涡轮装置的制作方法

专利2025-12-30  14


本发明构思总体涉及一种涡轮装置。在特定方面中,本发明构思涉及一种用于车辆的涡轮装置。本发明构思可适用于重型车辆,诸如卡车、公共汽车和建筑装备。尽管可关于特定车辆描述本发明构思,但是本发明构思并不限于任何特定车辆。


背景技术:

1、来自内燃发动机的废气排放的后处理优选地在内燃发动机下游实施以降低环境有害气体向车辆外部的周围环境的排放。按照惯例,在废气到达催化转化器之前,将还原剂喷射到从内燃发动机排出的燃烧气体。

2、然而,期望改善还原剂的喷射以使得能够例如改善还原剂的原子化,从而可使得在下游催化转化器中改善例如氮氧化物向双原子氮和水的转化。


技术实现思路

1、根据本发明构思的第一方面,提供了一种用于车辆的涡轮装置,所述涡轮装置包括:涡轮单元,其包括第一涡轮机,所述第一涡轮机包括可流体连接到内燃发动机并且被配置为接收从所述内燃发动机排出的燃烧气体的第一涡轮机叶轮;涡轮复合单元,其包括第二涡轮机,所述第二涡轮机包括可操作连接到所述内燃发动机的曲轴的第二涡轮机叶轮;以及管道,其将所述涡轮单元与所述涡轮复合单元彼此机械连接,其中所述涡轮复合单元被布置成与所述涡轮单元在下游流体连通以接收从所述涡轮单元馈送的燃烧气体,所述管道容纳布置在所述第一涡轮机与所述第二涡轮机之间的细长导管,其中所述涡轮装置还包括还原剂喷射器,所述还原剂喷射器安装到所述细长导管。

2、本发明构思的第一方面可寻求减轻将还原剂适当地定量掺入到来自内燃发动机的废气流中的问题。技术益处可包括:还原剂的喷射可朝向所述第一涡轮机馈送,这可使得能够在所述还原剂到达连接在所述第二涡轮机下游的后处理系统之前改善所述还原剂的原子化。通过将还原剂喷射器布置在废气流中相对远的上游位置处,与将还原剂布置在第二涡轮机下游的传统解决方案相比,还原剂在到达后处理系统时温度可更高,并且还延长还原剂蒸发并与废气流混合的时间周期。在一些示例中,还原剂喷射器的喷射方向可至少部分地面向所述第一涡轮机。在一些示例中,所述还原剂喷射器可包括面向所述第一涡轮机的喷射器喷嘴。

3、在一些示例中,所述细长导管可以是锥形的。技术益处可包括:来自所述第一涡轮机的燃烧气体在沿着所述细长导管的锥形表面被引导时可扩散。

4、在一些示例中,所述锥形细长导管的尖端可面向所述第一涡轮机。在一些示例中,所述还原剂喷射器可安装在所述锥形细长导管的所述尖端处。技术益处可包括可在多个方向上朝向从所述第一涡轮机馈送的燃烧气体流引导所述还原剂。

5、在一些示例中,所述涡轮装置还可包括附接到所述还原剂喷射器的还原剂管道,所述还原剂管道可流体连接到还原剂源。

6、在一些示例中,所述还原剂管道可从所述还原剂喷射器延伸到所述细长导管的后端,所述后端被布置成在所述细长导管的细长方向上与所述尖端相对。技术益处可包括可通过细长导管的位置将所述还原剂馈送到所述还原剂喷射器而不会干扰燃烧气体流。

7、在一些示例中,所述涡轮装置可包括位于所述后端处的固定喷嘴,所述固定喷嘴被配置为接收从所述涡轮单元馈送的所述燃烧气体并且朝向所述涡轮复合单元馈送所述燃烧气体。

8、所述固定喷嘴应优选地被视为非旋转喷嘴,所述非旋转喷嘴被配置为将所述燃烧气体流从所述第一涡轮机朝向所述第二涡轮机馈送。随后朝向后处理系统馈送所述燃烧气体流。

9、在一些示例中,所述喷嘴包括至少一个喷嘴叶片,所述还原剂管道被布置成穿过所述喷嘴叶片。技术益处可包括:喷嘴叶片可实现所述还原剂管道的界限清晰的通路,使得所述还原剂管道不与所述涡轮装置的其他部件冲突。

10、在一些示例中,所述还原剂喷射器可包括多个孔口,每个孔口被配置为在单独的方向上喷洒还原剂。还如上文所指示,技术益处可包括可在多个方向上朝向从所述第一涡轮机馈送的燃烧气体流引导所述还原剂。通过例如与燃烧气体的方向相比在相反方向上引导所述还原剂,可增大相对流动速度。这还可增强还原剂的原子化并且可因此改善还原剂在燃烧气体中的混合。

11、在一些示例中,所述管道与所述细长导管可形成废气流动通道。在一些示例中,所述废气流动通道可布置在所述管道的内表面与所述细长导管的外表面之间。

12、在一些示例中,所述废气流动通道可围绕所述细长导管周向地延伸。技术益处可包括可从所述第一涡轮机朝向所述第二涡轮机均匀地输送所述燃烧气体流。

13、在一些示例中,所述第二涡轮机叶轮可包括多个涡轮机叶轮叶片。在一些示例中,所述第二涡轮机叶轮的所述多个涡轮机叶轮叶片可布置在所述废气流动通道的端部位置处。

14、在一些示例中,所述涡轮单元可包括操作地连接到所述第一涡轮机的第一压缩机。技术益处可包括可对周围空气加压并且将空气馈送到所述内燃发动机的入口歧管。

15、在一些示例中,所述第一涡轮机可包括多个涡轮机叶片。

16、在一些示例中,所述还原剂喷射器是尿素喷射器。技术益处可包括所述涡轮装置可有利于与包括选择性催化转化器装置的后处理系统组合。

17、根据本发明构思的第二方面,提供了一种内燃发动机装置,所述内燃发动机装置包括内燃发动机和根据上文关于第一方面所述的示例中的任一者的涡轮装置。

18、根据本发明构思的第二方面,提供了一种车辆,所述车辆包括根据上文关于第一方面所述的示例中的任一者的涡轮装置。

19、所述第二方面和第三方面的效果和特征很大程度上类似于上文关于第一方面所述的效果和特征。

20、本领域普通技术人员中的任何人将明白,以上方面、随附权利要求和/或本文中在上文和随后在下文所公开的示例可彼此适合地组合。

21、附加特征和优点在以下描述、权利要求和附图中公开,并且部分地对于本领域技术人员而言将是显而易见的或者通过实践本文中所述的本发明构思而认识到。本文中还公开了与上文所论述的技术益处相关联的控制单元、计算机可读介质和计算机程序产品。



技术特征:

1.一种用于车辆的涡轮装置(100),所述涡轮装置包括:

2.如权利要求1所述的涡轮装置,其中所述还原剂喷射器的喷射方向至少部分地面向所述第一涡轮机(104)。

3.如权利要求1或2所述的涡轮装置,其中所述细长导管是锥形的。

4.如权利要求3所述的涡轮装置,其中所述锥形细长导管的尖端面向所述第一涡轮机。

5.如权利要求4所述的涡轮装置,其中所述还原剂喷射器安装在所述锥形细长导管的所述尖端处。

6.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其还包括附接到所述还原剂喷射器的还原剂管道(122),所述还原剂管道可流体连接到还原剂源。

7.如权利要求6所述的涡轮装置,当依附于权利要求4或5中的任一项时,其中所述还原剂管道从所述还原剂喷射器延伸到所述细长导管的后端(130),所述后端被布置成在所述细长导管的细长方向上与所述尖端相对。

8.如权利要求7所述的涡轮装置,其中所述涡轮装置包括位于所述后端(130)处的固定喷嘴(132),所述固定喷嘴被配置为接收从所述涡轮单元馈送的所述燃烧气体并且朝向所述涡轮复合单元馈送所述燃烧气体。

9.如权利要求8所述的涡轮装置,其中所述喷嘴包括至少一个喷嘴叶片(134),所述还原剂管道被布置成穿过所述喷嘴叶片。

10.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述还原剂喷射器包括多个孔口,每个孔口被配置为在单独的方向上喷洒还原剂。

11.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述管道和所述细长导管形成废气流动通道。

12.如权利要求11所述的涡轮装置,其中所述废气流动通道布置在所述管道的内表面与所述细长导管的外表面之间。

13.如权利要求11或12中任一项所述的涡轮装置,其中所述废气流动通道围绕所述细长导管周向地延伸。

14.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述第二涡轮机叶轮包括多个涡轮机叶轮叶片。

15.如权利要求14所述的涡轮装置,当依附于权利要求11至13中的任一项时,其中所述第二涡轮机叶轮的所述多个涡轮机叶轮叶片布置在所述废气流动通道的端部位置处。

16.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述涡轮单元包括操作地连接到所述第一涡轮机的第一压缩机。

17.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述第一涡轮机包括多个涡轮机叶片。

18.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述还原剂喷射器包括面向所述第一涡轮机的喷射器喷嘴。

19.如前述权利要求中任一项所述的涡轮装置,其中所述还原剂喷射器是尿素喷射器。

20.一种内燃发动机装置,其包括内燃发动机和根据前述权利要求中任一项所述的涡轮装置。

21.一种车辆,其包括根据权利要求1至19中任一项所述的涡轮装置。


技术总结
本发明构思涉及一种涡轮装置,尤其是用于车辆的涡轮装置,所述涡轮装置包括:涡轮单元,其包括第一涡轮机;涡轮复合单元;以及管道,其将所述涡轮单元与所述涡轮复合单元彼此机械连接,其中所述涡轮复合单元被布置成与所述涡轮单元在下游流体连通以接收从所述涡轮单元馈送的燃烧气体,所述管道容纳细长导管,其中所述涡轮装置还包括还原剂喷射器,所述还原剂喷射器安装到所述细长导管。

技术研发人员:蓬蒂斯·埃里克松,约翰·佩尔松
受保护的技术使用者:沃尔沃卡车集团
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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