專利名稱：可變幾何形狀渦輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變幾何形狀渦輪。特別是，但不是唯一的，本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)渦輪增壓器渦輪。更具體地說，本發(fā)明還涉及可被控制來作為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣制動(dòng)工作的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器。
渦輪增壓器是將壓力在大氣壓以上(增壓壓力)的空氣供給內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口的一種眾所周知的裝置。通常的渦輪增壓器基本上包括一個(gè)安裝在渦輪殼體內(nèi)-回轉(zhuǎn)軸上的用廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪葉輪。渦輪葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使安裝在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的該軸另一端上的壓縮機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。壓縮機(jī)葉輪將壓縮空氣輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣岐管。通常，渦輪增壓器的軸由包括適當(dāng)?shù)臐櫥到y(tǒng)的軸頸和止推軸承支承。該軸頸和止推軸承配置在連接于該渦輪葉輪殼體壓縮機(jī)葉輪殼體之間的一個(gè)中心軸承內(nèi)。
在已知的渦輪增壓器中，渦輪級包括內(nèi)部安裝著渦輪葉輪的一個(gè)渦輪腔，在圍繞著渦輪腔的互相面對的徑向壁之間形成的一個(gè)環(huán)形輸入通道，圍繞著輸入通道形成的入口，和從渦輪腔伸出的一個(gè)輸出通道。這些通道和腔連通，使得進(jìn)入輸入腔的有壓力的廢氣流過輸入通道，并通過渦輪，流至輸出通道，使渦輪葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。還可以通過在輸入通道中設(shè)置稱為噴嘴葉片的葉片，使流過輸入通道的氣體向渦輪葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向偏移，來調(diào)整渦輪的性能。
渦輪可以為幾何形狀固定的或可變的形式。幾何形狀可變的渦輪與幾何形狀固定的渦輪的不同在于，輸入通道的尺寸可以改變，以便在質(zhì)量流量范圍內(nèi)，使氣體流動(dòng)速度達(dá)到最佳，這樣，渦輪的功率輸出可以改變，以適應(yīng)變化的發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。例如，當(dāng)輸送至渦輪的廢氣的容積較小時(shí)，通過減小環(huán)形輸入通道的尺寸，可使達(dá)到渦輪葉輪的氣體速度保持在可保證渦輪有效工作的水平上。
在一個(gè)已知形式的幾何形狀可變的渦輪中，輸入通道的一個(gè)壁由一般稱為噴嘴環(huán)的一個(gè)可軸向移動(dòng)的壁零件限定。噴嘴環(huán)相對于輸入通道的一個(gè)面對壁的位置可以調(diào)整，以控制輸入通道的軸向?qū)挾取＿@樣，例如，為了保持氣體速度和使渦輪輸出最佳，當(dāng)流過渦輪的氣體減少時(shí)，輸入通道的寬度也可以減小。這種噴嘴環(huán)基本上包括一個(gè)沿徑向延伸的壁，和沿軸向延伸的內(nèi)部和外部環(huán)形法蘭。環(huán)形法蘭伸入在渦輪殼體中形成的一個(gè)環(huán)形空腔中(該殼體的一部分實(shí)際上由軸承形成)，該渦輪殼體可容納噴嘴環(huán)的軸向移動(dòng)。
噴嘴環(huán)可以帶有葉片。該葉片伸入輸入通道中，并通過在輸入通道的面對壁上作出的槽，以便適應(yīng)噴嘴環(huán)的移動(dòng)。另一種方案是，葉片可以穿過在噴嘴環(huán)上作出的槽從固定的壁伸出。一般，噴嘴環(huán)支承在與渦輪葉輪的回轉(zhuǎn)軸線平行延伸的桿上，并且被沿軸向移動(dòng)該桿的作動(dòng)器帶動(dòng)移動(dòng)。在幾何形狀可變的渦輪中，使用各種形式的作動(dòng)器，包括氣動(dòng)、液壓和電氣作動(dòng)器。這些作動(dòng)器安裝在渦輪增壓器的外面，并通過相應(yīng)的連桿與幾何形狀可變的渦輪連接。
除了優(yōu)化渦輪增壓器性能的幾何形狀可變的渦輪的通?？刂埔酝猓€可利用減小渦輪增壓器入口以形成排氣制動(dòng)功能的有利條件。各種形式的排氣制動(dòng)系統(tǒng)廣泛地裝在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，特別是為大型汽車(例如卡車)提供的壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油機(jī))中。通常的排氣制動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)在從發(fā)動(dòng)機(jī)出來的排氣管路中的閥。當(dāng)該閥工作時(shí)，它基本上堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣(完全堵塞排氣管路會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn))。這樣就形成背壓，它產(chǎn)生制動(dòng)力，阻止發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。該制動(dòng)力通過汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，送至汽車輪子上。排氣制動(dòng)可以用來增強(qiáng)作用在汽車輪子上的通常的摩擦制動(dòng)器的作用，或者在某些情況下，與正常的車輪制動(dòng)系統(tǒng)獨(dú)立地使用，以控制(例如)汽車的下山速度。在某些排氣制動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)流閥關(guān)閉時(shí)(即當(dāng)司機(jī)從節(jié)流閥踏板上提起腳時(shí))，制動(dòng)器自動(dòng)起動(dòng)；而在另一些情況下，排氣制動(dòng)器可能要求司機(jī)手動(dòng)起動(dòng)-例如壓下單獨(dú)的制動(dòng)器踏板。排氣制動(dòng)閥一般是可以控制的，以調(diào)節(jié)制動(dòng)效果-例如保持汽車速度固定不變。
利用幾何形狀可變的渦輪，不需要設(shè)置單獨(dú)的排氣制動(dòng)閥。當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，可將渦輪的輸入通道關(guān)閉至其流動(dòng)面積為最小。通過適當(dāng)控制噴嘴環(huán)的軸向位置(或其他幾何形狀可變的機(jī)構(gòu))來控制輸入通道的尺寸，可以調(diào)節(jié)制動(dòng)力。雖然不需要設(shè)置單獨(dú)的排氣制動(dòng)閥有優(yōu)點(diǎn)，但又有與幾何形狀可變的渦輪工作時(shí)排氣制動(dòng)模態(tài)有關(guān)的問題。
特別是在現(xiàn)代效率很高的渦輪中，當(dāng)輸入通道的寬度減小至最小時(shí)，仍有較大的空氣流量輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)中。這會(huì)導(dǎo)致若輸入通道關(guān)閉太早會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的壓力接近或超過可接受的極限。因此，實(shí)際上在制動(dòng)時(shí)，對輸入通道可以關(guān)閉的程度有限制，這又限制了通常的幾何形狀可變的渦輪的控制可以形成的有效制動(dòng)。
本發(fā)明的目的是要避免或減輕上述的缺點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明提供了一種幾何形狀可變的渦輪，它包括被支承在殼體中圍繞渦輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)渦輪葉輪，沿徑向向內(nèi)向渦輪葉輪延伸的一個(gè)環(huán)形輸入通道，該環(huán)形輸入通道在一個(gè)可動(dòng)壁件的徑向壁和該殼體面對壁之間形成，該可動(dòng)壁件被安裝在設(shè)在該殼體內(nèi)的環(huán)形空腔內(nèi)，并具有環(huán)形內(nèi)表面和外表面，該壁件可在每一和第二個(gè)位置之間軸向移動(dòng)，以改變該輸入通道的寬度，所述第二個(gè)軸向位置比第一個(gè)軸向位置更接近所述殼體的所述面對壁，該可動(dòng)壁件的第一環(huán)形法蘭沿離開所述殼體的面對壁方向沿軸向從該徑向壁伸入所述空腔中，一第一環(huán)形密封圈配置在該空腔的所述第一環(huán)形法蘭和該相鄰的環(huán)形內(nèi)表面或外表面之間，所述第一環(huán)形密封圈被安裝在該空腔的所述第一環(huán)形法蘭或所述相鄰的環(huán)形表面中的一個(gè)上，其中，在所述第一環(huán)形法蘭和所述相鄰空腔表面中的另一個(gè)上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)入口旁通通道，使得隨著該可動(dòng)壁件在所述第一和第二位置之間移動(dòng)，所述第一環(huán)形密封圈和旁通通道彼此相對作軸向移動(dòng)，并且其中，所述第一環(huán)形密封圈和該旁通通道或每個(gè)旁通通道是軸向配置的使得當(dāng)該壁件在所述第一位置時(shí)，該密封圈能防止廢氣流過該空腔，但當(dāng)所述可動(dòng)壁件在第二位置時(shí)，該旁通通道或每個(gè)旁通通道允許廢氣流過所述空腔，流至渦輪葉輪，從而將該環(huán)形入口通道旁通。
現(xiàn)在，參照附圖，只利用例子來說明本發(fā)明的實(shí)施例。其中

圖1為現(xiàn)在技術(shù)的渦輪增壓器的橫截面圖；圖2a和2b表示根據(jù)本發(fā)明的圖1所示的渦輪增壓器的改進(jìn)；圖3a和3b表示本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例；和圖4a和4b示意性地表示本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。
圖1表示在美國專利5044880號中所述的一個(gè)已知的渦輪增壓器。該渦輪增壓器包括渦輪級1和壓縮機(jī)級2。渦輪級1為一個(gè)幾何形狀可變的渦輪，它包括一個(gè)渦輪殼體3，該殼體形成一個(gè)將內(nèi)燃機(jī)(沒有示出)的廢氣輸送至其中的蝸殼或輸入腔4。廢氣從輸入腔4，通過一個(gè)環(huán)形輸入通道6流至輸出通道5。該輸入通道的一個(gè)側(cè)面由稱為由噴嘴環(huán)的一個(gè)可動(dòng)的環(huán)形件8的徑向壁7構(gòu)成，而其另一個(gè)側(cè)面，由殼體3的面對的徑向壁9構(gòu)成。一組噴嘴葉片10穿過在噴嘴環(huán)8上的槽，從葉片支承圓環(huán)11延伸，跨越輸入通道6。該葉片支承圓環(huán)11安裝在支承銷12上。這種結(jié)構(gòu)是，使葉片10跨越輸入通道6的程度，可獨(dú)立于噴嘴環(huán)8控制，這里不作詳細(xì)說明。
從輸入通道流至輸出通道5的氣體，通過渦輪葉輪12。結(jié)果，該渦輪葉輪通過在位于軸承16內(nèi)的軸承組件15上轉(zhuǎn)動(dòng)的渦輪增壓器的軸14，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪13。軸承16使渦輪殼體2與壓縮機(jī)殼體17連接。壓縮機(jī)葉輪13的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過壓縮機(jī)入口18吸入空氣，并通過出口蝸殼19，將壓縮空氣輸送至發(fā)動(dòng)機(jī)(沒有示出)入口。軸承還可安置供油和密封裝置，其詳細(xì)情況對了解本發(fā)明是必需的。
噴嘴環(huán)8包括一個(gè)徑向延伸的構(gòu)成徑向壁7的環(huán)形部分和在軸向延伸的內(nèi)、外部環(huán)形法蘭20和21。該內(nèi)、外部環(huán)形法蘭分別伸入在渦輪殼體3中作出的一個(gè)環(huán)形空腔22中。采用圖示的渦輪結(jié)構(gòu)，空腔22的大部分由軸承16構(gòu)成-在這種情況下，這純粹是采用本發(fā)明的特定渦輪增壓器結(jié)構(gòu)的結(jié)果，并且對于本發(fā)明，在這一點(diǎn)上，渦輪殼體和軸承沒有區(qū)別?？涨?2有一個(gè)在徑向的內(nèi)、外部環(huán)形表面24和25之間的形成的沿徑向延伸的環(huán)形開口23。密封圈26安置在作在外部環(huán)形表面25上的環(huán)形槽中，并支承在噴嘴環(huán)8的外部環(huán)形法蘭21上，以防止廢氣通過空腔22而不是通過輸入通道6流過渦輪。
氣動(dòng)作動(dòng)器27工作，可通過作動(dòng)器輸出軸28控制噴嘴環(huán)8的位置。該作動(dòng)器的輸出軸與一個(gè)鐙形件29連接。該鐙形件再與通過連接板31，支承噴嘴環(huán)8的軸向延伸的導(dǎo)向桿30(圖中只看見一根桿)30接合。因此，適當(dāng)?shù)乜刂谱鲃?dòng)器27，可以控制導(dǎo)向桿，因而也是噴嘴環(huán)8的軸向位置。圖1表示噴嘴環(huán)8在完全打開的位置，這時(shí)，輸入通道6的寬度最大。
如上所述，當(dāng)需要制動(dòng)力時(shí)，通過將輸入通道6關(guān)閉至最小寬度，則如圖1所示的幾何形狀可變的渦輪可起排氣制動(dòng)器的作用。然而，也如上所述，采用這種結(jié)構(gòu)時(shí)，在排氣制動(dòng)條件下，輸入通道的最小寬度受到需要避免發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中不可接受的高壓力的限制。
圖2a和2b表示根據(jù)本發(fā)明對圖1所示的渦輪增壓器的改進(jìn)。只有為了理解本發(fā)明需要說明的渦輪零件才表示在圖2a和2b中，該圓為分別表示噴嘴環(huán)在完全打開和完全關(guān)閉位置的渦輪增壓器的噴嘴環(huán)/輸入通道區(qū)域的放大圖。噴嘴環(huán)8的改進(jìn)是，在圓周上作出一組通過徑向的外部法蘭21的孔32?？?2的位置是這樣除了噴嘴環(huán)6接近孔32通過密封圈(如圖2b所示)26的關(guān)閉位置以外，孔32位于遠(yuǎn)離輸入通道6(如圖2a所示)密封圈26的側(cè)面上。這就打開了旁通流動(dòng)通道，使一些廢氣可通過空腔22，而不是通過輸入通道6，從輸入腔4流動(dòng)至渦輪葉輪12。使輸入通道6和噴嘴葉片10旁通的廢氣流所作的功，比流過輸入通道6的廢氣流所作的功小，因?yàn)槿~片10使廢氣流沿切線方向轉(zhuǎn)動(dòng)。換句話說，當(dāng)孔32與輸入通道6連通時(shí)，渦輪增壓器的效率立即降低，壓縮機(jī)輸出流的壓力(增壓壓力)降低，因而發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的壓力降低。
這樣，采用本發(fā)明，作出輸入旁通孔32，在正常工況下，對渦輪增壓器的效率沒有影響，但當(dāng)渦輪在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式下工作和輸入通道減小至最小時(shí)，孔32可使輸入通道尺寸比現(xiàn)有技術(shù)的輸入通道減小更多，而不會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的壓力過大。這可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)性能。
可以理解，適當(dāng)?shù)剡x擇孔32的數(shù)目，尺寸，形狀和位置，可以預(yù)先確定對渦輪增壓器的效率降低的影響。
圖3a和3b表示本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。如同圖2a和2b一樣，只表示了渦輪的噴嘴環(huán)/輸入通道區(qū)域的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。在圖3a和3b中使用在圖1和圖2中所用的相同標(biāo)號。圖3a和3b表示將本發(fā)明應(yīng)用在幾個(gè)方面與圖1的渦輪不同的另外一個(gè)普通渦輪中。第一，噴嘴葉片10安裝在噴嘴環(huán)8上，并延伸跨越輸入通道6和通過在遮蓋板34上作出的相應(yīng)的槽，進(jìn)入空腔33中。該遮蓋板34與噴嘴環(huán)8的徑向壁7一起，限定輸入通道6的寬度。這是一種眾所周知的結(jié)構(gòu)。
第二，根據(jù)歐洲專利0654587號的說明，通過噴嘴環(huán)8的徑向壁7，作有壓力平衡孔35，并且，安置在作在殼體3的徑向環(huán)形內(nèi)面部分24上的環(huán)形槽中的相應(yīng)的密封圈36，使內(nèi)部環(huán)形法蘭20相對于殼體3密封。設(shè)置孔35可保證空腔22內(nèi)的壓力與由流過輸入通道6的廢氣加在噴嘴環(huán)8的徑向表面7上的靜壓力相等。這可以減小作用在噴嘴環(huán)上的負(fù)荷，同時(shí)提高噴嘴環(huán)8的位置的控制精度，特別是當(dāng)輸入通道6的最小寬度減小時(shí)更是如此。
考慮到設(shè)置在徑向方向的內(nèi)部密封圈36，本發(fā)明的應(yīng)用要求在噴嘴環(huán)8的內(nèi)部環(huán)形法蘭20上，作出氣體旁通通路32a。通道32a相對于密封圈26安置，使它們同時(shí)與密封圈26的輸入通道側(cè)連通，同時(shí)作為外部環(huán)形法蘭21的通道32b，從而形成通過空腔22的一條旁通流動(dòng)通道，這樣便完全達(dá)到就上面相對于圖2a和2b所示的實(shí)施例所述的相同的效果。
還已知可通過將內(nèi)和/或外密封圈放置在噴嘴環(huán)上作出的安置槽內(nèi)，而不是在殼體內(nèi)作出的安置槽內(nèi)，來使噴嘴環(huán)相對于殼體密封的方法。在這種情況下，密封圈與噴嘴環(huán)一起移動(dòng)。具體地說，圖4a和4b表示根據(jù)本發(fā)明改進(jìn)的。在歐洲專利0654587(上而提到的)中所述的渦輪的噴嘴環(huán)/輸入通道區(qū)域。在圖4a和4b中使用以上使用的相同標(biāo)號。如同圖3a和3b的渦輪結(jié)構(gòu)一樣，噴嘴葉片由噴嘴環(huán)8支承，并延伸越過輸入通道6，通過遮蓋板34，并進(jìn)入空腔33中。通過噴嘴環(huán)8的徑向壁7作出壓力平衡孔35，噴嘴環(huán)則利用內(nèi)、外密封圈26和37，相對于空腔22密封。然而，盡管密封圈26安置在殼體3中作出的槽內(nèi)，徑向外密封圈37則安置在噴嘴環(huán)8的外部環(huán)形法蘭21內(nèi)作出的槽38內(nèi)。因此，當(dāng)噴嘴環(huán)移動(dòng)時(shí)，外部密封圈37也移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，噴嘴環(huán)8的環(huán)形內(nèi)法蘭20帶有輸入旁通孔32。當(dāng)噴嘴環(huán)移動(dòng)，將輸入通道6關(guān)閉至最小(如圖4b所示)時(shí)，該輸入旁通孔通過密封圈26。然而，外部輸入旁通通道不是由通過噴嘴環(huán)的孔形成的，而是由在空腔22的開口23的環(huán)形外部25上作出的一組圓環(huán)形凹部39形成的。從圖4a可看出，在正常工況下，密封圈37安置在凹部39內(nèi)部，以防止廢氣在噴嘴環(huán)8周圍通過和通過空腔22。然而，當(dāng)噴嘴環(huán)移動(dòng)，將輸入通道6關(guān)閉至最小時(shí)，如圖4b所示，密封圈37移動(dòng)，與凹部39軸向在一直線上。因而，可形成圍繞密封圈37的一條旁通通道，使氣體可通過空腔22流動(dòng)；并通過在噴嘴環(huán)8的環(huán)形內(nèi)法蘭上作出的輸入旁通孔32，流至渦輪葉輪中。可以理解，凹部39的作用與孔32的作用是直接等效的，并在工作中，本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的功能，基本上與上述的本發(fā)明的其他實(shí)施例相同。
應(yīng)當(dāng)理解，可以對上述本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行改進(jìn)。例如，如果在圖8的實(shí)施例中，只需要一個(gè)密封圈，并且密封圈安置在噴嘴環(huán)上，則不需要在噴嘴環(huán)的內(nèi)法蘭上作出孔32。同樣，如果內(nèi)、外密封圈安置在殼體中，則必需在殼體的環(huán)形內(nèi)面部分和外面部分上，作出旁通凹部，而不是作出通過噴嘴環(huán)的旁通孔。
業(yè)內(nèi)行家很容易知道本發(fā)明的其他可能的改進(jìn)和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種幾何形狀可變的渦輪，它包括被支承在殼體中圍繞渦輪軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一個(gè)渦輪葉輪，沿徑向向內(nèi)向渦輪葉輪延伸的一個(gè)環(huán)形輸入通道，該環(huán)形輸入通道在一個(gè)可動(dòng)壁件的徑向壁和該殼體面對壁之間形成，該可動(dòng)壁件被安裝在設(shè)在該殼體內(nèi)的環(huán)形空腔內(nèi)，并具有環(huán)形內(nèi)表面和外表面，該壁件可在每一和第二個(gè)位置之間軸向移動(dòng)，以改變該輸入通道的寬度，所述第二個(gè)軸向位置比第一個(gè)軸向位置更接近所述殼體的所述面對壁，該可動(dòng)壁件的第一環(huán)形法蘭沿離開所述殼體的面對壁方向沿軸向從該徑向壁伸入所述空腔中，一第一環(huán)形密封圈配置在該空腔的所述第一環(huán)形法蘭和該相鄰的環(huán)形內(nèi)表面或外表面之間，所述第一環(huán)形密封圈被安裝在該空腔的所述第一環(huán)形法蘭或所述相鄰的環(huán)形表面中的一個(gè)上，其中，在所述第一環(huán)形法蘭和所述相鄰環(huán)形空腔表面中的另一個(gè)上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)入口旁通通道，使得隨著該可動(dòng)壁件在所述第一和第二位置之間移動(dòng)，所述第一環(huán)形密封圈和旁通通道彼此相對作軸向移動(dòng)，并且其中，所述第一環(huán)形密封圈和該旁通通道或每個(gè)旁通通道是軸向配置的使得當(dāng)該壁件在所述第一位置時(shí)，該密封圈能防止廢氣流過該空腔，但當(dāng)所述可動(dòng)壁件在第二位置時(shí)，該旁通通道或每個(gè)旁通通道允許廢氣流過所述空腔，流至渦輪葉輪，從而將該環(huán)形入口通道旁通。
2.如權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，該環(huán)形密封圈被安裝在該空腔的所述環(huán)形表面上，該旁通通道或每個(gè)旁通通道包括一個(gè)穿過該可動(dòng)壁件的所述第一環(huán)形法蘭的孔。
3.如權(quán)利要求2所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，該環(huán)形密封圈被配置在設(shè)在該空腔的所述環(huán)形表面內(nèi)的一條環(huán)形槽內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，所述的環(huán)形密封圈被安裝在所述第一環(huán)形法蘭上，該旁通通道或第一個(gè)旁通通道包括設(shè)在該空腔的相鄰環(huán)形表面上的一個(gè)凹部。
5.如權(quán)利要求4所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，所述環(huán)形密封圈被配置在設(shè)在所述第一環(huán)形法蘭的外表面上的一個(gè)環(huán)形槽內(nèi)。
6.如上述權(quán)利要求中任何一條所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，所述第一環(huán)形法蘭沿軸向從該可動(dòng)壁件的徑向壁的徑向最外周邊延伸，并且，所述第一環(huán)形密封圈被配置在該第一環(huán)形法蘭和該空腔的所述外表面之間。
7.如權(quán)利要求6所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，所述可動(dòng)壁件包括沿軸向從該徑向壁的徑向最內(nèi)周邊延伸到所述空腔中的第二環(huán)形法蘭，并且，一個(gè)第二環(huán)形密封圈被安裝在所述第二個(gè)環(huán)形法蘭或該空腔的所述環(huán)形內(nèi)表面中的一個(gè)上，另外，在所述第二環(huán)形法蘭和所述空腔的內(nèi)表面中的另一個(gè)上，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)入口旁通通道。
8.如權(quán)利要求1至5之一的幾何形狀可變的渦輪，其特征在于所述第一環(huán)形法蘭自該徑向壁的徑向最內(nèi)用邊沿軸向延伸到所述腔內(nèi)，所述第一環(huán)形密封件被配置在該第一環(huán)形法蘭和該腔的所述內(nèi)表面之間。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，設(shè)置一些穿通該可動(dòng)壁件的所述徑向壁的孔，因此，該空腔與該入口通道流體上連通，所述孔被設(shè)置成能使得在使用中總是沿單一軸向方向作用的合力作用在該可動(dòng)壁件上。
10.如上述權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，當(dāng)該可動(dòng)壁件處在所述第二位置時(shí)，該入口通道的寬度處于最小。
11.如上述權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，當(dāng)該可動(dòng)壁件處在所述第一位置和該第一與第二位置中間的第三個(gè)位之間時(shí)，該密封圈或每個(gè)密封圈可防止氣體經(jīng)所述旁通通道流過所述空腔，其中，當(dāng)所述可動(dòng)壁件處所述第三位置和所述第二位置之間時(shí)，所述旁通通道允許氣體流過所述空腔，其中，所述第三位置離所述第二位置比離所述第一位置更近。
12.如權(quán)利要求11所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，在所述第一和第三位置之間的位置相應(yīng)于渦輪正常高效工況，而在所述第三和第二位置之間的位置，相應(yīng)于渦輪的排氣制動(dòng)工況。
13.如上述權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，它包括若干圍繞該相應(yīng)的環(huán)形法蘭或空腔的環(huán)形表面沿圓周方向分布的所述旁通通道。
14.如上述權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，它包括一些伸入該入口通道中的噴嘴葉片。
15.如上述權(quán)利要求1所述的幾何形狀可變的渦輪，其特征為，所述噴嘴葉片從所述噴嘴環(huán)延伸。
16.一種包括如上述權(quán)利要求中任何一條所述的幾何形狀可變的渦輪的渦輪增壓器。
17.一種包括如權(quán)利要求15所述的渦輪增壓器的渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)。
18.一種裝有如權(quán)利要求17所述的渦輪增壓內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力的汽車，其特征為，在所述第二位置處或鄰近所述第二位置處，利用環(huán)形壁件操縱所述渦輪增壓器可提供排氣制動(dòng)功能。
全文摘要
一種幾何形狀可變的渦輪具有在可動(dòng)壁件(7)的徑向壁和渦輪殼體(3)的面對壁(9)之間形成的一個(gè)環(huán)形輸入通道(6)?？蓜?dòng)壁件(7)安裝在作在殼體(3)內(nèi)的并具有內(nèi)、外部環(huán)形表面的一個(gè)環(huán)形空腔(22)內(nèi)。密封圈(26)安置在可動(dòng)壁件的環(huán)形法蘭(21)和空腔的相鄰的內(nèi)部或外部環(huán)形表面之間。輸入旁通通道(32)作在環(huán)形法蘭(21)或所述相鄰的空腔表面上，當(dāng)可動(dòng)壁件移動(dòng)時(shí)，密封圈(26)和旁通通道(32)彼此相對作軸向移動(dòng)。密封圈(26)和旁通通道(32)軸向安置，使得當(dāng)環(huán)形壁件(7)接近殼體(3)的面對壁(9)時(shí)，旁通通道(32)允許廢氣通過所述空腔流至渦輪葉輪(12)，從而使環(huán)形輸入通道(6)旁通。
文檔編號F02B37/18GK1508410SQ20031011633
公開日2004年6月30日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者J·帕克, J 帕克 申請人:奧爾塞特工程有限公司