涡轮增压器系统和涡轮增压器系统的热增压管路

摘要

本公开提供了“涡轮增压器系统和涡轮增压器系统的热增压管路”。一种涡轮增压器系统包括压缩机、中间冷却器和将压缩机的出口连接到中间冷却器的入口的热增压管路。热增压管路具有连接到入口的第一端部、连接到出口的第二端部以及从第一端部延伸到第二端部的中央管状部分。中央管状部分由纵向延伸的多个周向互连的半管状部段形成。

说明书

技术领域

本公开涉及涡轮增压器系统，并且更具体地涉及热增压管路。

背景技术

车辆可以包括内燃发动机，所述内燃发动机经涡轮增压以增加动力输出而不会显著增加发动机的排量。涡轮增压器具有与排气系统用管道连接的涡轮和与进气口用管道连接的压缩机。在操作期间，由发动机产生的排气驱动涡轮。旋转地联接到涡轮的压缩机向发动机的进气歧管提供增压空气，即，压力高于大气压的空气。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术的技术问题。

根据一个实施例，一种涡轮增压器系统包括压缩机、中间冷却器和将压缩机的出口连接到中间冷却器的入口的热增压管路。热增压管路具有连接到入口的第一端部、连接到出口的第二端部以及从第一端部延伸到第二端部的中央管状部分。中央管状部分由纵向延伸的多个周向互连的半管状部段形成。

根据另一个实施例，一种涡轮增压器系统包括压缩机、中间冷却器和将压缩机的出口连接到中间冷却器的入口的热增压管路。热增压管路具有连接到入口的第一端部、连接到出口的第二端部以及从第一端部延伸到第二端部的中央部分。中央部分具有多个半管状外部肋，所述多个半管状外部肋沿着中央部分纵向延伸并且周向地互连以形成封闭管。

根据又一个实施例，一种涡轮增压器系统的热增压管路包括管状第一端部、管状第二端部和从所述第一端部延伸到所述第二端部的管状中央部分。中央管状部分由沿着中央部分的长度纵向延伸的多个周向互连的半管状部段形成。

附图说明

图1是包括热增压管路的发动机系统的示意图。

图2是根据一个或多个实施例的热增压管路的平面图。

图3是热增压管路的中央部分的透视图。

图4是中央部分的横截面视图。

具体实施方式

本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅仅是示例并且其他实施例可以呈现各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节并不解释为限制性，而仅解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本实用新型的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解，参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。

本文所使用的方向性术语是参考示例性附图中所示的视图和定向来做出的。在附图中示出并在下面描述中央轴线或中央线。诸如“外”和“内”的术语是相对于中央轴线而言。例如，“外”表面是指表面背离中央轴线或者在另一个“内”表面的外侧。诸如“径向”、“直径”、“圆周”等术语也是相对于中央轴线而言。术语“前”、“后”、“上”和“下”表示附图中所参考的方向。除非另有明确说明或通过上下文另有说明，否则术语“连接”、“附接”等是指直接或间接地连接、附接等。

参考图1和图2，发动机系统20包括发动机22，所述发动机具有限定多个气缸26的发动机缸体24。所示的缸体24是直列四缸发动机，然而，本公开设想了许多发动机配置，诸如直列六缸、直列八缸、V6、V8或任何其他已知的配置。活塞被支撑在气缸26中。活塞中的每一个包括与曲轴连接的杆。气缸盖连接在缸体24的顶部上。气缸盖与缸体24配合以形成燃烧室。燃烧室从进气歧管38接收进气。类似地，排气燃烧气体离开燃烧室并且由一个或多个排气歧管40输送走。进气门和排气门选择性地将燃烧室与进气歧管38和排气歧管40流体连通地连接。进气门和排气门由一个或多个凸轮轴(未示出)打开和关闭。

发动机系统20是涡轮增压的并且包括一个或多个涡轮增压器。在所示实施例中，发动机系统20包括具有单个涡轮增压器56的涡轮增压器系统54。在其他实施例中，可以仅提供双涡轮增压器。另外，涡轮增压器系统54可以包括多于两个涡轮增压器。涡轮增压器56包括涡轮58和压缩机60。涡轮58诸如通过轴62等旋转地联接到压缩机60。

涡轮58由排气驱动并且沿着排气通道64布置。可以提供废气门66以绕过涡轮58。压缩机60由涡轮58驱动。压缩机60包括入口，所述入口通过气箱和相关联的管道68接收处于大气压力的空气。压缩机60的出口经由热增压管路72与热交换器70(例如，中间冷却器)流体连通地连接。可以提供压缩机再循环阀81以围绕压缩机60引导空气。阀81可以是双向的，从而允许空气沿反向方向流动以避免在诸如节气门松加速踏板的瞬态操纵期间的压缩机喘振。如果需要，阀81还可以允许空气沿正向方向围绕压缩机60流动。阀81可以包括相关联的导管。阀81可以通过电信号、真空等来控制。热交换器70与进气口的节气门体79流体连通地连接。节气门体79控制进入进气歧管38的空气量，并且通常基于加速踏板位置而增加或减少。

热增压管路72将热的加压空气从压缩机60携带到中间冷却器70。传统上，热增压管路由具有相对较大的质量和刚度的重型金属形成。重型金属管路提供合适的噪声、振动和粗糙性(NVH)，但相对较重且较昂贵。可以通过由塑料或复合材料构造热增压管路来实现成本和重量的节省。用塑料或复合材料热增压管路实现合适的NVH是具有挑战性的，因为它们在负载下易于表现出不可接受的噪声，例如，啸叫声。增加塑料管路的壁厚可以实现合适的NVH，但这增加了包装尺寸和重量。本文公开了具有特定结构特征和横截面形状的薄壁塑料/复合材料热增压管路，它们满足NVH同时降低重量和成本。

参考图2，热增压管路72包括第一管状端部74、第二管状端部76和管状中央部分78。第一端部74被配置为与压缩机的出口或中间部件连接。端部74可以包括被配置为与压缩机的出口接合的平滑管状部段80和形成端部74与中央部分78之间的接口的套环82。套环82可以具有比端部74和中央部分78更大的直径。第二端部76被配置为与中间冷却器的入口或中间部件连接。第二端部76可以包括被配置为与中间冷却器的入口接合的平滑管状部段84和形成端部76与中央部分78之间的接口的套环86。套环86可以具有比端部76和中央部分78更大的直径。

参考图3和图4，中央部分78可以是具有独特横截面形状的封闭管。所示的横截面形状可以被称为花形横截面。中央部分78可以由沿中央部分78的长度(纵向方向)延伸的多个周向互连的半管状部段90形成。部段90可以延伸中央部分78的整个长度，即，在套环82、86之间。每个半管状部段90可以是部分为圆形的圆筒体，其在所示实施例中基本上是圆筒体的一半。部段90可以包括外凸侧92、内凹侧94和周向相对侧部96、98。管状部段90被布置成其中央线100基本上平行于管路72的中央线101。凸侧92由距中央线100的半径为R1的第一圆柱形表面形成，并且凹侧94由距中央线100的半径为R2的第二圆柱形表面形成。R1大于R2，从而形成中央部分78的壁厚。在一个或多个实施例中，壁厚可以在2毫米与6毫米之间。这当然仅是一个示例。半管状部段90的半径可以全部相同。半管状部段90的中央线100可以全部位于共同的单位圆102上，并且可以围绕单位圆102等距地间隔开。单位圆102以中央线101为中央。

管状部段90的周向侧部96、98互连以形成封闭管。凸侧92形成外部肋104，并且管状部段90的相交部形成纵向延伸的内部肋106。内部肋106和外部肋104在中央部分78的圆周方向上交替。外部肋104可以彼此平行并且与内部肋106平行，并且内部肋106可以彼此平行。这沿着中央部分78的长度产生一致的间隔。凹侧94在内部肋106之间周向延伸并且径向向外突出以形成凹穴112。

中央部分78的外部108由外部肋104和将相邻的外部肋104互连的谷110形成。谷110可以具有凹形形状。谷110包括接合到外部肋104的周向侧部113的周向侧部111。谷110的半径R3可以小于半径R1和R2，并且谷110的弧长可以小于凸侧和凹侧的弧长。半径R3的中心点在管路的外部，而半径R1和R2的中心点在管路的内部。

热增压管路72可以由诸如高温工程塑料的塑料形成。示例包括聚苯硫醚(PPS)和高温尼龙PA46、PA6和PA66。热增压管路72可以形成为成型零件。例如，管路72可以由两个注塑成型零件形成，所述两个注塑成型零件单独形成并且随后接合在一起以形成成品。

花形热增压管路的外部肋和内部肋增加中央部分的刚度并降低激励下的表面速度。测试已经表明，本公开的纵向肋在减少与塑料热增压管路相关联的噪声方面可以比横向肋更有效。造成空气噪声的另一个因素是施加在管路内壁上的空气激励。由于空气沿着内壁几乎均匀地分布，因此两个凹侧上的压力将减小或彼此抵消，如图4中的箭头所示。这导致施加在内壁上的总体激励减小。因此，表面速度在整个频率范围内降低，并且空气噪声水平降低。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不意图描述权利要求所涵盖的所有可能形式。在说明书中使用的词语是描述词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可做出各种改变。如先前所述，各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或示出的本实用新型的另外的实施例。尽管各种实施例就一个或多个期望的特性而言可能已经被描述为提供优点或优于其他实施例或现有技术实施方式，但本领域普通技术人员应认识到，可以折衷一个或多个特征或特性来实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、大小、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，就一个或多个特性而言被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式期望的实施例处在本公开的范围内，并且对于特定应用来说可能是期望的。

根据本实用新型，提供了一种涡轮增压器系统，所述涡轮增压器系统具有：压缩机；中间冷却器；以及热增压管路，所述热增压管路将压缩机的出口连接到中间冷却器的入口，热增压管路包括：连接到入口的第一端部；连接到出口的第二端部；以及从第一端部延伸到第二端部的中央管状部分，所述中央管状部分由纵向延伸的多个周向互连的半管状部段形成。

根据实施例，半管状部段具有形成中央部分的外部肋的凸侧，并且其中半管状部段的相交部形成中央部分的内部肋。

根据实施例，半管状部段具有在内部肋之间周向延伸的凹侧。

根据实施例，半管状部段的半径全部相同。

根据实施例，半管状部段中的每一个具有中央点，并且中央点全部位于共同的圆上。

根据实施例，中央部分的外表面包括由半管状部段形成的凸形外部肋和在外部肋之间周向延伸的凹形谷。

根据实施例，外部肋中的每一个具有连接到谷中的一个的第一周向侧和连接到谷中的另一个的第二周向侧。

根据实施例，谷中的每一个具有连接到外部肋中的一个的第一周向侧和连接到外部肋中的另一个的第二周向侧。

根据实施例，半管状部段沿着中央管状部分的整个长度延伸。

根据实施例，热增压管路由塑料形成。

根据本实用新型，提供了一种涡轮增压器系统，所述涡轮增压器系统具有：压缩机；中间冷却器；以及热增压管路，所述热增压管路将压缩机的出口连接到中间冷却器的入口，热增压管路包括：连接到入口的第一端部；连接到出口的第二端部；以及从第一端部延伸到第二端部的中央部分，所述中央部分具有沿着中央部分纵向延伸并周向互连以形成封闭管的多个半管状外部肋。

根据实施例，外部肋沿着中央部分的整个长度延伸。

根据实施例，外部肋之间的圆周间距沿着中央部分的长度是恒定的。

根据实施例，中央部分还具有沿着中央部分纵向延伸的多个周向间隔的内部肋。

根据实施例，内部肋和外部肋围绕中央部分周向地交替。

根据实施例，外部肋中的每一个具有形成中央部分的外部的一部分的凸侧和形成中央部分的内部的一部分的凹侧。

根据本实用新型，提供了一种涡轮增压器系统的热增压管路，所述热增压管路具有：管状第一端部；管状第二端部；以及从第一端部延伸到第二端部的管状中央部分，所述中央管状部分由沿着中央部分的长度纵向延伸的多个周向互连的半管状部段形成。

根据实施例，第一端部和第二端部包括第一套环和第二套环，并且其中半管状部段从第一套环延伸到第二套环。

根据实施例，半管状部段具有形成中央部分的外部肋的凸侧，并且其中半管状部段的相交部形成中央部分的内部肋。

根据实施例，中央部分的外表面包括由半管状部段形成的凸形外部肋和在外部肋之间延伸的凹形谷，并且其中外部肋中的每一个具有连接到谷中的一个的第一圆周侧和连接到谷中的另一个的第二圆周侧。