專(zhuān)利名稱(chēng)：具有滑動(dòng)活塞組件的渦輪增壓器的制作方法
具有滑動(dòng)活塞組件的渦輪增壓器 ,頁(yè)域
本發(fā)明總體上涉及具有滑動(dòng)活塞技術(shù)的渦,壓器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明 涉及這樣的具有分隔的渦輪噴嘴的渦輪增壓器，該噴嘴形鵬以幫助調(diào)節(jié)流過(guò)
渦輪增壓器的m流量的^T的第一級(jí)和第二級(jí)噴嘴。
背景技術(shù)：
流經(jīng)i^驅(qū)動(dòng)的渦,壓器的渦輪的i^流量的調(diào)節(jié)，在提高能力以控制 渦輪增壓器向有關(guān)內(nèi)燃機(jī)輸送增壓量方面，提供了已知的工作優(yōu)勢(shì)。約流量 的調(diào)節(jié)是由通向渦輪葉輪的可變幾何形狀噴嘴來(lái)完成。M改變噴嘴流通面積 的大小，可調(diào)節(jié)進(jìn)入渦輪葉輪的流量，由此調(diào)節(jié)渦^ii壓器的壓縮機(jī)提供的總 增壓。
通常，渦輪增壓器的可變幾何形狀噴嘴分為主要兩類(lèi)可變翼片噴嘴和滑
動(dòng)活塞噴嘴。翼片經(jīng)常包括在渦輪噴嘴中以弓l導(dǎo)i^從有利方向iSA渦輪。典 型地， 一排沿圓周間隔排列的翼片軸向延伸過(guò)噴嘴。圍繞著渦輪葉輪的室出來(lái) 的廢氣通常沿徑向向內(nèi)流皿些翼片之間的通道，并且這些翼片使流體轉(zhuǎn)向從 而引導(dǎo)流體從希望方向進(jìn)入渦輪葉輪。在可變翼片噴嘴中，這些翼片可圍繞它 們的軸線旋轉(zhuǎn)從而改變?nèi)~片的設(shè)定角度，由此改變翼片之間通道的M面積。
在滑動(dòng)活塞型噴嘴中，噴嘴也可包括翼片，但這些翼片位置固定。噴嘴流 通面積的變化是通過(guò)在渦輪殼體的孔中滑動(dòng)的軸向滑動(dòng)活塞來(lái)實(shí)現(xiàn)。活塞為管 狀并且僅僅沿徑向在噴嘴內(nèi)部布置?；钊妮S向移動(dòng)可有效±也改變通向^輪葉 輪的噴嘴開(kāi)口的軸向長(zhǎng)度。
一種類(lèi)型的滑動(dòng)活塞包括將噴嘴分成分開(kāi)的第一級(jí)和第二級(jí)噴嘴的分隔 器。當(dāng)所述活塞處于關(guān)閉位置時(shí)，活塞鄰接分隔器的徑向內(nèi)(即，后)緣，由 此有效地關(guān)閉第二級(jí)噴嘴并僅通過(guò)第一級(jí)噴嘴導(dǎo)致i^流到渦輪葉輪區(qū)域。當(dāng) 活塞處于打開(kāi)位置時(shí)，氣體可既流過(guò)第一級(jí)噴嘴又流過(guò)第二級(jí)噴嘴。
滑動(dòng)活塞型可變噴嘴比可變翼片噴嘴具有機(jī)械結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)， 通常，滑動(dòng)活塞型可變噴嘴也伴隨著其它的缺陷。例如，分隔器必須加工到精
確的尺寸公差以保證活塞和分隔器能g接觸面正確密封。分隔器相對(duì)較大， 因此必須進(jìn)行大量的精密加工。另外，即使采用精密加工，活塞和分隔器之間
的^M面還有可能有兩部件間m的泄漏。
另外，當(dāng)活塞處于打開(kāi)^S時(shí)，分隔器上游和下游部分的形狀不會(huì)將賠 從有利方向?qū)霚u輪葉輪。由于這些缺陷，渦輪的性能會(huì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種渦^壓器的渦輪組件，包括渦輪殼體，其限定沿下游軸 向方向延伸的孔、圍繞該孔以接收廢氣的腔室和從腔室沿大致徑向向內(nèi)通向該 孔的 。渦輪葉輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在該孔中，并且包括纖和多個(gè)從輪軟沿大 致徑向向外延伸、并終止在葉片頂端的渦輪葉片。構(gòu)造輪轂和渦輪殼體的孔使 得從噴嘴流到和流過(guò)渦輪葉輪的廢氣沿著從噴嘴的大致徑向向內(nèi)的方向到渦輪 葉輪下游的下游軸向方向的方向進(jìn)行變化。
噴嘴中大致環(huán)狀的分隔器將噴嘴分隔為第一級(jí) 和第二級(jí)噴嘴。第一級(jí) 噴嘴限制在渦輪組件的固定部件和分隔器之間。分隔器具有引導(dǎo)廢氣流過(guò)第一 級(jí)噴嘴的上游表面和弓l導(dǎo)鵬^:第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表面。
管狀活塞體在渦輪殼體的孔中，并在其中軸向可滑動(dòng)?；钊哂兴栎S 向延伸的徑向內(nèi)表面并包括具有第一半徑的非平上游端面，該端面具有使分隔 器的一部分與處于關(guān)閉位置的活塞相接觸的接觸區(qū)。在關(guān)閉位置時(shí)，第二級(jí)噴 嘴基本上是關(guān)閉的，并且活塞在下游軸向方向的移動(dòng)用作將第二級(jí)噴嘴打開(kāi)。 該活塞還包括具有第二半徑的從接觸區(qū)繼續(xù)到內(nèi)表面的弧形導(dǎo)自面，該導(dǎo)流 表面從大致徑向向內(nèi)的方向變到下游軸向方向以助于引起廢氣的方向發(fā)生變 化。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種通過(guò)提供渦輪殼體調(diào)節(jié)流向渦輪增壓器的 氣體流量的方法，該渦輪殼體限定沿下游軸向方向延伸的孔、圍繞該孔以接收 廢氣的腔室和從腔室沿大致徑向向內(nèi)通向該孔的噴嘴。
大致環(huán)狀的分隔器設(shè)置在噴嘴中并且將噴嘴分隔為第一級(jí)噴嘴和第二級(jí) 噴嘴。第一級(jí)噴嘴限制在渦輪組件的固定部件和分隔器之間。分隔器具有引導(dǎo) 廢氣流過(guò)第一級(jí)噴嘴的上游表面和弓l導(dǎo)廢氣流過(guò)第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表 面。
管狀活塞也敏共且體在渦輪殼體的孔中，以在其中軸向可m^力。活塞具
有沿著軸向延伸的徑向內(nèi)表面并包括具有第一半徑的非平上游端面，該端面具 有使分隔器的一部分與處于關(guān)閉位置的活塞相接觸的接觸區(qū)。在關(guān)閉位置時(shí)， 第二級(jí)噴嘴基本上是關(guān)閉的，并且活塞在下游軸向方向的移動(dòng)用作將第二級(jí)噴 嘴打開(kāi)。該活塞還構(gòu)造成包括具有第二半徑的從撤蟲(chóng)區(qū)繼續(xù)到內(nèi)表面的弧形導(dǎo) 流表面，該導(dǎo) 面從大致徑向向內(nèi)的方向變到下游軸向方向以助于弓跑j^ 的方向發(fā)生變化。
本發(fā)明的另一個(gè)方面， 一種渦l^壓器系統(tǒng)包括渦輪殼體，其限定沿下游 軸向方向延伸的孔、圍繞該孔以接收廢氣的腔室和從腔室沿大致徑向向內(nèi)通向
該孔的噴嘴。渦輪葉輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在該孔中，并且包括輪轂和多個(gè)從輪轂沿
大致徑向向外延伸、并終止在葉片頂端的渦輪葉片。構(gòu)造輪轂和渦輪殼體的孔 使得從噴嘴流至訴u流過(guò)渦輪葉輪的廢氣沿著從噴嘴的大致徑向向內(nèi)的方向到渦 輪葉輪下游的下游軸向方向的方向進(jìn)行變化。
噴嘴中大致環(huán)狀的分隔 噴嘴分隔為第一級(jí)噴嘴和第二級(jí)噴嘴。第一級(jí) 噴嘴限制在渦輪組件的固定部件和分隔器之間。分隔器具有引導(dǎo)itn流過(guò)第一 級(jí)噴嘴的上游表面和弓I導(dǎo)廢氣流過(guò)第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表面。
管狀活塞體在渦輪殼體內(nèi)的孔中，并在其中軸向可tp力?；钊哂醒刂?軸向延伸的徑向內(nèi)表面并包括具有第一半徑的非平上游端面，該端面具有使分 隔器的一部分與處于關(guān)閉位置的活塞相接觸的接觸區(qū)。在關(guān)閉位置時(shí)，第二級(jí) 噴嘴基本上是關(guān)閉的，并且活塞在下游軸向方向的移動(dòng)用作將第二級(jí)噴嘴打開(kāi)。 該活塞還包括具有第二半徑的從接觸區(qū)繼續(xù)到內(nèi)表面的弧形導(dǎo)流表面，該導(dǎo)流 表面從大致徑向向內(nèi)的方向變到下游軸向方向以助于引起廢氣的方向發(fā)生變 化。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可以部分地從以下說(shuō)明中得到、并且部分i也可通 過(guò)說(shuō)明變得顯而易見(jiàn)，或M本發(fā)明的實(shí)施可以明白。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可 以31il尤驗(yàn)后附權(quán)利要求書(shū)中指出的元件和組合的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
I、 I t*m A" AA F=f I 、上JJJ『、上T7 l、 I "r^、^>Arr AA 、" n。 Ar^ (=1 ~ /tM UI^ 土n i丄A" J^"T"
Kiw糊牛tfj定，j^twdi漢kA r評(píng)細(xì)tf、Jiw明儀厄『wr土々w胛仵'r土tf、j，升個(gè) 限制本發(fā)明，如禾又利要求l附。
并入并作為本說(shuō)明書(shū)一部分的附圖舉例說(shuō)明了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，并與 說(shuō)明書(shū)一起，用以解釋本發(fā)明的原理。


已鄉(xiāng)別普W:語(yǔ)描述了本發(fā)明，現(xiàn)在參考附圖，這些附圖無(wú)需按比例繪制，
其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的渦綱壓器的截面圖，示出了處于打開(kāi)位
置的活塞；
圖2a是與圖1相j以的冬見(jiàn)圖，活塞處于關(guān)閉位置；
圖2b是圖2a中所示的分隔器和部分活塞組件的放大圖3是說(shuō)明第二級(jí)噴嘴的第二個(gè)實(shí)施例的分隔器和部分活塞組件的放大
圖4是說(shuō)明第二級(jí)噴嘴的第三個(gè)實(shí)施例的分隔器和部分活塞組件的放大
圖5是說(shuō)明第二級(jí)噴嘴的第四個(gè)實(shí)施例的分隔器和部分活塞組件的放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖更魏地說(shuō)明本發(fā)明，其中，示出了本發(fā)明的一對(duì)旦不是 所有實(shí)施例。事實(shí)上，這些發(fā)明可以體現(xiàn)為不同的形式，而不應(yīng)繊釋為限制 于這里提出的實(shí)施例。相反地，提出這些實(shí)施例是為了公開(kāi)滿(mǎn)足適用的法律要 求。相同的數(shù)字始終標(biāo)相同的元件。
圖1至圖5示出了根據(jù)本發(fā)明所述的渦,壓器20。渦，壓器包括容納 渦裕曾壓器20的辯由26的中心殼體22。壓^a殼體(未示出)與中心殼體的 H則相連。壓縮機(jī)葉輪安裝在軸26的一端上，并布置在壓^t幾殼體內(nèi)。盡管未 作說(shuō)明，但可以理解的是，壓縮器殼體限定可使空氣通過(guò)其吸入壓縮器葉輪中 的入口，該壓縮器葉輪壓縮空氣，并且還限定擴(kuò)壓器，通過(guò)其壓縮空氣i^lf述 壓縮器葉輪排出到包圍壓縮器葉輪的蝸殼?？諝饧?xì)殼輸送至內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口 (未示出)。渦辦壓器還包括連接在中心殼體22的對(duì)立側(cè)上的渦輪殼體38。渦 輪葉輪40安裝在軸26的與ra機(jī)葉輪相反的另一端，并布置在渦輪殼體38內(nèi)。 渦輪殼體38限定包圍渦輪葉輪40并且接收內(nèi)燃雌氣的腔室42。戯從腔室 42通過(guò)第一級(jí)噴嘴65和可選的第二級(jí)噴嘴70 (圖1-5)導(dǎo)入渦輪葉輪40，該渦 輪葉輪^itn擴(kuò)張并由此被驅(qū)動(dòng)，由此來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪。
渦輪殼體38限定大致圓柱形的軸向孔50，其直徑大致相應(yīng)于腔室42的徑 向最內(nèi)層寬度。渦輪葉輪40位于孔50的上游端并具有輪轂41。渦輪葉輪40和纖41的旋糊線基本上與孔50同軸。本文所用術(shù)語(yǔ)"上游"是指鵬流 過(guò)孔50的方向，如腔室42中的廢氣流進(jìn)渦輪葉輪40，而后轉(zhuǎn)向，以大懶由向 地 (在圖l中從左向右)孔50到達(dá)其下游端。
渦輪葉輪40包括多個(gè)與輪轂41連接、并從渦輪葉輪40的軸線徑向延伸 的渦輪葉片43。渦輪葉片43終止于形成渦輪葉片頂端44的徑向影卜點(diǎn)。
渦l^壓器20包括位于渦^^殼體38的孔50內(nèi)的管狀活塞62。圍繞管狀 活塞62的是密封環(huán)64，該密封環(huán)與安裝在孔50內(nèi)的管狀托架52的內(nèi)表面撤蟲(chóng) 來(lái)防止廢氣在管狀活塞62和托架52之間泄漏。管狀活塞62的外徑稍小于托架 52的內(nèi)徑，這樣，活塞62就可以相對(duì)于固定托架52軸向M回滑動(dòng)。
活塞62在如圖1所示打開(kāi)位置、如圖2所示關(guān)閉位置以及這兩者之間的 各種部分打開(kāi)位置之間軸向可滑動(dòng)，其中，打開(kāi)位置的活塞62與分隔器68間 隔開(kāi)，關(guān)閉位置的活塞62與分隔器68的下游表面69鄰接。在關(guān)閉位置(圖2) 時(shí)，鵬腫室42經(jīng)過(guò)鄉(xiāng)向渦輪葉輪40的噴嘴的總面積大小是最小的，并 且戯被強(qiáng)制通過(guò)第一級(jí)噴嘴65的一排翼片58并沿著分隔器上游表面67流動(dòng)。 在活塞62的打開(kāi)錢(qián)時(shí)(圖l)，噴嘴流動(dòng)面積是最大的，并且部^MBi第 一級(jí)噴嘴65的翼片58，同時(shí)，附加氣流流過(guò)第二級(jí)噴嘴70。第二級(jí)噴嘴70也 可具有限定在活塞62的上游端的翼片66，這些翼片66之間有開(kāi)口 。
當(dāng)活塞62處于打開(kāi)位置時(shí)，^能^il第二級(jí)噴嘴70 (圖1)的這些翼 片66之間的開(kāi)口 (圖1)。第二級(jí)噴嘴70的上 向基本上由分隔器68限定并 且下游方向髓活塞62。分隔器68在第二級(jí)噴嘴70內(nèi)的部分是下游表面69 和徑向最內(nèi)邊71 ，而活塞62在第二級(jí)噴嘴70內(nèi)的部分是非平上游表面63和導(dǎo) 流表面72。另外，下游表面69基本上與非平上游表面63和導(dǎo)流表面72互補(bǔ)的， 以從最佳方向引導(dǎo)J^^31第二級(jí)噴嘴70，從而接合渦輪葉輪40的渦輪葉片 43。
另外，徑向-軸向凸出部的渦輪葉片頂端44形成了一個(gè)輪廓，該輪廓艦 第二級(jí)噴嘴70并至少有點(diǎn)互補(bǔ)于活塞62的弧形導(dǎo)驗(yàn)面72。與導(dǎo)》綠面72 的互補(bǔ)成形有助于改^n/Am—級(jí)和第二級(jí)噴嘴65/70的M徑向向內(nèi)方向 向渦輪葉輪40的軸向下游且平行于活塞62的徑向-內(nèi)表面71的方向。這種結(jié)構(gòu) 有助于提高渦輪增壓器20的效率。
為了關(guān)閉第二級(jí)噴嘴70，活塞62在上游方向軸向滑動(dòng)，這樣，活塞62的
非平上游表面63和導(dǎo)織面72就鄰接分隔器68的下游表面69 (圖2a-b)。當(dāng) 下游表面69基本上互補(bǔ)于非平上游面63和導(dǎo)流表面72時(shí)，就形成有效密封。 分隔器68與活塞62的這些表面之間形成的密封可有效減小或消除j^經(jīng)第二 級(jí)噴嘴70的流動(dòng)。
i!31目分隔器68的下游表面69和活塞62的非平上游表面63的各種其 它表面形狀，能在分隔器68與活塞62之間形成有效密封，從而有效地關(guān)閉第 二級(jí)噴嘴。例如，活塞62的非平上游表面63可以保持如圖2a-b所示的相同形 狀，同時(shí)，分隔器的下游表面69形成具有負(fù)斜率的煩平坦的表面。在這種結(jié) 構(gòu)中，隨著分隔器68伸向孔50的軸線(圖3)，下游表面69京jt^漸移向上游方 向。
活塞62的另一個(gè)實(shí)施例也可用來(lái)形成與所述分隔器68之間的有效密封。 例如，非平上游表面63可具有凸起部。凸起部本身可g非平上游表面63在 多個(gè)位置形成，并且凸起部具有變化的凸出角度。圖4示出了活塞的非平上游 表面63，其具有小凸起部。在非平上游表面63的小凸起鵬在的地方，分隔器 68的下游表面69可具有與凸起部的至少一部分互補(bǔ)的皿(圖4)。代替地， 圖5示出了活塞62糊一平上游表面63，其具有大凸起部。有了大凸起部，當(dāng)?shù)?二級(jí)噴嘴70處于關(guān)閉位置時(shí)(圖5)，分隔器68的徑向最內(nèi)邊71就定位成鄰接 凸起部的徑向外部。有了替代的分隔器68和活塞62設(shè)計(jì)中的每一種，就在分 隔器68與活塞62之間形成有效密封，從而4吏流過(guò)處于關(guān)閉位置的第二級(jí)噴嘴 70的廢氣量最小。
^于在J^說(shuō)明書(shū)和相關(guān)附圖中存在的教導(dǎo)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)想到 本文所述的本發(fā)明的許多改型和其它實(shí)施例。因此，可以理解的是，本發(fā)明并 不局限于公開(kāi)的具體實(shí)施例，而且還旨在包括在附加權(quán)利要求范圍內(nèi)的所述改 型和其它實(shí)施例。盡管本文采用了具體的術(shù)語(yǔ)，但^柳它們僅僅是一般的和描 述性的意義而并不是為了進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種渦輪增壓器的渦輪組件，包括渦輪殼體，其限定沿下游軸向方向延伸的孔且限定圍繞該孔以接收廢氣的腔室和從腔室大致徑向向內(nèi)通向該孔的噴嘴；渦輪葉輪，其可旋轉(zhuǎn)地安裝在該孔中并且包括輪轂和多個(gè)從輪轂大致徑向向外延伸、并終止在葉片頂端的渦輪葉片，構(gòu)造渦輪葉輪的輪轂和渦輪殼體的孔使得從噴嘴流到和流過(guò)渦輪葉輪的廢氣沿著從噴嘴的大致徑向向內(nèi)的方向到渦輪葉輪下游的下游軸向方向的方向進(jìn)行變化；噴嘴中大致環(huán)狀的分隔器，其將噴嘴分隔為第一級(jí)噴嘴和第二級(jí)噴嘴，第一級(jí)噴嘴限制在渦輪組件的固定部件和分隔器之間，分隔器具有引導(dǎo)廢氣流過(guò)第一級(jí)噴嘴的上游表面和引導(dǎo)廢氣流過(guò)第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表面，分隔器具有徑向最內(nèi)邊；以及管狀活塞，其設(shè)置在渦輪殼體內(nèi)的孔中并在其中軸向可滑動(dòng)，活塞具有沿著軸向延伸的徑向內(nèi)表面并包括具有第一半徑的非平上游端面，該端面具有使分隔器的一部分與處于關(guān)閉位置的活塞相接觸的接觸區(qū)，從而基本上關(guān)閉第二級(jí)噴嘴，并且活塞在下游軸向方向的移動(dòng)打開(kāi)第二級(jí)噴嘴，其中，活塞包括具有第二半徑的從接觸區(qū)繼續(xù)到內(nèi)表面的弧形導(dǎo)流表面，該導(dǎo)流表面從大致徑向向內(nèi)的方向變到下游軸向方向以助于引起廢氣的方向發(fā)生所述變化。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪增壓器，其中，所述分隔器的上游表面限定 基本上在所述 L的上游方向凸出的凸面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦^t曾壓器，其中，所述分隔器的下游表面限定 基本上在戶(hù)，孔的下游方向凸出的凹面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦，壓器，其中，所述分隔器的徑向最內(nèi)邊限 定基本上在所述孔的徑向方向凸出的凸面。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦辦壓器，其中，所述活塞的非平上游端面限 定基本上在戶(hù)萬(wàn)述孔的上游方向凸出的凸面。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦鵬壓器，其中，所述活塞的弧形導(dǎo)流面限定 凸面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦裕曾壓器，其中，構(gòu)娜述分隔器的上游和下 游表面以從有禾仿向引導(dǎo)航流到渦輪葉輪。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦鄉(xiāng)壓器，其中，所述葉片的頂端限定徑向-軸向凸出的、具有基本與所述第二級(jí)噴嘴對(duì)齊的部分的輪廓，其是沿徑向向外 方向的凹面，并且所述活塞的弧形導(dǎo)流面基本上互補(bǔ)并平^F所述葉片頂端輪 廓的所述部分。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦^壓器，其中，所述分隔器的下游表面限定 基本上在戶(hù)，孔的下游方向凸出的凹面，其中，所述活塞的非平上游端面限定基本上在所述孔的上游方向凸出的凸面。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦^壓器，其中，所述分隔器的下游表面限 定基本上在所述孔的下游方向凸出的凹面；其中，所述分隔器的徑向最內(nèi)邊限定基本上，述 L的徑向方向凸出的凸面；其中，活塞的非平上游端面限定基本上在所述孔的上 "向凸出的凸面；并且其中，所述活塞的弧形導(dǎo)流面限定凸面。
11、 一種調(diào)節(jié)流向渦辦壓器的戯流的方法，包括 提供渦輪殼體，該渦輪殼體限定沿下游軸向方向延伸的孔且限定圍繞該孔以接收廢氣的腔室和從腔室大致徑向向內(nèi)通向該孔的噴嘴；在噴嘴中提供，環(huán)狀的分隔器，該大致環(huán)狀的分隔翻每噴嘴分隔為第一 級(jí)噴嘴和第二級(jí)噴嘴，第一級(jí)噴嘴限制在渦輪組件的固定部件和分隔器之間， 分隔器具有弓l導(dǎo)廢氣M:第一 級(jí)噴嘴的上游表面和引導(dǎo)廢氣流過(guò)第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表面，分隔器具有徑向最內(nèi)邊；樹(shù)共管狀活塞，其，在渦輪殼體的孔中并在其中軸向可滑動(dòng)，活塞具有 沿著軸向延伸的徑向內(nèi)表面并包括具有第一半徑的非平上游端面，該端面具有 使分隔器的一部分與處于關(guān)閉位置的活塞相接觸的接觸區(qū)，從而基本上關(guān)閉第 二級(jí)噴嘴，并且活塞在下游軸向方向的移動(dòng)打開(kāi)第二級(jí)噴嘴；以及該活塞構(gòu)造成包括具有第二半徑的從接觸區(qū)繼續(xù)到內(nèi)表面的弧形導(dǎo)流表 面，該導(dǎo)流表面從大致徑向向內(nèi)的方向變到下游軸向方向以助于弓跑廢氣的方向發(fā)頓述變化。
12、 根據(jù)權(quán)利要求n所述的制造渦鄉(xiāng)壓器的方法，其中，所述分隔器的 上游表面限定基本上在戶(hù)腿 L的上游方向凸出的凸面。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ii所述的制造渦綱壓器的方法，其中，所述分隔器的 下游表面限定基本上^^述孔的下游方向凸出的凹面。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造渦綱壓器的方法，其中，所述分隔器的 徑向最內(nèi)邊限定基本上^^述孔的徑向方向凸出的凸面。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造渦綱壓器的方法，其中，所述活塞的非 平上游端面限定基本上4^述孔的上游方向凸出的凸面。
16、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造渦綱壓器的方法，其中，所述活塞的弧 形導(dǎo)流面限定凸面。
17、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造渦裕曾壓器的方法，其中，構(gòu)i^萬(wàn)述分隔 器的上游和下游表面以從有利方向引導(dǎo)it^流到渦輪葉輪。
18、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造渦鵬壓器的方法，其中，渦輪葉輪的多 個(gè)渦輪葉片終止于葉片頂端，以限定徑向-軸向凸出的、具有基本與所述第二級(jí) 噴嘴對(duì)齊的部分的輪廓，其是沿徑向向外方向的凹面，并且所述活塞的弧形導(dǎo)流面基本±]§:補(bǔ)并平行于所述葉片頂端輪廓的戶(hù)，部分。
19、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造渦$^壓器的方法，其中，戶(hù)腐分隔器的 下游表面限定基本上在戶(hù)，孔的下游方向凸出的凹面；其中，所述活塞的非平上游端面限定基本上^^述孔的上 向凸出的凸面。
20、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的制造渦輪增壓器的方法，其中，所述分隔器的 下游表面限定基本上在所述孔的下游方向凸出的凹面；其中，所述分隔器的徑向最內(nèi)邊限定基本上i^/f述孔徑向方向凸出的凸面; 其中，活塞的非平上游端面限定基本上在所述孔的上游方向凸出的凸面；并且其中，所述活塞的弧形導(dǎo)流面限定凸面。
21、 一種渦輪增壓器系統(tǒng)，包括渦輪殼體，其限定沿下游軸向方向延伸的孔且限定圍繞該孔以接收廢氣的 腔室和從腔室大致徑向向內(nèi)通向該孔的噴嘴；渦輪葉輪，其可旋掛也安裝在該孔中并且包括輪轂和多個(gè)從^^大致徑向 向外延伸、并終止在葉片頂端的渦輪葉片，構(gòu)造渦輪葉輪的,和渦輪殼體的孑L使得從噴嘴流至訴口皿渦輪葉輪的i^t沿著從噴嘴的，徑向向內(nèi)的方向到渦輪葉輪下游的下游軸向方向的方向進(jìn)行變化；噴嘴中大致環(huán)狀的分隔器，期每噴嘴分隔為第一級(jí)噴嘴和第二級(jí)噴嘴，第 一級(jí) 限制在渦輪組件的固定部件和分隔器之間，分隔器具有弓l導(dǎo)戯流過(guò) 第一級(jí)噴嘴的上游表面和引導(dǎo)廢氣流過(guò)第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表面，分隔器 具有徑向最內(nèi)邊；以及管狀活塞，其體在渦輪殼體內(nèi)的孔中并在其中軸向可滑動(dòng)，活塞具有沿 著軸向延伸的徑向內(nèi)表面并包括具有第一半徑的非平上游端面，該端面具有使 分隔器的一部分與處于關(guān)閉位置的活 目接觸的接觸區(qū)，從而基本上關(guān)閉第二 級(jí)噴嘴，并且活^^下游軸向方向的移動(dòng)打開(kāi)第二級(jí)噴嘴，其中，活塞包括具有第二半徑的從接觸區(qū)繼續(xù)到內(nèi)表面的弧形導(dǎo) 面， 該導(dǎo)流表面從大致徑向向內(nèi)的方向變到下游軸向方向以助于弓l起廢氣的方向發(fā) 鈔腿變化。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，所述分隔器的上游表 面限定基本上在所述孔的上游方向凸出的凸面。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，所述分隔器的下游表 面限定基本上^^f述 L的下游方向凸出的凹面。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，所述分隔器的徑向最 內(nèi)邊限定基本上^^M孔的徑向方向凸出的凸面。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦綱壓器系統(tǒng)，其中，所述活塞的非平上游 端面限定基本上^^f述孔的上游方向凸出的凸面。
26、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，所述活塞的弧形導(dǎo)流 面限定凸面。
27、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，構(gòu)it^f述分隔器的上 游和下游表面以從有利方向弓l導(dǎo)戯流到渦輪葉輪。
28、 根據(jù)權(quán)利要求21戶(hù)腿的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，葉片的頂端限定徑向 -軸向凸出的、具有基本與所述第二級(jí)噴嘴對(duì)齊的部分的輪廓，其是沿徑向向外 方向的凹面，并且所^^活塞的弧形導(dǎo)流面基本上互補(bǔ)并平，于于戶(hù)萬(wàn)述葉片頂端輪 廓的所述部分。
29、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦綱壓器系統(tǒng)，其中，所述分隔器的下游表 面限定基本上在所述孔的下游方向凸出的凹面；其中，所述活塞的非平上游端面限定基本上^^述孔的上 向凸出的凸面。
30、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的渦輪增壓器系統(tǒng)，其中，所述分隔器的下游表 面限定基本上在所述孔的下游方向凸出的凹面；其中,所述分隔激5向最內(nèi)邊限定基本上在所述孔的徑向方向凸出的凸面; 其中，活塞的非平上游端面限定基本上在所述孔的上歉左向凸出的凸面；并且其中，所述活塞的弧形導(dǎo)流面P艮定凸面。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有滑動(dòng)活塞組件的渦輪增壓器。一種渦輪增壓器，該渦輪增壓器具有限定接收廢氣的腔室的渦輪殼體和從所述腔室導(dǎo)出的噴嘴。來(lái)自噴嘴的廢氣流過(guò)所述腔室中的渦輪葉輪并從所述噴嘴的徑向向內(nèi)方向改變?yōu)樗鰷u輪葉輪的軸向下游方向。所述噴嘴中的分隔器將噴嘴分隔為第一級(jí)噴嘴和第二級(jí)噴嘴。該分隔器具有引導(dǎo)廢氣流過(guò)所述第一級(jí)噴嘴的上游表面和引導(dǎo)廢氣流過(guò)所述第二級(jí)噴嘴的對(duì)立的下游表面。軸向可滑動(dòng)管狀活塞，設(shè)置在渦輪殼體內(nèi)，其具有沿著軸向延伸的徑向內(nèi)表面和非平上游端面。所述活塞還具有引起廢氣方向變化的弧形導(dǎo)流面。在關(guān)閉位置時(shí)，所述活塞鄰接分隔器以關(guān)閉所述第二級(jí)噴嘴。
文檔編號(hào)F02C6/12GK101372899SQ20081016119
公開(kāi)日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者E·布維耶, L·索斯, P·巴泰勒, Q·羅伯茨 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司