废气门的制作方法
【专利摘要】本发明涉及废气门。组件可包括废气门，其带有废气门臂和塞部，塞部可定位在关闭操作状态和打开操作状态；以及涡轮机壳体部件，其包括从废气门座轴向远离地延伸的壁，以建立一种关系从而实现在废气门的打开操作状态下废气从废气门开口流到废气室。还公开了设备、组件、系统、方法等的各种其它示例。
【专利说明】废气门
【技术领域】
[0001 ] 本文中公开的主题概括地涉及内燃发动机的涡轮机械的废气门。
【背景技术】
[0002]涡轮增压器可包括废气门，废气门可控以减少从内燃发动机到涡轮机叶轮的废气流。本文描述的各种不同的技术、技艺等与废气门有关。
【专利附图】
【附图说明】
[0003]结合在附图中示出的示例参考下面的详细描述，可获得对本文描述的各种方法、设备、组件、系统、布置等以及其等同方式的更完整的理解，在附图中:
图1是涡轮增压器、内燃发动机以及各种装备的示例的简图；
图2是包括废气门的涡轮机壳体组件的示例的一系列视图；
图3是包括废气门的组件的示例的剖视图和说明废气门操作的各种简图；
图4是包括废气门和壁的组件的示例的剖视图和说明废气门操作的各种简图；
图5是与废气门开口相关联的壁的示例的剖视图；
图6是与废气门开口相关联的壁的示例的剖视图；
图7是与废气门开口相关联的壁的示例的剖视图；
图8是与废气门开口相关联的壁的示例的剖视图；
图9是与废气门开口相关联的壁的示例的剖视图以及运动图；
图10是与废气门开口相关联的壁的示例的剖视图和壁的示例的一系列剖视图；以及 图11是包括废气门和壁的涡轮机壳体组件的示例的平面图。
【具体实施方式】
[0004]涡轮增压器经常被用于增加内燃发动机的输出。参照图1，涡轮增压系统100的示例包括内燃发动机110和涡轮增压器120。如在图1中所示，系统100可以是车辆101的一部分，其中系统100被设置在发动机舱中并被连接到废气导管103，废气导管103引导废气到废气出口 109，废气出口 109例如定位在乘客舱105后面。在图1的示例中，可提供处理单元107以处理废气(例如，通过分子的催化转化等减少排放物)。
[0005]在图1的示例中，内燃发动机110包括发动机缸体118，其包含一个或多个燃烧室，这些燃烧室用于驱动轴112 (例如，通过活塞)。如图1中所示，进气端口 114提供了流动路径供空气进入发动机缸体118，而排气端口 116提供了流动路径供废气离开发动机缸体118。
[0006]涡轮增压器120用于从废气中提取能量并提供能量给进气空气，该空气可与燃料混合来形成燃烧气体。如在图1中所示，涡轮增压器120包括空气入口 134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体组件124、用于涡轮机叶轮127的涡轮机壳体组件126、另一壳体组件128和废气出口 136，废气出口 136例如可与车辆101的废气导管103流体连通。壳体组件128可被称为中间壳体组件，因为其被设置在压缩机壳体组件124和涡轮机壳体组件126之间。轴122可以是包括多个部件的轴组件。轴122可由设置在壳体组件128内(例如，在由一个或多个孔壁限定的圆孔内)的轴承系统(例如，轴颈轴承、滚子轴承等)可旋转地支撑，使得，涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转(例如，由于通过轴122可旋转地联接)。作为示例，中间壳体旋转组件(CHRA)可包括压缩机叶轮125，涡轮机叶轮127，轴122，壳体组件128和各种其它的部件(例如，设置在压缩机叶轮125和壳体组件128之间的轴向位置处的压缩机侧板)。
[0007]在图1的示例中，可变几何形状组件129被示出为部分地被设置在壳体组件128和壳体组件126之间。这种可变几何形状组件可包括定子叶片或其它部件来改变通道的几何形状，该通道通向涡轮机壳体组件126内的涡轮机叶轮空间。作为示例，可变几何形状压缩机组件可被提供。
[0008]在图1的示例中，废气门阀(或，简称为废气门)135被定位成最接近涡轮机壳体组件126的废气进口(例如，在涡轮机叶轮127的上游)。废气门阀135可被控制以允许至少一些来自排气端口 116的废气绕过涡轮机叶轮127。各种不同的废气门、废气门部件等可被应用到传统固定喷嘴涡轮机、固定定子叶片喷嘴涡轮机、可变喷嘴涡轮机、双涡卷涡轮增压
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[0009]在图1的示例中，废气再循环(EGR)导管115也被示出，其可被任选地设置有一个或多个阀117，例如，以允许废气流到在压缩机叶轮125上游的位置。
[0010]图1还示出了示例布置150用于使废气流到废气涡轮机壳体组件152和另一示例布置170用于使废气流到废气涡轮机壳体组件172。在布置150中，气缸盖154包括在其内的通道，用于将来自气缸的废气引导向涡轮机壳体组件152，而在布置170中，歧管176用于实现涡轮机壳体组件172的安装，例如，没有任何单独的、中间长度的废气管道系统。在示例布置150和170中，涡轮机壳体组件152和172可被构造成与废气门、可变几何形状组件等一起使用。
[0011]在图1中，控制器190的示例被示出为包括一个或多个处理器192、存储器194和一个或多个接口 196。这种控制器可包括电路系统，例如发动机控制单元(E⑶)的电路系统。如本文所描述，可联合控制器任选地实施各种方法或技艺，例如，通过控制逻辑。控制逻辑可依赖于一个或多个发动机操作条件(例如，涡轮rpm、发动机rpm、压力、温度、载荷、润滑剂、冷却等)。例如，传感器可通过一个或多个接口 196传输信息到控制器190。控制逻辑可依赖于这些信息，并且进而控制器190可输出控制信号以控制发动机操作。控制器190可被构造成控制润滑剂流、温度、压力、可变几何形状组件(例如，可变几何形状压缩机或涡轮机)、废气门(例如，通过致动器)、电动马达、或一个或多个与发动机、涡轮增压器等相关联的其它部件。作为示例，控制器190可包括存储在存储器194内的指令，该指令可由一个或多个处理器192中的至少一个执行以控制废气门，例如，基于一个或多个废气门部件的几何形状(例如，壁几何形状)，这可使废气门流具有与废气门的一个或多个操作状态(例如，由废气门臂的旋转角度等决定)有关的特点。
[0012]图2示出了组件200的示例，该组件包括中间壳体201和带有废气门280的涡轮机壳体组件220。在图2的示例中，废气门280被操作地连接到控制轴270，控制轴270定位在涡轮机壳体组件220的控制轴圆孔227内。在涡轮增压器的操作期间，控制轴270被暴露给可具有压力Pl的废气环境和可具有压力PO的周围环境或空气环境，其中Pl可大于PO。如所示，控制轴270被定位在控制轴圆孔227内并且被操作地连接到控制臂260，控制臂360被操作地连接到控制杆255。在图2的示例中，控制杆255的致动可引起废气门280被相对于开口 240定位，该开口 240提供了废气气体旁路以使废气绕过涡轮机叶轮空间。
[0013]在图2的示例中，润轮机壳体组件220包括废气进口凸缘222,该凸缘包括通道223的开口 221 (例如，或多个开口)。通道223与由涡壳壁224形成的涡壳流体连通。在图2的示例中，喷嘴(例如，环形开口等)可用于实现从涡壳到涡轮机叶轮空间的废气流，在这种情况下开口 226用于实现从涡轮机叶轮空间到室245的废气流，室245例如至少部分地由室壁248和室地板348形成。
[0014]如在图2的示例中所示，开口 240存在于室地板248中并且可由废气门280 (例如，废气门280的塞部282)响应控制轴270在控制轴圆孔227中的旋转而覆盖。例如，控制轴270可延伸到废气门臂290 (见虚线)，废气门臂282将控制轴270连接到废气门280的塞部282。在这样的示例中，控制轴370绕控制轴轴线Zs的旋转可将废气门380的塞部282相对于开口 240定位在打开位置或关闭位置。在打开位置，通道223通过室地板248中的开口 340与室245流体连通。在打开位置，通过废气进口凸缘222的开口 221接收的废气可绕过由涡壳壁224形成的涡壳。
[0015]在图2的示例中，室壁246延伸到凸缘部228以限定废气出口开口 249。无论室245是通过开口 240或是开口 226接收的废气都可通过废气出口开口 249离开涡轮机壳体组件220。作为示例，导管可通过附接机构被附接到凸缘部228，例如，该附接机构可与开口225-1、225-2、225-3和225-4协作。由该导管(例如，从废气出口开口 249)接收的废气可流到装备，例如催化转化器、消声器(例如，吸音器)等，并且最终流到周围或空气环境(例如见，图1的车辆101)，周围或空气环境可例如处于压力PO。
[0016]图3示出了包括涡轮机壳体部件320和废气门380的组件300的示例的剖视图，操作状态(A、B、C和D)的各种示例以及相对于操作状态的流量的绘图398。在组件300中，涡轮机壳体部件320包括开口 340，开口 340例如由涡轮机壳体部件320的基本上圆柱形的壁部分330的表面332限定。如所示，壁332延伸到边缘(例如，限定了开口 340)并且此后变平以连接相对平坦的表面334，表面334可被称为废气门座。在图3的示例中，表面332限定了相对短的通道，例如，该通道具有轴线(例如，Z-轴线)，表面332设置在距离该轴线的半径距离处(例如，r-轴线)。
[0017]从开口 340远离地延伸，座334沿着另一表面336 (例如，基本上圆柱形的壁部分330的表面)下降到部分地由涡轮机壳体部件320形成的废气室的地板348，例如，与壁表面346组合地形成。
[0018]如在图3中所示，涡轮机壳体部件320的壁表面346升高到限定了废气室的开口349的边缘并且此后向外延伸到相对平坦的表面328，该表面328可包括一个或多个孔隙等，例如孔隙325，以例如将另一部件附接到涡轮机壳体部件320。
[0019]在图3的示例中，废气门380包括连接到废气门臂390的塞部382。因此，塞部382包括下表面381、向上延伸到塞部382的上端385的杆383和边沿表面384 (例如，围绕杆383设置在半径处并且具有轴向高度)。如所示，杆383由废气门臂390的圆孔393接收，在这种情况下，圆孔393延伸在废气门臂390的下表面391和上表面392之间。在图3的示例中，夹紧垫圈387夹紧到塞部382的杆383，以由此阻止杆383滑动通过废气门臂390的圆孔393。因此，当废气门臂390枢转时，塞部382的下表面381被相对于涡轮机壳体部件320的座334定位以实现废气门380的打开和关闭。
[0020]在图3中示出了操作状态的四个示例A、B、C和D，用以改变诸如废气门臂390的废气门臂的枢转角度Φ。小箭头指示了响应于废气门的塞部被相对于座在开口附近的定位的通过诸如开口 340的开口的废气流的量和方向。如在绘图398中所示，当枢转角度山增加时，流动的量增加，例如，以相对线性的方式(例如，流动作为枢转角度的线性函数)。
[0021]如在本文中描述的，各种技术、技艺等可用于实现特定的流动特征，例如，以实现涡轮增压器增压与废气门位置(例如，开度)之间的比利用图3的组件300所能实现的更加先进的曲线。例如，组件可包括高于废气门座的壁。作为示例，这种壁的几何形状可用于实现可由流量与枢转角度的绘图证明的流动特征。在这种示例中，控制器可被基于流动特征(例如，通过测试、先验知识等)编程为或以其它方式构造，以增强涡轮增压器性能(例如，增压、排放、速度波动等)。例如，诸如图1的控制器190的控制器可被利用废气流和废气门臂的枢转角度之间的函数编程，其中该函数依赖于相对于废气门座的壁的一个或多个特征、壁的一个或多个特点等。
[0022]图4示出了包括涡轮机壳体部件420和废气门480的组件400的示例的剖视图，操作状态(A、B、C和D)的各种示例以及相对于操作状态的流量的绘图498的示例。在组件400中，涡轮机壳体部件420包括开口 440，开口 440例如由涡轮机壳体部件420的基本上圆柱形的壁部分432的表面430限定。如所示，壁432延伸到边缘(例如，限定了开口 340)并且此后变平以连接相对平坦的表面434，表面334可被称为废气门座(例如，其可由围绕Z-轴线的半径限定)。在图4的示例中，表面432限定了相对短的通道，例如，该通道具有轴线(例如，Z-轴线)，表面432设置在距离该轴线的半径距离处(例如，r-轴线)。
[0023]在图4的示例中，远离开口 440地延伸，座434与壁433相交(例如，在角部处)，此时壁433具有升高到边缘的表面435。从该边缘，壁433沿着表面436向外延伸，该壁此后可向下下降(例如，以一定角度)到另一表面437，该表面437进一步向下延伸到下边缘438(例如，角部)，该下边缘可位于从涡轮机壳体部件420的基本上圆柱形壁部分430的表面432的径向向外位置处。如在图4的示例中所示，基本上圆柱形壁部分430下降到废气室的地板448，该废气室部分地由涡轮机壳体部件420形成，例如与壁表面446组合地形成。
[0024]如在图4中所示，涡轮机壳体部件420的壁表面446升高到限定了废气室的开口449的边缘并且此后向外延伸到相对平坦的表面428，该表面428可包括一个或多个孔隙等，例如孔隙425，以例如将另一部件附接到涡轮机壳体部件420。
[0025]在图4的示例中，壁430的表面436可包括基本上与相对平坦表面428水平的高度；例如，在废气门480没有安装在组件400内的情况下，涡轮机壳体部件420可被定位在平坦表面上，使得表面428与该平坦表面接触(即，壁430的表面436不妨碍将涡轮机壳体部件420放置在平坦表面上，例如以用于机加工、抛光、组装等目的)。
[0026]在图4的示例中，废气门480包括连接到废气门臂490的塞部482。因此，塞部482包括下表面481、向上延伸到塞部482的上端485的杆483和边沿表面484 (例如，围绕杆483设置在半径处并且具有轴向高度)。如所示，杆483由废气门臂490的圆孔493接收，在这种情况下，圆孔493延伸在废气门臂490的下表面491和上表面495之间。在图4的示例中，夹紧垫圈487夹紧到塞部482的杆483，以由此阻止杆483滑动通过废气门臂490的圆孔493。因此，当废气门臂490枢转时，塞部482的下表面481被相对于涡轮机壳体部件420的座434定位以实现废气门480的打开和关闭。
[0027]在图4中示出了操作状态的四个示例A、B、C和D，用以改变诸如废气门臂490的废气门臂的枢转角度Φ。小箭头指示了响应于废气门的塞部被相对于座在开口附近的定位的通过诸如开口 440的开口的废气流的量和方向。在图4的示例中，开口由诸如壁430的壁围绕。如在绘图498中所示，当枢转角度Φ增加时，流动的量也增加，例如，以相对非线性的方式(例如，流量作为枢转角度的非线性函数)。
[0028]如本文中描述的，各种技术、技艺等可用于实现特定流动特征，例如以实现涡轮增压器增压与废气门位置(例如，开度)的更加先进的曲线。如图4中示例中所示，组件400包括壁430，该壁升高到废气门座432以上。作为示例，壁430的几何形状可用于实现流动特征，这可由流动相对于废气门臂490的枢转角度的绘图(见，例如，绘图498)来证明。
[0029]作为示例，控制器可被基于流动特征(例如，通过测试、先验知识等)编程为或以其它方式构造，以增强涡轮增压器性能(例如，增压、排放、速度波动等)。例如，诸如图1的控制器190的控制器可被编程或以其它方式被构造成至少部分地按照废气流和废气门臂的枢转角度之间的函数操作，其中该函数依赖于相对于废气门座的壁的一个或多个特征、壁的一个或多个特点等。
[0030]图5示出了涡轮机壳体部件520的示例的剖视图，该涡轮机壳体部件520包括限定开口 540的基本上圆柱形壁部分530和从基本上圆柱形壁部分530延伸的分段壁533。如所示，涡轮机壳体部件520的各种特点可参照圆柱坐标系(r，z,0)来描述。
[0031]在图5的示例中，涡轮机壳体部件520包括圆孔527，其可接收与废气门臂相关联的轴，例如以枢转废气门臂并由此相对于分段壁533和开口 540定位废气门的塞部。在图5的示例中，涡轮机壳体部件520还包括基本上平坦表面528，其延伸到边缘以限定开口 549，该开口通向例如至少部分地由壁表面546和地板表面548限定的室，其中壁表面546延伸到地板表面548 (例如见图2的组件200，图4的组件400，等)。
[0032]如所提及的，涡轮机壳体部件520包括基本上圆柱形壁部分530。如所示，基本上圆柱形壁部分530的表面532被定位在半径处并轴向地延伸到限定开口 540的边缘(例如，以限定相对短的通道)。基本上平坦表面534围绕着开口 540从该边缘径向向外地延伸，以部分地形成废气门座。在图5的示例中，分段壁533的各段在大于形成废气门座的径向位置的径向位置处从基本上平坦表面534轴向升高(例如见，在开口 540和其中一个段之间延伸的尺寸Ar)。
[0033]在图5的不例中，分段壁533的每个段都包括表面535,该表面在表面534之上升高轴向距离Δ2并跨过角度ΔΘ。分段壁533的每个段还包括上表面536，其从表面535的边缘径向向外地延伸(例如，见尺寸Ar)。分段壁533的每个段还包括背表面537，其轴向向下地下降，例如，其可相交涡轮机壳体部件520的基本上圆柱形壁部分530的背表面。另外，分段壁533的每个段包括侧表面，例如，侧表面539。如所示，一个段的侧表面和邻近的段的侧表面形成段间通道，这可由角度限定(例如，见角度ΔΘ)。
[0034]虽然图5的示例示出了在特定布置中的分段壁533的特定数量的段，但是段的数量、间距、形状等可变化，以例如实现涡轮增压器的一个或多个性能目标。例如，废气门的塞部相对于分段壁533和开口 540的定位可由控制器控制(例如，通过废气门臂的枢转)，以实现涡轮增压器的一个或多个性能目标，此时分段壁533可实现特定的流动-操作状态(例如，废气门臂的枢转角度等)曲线。
[0035]图6示出了涡轮机壳体部件620的示例的剖视图，该涡轮机壳体部件620包括限定开口 640的基本上圆柱形壁部分630和从基本上圆柱形壁部分630延伸的波形或正弦形壁633。如所示，涡轮机壳体部件620的各种特点可参照圆柱坐标系(r，z,0)来描述。
[0036]在图6的示例中，涡轮机壳体部件620包括圆孔627，其可接收与废气门臂相关联的轴，例如以枢转废气门臂并由此相对于波形壁633和开口 640定位废气门的塞部。在图6的示例中，涡轮机壳体部件620还包括基本上平坦表面628，其延伸到边缘以限定开口 649，该开口通向例如至少部分地由壁表面646和地板表面648限定的室，其中壁表面646延伸到地板表面648 (例如见图2的组件200，图4的组件400，等)。
[0037]如所提及的，涡轮机壳体部件620包括基本上圆柱形壁部分630。如所示，基本上圆柱形壁部分630的表面632被定位在半径处并轴向地延伸到限定开口 640的边缘(例如，以限定相对短的通道)。基本上平坦表面634围绕着开口 640从该边缘径向向外地延伸，以部分地形成废气门座。在图6的示例中，波形壁633在大于形成废气门座的径向位置的径向位置处从基本上平坦表面634轴向升高(例如见，在开口 640和波形壁633之间延伸的尺寸—Ar)。
[0038]在图6的示例中，波形壁533包括表面635，其在表面634之上升高轴向距离Δ2,其中轴向距离ΔΖ相对于方位角位置(例如，围绕z轴线的角度Θ)而变化。作为示例，波形壁633的特征可在于具有角度跨度ΔΘ的波。如所示，波形壁633还包括上表面636，其从表面635的边缘径向向外地延伸(例如，见尺寸ΛΟ。波形壁633还包括背表面637，该背表面轴向向下地下降，例如，其可相交涡轮机壳体部件620的基本上圆柱形壁部分630的背表面。
[0039]虽然图6的示例示出了在特定布置中的波形壁633的特定波形，但是波的数量、间距、形状等可变化，以例如实现涡轮增压器的一个或多个性能目标。例如，废气门的塞部相对于波形壁633和开口 640的定位可由控制器控制(例如，通过废气门臂的枢转)，以实现涡轮增压器的一个或多个性能目标，此时波形壁633可实现特定的流动-操作状态(例如，废气门臂的枢转角度等)曲线。
[0040]图7示出了涡轮机壳体部件720的示例的剖视图，该涡轮机壳体部件720包括限定开口 740的基本上圆柱形壁部分730和从基本上圆柱形壁部分730延伸的壁733。如所示，涡轮机壳体部件520的各种特点可参照圆柱坐标系(r，z,0)来描述。
[0041]在图7的示例中，涡轮机壳体部件720包括圆孔727，其可接收与废气门臂相关联的轴，例如以枢转废气门臂并由此相对于壁733和开口 740定位废气门的塞部。在图7的示例中，涡轮机壳体部件720还包括基本上平坦表面728，其延伸到边缘以限定开口 749，该开口通向例如至少部分地由壁表面746和地板表面748限定的室，其中壁表面746延伸到地板表面748 (例如见图2的组件200，图4的组件400，等)。
[0042]如所提及的，涡轮机壳体部件720包括基本上圆柱形壁部分730。如所示，基本上圆柱形壁部分730的表面732被定位在半径处并轴向地延伸到限定开口 740的边缘(例如，并且以限定相对短的通道)。基本上平坦表面734围绕着开口 740从该边缘径向向外地延伸，以部分地形成废气门座。在图7的示例中，壁733在大于形成废气门座的径向位置的径向位置处从基本上平坦表面734以角度Φ轴向升高(例如见，在开口 740和733之间延伸的尺寸ΔΟ。
[0043]在图7的示例中，壁733包括表面735，其在表面734上以角度Φ升高轴向距离泣。如所示，壁733还包括上表面736，其从带表面735的边缘径向向外延伸(见例如，尺寸Λr)。壁733还包括背表面737，该背表面轴向向下地下降，例如，其可相交涡轮机壳体部件720的基本上圆柱形壁部分730的背表面。
[0044]虽然图7的示例示出了在特定布置中的壁733的特定形状，但是角度、间距、形状等可变化，以例如实现涡轮增压器的一个或多个性能目标。例如，废气门的塞部相对于壁733和开口 740的定位可由控制器控制(例如，通过废气门臂的枢转)，以实现涡轮增压器的一个或多个性能目标，此时壁733可实现特定的流动-操作状态(例如，废气门臂的枢转角度等)曲线。
[0045]图8示出了涡轮机壳体部件820的示例的剖视图，该涡轮机壳体部件820包括限定开口 840的基本上圆柱形壁部分830和从基本上圆柱形壁部分830延伸的壁833，其中壁833包括流动通道839。如所示，涡轮机壳体部件820的各种特点可参照圆柱坐标系(r，z,Θ)来描述。
[0046]在图8的示例中，涡轮机壳体部件820包括圆孔827，其可接收与废气门臂相关联的轴，例如以枢转废气门臂并由此相对于壁833和开口 840定位废气门的塞部。在图8的示例中，涡轮机壳体部件820还包括基本上平坦表面828，其延伸到边缘以限定开口 849，该开口通向例如至少部分地由壁表面846和地板表面848限定的室，其中壁表面646延伸到地板表面848 (例如见图2的组件200，图4的组件400，等)。
[0047]如所提及的，涡轮机壳体部件820包括基本上圆柱形壁部分830。如所示，基本上圆柱形壁部分830的表面832被定位在半径处并轴向地延伸到限定开口 840的边缘(例如，并且以限定相对短的通道)。基本上平坦表面834围绕着开口 840从该边缘径向向外地延伸，以部分地形成废气门座。在图8的示例中，壁633在大于形成废气门座的径向位置的径向位置处从基本上平坦表面834以角度Φ轴向升高(例如见，在开口 840和壁833之间延伸的尺寸Ar)。
[0048]在图8的示例中，壁833包括表面835，其在表面834以上以角度Φ升高轴向距离ΔΖ，其中每个流动通道839可由轴向距离Δ2和角跨度ΔΘ限定。如所示，壁833还包括上表面836，其从表面835的边缘径向向外地延伸(例如，见尺寸Ar)。壁833还包括背表面837，其轴向向下地下降，例如，其可相交涡轮机壳体部件820的基本上圆柱形壁部分830的背表面。如在图8的剖视图中所示，每个流动通道839延伸到背表面837，例如以实现废气从壁833的一侧(例如，开口侧或废气门塞部侧)流到另一侧(例如，室侧)。
[0049]虽然图8的示例示出了在特定布置中的壁833的特定形状，但是流动通道的数量、间距、形状等可变化，以例如实现涡轮增压器的一个或多个性能目标。例如，废气门的塞部相对于壁833和开口 840的定位可由控制器控制(例如，通过废气门臂的枢转)，以实现涡轮增压器的一个或多个性能目标，此时壁833可实现特定的流动-操作状态(例如，废气门臂的枢转角度等)曲线。
[0050]图9示出了涡轮机壳体部件920的示例的剖视图，该涡轮机壳体部件920包括限定开口 940的基本上圆柱形壁部分930和从基本上圆柱形壁部分930延伸的壁933。如所示，涡轮机壳体部件920的各种特点可参照圆柱坐标系(r，ζ,θ)来描述。
[0051]在图9的示例中，涡轮机壳体部件920包括圆孔927，其可接收与废气门臂相关联的轴，例如以枢转废气门臂并由此相对于壁933和开口 940定位废气门的塞部。在图9的示例中，涡轮机壳体部件920还包括基本上平坦表面928，其延伸到边缘以限定开口 949，该开口通向例如至少部分地由壁表面946和地板表面948限定的室，其中壁表面946延伸到地板表面948 (例如见图2的组件200，图4的组件400，等)。
[0052]如所提及的，涡轮机壳体部件920包括基本上圆柱形壁部分930。如所示，基本上圆柱形壁部分930的表面932被定位在半径处并轴向地延伸到限定开口 940的边缘(例如，并且以限定相对短的通道)。基本上平坦表面934围绕着开口 940从该边缘径向向外地延伸，以部分地形成废气门座。在图9的示例中，壁933在大于形成废气门座的径向位置的径向位置处从基本上平坦表面934以角度Φ轴向升高(例如见，在开口 940和壁933之间延伸的尺寸AT)。
[0053]在图9的示例中，壁933包括表面935，其在表面934上以角度Φ升高轴向距离泣。如所示，壁933还包括上表面936，其从带表面935的边缘径向向外延伸(见例如，尺寸Ar)。壁933还包括背表面937，其轴向向下地下降，例如，其可相交涡轮机壳体部件920的基本上圆柱形壁部分930的背表面。另外，在图9的示例中，壁933不完全围绕开口 940。这种壁可被认为是分段壁，例如，其包括单个段，该段不是围绕轴线(例如，圆柱坐标系的ζ轴线)跨越360度。作为示例，壁933可被构造成给废气门组件的废气门臂提供间隙，此时废气门臂携带塞部，该塞部构造成座落在表面932的废气门座上以关闭开口 940。
[0054]虽然图9的示例示出了在特定布置中的壁933的特定形状，但是角度、间距、形状等可变化，以例如实现涡轮增压器的一个或多个性能目标。例如，废气门的塞部相对于壁933和开口 940的定位可由控制器控制(例如，通过废气门臂的枢转)，以实现涡轮增压器的一个或多个性能目标，此时壁933可实现特定的流动-操作状态(例如，废气门臂的枢转角度等)曲线。
[0055]图9还包括简图995，其示出了壁特点的一些示例。例如，壁可包括最小轴向高度和最大轴向高度。作为示例，关于围绕轴线的角度，壁的高度可线性变化(例如见曲线996)或非线性变化(例如，见曲线997和998)。虽然简图995中的曲线都被示出为在360度的跨度上有单个最小值和单个最大值，但是壁可包括多个最小值(例如，局部的，全局的)、多个最大值(例如，局部的、全局的)、或多个最小值和多个最大值(例如，局部的、全局的)，并且例如，曲线可以是针对小于360度的跨度。
[0056]图10示出了组件1000的示例和横截面壁轮廓1002、1004、1006和1008的一些示例。如所示，组件1000包括涡轮机壳体部件1020和废气门1080，其中废气门臂1090携带塞部1082，塞部可相对于围绕开口 1040的基本上平坦表面1034的废气门座被定位，开口1040由涡轮机壳体部件1020的基本上圆柱形壁部分1030形成。例如，废气门臂1090可包括轴，该轴设置在涡轮机壳体部件1020的圆孔内，其中轴在圆孔内的枢转引起废气门臂1090相对于由基本上平坦表面1034限定的平面(例如，由废气门座限定的平面限定的)旋转角度Φ。[0057]在图10的示例中，塞部1082包括下表面1081，其用于接触基本上平坦表面1034的废气门座以及边沿表面1084。如所示，壁1033从基本上平坦表面1034升高，例如，以近似垂直于由废气门座限定的平面的角度。壁1033包括表面1035，其相交表面1036，其可设置为平行于由废气门座限定的平面。如所示，表面1035被设置在径向距离处，该距离足以在废气门臂1090枢转时形成塞部1082的边沿表面1084之间的间隙。
[0058]在图10的示例中还示出了壁1033的表面1039，其被设置成与涡轮机壳体部件1020的基本上平坦表面1028齐平。以这种方式，在没有废气门臂1090和塞部1082的情况下，涡轮机壳体部件1020可被设置在平坦表面上(例如，表面1039的高度不干涉表面1028和平坦表面(例如,工作表面、组装表面、机加工表面等)之间的接触)。如所示,表面1039在表面1037轴向地下降到涡轮机壳体部件1020的基本上圆柱形壁部分1030的边缘处相交另一表面1037。
[0059]在图10的示例中，润轮机壳体部件1020还包括壁1046,该壁从表面1028的边缘下降到地板1048。作为示例，壁1046和地板1048可形成室(例如，见图2的组件200，等)。在图10的示例中，壁1033被包含在室内，因为壁1033不延伸到表面1028之上。
[0060]作为示例，壁1033的轴向高度(例如，沿着表面1035)可以在大于Omm到大于Imm的范围内。作为示例，相对于废气门座，壁可以一定角度设置，该角度可实现在携带塞部的废气门臂移动时塞部移动。
[0061]在示例轮廓1002、1004、1006和1008中，壁具有特定的形状，其用于成形壁的开口或塞侧表面。轮廓1002示出了垂直于废气门座升高的壁，轮廓1004示出了相对于废气门座以一定角度(例如，非垂直角度)升高的壁，轮廓1006示出了具有非线性凹形形状的壁，轮廓1008示出了具有非线性凸形形状的壁。
[0062]作为示例，塞部可与废气门臂是一体的。作为示例，轴车与废气门臂是一体的，例如，以通过轴枢转废气门臂，在这种情况下，轴至少部分地被设置在圆孔内(例如，涡轮机壳体部件的圆孔)。
[0063]图11示出了组件1100的示例，其包括涡轮机壳体部件1020，该涡轮机壳体部件1020带有用于涡轮机叶轮的空间，涡轮机壳体部件1020具有在室1145的地板1148中的开口 1126，其中开口 1140可通过废气门1180的塞部1182关闭，废气门1180通过装有控制机构1160的控制轴组件1070操作。如在图11的示例中所示，壁1133围绕开口 1140的一部分而存在(例如，从废气门座升高)。
[0064]在图11的示例中，壁1133可被构造成引导废气远离涡轮机壳体部件1120中的圆孔1127，这可进而减少从室1145到周围环境的废气泄漏。例如，涡轮增压器可包括组件1100，其中导管通过一个或多个孔隙1125被螺栓连接到涡轮机壳体部件1120的表面1128，任选地将垫圈设置在导管的凸缘部分和表面1128之间，以通过室1145的开口 1149引导废气流向导管。因为废气门1180可在废气压力为高时被操作(例如，以减少来自涡轮机叶轮空间的流动)，所以穿过开口 1140的废气可增加通过在圆孔1127和控制轴组件1170的一个或多个部件(例如，轴、轴套等)之间的一个或多个间隙的废气泄漏的风险。在图11的示例中，壁1133可在背离圆孔1127的角度跨度上引导废气，并由此减少废气泄漏的风险。另夕卜，如本文中描述的，壁1133可被构造成增强涡轮增压器的一个或多个其它性能方面(例如，增压控制、速度波动控制、等)。[0065]作为示例，涡轮增压器可包括可变几何形状涡轮机系统(例如，VGT、VNT等)以及可提供控制器以控制废气门和可变几何形状涡轮机系统。在这种示例中，控制器可被编程或以其它方式构造成(例如，通过专用电路系统、机械结构等)负责相对于废气门的操作状态的流动，这依赖于围绕废气门开口设置的壁的一个或多个特征(例如，其可用于在至少部分地被设置在涡轮增压器的涡轮机壳体内时减少向涡轮机叶轮的流动)。
[0066]虽然各种不同的示例示出了带有覆盖单个开口的单个塞部的废气门的壁，但是示例可包括带有构造成覆盖多个开口的一个或多个塞部的废气门的壁。虽然各种不同的示例示出了带有覆盖相对圆形开口的相应的塞部的废气门的壁，但是开口可具有非圆形状(例如，多边形，椭圆形等)。
[0067]虽然各种不同的示例示出了废气门的壁是与涡轮机壳体部件是一体的，作为示例，壁可以是可附接到涡轮机壳体部件的部件。例如，涡轮机壳体部件可包括用于接收销钉的多个孔，这些销钉从壁延伸，在这种情况下壁可针对特征应用来选择以实现特定的流动-操作状态曲线。
[0068]作为示例，涡轮机壳体部件和壁可包括狭槽和脊布置，任选地此时壁可被定位在围绕废气门开口的轴线的特定角度或角度跨度处(例如，通过定位且然后按压装配壁的脊到周向狭槽内，等)。作为示例，脊或狭槽可允许定位一个或多个壁，例如，在这种情况下组装过程可包括选择实现一个或多个性能目的的位置。
[0069]作为示例，在组装过程包括从若干个壁中选择一个壁来相对于涡轮机壳体部件安装的情况下，可给配套组件提供该若干个壁。
[0070]作为示例，组件可包括废气门，废气门包括废气门臂和塞部，塞部可定位在关闭操作状态和打开操作状态；以及涡轮机壳体部件，其包括限定废气室的壁表面和地板表面、由壁的表面限定的通向废气室的通道，该通道沿着轴线延伸到废气门开口，围绕着废气门开口设置在径向距离处的废气门座，以在废气门的关闭操作状态中安置塞部的表面，和从废气门座轴向远离地延伸到废气室内的壁，从而建立一种关系以实现在废气门的打开操作状态下废气从通道经过废气门开口流到废气室。在这个示例中，涡轮机壳体部件可包括用于接收连接到废气门臂的轴的圆孔，该轴可在圆孔内旋转以将废气门定位在关闭操作状态和打开操作状态。
[0071]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可以是分段壁，例如其中每一段都跨过围绕轴线的角度并且相邻的段之间的缺口限定了在废气门的一个或多个打开操作状态下的废气流的喉部。
[0072]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可以是波形壁，例如具有正弦或其它轮廓的波形壁。
[0073]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可以与由废气门座限定的平面成非正交角地从废气门座轴向远离地延伸。
[0074]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可包括一个或多个通道，例如，考虑具有比壁的轴向高度低的轴向高度的一个或多个通道。
[0075]作为示例，壁可包括上表面，该上表面的轴向高度相对于围绕轴线的方位角从最小轴向高度增加到最大轴向高度。作为示例，壁可具有小于360度的角度跨度。作为示例，壁的最大轴向高度可对应废气门的塞部上的对于废气门的打开操作状态经历最大轴向位移的位置。
[0076]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可包括凹形轮廓、凸形轮廓或者凹形和凸形轮廓。
[0077]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可包括在最接近废气门控制轴的圆孔的位置处的轴向高度，该高度超过在从该最接近圆孔的位置移动超过30度的位置处的轴向高度。
[0078]作为示例，涡轮增压器可包括带有通孔的中间壳体组件；操作地联接到中间壳体组件的压缩机壳体组件；和操作地联接到中间壳体组件的涡轮机壳体组件，其中涡轮机壳体组件包括废气门，废气门具有废气门臂和塞部，塞部可定位在关闭操作状态和打开操作状态；以及涡轮机壳体部件，其包括限定废气室的壁表面和地板表面、由壁的表面限定的通向废气室的通道，该通道沿着轴线延伸到废气门开口，围绕着废气门开口设置在径向距离处的废气门座，以在废气门的关闭操作状态中安置塞部的表面，和从废气门座轴向远离地延伸到废气室内的壁，从而建立一种关系以实现在废气门的打开操作状态下废气从通道经过废气门开口流到废气室。在这个示例中，涡轮增压器可包括控制器，其构造成可将废气门的控制定位在关闭操作状态和打开操作状态。这种控制器可包括控制逻辑，其至少部分地控制所建立的用于实现在废气门的打开操作状态下废气从通道经过废气门开口流到废气室的关系。
[0079]作为示例，从废气门座轴向远离地延伸的壁可以是与涡轮机壳体部件一体的壁或者可固定到涡轮机壳体部件的壁。
[0080]总结
尽管已经在附图中图示了并在前面的具体描述部分中描述了方法、设备、系统、布置等的一些示例，但是应该理解的是，所公开的示例性实施例不是限定性的，而是能够进行数种重新布置、改进和替换。
【权利要求】
1.一种组件，其包括:废气门，其包括废气门臂和塞部，塞部可定位在关闭操作状态和打开操作状态；以及涡轮机壳体部件，其包括:限定废气室的壁表面和地板表面，由壁的表面限定的通向所述废气室的通道，所述通道沿着轴线延伸到废气门开口，废气门座，其围绕废气门开口设置在径向距离处以在废气门的关闭操作状态下安置塞部的表面，以及从废气门座轴向远离地延伸进入所述废气室的壁，从而建立了一种关系以实现在废气门的打开操作状态下废气从通道经过废气门开口流到所述废气室。
2.如权利要求1所述的组件，其中涡轮机壳体部件包括用于接收连接到废气门臂的轴的圆孔，该轴可在圆孔内旋转以将废气门定位在关闭操作状态和打开操作状态。
3.如权利要求1所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括分段壁。
4.如权利要求3所述的组件，其中分段壁包括多个段，其中每个段围绕所述轴线跨过一定角度并且其中相邻的段之间的缺口限定喉部。
5.如权利要求1所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括波形壁。
6.如权利要求5所述的组件，其中波形壁包括正弦轮廓。
7.如权利要求1所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁以与由废气门座限定的平面成非正交角地从废气门座轴向远离地延伸。
8.如权利要求1所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括一个或多个通道。
9.如权利要求8所述的组件，其中一个或多个通道包括小于所述壁的轴向高度的轴向高度。
10.如 权利要求1所述的组件，其中所述壁包括上表面，该上表面的轴向高度相对于围绕轴线的方位角从最小轴向高度增加到最大轴向高度。
11.如权利要求10所述的组件，其中所述壁包括小于360度的角跨度。
12.如权利要求11所述的组件，其中最大轴向高度对应塞部上的在废气门的打开操作状态经历最大轴向位移的位置。
13.如权利要求1所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括凹形轮廓。
14.如权利要求1所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括凸形轮廓。
15.如权利要求2所述的组件，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括在最接近圆孔的位置处的轴向高度，其超过从所述最接近圆孔的位置位移超过30度的位置处的轴向高度。
16.一种涡轮增压器，其包括:中间壳体组件，其包括通孔；压缩机壳体组件，其操作地联接到中间壳体组件；以及涡轮机壳体组件，其操作地联接到中间壳体组件，其中涡轮机壳体组件包括废气门，其包括废气门臂和塞部，塞部可定位在关闭操作状态和打开操作状态；以及涡轮机壳体部件，其包括:限定废气室的壁表面和地板表面，由壁的表面限定的通向所述废气室的通道，所述通道沿着轴线延伸到废气门开口，废气门座，其围绕废气门开口设置在径向距离处以在废气门的关闭操作状态下安置塞部的表面，以及从废气门座轴向远离地延伸进入所述废气室的壁，从而建立了一种关系以实现在废气门的打开操作状态下废气从通道经过废气门开口流到所述废气室。
17.如权利要求16所述的涡轮增压器，包括控制器，其构造成可将废气门的控制定位在关闭操作状态和打开操作状态。
18.如权利要求17所述的涡轮增压器，其中控制器包括控制逻辑，其至少部分地控制所建立的用于实现在废气门的打开操作状态下废气从通道经过废气门开口流到废气室的关系。
19.如权利要求16所述的涡轮增压器，其中从废气门座轴向远离地延伸的壁包括与涡轮机壳体部件一体的壁或者可固定到涡轮机壳体部件的壁。
20.如权利要求16`所述的涡轮增压器，还包括可变几何形状涡轮机系统。
【文档编号】F02B37/18GK103867291SQ201310686369
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】M.马克斯, J-J.莱苏斯 申请人:霍尼韦尔国际公司