專利名稱：渦輪效率的調(diào)整的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及渦輪機(jī)械，特別是渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)，具體涉及用以改善渦輪效率特性的渦輪殼體。
背景技術(shù)：
在內(nèi)燃機(jī)的普通技術(shù)中人們知道可以提供某些渦輪增壓系統(tǒng)，從而渦輪利用排氣的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)一壓縮機(jī)。此時(shí)該壓縮機(jī)被用來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，典型的做法是用來(lái)提高供給發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣的壓力。
與發(fā)動(dòng)機(jī)性能幾乎同樣重要是需要有較清潔的排氣。大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)都要遵守控制發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染物水平的條例?！肮潭ㄑb置”如用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)等以及汽車都被要求將某些污染物如CO和NOx的排放保持在法定限度之下。但污染控制最好能在盡可能少地犧牲發(fā)動(dòng)機(jī)性能的情況下完成。
一種減少內(nèi)燃機(jī)排放物的方式—不管該發(fā)動(dòng)機(jī)是否用渦輪增壓，但通常是用渦輪增壓的—是通過(guò)廢氣再循環(huán)(EGR)。EGR為將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的某些部分返回到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)。從排氣歧管來(lái)的廢氣通過(guò)通到進(jìn)氣歧管的導(dǎo)管和管道被分流，從而可被引入到燃燒循環(huán)中，這樣就可減少氧含量，這又降低有助于形成過(guò)多Nox的高的燃燒溫度。
在例如重載的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上引用EGR，所需的渦輪效率特性與傳統(tǒng)的渦輪機(jī)械性能特性并不一致。這時(shí)如果簡(jiǎn)單地繼承經(jīng)典的渦輪機(jī)械的渦輪效率特性而采用申請(qǐng)人的VNTTM牌的可變噴嘴渦輪機(jī)的渦輪增壓器EGR系統(tǒng)時(shí)會(huì)發(fā)生幾個(gè)現(xiàn)象，包括(1)在發(fā)動(dòng)機(jī)某些運(yùn)轉(zhuǎn)速率下不能接受的高燃料消耗；(2)不能接受的渦輪增壓器的高轉(zhuǎn)速(即渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速超過(guò)使用已知的生產(chǎn)材料和方法所能達(dá)到的限度)；及(3)不能在發(fā)動(dòng)機(jī)所有需要的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)上驅(qū)動(dòng)EGR。
另外，在重載柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上使用EGR系統(tǒng)，要使渦輪增壓器“匹配”到發(fā)動(dòng)機(jī)上要進(jìn)行不尋常的渦輪增壓器渦輪葉輪的匹配。在某些情況下，例如傳統(tǒng)的渦輪葉輪外廓要從結(jié)構(gòu)上除去。這種不尋常的渦輪葉輪的機(jī)加工在渦輪葉輪與渦輪增壓器軸分開制造時(shí)會(huì)增加保持渦輪葉輪的難度。這時(shí)，與相似情況下使用目前的渦輪增壓器組合件的結(jié)構(gòu)相比，渦輪葉輪會(huì)以高得多的速度和能量從渦輪機(jī)殼體的燃?xì)獬隹谔幣懦觥?br> 在上述背景下，我們研制了本發(fā)明。為保持渦輪葉輪和調(diào)整渦輪增壓器的渦輪效率，渦輪機(jī)的殼體被修改，這樣來(lái)克服上述缺點(diǎn)。本發(fā)明的應(yīng)用范圍，一部分將在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明中列出，另一部分對(duì)本行業(yè)的行家來(lái)說(shuō)在考查下列說(shuō)明后自可明白，對(duì)一般人來(lái)說(shuō)在實(shí)踐后自可學(xué)得。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)都可用在所附權(quán)利要求中特別指出的設(shè)備和組合來(lái)實(shí)施和達(dá)到。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明引入到說(shuō)明內(nèi)并成為其一部分的附圖示出本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例，并與說(shuō)明一起用來(lái)闡明本發(fā)明的原理。附圖只是為了示出本發(fā)明的較優(yōu)實(shí)施例的目的，不能被認(rèn)為限制本發(fā)明。在附圖中

圖1為按照本發(fā)明的渦輪設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面(軸向)剖視圖；圖2A為圖1中設(shè)備的保持環(huán)元件的側(cè)面(軸向)剖視圖；圖2B為圖2A中保持環(huán)元件的端視圖；圖3為按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備側(cè)面剖視圖。圖中示出整體鑄造在渦輪殼體上的保持環(huán)；圖4為按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備的側(cè)面剖視圖，圖中示出一個(gè)可卸掉和嵌入的保持環(huán)；圖5為本發(fā)明另一個(gè)可替代的實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，圖中示出的保持環(huán)可在殼體內(nèi)沿軸向移動(dòng)并固定在不同的位置上；圖6為本發(fā)明還有另一個(gè)可替代實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，圖中示出的保持環(huán)系整鑄在渦輪殼體上并具有沿徑向向內(nèi)伸出的空氣動(dòng)力學(xué)的突起；圖6A為圖6中設(shè)備的端面(半徑方向)的剖視圖，該剖面系沿圖6中的A-A線切??；圖7為本發(fā)明還有另一個(gè)可替代實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，圖中示出的保持環(huán)系整鑄在渦輪殼體上，并具有沿徑向向內(nèi)伸出的直線突起。
圖7A為圖7中設(shè)備的端面(半徑方向)的剖視圖，該剖面系沿圖7中的A-A線切?。?
圖8為本發(fā)明還有另一個(gè)可替代實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，圖中示出的保持環(huán)的直徑可調(diào)節(jié)并可在渦輪殼體內(nèi)占有一個(gè)可選擇調(diào)節(jié)的軸向位置；圖8A為圖8中設(shè)備的端面(半徑方向)的剖視圖，該剖面系沿圖8中A-A線切取；及圖9為一曲線圖，該圖畫出以渦輪壓力比和渦輪效率表示的、按照本發(fā)明的固定形狀調(diào)整直徑的尺寸大小對(duì)固定修整直徑的相對(duì)影響。
優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明涉及渦輪，特別是但并非必需，涉及用于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪。本發(fā)明的設(shè)備在以柴油為燃料的發(fā)電廠及包括但并不限于大型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)所使用的廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)方面可找到有利的應(yīng)用。按照本發(fā)明修改渦輪葉輪保持裝置的結(jié)構(gòu)能夠設(shè)計(jì)渦輪效率特性來(lái)滿足特殊的需要，并可改善葉輪盤的保持。因此本發(fā)明可緩解在渦輪機(jī)上使用EGR系統(tǒng)所帶來(lái)的渦輪葉輪保持和渦輪效率特性問(wèn)題。這些問(wèn)題可通過(guò)渦輪殼體創(chuàng)新的修改來(lái)解決。如同下面要進(jìn)一步列出其特征并披露的，本發(fā)明包括這些修改。
如同本行業(yè)所公知，渦輪所作的功正比于渦輪效率、物質(zhì)的流量、渦輪前后的壓力的比和進(jìn)口的溫度。軸或轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為渦輪的功作用于直接驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的產(chǎn)物。通過(guò)出口形狀和大小的設(shè)計(jì)，在渦輪葉輪出口處利用改變其出口構(gòu)形和尺寸來(lái)調(diào)整渦輪效率，能夠改變VNT渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。效率改變的作用被用來(lái)匹配壓縮機(jī)和VNT特性，借以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)空氣系統(tǒng)的要求。除了渦輪機(jī)械轉(zhuǎn)速的控制以外，出口處細(xì)部的制定尺寸還要受最終的發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)如燃料消耗量或者可能包括發(fā)動(dòng)機(jī)壓力比的限制。
在渦輪葉輪出口處的渦輪殼體內(nèi)設(shè)置一個(gè)規(guī)定形狀和制定尺寸的階梯孔能夠有選擇地調(diào)整和改善渦輪效率特性，從而可提高VNT渦輪增壓器EGR系統(tǒng)的性能。扼要地說(shuō)，設(shè)置階梯孔可降低渦輪效率，造成渦輪進(jìn)口壓力有利的增加。這個(gè)增加的進(jìn)口壓力可促使排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管流動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)。按照本發(fā)明，這個(gè)有利的渦輪增壓器的性能可在渦輪增壓器較低的轉(zhuǎn)速下完成，否則利用典型的渦輪機(jī)械的渦輪效率特性，則要用較高的轉(zhuǎn)速。盡管使用較低的渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速，但性能并沒有被損害，因此這個(gè)創(chuàng)新的設(shè)備可用現(xiàn)有的生產(chǎn)材料來(lái)制造，并且可用VNT渦輪增壓器已知的生產(chǎn)過(guò)程。另外，降低渦輪效率能夠提供驅(qū)動(dòng)大量EGR使其流到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管內(nèi)的能力，這是采用傳統(tǒng)的渦輪殼體設(shè)計(jì)所不能達(dá)到的。
參閱圖1，其中示出本發(fā)明設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。渦輪10有一個(gè)除了后面進(jìn)一步說(shuō)明的以外大致按照現(xiàn)有技術(shù)制造的渦輪機(jī)殼體12。該渦輪殼體12基本上環(huán)繞并形成一個(gè)渦輪孔14用來(lái)接納一個(gè)大致按照傳統(tǒng)可在渦輪軸上旋轉(zhuǎn)的渦輪葉輪(未在圖1中示出)。在一個(gè)可能的實(shí)施例中，在該殼體12的進(jìn)入側(cè)可設(shè)有一個(gè)入口16以便在渦輪機(jī)裝配時(shí)將渦輪葉輪放置到孔14內(nèi)。在將渦輪葉輪安裝好以后便將入口16封閉，并用例如渦輪增壓器中心殼體旋轉(zhuǎn)組合件(未示出)的螺栓附件予以固定。
繼續(xù)參閱圖1可以注意到該渦輪殼體12有兩個(gè)特征尺寸，一個(gè)是渦輪的末梢直徑DTIP，該直徑通常大致相當(dāng)于按照現(xiàn)有技術(shù)的渦輪葉輪的最大末梢直徑。另一個(gè)是渦輪的修整直徑DTRIM，該直徑在不同的渦輪殼體模型中各不相同，但大致相當(dāng)于渦輪葉輪的功能直徑，在葉輪的圓周和形成修整直徑DTRIM的殼體修整壁17之間有一個(gè)十分接近的間隙。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，渦輪末梢直徑DTIP可只略大于修整直徑DTRIM。
在孔12內(nèi)的“下游”設(shè)有渦輪擴(kuò)散器或?qū)Я髌?exducer)18，這是一個(gè)導(dǎo)管，通過(guò)它燃?xì)鈴臏u輪的組合件內(nèi)被排出。直徑Dx在為聯(lián)軸節(jié)作出合適的機(jī)械接頭及制定排氣系統(tǒng)所需的尺寸時(shí)是一個(gè)重要尺寸。值得一提的是，本發(fā)明已在如圖1、4、5、6和8所示的采用大致成圓筒形的導(dǎo)流器的渦輪上以及在如圖3和7所示的具有喇叭口或圓錐形導(dǎo)流器的渦輪上實(shí)地使用。
渦輪效率調(diào)整的實(shí)施是通過(guò)其中包括影響燃?xì)饬魅氩⒘鬟^(guò)導(dǎo)流器18來(lái)完成的。參閱圖1，這可在孔14內(nèi)設(shè)置階梯來(lái)達(dá)到，其時(shí)在軸向長(zhǎng)度的一個(gè)短小部分內(nèi)導(dǎo)流器18的直徑突然被縮減。例如在圖1的實(shí)施例中設(shè)有一個(gè)分開制造的階梯孔環(huán)20，該環(huán)可通過(guò)導(dǎo)流器18嵌入到孔14內(nèi)。如在圖2A和2B可見，該階梯孔環(huán)20為一剛性環(huán)，其外直徑基本上等于導(dǎo)流器直徑DEX，因此可緊貼地安裝在導(dǎo)流器18的喉管內(nèi)，同心地環(huán)繞孔14的軸線如圖1所示。該階梯孔環(huán)20可用螺栓21或其他合適的緊固設(shè)施固定在位或整鑄在渦輪殼體上。
值得注意的是，階梯孔環(huán)20在其內(nèi)形成一個(gè)最好與環(huán)的外圓周同心的孔22，該孔具有一個(gè)可選擇調(diào)整的直徑d(圖2A和2B)。調(diào)整直徑d最好并且?guī)缀蹩偸切∮趯?dǎo)流器直徑DEX，并且小于渦輪殼體修整直徑DTRIM。因此由階梯孔環(huán)20在孔14內(nèi)形成的階梯可這樣設(shè)計(jì)使在渦輪葉輪出口附近離開渦輪葉輪的燃?xì)庥捎谕ㄟ^(guò)環(huán)20孔眼22的通道被限制以致正常的順暢流動(dòng)受到擾亂。經(jīng)調(diào)整的直徑d的大小在DTRIM的80％到100％之間。選擇并確定d和DTRIM之間的精確比率以便得到所需的調(diào)整。經(jīng)調(diào)整的直徑d和殼體修整直徑DTRIM之間的比率會(huì)影響渦輪效率特性。渦輪級(jí)性能的調(diào)整應(yīng)與下游孔的調(diào)整直徑對(duì)DTRIM的影響(例如在圖1中)關(guān)聯(lián)起來(lái)。
由孔22造成的“階梯孔”可被調(diào)整使渦輪效率可被匹配以便將迎合需要的效率特性提供給VNT牌渦輪增壓器EGR系統(tǒng)。
圖9為一曲線圖，該圖示出以渦輪壓力比和渦輪效率表示的固定形狀的直徑d的尺寸大小對(duì)固定修整直徑的相對(duì)影響。通過(guò)對(duì)VNT渦輪級(jí)定尺寸的固定直徑d來(lái)調(diào)整渦輪效率是一種方法，用該方法能夠修改和選配渦輪機(jī)械的速率使它符合一組特定的發(fā)動(dòng)機(jī)條件?？字睆綄?duì)效率的影響隨著尺寸大小和運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力比而變。各種設(shè)計(jì)的直徑d形狀的性能特性隨著孔的基本形狀而變。
參閱圖3所示出的本發(fā)明的較優(yōu)的實(shí)施例，該實(shí)施例在許多方面都與圖1的實(shí)施例十分相似，不同的只是其階梯孔環(huán)24系在殼體12上整體鑄造在位。圖上示出有一渦輪葉輪30裝在渦輪孔14內(nèi)。在本發(fā)明的這個(gè)“幾何形狀和尺寸固定”的實(shí)施例中，整鑄在殼體12上的環(huán)24提供孔內(nèi)的階梯25。因此環(huán)24是鑄造殼體的一個(gè)永久的延伸物并在殼體制造時(shí)與整體關(guān)聯(lián)。這個(gè)鑄造的細(xì)部一般為模鑄在殼體孔14內(nèi)的環(huán)形。在鑄造環(huán)24內(nèi)的圓孔限定調(diào)整直徑d。在圖3中可以注意到，導(dǎo)流器18不是圓筒形，而是一個(gè)圓錐形的擴(kuò)散器，其直徑不斷向渦輪的排氣方向增加。圓錐形擴(kuò)散器的加入可有助于調(diào)整渦輪性能的微調(diào)。
在圖3中實(shí)施例中，孔臺(tái)階細(xì)部是由整鑄在殼體12上的環(huán)24提供的。或者，保持環(huán)24可分開制造，然后嵌入并固定在渦輪孔內(nèi)，如圖1、2A、2B和4所建議?？着_(tái)階是由直徑為d的孔邊限定的。直徑d為供渦輪效率選用的調(diào)整直徑，在任何情況下都小于修整直徑DTRIM。渦輪的燃?xì)猱?dāng)然流動(dòng)通過(guò)環(huán)24內(nèi)的孔，但該孔太小不夠渦輪葉輪30通過(guò)。
圖5示出與圖4中實(shí)施例相似的可嵌入的保持環(huán)24如何給設(shè)備提供可適應(yīng)性。可嵌入的環(huán)24可被設(shè)置在渦輪孔內(nèi)并固定在一個(gè)或多個(gè)不同的軸向位置上。圖5所示為固定(例如用螺栓沿徑向通過(guò)環(huán)固定在殼體上)在軸向前面位置上的保持環(huán)24。但由于保持環(huán)24為可卸除的嵌入，其軸向位置也可有選擇地調(diào)節(jié)。如圖5中虛線所示，保持環(huán)可從軸向前面位置上卸下，滑到任一個(gè)后面的位置，再暫時(shí)固定在位。這個(gè)調(diào)節(jié)可以是逐步地或連續(xù)地變化，取決于將環(huán)24連接到殼體上的模式，這樣，單個(gè)渦輪10的保持環(huán)和調(diào)整零件便可按特殊用途調(diào)整。由于設(shè)置環(huán)的這個(gè)可調(diào)節(jié)性，由環(huán)限定的減小的調(diào)整直徑d的軸向位置尺寸大小和影響便都可被調(diào)節(jié)和選擇以便取得最佳的渦輪效率。保持器階梯25的定位同樣是可調(diào)的(例如可適應(yīng)軸向長(zhǎng)度不同的渦輪葉輪30)。
環(huán)的軸向運(yùn)動(dòng)可由兩個(gè)或更多在圓周上排列的縱向?qū)l29、29’導(dǎo)引，該導(dǎo)條可以是從渦輪孔壁上突起的殼體12的整體延伸部。導(dǎo)條29、29’還可防止環(huán)繞設(shè)備中心軸線的環(huán)24在徑向上的偏移。嵌入而可卸除的保持環(huán)24可以卸下并重新裝上以便維修或更換。
本發(fā)明還有另一個(gè)可替代實(shí)施例在圖6和6A中示出。在殼體12上整體鑄出的多個(gè)異型的突起33、33’能夠具有保持器和調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。異型的突起能可變地環(huán)繞一條軸線旋轉(zhuǎn)，從而造成渦輪效率可變地被調(diào)整。突起33、33’的徑向陣列沿徑向延伸到孔14的喉內(nèi)，并且最好環(huán)繞該孔的圓周均勻地間隔開如圖6A。如該圖所示，有效的調(diào)整直徑d可近似地由直徑兩端的突起的平均“高度”來(lái)限定。突起33、33’可具有任何一種截面輪廓或形狀。一個(gè)較好的截面輪廓在圖6和圖6A中示出，其中每一個(gè)突起具有一個(gè)多少為卵形或“淚滴狀”的軌跡和一個(gè)翼型的軸向截面輪廓。有很多種形狀和截面輪廓都可適用于本發(fā)明的功能，但這里示出的滑溜的空氣動(dòng)力學(xué)的截面輪廓是比較好的。
或者，突起33、33’可具有較為直線的或?qū)~狀的形式。圖7和7A畫出一個(gè)可替代的實(shí)施例，其中具有多個(gè)均勻地間隔開的直線突起33、33’(在本例中為8個(gè)突起)。如圖所示，該突起可具有一個(gè)例如低的軸向截面輪廓，每一突起33都有一個(gè)四邊形的軸向截面，其先導(dǎo)“面”垂直于渦輪軸線，尾隨面用一個(gè)銳角圓滑地溶入導(dǎo)流器18的內(nèi)壁。在本例中，有效的調(diào)整直徑d也是近似地使用突起的徑向延伸的平均值來(lái)確定的。
在任何一個(gè)具有陣列的多個(gè)突起33、33’的實(shí)施例中。突起的縱向軸線，雖然最好互相平行，但也可與渦輪軸線偏斜或成角度，以在排氣離開渦輪葉輪時(shí)促使其減少渦旋。突起33、33’的數(shù)目也可選用，例如可定在3與8之間(在圖6和7的實(shí)施例中為8個(gè))。
本發(fā)明還有另一個(gè)實(shí)施例在圖8和圖8A中示出。這個(gè)實(shí)施例允許在一個(gè)圓錐形而不是圓筒形的導(dǎo)流器中使用一個(gè)可調(diào)節(jié)的孔臺(tái)階。在這實(shí)施例中，分成弧形段的環(huán)27具有一個(gè)可變的直徑，它可根據(jù)需要在圓錐形導(dǎo)流器18的傾斜的環(huán)狀面上擴(kuò)張或收縮。該環(huán)弧形段31、31’的數(shù)目可變。至少為3(在圖8和圖8A中為4個(gè))，可達(dá)到8或10個(gè)。
這樣圖8和8A的實(shí)施例可享有圖5所示實(shí)施例的某些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，除了在殼體12內(nèi)的軸向位置可選擇調(diào)節(jié)以外，階梯環(huán)27的有效直徑d也可調(diào)節(jié)，因?yàn)橛森h(huán)27內(nèi)小孔限定的有效調(diào)整直徑d是可調(diào)節(jié)的。要增加調(diào)整直徑d時(shí)可沿徑向向外移動(dòng)均勻間隔開的弧形段31、31’，這樣就可增加將相鄰弧形段分開的圓周上間隙的大小。同樣，當(dāng)將環(huán)27移動(dòng)到導(dǎo)流器內(nèi)前面的位置時(shí)，由于環(huán)27的相鄰弧形段間的間隙減小，可將直徑d減小。
環(huán)段31、31’具有斜楔形的縱長(zhǎng)的截面輪廓如圖8A所示，因此當(dāng)騎跨在孔內(nèi)的環(huán)狀斜面35上時(shí)能同時(shí)沿軸向和徑向移動(dòng)。環(huán)段被這樣排列使它總是能形成一個(gè)分成弧形段的環(huán)并固定在一個(gè)或多個(gè)軸向位置上。圖8示出保持環(huán)27的弧形段固定(例如用螺栓沿徑向通過(guò)環(huán)固定在殼體上)在軸向上的前面位置上。但由于保持環(huán)27既可嵌入，也可卸除，其軸向位置也可有選擇地調(diào)節(jié)。如圖8A中虛線所示，保持環(huán)27可從軸向前面位置上卸下，滑到后面一個(gè)位置上，再次暫時(shí)固定在位。由于該環(huán)被設(shè)置在導(dǎo)流器18改變的直徑上，該環(huán)27調(diào)整的直徑d同樣被修改。這樣，單個(gè)渦輪設(shè)備10的保持環(huán)和調(diào)整零件便可按特殊用途調(diào)整。由于設(shè)置環(huán)的這個(gè)可調(diào)節(jié)性，由環(huán)限定的減小的調(diào)整直徑d的軸向位置、尺寸大小和影響便都可被調(diào)節(jié)和選擇以便取得最佳的渦輪效率。保持器階梯25的定位同樣是可調(diào)的(例如可適應(yīng)軸向長(zhǎng)度不同的渦輪葉輪30)。
與圖5的實(shí)施例相同，環(huán)27的運(yùn)動(dòng)可由兩個(gè)或更多在圓周上排列的縱向?qū)l導(dǎo)引(未在圖8中示出)，該導(dǎo)條可以是從渦輪孔壁上突起的殼體12的整體延伸部。
因此，本發(fā)明的設(shè)備可在所有的實(shí)施例中設(shè)置一個(gè)階梯孔25，該階梯孔可用來(lái)保持渦輪葉輪30使它不會(huì)不適當(dāng)?shù)匾葡驕u輪殼體12的后方。該保持器，典型地為一圓形環(huán)，具有或設(shè)有調(diào)整的突起，可以在其上作出一個(gè)相對(duì)于修整直徑DTRIM的調(diào)整直徑d來(lái)使渦輪效率特性優(yōu)化。
在渦輪殼體內(nèi)渦輪葉輪的出口附近，將“階梯孔”設(shè)計(jì)、定形和定尺寸能夠修改或調(diào)整渦輪效率特性，使它對(duì)按照本發(fā)明的可變噴嘴渦輪機(jī)的渦輪增壓器的EGR系統(tǒng)的性能更為有利。實(shí)際的情況是，階梯孔25降低渦輪的效率，增加渦輪進(jìn)口的壓力，從而促使排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管流到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管內(nèi)。與使用普通的渦輪機(jī)械的渦輪效率特性相比，上述情況可用較低的渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速來(lái)完成。
雖然本發(fā)明是結(jié)合較優(yōu)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明的，但其他實(shí)施例也能得到相同的效果。對(duì)本行業(yè)的行家來(lái)說(shuō)，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上顯然是能作出各種變化和修改的，所有這些修改和等同變化理應(yīng)包括在所附權(quán)利要求所限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種渦輪設(shè)備包括一個(gè)將一軸向孔和軸向?qū)Я髌鞑糠值胤忾]在其內(nèi)的渦輪殼體，所說(shuō)孔具有一個(gè)修整直徑；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地裝在所說(shuō)孔內(nèi)的渦輪葉輪；及一個(gè)設(shè)在所說(shuō)導(dǎo)流器內(nèi)靠近所說(shuō)渦輪葉輪的保持器，所說(shuō)保持器限定一個(gè)孔臺(tái)階和孔內(nèi)的一個(gè)具有一調(diào)整直徑的小孔；其中所說(shuō)修整直徑大于所說(shuō)調(diào)整直徑。
2.權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)調(diào)整直徑為所說(shuō)調(diào)整直徑的約80％到100％。
3.權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)保持器為一圓環(huán)。
4.權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)環(huán)與所說(shuō)殼體是整體鑄造的。
5.權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)環(huán)可卸除地嵌入在所說(shuō)導(dǎo)流器內(nèi)。
6.權(quán)利要求5的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)環(huán)可有選擇地沿縱向定位，并沿所說(shuō)導(dǎo)流器的軸線固定。
7.權(quán)利要求6的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)環(huán)包括多個(gè)環(huán)段，可相對(duì)于所說(shuō)導(dǎo)流器的軸線沿徑向移動(dòng)。
8.權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)環(huán)還具有多個(gè)相對(duì)于所說(shuō)導(dǎo)流器軸線沿徑向向內(nèi)延伸的突起。
9.權(quán)利要求8的設(shè)備，其特征在于所說(shuō)突起互相平行，并相對(duì)于所說(shuō)導(dǎo)流器的軸線傾斜設(shè)置，以促使渦輪的排氣減少渦旋。
全文摘要
一種渦輪機(jī)械。在渦輪(10)上設(shè)有保持器(20)，其上有一孔臺(tái)階元件用來(lái)保持渦輪葉輪，并有一孔，該孔顯現(xiàn)一個(gè)比渦輪(10)的修整直徑(D
文檔編號(hào)F01D9/02GK1886576SQ02829977
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2002年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月11日
發(fā)明者S·P·馬丁, G·F·湯姆普森, S·G·阿圭拉爾 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司