[發(fā)明專利]具有渦輪噴嘴葉片和環(huán)形旋轉(zhuǎn)旁通閥的渦輪增壓器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410381836.0
• 申請(qǐng)日: 2014-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN104279051B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·隆巴德;A·洛夫;A·科斯托瓦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蓋瑞特交通一公司
• 主分類號(hào): F02B37/18
• 分類號(hào): F02B37/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;譚祐祥

本發(fā)明涉及具有渦輪噴嘴葉片和環(huán)形旋轉(zhuǎn)旁通閥的渦輪增壓器。具體地，一種渦輪增壓器包括環(huán)形旁通渦殼，以允許排氣繞過渦輪機(jī)葉輪。環(huán)形旁通閥布置在旁通渦殼中。旁通閥包括固定的環(huán)形閥座和與該閥座同軸布置的旋轉(zhuǎn)的環(huán)形閥構(gòu)件。閥構(gòu)件抵靠閥座布置并且能夠圍繞該軸線旋轉(zhuǎn)，以選擇性地改變閥座和閥構(gòu)件中的各自孔口之間的對(duì)準(zhǔn)度。閥構(gòu)件被旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器和傳動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，該傳動(dòng)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)圍繞平行于且橫向地偏離閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)所圍繞的軸線的軸線旋轉(zhuǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及排氣驅(qū)動(dòng)的渦輪增壓器，并且具體地涉及渦輪機(jī)布置結(jié)構(gòu)，其在某些發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下允許排氣繞過渦輪機(jī)。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的渦輪增壓器中，渦輪機(jī)殼體限定旁通管，該旁通管通常定位在穿過該殼體的主孔的一側(cè)，并且該旁通管經(jīng)由旁通閥連接到排氣進(jìn)口或殼體的渦殼。該旁通閥通常是回轉(zhuǎn)或提升型閥，其包括圓形閥構(gòu)件，該圓形閥構(gòu)件被壓靠圍繞旁通渦殼開口的平坦閥座。該閥通常布置成使得排氣壓力沿著趨向于打開閥的方向作用于閥構(gòu)件上。和這類布置結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)缺陷是，難以在關(guān)閉位置使閥完全密封，因?yàn)闅怏w壓力趨向于打開閥。通過關(guān)閉的旁通閥的泄露是渦輪機(jī)性能下降從而渦輪增壓器及其相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降的原因。泄漏問題的典型解決方案是預(yù)先加載旁通閥構(gòu)件使其抵靠閥座，但是，這往往無法完全消除泄露，而且無論如何，它引起了附加的問題，例如用以打開閥所需的致動(dòng)力的增大。

此外，回轉(zhuǎn)或提升閥往往可控性很差，特別是在突變打開點(diǎn)(crack-open point)處，并且旁通流速普遍與閥位置常常是高度非線性的，這造成了非常難以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)旁通流速。這導(dǎo)致例如渦輪增壓器和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的不良瞬態(tài)響應(yīng)之類的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開描述了渦輪增壓器的各種實(shí)施例，該渦輪增壓器具有新穎的旁通布置結(jié)構(gòu)，其致力于解決例如上面提到的問題。在一個(gè)實(shí)施例中，一種渦輪增壓器包括壓縮機(jī)和渦輪機(jī)，該壓縮機(jī)包括壓縮機(jī)殼體，該渦輪機(jī)包括安裝在渦輪機(jī)殼體中的渦輪機(jī)葉輪。該渦輪機(jī)殼體限定大致環(huán)形腔的至少一部分，該腔圍繞渦輪機(jī)殼體的縱向軸線沿周向延伸，并且該渦輪機(jī)殼體限定沿著該縱向軸線延伸的孔。噴嘴通道沿徑向從該腔向內(nèi)通入渦輪機(jī)葉輪。該渦輪機(jī)殼體限定環(huán)形旁通渦殼，該渦殼包圍該孔并且布置成允許排氣繞過該渦輪機(jī)葉輪。該渦輪增壓器還包括布置在該旁通渦殼中的環(huán)形旁通閥，該旁通閥包括固定的環(huán)形閥座和旋轉(zhuǎn)的環(huán)形閥構(gòu)件。該閥構(gòu)件抵靠該閥座布置并且能夠圍繞該縱向軸線旋轉(zhuǎn)，以選擇性地改變穿過閥座和閥構(gòu)件中的每一個(gè)限定的各自孔口之間的對(duì)準(zhǔn)度，從限定旁通閥關(guān)閉狀態(tài)的不對(duì)準(zhǔn)到限定旁通閥打開狀態(tài)的至少部分對(duì)準(zhǔn)。

旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件沿著驅(qū)動(dòng)軸線穿過渦輪機(jī)殼體，該驅(qū)動(dòng)軸線大致平行于且橫向地偏離閥構(gòu)件旋轉(zhuǎn)所圍繞的縱向軸線，并且驅(qū)動(dòng)臂附接到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的遠(yuǎn)端。驅(qū)動(dòng)臂的遠(yuǎn)端接合閥構(gòu)件使得旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件圍繞該驅(qū)動(dòng)軸線的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)臂使閥構(gòu)件圍繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)。

該渦輪增壓器還包括旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，該旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器聯(lián)接到該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件并且能夠操作成圍繞該驅(qū)動(dòng)軸線可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件。

在一個(gè)實(shí)施例中，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件包括縱向區(qū)段，該縱向區(qū)段具有比該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的其余部分實(shí)質(zhì)更大的彎曲柔韌性。優(yōu)選地，該縱向區(qū)段繞具有繞不平行于該驅(qū)動(dòng)軸線的多個(gè)軸線的實(shí)質(zhì)更大的彎曲柔韌性。該彎曲柔韌性允許旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)輸出軸和驅(qū)動(dòng)閥構(gòu)件的驅(qū)動(dòng)臂之間的某種程度的角度未對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的柔性縱向區(qū)段包括波紋管。本文描述的示范性實(shí)施例的特征在于，波紋管具有在波紋管的第一端的一體式第一中空?qǐng)A柱形部分和在波紋管的相對(duì)第二端的一體式第二中空?qǐng)A柱形部分。第一驅(qū)動(dòng)軸剛性地固定到第一中空?qǐng)A柱形部分(例如，通過把第一驅(qū)動(dòng)軸插入第一中空?qǐng)A柱形部分并且把這些部件焊接在一起)，并且第二驅(qū)動(dòng)軸剛性地固定到第二中空?qǐng)A柱形部分(例如，通過類似的焊接操作)。第一驅(qū)動(dòng)軸連接到驅(qū)動(dòng)臂，并且第二驅(qū)動(dòng)軸連接到旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一驅(qū)動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)臂共同組成單個(gè)一體式整體構(gòu)造。

另外，第二驅(qū)動(dòng)軸可以是旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的輸出軸。