具有多个蜗壳构件的涡轮增压器系统的可旋转阀的制作方法

文档序号:16043010发布日期:2018-11-24 10:38阅读:171来源:国知局

本发明总体上涉及一种涡轮增压器系统,并且更具体地涉及一种用于具有多个蜗壳构件的涡轮增压器系统的可旋转阀。

背景技术

一些发动机系统包括一个或多个涡轮增压器。典型地,涡轮增压器包括涡轮机叶轮和压缩机叶轮,涡轮机叶轮和压缩机叶轮安装在共同的轴上并分别承载在隔开的涡轮机壳体和压缩机壳体内。涡轮机叶轮可以由发动机输出的排气驱动旋转。这又使压缩机叶轮旋转以压缩供给发动机燃烧室的空气。因此,涡轮增压器可以为发动机提供性能提升和效率提高。

涡轮增压器系统可以在许多状况下运行。例如,涡轮增压器可以在相对低的发动机速度、相对高的发动机速度以及其间的速度下运行。这样,涡轮增压器系统可以在排气质量流量相对较高、较低和其间的时刻运行。

因此,期望提供一种改进的涡轮增压器系统,其在广泛的运行状况下提高发动机性能。结合附图和背景技术论述,通过随后的详细描述和所附权利要求,本公开的其它期望的特征和特性将变得显而易见。



技术实现要素:

在一个实施例中,公开了一种涡轮增压器系统,其包括具有涡轮机叶轮的涡轮机部分、具有沿第一轴线延伸的第一蜗壳通道的第一蜗壳结构和具有沿第二轴延伸的第二蜗壳通道的第二蜗壳结构。第一蜗壳通道构造成引导排气流向涡轮机叶轮。第二蜗壳通道构造成引导排气流向涡轮机叶轮。涡轮增压器系统还包括具有下游排气通道的下游排气结构,下游排气通道构造成接收来自涡轮机部分的排气。涡轮增压器系统还包括具有旁路通道的旁路结构,旁路通道构造成提供绕过涡轮机叶轮至下游排气通道的排气。另外,涡轮增压器系统包括具有至少一个阀通道的阀构件。阀构件被支撑为围绕旋转轴线在第一位置、第二位置和第三位置之间旋转。旋转轴线横向于第一轴线和第二轴线定向。在阀构件处于第一位置时,阀通道提供第一蜗壳通道和第二蜗壳通道之间的交叉流动路径,并且提供从第一蜗壳通道和第二蜗壳通道中的至少一个到旁路通道的旁路流动路径。在阀构件处于第二位置时,阀通道提供交叉流动路径。处于第二位置的阀构件基本上防止沿着旁路流动路径的流动。处于第三位置的阀构件基本上防止沿着交叉流动路径和旁路流动路径的流动。

在另一个实施例中,公开了一种涡轮增压器系统,其包括具有涡轮机叶轮的涡轮机部分,具有构造成引导排气流向涡轮机叶轮的第一蜗壳通道的第一蜗壳结构和具有构造成引导排气流向涡轮机叶轮的第二蜗壳通道的第二蜗壳结构。涡轮增压器系统还包括具有下游排气通道的下游排气结构,下游排气通道构造成接收来自涡轮机部分的排气。此外,涡轮增压器系统包括具有旁路通道的旁路结构,旁路通道构造成提供绕过涡轮机叶轮至下游排气通道的排气。而且,涡轮增压器系统包括具有阀通道的阀构件。阀构件被支撑为围绕轴线在第一位置、第二位置和第三位置之间旋转。在阀构件处于第一位置时,阀通道提供第一蜗壳通道和第二蜗壳通道之间的交叉流动路径,并且提供从第一蜗壳通道和第二蜗壳通道中的至少一个到旁路通道的旁路流动路径。在阀构件处于第二位置时,阀通道提供交叉流动路径。处于第二位置的阀构件基本上防止沿着旁路流动路径的流动。处于第三位置的阀构件基本上防止沿着交叉流动路径和旁路流动路径的流动。

在进一步的实施例中,公开了一种运行涡轮增压器系统的方法。该方法包括在可变状况下操作发动机并检测可变状况的当前状态。该方法还包括至少部分地基于检测到的可变状况的当前状态来相对于第一蜗壳结构、第二蜗壳结构和旁路结构致动阀构件围绕轴线在第一位置、第二位置和第三位置之间旋转。第一蜗壳结构限定第一蜗壳通道,第二蜗壳结构限定第二蜗壳通道,并且旁路结构限定旁路通道。该轴线横向于第一蜗壳通道的第一流动轴线和第二蜗壳通道的第二流动轴线定向。阀构件包括至少一个阀通道。在阀构件处于第一位置时,该至少一个阀通道提供第一蜗壳通道和第二蜗壳通道之间的交叉流动路径,并且提供从第一蜗壳通道和第二蜗壳通道中的至少一个到旁路通道的旁路流动路径。在阀构件处于第二位置时,该至少一个阀通道提供交叉流动路径。处于第二位置的阀构件基本上防止沿着旁路流动路径的流动。处于第三位置的阀构件基本上防止沿着交叉流动路径和旁路流动路径的流动。

附图说明

在下文中将结合以下附图来描述本公开,其中相同的附图标记表示相同的元件,并且其中:

图1是根据本公开的示例实施例构造的涡轮增压器系统的示意图;

图2是根据本公开的示例实施例的涡轮增压器系统的分解透视图,其中阀构件定向在第一位置;

图3是图2的涡轮增压器系统的透视图,其中阀构件设置在第二位置;

图4是图2的涡轮增压器系统的透视图,其中阀构件设置在第三位置;

图5是根据另外的实施例的本公开的涡轮增压器系统的示意图,其中阀构件被示出处于第四位置;

图6是图5的涡轮增压器系统的轴向视图,其中阀构件被示出处于第四位置;

图7是图5的涡轮增压器系统的示意图,其中阀构件被示出处于第一位置;

图8是图5的涡轮增压器系统的示意图,其中阀构件被示出处于第二位置;和

图9是图5的涡轮增压器系统的示意图,其中阀构件被示出处于第三位置。

具体实施方式

以下详细描述本质上仅仅是示例性的,并非旨在限制本公开或本公开的应用和用途。此外,不打算受前面背景技术或以下详细描述中呈现的任何理论的限制。

广而言之,本文公开的示例实施例包括具有改进特性的涡轮增压器系统。具体而言,示例实施例包括具有至少两个蜗壳构件(例如涡旋)的涡轮增压器系统。蜗壳构件将排气流引向涡轮机叶轮。该系统还包括旁路结构(即废气门),其引导排气绕过涡轮机叶轮。涡轮增压器系统还包括的阀构件,其在不同位置之间可移动(例如可旋转)以改变蜗壳构件与旁路结构之间的流动。阀构件可以精确地控制以在这些不同位置之间移动。相应地,涡轮增压器系统可以在各种各样的运行状况下提供发动机增压。

此外,阀构件可以包括提供各种优点的其他特征。例如,阀构件可被定向成使得其旋转轴线定向成横向于双涡旋结构的流动轴线。阀构件可以部分地容纳在第一涡旋结构中并且部分地容纳在第二涡旋结构中。因此,在运行期间,力可以基本均匀地分布在阀构件上,以便于阀构件的有效且精确的受控移动。这个构造可以减少涡轮增压器系统运行期间的振动和/或其他噪声源。此外,这种布置可能导致涡轮增压器系统相对紧凑。另外,在一些实施例中,阀构件可以具有相对简单的形状,例如圆柱形。相应地,阀构件可以是高度可制造的。本申请的涡轮增压器系统也可以改善催化剂的轻量化。下面将讨论本公开的其他细节。

图1是包括涡轮增压器壳体101和转子102的示例涡轮增压器系统100的示意图。转子102构造成在涡轮增压器壳体101内围绕轴线103(转子旋转轴线)旋转。转子102可以由一个或多个轴承(未示出)支撑以围绕轴线103旋转。在一些实施例中,转子102可以由推力轴承和多个轴颈轴承旋转地支撑。或者,可以包括其他轴承。

如图示实施例所示,涡轮增压器壳体101可以包括涡轮机壳体105、压缩机壳体107和轴承壳体109。轴承壳体109可以布置在涡轮机壳体105与压缩机壳体107之间。同样,在一些实施例中,轴承壳体109可以容纳转子102的轴承。

另外,转子102包括涡轮机叶轮111、压缩机叶轮113和轴115。涡轮机叶轮111基本位于涡轮机壳体105内。压缩机叶轮113基本位于压缩机壳体107内。轴115沿着轴线103延伸穿过轴承壳体109以将涡轮机叶轮111连接到压缩机叶轮113。因此,涡轮机叶轮111和压缩机叶轮113可以围绕轴线103一起旋转。

涡轮机壳体105和涡轮机叶轮111配合以形成涡轮机(即,涡轮机部分,涡轮机级),配置为周向地接收从上游排气结构191(例如一个或多个上游排气管)输送的高压高温排气流121,上游排气结构191从内燃机125的排气歧管123延伸。高压高温排气流121驱动涡轮机叶轮111(并且因此转子102)围绕轴线103旋转。涡轮机壳体105也可连接到下游排气结构126(例如,一个或多个下游排气管)。涡轮机壳体105可以向其释放排气流127。与排气流121相比,排气流127可以是较低压力和较低温度。

涡轮增压器系统100还可以包括旁路结构194(即,废气门)。旁路结构194可以从下游排气结构126延伸并且可以在其中限定流体地连接到下游排气结构126内的通道的通道。如将讨论的,旁路结构194可以允许来自上游排气结构191的排气流绕过涡轮机叶轮111并流入下游排气结构126。

而且,在一些实施例中,涡轮机壳体105可以包括一个或多个结构,其限定出用于由上游排气结构191输送的排气的不同流动通道。如图1的实施例示意性示出的,涡轮机壳体105可以包括第一结构196和第二结构198。如将要讨论的那样,第一和/或第二结构196,198可以限定围绕轴线103且围绕涡轮机叶轮111成螺旋形的蜗壳通道(即蜗壳流动路径)。因此,第一和第二结构196,198可以包括涡轮机壳体105的双涡旋布置。应该理解的是,涡轮机壳体105可以包括两个以上的蜗壳结构,这不背离本公开的范围。

在一些实施例中,第一结构196可以连接到上游排气结构191的第一上游排气管193,并且第二结构198可以连接到上游排气结构191的第二排气管195。第一排气管193和第二排气管195可以连接到发动机125的不同燃烧室。因此,涡轮机叶轮111的旋转不太可能受到流经上游排气结构191的排气的不同脉冲流状况的负面影响。

压缩机壳体107和压缩机叶轮113配合以形成压缩机(即,压缩机部分,压缩机级)。被排气驱动的涡轮机叶轮111驱动旋转的压缩机叶轮113构造成将接收的输入空气131(例如,来自多级压缩机中的前级的环境空气或已经加压的空气)压缩成从压缩机壳体107沿周向喷出的加压空气流133。压缩机壳体107可具有构造成引导和加压从压缩机叶轮113吹出的空气的形状(例如,蜗壳形状或其他形状)。由于压缩过程,加压空气流的特征在于升高的温度,超过输入空气131的温度。

空气流133可以通过空气冷却器135(即中间冷却器)被引导,例如对流冷却的增压空气冷却器。空气冷却器135可以被配置为耗散来自空气流133的热量,从而增加其密度。得到的冷却、加压的空气流137被引导到内燃机125的进气歧管139中,或者替代地引入到后续的串联式压缩机中。系统的运行可以由经由通信连接153连接到系统的其余部分的ecu151(发动机控制单元)来控制。

涡轮增压器系统100还可以包括阀结构190。通常,阀结构190可以调节和改变第一结构196、第二结构198和旁路结构194之间排气的动流。在一些实施例中,阀结构190可以在各种位置之间移动以调节和改变各种结构之间的流动,这将在下面详细讨论。

在一些实施例中,阀结构190可具有至少一个位置,其允许至少一些气流121流过涡轮机壳体105的第一和/或第二结构196,198以转动涡轮机叶轮11并流向下游排气结构126。阀结构190还可具有至少一个位置,其允许至少一些气流121流过旁路结构194流到下游排气结构126,在这个过程中,绕过涡轮机叶轮111。另外,阀结构190可以具有至少一个位置,其允许至少一些气流121在涡轮机壳体105的第一结构196和第二结构198之间流动。

在一些实施例中,阀结构190可以由致动器192在其各个位置之间致动。致动器192可以是任何合适的类型,例如电致动器、液压致动器或气动致动器。

致动器192可连接到ecu151并由ecu151控制。ecu151还可包括处理器199,处理器199连接到一个或多个传感器189。传感器189可配置成检测与涡轮增压器系统100相关的各种状况。在一些实施例中,例如,传感器189可以检测与发动机125的运行相关的各种状况(例如,发动机转速、排气质量流量输出等)。传感器189可以向处理器199提供对应于检测到的状况的信号。处理器199可以又生成用于致动器192的控制信号,以根据由传感器189检测到的状况来移动阀结构190。因此,阀结构190的位置(并且因此排气流121相对于涡轮增压器系统100的流动)可以被控制。这又可以允许控制压缩机叶轮113的速度,空气流133的质量流量等。

应该理解的是,涡轮增压器系统100和阀结构190可以不同于图1的实施例进行布置和配置。而且,将会理解的是,图1示意性地图示了涡轮增压器系统100、阀结构190、ic发动机125和其他部件。因此,这些组件不一定按比例绘制。

参考图2-4,将根据示例实施例讨论涡轮增压器系统200。涡轮增压器系统200可以包括与上面关于图1所讨论的特征类似的特征。为简洁起见,上述特征的描述将不再重复。与图1的那些相对应的部件在图2-4中的相应附图标记增加100。

涡轮增压器系统200可以包括第一蜗壳结构296和第二蜗壳结构298。第一蜗壳结构296和第二蜗壳结构298可以设置成双涡旋布置。

第一蜗壳结构296可以是具有限定在其中的第一蜗壳通道240的蜗壳结构。第一蜗壳通道240可以围绕涡轮机叶轮的旋转轴线203沿着第一轴线241延伸。(涡轮机叶轮在图2-4中被隐藏,但可以被配置为类似于图1的涡轮机叶轮111)。第一蜗壳通道240可以包括入口节段242,并且第一蜗壳通道240可以沿着第一轴线241在下游方向上延伸。第一轴线241可以沿入口节段242基本笔直;然而,第一轴线241可以在第一蜗壳通道240中进一步下游地围绕轴线203成螺旋形。此外,第一蜗壳通道240的横截面面积(垂直于轴线241)可以大于进一步下游的横截面面积。

此外,第一蜗壳结构296可以包括第一分支孔243。第一分支孔243可以是延伸穿过入口节段242中的第一蜗壳结构296的壁的开口、孔或其他开孔。第一分支孔243可以具有各种形状,并且可以设置在第一蜗壳结构296上的各种位置处,这不脱离本公开的范围。

类似地,第二蜗壳结构298可以是具有限定在其中的第二蜗壳通道244的蜗壳结构。第二蜗壳通道244可以围绕涡轮机叶轮的旋转轴线203沿着第二轴线245延伸。第二蜗壳通道244可以包括入口节段246,该入口节段基本上类似于第一蜗壳通道240的入口节段242。

此外,第二蜗壳结构298可以包括第二分支孔247。第二分支孔247可以是延伸穿过入口节段246中的第二蜗壳结构298的壁上的开口、孔或其他开孔。第二分支孔口247可以具有各种形状,并且可以设置在第二蜗壳结构298上的各种位置,只要不脱离本公开的范围。

如图所示,第一和第二结构296、298可紧凑地布置成双涡旋布置。应该理解的是,在一些实施例中,单个涡轮机壳体(诸如图1的涡轮机壳体105)可以限定第一和第二结构296、298(并且因此限定第一和第二蜗壳通道240、244)。而且,应理解的是,第一蜗壳结构296可以连接到上游排气管(诸如图1的上游排气管193),其中第一蜗壳通道240的入口节段242被流体地连接以从那接收排气。类似地,第二蜗壳结构298可以连接到另一个上游排气管(诸如图1的上游排气管195),入口节段246被流体地连接以从那接收排气。

如图2所示,下游排气结构226可大致平行于轴线203延伸。排气结构226可为中空细长管,在其中限定下游排气通道248。

旁路结构294可以是在其中限定出旁路通道249的薄壁中空结构。在一些实施例中,旁路结构294可以具有截头圆锥形或类似截棱锥的形状。底部250可以连接到下游排气结构226的外表面252,并且旁路结构294可以从外表面252沿径向突出。旁路结构294也可以逐渐变细,使得横截面积随着旁路结构294进一步远离表面252延伸而逐渐减小。中空内部旁路通道249可以与接近底部250的下游排气通道248流体连通。换句话说,旁路通道249可以通向接近底座250的下游排气通道248。此外,旁路结构294可以包括旁路开孔254(即,旁路通道入口)。旁路开孔254可以是开口、孔,槽或其它开孔。旁路开孔254可以沿着旁路结构294的一侧布置。如将要讨论的,旁路流路的至少一部分可以限定为从旁路开孔254,通过旁路通道249朝向底部250并进入下游排气通道248。

阀结构290通常可以包括阀构件260和支撑结构261。在一些实施例中,支撑结构261可以是中空的并且通常是圆柱形的。而且,支撑结构261可以固定地连接到旁路结构294、第一蜗壳结构296和/或第二蜗壳结构298。阀构件260可以被支撑为相对于支撑结构261移动,并且因此,被支撑为相对于旁路结构294、第一蜗壳结构296和第二蜗壳结构298移动。在一些实施例中,阀构件260可以被支撑为围绕纵向轴线262旋转。阀构件260可以被定向成使得轴线262横向于进入蜗壳通道240和第二蜗壳通道244的流体而延伸。在一些实施例中,例如,轴线262可以基本上垂直于第一蜗壳通道240的轴线241和第二蜗壳通道244的轴线245。

为了清楚起见,在图2中,阀构件260显示为从支撑结构261分解。在一些实施例中,阀构件260可以是大致圆柱形和中空的。换句话说,阀构件260可以包括限定阀构件260的外表面和内表面的外壁266。在一些实施例中,外壁266可以是整体的一件式构件。在其他实施例中,外壁266可以由多个部件组装而成。

在一些实施例中,外壁266可以包括第一端构件263、第二端构件264以及沿轴线262在第一端构件263和第二端构件264之间延伸的侧构件265。第一端构件263可以设置在阀构件260的第一端267附近,并且第二端构件264可以设置在阀构件260的第二端268附近。因此,第一和第二端构件263、264可以沿轴线262分开,且轴线262延伸穿过这两者。侧构件265可以沿圆周方向环形地围绕轴线262。在一些实施例中,第一和/或第二端构件263,264(以及侧构件265的横截面)可以是大致圆形的。而且,在一些实施例中,第一端构件263和第二端构件264以及侧构件265可相对于轴线262居中。因此,阀构件260的外壁266可具有对应于直圆柱体的形状。

在一些实施例中,外壁266还可限定阀构件260内的一个或多个阀通道269。如图2的实施例所示,例如,阀构件可以包括单个阀通道269,其包括由外壁266的内表面限定的阀构件260的中空内部。而且,如图所示,外壁266可以具有基本上不变的壁厚;因此,阀通道269可以限定圆柱形体积空间。然而,将意识到的是,阀构件260可以包括内表面特征、起伏表面、通道等,使得阀通道269可以具有各种形状,只要不脱离本公开的范围。而且,如下面将详细讨论的,在不脱离本公开的范围的情况下,阀构件260可以包括一个以上不同的阀通道269。

阀构件260可以进一步包括一个或多个第一开孔,即上开孔270和下开孔272,它们沿径向延伸穿过外壁266的侧构件265以提供进入阀通道269的入口。上开孔270可以设置在阀构件260的第一端267附近,并且下开孔272可以设置在阀构件260的第二端268附近。在一些实施例中,上开孔270和下开孔272的形状可以是大致矩形。而且,上开孔270、下开孔272可以具有基本相似的尺寸。然而,应该理解的是,在不脱离本公开的范围的情况下,上、下开孔270,272的形状和尺寸可以不同于所示出和描述的那些。

此外,阀构件260可以包括第二开孔274。第二开孔274可以沿径向延伸穿过外壁266的侧构件265,以提供从阀通道269出来的出口。第二开孔274可以在阀构件260的第一端267和第二端268之间延伸。在一些实施例中,第二开孔274的形状可以是大致矩形;然而,应该理解的是,在不脱离本公开的范围的情况下,第二开孔274的形状可以具有任何合适的形状和尺寸。

在一些实施例中,上开孔270和下开孔272可以相对于轴线262布置在阀构件260的第一部段276内。第二开孔274可以相对于轴线262布置在阀构件260的第二部段277内。如图2所示,第一部段276可以限定在第一径向平面275与第二径向平面278之间。同时,第二部段277可以限定在第三径向平面273与第四径向平面279之间。在一些实施例中,第一部段276可以比第二部段277更大(如围绕轴线262在圆周方向上测量的)。如将要讨论的,阀构件260可以被支撑以相对于第一、第二蜗壳结构296、298和旁路结构294旋转。阀构件260的旋转使第一、第二部段276、277相对于这些结构296,298,294旋转(并因此旋转开孔270,272,274),从而以受控方式改变通过涡轮增压器系统100的流量。

阀构件260可以容纳在支撑结构261内。而且,阀构件260的第一端267的至少一部分可以容纳在第一蜗壳通道240的入口节段242内。这样,阀构件260的第一端267的一部段可以在入口节段242内暴露。同样地,阀构件260的第二端268的至少一部分可以容纳在第二蜗壳通道244的入口节段246内。这样,阀构件260的第二端268的一部段可以在入口节段246内暴露。此外,阀构件260的一部段可以被容纳并暴露在旁路通道249内。

支撑结构261可以支撑阀构件260以围绕轴线262旋转。例如,当阀构件260绕着轴线262旋转时,外壁266的外表面可以在支撑结构261的内表面上滑动。当阀构件260旋转时,阀构件260的不同部段可暴露在第一蜗壳通道240的入口节段242、第二蜗壳通道244的入口节段246以及旁路通道249内。

现在将参考图2、3和4讨论涡轮增压器系统100的运行。如上所述,阀构件260可绕轴线262旋转以改变通过涡轮增压器系统100的流量。在一些实施例中,阀构件260可在至少三个位置之间旋转:图2中所表示的第一位置,图3中所表示的第二位置以及图4中所表示的第三位置。在一些实施例中,阀构件260还可以旋转到一个或多个附加的中间位置,以相对于第一分支孔243、第二分支孔247和旁路孔274相应地逐渐改变上开孔270、下开孔272和第二开孔274的开口面积的量。阀构件260可以通过致动器(诸如图1的致动器192)旋转。而且,阀构件260的旋转可以由ecu(诸如图1的ecu151)至少部分地基于由传感器(诸如图1的传感器189)检测到的状况来控制。

在图2所示的第一位置中,阀构件260的上开孔270可以至少部分地与第一蜗壳通道240的第一分支孔243对齐(即,流体连通)。同样,下开孔272可以至少部分地与第二蜗壳通道244的第二分支孔247对齐。此外,阀构件260的第二开孔274可以至少部分地与旁路结构294的旁路孔254对齐。在该位置,可以建立第一蜗壳流动路径,允许排气沿着轴线241流过第一蜗壳通道240朝向涡轮机叶轮。而且,可以建立第二蜗壳流动路径,允许排气沿着轴线245流过第二蜗壳通道244朝向涡轮机叶轮。此外,阀通道269可以在这个位置提供交叉流动路径,其中排气可以经由上开孔270和下开孔272在第一蜗壳通道240和第二蜗壳通道244之间流动。此外,在该第一位置,阀通道269可以提供旁路流动路径,其中排气可以从第一蜗壳通道240和/或第二蜗壳通道244经由上开孔270、下开孔272和第二开孔274流向旁路通道249。

在图3所示的第二位置中,阀构件260的上开孔270可以至少部分地与第一蜗壳通道240的第一分支孔243对齐(即,流体连通)。同样,下开孔272可以至少部分地与第二蜗壳通道244的第二分支孔247对齐。然而,阀构件260的第二开孔274可以不与旁路孔254对齐,而是,阀构件260的外壁266可覆盖旁路孔254。因此,阀构件260的阀通道269可以提供交叉流动路径,从而允许排气在第一和第二蜗壳通道240,244之间流动,如上面关于图2所讨论的。然而,阀构件260的外壁266可以阻止向旁路通道249的流动并且基本上阻止沿着旁路流动路径的流动。

在图4所示的第三位置中,上开孔270可以不与第一分支孔243对齐,并且下开孔272可以不与第二分支孔247对齐。这样,外壁266可以阻挡第一和第二分支孔243,247。此外,第二开孔274可以不与旁路孔254对齐,并且相反,外壁266可以阻塞旁路孔254。因此,在图4所示位置,阀构件260的外壁266可防止沿交叉流动路径的流动(即,第一和第二蜗壳通道240,244之间的流动)。类似地,阀构件260的外壁266可防止沿旁路流动路径的流动(即,从第一和/或第二蜗壳通道240,244流向旁路通道249的流动)。

应该理解的是,上开孔270、下开孔272和第二开孔274的形状、大小、尺寸、定向和/或位置可以被配置成在阀构件260的一个或多个角度位置提供期望的流动特性。例如,如图3所示,上开孔270的部分可以与第一分支孔243对齐,并且下开孔272的部分可以与第二分支孔247对齐。上开孔270和下开孔272的其他部分可以不分别与第一和第二分支孔243,247对齐。这与图2的位置形成对比,其中,上开孔270的大部分与第一分支孔243对齐,并且下开孔272的大部分与第二分支孔247对齐。由于这种对比,图2位置时第一和第二蜗壳通道240、244之间的质量流量可大于图3位置时的质量流量。因此,通过旋转阀构件260,质量流量能够针对涡轮增压器系统100的各种流动路径中的一个或多个而改变和控制。

因此,根据当前的运行状况,阀构件260可以被控制用于在这些不同位置(以及它们之间的位置)之间的移动。当阀构件260旋转以改变沿着各种流动路径的流动时,上开孔270、下开孔272和第二开孔274的敞开外露面积的量可以变化。可以精确地控制通过涡轮增压器系统100的流量。因此,发动机增压可以在各种各样的运行状况下提供。此外,在运行期间,阀构件160上的力可以相当均匀地分布在阀构件160上,以便于有效且精确地受控运动。振动和/或其他噪音源也可得以减少。此外,涡轮增压器系统100可以相对紧凑。另外,在一些实施例中,阀构件160可以具有高度可制造的相对简单的圆柱形形状。

现在参照图5-9,根据另外的实施例示出涡轮增压器系统300。涡轮增压器系统300可以基本上类似于图2-4的实施例,除了下面论述的。与图2-4的那些相对应的部件的相应附图标记增加100。

首先参照图5和图6,阀构件360可以基本上是圆柱形的,类似于上面讨论的实施例。阀构件360可以包括在其中的多个阀通道,它们被示意性地示出。阀通道可以包括第一阀通道380、第二阀通道381和第三阀通道382。这些阀通道380,381,382可以沿着轴线362纵向延伸并且可以通过至少一个分隔壁384彼此分离(即,流体地断开)。

第一阀通道380可以包括第一旁路开口385。第二阀通道381可以包括第二旁路开口386。第三阀通道382可以包括两个或更多个交叉流动开口387,其中一个交叉流动开口387与第一蜗壳通道340流体连通并且另一个交叉流动开口与第二蜗壳通道344流体连通。第一、第二和第三开口385,386,387可以相对于轴线362在阀构件360的不同部段中被间隔开。

另外,如图6所示,阀构件360可以包括一个或多个第二开孔374。如图所示,第二开孔374可以设置在阀构件360的第一端367上。在一些实施例中,一个第二开孔374可以流体地连接到第一阀通道380,并且,另一第二开孔374可以流体地连接到第二阀通道381。这些第二开孔374可以流体地连接到旁路通道349。

阀构件360可相对于蜗壳结构396,398布置,使得轴线362横向(例如,垂直)于进入蜗壳通道340和第二蜗壳通道344中的流体而延伸。第一端367可被接收并暴露在第一蜗壳通道340内,并且第二端368可被接收并暴露在第二蜗壳通道344内(图6)。而且,阀构件360的旋转可以改变阀构件360在蜗壳通道340,344内的暴露面积。

阀构件360可以旋转以提供上文关于图2-4所描述的一个或多个流动路径。而且,阀构件360可以提供附加的流动特性。

当处于图5和图6的位置时,例如,第一开口385(并且因此第一阀通道380)可以流体地连接到第一蜗壳通道340,并且第二开口386(并且因此第二阀通道381)可以流体连接到第二蜗壳通道344。第一阀通道380可提供从第一蜗壳通道340到旁路通道349的第一旁路流动路径。而且,第二阀通道380可提供从第二蜗壳通道344到旁通通道349的第二旁路流动路径。应该理解的是,阀构件360可以保持第一和第二旁路流动路径的流体不同(即,彼此流体地断开)。

阀构件360也可以旋转到图7的位置。在该位置,通向第三阀通道382的第三开口387可以暴露于蜗壳通道340,允许第一和第二蜗壳通道340,344之间的交叉流动。而且,通向第一和第二蜗壳通道340,344的开口385,386中的至少一个可相应地在第一和第二蜗壳通道340,344内暴露。因此,可以设置旁路流动路径。因此,图7的配置可以对应于图2的配置。

另外,在图8的位置时,第三开口387可以暴露,允许第一和第二蜗壳通道340,344之间的交叉流动。然而,第一和第二开口385,386可以保持未暴露,防止来自蜗壳通道340,344的旁路流动。因此,图8的配置可以对应于图3的配置。

此外,在图9的位置时,开口385,386,387可以未暴露于蜗壳通道340,344内的流动。因此,蜗壳通道340,344之间的交叉流动和从蜗形通道340,344到旁路通道349的旁路流动基本上被阻止。

虽然在前面的详细描述中已经呈现了至少一个示例性实施例,但应该理解的是存在大量的变体。还应该理解的是,示例性实施例或示例性实施例仅是示例,并不意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反,前面的详细描述将为本领域技术人员提供用于实现本公开的示例性实施例的便利的路线图。应该理解,可以在示例性实施例中描述的元件的功能和布置方面做出各种改变,这并不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1