渦輪的制造方法
【專利摘要】一種渦輪機(jī)，包括：限定在渦輪機(jī)葉輪上游的渦輪機(jī)入口和在渦輪機(jī)葉輪下游的渦輪機(jī)出口的渦輪機(jī)殼體；連接渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口的廢氣門通道；和包括可移動(dòng)閥構(gòu)件的廢氣門閥。廢氣門閥具有氣體經(jīng)由廢氣門通道在渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過的打開狀態(tài)和閥構(gòu)件防止氣體經(jīng)由廢氣門通道在渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過的閉合狀態(tài)。閥構(gòu)件安裝到穿過渦輪機(jī)殼體的致動(dòng)器導(dǎo)管并且能夠移動(dòng)以使廢氣門閥在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)的致動(dòng)構(gòu)件。渦輪機(jī)還包括被構(gòu)造為提供被設(shè)置成基本上防止氣體從渦輪機(jī)出口進(jìn)入到致動(dòng)器導(dǎo)管中的密封件的密封裝置。密封裝置被構(gòu)造為使得當(dāng)廢氣門閥的閥構(gòu)件被致動(dòng)構(gòu)件推動(dòng)到閉合狀態(tài)時(shí)增加密封裝置的密封效果。
【專利說明】渦輪機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)，具體地涉及一種具有廢氣門和密封裝置的渦輪機(jī)。所述渦輪機(jī)可形成渦輪增壓器或動(dòng)力渦輪機(jī)的一部分。

【背景技術(shù)】
[0002]渦輪機(jī)械是在轉(zhuǎn)子和流體之間傳遞能量的機(jī)械。例如，渦輪機(jī)械可將來自流體的能量傳遞給轉(zhuǎn)子或可以將來自轉(zhuǎn)子的能量傳遞給流體。渦輪機(jī)械的兩個(gè)示例是動(dòng)力渦輪機(jī)和渦輪增壓器，其中動(dòng)力渦輪機(jī)使用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)能而做有用功，例如產(chǎn)生電力，渦輪增壓器使用轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)能壓縮流體。
[0003]渦輪增壓器是在大氣壓以上的壓力(升高的壓力)下將空氣提供給內(nèi)燃機(jī)的入口的公知的裝置。傳統(tǒng)的渦輪增壓器基本上包括排氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)葉輪，該渦輪機(jī)葉輪安裝在渦輪機(jī)殼體中的可旋轉(zhuǎn)軸上，其中渦輪機(jī)殼體連接在發(fā)動(dòng)機(jī)出口歧管的下游。渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)使得安裝在所述軸在壓縮機(jī)殼體中的另一端上的壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)葉輪將壓縮空氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)入口歧管。渦輪增壓器軸傳統(tǒng)地由徑向推力軸承支撐，該軸承包括適當(dāng)?shù)臐櫥到y(tǒng)，位于連接在渦輪機(jī)和壓縮機(jī)葉輪殼體之間的中心軸承箱內(nèi)。
[0004]傳統(tǒng)的渦輪增壓器的渦輪機(jī)包括:渦輪機(jī)腔室，渦輪機(jī)葉輪安裝在所述渦輪機(jī)腔室中；環(huán)形入口，其被限定在相面對的徑向壁之間，所述徑向壁繞渦輪機(jī)腔室設(shè)置；入口蝸殼，其繞環(huán)形入口設(shè)置；以及出口通路，其從渦輪機(jī)腔室延伸。通路和腔室連通。使得進(jìn)入到入口蝸殼中的增壓排氣經(jīng)由渦輪機(jī)流過入口然后進(jìn)入到出口通路，并且使渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。已知的是通過在入口中設(shè)置稱為噴嘴葉片的葉片以使流過入口的氣體偏轉(zhuǎn)來提高渦輪機(jī)性能。也就是說，流過環(huán)形入口的氣體流動(dòng)通過在氣流中產(chǎn)生旋渦的入口通道(限定在相鄰葉片之間)，從而使流動(dòng)方向轉(zhuǎn)向渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向。
[0005]渦輪機(jī)可以是固定或可變幾何式?？勺儙缀问綔u輪機(jī)與固定幾何式渦輪機(jī)的不同之處在于:入口(諸如入口的尺寸)能夠變化以在一定的質(zhì)量流量范圍內(nèi)優(yōu)化氣流速度，使得渦輪機(jī)的動(dòng)力輸出能夠改變以滿足不斷變化的發(fā)動(dòng)機(jī)需求。例如，當(dāng)被輸送到渦輪機(jī)的排氣的體積相對較低時(shí)，氣體達(dá)到渦輪機(jī)葉輪的速度被保持在通過使用可變幾何機(jī)構(gòu)減小入口的尺寸來保證有效的渦輪機(jī)操作的水平。設(shè)有可變幾何渦輪機(jī)的渦輪增壓器被稱為可變幾何渦輪增壓器。
[0006]可變幾何渦輪增壓器中的噴嘴葉片裝置能夠采用不同的形式。兩種已知類型的可變幾何渦輪機(jī)是擺動(dòng)葉片渦輪增壓器和滑動(dòng)噴嘴渦輪增壓器。
[0007]通常，在擺動(dòng)葉片渦輪增壓器中，渦輪增壓器的渦輪機(jī)的入口尺寸(或流量)由渦輪機(jī)入口中的可移動(dòng)葉片陣列控制。每個(gè)葉片能夠圍繞一軸線樞轉(zhuǎn)，該軸線平行于渦輪增壓器軸橫過入口延伸且與沿著葉片長度大致一半處的點(diǎn)對齊。設(shè)置葉片致動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述葉片致動(dòng)機(jī)構(gòu)連接到葉片中的每一個(gè)且以使葉片中的每一個(gè)都一致地移動(dòng)的方式移位，且這種移動(dòng)能夠控制進(jìn)入氣體的可用橫截面面積和氣體接近渦輪機(jī)葉輪的角度。
[0008]通常，在滑動(dòng)噴嘴渦輪增壓器中，葉片被固定到可軸向移動(dòng)壁，該可軸向移動(dòng)壁可滑動(dòng)跨過入口。可軸向移動(dòng)壁移向面對的罩板以關(guān)閉入口，并且通過這樣做使得壓片穿過罩板上的孔口?？蛇x地，噴嘴環(huán)固定到渦輪機(jī)的壁，且罩板在葉片上移動(dòng)以改變?nèi)肟诘某叽纭?br> [0009]傳統(tǒng)的渦輪增壓器的壓縮機(jī)包括限定壓縮機(jī)腔室的壓縮機(jī)殼體，壓縮機(jī)葉輪安裝在所述壓縮機(jī)腔室中，使得壓縮機(jī)葉輪繞一軸線旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)還具有:大致軸向入口通路，其由壓縮機(jī)殼體所限定；以及大致環(huán)形出口通路，其在相面對的徑向延伸壁之間由壓縮機(jī)殼體限定，該徑向延伸壁繞壓縮機(jī)腔室設(shè)置。蝸殼繞出口通路設(shè)置，且出口與蝸殼流體連通。通路和壓縮機(jī)腔室連通，使得允許相對較低壓力的氣體(例如，空氣)進(jìn)入到入口中，且通過壓縮機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由壓縮機(jī)腔室、出口通路和蝸殼被泵送到出口。出口處的氣體通常處于大于允許進(jìn)入到入口的氣體的相對較低壓力的壓力(也稱為增壓壓力)。出口處的氣體然后可通過壓縮機(jī)葉輪的作用而被泵送到壓縮機(jī)出口的下游。
[0010]已知的是渦輪增壓器渦輪機(jī)設(shè)有閥控旁通端口(稱為廢氣門)，所述閥控制旁通口能夠控制渦輪增壓器增壓壓力和/或軸速。廢氣門閥(典型地，提升閥式閥)被控制以當(dāng)壓縮機(jī)出口中的流體增壓壓力朝向預(yù)定水平增加時(shí)打開廢氣門端口(旁通端口)，從而允許廢氣中的至少一些繞過渦輪機(jī)葉輪。典型地，廢氣門端口向廢氣門通道開口，其中該廢氣門通道使得旁通氣流轉(zhuǎn)向渦輪機(jī)出口或?qū)⑺雠酝饬髋欧诺酱髿狻?br> [0011]廢氣門閥可由多種裝置致動(dòng)，包括電致動(dòng)器，但是更典型地由氣動(dòng)致動(dòng)器致動(dòng)，該氣動(dòng)致動(dòng)器由壓縮機(jī)葉輪輸送的增壓壓力操作。廢氣門閥致動(dòng)器典型地經(jīng)由聯(lián)動(dòng)裝置連接到廢氣門閥，該聯(lián)動(dòng)裝置的一部分穿過渦輪機(jī)殼體中的致動(dòng)器導(dǎo)管。在聯(lián)動(dòng)裝置穿過致動(dòng)器導(dǎo)管的情況下，來自渦輪機(jī)出口的流體可能會(huì)泄露到致動(dòng)器導(dǎo)管中，然后泄露到大氣中。流體從渦輪機(jī)出口泄露到大氣中可能對渦輪機(jī)并因此對渦輪增壓器的性能造成不利的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種渦輪機(jī)，該渦輪機(jī)能夠消除或去除上述的缺點(diǎn)和現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的其他缺點(diǎn)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種渦輪機(jī)，所述渦輪機(jī)包括:渦輪機(jī)殼體，所述渦輪機(jī)殼體限定在渦輪機(jī)葉輪上游的渦輪機(jī)入口和在渦輪機(jī)葉輪下游的渦輪機(jī)出口 ；廢氣門通道，所述廢氣門通道連接渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口 ；廢氣門閥，所述廢氣門閥包括可移動(dòng)閥構(gòu)件；廢氣門閥具有打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)，氣體可以經(jīng)由廢氣門通道在渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過，在所述閉合狀態(tài)，閥構(gòu)件基本上防止氣體經(jīng)由廢氣門通道在渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過；以及其中閥構(gòu)件安裝到致動(dòng)構(gòu)件，致動(dòng)構(gòu)件穿過渦輪機(jī)殼體的致動(dòng)器導(dǎo)管并且可移動(dòng)以使廢氣門閥在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)；渦輪機(jī)還包括密封裝置，所述密封裝置被構(gòu)造為提供一密封件，所述密封件被設(shè)置成基本上防止氣體從渦輪機(jī)出口進(jìn)入到致動(dòng)器導(dǎo)管中；其中密封裝置被構(gòu)造為使得當(dāng)廢氣門閥的閥構(gòu)件被致動(dòng)構(gòu)件推動(dòng)到閉合狀態(tài)時(shí)增加密封裝置的密封效果。
[0014]廢氣門閥還可以包括閥座，當(dāng)廢氣門閥處于閉合狀態(tài)時(shí)，閥構(gòu)件接觸閥座；其中致動(dòng)構(gòu)件具有縱向軸線；以及其中閥座相對于縱向軸線成一定角度并且被構(gòu)造為使得當(dāng)致動(dòng)構(gòu)件將廢氣門閥的閥構(gòu)件推入到閉合狀態(tài)時(shí)，閥座將在第一大致軸向方向上推動(dòng)閥構(gòu)件的力施加到閥構(gòu)件；以及其中密封裝置構(gòu)造為使得在第一大致軸向方向上推動(dòng)閥構(gòu)件增加密封裝置的密封效果。
[0015]閥構(gòu)件可以包括一表面，所述表面構(gòu)造為使得在使用中當(dāng)廢氣門閥處于打開狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過廢氣門通道的氣體射在閥構(gòu)件的所述表面上；以及其中密封裝置和閥構(gòu)件構(gòu)造為使得射在所述表面上的氣體將增加密封裝置的密封效果的力施加到閥構(gòu)件。
[0016]致動(dòng)構(gòu)件可以具有縱向軸線，其中所述表面的法線不垂直于致動(dòng)構(gòu)件的縱向軸線；以及閥構(gòu)件進(jìn)一步構(gòu)造為使得在使用中當(dāng)廢氣門閥處于所述打開狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過廢氣門通道的氣體射在閥構(gòu)件的所述表面上，且射在所述表面上的氣體將在第一大致軸向方向上推動(dòng)閥構(gòu)件以增加密封裝置的密封效果的力施加到閥構(gòu)件。
[0017]致動(dòng)構(gòu)件可以旋轉(zhuǎn)以使廢氣門閥在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。
[0018]致動(dòng)器可以圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)以使廢氣門閥在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。
[0019]閥構(gòu)件可以安裝到致動(dòng)構(gòu)件，使得閥構(gòu)件位于致動(dòng)器導(dǎo)管的第一側(cè)，并且致動(dòng)構(gòu)件的一部分機(jī)械連接到一致動(dòng)器或機(jī)械連接到被構(gòu)造為連接到一致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)裝置，其中致動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械連接到一致動(dòng)器或機(jī)械連接到被構(gòu)造為連接到一致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)裝置的一部分位于致動(dòng)器導(dǎo)管的第二側(cè)。
[0020]密封裝置可以包括密封構(gòu)件。
[0021]密封裝置可以構(gòu)造為使得在第一大致軸向方向上推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件能夠壓縮密封構(gòu)件。
[0022]密封構(gòu)件可以設(shè)置在致動(dòng)構(gòu)件上。
[0023]密封構(gòu)件可以被夾在閥構(gòu)件和渦輪機(jī)殼體之間。
[0024]渦輪機(jī)還可以包括襯套，所述襯套由致動(dòng)器導(dǎo)管容納，且致動(dòng)構(gòu)件穿過襯套，以及其中密封構(gòu)件被夾在閥構(gòu)件和襯套之間。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的渦輪機(jī)的渦輪增壓器或動(dòng)力渦輪機(jī)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]將參考附圖僅僅以示例的形式對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行說明，其中:
[0027]圖1示出了通過已知渦輪增壓器的一部分的示意剖面圖；
[0028]圖2示出了包括根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)的渦輪增壓器的一部分的示意立體圖；
[0029]圖3示出了圖2所示的渦輪增壓器的一部分的端部示意立體圖；
[0030]圖4示出了圖2和3所示的渦輪增壓器的一部分的示意剖面圖；
[0031]圖5示出了圖2所示的渦輪增壓器的一部分的示意立體圖；
[0032]圖6示出了形成圖2中的渦輪增壓器的一部分的閥構(gòu)件和致動(dòng)構(gòu)件的示意分解立體圖；
[0033]圖7示出了圖2所示的渦輪增壓器的一部分的示意剖面圖，其中所述廢氣門處于閉合狀態(tài)；以及
[0034]圖8示出了圖2所示的渦輪增壓器的一部分的示意剖面圖，其中廢氣門處于打開狀態(tài)。

【具體實(shí)施方式】
[0035]圖1示出了已知渦輪增壓器的示意剖面圖。該渦輪增壓器包括經(jīng)由中心軸承箱3接合到壓縮機(jī)2的渦輪機(jī)I。渦輪機(jī)I包括用于在渦輪機(jī)殼體5中旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉輪4。類似地，壓縮機(jī)2包括能夠在壓縮機(jī)殼體7中旋轉(zhuǎn)的壓縮機(jī)葉輪6。壓縮機(jī)殼體7限定壓縮機(jī)腔室，壓縮機(jī)葉輪6能夠在所述壓縮機(jī)腔室中旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)葉輪4和壓縮機(jī)葉輪6安裝在延伸通過中心軸承箱3的共用渦輪增壓器軸8的相對端部上。
[0036]渦輪機(jī)殼體5具有:排氣入口蝸殼9，其繞渦輪機(jī)葉輪4環(huán)形地定位；以及軸向排氣出口 10。壓縮機(jī)殼體7具有軸向氣體吸入通道11和繞壓縮機(jī)腔室環(huán)狀地設(shè)置的蝸殼12。蝸殼12與壓縮機(jī)出口 25氣流連通。渦輪增壓器軸8關(guān)于徑向軸承13和14旋轉(zhuǎn)，徑向軸承13和14分別朝向軸承箱3的渦輪機(jī)端和壓縮機(jī)端被容納。壓縮機(jī)端軸承14還包括推力軸承15，該推力軸承15與包括甩油圈16的油密組件相互作用。油從內(nèi)燃機(jī)的油系統(tǒng)經(jīng)由油入口 17而被供給到軸承箱，且經(jīng)由油通路18而被供給到軸承組件。供給到軸承組件的油可用來潤滑軸承組件和從軸承組件帶走熱量。
[0037]在使用中，渦輪機(jī)葉輪4通過排氣從排氣入口 9到排氣出口 10的通過而旋轉(zhuǎn)。排氣從與渦輪增壓器連接的發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)的排氣歧管(也稱為出口歧管)提供到排氣入口 9。渦輪機(jī)葉輪4繼而使得壓縮機(jī)葉輪6旋轉(zhuǎn)，由此通過壓縮機(jī)入口 11吸入空氣并且經(jīng)由蝸殼12然后經(jīng)由出口 25將增壓空氣輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的入口歧管。
[0038]通過渦輪機(jī)殼體5的包括在排氣入口 9的遠(yuǎn)離渦輪機(jī)葉輪4的端部處的渦輪增壓器安裝法蘭27的一部分來限定排氣入口 9。
[0039]圖2至圖5示出了渦輪增壓器30的多個(gè)部分的多種示意圖，該渦輪增壓器30包括根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的渦輪機(jī)32。該渦輪增壓器30包括以上參照圖1所描述的渦輪增壓器的所有特征。對于圖2至圖5中的示出的等效于圖1的渦輪增壓器中所示的特征的渦輪增壓器30的特征來說使用相同的附圖標(biāo)記。
[0040]除了如圖1所示的渦輪的特征之外，圖2和5所示的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的渦輪機(jī)還包括廢氣門組件。從圖4中最清楚地所示，渦輪機(jī)32包括渦輪機(jī)殼體5，其限定位于渦輪機(jī)葉輪4上游的渦輪機(jī)入口 9和位于渦輪機(jī)葉輪4下游的渦輪機(jī)出口 10。廢氣門裝置包括廢氣門通道34 (如虛線示意性地示出)，該廢氣門通道34在潤輪機(jī)入口 9和潤輪機(jī)出口10之間延伸，并因此連接渦輪機(jī)入口 9與渦輪機(jī)出口 10。廢氣門裝置還包括廢氣門閥，其包括可移動(dòng)閥構(gòu)件36和閥座38。從圖5中可以最清楚地看到閥座38，其中廢氣門閥的可移動(dòng)閥構(gòu)件被省略以有助于該圖更加清晰。
[0041]廢氣門閥(因此閥構(gòu)件36)具有打開狀態(tài)(如圖8所示)，在所述打開狀態(tài)，氣體可經(jīng)由廢氣門通到34在渦輪機(jī)入口 9和渦輪機(jī)出口 10之間經(jīng)過。廢氣門閥(因此閥構(gòu)件36)還具有閉合狀態(tài)(如圖3、4和7所示)，在所述閉合狀態(tài)，廢氣門閥構(gòu)件36接觸閥座38，且因此在此狀態(tài)下，可基本上地防止氣體經(jīng)由廢氣門通道34在渦輪機(jī)入口 9和渦輪機(jī)出口 10之間經(jīng)過。
[0042]在此實(shí)施例中是提升閥的閥構(gòu)件36被安裝到一個(gè)具有縱向軸線A的致動(dòng)構(gòu)件39。致動(dòng)構(gòu)件穿過渦輪機(jī)殼體5的致動(dòng)器導(dǎo)管40。致動(dòng)構(gòu)件39可移動(dòng)以使廢氣門閥在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)，具體地，使閥構(gòu)件36在相應(yīng)的打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。
[0043]致動(dòng)構(gòu)件39可以任何適當(dāng)?shù)姆绞揭苿?dòng)以使廢氣門閥的閥構(gòu)件36在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。在如圖2至8所示的實(shí)施例中，可如下所述來實(shí)現(xiàn)此。具體地參考圖2和圖6，致動(dòng)構(gòu)件39包括大致圓柱形軸45，其沿著縱向軸線A延伸。致動(dòng)構(gòu)件39的軸45在第一端處連接到閥構(gòu)件36。致動(dòng)構(gòu)件39的軸45在第二端處連接到桿臂46。在圖6中，為了使得圖更加清楚，桿臂46示出為與軸45分開。在本實(shí)施例中，致動(dòng)構(gòu)件的軸45的第二端由桿臂46的凹部48容納。突出部(stub) 50沿著桿臂46與凹部48間隔開。突出部50由致動(dòng)器棒54的第一端52容納。致動(dòng)器棒54的第二端(未示出)連接到致動(dòng)器56，該致動(dòng)器56經(jīng)由致動(dòng)器安裝臂58安裝到渦輪機(jī)32。
[0044]在該實(shí)施例中，致動(dòng)器是氣動(dòng)致動(dòng)器；然而，可使用任何適當(dāng)?shù)闹聞?dòng)器。安裝和操作致動(dòng)器(或任何相關(guān)聯(lián)的聯(lián)動(dòng)裝置)以移動(dòng)廢氣門閥的閥構(gòu)件是公知的，因此在本說明書中將省略對此的進(jìn)一步討論。然而，需要注意，致動(dòng)器棒54的移動(dòng)導(dǎo)致桿臂46并因此導(dǎo)致致動(dòng)構(gòu)件39的連接軸繞軸線A樞轉(zhuǎn)。致動(dòng)構(gòu)件39的軸45繞軸線A的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致閥構(gòu)件36也繞軸線A樞轉(zhuǎn)。
[0045]致動(dòng)構(gòu)件的軸45如下所述位于致動(dòng)器導(dǎo)管40中。襯套74由渦輪機(jī)殼體5的致動(dòng)器導(dǎo)管40容納。襯套74通常為環(huán)形，且致動(dòng)構(gòu)件的軸45穿過環(huán)形襯套74的中心開口。
[0046]在如圖2至8所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，環(huán)形密封環(huán)(或密封構(gòu)件)設(shè)置在致動(dòng)構(gòu)件的軸45上且被夾在閥構(gòu)件36和襯套74之間。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，諸如不包括將致動(dòng)構(gòu)件定位在致動(dòng)器導(dǎo)管中的襯套的實(shí)施例中，密封構(gòu)件可被夾在閥構(gòu)件和渦輪機(jī)殼體之間。
[0047]閥構(gòu)件36安裝到致動(dòng)構(gòu)件，使得閥構(gòu)件36位于致動(dòng)器導(dǎo)管40的第一側(cè)。致動(dòng)構(gòu)件的一部分被機(jī)械連接到被構(gòu)造成連接到致動(dòng)器56的聯(lián)動(dòng)裝置(致動(dòng)器桿46和致動(dòng)器棒54)。致動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械連接到被構(gòu)造成連接到致動(dòng)器56的聯(lián)動(dòng)裝置的所述一部分位于致動(dòng)器導(dǎo)管40的第二側(cè)。在圖4中，致動(dòng)器導(dǎo)管40的第一側(cè)總體由附圖標(biāo)記70表示，而致動(dòng)器導(dǎo)管40的第二側(cè)總體由附圖標(biāo)記72表示。
[0048]閥構(gòu)件36能夠在如圖8所示的打開狀態(tài)(其中，閥構(gòu)件36與閥座38分開)和如圖7所示的閉合狀態(tài)(其中，閥構(gòu)件36接觸閥座38)之間繞軸線A樞轉(zhuǎn)。
[0049]參考圖7和圖8，可以看出，在本實(shí)施例中，閥構(gòu)件經(jīng)由致動(dòng)構(gòu)件的軸45圍繞軸線A在箭頭C方向上的旋轉(zhuǎn)通過向上移動(dòng)從如圖7所示的關(guān)閉位置移動(dòng)到如圖8所示的打開位置。相反地，為了將閥構(gòu)件36從如圖8所示的廢氣門閥打開狀態(tài)移動(dòng)到與如圖7所示的廢氣門閥的閉合狀態(tài)相對應(yīng)的閉合狀態(tài)，致動(dòng)構(gòu)件的軸45在方向D上繞軸線A旋轉(zhuǎn)。
[0050]本發(fā)明的渦輪機(jī)還包括密封裝置42，其構(gòu)造為提供設(shè)置成基本上防止氣體在所述渦輪機(jī)出口 10和致動(dòng)器導(dǎo)管40之間經(jīng)過的密封件。具體地，密封裝置42構(gòu)造為提供設(shè)置成基本上防止氣體從渦輪機(jī)出口 10進(jìn)入到致動(dòng)器導(dǎo)管40中的密封件。在所示的實(shí)施例中，密封裝置42包括環(huán)狀密封環(huán)44?？梢岳斫獾皆谄渌麑?shí)施例中，密封裝置可具有任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，只要該結(jié)構(gòu)能夠基本上防止氣體在所述渦輪機(jī)出口和致動(dòng)器導(dǎo)管之間經(jīng)過。
[0051]閥座38相對于縱向軸線A成一定角度。在圖4和7中可清楚地看到此。在這些附圖中，可以看出，閥座38位于包括線B的平面中。致動(dòng)構(gòu)件39的縱向軸線A和閥座38之間的線對著的角度(即，縱向軸線A與閥座38所在的平面之間的角度)是角度α，該角度α是軸線A和線B之間線所對的角。
[0052]由于閥座38相對于致動(dòng)構(gòu)件的縱向軸線A成一角度的事實(shí)，所以當(dāng)致動(dòng)構(gòu)件迫使閥構(gòu)件36進(jìn)入到閉合狀態(tài)(如圖7所示)時(shí)，閥座38將在第一大致軸向方向E上推動(dòng)閥構(gòu)件36的力施加在閥構(gòu)件36上。類似地，當(dāng)致動(dòng)構(gòu)件迫使閥構(gòu)件36進(jìn)入閉合狀態(tài)時(shí)，閥座38經(jīng)由閥構(gòu)件36將在第一大致軸向方向E上推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件的力施加在致動(dòng)構(gòu)件上。
[0053]更詳細(xì)地，如果廢氣門閥的閥構(gòu)件36位于如圖7所示的閉合狀態(tài)，并且通過致動(dòng)構(gòu)件的軸45在方向D上的旋轉(zhuǎn)而在方向F上推動(dòng)閥構(gòu)件36以影響閥構(gòu)件36移動(dòng)到閉合狀態(tài)，則閥座38相對于致動(dòng)構(gòu)件的縱向軸線A的成角度特性將產(chǎn)生由閥座38正在施加到閥構(gòu)件36 (以及經(jīng)由閥座38施加到致動(dòng)構(gòu)件)的反作用力，該反作用力具有在第一大致軸向方向E上推動(dòng)閥構(gòu)件36 (因此推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件)的分量。
[0054]密封裝置42構(gòu)造成使得在第一大致軸向方向E上推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件會(huì)增加密封裝置的密封效果。也就是說，在第一大致軸向方向E上推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件將增加密封裝置在基本上防止氣體在渦輪機(jī)出口 10和致動(dòng)器導(dǎo)管40之間(例如，從渦輪機(jī)出口 10到致動(dòng)器導(dǎo)管40中)經(jīng)過方面的效果。在本實(shí)施例中，在方向E上推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件將增加密封裝置的密封效果，這是因?yàn)樵诜较駿上推動(dòng)致動(dòng)構(gòu)件將導(dǎo)致密封裝置42的密封環(huán)44被壓縮，由此增加密封環(huán)44的密封效果。
[0055]閥構(gòu)件和致動(dòng)構(gòu)件還構(gòu)造為當(dāng)廢氣門閥(因此閥構(gòu)件36)處于打開狀態(tài)時(shí)，氣體經(jīng)過廢氣門通到34也將導(dǎo)致密封裝置的密封效果增加。這在本實(shí)施例中如下來實(shí)現(xiàn)。參考圖8，在使用中，經(jīng)通過廢氣門通到34從渦輪機(jī)入口 9到渦輪機(jī)出口 10的氣體將在由箭頭G所示的大致方向上流動(dòng)。閥構(gòu)件36包括一表面60。當(dāng)閥構(gòu)件36處于打開狀態(tài)(即，使得氣體能夠在渦輪機(jī)入口 9和渦輪機(jī)出口 10之間流動(dòng)通過廢氣門通道34)時(shí)表面60的法線N不垂直于致動(dòng)構(gòu)件的縱向軸線A。
[0056]在使用中，當(dāng)廢氣門閥(因此閥構(gòu)件36)處于所述打開狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過廢氣門通道34的氣體入射在閥構(gòu)件36的表面60上,使得入射在表面60上的氣體向閥構(gòu)件36施加一個(gè)力，該力具有在第一大致軸向方向E上推動(dòng)閥構(gòu)件36和致動(dòng)構(gòu)件的分量。如前所述，在第一大致軸向方向E上推動(dòng)閥構(gòu)件36和致動(dòng)構(gòu)件將導(dǎo)致密封裝置在基本上防止氣體在渦輪機(jī)出口 10和致動(dòng)器導(dǎo)管40之間經(jīng)過方面的密封效果的增加。
[0057]應(yīng)當(dāng)理解在不脫離由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施例進(jìn)行多種修改。
[0058]雖然上述說明涉及根據(jù)本發(fā)明的形成渦輪增壓器的一部分渦輪機(jī)的一個(gè)實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)可形成任何適當(dāng)?shù)臏u輪機(jī)械的一部分。例如，根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)能夠形成不包括壓縮機(jī)的渦輪機(jī)械的一部分。具體地，根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)能夠形成動(dòng)力渦輪機(jī)(例如將渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為電力的動(dòng)力渦輪機(jī))的一部分。
[0059]雖然以上描述的實(shí)施例涉及結(jié)合氣體操作的渦輪機(jī)，但是應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)可與任何適當(dāng)流體(例如，液體)結(jié)合操作。
[0060]以上描述的實(shí)施例中的廢氣門閥包括提升閥式閥，該類型的閥被致動(dòng)使得致動(dòng)器的大致線性移動(dòng)通過一聯(lián)動(dòng)裝置被轉(zhuǎn)換成致動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)，該致動(dòng)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)將使廢氣門閥的閥構(gòu)件在打開位置和閉合位置之間移動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解到，可使用任何適當(dāng)類型的廢氣門閥，只要該閥具有氣體能夠經(jīng)由廢氣門通道在渦輪機(jī)入口和渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過的打開狀態(tài)和基本上防止氣體經(jīng)由廢氣門通道在渦輪機(jī)出口和渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過的閉合狀態(tài)。類似地，可使用任何適當(dāng)結(jié)構(gòu)的廢氣門閥的致動(dòng)裝置，只要該致動(dòng)裝置能夠影響廢氣門閥的狀態(tài)在打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間的變化。
[0061]雖然以上描述的實(shí)施例包括具有密封環(huán)的密封裝置，但是應(yīng)當(dāng)理解可使用任意結(jié)構(gòu)的密封裝置，只要該密封裝置被設(shè)置成基本上防止氣體在渦輪機(jī)出口和致動(dòng)器導(dǎo)管之間經(jīng)過，且只要當(dāng)廢氣門閥被推動(dòng)到閉合狀態(tài)時(shí)該密封裝置的密封效果增加。例如，密封裝置可包括任何適當(dāng)尺寸和/或形狀的密封構(gòu)件。此外，密封構(gòu)件能夠由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬伞?br> 【權(quán)利要求】
1.一種渦輪機(jī)，包括: 渦輪機(jī)殼體，所述渦輪機(jī)殼體限定在渦輪機(jī)葉輪上游的渦輪機(jī)入口和在所述渦輪機(jī)葉輪下游的渦輪機(jī)出口； 廢氣門通道，所述廢氣門通道連接所述渦輪機(jī)入口和所述渦輪機(jī)出口 ； 廢氣門閥，所述廢氣門閥包括可移動(dòng)閥構(gòu)件； 所述廢氣門閥具有打開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，在所述打開狀態(tài)中，氣體經(jīng)由所述廢氣門通道在所述渦輪機(jī)入口和所述渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過，在所述閉合狀態(tài)中，所述閥構(gòu)件基本上防止氣體經(jīng)由所述廢氣門通道在所述渦輪機(jī)入口和所述渦輪機(jī)出口之間經(jīng)過；以及 其中所述閥構(gòu)件安裝到致動(dòng)構(gòu)件，所述致動(dòng)構(gòu)件穿過所述渦輪機(jī)殼體的致動(dòng)器導(dǎo)管并且能夠移動(dòng)以使所述廢氣門閥在所述打開狀態(tài)和所述閉合狀態(tài)之間移動(dòng)； 所述渦輪機(jī)還包括密封裝置，所述密封裝置被構(gòu)造為提供一密封件，所述密封件被設(shè)置成基本上防止氣體從所述渦輪機(jī)出口進(jìn)入到所述致動(dòng)器導(dǎo)管中； 其中所述密封裝置被構(gòu)造為使得當(dāng)所述廢氣門閥的閥構(gòu)件被所述致動(dòng)構(gòu)件推動(dòng)到所述閉合狀態(tài)時(shí)增加所述密封裝置的密封效果。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述廢氣門閥還包括閥座，當(dāng)所述廢氣門閥處于所述閉合狀態(tài)時(shí)，所述閥構(gòu)件接觸所述閥座； 其中所述致動(dòng)構(gòu)件具有縱向軸線；以及 其中所述閥座相對于所述縱向軸線成一定角度，并且被構(gòu)造為使得當(dāng)所述致動(dòng)構(gòu)件將所述廢氣門閥的所述閥構(gòu)件推入到閉合狀態(tài)時(shí)，所述閥座將在第一大致軸向方向上推動(dòng)所述閥構(gòu)件的力施加到所述閥構(gòu)件；以及 其中所述密封裝置構(gòu)造為使得在所述第一大致軸向方向上推動(dòng)所述閥構(gòu)件增加所述密封裝置的密封效果。
3.如權(quán)利要求1或2所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述閥構(gòu)件包括一表面，所述表面構(gòu)造為使得在使用中當(dāng)所述廢氣門閥處于所述打開狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過所述廢氣門通道的氣體射在所述閥構(gòu)件的所述表面上；以及 其中所述密封裝置和所述閥構(gòu)件構(gòu)造為使得射在所述表面上的氣體將增加所述密封裝置的密封效果的力施加到所述閥構(gòu)件。
4.如權(quán)利要求3所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述致動(dòng)構(gòu)件具有縱向軸線，其中所述表面的法線不垂直于所述致動(dòng)構(gòu)件的縱向軸線；以及 所述閥構(gòu)件進(jìn)一步構(gòu)造為使得在使用中當(dāng)所述廢氣門閥處于所述打開狀態(tài)時(shí)，經(jīng)過所述廢氣門通道的氣體射在所述閥構(gòu)件的所述表面上，且射在所述表面上的氣體將在第一大致軸向方向上推動(dòng)所述閥構(gòu)件以增加所述密封裝置的密封效果的力施加到所述閥構(gòu)件。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述致動(dòng)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)以使所述廢氣門閥在所述打開狀態(tài)和所述閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述致動(dòng)器圍繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)以使所述廢氣門閥在所述打開狀態(tài)和所述閉合狀態(tài)之間移動(dòng)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述閥構(gòu)件安裝到所述致動(dòng)構(gòu)件，使得所述閥構(gòu)件位于所述致動(dòng)器導(dǎo)管的第一側(cè)，并且所述致動(dòng)構(gòu)件的一部分機(jī)械連接到一致動(dòng)器或機(jī)械連接到被構(gòu)造為連接到一致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)裝置，其中致動(dòng)構(gòu)件的機(jī)械連接到一致動(dòng)器或機(jī)械連接到被構(gòu)造為連接到一致動(dòng)器的聯(lián)動(dòng)裝置的所述一部分位于致動(dòng)器導(dǎo)管的第二側(cè)。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述密封裝置包括密封構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求8所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述密封裝置構(gòu)造為使得在所述第一大致軸向方向上推動(dòng)所述致動(dòng)構(gòu)件能夠壓縮所述密封構(gòu)件。
10.如權(quán)利要求8或9所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述密封構(gòu)件設(shè)置在所述致動(dòng)構(gòu)件上。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述密封構(gòu)件被夾在所述閥構(gòu)件和所述渦輪機(jī)殼體之間。
12.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述渦輪機(jī)還包括襯套，所述襯套由所述致動(dòng)器導(dǎo)管容納，且所述致動(dòng)構(gòu)件穿過所述襯套，以及其中所述密封構(gòu)件被夾在所述閥構(gòu)件和所述襯套之間。
13.—種包括如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的渦輪機(jī)的渦輪增壓器或動(dòng)力渦輪機(jī)。
【文檔編號(hào)】F01D17/10GK104279009SQ201410331410
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】詹姆士·亞歷山大·麥克文 申請人:康明斯有限公司