CN111255559A - 涡轮增压器紧固结构 - Google Patents

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Abstract

一种涡轮增压器紧固结构可包括：具有两个排气口的排气歧管集成头；位于涡轮增压器的其中一个端部上的紧固单元，紧固单元用于紧固到排气歧管集成头上；和形成于紧固单元上的进气孔，进气孔与排气歧管集成头的两个排气口相对应，具有肋，该进气孔允许废气通过排气歧管集成头进入涡轮增压器。

Description

涡轮增压器紧固结构
技术领域
本发明总体上涉及一种涡轮增压器紧固结构，更具体而言，涉及一种用于涡轮增压器的涡轮增压器紧固结构，该涡轮增压器紧固到排气歧管集成头，包括与具有两个孔的排气歧管集成头相适应的紧固单元，该涡轮增压器紧固结构改善了废气流且防止排气歧管集成头受热损坏。
背景技术
一般而言，涡轮增压器用于利用废气的能量推动涡轮叶轮旋转，并通过使用压缩机压缩进入空气来将压缩空气输送到气缸。涡轮增压器的主体具有将涡轮叶轮和压缩机叶轮连接到单个轴并且将涡轮叶轮和压缩机叶轮中的每一个皆容纳在壳体中的简单结构。涡轮增压器的主体位于排气歧管的分支收集部分附近。
涡轮增压器的运动部件或废气门部件需要具有较高的物理性质，因为其上会施加较高的动量。此外，上述部件还需要具有耐热性能，因为这些部件是在高温环境中运行。
换言之，即使在高温环境中，涡轮增压器的部件也可以保持预定的强度和由此获得的尺寸稳定性。此外，涡轮增压器的部件可具有较高的耐磨性及较高的抗氧化性，使得在几百摄氏度的高运行温度下也可降低材料的腐蚀和磨损，并且即使在极端恶劣的运行条件下也可保证材料的耐久性。
而且，由于发动机运行而产生的废气被引入涡轮增压器以产生涡轮增压器的驱动力，因此连接到发动机排气歧管的涡轮增压器紧固单元可具有较高的耐热性。
近来，在具有排气歧管集成头的两个排气口的排气歧管中，两个排气口之间的头肋会受热损坏。
图1和图2示出了具有单个进气孔的涡轮增压器紧固到具有排气歧管头肋210的排气歧管200中的排气歧管集成头200的两个排气口上的构造中发生的热损坏的问题。
由于这种热损坏，位于排气歧管集成头220的排气口之间的头肋210的硬度降低。在严重的情况下，存在头肋210可能会熔化的问题。
在本发明背景部分中包含的信息仅用于增强对本发明的大背景的理解，不可视作是认可或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种紧固结构，其包括涡轮增压器进气孔中的肋，该肋用于与包括两个排气口的排气歧管集成头相对应。
本发明意在提出一种涡轮增压器紧固结构，其包括位于排气歧管集成头和涡轮增压器紧固单元之间的止动件，可以保证垫珠的抗劣化强度。
本发明的目的不限于上述描述，本发明所属领域的技术人员将从下文提供的描述中清楚地理解本文中未明确包括的其他目的。本发明的目的可以通过权利要求中定义的多个设备以及装置的组合来实现。
在本发明的各个方面，涡轮增压器紧固结构可包括下面的构造。
根据本发明的示例性实施例，提供一种涡轮增压器紧固结构，包括：具有两个排气口的排气歧管集成头；位于涡轮增压器的其中一个端部上的紧固单元，其用于紧固到排气歧管集成头上；和形成于紧固单元上的进气孔，其与排气歧管集成头的两个排气口相对应，具有肋，该进气孔允许废气通过排气歧管集成头进入涡轮增压器。
此外，在涡轮增压器紧固结构中，肋可以沿进气管在纵向方向上延伸，该肋包括具有流线形状的弯曲部分，该弯曲部分位于在进气管之内的端部上。
此外，涡轮增压器紧固结构可进一步包括多个安装于紧固单元上的垫圈，所述垫圈与进气孔的形状相适应。
此外，涡轮增压器紧固结构可进一步包括至少一个止动件，其定位在多个垫圈中的预定垫圈之间。
此外，在涡轮增压器紧固结构中，止动件可包括位于两个端部上的卷边部分，其与多个垫圈中止动件所在的垫圈的两个端部相对应。
由于上述实施例和下面的构造，本发明构造为提供以下效果。
本发明构造为确保排气歧管集成头的头肋的强度可以保持不因废气受损。
此外，本发明构造为减缩施加到涡轮增压器紧固单元的热干扰范围。
此外，本发明构造为改善通过涡轮增压器的进气孔进入的废气流。
本发明的方法和装置还具有其他特征和优点，通过结合在本文中的附图以及下面的一起用于解释本发明的某些原理的具体实施例部分，这些其他特征和优点将变得显而易见或者是得到更具体的阐述。
附图说明
图1示出了背景技术中用于包括含两个排气口的排气歧管集成头的涡轮增压器和包括一个入口的涡轮增压器的耦连(coupling，耦接、耦合)结构；
图2示出了用于包括两个排气口的排气歧管集成头和包括单个进气孔的涡轮增压器的耦连结构的热分析结果；
图3示出了根据本发明的示例性实施例的涡轮增压器紧固结构的涡轮增压器紧固单元的构造；
图4为根据本发明的示例性实施例的涡轮增压器紧固结构中涡轮增压器紧固单元的示例性横断面视图；
图5为根据本发明的示例性实施例的涡轮增压器紧固结构中涡轮增压器紧固单元的止动件的示例性横断面视图；
图6示出了当废气流动时根据本发明的示例性实施例的涡轮增压器紧固结构的热分析结果；以及
图7示出了在完成废气流动之后根据本发明的示例性实施例的涡轮增压器紧固结构的热分析结果。
可以理解，附图不一定按比例绘制，呈现了说明本发明基本原理的各种特征的略微简化的表示。本文中所包含的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特定意图的应用和使用环境决定。
在附图中，在所有附图中附图标记都指代本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例，其实例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合本发明的示例性实施例对本发明进行描述，但是应该理解，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面，本发明不仅要涵盖本发明的示例性实施例，还要涵盖各种替换、修改、等同物和其他实施例，它们可以包括在本发明的由所附权利要求书所限定的精神和范围内。
下文将更详细地描述本发明的各种示例性实施例。然而，本发明可以以各种形式体现，并且其构造不应理解为局限于本文中所阐述的示例性实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
应当理解，本文所使用的术语，如“单元”、“设备”和“……肋”用于表示处理至少一种功能或操作的设备，可以通过硬件、软件或其组合来实现。
应当理解，尽管本文中仅使用术语“第一”、“第二”等来将一个要素与另一个要素区分开，但是术语的顺序并不一定局限于以下描述中。
本发明涉及关于涡轮增压器紧固结构的技术，该涡轮增压器紧固结构面向发动机排气歧管200的构造中的排气歧管集成头220，包括排气歧管集成头220和两个排气口。
根据本发明的涡轮增压器100具有单个涡旋构造，包括：涡轮增压器壳体160、位于壳体160内的涡轮叶轮，以及包括涡轮叶轮和单个轴的压缩机叶轮。涡轮增压器100构造成利用通过发动机排气歧管200进入的废气来推动涡轮叶轮旋转。
如图所示，根据本发明的示例性实施例的排气歧管200包括排气歧管集成头220。排气歧管200可以构造成使得通过与发动机气缸相连接的转轮进入的废气通过单个排气歧管集成头220排出。根据本发明的示例性实施例的转轮可安装在每个发动机气缸上。
此外，根据本发明的示例性实施例的排气歧管集成头220构造成包括两个排气口，使得通过转轮进入的废气通过两个排气口被引入涡轮增压器100的其中一个端部。
将位于涡轮增压器壳体160的其中一个端部上的紧固单元110紧固到排气歧管集成头220上。紧固单元110具有进气孔120，其构造成与两个排气口整体重叠。
进气孔120构造成与两个排气口相适应。可以在进气孔120的中心部分中设置肋130，使得进气孔120被划分为两个进气孔。
根据本发明的示例性实施例，肋130可位于进气孔120的中心部分中。肋130的构造可与排气歧管集成头220的头肋210的形状具有相同的方向。如上所述，位于进气孔120的中心部分中的肋130可以根据排气歧管集成头220的形状而改变。
图4是沿着线A-A’截取的包括根据本发明的示例性实施例的涡轮增压器紧固单元110和进气孔120的部分的截面视图。
如图所示，进气孔(该进气孔允许废气通过进入)120设置在紧固到排气歧管集成头220的紧固单元110的内部。进气孔120被划分为顶孔和底孔。根据本发明的示例性实施例，进气孔120可包括位于紧固单元110的顶部中的第一进气孔121和位于紧固单元110的底部中的第二进气孔122。肋130位于紧固单元110的中心部分中，以划分第一进气孔121和第二进气孔122。
此外，肋130沿着进气管140的形状在进气管140的纵向上延伸。进气管140构造成使得废气通过其引入。此外，肋130的沿着进气管140的形状向内延伸的一个端部可具有流线型形状，包括弯曲部分131。
根据本发明的示例性实施例的肋130延伸至进气管140中预定长度，该预定长度根据进气管140的长度来确定。安装在延伸至进气管140中的肋130的远端部上的弯曲部分131的形状或曲率可根据进气管140的形状来设定。
如图所示，根据本发明的示例性实施例，肋130的弯曲部分131可以设定成使得第一进气孔121和第二进气孔122的横截面积是固定不变的。由于涡轮增压器100的进气管140急剧弯曲，因此肋130的宽度和长度设定成是固定不变的。根据本发明的示例性实施例，进气孔120的水平宽度相对于延伸至进气管中的肋130的长度的比率可以在1：1到1：1.2的范围内。
如上所述，与没有肋130的构造相比，紧固到包括肋130的涡轮增压器100的排气歧管集成头220具有高达35℃的温度降低效果。
图5为位于根据本发明的示例性实施例的紧固单元110中的第一进气孔121和第二进气孔122周围的垫圈151和止动件150的构造的示例性截面视图。
将参照沿图3中的线B-B’截取的横截面对肋130的构造进行。在本构造中，多个垫圈151彼此堆叠并且围绕第一进气孔121和第二进气孔122设置。止动件150与多个垫圈151中的至少一个垫圈151接触。
止动件150位于多层垫圈151的其中一层中。止动件150构造成支撑垫圈151，使得即使在垫圈151的垫珠已经崩散的情况下也可以保持高度最小化。
根据本发明的示例性实施例，止动件150可以构造成使得其两个端部被卷起到其上堆放有止动件150的垫圈151的底表面上。止动件150位于多个垫圈151中的至少一个止动件151的顶表面上，并且设有构造成围绕垫圈151的两个端部的卷边部分152。止动件150构造成在垫圈151的垫珠已经崩散的情况下使高度最小化，止动件150的两个端部可以选择性地位于垫圈151的内部或外部。
换言之，根据本发明的示例性实施例的止动件150可以位于垫圈151之间，并且可以包括在两个端部上的卷边部分152。
根据本发明的示例性实施例，每个垫圈151的厚度都是0.25mm，止动件150的厚度是0.15mm。止动件150如上构造，以防止当垫圈151暴露于高温环境时垫珠高度塌陷。
在本发明的示例性实施例中，垫圈151的中心部分与止动件150以间隙隔开预定距离并且也可以折叠。
由于存在上述具有耐热性的止动件150构造，即使在垫圈151的垫珠(bead)由于暴露于进入的高温废气中而崩散的情况下，也可以保持进气孔120和排气歧管集成头220的排气口的高度。
也就是说，如图所示，垫圈151构造成保持密封。即使在垫珠由于高温环境而变形或崩散的情况下，也可以因存在止动件150而获得至少高度最小化的垫圈151构造。
图6示出了在有来自车辆的废气流的情况下的热分析结果，该车辆包括根据本发明的示例性实施例的用于涡轮增压器100的紧固结构。
如图6所示，在进气孔120未设置肋130的背景技术的情况下，废气沿着位于排气歧管集成头220中的头肋210流动。通过由单个孔组成的进气孔120进入的废气在进气管140的曲率显着变化的位置处产生湍流。此外，作为湍流区的前端部分，基于该湍流区在每个排气口内形成流动干扰区。
相反，在使用根据本发明的示例性实施例的包括位于进气孔120的中心部分中的肋130的用于涡轮增压器100的紧固结构的情况下，可以理解，根据关于废气流的热分析，流动干扰区得到了减缩。
也就是说，根据本发明的示例性实施例的结果表示排气歧管集成头220内的干扰区得到了减缩，因为废气沿着涡轮增压器100的进气孔120中的肋130被更深地引入进气管140中。
同样地，图7示出了在没有来自车辆的废气流的情况下的热分析结果，该车辆包括根据本发明的示例性实施例的用于涡轮增压器100的紧固结构。
类似于图6的结果，在进气孔120未设置肋130的背景技术的情况下，废气沿着位于排气歧管集成头220中的头肋210流动。通过包括单个孔的进气孔120进入的废气在进气管140的曲率显着变化的位置处产生湍流。此外，作为湍流区的前端部分，基于该湍流区在每个排气口内形成流动干扰区。
相反，使用根据本发明的示例性实施例的用于涡轮增压器100的紧固结构的热分析结果表示排气歧管集成头220内的干扰区得到了减缩，湍流区也得到减缩，因为废气沿涡轮增压器100的进气孔120中的肋130被更深地引入进气管140中。
如上所述，当肋130设置在涡轮增压器100的进气孔120中与排气歧管集成头220匹配时，可以防止排气歧管集成头220因受热而损坏，同时改善进入涡轮增压器100的废气流。
为了方便解释和在所附权利要求书中准确定义，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前面”、“后面”、“背面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“向前”和“向后”用于参照附图中所示的特征的位置来描述示例性实施例的这些特征。
还应理解，术语“连接”或其派生词皆指的是直接和间接连接。
前述的对本发明的具体的示例性实施例进行的描述是出于例证和说明的目的。它们并非旨在穷举或将本发明限制于所公开的确切形式，显然，根据上述教导可以进行许多修改和变化。通过示例性实施例的选择和描述来解释本发明的某些原理及其实际应用，使本领域其他技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施例，以及对其进行各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种涡轮增压器紧固结构，包括：
紧固单元，安装于涡轮增压器的端部上并构造成紧固到排气歧管集成头，所述排气歧管集成头具有两个排气口；和
进气孔，具有肋，所述进气孔形成于所述紧固单元上，所述进气孔与所述排气歧管集成头的两个排气口相对应，
其中，所述进气孔构造成允许废气通过所述排气歧管集成头进入所述涡轮增压器。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器紧固结构，
其中，所述肋在进气管内沿所述进气管在纵向方向上延伸。
3.根据权利要求2所述的涡轮增压器紧固结构，
其中，所述肋包括具有流线形状的弯曲部分，所述弯曲部分位于所述肋的在所述进气管之内的端部上。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器紧固结构，
其中，所述进气孔包括通过所述肋划分而成的第一进气孔和第二进气孔。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器紧固结构，进一步包括：
安装于所述紧固单元上的多个垫圈，所述垫圈与所述进气孔的形状相适应。
6.根据权利要求5所述的涡轮增压器紧固结构，进一步包括：
至少一个止动件，定位在所述多个垫圈中的预定垫圈之间。
7.根据权利要求6所述的涡轮增压器紧固结构，其中，所述多个垫圈中的每个垫圈的中心部分都与所述至少一个止动件中的相应止动件以间隙隔开并且是可折叠的。
8.根据权利要求6所述的涡轮增压器紧固结构，
其中，所述至少一个止动件包括位于所述止动件的第一端部和第二端部上的卷边部分，所述卷边部分与所述多个垫圈中至少一个垫圈的第一端部和第二端部相对应，所述至少一个止动件位于所述垫圈的该第一端部和该第二端部上。
9.根据权利要求2所述的涡轮增压器紧固结构，其中，所述进气孔的水平宽度相对于所述肋的延伸至所述进气管中的长度的比率在1：1到1：1.2的范围内。
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