一种满足egr循环需要的可变截面废气旁通涡轮机的制作方法_3

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孔壁上设有与废气旁通管路连通的涡轮壳废气旁通出口 13。
[0101]阀门座15设有阀门座内流道接口 18、阀门座外流道接口 19、阀门座废气旁通出口20,分别与涡轮壳内流道入口 11、涡轮壳外流道入口 10、涡轮壳废气旁通入口 9连通;阀门座15还设有阀门座气体入口 23和阀门座废气旁通入口 24。图7、8中,阀门座内流道接口18、阀门座外流道接口 19、阀门座废气旁通出口 20设于阀门座15顶部,阀门座气体入口 23和阀门座废气旁通入口 24设于底部。
[0102]相应地,如图6所示,所述排气管14上设有通过阀门座15与涡轮壳外流道入口 10和涡轮壳内流道入口 11连通的排气管气体出口 17和通过阀门座15与涡轮壳废气旁通入口 9连通的排气管废气旁通出口 16。
[0103]排气管14排出的废气一部分通过排气管气体出口 17流出,通过阀门座15流入到涡轮壳外流道入口 10和涡轮壳内流道入口 11内进行分配后再进入动力涡轮31。
[0104]另一部分旁通废气从排气管废气旁通出口 16流出,通过阀门座15流入连接在一起的涡轮壳废气旁通入口 9,从涡轮壳废气旁通出口 13流出,不经过动力涡轮31,直接排出涡轮壳I。
[0105]如图7、8、9、10所示,所述阀门座15上设置有阀门座内流道接口 18、阀门座外流道接口 19和阀门座废气旁通出口 20,阀门座内流道接口 18的两端分别与涡轮壳内流道入口11和排气管气体出口 17连通,阀门座外流道接口 19的两端分别与涡轮壳外流道入口 10和排气管气体出口 17连通;
[0106]阀门座废气旁通出口 20和阀门座废气旁通入口 24分别与涡轮壳废气旁通入口 9和排气管废气旁通出口 16连通。
[0107]本实施例中,所述阀门座15内还安装有可调节进气外流道2进气流量的的调节阀门5 ;
[0108]具体地,调节阀门5通过调节阀门轴套22安装在阀门座15内,调节阀门5的其中一端连接有阀门销片组件6,通过阀门销片组件6与控制附件传动连接。
[0109]控制附件包括与阀门销片组件6连接的控制执行器7 ;控制执行器7和阀门销片组件6设置在涡轮壳I的外部。
[0110]该调节阀门5优选采用可旋转的中置阀门,如图10所示,调节阀门5可绕其中心轴线旋转。图9中,调节阀门5的门体将阀门座外流道接口 19和阀门座气体入口 23之间的通道全部堵住,调节阀门5在阀门销片组件6的驱动下转动时,其两侧与上述通道的内壁形成开口,则允许废气通过。
[0111]相较于【背景技术】中示出的放气阀门结构,该种中置阀门结构,在旋转开启时,其开度和旋转角度之间呈正比例关系,进气量和进气压力能够实现精准控制,从而实现与发动机的良好匹配,并提尚对EGR率的精准控制,使发动机满足排放标准。
[0112]上述实施例中提供的涡轮机设有不经过动力涡轮31而排出废气的废气旁通管路,此时,还设置控制废气旁通管路通断的废气旁通阀门26。并且,当废气进入所述涡轮机的进气量超过预定值时,开启废气旁通阀门以使部分废气能够通过所述废气旁通管路排出。因此,当发动机处于高速工况时,可打开废气旁通阀门26,以使部分废气能够经废气旁通管路排出,避免增压器超速。则进气外流道2无需为了避免高速时增压器超速而设置成大面积,可以设置成较小面积以保证中速、中负荷的涡轮驱动性能和EGR循环即可;而且,由低速、低负荷工况转至中速工况而打开调节阀门5时,内、外流道的较小面积差使得膨胀损失得以减小。
[0113]进一步地,废气旁通阀门26和调节阀门25可以联动并配置为:调节阀门5开启至预定角度时,带动所述废气旁通阀门26开启,此时,进气量达到所述预定值。
[0114]具体的联动方式可以如下:
[0115]如图9所示,调节阀门5的一端通过调节阀门轴套22安装于阀门座15,调节阀门5的另一端设有调节面25,调节面25为螺旋型结构,其轴向高度绕自身轴心呈螺旋上升。
[0116]所述废气旁通管路内设置有可与调节阀门5相配合动作的废气旁通阀门26,废气旁通阀门26通过废气旁通阀轴套21安装在阀门座15内,废气旁通阀门26与废气旁通阀轴套21间安装有弹簧27,废气旁通阀门26靠近调节阀门5的一端设置有与调节面25相配合动作的调节杆28。如图9所示,废气旁通阀门26和调节阀门5轴线平行地设置,调节杆28朝向调节面25,并与之接触配合。
[0117]动作时,所述控制执行器7推动阀门销片组件6,阀门销片组件6带动调节阀门5旋转,调节进气外流道2进气量的同时,当旋转角度达到一定值时,调节杆28可沿调节面25的螺旋方向移动,则调节阀门5的调节面25可推动调节杆28轴向移动,废气旁通阀门26打开,并压缩弹簧27,此时,旁通废气从阀门座废气旁通入口 24流入,从阀门座废气旁通出口 20流至涡轮壳废气旁通入口 9,并从涡轮壳废气旁通出口 13流出,当调节阀门5回位时,废气旁通阀门26在弹簧27弹力作用下回位,废气不再旁通。
[0118]下面还提供一实施例2,与实施例1基本相同,但采用了不同的联动方式,调节阀门5结构也略作改动(将在后文提及),请继续参考图11-14。
[0119]该实施例中,调节阀门5与阀门销片组件6相连接的一端设有轴向高度变化的调节面25。此时,还包括与调节阀门5端部卡盖配合的端盖46,端盖46可固定于涡轮壳I的壳体上,端盖46设有与其相对的调节面25配合的结构,阀门销片组件6位于端盖46外侧,并能驱动调节阀门5转动。
[0120]具体地,此实施例中端盖46设有与调节面25配合的配合调节面47,配合调节面47具有轴向凸起47a ;调节面25设有沿所述转动方向设置的凹部,相应地形成凸部,凹部相对平缓地过渡至凸部。如图11、14所示,当阀门销片组件6转动驱动调节阀门5转动时,调节面25相对配合调节面46转动,当轴向凸起47a滑过凹部而接触凸部时,继续转动,则轴向凸起47a缓慢地顶起调节面25,调节阀门5相应地沿轴向移动。
[0121]故设计为调节阀门5与废气旁通阀门26能够沿调节阀门轴向接触,则调节阀门5在配合调节面46驱动下轴向移动时,也同时带动废气旁通阀门26轴向移动,以便开启废气旁通阀门26。
[0122]上述两实施例中的联动设置方式,均是在一部件上形成一轴向高度变化的调节面25,再于另一部件设置与其匹配接触的联动部(比如调节杆28、配合调节面47的轴向凸起),从而将旋转运动转化为直线运动,实现联动控制。可知,上述实施例中,调节面25和与其匹配的联动部设置方式并不限于上述两种,比如,调节面25可以设于废气旁通阀门26,而调节杆28设于调节阀门5,当然,调节杆28设于废气旁通阀门26可避免调节面25干涉废气流通;调节面25可以设于端盖,而配合调节面46设于调节阀门5。
[0123]上述端盖和调节阀门5的卡合匹配设置,还使得整个联动机构的稳定性较好。据此,如图12、13所示,轴向凸起、凹部均设为两个,并沿对应部件端面的中心线对称设置,则配合后,稳定性更高,不易发生偏移。
[0124]本发明还提供一种实施例3,如图15所示,该实施例与实施例1、2大致相同,但采用了不同的联动配合方式,废气旁通阀门26与调节阀门5的结构也略作改动,下文将陆续表述。
[0125]调节阀门5 —端连接阀门销片组件6,另一端设有凸轮式的调节面25,废气旁通阀门26设有能够与凸轮边缘接触配合的调节杆28。则当调节阀门5转动时,调节杆8沿废气旁通阀门26轴向移动,从而打开阀门。此处,凸轮式的调节面25应当设计为,转动至预定角度时,调节杆28才与凸轮边缘接触而被顶开移动,以满足前述的进气量达到一定程度时才开启废气旁通阀门26。
[0126]上述实施例中,废气旁通阀门26和调节阀门5实现联动控制,则只需设置调节阀门5的驱动部即可,无需另设控制废气旁通阀门26的部件,结构紧凑、简单;而且,废气旁通阀门26由调节阀门5的开度变化而控制,则废气旁通阀门25的启闭控制能够符合实际进气量变化,相比较单独控制,显然控制地更加准确。
[0127]需要说明的是,上述实施例中,设置阀门座15以安装调节阀门5、废气旁通阀门26等部件,从而便于各部件的安装,并实现涡轮壳I与排气管14的可控连通。本发明还提供另一种阀门设置方式,并且结构更加紧凑,如图15-20所示。
[0128]该实施例中,设有废气旁通阀门总成37,与调节阀门5分开设置,废气旁通阀门37总成直接安装于涡轮壳1,调节阀门5直接安装于涡轮壳I内,如图20所示,调节阀门5的门体直接插入进气外流道2中,门体的外周能够与进气外流道2的内壁密封配合,门体转动时,形成开口以导通废气。图中,调节阀门5贯穿涡轮壳I的进气安装端,一端连接废气旁通阀门总成37,另一端连接驱动其转动的阀门销片组件6。
[0129]此时,涡轮壳I的进气安装端面则可直接与排气管14连通,相应地,排气管14相应地设置出分别与进气内流道3、进气外流道2对应的排气口。
[0130]由于联动方式不同,阀门的安装要求也不同。可比较图16、17理解,螺旋型的调节面25、轴向凸起型的调节面25,废气旁通阀门26和调节阀门5轴向平行地设置,而设置为凸轮型的调节面25时,则废气旁通阀门26与调节阀门5将呈一定的角度设置,图15、16,二者几乎垂直设置。
[0131]如图18、19所示,该旁通阀门总成37具体包括废气旁通阀门26、上壳体38、下壳体41,上壳体38和下壳体41相连接而形成阀腔,下壳体41侧壁开设有总成废气旁通出口41a。废气旁通阀门26可以由旁通阀门支承轴42支撑连接,旁通阀门支撑轴42置于阀腔内,并与上壳体38的端部设有弹簧27,以提供复位力。下壳体41的端部设有阀口,当废气旁通阀门26开启时,废气经阀口进入总成废气旁通出口 41a。
[0132]图19中,废气旁通阀门26的端面突出形成调节杆28,即调节杆28 —体形成于废气旁通阀门26,便于加工,联动控制也更为可靠。
[0133]废气旁通阀门总成37的阀腔内还可以设置导向套43,旁通阀门支承轴42贯穿该导向套43,废气旁通阀门26轴向移动时,旁通阀门支承轴42沿导向套43滑动,以免废气旁通阀门26偏移轴向移动,影响废气旁通。图19中
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