装预留下充足的空间。排气歧管2a的出口可以通过连接法兰5a由螺柱与增压器3a连接。由于抬升了增压器3a的高度，可以使得增压器3a在高度方向上的位置可以高于缸盖1a。涡轮增压器3a的涡端出口和三元催化器6a之间也通过连接法兰8a由螺柱连接；三元催化器的载体入口可以尽量靠近涡轮增压器的涡端出口以帮助催化剂的起燃、改善排放处理性能。可以了解，此处可以根据具体的情况选取螺柱的数量以及法兰的具体形状，而不必拘泥于图示的个数和形状。

为了提高涡轮增压器3a和三元催化器6a的安装稳定性，在以上实施方式还设置有用于支撑涡轮增压器3a的增压器支架4a和用于支撑三元催化器6a的三元催化器支架7a，从而使得布置后的结构满足整个排气系统的固有频率高于发动机相关共振点、同时结构强度满足排气歧管、增压器支架和三元催化器支架的材料性能要求。在具体的实施方式中，增压器支架4a和三元催化器支架7a可以选用刚性的金属材料等，并如图1所示制成条状或其它形状。增压器支架4a可以在上下端各有一个支撑点；如图1所示，在本实施方式中，增压器支架4a的上支撑点由一个螺栓固定在排气歧管2a的出口法兰(连接排气歧管2a和涡轮增压器3a的连接法兰5a之一)上，下支点也可以由两个固定点分别支撑在缸体上(见图4)。图1中的三元催化器6a下部由三元催化器支架7a和缸体的连接提供支撑(见图4)。可以了解，在其它的可选实施方式中，也可以用其它方式固定增压器支架4a和三元催化器支架7a。

图2和图3示意性地示出了图1实施方式中的涡轮增压器的气流流通方式。

在图2中，附图标记31a表示涡轮增压器3a的压端，32a表示涡轮增压器3a的涡端，箭头A表示未增压的新鲜空气的气流方向，箭头B表示经增压器压缩以后的新鲜空气的气流方向，箭头C表示通过增压器的废气流方向。所属领域的技术人员可以了解，来自发动机的排气歧管的排气在涡端推动涡轮旋转后形成箭头C所示方向上的排气流，涡轮则带动压端的压轮旋转使得未增压的新鲜空气流沿着箭头A所示方向从压端进入后被压缩，压缩后的气流沿着箭头B所示方向从增压器压端出口排出。

在图3中，附图标记D表示排气歧管2a排出的废气流。从该图3中可以看出，来自排气歧管2a的废气流D从增压器3a的涡端进入，并且在推动涡轮增压器3a涡端的涡轮后沿着箭头C所示方向排出气流。可见，图3更详细地示出了排气系统的具体排气流出的方式以及增压器在这种排气方式下如何对新鲜空气进行增压。发动机燃烧后的废气流D由发动机缸盖的排气道分别进入排气歧管2a的排气通道。排气歧管的排气通道汇合以后，废气流动从水平方向根据排气歧管2a的走向朝上排出，进入增压器3a。当废气流D推动增压器3a的涡轮以后，废气由右侧涡壳端排出气流C，通过增压器3a和三元催化器6a的连接法兰并排到三元催化器6a内；未增压器的新鲜空气流沿着箭头A所示方向由增压器3a的压端的入口进入，增压后的新鲜空气流沿着箭头B所示方向由增压器3a的压轮出气端从下排出。

图4示意性地显示出了图1实施方式中涡轮增压器支架和三元催化器支架的固定点和支撑方式。从该图中能够更清楚地看出涡轮增压器3a设置在排气歧管2a甚至整个缸体的上方，使得三元催化器6a具有更充分的布置空间，能够满足日益提高的汽车和发动机排放要求。增压器支架4a的上端41a固定在连接法兰5a上，下端42a固定在缸体上，支撑方式为螺栓连接支撑。三元催化器支架7a下端的固定点在缸体上，支撑方式也为螺栓连接支撑。增压器支架4a和三元催化器支架7a对整个排气系统起到支撑作用，能够减小整个系统对排气歧管2a和缸盖连接面的作用力。

再请参见图5，它是本发明中可变排量机油泵一个示例的总成示意图。该可变排量机油泵设在发动机的曲轴箱内，包括泵盖13b和泵体14b，泵盖13b上设有进油口15b，泵体14b上设有出油口16b、主油道反馈油道17b和安全阀6b。进油口15b连通进口油路，出油口16b、主油道反馈油道17b和安全阀6b均设在出口油路上。机油从进油口15b进入，通过机油泵本体，最后从出油口16b流出。根据设置需要，主油道反馈油道17b可以将出口油路上油压反馈给控制装置，当出口油路上的油压过高而大于设定的压力阈值时，还可通过安全阀6b进行卸压。泵盖13b还通过螺栓与泵体14b闭合，泵盖13b与泵体14b之间形成油压工作空间。

参见图6，为以上可变排量机油泵示例的泵盖13b打开后，泵体14b的内部结构示意图。机油泵本体内设一空腔，空腔中设偏心环1b，所述偏心环1b与空腔之间的间隙构成第一腔2b和第二腔3b，即第一腔2b和第二腔3b各自沿偏心环1b的外围环绕。第一腔2b的一端和第二腔3b的一端之间被第一密封件9b分开；第一腔2b的另一端和第二腔3b的另一端之间被第二密封件10b分开，其中第一密封件9b也是偏心环1b的转动中心。第一密封件9b可以设置成转动销，偏心环1b绕转动销转动。第一腔2b为使总排量减小的反馈腔，第二腔3b为使总排量增大的反馈腔。在这里所谓的“排量”指机油泵的输入轴转动一圈的输出油量。所谓的“总排量”指一定时间内机油泵的输出总油量。

偏心环1b在径向上延伸设有突出部8b，突出部8b的一侧与泵体14b之间设置了具有初始变量压力的弹性元件7b(例如优选为调压弹簧形式)，突出部8b的另一侧处在第一腔2b内。当第一腔2b内的油压克服弹性元件7b的初始变量压力后，可以推动偏心环1b绕转动销转动，从而使机油泵排量减小。

结合图7所示的该可变排量机油泵示例的泵盖13b的结构示意图，泵盖13b上设有第一节流口4b和第二节流口5b。可选地，第一节流口4b为长条的节流槽，第二节流口5b为连接发动机曲轴箱的节流孔。节流槽是第二腔3b的进口，节流孔是第二腔3b的出口。第二密封件10b设于突出部8b与泵体14b之间，第二密封件10b优选为密封条。当泵盖13b合上后，偏心环1b的转动会使突出部8b相对节流槽摆动。因为突出部8b有一侧是第一腔2b的一部分，当这一侧经过节流槽时，节流槽被打开。节流槽被偏心环1b分为第一端口11b和第二端口12b，节流槽打开后，第一端口11b连接第一腔2b，机油从第一腔2b进入节流槽，并从第二端口12b流出并进入第二腔3b。由图可知，第一端口11b与第二端口12b是相对设置的，在偏心环1b的转动过程中，第一端口11b的节流面积是增大的，而第二端口12b的节流面积在减小。

本发明中所涉及的可变排量机油泵在本示例中具体为叶片式机油泵。结合图6和图7，偏心环1b内嵌转子18b，其中转子18b与发动机的输入轴连接，转子18b上沿径向设有多个叶片19b，在偏心环1b内分成多个密闭的容积腔20b，输入轴带动转子18b转动，入口油道的机油被吸入，经传递后被带入出口油路。如偏心环1b发生转动，则偏心环1b与转子18b之间的距离发生改变，因而改变了容积腔20b的体积，随而改变了机油泵的排量。在本示例中，当偏心环1b沿如图6中所示的顺时针方向转动，偏心矩减小，可减小机油泵的排量。

以下将详细介绍本发明中可变排量机油泵的工作情形，以便于能够更好地理解其结构特点、工作原理及其优势。

如图8所示，在一般低速工况下，偏心环1b将节流槽封闭，第二腔3b通过节流孔与发动机曲轴箱相同，保持基本恒定的背压，不受油泵进口负压的影响。本可变排量机油泵的工作状态与一般单级变量泵一样，来自发动机主油道的压力通过主油道反馈油道17b进入第一腔2b，推动偏心环1b朝着沿图中逆时针方向压缩调压弹簧，此时油泵偏心量减小，排量减小。但是由于本油泵调压弹簧的设计具有较低的可变排量起始压力和较快的排量减小速度，例如起始压力可以小于300KPa，因此在油压超过起始压力后随转速升高仅有缓慢上升，油泵仅提供发动机刚好需要的油压，没有过多的余量。因为油泵的工作排量和压力都很小，所以使得节能效果非常明显。

如图9所示，当发动机工作在高速工况时，由于偏心环1b的运动，节流槽被打开，机油从第一腔2b经过节流槽进入第二腔3b，再从节流孔流出。节流槽和节流孔的大小通过计算和试验精心设置，可以在第二腔3b中产生一定的压力(例如从0kPa到60kPa)，以便抵抗第一腔2内的油压，从而减缓油泵排量减小的速度，保证高速时发动机有足够的油压。由于节流孔很小，所以这一部分泄漏的流量也很小，因而对泵总的能量消耗影响很小。

当发动机工作在冷启动工况时，偏心环1b的工作位置与发动机在高速工况接近，这时候由于机油粘度很大，因此油压会比正常工作温度(如100度)下高很多，安全阀6b将打开，将多余的机油直接泄走，从而保证了发动机的安全。

下面将对本发明的涡轮增压发动机中所采用的发动机壳体部件的油路结构进行说明。请参阅图10，由于发动机壳体部件的其他结构已经为本领域的普通技术人员所熟知，为了清楚地显示出油路结构，因此在该图中省略了发动机壳体部件的其他结构。

如图10所示，在该发动机壳体部件示例中设置油路，该油路用于车用连续可变气门正时系统的液压控制，该油路包括主油道1c、正时控制油路2c及凸轮轴油道3c，其中，主油道1c用于向液压挺柱、凸轮轴和正时控制油路2c供油，主油道1c连接多个液压挺柱孔10c，液压挺柱孔10c用于安装调节发动机气门间隙的液压挺柱，主油道1c为具有第一直径的圆孔道，液压挺柱孔10c为具有第二直径的圆孔，第二直径大于第一直径，在一种可选的具体实施方式中，第一直径例如为8毫米，第二直径例如为12毫米；正时控制油路2c通过控制阀(未图示)从主油道1c的第一位置11c引油；凸轮轴油道3c通过节流阀(未图示)从主油道1c的第二位置12c取油，然后供给凸轮轴轴颈，为了保证油量，在凸轮轴轴颈上增加例如深度为1.5毫米和宽度为5毫米的油槽。

有利地是，节流阀为不等截面节流阀，从而可以减少机油消耗。由于进气侧机油消耗小，因此，进气侧处的节流阀的直径可以采用例如2.25毫米以降低机油消耗，而排气侧处的节流阀的直径可以采用例如直径6毫米。

参照图10所示，在一种可选的具体实施方式中，主油道1c、正时控制油路2c及凸轮轴油道3c互相平行地延伸。

有利地是，发动机壳体部件的油路均为直孔机加工形成，因而其加工工艺性好。

在一种可选的具体实施方式中，正时控制油路2c及凸轮轴油道3c的直径均等于第一直径，例如正时控制油路2c及凸轮轴油道3c的直径均等于8毫米。

如图10至图12所示，有利地是，主油道1c的第一位置11c位于主油道1c的前端。由于正时控制油路2c从主油道1c的第一位置11c引油，因此正时控制油路2c布置在主油道1c的前端，从而能够保证控制压力稳定、响应速度快。

如图10所示，在一种可选的具体实施方式中，第二位置12c位于多个液压挺柱孔10c的部分液压挺柱孔10c的上游并位于另一部分液压挺柱孔10c的下游。在本具体实施方式中，第二位置12c位于主油道1c的中游。

如图10并配合参照图11所示，油路还包括直油道4c，直油道4c连通主油道1c以将油引入主油道1c。

如图12所示，主油道1c于第一位置11c连通直油孔21c，直油孔21c具有第三直径，第三直径小于第一直径，例如，第三直径为6毫米，第一位置11c位于多个液压挺柱孔10c的上游，直油孔21c下游连接斜油孔22c，斜油孔22c的直径例如为4.5毫米，斜油孔22c下游连接凸轮轴罩盖上的控制阀安装孔23c，控制阀安装孔23c的直径例如为21毫米，控制阀安装孔23c连通进角油孔24c及迟角油孔25c，进角油孔24c及迟角油孔25c的直径例如为4.5毫米，控制阀安装于控制阀安装孔23c中，通过控制阀控制分配到进角油孔24c及迟角油孔25c的油，用以控制连续可变气门正时装置，控制阀安装孔23c与发动机油室连通，从而用来回油。

如图10、图13和图14所示，凸轮轴油道3c还连通机械真空泵润滑油路5c，机械真空泵润滑油路5c直接集成在凸轮轴油道3c上，用于给机械真空泵提供润滑油，保证机械真空泵的正常工作，机械真空泵润滑油路5c连通回油路6c，回油路6c连通发动机油室，回油路6c用于将凸轮轴轴颈和真空泵的积累的油气回到发动机油室，防止泄漏。

当采用上述的发动机壳体部件的作为发动机缸盖时，该发动机壳体部件的油路的直油道4c从发动机缸体将油引入油路的主油道1c。因而缸体与缸盖部分的油路能够连通，实现对发动机的油路整体控制。由于将油路布置在发动机壳体部件内，因而结构紧凑、集成化程度高，并且能够满足液压挺柱、气门正时控制、凸轮轴轴颈润滑等要求，供应零部件多。

下面继续对本发明的涡轮增压发动机中所采用的垫片结构进行说明。图15至图17示出了该垫片一个示例的具体结构，如这些附图所示，用于发动机的垫片100d包括两个外层板1d及介于两个外层板1d之间的中间层2d，其中，每一个外层板1d设置多个通孔10d，环绕每一个通孔10d设置凸筋13d。

有利地是，中间层2d的热传导系数小于外层板1d的热传导系数，外层板1d的弹性模量大于中间层2d的弹性模量。例如，两个外层板1d的材料采用强度较高的全硬不锈钢材料(例如全硬SUS301等)，中间层2d的材料为镀铝低碳钢。由于排气歧管在发动机运转过程中表面最高温度可达到800℃，需要阻隔排气歧管热量传导到其他零件，本发明中所采用的垫片100d在两个外层板1d之间增加热传导系数较小的中间层2d，中间层2d覆盖在排气歧管之上并伸出排气歧管法兰面，从而阻隔部分热量的传导。

由于上述垫片100d为一种具有隔热功能的排气歧管垫片，因此这种排气歧管垫片既可以密封发动机燃烧产生的高温燃烧废气，又能够阻隔排气歧管传导的热量。

图17为沿着图16中F－F线的局部剖视示意图。如图17所示，外层板1d包括接触中间层2d的第一侧面11d及相对的第二侧面12d，凸筋13d向从第一侧面11d指向第二侧面12d的方向偏移，并且凸筋13d悬伸于通孔10d的边缘。在上述垫片100d中，凸筋13d为半筋凸筋结构，这种半筋凸筋结构，初始密封压力大于10MPa，而且反弹较好，对于较大的排气歧管变形，仍然能够保持足够的密封压力，提供良好的密封效果。两个外层板1d中的一个外层板1d的每一个通孔10d通过中间层2连通到另一个外层板1d的通孔10d，从而在垫片100d中形成整体上贯通包括两个外层板1d和中间层2d全部三层材料的通孔。

在一种可选的具体实施方式中，垫片100d还可以包括铆钉3d，通过铆钉3d将两个外层板1d与中间层2d固定。可选地，铆钉3d位于相邻的两个通孔10d之间。

如图15和图16所示，有利地是，在垫片100d中还集成了单层隔热罩20d，隔热罩20d在靠近每一个通孔10d的位置从中间层2d延伸出，隔热罩20d的隔热部分悬空。可选地，每一个隔热罩20d均从外层板1d的边缘向外层板1d的同一侧弯折。相对于具有三层结构的隔热罩，隔热罩20d仅从中间层2d延伸出，虽然由于仅使用一层结构而降低了一些隔热效果，但是其结构简单，不仅减少了材料成本而且容易制造。集成在垫片100d上的隔热罩20d能够有效地阻挡排气歧管热量传导到发动机罩盖，降低排气系统热辐射对其他零部件的影响。而且，隔热罩20d集成在垫片100d上，隔热罩20d的隔热部分悬空，不需要螺栓拧紧，从而降低了发动机的制造、装配及维护成本。

有利地是，外层板1d的第二侧面12d涂覆润滑层，在一种可选的具体实施方式中，润滑层为高温增摩润滑材料，例如，润滑层为二硫化钼涂层。由于断开式排气歧管在高温废气作用下平面方向的变形较大，因此垫片100d上采用二硫化钼涂层能够降低垫片100d与排气歧管之间的摩擦，提升垫片100d的耐磨性，良好密封高变形的排气歧管。

由于以上垫片100d采用弹性模量大的全硬不锈钢材料、半筋凸筋结构以及二硫化钼涂层，从而即使排气歧管在高温废气作用下容易产生平面和垂直方向的变形，因此它在排气歧管变形下仍然能满足密封要求。当使用上述垫片100d时，可以将垫片100d夹装在发动机的气缸与排气歧管之间，并且使得每一个缸体通过垫片100d的通孔10d连通一个支管，借助于垫片100d的凸筋13d来严密地接触排气歧管而将垫片100d的通孔10d与外界密封地隔绝。

在图18中显示了为本发明的涡轮增压发动机一个示例的整体结构，其中部分地图示出了涡轮增压器1，进排气连续可变气门正时系统2、集成了可变排量机油泵的前盖3等。由于可以单独或者结合地应用前述的创新优化设计，因此本发明的涡轮增压发动机不仅整体结构紧凑，而且动力强劲、燃油消耗低、排气污染小，特别适合将其作为排气量不大于1.4L的涡轮增压发动机应用到经济型或中型乘用车上，或者用来替代1.8L及以下排气量的自然吸气发动机应用到中型乘用车上。

以上仅以举例方式来详细阐明本发明的涡轮增压发动机，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种涡轮增压发动机，其包括涡轮增压器和可变排量的机油泵，其特征在于，所述涡轮增压器设置在涡轮增压发动机的排气侧并且位于排气歧管上方以及整个缸体上方，在所述涡轮增压器的涡端出口连接有三元催化器，所述机油泵包括机油泵本体，所述机油泵本体包括：

偏心环；

分开的第一腔和第二腔，所述第一腔与机油泵的出口油路连通；以及

第一节流口和第二节流口，所述第一节流口与所述第二腔的进口连接，所述第二节流口与所述第二腔的出口连接；

其中当所述出口油路的油压大于第一压力阈值时，所述第一腔内的油压能迫使所述偏心环朝着使机油泵排量减小的方向推动；当所述出口油路的油压继续升至大于第二压力阈值时，所述第一节流口被打开，所述第一腔通过所述第一节流口与所述第二腔连通，并且在所述第二腔内建立抵抗所述偏心环推动的油压，所述涡轮增压发动机还包括其中设置有油路的壳体部件，所述壳体部件中的油路包括：

主油道，其连接多个液压挺柱孔，所述主油道为具有第一直径的圆孔道，所述液压挺柱孔为具有第二直径的圆孔，所述第二直径大于所述第一直径；

正时控制油路，其通过控制阀从所述主油道的第一位置引油；以及

凸轮轴油道，其通过节流阀从所述主油道的第二位置取油;

其中，所述主油道于所述第一位置连通直油孔，所述第一位置位于所述多个液压挺柱孔的上游，所述直油孔下游连接斜油孔，所述斜油孔下游连接控制阀安装孔，所述控制阀安装孔连通进角油孔及迟角油孔，所述控制阀安装于所述控制阀安装孔中，通过所述控制阀控制分配到所述进角油孔及所述迟角油孔的油，所述直油孔具有第三直径，所述第三直径小于所述第一直径。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述壳体部件中的油路还包括直油道，所述直油道连通所述主油道以将油引入所述主油道。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述涡轮增压发动机的气缸包括多个缸体，所述排气歧管包括多个支管，所述气缸与所述排气歧管之间夹设有垫片，所述垫片包括两个外层板和介于它们之间的中间层，每一个所述外层板设置多个通孔，并且环绕每一个所述通孔设置有凸筋，并且从所述中间层延伸出到达所述两个外层板外的隔热罩，每一个所述缸体通过所述通孔连通一个所述支管，所述凸筋严密地接触所述排气歧管而将所述通孔与外界密封地隔绝。

4.根据权利要求1或2所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述涡轮增压器通过增压器支架支撑，所述涡轮增压器支架的上支撑点固定在所述排气歧管的出口法兰上，下支撑点固定在所述涡轮增压发动机的缸体上。

5.根据权利要求1或2所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述三元催化器由三元催化器支架支撑，所述三元催化器的下端支撑在所述涡轮增压发动机的缸体上。

6.根据权利要求1或2所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述机油泵本体还包括设于所述出口油路上的安全阀，所述安全阀在所述出口油路的油压最后升至大于第三压力阈值时被打开。

7.根据权利要求1或2所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述偏心环上设有弹性元件并且在径向上延伸设有突出部，所述弹性元件具有对应所述第一压力阈值的初始变量压力并且设于所述突出部的一侧与所述机油泵本体之间，所述突出部的另一侧处在所述第一腔内。

8.根据权利要求1或2所述的涡轮增压发动机，其特征在于，所述涡轮增压发动机的排气量不大于1.4L。