專利名稱：可變幾何渦輪的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可變幾何渦輪，諸如可變幾何渦輪增壓器，并且尤其但 不排除地， 涉及一種可用于柴油發(fā)電機內(nèi)燃機的可變幾何渦輪。本發(fā)明還涉及一種用于可變幾何渦輪中的噴嘴環(huán)。
背景技術：
渦輪增壓器是用于以高于大氣壓的壓力(增壓壓力)將空氣提供至內(nèi)燃機的入口的熟知設備。常規(guī)渦輪增壓器主要包括外殼，其中提供有廢氣驅(qū)動渦輪機葉輪，其安裝在連接至發(fā)動機排氣支管下游的可旋轉(zhuǎn)軸桿上。旋轉(zhuǎn)渦輪機葉輪旋轉(zhuǎn)了安裝在軸桿另一端上的壓縮機葉輪。壓縮機葉輪將壓縮空氣遞送至發(fā)動機排氣支管。渦輪增壓器軸桿通常由經(jīng)向止推軸承支撐，包括合適的潤滑系統(tǒng)。在已知渦輪增壓器中，渦輪機級包括渦輪汽缸，渦輪葉輪安裝于其中；限定在圍繞渦輪汽缸設置的雙面徑向壁之間的環(huán)形入口通道；圍繞入口通道設置的入口 ；以及從渦輪汽缸延伸的出口通道。通道和汽缸相通，從而注入入口汽缸的包括氣體和微粒物質(zhì)的加壓廢氣排放經(jīng)由渦輪流過入口通道流至出口通道，并且使得渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)。同樣已知的是，通過在入口通道中提供稱為噴管葉片的葉片而改進渦輪性能，從而使得氣流偏轉(zhuǎn)流過入口通道朝向渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向。渦輪可以是固定或可變幾何型的?？勺儙缀螠u輪與固定幾何渦輪不同之處在于， 可以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽缫栽谫|(zhì)量流量比上最優(yōu)化氣流速率，從而可以改變渦輪的功率輸出，以適應變動的發(fā)動機需求。例如，當將遞送至渦輪的廢氣量非常低，通過減少環(huán)形入口通道的尺寸而將到達渦輪葉輪的氣流速度維持在確保有效渦輪工作的水平。裝配有可變幾何渦輪的渦輪增壓器稱為可變幾何渦輪增壓器。在一種已知類型的可變幾何渦輪中，將軸向延伸的葉片陣列連接至環(huán)形入口通道的一個壁，以使得延伸穿過入口通道。承載葉片的壁與入口通道的雙面壁之間的分隔是固定的。在該類型渦輪中，通常稱為“搖擺葉片”渦輪，通過改變?nèi)~片相對于通過渦輪入口的氣流方向的角度控制入口通道的尺寸。在另一種已知類型的可變幾何渦輪中，軸向可移動壁部件，通常稱為“噴嘴環(huán)”，限定了入口通道的一個壁。噴嘴環(huán)相對于入口通道的雙面壁的位置可調(diào)整以控制入口通道的軸向?qū)挾?。因而，例如，隨著通過渦輪的氣流減少，入口通道寬度可以減少以維持氣流速度和最優(yōu)化渦輪輸出。噴嘴環(huán)可以裝配有葉片，其延伸進入入口并且穿過提供在限定入口通道的雙面壁的“殼體”(shroud)上以適應噴嘴環(huán)的移動的。作為選擇地，葉片可以從固定的雙面壁延伸，并且穿過提供在噴嘴環(huán)中的槽。通常，噴嘴環(huán)可以包括經(jīng)向延伸壁(限定入口通道的一個壁)以及經(jīng)向內(nèi)部和外部軸向延伸壁或凸緣，其延伸進入噴嘴環(huán)徑向面之后的環(huán)形腔內(nèi)。腔形成為渦輪增壓器外殼的一部分，并且適應噴嘴環(huán)的軸向移動。凸緣可以相對于腔壁密封，以減少或防止噴嘴環(huán)背部周圍的泄漏流。在一個常規(guī)設置中，噴嘴環(huán)支撐在平行于渦輪葉輪旋轉(zhuǎn)軸的桿上，并且由激勵器移動，其軸向移動桿。其他設置也是已知的。噴嘴環(huán)激勵器可以采取各種形式，包括汽動、液壓和電動，并且可以以各種方式連接至噴嘴環(huán)。激勵器將在發(fā)動機控制單元(EOT)的控制下通常調(diào)整噴嘴環(huán)的位置，以便于更改流過渦輪的氣流以符合性能需求。這種通用類型的可變幾何渦輪增壓器的一個實例公開在EP0654587中。其公開了如上所述的噴嘴環(huán)，其附加地配置有壓力平衡孔穴，穿過其徑向壁。壓力平衡孔穴確保噴嘴環(huán)腔中的壓力基本上等于、但常常略少于由通過入口通道的氣流施加至噴嘴環(huán)表面的壓力。這確保在噴嘴環(huán)上僅有小的單向力，其有助于精確地調(diào)整噴嘴環(huán)位置 ，尤其當移動噴嘴環(huán)靠近入口的相對壁，以減少入口通道朝向其最小寬度。除了在發(fā)動機點火模式(其中向發(fā)動機提供燃料用于燃燒)對可變幾何渦輪增壓器的常規(guī)控制以最優(yōu)化氣流，同樣已知的是利用該設備以最小化渦輪增壓器入口面積，以在發(fā)動機制動狀態(tài)中提供發(fā)動機制動功能(其中未提供燃料用于燃燒)，其中減少入口通道至比在通常點火模式工作范圍中更小的面積。各種形式的發(fā)動機制動系統(tǒng)可以廣泛地安裝至機動車發(fā)動機系統(tǒng)，尤其安裝至用于對諸如卡車的大型機動車供電的壓縮點火發(fā)動機(柴油機)?？梢圆捎冒l(fā)動機制動系統(tǒng)， 以增強作用在機動車輪上的常規(guī)摩擦制動效果，或者在一些情況下，可以獨立于常規(guī)輪制動系統(tǒng)而使用，例如控制機動車的下坡速度。至于一些發(fā)動機制動系統(tǒng)，設置制動器以在發(fā)動機流閥門閉合時(即當駕駛員從節(jié)流閥踏板上抬起腳時)自動啟動，但是在其他情況下， 發(fā)動機制動器可以需要駕駛員的手動啟動，諸如壓下分離的節(jié)流閥踏板。至于可變幾何渦輪，當需要制動時，可以將渦輪入口通道“閉合”至最小流動面積。 通過正確地控制噴嘴環(huán)的軸向位置而控制入口通道尺寸，可以調(diào)節(jié)制動水平。在發(fā)動機制動模式中的“全閉合”位置，在一些情況下，噴嘴環(huán)鄰接入口通道的雙面壁。在已知為減壓制動系統(tǒng)的一些排氣制動系統(tǒng)，控制汽缸內(nèi)減壓閥設置以從發(fā)動機氣缸中釋放加壓空氣至排氣系統(tǒng)，以釋放壓縮處理做的功。在這種系統(tǒng)中，渦輪入口的閉合增加了反壓力，并且提供了升壓壓力，以最大化壓縮工作。重要的是在發(fā)動機制動期間允許一些廢氣氣流流過發(fā)動機，以便于防止發(fā)動機汽缸中產(chǎn)生過多的熱量。因而，當在發(fā)動機制動模式中噴嘴環(huán)處于完全閉合位置時，必須提供至少最小泄漏氣流通過渦輪。此外，即使以小入口寬度，現(xiàn)代可變渦輪增壓器的高效率也可以產(chǎn)生高升壓壓力，從而使用發(fā)動機制動模式可能是成問題的，因為汽缸壓力可能接近或超出可接收的極限，除非采取對策(或者犧牲制動效率)。這可能是與包括減壓制動設置的發(fā)動機制動器系統(tǒng)相關的特定問題。在EP1435434中公開了可變幾何渦輪增壓器的一個實例，其包括措施以防止當工作在發(fā)動機制動模式時在發(fā)動機汽缸中產(chǎn)生過大壓力。其公開了配備有旁路孔穴的噴嘴環(huán)設置，其提供了旁路通道，當噴嘴環(huán)接近閉合位置時旁路通道打開，以允許一些廢氣從渦輪入口室通過噴嘴環(huán)流至渦輪葉輪，由此繞過入口通道。旁路氣流做功小于通過入口通道的氣流，從而隨著旁路通道打開，渦輪效率下降，防止在發(fā)動機汽缸中產(chǎn)生過大壓力。此外，可以提供旁路氣流，或者可以提供所需的最小氣流，以避免在發(fā)動機制動期間產(chǎn)生過多熱量。同樣已知的是，在發(fā)動機點火模式中操作可變幾何渦輪增壓器，以使得將入口通道閉合至小于適于正常發(fā)動機工作狀態(tài)的最小寬度的極小寬度，以便于控制廢氣溫度。以這種“廢氣加熱模式”工作的基本原理是對于給定燃料提供級別減少通過發(fā)動機的氣流量 (同時維持燃燒所需的足夠氣流)，以便于增加廢氣溫度。這尤其可應用于存在廢氣催化后處理系統(tǒng)的應用中。廢氣催化后處理系統(tǒng)的性能與通過其中的廢氣溫度直接相關。對于所需性能，在所有發(fā)動機工作條件和環(huán)境條件下，廢氣溫度必須高于閾值溫度(通常在約250°C至370°C 的范圍內(nèi))。后處理系統(tǒng)在閾值溫度范圍下的工作將使得后處理系統(tǒng)形成對微粒物質(zhì)的不合需要的累積，尤其含碳微粒物質(zhì)(碳元素和其他基于有機碳的物質(zhì)通常稱為“煙灰”)，其很可能在還原循環(huán)中燃燒以允許后處理系統(tǒng)回到其設計性能級別。此外，后處理系統(tǒng)在閾值溫度下延長工作而不進行還原，將使得后處理系統(tǒng)失效，并且使得發(fā)動機不符合政府廢氣排放政策。在一些情況下，諸如輕負載條件和/或冷環(huán)境溫度條件，廢氣溫度將低于與之溫度。在這種情況下，渦輪增壓器原則上可以工作在廢氣加熱模式中，以減少渦輪入口通道寬度，旨在限制氣流，由此減少氣流冷卻效應并且提高廢氣溫度。廢氣催化后處理系統(tǒng)的還原的又一選擇是將燃料直接注入廢氣流中。然而，其顯然的缺點是增加了燃料消耗，并且由此降低了發(fā)動機的燃料效率。在美國公開專利申請?zhí)朜o. US2005/060999A1中處理了可變幾何渦輪增壓器的廢氣加熱模式工作的上述問題。其教導在廢氣加熱模式中使用EP1435434(上文已提及)的渦輪增壓器噴嘴環(huán)配置。設置旁路氣路的入口通道打開寬度，小于適于正常點火模式工作條件的寬度，但是適于在廢氣加熱模式下工作。正如在制動模式中，旁路氣流降低渦輪效率， 因而避免高升壓壓力，其還可能阻礙加熱效果。除了旁路通路之外，可以提供壓力平衡孔穴 (正如上述的EP0654587中所教導的)以在廢氣加熱模式中幫助控制噴嘴環(huán)位置。同樣可能困難的是確保當噴嘴環(huán)處于完全閉合位置時始終有最佳最小氣流通過渦輪。已經(jīng)觀察到的是，由通過渦輪的廢氣排放氣流產(chǎn)生的微粒物質(zhì)、諸如煙灰可能逐漸沉積在外殼各處的各種位置，而渦輪、渦輪軸和相關的軸承以及壓縮機葉輪定位在其中。 隨著時間過去，微粒沉積可能形成至不期待的高水平，并且影響渦輪的性能和效率。如上所述，許多可變幾何渦輪包括結構以在噴嘴環(huán)處于例如在EP1435434中所教導的閉合位置時促進旁路氣流圍繞渦輪入口通道。而且，包括可移動環(huán)形壁部件的渦輪可以裝配有如 EP0654587中所述的壓力平衡孔。另外，在某些渦輪設計中壓力平衡孔與旁路通道結構結合，例如EP1435434中所描述的。雖然提供旁路氣流通道和壓力平衡孔可以在許多不同的工作情況下提高可變幾何渦輪的性能，但是提供這種結構將會讓渦輪部件，諸如噴嘴環(huán)激勵器桿、襯套、密封環(huán)和噴嘴環(huán)腔，暴露在渦輪入口通道外側以進行廢氣排放，這可以導致微粒物質(zhì)在這些部件上的積聚。沉積物在這些部件上的積聚將可能導致噴嘴環(huán)的可獲得沖程中的粘性和/或減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是避免或減輕上述的一個或多個問題。根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種可變幾何渦輪，包括
外殼；渦輪葉輪，支撐在所述外殼中，用于圍繞渦輪軸旋轉(zhuǎn)；環(huán)形入口通道，位于所述渦輪葉輪上游的所述外殼中，并且限定在第一和第二壁部件的各個徑向入口表面之間；出口通道，位于所述渦輪葉輪下游的所述外殼中；葉片陣列，延伸穿過入口通道，所述葉片連接至所述第一壁部件；

所述第一和第二壁部件的至少之一可沿著渦輪軸移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽纾?和/或至少一個所述葉片圍繞基本上平行于所述渦輪軸的軸可旋轉(zhuǎn)移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?；其中在所述外殼的一個位置提供至少一個微粒過濾器，從而在使用期間，所述微粒過濾器可以與流過所述渦輪的微粒物質(zhì)接觸。通過在渦輪和相關部件接收于其中的外殼內(nèi)提供至少一個微粒過濾器(即，一種部件或材料，其從噴射氣流中過濾微粒物質(zhì)，并且將所述微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成其他形式，例如流體，諸如氣體，比如二氧化碳和水蒸汽，其與原始微粒物質(zhì)相比的話比較不可能積聚至不期待的高水平)，解決了與沉積在渦輪和渦輪增壓器外殼中的積聚相關的上述問題。應當意識至IJ，提供本發(fā)明的微粒過濾器作為典型可變幾何渦輪中可見的基本部件的附加部件，所述基本部件諸如渦輪外殼的元件、渦輪葉輪或軸、或者改變渦輪幾何所需的激勵器。未預想這種部件或部件的組合包括在本發(fā)明的“微粒過濾器”中。作為示例，雖然可以預計典型渦輪的一些特征，例如可移除壁部件之后的腔，可能在使用渦輪期間非故意地截留少量微粒物質(zhì)流，其可能隨著工作溫度超過氧化已截留微粒所需的閾值溫度而燃燒，但是本發(fā)明的“微粒過濾器”不應理解為包括渦輪的常規(guī)部件，其可能以偶然的方式非故意或意外地行使功能。微粒過濾器，諸如柴油機微粒過濾器(DPF)材料塊，俘獲夾帶在流過外殼的廢氣排放流中的微粒物質(zhì)，并且隨后促進將微粒物質(zhì)氧化成較無害的流體(例如氣體)形式，諸如二氧化碳和水。對能夠這樣行使功能的過濾器的影響因素是該過濾器或每個過濾器保持至少一些已俘獲的微粒物質(zhì)遠離渦輪外殼的較冷卻表面，并且更靠近通過過濾器的較溫熱廢氣排放流。這不僅增加了已俘獲微粒物質(zhì)的平均溫度，而且可能更重要地是在渦輪工作期間將微粒物質(zhì)暴露至更高的峰值溫度，從而微粒物質(zhì)至少周期性地暴露至的溫度高于將其轉(zhuǎn)換成較無害的物質(zhì)、諸如二氧化碳和水蒸汽而所需的閾值溫度。在一些應用中，在使用期間，接觸微粒過濾器的廢氣排放流通常將處于足夠高的溫度，以允許將微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成一種或多種流體。在該情況下，微粒過濾器將持續(xù)地將微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成流體，其隨后可以更容易地從外殼流出，由此避免了與渦輪中微粒沉積物的積聚相關的問題。還將意識到，與常規(guī)的渦輪增壓器發(fā)動機的排氣系統(tǒng)相比，將微粒過濾器定位在廢氣排放流通路的更上游(即，更靠近發(fā)動機)，可能減少或者甚至完全避免了對位于更下游的常規(guī)柴油機微粒過濾器的需求。如上所述，常規(guī)柴油機微粒過濾器通常需要周期性地還原(regeneration)，以確保良好地長期工作。在更上游提供微粒過濾器，即廢氣排放溫度通常更高之處，因而可能還移除或至少減少了當前所需的下游過濾器還原處理的頻率，這可能減少采用周期性將燃料諸如廢氣系統(tǒng)中以燃燒微粒沉積物的系統(tǒng)中的發(fā)動機燃料消
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根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供了一種用于可變幾何渦輪的噴嘴環(huán)，所述噴嘴環(huán)包括徑向壁，限定第一徑向表面和第二相對的徑向表面，葉片陣列從所述第一徑向表面延伸；徑向內(nèi)部和外部軸向延伸凸緣，其與第二徑向表面一起在第一徑向表面后限定了環(huán)形空間；其中在所述環(huán)形空間中提供了微粒過濾器。 將意識到，在噴嘴環(huán)后的環(huán)形空間中的微粒過濾器允許例如，經(jīng)由噴嘴環(huán)的徑向壁中的平衡孔和/或噴嘴環(huán)的軸向凸緣中的徑向氣流通路孔穴，而進入空間的任何微粒物質(zhì)，轉(zhuǎn)換成其他形式，其隨后可以比原始微粒物質(zhì)更易于從噴嘴環(huán)后通過，因而減少或避免這種微粒物質(zhì)在噴嘴環(huán)之后積聚至不期待的高水平的可能性。還將意識到的是，根據(jù)本發(fā)明第二方面的噴嘴環(huán)可以是“搖擺葉片”型或者如上更詳細所述的軸向可移動類型。本發(fā)明第三方面提供了包括根據(jù)本發(fā)明第二方面的噴嘴環(huán)的可變幾何渦輪。本發(fā)明第四方面提供了包括根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的可變幾何渦輪的渦輪增壓器。參考本發(fā)明第一方面，至少一個微粒過濾器可以連接至第一或第二壁部件。優(yōu)選地，微粒過濾器連接至第一壁部件。第一壁部件可以限定與所述徑向入口表面相對的又一徑向表面。朝向并且至少局部限定渦輪的環(huán)形徑向入口通道的徑向表面，可以認為是前表面，在該情況下可以認為相對的又一徑向表面是后表面。雖然通過入口通道的廢氣排放流首先接觸第一壁部件的前表面，但是承載微粒物質(zhì)的廢氣排放流還可以經(jīng)由大量不同氣流通路、例如經(jīng)由平衡孔而通過第一壁部件后部，其中這種微粒物質(zhì)可能積聚和破壞第一壁部件的工作。因而優(yōu)選地是，所述至少一個微粒過濾器連接至所述又一徑向表面。在一個優(yōu)選實施例中，第一壁部件包括至少一個軸向延伸的凸緣，其向后延伸，遠離所述入口通道，并且朝向所述外殼，所述至少一個凸緣限定了位于第一壁部件之后的空間，其中提供了所述至少一個微粒過濾器。優(yōu)選地是，第一壁部件限定了徑向向外軸向延伸凸緣和徑向向內(nèi)軸向延伸凸緣，其優(yōu)選向后延伸類似軸向距離。該微粒過濾器或每個微粒過濾器的尺寸可以適于占據(jù)第一壁部件的徑向壁之后的空間中可獲容積的任意所需比例， 所述空間由徑向壁和第一壁部件的軸向延伸凸緣所限定。優(yōu)選地是，至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)所述空間的容積的至少約10%。尤其優(yōu)選地是，微粒過濾器占據(jù)了空間的重要比例，以最大化微粒過濾器的工作有效性，例如它們可以占據(jù)至少約50%，更優(yōu)選至少約75%，而且更優(yōu)選的至少約所述空間容積的90%。最優(yōu)選地是，微粒過濾器占據(jù)了基本上第一壁部件徑向壁之后的可獲得空間的基本上所有容積。在本發(fā)明第一方面的又一優(yōu)選實施例中，第一壁部件可沿著渦輪軸移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?，而所述第一壁部件限定了至少一個軸向延伸凸緣，其延伸進入由第一壁部件的徑向入口表面之后的外殼所限定的腔中，所述至少一個微粒過濾器提供在所述腔中。在該實施例中，至少一個微粒過濾器尺寸可以適于在所述腔中接收所述第一壁部件之后所剩的所述腔內(nèi)可獲得的空間容積的至少約10%。更優(yōu)選的是，所述至少一個微粒過濾器尺寸可以適于占據(jù)容積的至少約50 %，更優(yōu)選地是，容積的至少約75 %，而最優(yōu)選地是， 在所述腔中接收所述第一壁部件之后所剩的所述腔內(nèi)可獲得的空間容積的至少約90%。尤其優(yōu)選地是，微粒過濾器占據(jù)基本上所述腔中可獲得的整個空間容積。腔優(yōu)選由外殼的一個或多個表面限定，并且所述至少一個微粒過濾器可以連接至所述表面中至少之一。所述至少一個軸向延伸凸緣可以限定一個或多個徑向延伸孔穴，以限定用于廢氣排放的徑向氣流通路，以在使用期間在第一壁部件的徑向入口表面后流動，即通過第一壁部件和外殼之間的空間。所述至少一個微粒過濾器可以限定一個或多個第一開口，其設置以徑向地位于所述一個或多個徑向延伸孔穴之上，從而所述徑向氣流 通路延伸穿過所述第一開口。第一開口因而提供了一種方法，借助于其廢氣排放可以基本上不受干擾地流入微粒過濾器中。一個或多個第一開口可以與至少一個微粒過濾器所限定的一個或多個第一通道流體相通，從而所述徑向氣流通道沿著所述第一通道延伸。所述第一或多個第一通道可以延伸通過所述至少一個微粒過濾器，從而所述徑向氣流通路延伸穿過所述至少一個微粒過濾器，由此有助于將廢氣排放更均勻地分布至微粒過濾器的結構各處，并且提高了轉(zhuǎn)換處理的效率。所述至少一個微粒過濾器可以徑向地位于所述一個或多個徑向延伸孔穴之上，從而所述至少一個微粒過濾器設置在所述徑向氣流通路中。這樣，通過徑向延伸孔穴的廢氣排放流將立即接觸微粒過濾器的外表面。作為將微粒過濾器連接至第一壁部件的徑向壁的附加或作為選擇，所述至少一個微粒過濾器可以連接至所述至少一個軸向延伸凸緣。在提供徑向內(nèi)外凸緣之處，微粒過濾器可以連接至這些凸緣中任一或兩者。作為附加地或作為選擇地，所述第一壁部件的徑向入口表面可以限定一個或多個軸向延伸孔穴，其限定了用于廢氣排放流的軸向氣流通路，以在使用期間流過第一壁部件。 該至少一個微粒過濾器可以限定一個或多個第二開口，其設置在軸向位于所述一個或多個軸向延伸孔穴之上，從而所述軸向氣流通路延伸通過所述第二開口。所述一個或多個第二開口可以與由至少一個微粒過濾器所限定的一個或多個第二通道流體相通，從而所述軸向氣流通路沿著所述通道延伸。所述一個或多個第二通道可以延伸通過所述至少一個微粒過濾器，從而所述軸向氣流通路延伸通過所述至少一個微粒過濾器。所述至少一個微粒過濾器可以提供在所述一個或多個軸向延伸孔穴之后，從而所述至少一個微粒過濾器設置在所述軸向氣流通路中。如上所述，至少一個微粒過濾器可以固定至第一和第二壁部件中之一，所述第一和第二壁部件限定了渦輪入口通道，例如支撐多個軸向葉片的可移動壁部件，通常稱為噴嘴環(huán)，或者在使用期間可移動壁部件接收于其中的軸向腔表面。作為附加或作為選擇的是， 至少一個微粒過濾器可以連接至外殼的一部分，其在渦輪的入口通道的上游，例如連接至渦輪入口通道的入口凸緣。而且，至少一個微粒過濾器可以連接至外殼的一部分，其至少局部地限定渦輪的出口通道，諸如連接至渦輪的出口通道的出口凸緣。而且，該至少一個微粒過濾器可以提供靠近位于噴嘴環(huán)的軸向延伸凸緣的之一、更優(yōu)選兩者和外殼的各個徑向覆蓋表面的之間的密封部件，諸如密封環(huán)。優(yōu)選地，該過濾器和每個過濾器軸向地鄰接其各個密封部件。每個密封部件和過濾器對可以被接收在由外殼限定的環(huán)形槽中。每個密封部件可以完全維持在所述環(huán)形凹槽中，或者可以徑向向內(nèi)延伸超出凹槽，進入各個凸緣和外殼的覆蓋表面之間的空間中。在一個優(yōu)選實施例中，所述過濾器延伸穿過空間的整個徑向?qū)挾?，以使得接觸其各個凸緣。
如上所定義的，本發(fā)明的第二方面提供了用于可變幾何渦輪的噴嘴環(huán)，其中在噴嘴環(huán)的徑向表面后限定的環(huán)形空間中提供了至少一個微粒過濾器。微粒過濾器可以連接至所述第二徑向表面，所述徑向內(nèi)部軸向延伸凸緣和/或所述徑向外部軸向延伸凸緣。關于本發(fā)明第二方面，每個所述軸向延伸凸緣可以限定一個或多個徑向延伸孔穴，且被配置使得在使用中所述徑向延伸孔穴限定了廢氣排放的徑向氣流通道，以流至第一徑向表面之后。所述至少一個微粒過濾器可以限定一個或多個第一開口，其設置以徑向地覆蓋所述一個或多個徑向延伸孔穴，從而所述徑向氣流通路延伸穿過所述第一開口。所述一個或多個第一開口可以與由至少一個微粒過濾器所限定的一個或多個第一通道流體相通，從而所述徑向流體通道沿著所述第一通道延伸。所述一個或多個第一通道可以延伸通過所述至少一個微粒過濾器，從而所述徑向氣流通道延伸穿過所述至少一個微粒過濾器。所述至少一個微粒過濾器可以徑向地覆蓋所述一個或多個徑向延伸孔穴，從而所述至少一個微粒過濾器設置在所述徑向氣流通路中。作為附加或作為選擇地，本發(fā)明第二方面的噴嘴環(huán)的徑向壁可以限定一個或多個軸向延伸孔穴，其配置以使得在使用中所述軸向延伸孔穴限定了用于廢氣排放的軸向氣流通路，以流動通過徑向壁。所述至少一個微粒過濾器可以限定一個或多個第二開口，其設置以軸向地覆蓋所述一個或多個軸向延伸孔穴，從而所述軸向氣流通路延伸通過所述第二開口。所述一個或多個第二開口可以與由至少一個微粒過濾器限定的一個或多個第二通道流體相通，從而所述軸向氣流通路沿著所述通道延伸。所述一個或多個第二通道可以延伸通過所述至少一個微粒過濾器，從而所述軸向氣流通路延伸通過所述至少一個微粒過濾器。 所述至少一個微粒過濾器可以提供在所述一個或多個軸向延伸孔穴之后，從而所述至少一個微粒過濾器設置在所述軸向氣流通路中。在本發(fā)明又一優(yōu)選實施例中，至少一個微粒過濾器可以提供靠近位于噴嘴環(huán)的軸向延伸凸緣的之一、更優(yōu)選兩者和外殼的各個徑向覆蓋表面的之間的密封部件，諸如密封環(huán)。優(yōu)選地，該過濾器和每個過濾器軸向地鄰接其各個密封部件。每個密封部件和過濾器對可以接收在由外殼限定的環(huán)形槽中。每個密封部件可以完全維持在所述環(huán)形凹槽中，或者可以徑向向內(nèi)延伸超出凹槽，進入各個凸緣和外殼的覆蓋表面之間的空間中。在一個優(yōu)選實施例中，所述過濾器延伸穿過空間的整個徑向?qū)挾龋允沟媒佑|其各個凸緣。可以采用任何合適的裝置，用于將微粒過濾器連接至第一壁部件(例如，第二方面的噴嘴環(huán))或其中接收渦輪的外殼。作為實例，可以使用提供在第一部件、外殼表面和/ 或微粒過濾器上的緊固件(例如螺釘、鉚釘、標樁等)、維持部件(例如架子，諸如簧環(huán)、金屬板等)和/或表面形成(例如，一個或多個突起或凹陷，諸如一系列肋條)，可以將所述至少一個所述至少一個微粒過濾器固定至所述第一壁部件和/或外殼，以提供這些部件之間的摩擦配合。采取一個或多個夾板形式的維持部件可以用于將過濾器保持在合適的位置。將意識到，該夾板或每個夾板可以具有與其所覆蓋的過濾器類似的面積，并且因而基本上覆蓋過濾器的整個后表面，或者該夾板或每個夾板可以具有較小的面積，而因此僅覆蓋過濾器的后表面的一部分。相反地，可以使用單一夾板或壓圈，其覆蓋并且維持兩個或多個過濾器。用于將微粒過濾器固定至第一壁部件的典型方法包括使用一個或多個雙頭緊固件(例如鉚釘)，其定位在微粒過濾器材料中的孔穴中，其中緊固件的一頭覆蓋和鄰接過濾器材料的后表面(即朝向渦輪外殼的表面)，而緊固件的另一頭覆蓋和鄰接第一壁部件的前表面(即，朝向渦輪的環(huán)形徑向入口通道內(nèi)部并且局部限定其的表面)。第一壁部件的后表面可以提供有一個或多個螺栓突起部，用于接收螺栓，其被驅(qū)動從過濾器材料的后表面通過過濾器材料或者通過過濾器材料中的預形成孔穴。通常，常規(guī)墊圈接收在每個螺栓的頭部和過濾器材料的后表面之間。另一典型方法采用向后突出的突起部、銷等，其連接至第一壁部件的后表面，并且突起朝向渦輪外殼。該突出部或每個突出部由位于每個突出部的最后端上的過濾材料和維持環(huán)(例如，止動環(huán))、指形螺母等所限定的互補孔穴所接收，以使得覆蓋和鄰接過濾材料的后表面。在另一實例中，可以使用類似設置，但是維持環(huán)或指形螺母替換為一個或多個倒鉤等，其從其各個突出部分向外徑向延伸。在該實例中，假設過濾材料足夠柔軟，可以將過濾器材料壓在該突出部分或每個突出部分及其相關倒鉤上以使得將過濾材料定位在限定于倒鉤和第一壁部件的后表面之間的空隙中。在又一典型實施例中，可以使用從第一壁部件的軸向延伸凸緣徑向向內(nèi)延伸的突出部分，以將過濾器抵靠第一壁部件的后表面而保持在合適的位置。突出部分可以采取任意合適的尺寸和形狀，只要它們不妨礙將過濾器插入突出部分和第一壁部件的后表面之間的間隙中，并且足夠大和/或適于成形以一旦處于合適的位置就將過濾器固定在合適的位置。也就是說，將意識到，可能需要諸如鉚釘、螺釘、維持環(huán)、銅焊等的固定手段，作為前述徑向朝向內(nèi)的突出部分的附加，以確保在渦輪工作期間將過濾器牢固地維持在合適的位置。突出部分可以采取舌片、指針、珠等形式，其從第一壁部件的內(nèi)外軸向延伸凸緣之一或兩者徑向向內(nèi)突出。突出部分還可以由接收在第一壁部件的外部和/或內(nèi)部凸緣的內(nèi)表面所限定的環(huán)形槽中的一個或多個維持環(huán)所限定。一個或多個附加支撐部件可以定位在維持環(huán)和過濾器之間，以確保將過濾器固定在合適的位置。支撐部件可以采取任何合適的形式，但是作為實例，可以組成U-形橫截面環(huán)形環(huán)，其尺寸適于接收在限定于第一壁部件的內(nèi)外凸緣之間的徑向間隙中。U-形部件的中間部分可以覆蓋和鄰接過濾器的后表面，而中間部分任一側的直立部分可以向后延伸，近似平行于第一壁部件的凸緣，而它們的尖端你和維持環(huán)。確保過濾器牢固地固定在合適的位置的另一方法是在第一壁部件和過濾器之間的界面提供銅焊。這可以通過向第一壁部件的后表面、內(nèi)部凸緣的外部凸緣中之一或多個提供銅焊并且隨后將過濾器定位在合適的位置而實現(xiàn)。還可以將銅焊珠施加于與第一壁部件的后表面向后間隔的內(nèi)部和/或外部凸緣，以使得一旦過濾器定位在合適的位置時定位靠近過濾器后表面附近。還可以使用銅焊以將維持環(huán)連接至過濾器，其后可以將施加有環(huán)的過濾器壓配合至合適的位置，抵靠第一壁部件的后表面。不使用維持環(huán)，而是將該過濾器或每個過濾器的尺寸簡單地形成為稍大于其將接收于其中的間隙，隨后將過濾器壓迫和壓配合在間隙中，從而通過第一壁部件施加在過濾器上的壓力將其固定在合適的位置。 用于將過濾器固定至第一壁部件的前述方法可以由下列方法替換或補充，其適于使用具有外圍壓力平衡孔的第一壁部件，所述孔延伸穿過第一壁部件的徑向延伸壁(其與內(nèi)外凸緣相交)。在這種情況下，可以從一個或多個平衡孔中拖動過濾器材料，以使得形成摩擦配合，并且隨后任選地使用其他緊固件將過濾器固定在合適的位置。穿過平衡孔的過濾材料可以通過孔拖動足夠遠，以使得延伸超過第一壁部件的前表面，隨后將過濾器材料的已經(jīng)暴露部分平坦地抵靠第一壁部件的前表面。已暴露的部分還可以提供有預先形成的倒鉤等，從而在插入通過平衡孔之后，倒鉤覆蓋和鄰接第一壁部件的前表面，并且由此維持過倒鉤連接至其上的濾器材料的其余部分抵靠第一壁部件的后表面。作為附加或作為選擇地，可以以栓塞形式的過濾器材料提供過濾器，其尺寸使得可插入第一壁部件中的平衡孔中，并且由摩擦和/銅焊等維持在合適的位置。該微粒過濾器或每個微粒過濾器可以提供為各種所需尺寸和/或形狀，以適于微粒的應用，正如從本發(fā)明的各個優(yōu)選實施例的下列描述中是顯然的。在提供多個微粒過濾器之處，每個過濾器可以由相同材料制成，并且具有相同的尺寸和形狀，或者每個過濾器可以具有不同的材料和/或物理形式。所述至少一個微粒過濾器可以包括高表面積材料。優(yōu)選地，所述高表面積材料具有至少約200mm2/g的表面積，更優(yōu)選至少約500mm2/g，而最優(yōu)選的具有約300至IOOOmm2/ g的表面積。在一些應用中，可能有利的是采用具有甚至更大表面積的過濾器，諸如高達約 1500至2000mm2/g。該高表面積材料可能具有的表面積足夠高，以有助于沉積在所述高表面積材料上的微粒物質(zhì)的空氣氧化，需要或無需在過濾器中提供催化劑。高表面積材料的表面積足夠高，以有助于微粒物質(zhì)在至少約200°C的溫度的空氣氧化，或者有助于微粒物質(zhì)在至少約250°C至400°C的溫度的空氣氧化。所述至少一個微粒過濾器可以包括金屬材料和/或陶瓷材料。合適的金屬材料包括鐵基或鎳基合金，分別諸如不銹鋼和哈氏合金。合適的陶瓷材料包括鎂基陶瓷材料，諸如堇青石狀材料。所述至少一個微粒過濾器包括催化劑材料，適于催化將微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成包括一種或多種流體的一種或多種不同形式。催化劑材料可以作為附加地包括適于將穿過外殼并且接觸催化劑的非微粒物質(zhì) (例如，流體，包括發(fā)動機廢氣，諸如一氧化碳(CO)和氮氧化合物(NOx)，其中X是整數(shù)，例如，χ = 1或2)和液體)轉(zhuǎn)換成其他較符合要求的形式(例如，二氧化碳(CO2)、水(H2O)、氮氣(N2)和氧氣(O2))。作為實例，催化劑材料可以包括當前在常規(guī)催化轉(zhuǎn)化器中所采用類型的催化劑，諸如過渡金屬元素(例如，鉬族金屬)，具有或不具有施加在支撐催化劑的材料上的載體涂料(washcoat)，例如二氧化硅和/或氧化鋁。催化劑材料可以包括一種或多種堿金屬(例如，鉀、銫等)、堿土金屬(例如，鎂、鍶等)、過渡金屬、鑭系元素或錒系元素(例如，鐵、鈷、鈰等)或合成物(例如氧化物、硝酸鹽等)或其組合。例如，催化劑材料可以包括從下列組中選擇的多種合成物或合金的一種，該組包括MgO、CeO2、Co3O4, Sr (NO3) 2、Co-Sr、 Co-Sr-k、Co-KNO3-ZrO2, K2Ti2O5, Co-ZrO2 等。該至少一個微粒過濾器可以包括含碳微粒過濾器，即能夠更容易地將碳基微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成可以流出渦輪之外的其他形式的部件或材料并且由此減少了不期待的煙灰沉積發(fā)展的可能性。作為實例，含碳微粒過濾器可以包括催化劑，適于催化將含碳材料轉(zhuǎn)換成其他二氧化碳和水。尤其合適的一種微粒過濾器包括柴油機微粒過濾器(DPF)催化劑材料。優(yōu)選地，所述至少一個微粒過濾器配置以支持已捕獲的微粒物質(zhì)遠離外殼的相鄰表面。作為附加或作為選擇地，優(yōu)選的是所述至少一個微粒過濾器配置以支撐已捕獲的微粒物質(zhì)在使用期間流過渦輪的其他微粒物質(zhì)中或臨近該其他微粒物質(zhì)。這樣，該過濾器或
14每個過濾器可以保持已捕獲的微粒物質(zhì)遠離渦輪外殼的較冷表面，否則微粒物質(zhì)將積聚在渦輪外殼的較冷表面上，和/或更靠近流動通過過濾器的較溫熱廢氣排放流。結果，可以將已捕獲的微粒物質(zhì)維持在較高的平均溫度，并且可以經(jīng)受更高的峰值工作溫度，從而已捕獲的微粒可以周期性地或者持續(xù)地氧化成二氧化碳和水蒸氣。本發(fā)明的又一方面提供了一種可變幾何渦輪，其包括外殼；渦輪葉輪，其支撐在所述渦輪外殼中用于圍繞渦輪軸旋轉(zhuǎn)；環(huán)形入口通道，位于所述渦輪葉輪上游的所述外殼中，并且限定在第一和第二壁部件的各個徑向入口表面之間；出口通道，位于所述渦輪葉輪下游的所述外殼中；葉片陣列，延伸穿過入口通道，所述葉片連接至所述第一壁部件；所述第一和第二壁部件中至少之一可沿著渦輪軸移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽绾?或至少一個所述葉片可圍繞基本上平行于所述渦輪軸的軸旋轉(zhuǎn)可移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?；其中在所述外殼中一定位置提供至少一種催化劑，從而所述催化劑可以在使用期間接觸流過所述渦輪的廢氣排放流。在本發(fā)明的這一方面，可以采用任意所需類型的催化劑，包括但不局限于上述類型的催化劑，其催化將微粒物質(zhì)(例如煙灰)轉(zhuǎn)換(例如氧化)成其他形式(例如氣態(tài)二氧化碳和水)，其渦輪的常規(guī)工作狀況下，與微粒物質(zhì)相比，可以更容易地通過和離開外殼。 催化劑可以適于將非微粒物質(zhì)(例如C0(g)和/或N0x(g))轉(zhuǎn)換成其他形式(例如C02、H2O, N2和O2)。催化劑可以包括當前在常規(guī)催化轉(zhuǎn)化器中所采用類型的材料，諸如鉬組金屬，具有或不具有施加在支撐催化劑的材料上的載體涂料，例如二氧化硅和/或氧化鋁。催化劑材料可以包括一種或多種堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、鑭系元素或錒系元素或合成物或其組合。


根據(jù)下文描述，本發(fā)明的其他優(yōu)點和優(yōu)選特征將變得顯然?，F(xiàn)在將參考隨附附圖，僅作為實例，而描述本發(fā)明的特定實施例，其中圖1是穿過已知可變幾何渦輪增壓器的軸向橫截面；圖2是通過用于根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪增壓器中的根據(jù)本發(fā)明一方面的噴嘴環(huán)的上部部分的軸向橫截面；圖3是通過用于根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪增壓器中的根據(jù)本發(fā)明一方面的噴嘴環(huán)的備選實施例的上部部分的軸向橫截面視圖；圖4是通過用于根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪增壓器中的根據(jù)本發(fā)明一方面的噴嘴環(huán)的又一備選實施例的上部部分的軸向橫截面視圖；圖5是形成根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪增壓器的一部分的噴嘴環(huán)的上部部分和渦輪增壓器軸承外殼的軸向橫截面視圖；圖6是形成根據(jù)本發(fā)明的可變幾何渦輪增壓器的一部分的噴嘴環(huán)、兩件分節(jié)過濾器和軸承外殼的分解透視圖；圖7a是用于根據(jù)本發(fā)明各方面的噴嘴環(huán)和可變幾何渦輪增壓器中的微粒過濾器的透視示意圖；圖7b是圖7a的微粒過濾器的橫截面視圖；圖7c是示出用于根據(jù)本發(fā)明各方面的噴嘴環(huán)和可變幾何渦輪增壓器中的微粒過濾器的局部切除的透視示意圖；圖8是連接至用于根據(jù)本發(fā)明一方面的可變渦輪增壓器中的噴嘴環(huán)激勵器的根據(jù)本發(fā)明又一備選實施例的噴嘴環(huán)的示意圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明又一方面的噴嘴環(huán)的上部部分和渦輪增壓器軸承以及形成可變幾何渦輪增壓器的一部分的橫截面的示意性橫截面視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明另一方面的噴嘴環(huán)的上部部分和渦輪增壓器軸承以及形成可變幾何渦輪增壓器的一部分的橫截面的示意性橫截面視圖；以及圖11是根據(jù)本發(fā)明另一方面的噴嘴環(huán)的上部部分和渦輪增壓器軸承以及形成可變幾何渦輪增壓器的一部分的橫截面的示意性橫截面視圖。
具體實施例方式參考圖1，其示出了一種已知的可變幾何渦輪增壓器，其外殼由經(jīng)由中央軸承外殼 3而相互連接的可變幾何渦輪外殼1和壓縮機外殼2組成。渦輪增壓器軸桿4從渦輪外殼 1通過軸承外殼3而延伸至壓縮機外殼2。渦輪葉輪5安裝在軸桿4的一端上，用于在渦輪外殼1中旋轉(zhuǎn)，而壓縮機葉輪6安裝在軸桿4的另一端上，用于在壓縮機外殼2中旋轉(zhuǎn)。軸桿4圍繞位于軸承外殼3中的軸承組件上的渦輪增壓器軸4a旋轉(zhuǎn)。渦輪外殼1限定了入口蝸殼7，氣體從內(nèi)燃機(未示出)遞送至此處。廢氣經(jīng)由環(huán)形入口通道9和渦輪葉輪5從入口蝸殼7流至軸向出口通道8。入口通道9 一側由可移動環(huán)形壁部件11的徑向壁的表面10所限定，通常稱為“噴嘴環(huán)”，而另一側由環(huán)形殼體12
限定，其形成入口通道9朝向噴嘴環(huán)11的壁。殼體12覆蓋渦輪外殼1中環(huán)形凹陷13的開□。噴嘴環(huán)11支撐圓周等距間隔的入口葉片14陣列，每個葉片14延伸穿過入口通道 9。葉片14定向以將流動通過入口通道9的氣流偏轉(zhuǎn)朝向渦輪葉輪5的旋轉(zhuǎn)方向。當噴嘴環(huán)11最接近環(huán)形殼體12時，葉片14通過合適地配置在殼體12中的槽而突出進入凹陷13。噴嘴環(huán)11的位置由US5868552中公開類型的激勵器組件所控制。激勵器(未示出)可操作以經(jīng)由連接至軛架15的激勵器輸出軸桿(未示出)而調(diào)整噴嘴環(huán)11的位置。 軛架15依次嚙合支撐噴嘴環(huán)11的軸向延伸激勵桿16。因此，通過正確地控制激勵器(其可以例如是氣動或電動的)，可以控制桿16以及噴嘴環(huán)11的軸向位置。渦輪葉輪5的速度取決于通過環(huán)形入口通道9的氣流速度。對于流入入口通道9的大量氣流的固定速率，氣流速度是入口通道9的寬度的函數(shù)，通過控制噴嘴環(huán)11的軸向位置可以調(diào)整該寬度。圖1 示出了完全打開的環(huán)形入口通道9。通過移動噴嘴環(huán)11的面10朝向殼體12，可以將入口通道9閉合至最小。噴嘴環(huán)11具有軸向延伸徑向內(nèi)部和外部環(huán)形凸緣17和18，其延伸進入提供在渦輪外殼1中的環(huán)形腔19中。提供內(nèi)部和外部密封環(huán)20和21以分別相對于環(huán)形腔19的內(nèi)部和外部環(huán)形表面密封噴嘴環(huán)11，同時允許噴嘴環(huán)11在環(huán)形腔19中滑動。內(nèi)部密封環(huán)20 支撐在形成于腔19的徑向內(nèi)部環(huán)形表面的環(huán)形槽中，并且靠在噴嘴環(huán)11的內(nèi)部環(huán)形凸緣 17上。外部密封環(huán)20支撐在形成于腔19的徑向外部環(huán)形表面內(nèi)的環(huán)形槽中，并且靠在噴嘴環(huán)11的外部環(huán)形凸緣18上。從入口蝸殼7流至出口通道8的氣流通過渦輪葉輪5，并且結果在軸桿4上施加轉(zhuǎn)矩，以驅(qū)動壓縮機葉輪6。在壓縮機外殼2中旋轉(zhuǎn)壓縮機葉輪6使得存在于空氣入口 22中的環(huán)境空氣加壓，并且將加壓空氣遞送至空氣出口蝸殼23，從此處將其送入內(nèi)燃機(未示出)。對于特定應用，通過在噴嘴環(huán)11的徑向壁中提供軸向延伸平衡孔(未示出)，以使得噴嘴環(huán)腔19內(nèi)的壓力和由通過入口通道的氣流施加于噴嘴環(huán)表面10上的壓力平衡，可以修改上述渦輪增壓器。渦輪增壓器還可以包括位于噴嘴環(huán)11的軸向延伸凸緣17、18中的徑向延伸孔(未示出)，以提供廢氣的旁路通路，當噴嘴環(huán)11靠近完全閉合位置并且由此防止在發(fā)動機汽缸中積聚過大壓力并且避免發(fā)動機制動期間產(chǎn)生過多熱量時，用于流動通過噴嘴環(huán)腔19、繞過入口通道。參考圖2，在根據(jù)本發(fā)明的噴嘴環(huán)的第一實施例中，其可以用于如上參考圖1所述類型的渦輪增壓器，噴嘴環(huán)24包括徑向壁25和徑向內(nèi)部和外部軸向延伸凸緣26、27，其一同在噴嘴環(huán)24的徑向壁25后部限定環(huán)形空間28。與上述參考圖1所述的葉片14類似形式的軸向延伸葉片29的陣列從噴嘴環(huán)24的徑向壁25的徑向面30延伸。在對圖1中所示的11的修改方案中，圖2的噴嘴環(huán)24具有柴油機微粒過濾器 (DPF)材料塊31，其包括金剛砂蜂窩架，具有一層鉬和基金屬催化劑。由彈簧夾33將DPF塊 31固定抵靠噴嘴環(huán)24的徑向壁25的徑向面32，所述彈簧夾33的徑向內(nèi)部和外部端34、35 分別接收在形成于噴嘴環(huán)24的徑向內(nèi)部和外部凸緣26、27中的環(huán)形凹槽36、37中。在使用期間，噴嘴環(huán)24將接觸通過使用噴嘴環(huán)24的渦輪增壓器的入口通道的廢氣排放流。廢氣排放流將包含許多不同的物質(zhì)，包括氣體和微粒。廢氣排放流的一種主要微粒成分是含碳物質(zhì)，即煙灰。在使用渦輪增壓器期間，微粒物質(zhì)、諸如煙灰的沉積可能積聚在渦輪增壓器外殼的表面上，包括噴嘴環(huán)24的部件。噴嘴環(huán)的一些設計包括位于噴嘴環(huán)的徑向壁的軸向延伸平衡孔(圖2中未示出， 但在下文所述的圖5中可見)和/或徑向內(nèi)部和外部軸向延伸凸緣(未示出)中的徑向延伸孔，以提供用于廢氣排放流的渦輪增壓器入口旁路通路。在這種情況下，攜帶微粒的廢氣排放流可以從渦輪增壓器入口通道流出，進入位于噴嘴環(huán)的徑向壁后部的環(huán)形腔中。微粒物質(zhì)在該環(huán)形空間中的積聚尤為不合要求，因為其可能覆蓋噴嘴環(huán)激勵器桿、襯套和密封環(huán)，這可能導致噴嘴環(huán)的粘連和/或減少工作期間噴嘴環(huán)的可獲得沖程。通過在環(huán)形空間28中提供DPF材料塊31，而在根據(jù)圖2所述的本發(fā)明的噴嘴環(huán)中克服了上述可能的問題。DPF材料塊31捕獲流動通過環(huán)形腔28的微粒物質(zhì)，并且隨后促進將微粒物質(zhì)氧化成相對無害的氣態(tài)二氧化碳和水，同時DPF塊31中的溫度足夠高(例如 200°C和更高)以支持氧化處理。在一些應用中，應當意識到在渦輪工作期間，DPF催化劑 31將幾乎始終處于足夠高的溫度，以允許進行氧化處理。在這種應用中，應當意識到，DPF 催化劑31將持續(xù)地將微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成氣態(tài)二氧化碳和水，其隨后可以易于流至環(huán)形空間 28之外，經(jīng)過渦輪葉輪，并且至渦輪增壓器出口之外，由此避免了微粒沉積在渦輪中的積聚的可能有害效果。將意識到，在廢氣排放氣流通路中更上游提供了柴油機微粒過濾器(即，提供柴油微粒過濾器更接近常規(guī)系統(tǒng)中的發(fā)動機)將減少或可能避免需要更下游的柴油機微粒過濾器。通常，當前系統(tǒng)中使用的柴油機微粒過濾器需要周期性地進行還原，以確保過濾器在發(fā)動機和廢氣系統(tǒng)的整個壽命過程中持續(xù)有效工作。采用了大量不同的還原方法，其中一些需要注入少部分的燃料，以促進過濾器所保持的微粒物質(zhì)進行燃燒。這是必須的，因為朝向廢氣系統(tǒng)下游端的常規(guī)柴油微粒過濾器的工作溫度可能低于過濾器的最佳工作溫度。 將意識到，通過在更上游提供柴油微粒過濾器，其中工作溫度通常更高，避免或至少減少了對常規(guī)過濾器還原處理的需求。在如上參考圖2所述的噴嘴環(huán)2的實施例中，采用的DPF材料包括金剛砂蜂窩架， 在架上沉積有一層鉬和基底金屬催化劑。將意識到，這僅是可采用的材料的一個實例。其他合適的催化劑材料可以基于Corning堇青石，裝填有不同的鉬或基金屬氧化物、燒結金屬材料或者包括金屬箔的過濾器，諸如包括疊層波形金屬流動基底的、由Bosal (UK)Ltd市場化的柴油機氧化催化劑過濾器。而且，催化劑材料可以包括一種或多種堿金屬(例如，鉀、 銫等)、堿土金屬(例如，鎂、鍶等)、過渡金屬、鑭系元素或錒系元素(例如，鐵、鈷、鈰等)或合成物(例如氧化物、硝酸鹽等)或其組合。例如，催化劑材料可以包括從下列組中選擇的多種合成物或合金的一種，包括 MgO、CeO2, Co3O4, Sr (NO3) 2、Co-Sr, Co-Sr-k、Co-KNO3-ZrO2, K2Ti2O5, Co-ZrO2 等。在微粒過濾器的工作溫度通?？赡茏銐蚋咭源龠M微粒物質(zhì)的氣體氧化的應用中， 微粒過濾器可能無需配備有催化劑，而是可僅包括具有足夠大表面積的材料，以允許進行空氣氧化。當大表面積材料的工作溫度超過微粒物質(zhì)的燃燒溫度時，保持在高表面積材料中的微粒物質(zhì)將燃燒并且氧化成氣態(tài)廢產(chǎn)物，其隨后可以易于流至渦輪出口外。大表面積材料可以由任何合適的材料形成，諸如金屬絲、纖維網(wǎng)、一種或多種燒結粉末、例如不銹鋼的鐵基合金、例如哈氏合金的鎳基合金和/或諸如鎂基堇青石狀材料的陶瓷。可以選擇微粒過濾器中使用的材料的密度以適于特定應用。應當意識到，例如如果在未包含催化劑的微粒過濾器中使用金屬絲網(wǎng)，那么約20至50%、更優(yōu)選約35%的密度的金屬絲網(wǎng)可能是合適的。如果使用金屬絲或纖維材料，可以選擇材料的厚度和長度適于特定應用。作為實例，金屬絲/纖維的厚度可以高達約數(shù)毫米，而長度可以高達約10至60 米或更長。尤其優(yōu)選的尺寸是約0. 1至0. 5mm的厚度，更優(yōu)選地是約0. 15至0. 35mm,以及約20至50m的長度，更優(yōu)選約30至40m，而最優(yōu)選約37m。例如，如果使用鋼絲，那么37m 的0. 35mm絲將向過濾器提供約35_45000mm2的表面積，約3_4000mm3的體積以及約25_35g 的重量。例如，這種過濾器可能是用于直徑約80-90mm的渦輪葉輪。可能需要的是參考渦輪葉輪直徑的改變而調(diào)整所使用的金屬絲/纖維的物理屬性，以允許正確地設計過濾器， 用于比先前已經(jīng)使用和測試的更大或更小的渦輪葉輪。雖然發(fā)明者并不希望被任何特定理論限制，但是可以預期的是，實現(xiàn)其的一種方法是根據(jù)渦輪葉輪直徑的立方而調(diào)整過濾器材料的重量或體積和/或根據(jù)渦輪葉輪直徑的平方而調(diào)整過濾器材料的表面積。還將意識到的是，用于高振動環(huán)境中的微粒過濾器的材料的機械屬性是選擇合適的材料或材料組合的重要考慮因素。圖3示出了上述參考圖2所述的噴嘴環(huán)24的備選實施例。圖3中所示的噴嘴環(huán) 124包括許多與圖2的噴嘴環(huán)24相同的特征，因而圖3中使用的相應附圖標記指示相類似的部件，但是數(shù)字上加上了 100。圖3中所示的噴嘴環(huán)124的實施例與圖2中所示的噴嘴環(huán)的實施例的一個重要差別是維持DPF材料塊131抵靠噴嘴環(huán)124的方式。在圖3中所示的實施例中，由一系列鉚釘138將DPF材料塊131固定抵靠噴嘴環(huán)124的徑向面132，所述鉚釘138接收在形成于過濾器材料塊131中的軸向延伸孔139中。
圖4示出了圖2的噴嘴環(huán)24的又一備選實施例，其中噴嘴環(huán)224與圖2的噴嘴環(huán) 24具有許多相同的特征，因而使用相同的附圖標記分別指示圖2和4的噴嘴環(huán)24、224的共有部件，但是在圖2的附圖標記上加200。圖4中所示的噴嘴環(huán)224的實施例分別與圖2和3中所示的噴嘴環(huán)24、124的區(qū)別在于DPF材料塊231維持在環(huán)形空間228中的方式。在圖4的實施例中，通過使用徑向外部徑向延伸簧環(huán)240和/或徑向內(nèi)部徑向延伸簧環(huán)243，將材料塊231維持在環(huán)形空間 228中，其中簧環(huán)240的徑向外部端241接收在由噴嘴環(huán)224的徑向外部凸緣227限定的互補環(huán)形通道242中，而簧環(huán)243的徑向內(nèi)部端244接收在由噴嘴環(huán)224的徑向內(nèi)部凸緣226 限定的互補環(huán)形通道245中。將意識到，即使圖4中所示的實施例包括徑向外部簧環(huán)240 和徑向內(nèi)部簧環(huán)243兩者，該實施例也可以修改以僅包括徑向外部簧環(huán)240或僅包括徑向內(nèi)部簧環(huán)243?，F(xiàn)在參考圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明一方面的渦輪增壓器的又一備選實施例。圖5中所示的實施例和圖2中所示的實施例的共有部件采用相同的附圖標記，但是數(shù)字上加上了 300。在圖5所示的實施例中，噴嘴環(huán)324提供有多個軸向延伸平衡孔346，其限定了軸向氣流通路E，便于廢氣排放流過渦輪增壓器入口通道(未示出)。氣流通路E進入限定在噴嘴環(huán)324的徑向壁后部的環(huán)形空間328中，并且進入由軸承外殼348所限定的噴嘴環(huán)腔 347中，噴嘴環(huán)324可滑動地接收在軸承外殼348中，以適應噴嘴環(huán)324軸向位移進入和離開渦輪增壓器入口通道。通過提供平衡孔346而形成軸向氣流通路E，提供了附連在廢氣排放流中的微粒物質(zhì)流至噴嘴環(huán)324的徑向壁325后部并且積聚在由噴嘴環(huán)324限定的環(huán)形空間328和/或軸承外殼348中的噴嘴環(huán)腔347中的可能性。微粒物質(zhì)的這種積聚可能潛在地損害噴嘴環(huán)324在軸承外殼348中的腔347內(nèi)滑動的能力。在圖5所示的實施例中，DPF材料塊331維持抵靠軸承外殼腔347的徑向表面349， 而不是連接至噴嘴環(huán)324，以向過濾器331提供可能更穩(wěn)定的底座，其在一些應用中可能是有利的。由一系列螺釘350將過濾器331維持在合適的位置，螺釘350接收通過由材料塊 331限定的軸向延伸孔351。將意識到，可以使用任何合適的緊固件，并且一個或多個螺釘 350可以替換為鉚釘、標樁等。而且，還可以使用類似于參考圖2和圖4所示的一個或多個固定夾或簧環(huán)。在圖5所示的實施例中，可見的是，緊固件350軸向地覆蓋噴嘴環(huán)324的徑向壁 325中的平衡孔346。這樣，通過平衡孔346的廢氣排放流可能直接流動接觸DPF材料塊 331，并且維持在其中直到它們氧化并轉(zhuǎn)換成氣態(tài)二氧化碳和水。在備選實施例中，其中一些將在下文參考圖7a、7b和7c描述，材料塊331可以限定軸向覆蓋平衡孔346的一個或多個結構，從而可以以預定方式將沿著軸向氣流通路E的廢氣排放流導入和/或通過材料塊 331，以最優(yōu)化對附連在廢氣排放流中的微粒的氧化和/或最小化或避免破壞沿著氣流通路E的廢氣排放流。這樣，將幾乎不需要或完全不需要對平衡孔346的尺寸或形狀進行修改，以適應在噴嘴環(huán)324后部提供DPF材料塊331?，F(xiàn)在參考圖6，示出了類似于圖5中所示的可移動噴嘴環(huán)424、柴油機微粒過濾器 431a、431b和軸承外殼448的透視圖。類似于圖5中那些部件的噴嘴環(huán)424、柴油機微粒過濾器431a、431b和軸承外殼448的部件，提供有相同的附圖標記，但是再加100。
在圖6中，噴嘴環(huán)424具有徑向壁425，以及分別從徑向壁425的前徑向表面430 軸向延伸的徑向內(nèi)部和外部凸緣426、427。軸承外殼448提供有環(huán)形腔447，其合適地選擇尺寸，以滑動地接收在噴嘴環(huán)424中。在噴嘴環(huán)424的徑向壁425的后徑向表面(未示出)和環(huán)形腔447內(nèi)軸承外殼448的徑向面449之間，限定了環(huán)形空間，其可變軸向長度取決于噴嘴環(huán)424關于軸承外殼448的軸向位移。在該可變長度空間中接收了該對DPF材料塊431a、431b。材料塊431a、431b采取弧形段形式，其寬度近似匹配軸承外殼448中環(huán)形腔 447的深度，其弧形長度基本上等于使用已知連接器組件(圖6中未示出，但是在下文所述的圖8中示出了典型組件)而連接至噴嘴環(huán)424的徑向壁425的后表面的一對激勵器452 之間的圓周空隙。雖然圖6中所示的DPF材料塊431a、431b形成為兩個分離的弧形塊，但是將意識到的是，該微粒過濾器或每個微粒過濾器可以采取任意有利的形式，并且可以在噴嘴環(huán)424 和軸承外殼448之間提供任意所需數(shù)量的分離的合適材料塊。如圖7a、7b和7c中所示，微粒過濾器材料塊可以在材料塊的表面上提供任意所需結構，和/或延伸局部或完全貫穿該材料塊或每個材料塊的厚度。在圖7a和7b中，示出了弧形的DPF材料塊531，其中已經(jīng)形成弧形凹陷553，其沿著材料塊531的弧形長度延伸。正如從圖7a和7b中可見的是，凹陷553延伸貫穿材料塊531厚度的一半左右。在圖7c中， 示出DPF材料塊631局部切除，以使得示出一系列錐形孔654，其從位于材料塊631的上表面的基本上圓形開口 655延伸至位于材料塊631主體內(nèi)的徑向向內(nèi)呈錐形的尾部657。材料塊531、631中的凹陷553和孔654的一個目的是增加可獲得的用于入射廢氣排放流的每個材料塊531、631的表面積，并且還限定了氣流通路，便于廢氣排放流穿過平衡孔和/或材料塊531、631將用于的噴嘴環(huán)所限定的旁路孔穴。作為實例，材料塊531可以用于上述參考圖5所述類型的噴嘴環(huán)324，其中多個平衡孔346限定在噴嘴環(huán)324的徑向壁325中。凹陷553可以定向使得軸向覆蓋一個或多個平衡孔346，從而沿著氣流通路E 的廢氣排放流可以通過噴嘴環(huán)325的徑向壁325，而后進入和沿著凹陷553，以使得與如果排放流在軸向覆蓋平衡孔346的一系列離散位置進入材料塊531中相比，更均勻地分散在 DPF材料塊531中。在備選實施例中，材料塊531可以替換為材料631，其中提供多個錐形孔654，以軸向地覆蓋由噴嘴環(huán)324的徑向壁325所限定的平衡孔346。這樣，沿著軸向氣流通路E的廢氣排放流直接穿過材料631中的每個開口 655，并且沿著各個孔654流向其尾部657。這樣，沿著氣流通路E流入DPF材料塊631中的廢氣排放流相對不受在噴嘴環(huán)324 后部提供材料塊631的影響。因此，幾乎不需要或完全不需要修改平衡孔346，以適應DPF 材料塊631。當考慮提供在微粒過濾器材料塊中的任何結構的特性時，優(yōu)選的是，微粒過濾器材料應當盡可能少地干擾通過任何平衡孔或提供在噴嘴環(huán)中的徑向旁路氣流開口的廢氣排放氣流?？紤]上述因素，可以考慮在內(nèi)的微粒過濾器材料的標準如下
/j \Px — >ΑΤ(1)
VNJ其中P =微粒過濾器材料的滲透性；
20
As =噴嘴環(huán)環(huán)形空間的徑向橫截面積；N=平衡孔的總數(shù)量；以及At =平衡孔的總徑向橫截面積。在微粒過濾器材料位于特定平衡孔之下的情況中，相關標準如下P X Am 彡 Abh(2)其中P =微粒過濾器材料的滲透性；Am =位于特定平衡孔下的材料的徑向橫截面積；以及Abh =特定平衡孔的徑向橫截面積。關于上述在公式1和2中所限定的關系，優(yōu)選的是每個公式的左側成分的幅度至少比每個公式右側的成分的幅度大至少約10%、更優(yōu)選大約25%。作為實例，在公式1中優(yōu)選的是
權利要求
1.一種可變幾何渦輪，包括夕卜殼；渦輪葉輪，支撐在所述外殼中，用于圍繞渦輪軸旋轉(zhuǎn)；環(huán)形入口通道，位于所述渦輪葉輪上游的所述外殼中，并且限定在第一和第二壁部件的各個徑向入口表面之間；出口通道，位于所述渦輪葉輪下游的所述外殼中；葉片陣列，延伸穿過入口通道，所述葉片連接至所述第一壁部件；所述第一和第二壁部件的至少之一可沿著渦輪軸移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽纾? 或至少一個所述葉片圍繞基本上平行于所述渦輪軸的軸可旋轉(zhuǎn)移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?；其中在所述外殼的一個位置提供至少一個微粒過濾器，從而在使用期間，所述微粒過濾器可以與流過所述渦輪的微粒物質(zhì)接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的渦輪，其中至少一個微粒過濾器連接至所述第一壁部件。
3.根據(jù)權利要求2所述的渦輪，其中所述第一壁部件限定與所述徑向入口表面相對的又一徑向表面，而所述至少一個微粒過濾器連接至所述又一徑向表面。
4.根據(jù)權利要求2或3中任一所述的渦輪，其中所述第一壁部件包括延伸遠離所述入口通道并且朝向所述外殼的至少一個軸向延伸凸緣，所述至少一個凸緣在第一部件后部限定空間，其中提供有所述至少一個微粒過濾器。
5.根據(jù)權利要求4所述的渦輪，其中所述至少一個軸向延伸凸緣限定了一個或多個徑向延伸孔穴，以限定徑向氣流通路，以在使用期間便于廢氣排放流至第一壁部件的徑向入口表面后部。
6.根據(jù)權利要求5所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器限定了一個或多個第一開口，其設置以徑向覆蓋所述一個或多個徑向延伸孔穴，從而所述徑向氣流通道延伸穿過所述第一開口。
7.根據(jù)權利要求6所述的渦輪，其中所述一個或多個第一開口與至少一個微粒過濾器所限定的一個或多個第一通道流體相通，從而所述徑向氣流通路沿著所述第一通道延伸。
8.根據(jù)權利要求7所述的渦輪，其中所述一個或多個第一通道延伸穿過所述至少一個微粒過濾器，從而所述徑向氣流通路延伸穿過所述至少一個微粒過濾器。
9.根據(jù)權利要求5所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器徑向覆蓋所述一個或多個徑向延伸孔穴，從而所述至少一個微粒過濾器設置在所述徑向氣流通路中。
10.根據(jù)權利要求4至9中任意一項所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)所述空間體積的至少約10%。
11.根據(jù)權利要求4至9中任意一項所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)所述空間體積的至少約50%。
12.根據(jù)權利要求4至9中任意一項所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)所述空間體積的至少約75%。
13.根據(jù)權利要求4至12中任意一項所述的渦輪，其中至少一個微粒過濾器連接至至少一個所述凸緣。
14.根據(jù)權利要求1所述的渦輪，其中所述第一壁部件可沿著渦輪軸移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?，而所述第一壁部件限定至少一個軸向延伸凸緣，其延伸進入由位于第一壁部件的徑向入口表面后部的外殼所限定的軸向延伸腔中，在所述腔中提供至少一個微粒過濾O
15.根據(jù)權利要求14所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)在所述腔中接收所述第一壁部件之后剩余的所述腔中可獲得體積的至少約10%。
16.根據(jù)權利要求14所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)在所述腔中接收所述第一壁部件之后剩余的所述腔中可獲得體積的至少約50%。
17.根據(jù)權利要求14所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器的尺寸適于占據(jù)在所述腔中接收所述第一壁部件之后剩余的所述腔中可獲得體積的至少約75%。
18.根據(jù)權利要求14至17中任意一項所述的渦輪，其中所述腔由外殼的一個或多個表面限定，而所述至少一個微粒過濾器連接至所述一個或多個表面中至少之一。
19.根據(jù)權利要求14至18中任意一項所述的渦輪，其中所述至少一個軸向延伸凸緣限定了一個或多個徑向延伸孔穴，以限定徑向氣流通路，以在使用期間便于廢氣排放流流至第一壁部件的徑向入口表面后部。
20.根據(jù)權利要求19所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器限定了一個或多個第一開口，其被配置為徑向地覆蓋所述一個或多個徑向延伸孔穴，從而所述徑向氣流通路延伸通過所述第一開口。
21.根據(jù)權利要求20所述的渦輪，其中所述一個或多個第一開口與由至少一個微粒過濾器所限定的一個或多個第一通道流體相通，從而所述徑向氣流通路沿著所述第一通道延伸。
22.根據(jù)權利要求21所述的渦輪，其中所述一個或多個第一通道延伸穿過所述至少一個微粒過濾器，從而所述徑向氣流通路延伸穿過所述至少一個微粒過濾器。
23.根據(jù)權利要求19所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器覆蓋一個或多個徑向延伸孔穴，從而所述至少一個微粒過濾器設置在所述徑向氣流通路中。
24.根據(jù)任意前述權利要求所述的渦輪，其中所述第一壁部件的所述徑向入口表面限定了一個或多個軸向延伸孔穴，其限定了軸向氣流通路，以在使用期間便于氣體流動通過第一壁部件。
25.根據(jù)權利要求24所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器限定了一個或多個第二開口，其設置以軸向覆蓋所述一個或多個軸向延伸孔穴，從而所述軸向氣流通路延伸穿過所述第二開口。
26.根據(jù)權利要求25所述的渦輪，其中所述一個或多個第二開口與由至少一個微粒過濾器所限定的一個或多個第二通道流體相通，從而所述徑向氣流通路沿著所述通道延伸。
27.根據(jù)權利要求26所述的渦輪，其中所述一個或多個第二通道延伸穿過所述至少一個微粒過濾器，從而所述徑向氣流通路延伸穿過所述至少一個微粒過濾器。
28.根據(jù)權利要求24所述的渦輪，其中在所述一個或多個軸向延伸孔穴之后提供所述至少一個微粒過濾器，從而將所述至少一個微粒過濾器設置在所述軸向氣流通路中。
29.根據(jù)前述任意一條權利要求所述的渦輪，其中至少一個微粒過濾器連接至外殼的一部分，其位于渦輪入口通道的上游。
30.根據(jù)權利要求29所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器連接至已連接至渦輪入口通道的入口凸緣。
31.根據(jù)前述任意一條權利要求所述的渦輪，其中至少一個微粒過濾器連接至外殼的一部分，其至少局部地限定渦輪的出口通道。
32.根據(jù)權利要求31所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器連接至已連接至渦輪出口通道的出口凸緣。
33.根據(jù)前述任意一條權利要求所述的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器包括大表面積材料。
34.根據(jù)權利要求33所述的渦輪，其中所述大表面積材料的表面積足夠大，以有助于空氣氧化沉積在所述大表面積材料上的微粒物質(zhì)。
35.根據(jù)權利要求34所述的渦輪，其中大表面積材料的表面積足夠大，以有助于在至少約200°C的溫度空氣氧化微粒物質(zhì)。
36.根據(jù)權利要求35所述的渦輪，其中大表面積材料的表面積足夠大，以有助于在約 250°C至400°C的溫度空氣氧化微粒物質(zhì)。
37.根據(jù)前述任意一條權利要求的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器包括金屬材料和/或陶瓷材料。
38.根據(jù)權利要求37所述的渦輪，其中所述金屬材料是鐵基或鎳基合金。
39.根據(jù)權利要求38所述的渦輪，其中所述陶瓷材料是鎂基陶瓷材料。
40.根據(jù)前述任意一條權利要求的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器包括催化劑材料，適于催化將微粒物質(zhì)轉(zhuǎn)換成一種或多種不同形式。
41.根據(jù)權利要求40所述的渦輪，其中所述一種或多種不同形式包括一種或多種流體。
42.根據(jù)權利要求40至41中任意一項所述的渦輪，其中所述催化劑材料包括過渡金屬元素。
43.根據(jù)前述任意一條權利要求的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器是含碳微粒過
44.根據(jù)權利要求43所述的渦輪，其中含碳微粒過濾器包括催化劑，適于催化將含碳材料轉(zhuǎn)換成氣態(tài)二氧化碳和水。
45.根據(jù)前述任意一條權利要求的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器包括柴油機微粒過濾器催化劑材料。
46.根據(jù)前述任意一條權利要求的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器被配置為支撐已捕獲的微粒物質(zhì)遠離外殼的臨近表面。
47.根據(jù)前述任意一條權利要求的渦輪，其中所述至少一個微粒過濾器配置以在使用期間支撐已捕獲的微粒物質(zhì)位于流動通過渦輪的又一微粒物質(zhì)中或者臨近該又一微粒物質(zhì)。
48.一種用于可變幾何渦輪的噴嘴環(huán)，所述噴嘴環(huán)包括徑向壁，限定第一徑向表面和第二相對的徑向表面，葉片陣列從所述第一徑向表面延伸；徑向內(nèi)部和外部軸向延伸凸緣，其與第二徑向表面一起在第一徑向表面后限定了環(huán)形空間；其中在所述環(huán)形空間中提供了至少一個微粒過濾器。
49.根據(jù)權利要求48所述的噴嘴環(huán)，其中所述至少一個微粒過濾器連接至所述第二徑向表面、所述徑向內(nèi)部軸向延伸凸緣和/或所述徑向外部軸向延伸凸緣。
50.根據(jù)權利要求48至49中任意一項所述的噴嘴環(huán)，其中每個所述軸向延伸凸緣限定了一個或多個徑向延伸孔穴，其配置使得在使用中所述徑向延伸孔穴限定徑向氣流通路， 便于廢氣排放流至第一徑向表面后部。
51.根據(jù)權利要求48至50中任意一項所述的噴嘴環(huán)，其中所述徑向壁限定了一個或多個軸向延伸孔穴，其配置使得在使用中所述軸向延伸孔穴限定了軸向氣流通路，便于氣體流過徑向壁。
52.根據(jù)權利要求48至51中任意一項所述的噴嘴環(huán)，其中所述至少一個微粒過濾器是含碳微粒過濾器。
53.一種可變幾何渦輪，包括根據(jù)權利要求48至52中任意一項所述的噴嘴環(huán)。
54.一種渦輪增壓器，包括根據(jù)權利要求1至47或權利要求53中任意一項所述的可變幾何渦輪。
55.一種可變幾何渦輪，基本上如上文參考隨附附圖的圖2至11中任意一項所述。
56.一種用于可變幾何渦輪中的噴嘴環(huán)，基本上如上文參考隨附附圖的圖2至11中任意一項所述。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變幾何渦輪，其包括外殼；渦輪葉輪，支撐在所述外殼中，用于圍繞渦輪軸旋轉(zhuǎn)；環(huán)形入口通道，位于所述渦輪葉輪上游的所述外殼中，并且限定在第一和第二壁部件的各個徑向入口表面之間；出口通道，位于所述渦輪葉輪下游的所述外殼中；葉片陣列，延伸穿過入口通道，所述葉片連接至所述第一壁部件；所述第一和第二壁部件的至少之一可沿著渦輪軸移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽纾?或至少一個所述葉片圍繞基本上平行于所述渦輪軸的軸可旋轉(zhuǎn)移動，以改變?nèi)肟谕ǖ赖某叽?；其中在所述外殼的一定位置提供至少一個微粒過濾器，從而在使用期間，所述微粒過濾器可以與流過所述渦輪的微粒物質(zhì)接觸。
文檔編號F01D17/16GK102171419SQ200980138795
公開日2011年8月31日 申請日期2009年7月27日 優(yōu)先權日2008年7月30日
發(fā)明者杰里米·杰斯·馮塞卡, 約翰·F·帕克 申請人:康明斯渦輪增壓技術有限公司