[發明專利]渦輪增壓器廢氣門閥軸襯

有效

• 申請號: 201510492813.1
• 申請日: 2015-08-12
• 公開（公告）號: CN105443167B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: J.斯沃茨;R.比拉斯;L.P.貝讓;R.馬德爾
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01D17/10
• 分類號: F01D17/10;F02B37/00;F02C6/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 葛青

技術領域

本公開涉及一種用于渦輪增壓器的廢氣門閥軸襯，用于避免卡住。

背景技術

內燃發動機(ICE)經常被要求在可靠的基礎上產生相當高的功率水平以持續延長的時間段。很多這種ICE組件采用增壓裝置，如排氣渦輪驅動的渦輪增壓器，以在氣流進入發動機的進氣歧管之前壓縮該氣流，以便增加功率和效率。

具體地說，渦輪增壓器是離心氣體壓縮機，與否則在周圍大氣壓下可獲得的相比，該渦輪增壓器迫使更多的空氣并因此更多的氧氣進入ICE的燃燒室。被迫使進入ICE的含氧空氣的額外質量提高了發動機的容積效率，允許其在給定循環中燃燒更多的燃料，并由此產生更多功率。通常，這種渦輪增壓器由發動機的排氣來驅動。

典型的排氣驅動的渦輪增壓器包括中心軸，該中心軸由一個或多個軸承支撐，并且在渦輪葉輪和空氣壓縮機葉輪之間傳遞旋轉運動。渦輪和壓縮機葉輪二者都固定到軸，其與各種軸承部件相組合構成渦輪增壓器的旋轉組件。渦輪增壓器通常采用廢氣門閥以限制旋轉組件的操作速度，以便保持渦輪增壓器增壓在規定限度內，并且防止旋轉組件超速。

發明內容

本公開的一個實施方式涉及一種渦輪增壓器，該渦輪增壓器將氣流加壓，以傳送到內燃發動機，該內燃發動機被構造成排出燃燒后氣體。所述渦輪增壓器包括旋轉組件，該旋轉組件具有渦輪葉輪和壓縮機葉輪，該渦輪葉輪設置在渦輪殼體內側，而所述壓縮機葉輪設置在壓縮機蓋內側。渦輪增壓器還包括排氣門組件，該排氣門組件被構造成選擇性地將發動機的燃燒后氣體的至少一部分遠離渦輪葉輪重定向。

排氣門組件包括閥、連接到所述閥的可旋轉軸以及相對于所述渦輪殼體固定并且圍繞所述軸同心設置的軸襯。軸在所述軸襯內側旋轉以由此選擇性地打開和關閉所述閥。所述軸襯由長度、與渦輪殼體接觸的外表面和與所述軸接觸的內表面來限定。所述內表面包括多個縱向溝槽，所述溝槽被構造成減少軸襯和軸之間的摩擦，并且避免軸相對于所述軸襯卡住。

至少一個縱向溝槽可以包括低摩擦材料。

所述低摩擦材料可以是石墨或陶瓷基材料。構想到的陶瓷基材料可以是碳化硅、氮化硅、碳化鉻、氧化鋯、碳-碳復合物和金屬陶瓷復合物中的一種。

所述縱向溝槽可圍繞所述內表面被均勻間隔開并且朝向外表面延伸出。

所述多個縱向溝槽可以包括四個單獨的溝槽。

所述多個縱向溝槽中的至少一個可以沿著所述軸襯的長度的至少75％延伸。

所述多個縱向溝槽中的至少一個可以被構造成收集顆粒，由此減小軸襯和軸之間的摩擦。

所述渦輪增壓器可以另外包括定位特征結構，所述定位特征結構被構造成相對于所述渦輪殼體設定所述軸襯。

本公開的另一實施方式涉及一種內燃發動機，該內燃發動機具有如上所述的渦輪增壓器。

根據一方面，提供一種內燃發動機，包括：

汽缸，所述汽缸被構造成接收空氣燃料混合物，用于在其中燃燒；

往復式活塞，所述往復式活塞設置在所述汽缸內側并被構造成從其排出燃燒后氣體；以及

渦輪增壓器，所述渦輪增壓器與所述活塞流體連通并被構造成將從周圍接收的氣流加壓并將加壓的氣流傳送到所述汽缸，所述渦輪增壓器包括：

渦輪殼體和壓縮機蓋；

旋轉組件，所述旋轉組件具有設置在所述渦輪殼體內側的渦輪葉輪以及設置在所述壓縮機蓋內側的壓縮機葉輪，其中所述旋轉組件被所述燃燒后氣體圍繞軸線旋轉；以及

廢氣門組件，所述廢氣門組件被構造成選擇性地將所述燃燒后氣體的至少一部分遠離所述渦輪葉輪重定向，并由此限制所述旋轉組件的旋轉速度以及從周圍接收的所述氣流的壓力，所述廢氣門組件包括：

閥、連接到所述閥的可旋轉軸以及相對于所述渦輪殼體固定并圍繞所述軸同心設置的軸襯，使得所述軸在所述軸襯內側旋轉，由此選擇性地打開和關閉所述閥；

其中，所述軸襯由長度、與所述渦輪殼體接觸的外表面以及與所述軸接觸的內表面限定，且其中所述內表面包括多個縱向溝槽，所述縱向溝槽被構造成減少所述軸襯和所述軸之間的摩擦并避免所述軸相對于所述軸襯卡住。

優選地，其中，所述縱向溝槽中的至少一個包括低摩擦材料。

優選地，其中，所述低摩擦材料是石墨。

優選地，其中，所述低摩擦材料是陶瓷基材料。

優選地，其中，所述陶瓷基材料是碳化硅、氮化硅、碳化鉻、氧化鋯、碳-碳復合物和金屬-陶瓷復合物中的一種。

優選地，其中，所述縱向溝槽圍繞所述內表面均勻間隔開，且朝向所述外表面延伸出。