本發(fā)明涉及一種可變幾何渦輪機(jī)，并且特別地但非限制性地應(yīng)用于可變幾何渦輪增壓器。

背景技術(shù)：

渦輪增壓器是一種公知的用于在高于大氣壓的(增壓)的壓力下將空氣供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口的裝置。傳統(tǒng)的渦輪增壓器基本上包括安裝在渦輪殼體內(nèi)的可旋轉(zhuǎn)軸上由廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪葉輪。渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)使得安裝在壓縮機(jī)殼體內(nèi)的軸的另一端上的壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)葉輪將壓縮空氣傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口歧管。傳統(tǒng)上，渦輪增壓器軸被軸頸和推力軸承支撐，包括合適的潤(rùn)滑系統(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殼體內(nèi)。

傳統(tǒng)的渦輪增壓器的渦輪級(jí)包括：渦輪殼體，其限定了渦輪腔室，其中渦輪葉輪安裝在渦輪腔室內(nèi)；環(huán)形入口通道，其限定在圍繞渦輪腔室布置的徑向面向的延伸壁之間的殼體中；入口，其布置在入口通道的周圍；以及出口通道，其從渦輪腔室延伸。通道和腔室連通以使得進(jìn)入入口的加壓廢氣經(jīng)由渦輪腔室、通過(guò)入口通道而流動(dòng)到出口通道并且轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪葉輪。已知的是通過(guò)在入口通道中設(shè)置葉片(被稱為噴嘴葉片)可以改善渦輪性能，其使得流動(dòng)通過(guò)入口通道的氣體朝向渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向而偏轉(zhuǎn)。

這種類型的渦輪可以為固定或可變幾何類型?？勺儙缀螠u輪機(jī)與固定幾何渦輪不同之處在于，入口通道的尺寸可被改變以優(yōu)化在多個(gè)質(zhì)量流率上的氣體流動(dòng)速度，從而渦輪的功率輸出可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同需求而改變。

在一種已知類型的可變幾何渦輪機(jī)中，可徑向移動(dòng)的壁構(gòu)件限定了入口通道的一個(gè)壁?？梢苿?dòng)的壁構(gòu)件相對(duì)于入口通道的固定護(hù)面壁的位置可被調(diào)節(jié)以控制入口通道的軸向?qū)挾取Ｒ虼?，例如，?dāng)流動(dòng)通過(guò)渦輪的廢氣減少，入口通道的寬度可以減小以保持氣體速度并且優(yōu)化渦輪輸出。

可軸向移動(dòng)的壁構(gòu)件可以為“噴嘴環(huán)”，其設(shè)置有葉片，該葉片延伸到入口通道內(nèi)并且通過(guò)設(shè)置在護(hù)板中的孔，護(hù)板限定了入口通道的固定護(hù)面壁，孔被設(shè)計(jì)成適應(yīng)噴嘴環(huán)相對(duì)于護(hù)板的移動(dòng)。通常地，噴嘴環(huán)可以包括徑向延伸壁(限定了入口通道的一個(gè)壁)和徑向的內(nèi)軸向延伸壁或凸緣以及外軸向延伸壁或凸緣，壁或凸緣延伸到噴嘴環(huán)的徑向面后方的環(huán)形腔中。腔形成在渦輪增壓器殼體(通常渦輪殼體或渦輪增壓器軸承殼體)的一部分中并且適應(yīng)噴嘴環(huán)的軸向移動(dòng)。凸緣可以相對(duì)于腔壁密封以減小或防止噴嘴環(huán)的后部周圍的泄露流。在一個(gè)通常的布置中，噴嘴環(huán)被平行于渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)軸延伸的桿支撐，并且通過(guò)致動(dòng)器移動(dòng)，該致動(dòng)器使桿軸向移位。

在替選類型的可變幾何渦輪增壓器中，噴嘴環(huán)被固定并且具有通過(guò)設(shè)置在移動(dòng)護(hù)板中的孔從固定壁延伸的葉片。

用于移動(dòng)噴嘴環(huán)或可移動(dòng)的護(hù)板的致動(dòng)器可以采取多種形式，包括氣動(dòng)式、液動(dòng)式和電動(dòng)式，并且可以多種方式連接到噴嘴環(huán)或護(hù)板。致動(dòng)器一般會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ecu)的控制下調(diào)節(jié)噴嘴環(huán)或可移動(dòng)的護(hù)板的位置，以便改變通過(guò)渦輪的氣流從而滿足性能需求。

除了在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模式(其中，燃料被供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)以用于燃燒)對(duì)可變幾何渦輪增壓器的傳統(tǒng)控制，已知的是還利用設(shè)備以使得渦輪增壓器入口面積最小化以在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式中提供發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功能(在該模式下，不提供任何用于燃燒的燃料)，其中，相對(duì)于在正常發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模式操作范圍中的入口通道面積，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式中入口通道的面積減小到更小。

各種形式的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)廣泛地適用于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，特別是適用于壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油發(fā)動(dòng)機(jī))，該壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)用于給大型的車輛(例如，卡車)提供動(dòng)力。可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)以提高作用在車輪上的傳統(tǒng)摩擦制動(dòng)器的性能，或者在一些情況下，其可以獨(dú)立于通常的摩擦制動(dòng)系統(tǒng)而使用，以例如控制車輛的下坡速度。在一些發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油門閉合(即，當(dāng)駕駛員從油門踏板抬起其腳時(shí))，制動(dòng)器被設(shè)定以自動(dòng)地致動(dòng)，并且在其它情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)器可能需要駕駛員的手動(dòng)致動(dòng)，例如，按下獨(dú)立的制動(dòng)踏板。

在一種形式的傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)中，在廢氣管線中的排氣閥被控制，以在需要制動(dòng)時(shí)部分地阻擋發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣。這通過(guò)產(chǎn)生高背壓提供發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)扭矩，其中高背壓用于在排氣沖程期間增加作在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上的工而使得發(fā)動(dòng)機(jī)減速。該制動(dòng)效果通過(guò)車輪傳動(dòng)鏈而被傳輸至車輪。

通過(guò)可變幾何渦輪機(jī)，可以不必提供分離的排氣閥。相反，渦輪入口通道可被簡(jiǎn)單地“閉合”以在需要制動(dòng)時(shí)使得流動(dòng)區(qū)域最小化。通過(guò)合適地控制噴嘴環(huán)或可移動(dòng)的護(hù)板的軸向位置，可以通過(guò)控制入口通道尺寸而調(diào)制制動(dòng)等級(jí)。在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式中的“完全閉合”位置，噴嘴環(huán)或可移動(dòng)的護(hù)板在一些情況下可以圍繞入口通道的護(hù)面壁。

可變幾何渦輪增壓器還可以以發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模式操作，以將入口通道閉合到比適合正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的最小寬度更小的最小寬度，從而控制廢氣溫度。以這種“廢氣加熱模式”操作的基本原理是，對(duì)于給定燃料供應(yīng)等級(jí)，減小通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流的量(同時(shí)，維持足夠的氣流以用于燃燒)以提高廢氣溫度。當(dāng)催化廢氣后處理系統(tǒng)存在時(shí)，這特別有用。在該系統(tǒng)中，性能直接與通過(guò)其的廢氣的溫度直接相關(guān)。

為了實(shí)現(xiàn)期望的性能，在所有發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件和環(huán)境條件下，廢氣溫度必須高于閾值溫度(通常在大約250°到370°的范圍內(nèi))。廢氣后處理系統(tǒng)在閾值溫度范圍下操作將引起系統(tǒng)建立起不期望的積累。

在再生循環(huán)中這些必須被燒盡以允許系統(tǒng)返回到所設(shè)計(jì)的性能等級(jí)。在這方面，熱管理或者發(fā)動(dòng)機(jī)再生為預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)程，其使用廢氣加熱，將入口通道閉合到比適合正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的最小寬度更小的最小寬度，以將廢氣加熱到將建立的不期望的積累物燒盡的溫度。

此外，廢氣后處理系統(tǒng)在閾值溫度下長(zhǎng)時(shí)間操作(且沒(méi)有再生)將使系統(tǒng)不起作用，并且使得發(fā)動(dòng)機(jī)不符合政府廢氣排放法規(guī)。

例如，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的大多數(shù)操作范圍，廢氣溫度將通常高于所需的閾值溫度。然而，在一些情況下(例如，在輕負(fù)載情況和/或冷的環(huán)境溫度的情況下)，廢氣溫度經(jīng)?？梢越档偷介撝禍囟纫韵?。在該情況下，渦輪增壓器原則上可以在廢氣加熱模式下操作，以減少渦輪入口通道寬度，這旨在限制氣流并由此降低氣流冷卻效果且提高廢氣溫度。

對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)和廢氣加熱，重要的是，允許一些廢氣流動(dòng)通過(guò)渦輪增壓器的渦輪。如果發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣排放在很大程度上被限制，則這可能導(dǎo)致在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的熱、排氣閥故障等。因此，當(dāng)噴嘴環(huán)或可移動(dòng)的護(hù)板移動(dòng)到入口寬度較小的位置或移動(dòng)到完全閉合位置(例如，在發(fā)動(dòng)制動(dòng)模式或廢氣加熱模式中)時(shí)，必須提供至少一個(gè)最小的通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的泄露流。

在這方面，由于其高效率，因此現(xiàn)代的可變幾何渦輪增壓器即使在較小的入口寬度上也可以產(chǎn)生該較高的增壓，其在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式中的用途可能存在問(wèn)題，因?yàn)闅飧讐毫赡芙咏虺^(guò)可接受的限值，除非采取了對(duì)策(或犧牲制動(dòng)效率)。類似地，對(duì)于廢氣加熱，在小的入口寬度上實(shí)現(xiàn)的高增壓實(shí)際上可以增大到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流，抵消限制產(chǎn)生的效果并且因此降低期望的加熱效果。作為示例，據(jù)信為了保持在以大約1000rpm空轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣溫度，渦輪效率必須為50％或更少。

這些問(wèn)題在一定程度上已經(jīng)被ep1435434解決，該專利公開了一種可變幾何渦輪機(jī)，該可變幾何渦輪機(jī)具有在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的徑向壁和渦輪殼體的護(hù)面壁之間限定的環(huán)形通道?？梢苿?dòng)的壁構(gòu)件安裝在設(shè)置在殼體內(nèi)的環(huán)形腔內(nèi)并且具有內(nèi)環(huán)形表面和外環(huán)形表面。環(huán)形密封件設(shè)置在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的環(huán)形凸緣和鄰近的腔的內(nèi)環(huán)形表面或外環(huán)形表面之間。渦輪包括以多個(gè)徑向延伸旁路狹槽形式的旁路布置，該多個(gè)徑向延伸旁路狹槽設(shè)置在環(huán)形凸緣中并且在周向方向上分布。每一旁路狹槽延伸通過(guò)環(huán)形凸緣的徑向厚度。

隨著可移動(dòng)壁構(gòu)件移動(dòng)，環(huán)形密封件和旁路通道相對(duì)于彼此軸向移動(dòng)。環(huán)形密封件和旁路通道被軸向定位，以使得隨著環(huán)形壁構(gòu)件接近殼體的護(hù)面壁，旁路通道允許廢氣流通過(guò)腔而到達(dá)渦輪葉輪，由此繞過(guò)環(huán)形入口通道。

然而，對(duì)于該已知的旁路布置，其僅僅可以在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置處提供該效率的降低。

而且，該布置對(duì)出現(xiàn)在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的不同軸向位置處的旁路液流的量具有相對(duì)較低的控制。

在這方面，一旦旁路狹槽(旁路狹槽的周向陣列)移動(dòng)到密封件的內(nèi)側(cè)，則旁路狹槽永久的完全打開。因此，旁路狹槽在密封件的內(nèi)側(cè)上的任何進(jìn)一步移動(dòng)(即，可移動(dòng)壁構(gòu)件的任何進(jìn)一步向內(nèi)移動(dòng))不會(huì)影響旁路液流的量。

此外，該布置不能提供足夠的效率降低以防止發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間的超壓，或者抵消在廢氣加熱期間氣流冷卻效果的降低。

此外，由于煙灰或其它顆粒物質(zhì)的積聚，故上述的旁路布置易于被堵塞，這可能降低旁路通道的效率，或甚至使得它們不可操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是消除或減輕上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)缺點(diǎn)，和/或提供一種改進(jìn)或替選的可變幾何渦輪機(jī)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種可變幾何渦輪機(jī)，包括：

渦輪葉輪，所述渦輪葉輪被支撐在殼體內(nèi)，以圍繞渦輪軸線旋轉(zhuǎn)；

環(huán)形的主入口通道，所述主入口通道朝向渦輪葉輪徑向向內(nèi)延伸，所述主入口通道被限定在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的徑向壁的表面和所述殼體的護(hù)面壁的表面之間，

可移動(dòng)的壁構(gòu)件，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件被安裝在設(shè)置在所述殼體內(nèi)的環(huán)形腔中，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件能夠徑向移動(dòng)以改變所述入口通道的寬度；

環(huán)形密封件，所述環(huán)形密封件被安裝至可移動(dòng)的壁構(gòu)件和鄰近的殼體構(gòu)件中的一者，以分別提供所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件的鄰近表面之間的密封；

其中，旁路通道被設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件的另一者中，所述旁路通道從入口旁路端口延伸到出口旁路端口，所述入口旁路端口和出口旁路端口彼此軸向間隔開，并且設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件的所述另一者的鄰近表面中，

輔助入口通道，所述輔助入口通道將密封件的外側(cè)的腔的區(qū)域流體連接到渦輪葉輪，以使得在所述輔助入口通道中的液流繞過(guò)所述主入口通道的至少一部分，

所述旁路通道和所述環(huán)形密封件被布置成使得隨著可移動(dòng)的壁構(gòu)件軸向移動(dòng)，所述環(huán)形密封件相對(duì)于所述入口旁路端口和出口旁路端口軸向移動(dòng)，從而改變能夠從所述密封件的內(nèi)側(cè)的所述腔的區(qū)域通過(guò)所述旁路通道到所述輔助入口通道的液流的量。

這是有利的：可移動(dòng)的壁構(gòu)件的軸向位置確定了旁路液流的等級(jí)，即從密封件的內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)入口端口沿著旁路通道自出口旁路端口出來(lái)沿著輔助入口通道而到達(dá)渦輪葉輪的液流的量。旁路液流提供了渦輪的效率降低，這是由于旁路液流比通過(guò)主入口通道而到達(dá)渦輪葉輪的廢氣流做更少的工。在這方面，葉片在主入口通道上延伸，通過(guò)主入口通道的液流由葉片在正切方向上旋轉(zhuǎn)，使得液流做更多的工。因此，旁路液流引起了渦輪的效率降低，壓縮機(jī)流出壓力的相應(yīng)下降(其中，渦輪連接到壓縮機(jī)以形成渦輪增壓器)，以及伴隨的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力的下降。

入口旁路端口和出口旁路端口的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)中提供效率降低，以使得在廢氣加熱和/或熱再生期間，否則可能在小的入口寬度處實(shí)現(xiàn)的高增壓得以降低。這防止了到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流的增加(其可能抵消限制的影響，并且因此降低所需的加熱效果)。因此，上述的旁路布置可能允許改善的廢氣加熱和/或熱再生。

而且，入口旁路端口和出口旁路端口的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置處(在入口通道的某寬度處)提供效率降低，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間，否則可能在小的入口寬度處實(shí)現(xiàn)的高增壓得以降低。這避免了氣缸壓力接近或超過(guò)可接受的限制。因此，上述旁路布置可以允許改善的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

由于旁路液流的范圍根據(jù)可移動(dòng)的壁構(gòu)件的軸向位置而改變，故效率的降低根據(jù)可移動(dòng)的壁構(gòu)件的軸向位置而改變。

通過(guò)這種方式具有在軸向方向上彼此間隔開的入口通道和出口通道并且設(shè)置在環(huán)形凸緣和壁構(gòu)件的另一者的所述鄰近表面中的旁路通道150允許在更大的程度上控制旁路液流的等級(jí)(與其它方式相比)。

在這方面，當(dāng)旁路通道設(shè)置在壁構(gòu)件中并且密封件安裝至可移動(dòng)的壁構(gòu)件，隨著可移動(dòng)的壁構(gòu)件往內(nèi)側(cè)(從完全打開位置)移動(dòng)，密封件往出口旁路端口的內(nèi)側(cè)移動(dòng)，由此，“打開”出口旁路端口，即允許液流從密封件的內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)旁路入口端口通過(guò)旁路通道并且從出口旁路端口出來(lái)到達(dá)輔助入口通道。一旦密封件的外側(cè)經(jīng)過(guò)出口旁路端口的內(nèi)側(cè)，則出口旁路端口完全“打開”。

當(dāng)密封件繼續(xù)相對(duì)于入口旁路端口和出口旁路端口而往內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)，其然后開始“閉合”入口旁路端口，即減少可以通過(guò)入口旁路端口而進(jìn)入到旁路通道的液流。

因此，這允許隨著可移動(dòng)的壁構(gòu)件往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，根據(jù)可移動(dòng)的壁構(gòu)件的軸向位置，在出口端口已經(jīng)完全打開之后，旁路液流的等級(jí)被控制。

這是特別有利的，因?yàn)樵谝恍┣闆r下，針對(duì)可移動(dòng)的護(hù)罩的某些軸向位置(即入口通道的某寬度)需要將旁路液流的等級(jí)增大到最大值，之后隨著可移動(dòng)的壁構(gòu)件從該位置往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，需要將該等級(jí)再次減小，即由于入口通道的寬度減小。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間，可能需要在入口通道的非常小的寬度上減小旁路液流的等級(jí)，從而允許產(chǎn)生足夠用于使得發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的背壓。

而且，通過(guò)改變?nèi)肟谂月范丝诤统隹谂月范丝诘妮S向間距，旁路液流的等級(jí)可被“調(diào)諧”到具體操作條件，即通過(guò)在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的每一軸向位置處提供旁路液流的所需等級(jí)。

此外，入口端口的截面面積和軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置控制旁路液流的等級(jí)。

可以理解的是，以下也可以獲得相同的優(yōu)點(diǎn)，其中旁路通道設(shè)置在可移動(dòng)的壁構(gòu)件中并且密封件安裝至殼體通道。然而，在該情況下，隨著可移動(dòng)的壁構(gòu)件從完全打開位置往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，密封件移動(dòng)到入口旁路端口的外側(cè)，由此“打開”入口旁路端口，即允許液流從密封件的內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)入口旁路端口通過(guò)旁路通道并且從出口旁路端口出來(lái)到達(dá)輔助入口通道。一旦密封件的內(nèi)側(cè)經(jīng)過(guò)入口旁路端口的外側(cè)，則入口旁路端口完全“打開”。

當(dāng)密封件繼續(xù)相對(duì)于入口旁路端口和出口旁路端口而往內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)，其然后開始“閉合”出口旁路端口，即減少可以通過(guò)出口旁路端口而進(jìn)入到旁路通道的液流。因此，這允許如上的控制旁路液流的等級(jí)。

而且，旁路布置消除了對(duì)旁路閥門(例如，排氣門)的需求(否則可能需要該旁路閥門來(lái)改變渦輪的效率)。該閥門可能需要龐大和成本很高的致動(dòng)器來(lái)操作。上述布置因此消除了用于任何該種閥門或致動(dòng)器的需求。

此外，在同一表面中提供入口旁路端口和出口旁路端口有利地提供了相對(duì)緊湊的旁路布置，因?yàn)闆](méi)有必要使得旁路通道通過(guò)套筒的徑向厚度(即，旁路通道在徑向方向上延伸，在設(shè)置在套筒128的徑向內(nèi)表面和徑向外表面上的入口端口和出口端口之間)。

可以理解的是，對(duì)“內(nèi)側(cè)”和“外側(cè)”的參考是相對(duì)于主入口通道的?？梢岳斫獾氖?，除非特別地說(shuō)明，否則對(duì)“徑向延伸”、“徑向”、“軸向延伸”、“軸向”、“周向延伸”和“周向”的參考是相對(duì)于渦輪軸線的。

可選擇地，可移動(dòng)的壁構(gòu)件具有環(huán)形凸緣和環(huán)形密封件，所述環(huán)形凸緣從徑向壁軸向延伸到所述腔中，并且所述環(huán)形密封件安裝至所述環(huán)形凸緣和所述殼體構(gòu)件中的一者。

入口旁路端口可以設(shè)置在出口旁路端口的內(nèi)側(cè)。

所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件相對(duì)于所述殼體的護(hù)面壁在第一配置和第二配置之間軸向移動(dòng)，其中在所述第一配置，所述密封件相對(duì)于所述入口旁路端口和出口旁路端口定位成使得液流能夠從所述密封件的內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域經(jīng)由所述旁路通道通到所述輔助入口通道，在所述第二配置，所述密封件相對(duì)于所述入口旁路端口和出口旁路端口定位成使得大體上防止液流從所述密封件的所述內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域經(jīng)由所述旁路通道通到所述輔助入口通道。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第一配置時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件相對(duì)于所述殼體的護(hù)面壁而可以處于第一位置。

可選擇地，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第一位置時(shí)，所述密封件至少部分地設(shè)置在所述入口旁路端口的外側(cè)，從而其不會(huì)覆蓋所述入口旁路端口或僅僅部分地覆蓋所述入口旁路端口的外側(cè)部分。

可選擇地，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第一位置時(shí)，所述密封件至少部分地設(shè)置在所述出口旁路端口的內(nèi)側(cè)，從而其不會(huì)覆蓋所述出口旁路端口或僅僅部分地覆蓋所述出口端口的內(nèi)側(cè)部分。當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第一位置時(shí)，所述密封件軸向可以設(shè)置在所述入口旁路端口和出口旁路端口之間。

所述入口旁路端口和出口旁路端口可被所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者的部分軸向地分離。

所述入口端口和所述出口端口的截面面積可以具有大體上相同的截面面積。所述出口端口與所述入口旁路端口可以具有大體上相同的軸向?qū)挾取Ｋ龀隹诙丝诘慕孛婷娣e可以等于或大于所述入口端口的截面面積。

當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第二配置時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以相對(duì)于所述殼體的護(hù)面壁處于所述第二位置。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第二位置時(shí)，其可以比處于所述第一位置時(shí)更接近于所述殼體的所述護(hù)面壁。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第二位置時(shí)，所述密封件可以大體上覆蓋所述入口旁路端口或設(shè)置在所述入口旁路端口的內(nèi)側(cè)中，從而大體上防止液流從所述密封件的所述內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)所述入口旁路端口而到達(dá)所述旁路通道中。

在這方面中，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于第二位置時(shí)，所述密封件的內(nèi)側(cè)可以設(shè)置在所述入口旁路端口的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第二配置時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以相對(duì)于所述殼體的所述護(hù)面壁處于第三位置。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第三位置時(shí)，其可以比當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第一位置時(shí)距離所述殼體的所述護(hù)面壁更遠(yuǎn)。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第三位置時(shí)，所述密封件可以大體上覆蓋所述出口旁路端口或設(shè)置在所述出口旁路端口的外側(cè)中，從而大體上防止液流從所述出口旁路端口而到達(dá)輔助入口通道中。

入口旁路端口和出口旁路端口可以為被可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的另一者的所述表面限定的分離的端口。入口旁路端口和出口旁路端口可以僅僅由所述表面限定，并且不與密封件組合。隨著可移動(dòng)的壁構(gòu)件軸向移動(dòng)，當(dāng)密封件相對(duì)于入口旁路端口和出口旁路端口移動(dòng)時(shí)，入口旁路端口和出口旁路端口的尺寸可以大體上固定。然而，可以理解的是，這些端口打開的量將取決于可移動(dòng)的壁構(gòu)件的軸向位置。

入口旁路端口和出口旁路端口可以由可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的所述另一者的所述表面中的設(shè)置的孔形成?？卓梢跃哂写篌w上環(huán)形截面形狀。入口端口和出口端口中的每一者可以在周向方向上延伸，或部分地或大體上沿著可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的所述另一者的周向范圍延伸。

多個(gè)所述入口端口可以設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者的所述鄰近表面中，沿著所述表面在周向方向上分布。入口端口可以大體上在軸向方向上對(duì)齊。在這方面，入口端口可以在軸向方向上具有大體上相同的長(zhǎng)度，并且具有大體上軸向?qū)R的中心。

多個(gè)所述出口端口可以設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者的所述鄰近表面中，沿著所述表面在周向方向上分布。出口端口可以大體上在軸向方向上對(duì)齊。在這方面，入口端口可以在軸向方向上具有大體上相同的長(zhǎng)度，并且具有大體上軸向?qū)R的中心。

旁路通道可以在周向方向上延伸，以使得其將多個(gè)入口端口連接到多個(gè)出口端口。旁路通道部分地或大體上沿著可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的所述另一者的周向范圍延伸。

可替選地或者另外地，可以具有多個(gè)所述旁路通道，每一所述旁路通道從相應(yīng)的入口端口延伸到相應(yīng)的出口端口。每一旁路通道可以從相應(yīng)的入口端口延伸，所述相應(yīng)的入口端口在周向方向上大體上與相應(yīng)的出口端口對(duì)齊。多個(gè)旁路通道可以在周向方向上分布。

所述旁路通道可以布置成將來(lái)自入口旁路端口的旁路液流導(dǎo)向到出口旁路端口。

所述旁路通道可以形成大體上在所述入口端口和出口端口之間包圍的通道。所述旁路通道可以完全地或部分地被可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者限定。

所述旁路通道或所述旁路通道的每一者可以包括入口通道和出口通道，所述入口通道將旁路入口端口流體連接到旁路腔室，而所述出口通道將所述旁路腔室流體連接到出口旁路端口。

所述旁路通道可以部分地或大體上沿著可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者的周向范圍而在周向方向上延伸。

所述密封件可以安裝至所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件，其中所述旁路通道設(shè)置在所述鄰近的殼體構(gòu)件中，所述入口旁路端口和出口旁路端口設(shè)置在所述殼體構(gòu)件的所述鄰近表面中。在該情況下，入口端口和出口端口被軸向固定并且密封件與可移動(dòng)的壁構(gòu)件可軸向移動(dòng)。

可替選地，所述密封件可以安裝至所述鄰近殼體構(gòu)件，其中所述旁路通道設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件中，所述入口旁路端口和出口旁路端口設(shè)置在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的所述鄰近表面中。在該情況下，所述密封件被固定并且入口端口和出口端口與可移動(dòng)的壁構(gòu)件可軸向移動(dòng)。

鄰近的殼體構(gòu)件可以為可變幾何渦輪機(jī)的任何殼體的一部分。在這方面，所述鄰近殼體構(gòu)件可以為殼體的支撐渦輪葉輪的部分。

所述可變幾何渦輪機(jī)可以包括軸承殼體，所述軸承殼體容納能夠旋轉(zhuǎn)支撐安裝有渦輪葉輪的軸的軸承組件，軸圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)。在該情況下，所述殼體構(gòu)件可以為所述軸承殼體的一部分。

所述鄰近的殼體構(gòu)件可以包括軸向延伸的環(huán)形套筒。所述套筒可以安裝在可變幾何渦輪機(jī)的殼體的徑向內(nèi)表面，例如，軸承殼體的徑向內(nèi)表面或其中支撐有渦輪葉輪的殼體的徑向內(nèi)表面。套筒可以部分地或大體上圍繞渦輪軸線在周向方向上延伸，以形成氣缸的部分的形狀或氣缸的圓周部分的形狀。

所述入口通道和所述出口通道或二者中的每一者設(shè)置在所述套筒中，其中相應(yīng)的旁路腔室設(shè)置在所述可變幾何渦輪機(jī)的鄰近殼體中。

其中安裝有可移動(dòng)的壁構(gòu)件的環(huán)形腔可以設(shè)置在可變幾何渦輪機(jī)的任何殼體中。例如，其可以設(shè)置在其中支撐有渦輪葉輪的殼體中或設(shè)置在軸承殼體中。

旁路通道的入口旁路端口和/或出口旁路端口的每一者可以具有與密封件相同的軸向范圍或比密封件更小的軸向范圍。旁路通道的入口旁路端口和/或出口旁路端口的每一者可以具有與密封件相同的截面面積或比密封件更小的截面面積。

所述旁路通道可以形成第一旁路特征，其中限定旁路液流路徑的第二旁路特征設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者中，并且布置成使得隨著所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件軸向移動(dòng)，所述環(huán)形密封件相對(duì)于所述第二旁路特征軸向移動(dòng)，從而改變能夠從所述密封件的內(nèi)側(cè)的所述腔的區(qū)域通過(guò)所述旁路液流路徑到所述輔助入口通道的液流的量。

第二旁路特征可以軸向地設(shè)置在第一旁路通道的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)。優(yōu)選地，第二旁路特征設(shè)置在旁路通道的入口旁路端口的軸向內(nèi)側(cè)。

所述第二旁路特征可以包括設(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者中的狹槽或凹部，所述狹槽或凹部限定了所述液流路徑。所述凹部可以具有比密封件更大的軸向?qū)挾取?/p>

當(dāng)?shù)诙月诽卣髟O(shè)置在所述套筒中時(shí)，其可以包括徑向延伸的狹槽，所述狹槽延伸通過(guò)套筒的徑向厚度，從而所述狹槽的徑向外端與所述腔流體連通，并且所述狹槽的徑向內(nèi)端設(shè)置在所述鄰近的表面內(nèi)。

狹槽或凹部可以延伸到套筒的軸向內(nèi)端，從而狹槽或凹部在其軸向內(nèi)側(cè)端部處開向所述腔。

狹槽或者凹部可以為環(huán)形并且可以部分地或大體上圍繞渦輪軸線在周向方向上延伸，所述第二旁路特征可以包括在所述周向方向上分布的多個(gè)所述凹部和/或狹槽。多個(gè)凹部和/或狹槽可以大體上軸向?qū)R。

所述旁路通道可以形成第一旁路特征，其中所述第二旁路特征的液流路徑為設(shè)置在所述殼體構(gòu)件或所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件的所述另一者中的第二旁路通道，所述第二旁路通道從入口旁路端口延伸到出口旁路端口，所述第二旁路通道和所述環(huán)形密封件布置成使得隨著所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件軸向移動(dòng)，所述環(huán)形密封件相對(duì)于所述第二旁路通道的所述入口旁路端口和出口旁路端口軸向移動(dòng)，從而改變能夠從所述密封件的內(nèi)側(cè)的所述腔的區(qū)域通過(guò)所述第二旁路通道到所述輔助入口通道的液流的量。

第二旁路通道的入口旁路端口和出口旁路端口可以設(shè)置在所述環(huán)形凸緣和壁構(gòu)件的所述另一者的相同表面或不同表面中。

當(dāng)?shù)诙月吠ǖ赖娜肟谂月范丝诤统隹谂月范丝谠O(shè)置在所述環(huán)形凸緣和壁構(gòu)件的所述另一者的不同表面中時(shí)，所述入口旁路端口和出口旁路端口可以設(shè)置在可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的所述另一者的徑向內(nèi)表面和外表面中，其中，第二旁路通道在徑向方向上延伸。第二旁路通道可以大體上平行于徑向方向延伸，或相對(duì)于徑向方向傾斜。在這方面中，第二旁路通道的入口旁路端口和出口旁路端口可以大體上軸向?qū)R或在軸向方向上間隔開。

當(dāng)?shù)诙月吠ǖ赖娜肟谂月范丝诤统隹谂月范丝谠O(shè)置在所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件的所述另一者的相同表面中時(shí)，則第二旁路通道可以具有第一旁路通道或所述多個(gè)第一旁路通道的任何上述特征。

在這方面中，第二旁路通道的入口旁路端口和出口旁路端口可以彼此軸向地間隔開，并且設(shè)置在可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的所述另一者的所述鄰近表面中。

第二旁路特征可以包括設(shè)置在可移動(dòng)的壁構(gòu)件和殼體構(gòu)件中的所述另一者的所述鄰近表面中的多個(gè)所述入口端口和出口端口，其沿著所述表面在周向方向上分布。第二旁路通道可以在周向方向上延伸，從而其將多個(gè)入口端口連接到多個(gè)出口端口。替選地或另外地，可以有多個(gè)所述第二旁路通道，每一旁路通道從相應(yīng)的入口端口延伸到相應(yīng)的出口端口。

當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于第二位置時(shí)，密封件可以設(shè)置在第一旁路特征和第二旁路特征之間。其中，所述第二旁路特征為所述第二旁路通道，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于第二位置時(shí)，所述密封件可以設(shè)置在第一旁路通道和第二旁路通道的鄰近的相應(yīng)的入口端口和出口端口之間。

在第三配置和第四配置之間，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件相對(duì)于所述殼體的所述護(hù)面壁而軸向移動(dòng)，其中在所述第三配置，所述密封件相對(duì)于所述第二旁路特征定位成使得液流能夠從所述密封件的內(nèi)側(cè)的所述腔的區(qū)域經(jīng)由所第二旁路液流路徑通到所述輔助入口通道中，并且在所述第四配置，所述密封件相對(duì)于所述第二旁路特征定位成使得大體上防止液流經(jīng)由所述第二液流路徑從所述密封件的所述內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域經(jīng)由所第二旁路液流路徑通到所述輔助入口通道。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第三配置時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以相對(duì)于所述殼體的護(hù)面壁處于第四位置。

在第二旁路特征包括所述凹部的情況下，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四位置時(shí)，所述密封件可以定位在所述凹部的軸向范圍內(nèi)，從而液流能夠從所述密封件的所述內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通到所述輔助入口通道。在該情況下，密封件的軸向內(nèi)側(cè)可以軸向上位于所述凹部的軸向內(nèi)側(cè)的外側(cè)和/或密封件的軸向外側(cè)可以位于所述凹部的軸向外側(cè)的軸向內(nèi)側(cè)。

在第二旁路特征包括所述第二旁路通道的情況下，可選擇地，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四位置時(shí)，所述密封件不會(huì)覆蓋所述入口旁路端口或僅僅部分地覆蓋所述輔助入口通道的入口旁路端口。

可選擇地，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四位置時(shí)，所述密封件至少部分地設(shè)置在第二旁路通道的入口旁路端口的外側(cè)，從而其不會(huì)覆蓋所入口旁路端口或僅僅部分地覆蓋入口旁路端口的外側(cè)部分。

當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四位置時(shí)，所述密封件可以軸向地設(shè)置在所述第二旁路通道的所述入口旁路端口和出口旁路端口之間。

所述第二旁路通道的入口旁路端口和出口旁路端口可以被所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件和所述殼體構(gòu)件中的所述另一者的部分軸向分離。

當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四位置時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以相對(duì)于所述殼體的護(hù)面壁處于第五位置。

當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第五位置時(shí)，其可以比處于所述第四位置時(shí)更接近于所述殼體的所述護(hù)面壁。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第五位置時(shí)，所述密封件可以大體上覆蓋所述入口旁路端口或設(shè)置在所述第二旁路通道的所述入口旁路端口的內(nèi)側(cè)中，從而大體上防止液流從所述密封件的所述內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)所述入口旁路端口而到達(dá)所述旁路通道中。

在這方面中，當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第五位置時(shí)，所述密封件的內(nèi)側(cè)設(shè)置在所述第二旁路通道的入口旁路端口的內(nèi)側(cè)的內(nèi)側(cè)。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四配置時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以相對(duì)于所述殼體的所述護(hù)面壁處于第六位置。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第六位置時(shí)，其可以比當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第四位置時(shí)距離所述殼體的所述護(hù)面壁更遠(yuǎn)。

當(dāng)所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第六位置時(shí)，所述密封件可以大體上覆蓋所述出口旁路端口或設(shè)置在所述第二旁路通道的所述出口旁路端口的外側(cè)中，從而大體上防止液流從所述第二旁路通道自所述出口旁路端口出來(lái)而到達(dá)輔助入口通道中。

在該方面中，當(dāng)可移動(dòng)的壁構(gòu)件處于所述第六位置時(shí)，所述密封件的內(nèi)側(cè)一側(cè)可以設(shè)置在所述第二旁路通道的出口旁路端口的外側(cè)一側(cè)的外側(cè)。

入口導(dǎo)向葉片組可以在所述環(huán)形入口通道上延伸以限定徑向葉片通道。

所述輔助入口通道可以將所述密封件的外側(cè)的腔的區(qū)域流體連接到所述渦輪葉輪，從而在所述輔助入口通道中的液流繞過(guò)主入口通道中的入口導(dǎo)向葉片。

所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以為限定用于容納葉片的孔的護(hù)罩，所述護(hù)罩附接到具有的徑向表面對(duì)應(yīng)于所述殼體的護(hù)面的噴嘴環(huán)。

可替選地，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以為噴嘴環(huán)，所述噴嘴環(huán)支撐用于容納在孔中的葉片，其由徑向表面對(duì)應(yīng)于所述殼體的護(hù)面的護(hù)板限定。

可以理解的是，無(wú)論限定殼體的護(hù)面壁的哪個(gè)組件，殼體的護(hù)面壁其本身可被固定到殼體或其可以是可移動(dòng)的。即在其中本發(fā)明的可移動(dòng)的壁構(gòu)件例如為護(hù)罩的實(shí)施方式中，葉片被噴嘴環(huán)支撐，其可以被固定至殼體或其可以為可移動(dòng)的。

可選擇地，顆粒過(guò)濾器設(shè)置在旁路通道中，從而通過(guò)所述旁路通道的液流通過(guò)所述過(guò)濾器，其中，所述顆粒過(guò)濾器與流過(guò)所述過(guò)濾器的顆粒物接觸。

所述顆粒過(guò)濾器可以包括大的表面積材料。大表面積的材料可以擁有這樣的表面積，所述表面積足夠大以便于沉積在所述大的表面積材料上的顆粒物的空氣氧化。

大的表面積材料的表面積可以足夠大以便于在至少大約200℃的溫度下顆粒物的空氣氧化。

大的表面積材料的表面積可以足夠大以便于在至少大約250℃至400℃的溫度下顆粒物的空氣氧化。

所述顆粒過(guò)濾器可以包括金屬材料和/或陶瓷材料。

所述金屬材料可以是鐵或鎳基合金。

所述陶瓷材料可以是鎂基陶瓷材料。

所述顆粒過(guò)濾器可以包括適于對(duì)顆粒物催化轉(zhuǎn)化成一種或多種不同物質(zhì)的催化劑材料。一種或多種不同物質(zhì)可以包括一種或多種液體。

催化材料可以包括過(guò)渡金屬種類。

所述顆粒過(guò)濾器可以為碳質(zhì)顆粒過(guò)濾器。所述碳質(zhì)顆粒過(guò)濾器可以包括適于將碳質(zhì)材料催化轉(zhuǎn)化成氣態(tài)二氧化碳和水的催化劑。

所述顆粒過(guò)濾器可以包括柴油顆粒過(guò)濾器催化劑材料。

所述顆粒過(guò)濾器可以包括網(wǎng)，液流可以通過(guò)所述網(wǎng)。所述網(wǎng)可以為不銹鋼。

所述過(guò)濾器可以布置成使得通過(guò)所述旁路通道的大體上所有的液流通過(guò)所述過(guò)濾器。所述過(guò)濾器可以大體上在旁路通道的整個(gè)截面區(qū)域上延伸。

當(dāng)旁路通道包括所述旁路腔室時(shí)，過(guò)濾器可以設(shè)置在所述旁路腔室內(nèi)。

所述過(guò)濾器可以設(shè)置在所述第一和/或第二旁路通道中。所述過(guò)濾器可以設(shè)置在所述凹部中，從而經(jīng)過(guò)所述凹部的液流通過(guò)所述過(guò)濾器。

所述過(guò)濾器的網(wǎng)可以具有切口部分，所述切口部分設(shè)置在所述旁路通道的所述入口旁路端口和/或出口旁路端口處。

所述網(wǎng)可以容納在框架內(nèi)。所述框架可以為金屬框架。所述框架可以為任何合適的材料。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了一種渦輪增壓器，所述渦輪增壓器包括如本發(fā)明的第一方面所述的可變幾何渦輪機(jī)和壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)包括限定入口和出口的殼體，以及在所述入口和所述出口之間的腔室，推動(dòng)輪可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述腔室內(nèi)，從而所述推動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)壓縮容納的空氣通過(guò)所述入口并且將所述壓縮空氣通到所述出口，其中，所述渦輪的渦輪葉輪連接到所述推動(dòng)輪，從而可驅(qū)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)所述推動(dòng)輪。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)和根據(jù)本發(fā)明的第二方面的渦輪增壓器，其布置成使得來(lái)自所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣可驅(qū)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)所述渦輪的所述渦輪葉輪。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供了一種根據(jù)本發(fā)明的第三方面的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的操作方法，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式、熱再生模式或廢氣加熱模式下操作時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件在所述第一配置和所述第二配置之間移動(dòng)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在熱再生模式或廢氣加熱模式下操作時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件在所述第一配置和所述第二配置之間移動(dòng)。

當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式、熱再生模式或廢氣加熱模式下操作時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以在所述第三配置和所述第四配置之間移動(dòng)。

優(yōu)選地，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式下操作時(shí)，所述可移動(dòng)的壁構(gòu)件在所述第三配置和所述第四配置之間移動(dòng)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)僅以示例的方式參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，其中在附圖中：

圖1示出渦輪增壓器的截面圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖；

圖3a示出與圖2相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第三軸向位置；

圖3b示出與圖2相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第一軸向位置；

圖3c示出與圖2相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第一軸向位置，但位于圖3b中所示的位置的軸向內(nèi)側(cè)；

圖3d示出與圖2相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第二軸向位置；

圖4a示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第三軸向位置；

圖4b示出與圖4a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第一軸向位置；

圖4c示出與圖4a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第二軸向位置；

圖4d示出與圖4a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第四軸向位置；

圖5a示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第三軸向位置；

圖5b示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第一軸向位置；

圖5c示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第一軸向位置，但位于圖5b中所示的位置的軸向內(nèi)側(cè)：

圖5d示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第二軸向位置；

圖5e示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第六軸向位置；

圖5f示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第四軸向位置；

圖5g示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第四軸向位置，但位于圖5f中所示的位置的軸向內(nèi)側(cè)；以及

圖5h示出與圖5a相對(duì)應(yīng)的示意性截面圖，其中，可移動(dòng)的護(hù)板位于相對(duì)于渦輪的殼體的護(hù)面壁的第五軸向位置；

圖6示出了圖4a至圖4d示出的渦輪的一部分的環(huán)形套筒的周向截面的平面圖；

圖7示出了圖2中所示的旁路通道的放大的截面示意圖，其中，過(guò)濾器包括在旁路通道中；

圖8a至圖8c中的每一者示出了可能在圖7所示的旁路通道中使用的過(guò)濾器的不同設(shè)計(jì)的放大視圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖；以及

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，圖1示出了可變幾何渦輪增壓器，其包括由中心軸承殼體3互連的可變幾何渦輪機(jī)殼體1和壓縮機(jī)殼體2。渦輪增壓器軸4從渦輪殼體1通過(guò)軸承殼體3延伸到壓縮機(jī)殼體2。渦輪葉輪5安裝在軸4的一端上以在渦輪殼體1中旋轉(zhuǎn)，以及壓縮機(jī)葉輪6安裝在軸4的另一端以在壓縮機(jī)殼體2中旋轉(zhuǎn)。軸4圍繞位于軸承殼體3中的支承組件上的渦輪增壓器軸線4a旋轉(zhuǎn)。

渦輪殼體1限定入口渦殼7，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)500的氣體經(jīng)由排氣路徑501被傳輸至入口渦殼7(發(fā)動(dòng)機(jī)500和排氣路徑501示意性地在圖1中示出)。廢氣從入口渦殼7經(jīng)由環(huán)形入口通道9和渦輪葉輪5流動(dòng)到軸向出口通道8。入口通道9在一例上由可移動(dòng)的環(huán)形壁構(gòu)件11的徑向壁的面限定，包括環(huán)形護(hù)板12；以及在相對(duì)側(cè)上由第二壁構(gòu)件其(也被稱為噴嘴環(huán)10)限定，其形成面向環(huán)形護(hù)板12的入口通道9的壁。護(hù)板12限定了環(huán)形壁構(gòu)件11內(nèi)的環(huán)形凹部13。

噴嘴環(huán)10支撐一組周向和等距間隔的入口葉片14，入口葉片14的每一者在入口通道9上延伸。葉片14被定向成使流動(dòng)通過(guò)主入口通道9的氣體朝向渦輪葉輪5的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)環(huán)形護(hù)板12接近噴嘴環(huán)10時(shí)，葉片14通過(guò)護(hù)板12中合適被配置的狹槽而伸入到凹部13中。

環(huán)形壁構(gòu)件11的位置通過(guò)us5,868,552中所公開的類型的致動(dòng)器組件控制。致動(dòng)器(未示出)可操作以經(jīng)由致動(dòng)器輸出軸(未示出)調(diào)節(jié)環(huán)形壁構(gòu)件11的位置，其連接到軛15。軛15接著接合支撐環(huán)形壁構(gòu)件11的軸向延伸的致動(dòng)桿16。因此，通過(guò)合適地控制致動(dòng)器(其例如可以為氣動(dòng)、液動(dòng)或電動(dòng)的)，桿16的軸向位置并因此環(huán)形壁構(gòu)件11的軸向位置可被控制。渦輪葉輪5的速度取決于通過(guò)入口通道9的氣體的速度。對(duì)于固定質(zhì)量率的流動(dòng)到入口通道9中的氣體，氣體速度是入口通道9的寬度的函數(shù)，通過(guò)控制環(huán)形壁構(gòu)件11的軸向位置可以調(diào)節(jié)該寬度。對(duì)于固定質(zhì)量率的流動(dòng)到入口通道9中的氣體，一直到葉片14阻塞入口通道9的點(diǎn)，入口通道9的寬度越窄，通過(guò)入口通道9的氣體的速度越大。

圖1示出了完全打開的入口通道9。通過(guò)將環(huán)形壁構(gòu)件11的環(huán)形護(hù)板12朝向噴嘴環(huán)10移動(dòng)，入口通道9可被閉合到最小。當(dāng)環(huán)形壁構(gòu)件11的環(huán)形護(hù)板12和噴嘴環(huán)10之間的間隔最小時(shí)(從而入口通道最小)，則環(huán)形壁構(gòu)件14可被稱為處于閉合位置。

環(huán)形壁構(gòu)件11具有軸向延伸的徑向內(nèi)環(huán)形凸緣17和徑向外環(huán)形凸緣18，二者延伸到設(shè)置在渦輪殼體1中的環(huán)形腔19中。設(shè)置內(nèi)密封環(huán)20和外密封環(huán)21以將環(huán)形壁構(gòu)件11分別相對(duì)于環(huán)形腔19的內(nèi)環(huán)形表面和外環(huán)形表面密封，同時(shí)允許環(huán)形壁構(gòu)件11在環(huán)形腔19內(nèi)滑動(dòng)。內(nèi)密封環(huán)20被支撐在腔19的徑向內(nèi)環(huán)形表面中形成的環(huán)形凹槽內(nèi)，并且抵靠環(huán)形壁構(gòu)件11的內(nèi)環(huán)形凸緣17。外密封環(huán)20被支撐在腔19的徑向外環(huán)形表面中形成的環(huán)形凹槽內(nèi)，并且抵靠環(huán)形壁構(gòu)件11的外環(huán)形凸緣18。

從入口渦殼7到出口通道8的氣體流在渦輪葉輪5上流過(guò)，并且因此扭矩被施加到軸4上以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪6。壓縮機(jī)葉輪6在壓縮機(jī)殼體2中的旋轉(zhuǎn)對(duì)空氣入口22中存在的環(huán)境空氣加壓并且將加壓空氣傳輸至空氣出口渦殼23，加壓空氣從空氣出口渦殼23被供應(yīng)到內(nèi)燃機(jī)(未示出)。

參照?qǐng)D2，示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖。除了下文中所描述的不同之外，該實(shí)施方式的渦輪與圖1的渦輪相同。相同的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記但是增加了100。該實(shí)施方式的渦輪為渦輪增壓器(例如圖1示出的渦輪增壓器)的渦輪。

在圖2中示出的實(shí)施方式中，護(hù)罩112包括徑向內(nèi)軸向延伸的環(huán)形凸緣117和徑向外軸向延伸的環(huán)形凸緣118(類似于圖1中所示的那些護(hù)板12)。然而，圖2中所示的實(shí)施方式的外環(huán)形凸緣118短于形成圖1中示出的傳統(tǒng)布置的一部分的外環(huán)形凸緣18。

在內(nèi)環(huán)形凸緣117的外側(cè)端部處為徑向延伸凸緣125，其限定用于容納環(huán)形分割密封環(huán)127的環(huán)形凹槽126。密封環(huán)127的尺寸被設(shè)定成接觸圓柱套筒128的鄰近徑向內(nèi)表面，其從軸承殼體103軸向延伸到環(huán)形腔113，從而提供對(duì)密封環(huán)127和圓柱套筒128之間的液體流的限制。在這方面，密封環(huán)127和圓柱套筒128的徑向內(nèi)表面之間的接觸導(dǎo)致了大體的密封件，該密封件大體上防止了液體從密封環(huán)127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域中經(jīng)過(guò)密封環(huán)127到達(dá)密封環(huán)127的外側(cè)的位置(反之亦然)。

環(huán)形主入口通道109限定在噴嘴環(huán)110的徑向表面133和護(hù)板118的徑向壁135的相對(duì)的徑向表面134之間。

與圖1一樣，在圖2的布置中，噴嘴環(huán)110固定到渦輪殼體101。噴嘴環(huán)110支撐一組周向間隔開的入口葉片114，入口葉片114中的每一者在主入口通道109上延伸。

葉片114被定向成將氣體流在通過(guò)主入口通道109的方向上(或者箭頭x)朝向渦輪葉輪的旋轉(zhuǎn)方向(在圖2中未示出)上偏轉(zhuǎn)。當(dāng)環(huán)形護(hù)罩112接近于噴嘴環(huán)110時(shí)，葉片114伸出通過(guò)護(hù)罩112中的適當(dāng)布置的狹槽(未示出)。

如在圖2中看到，護(hù)罩112和軸承殼體113被布置成限定朝向渦輪葉輪以流入到護(hù)罩112后方的環(huán)形腔113中的氣流的路徑。這樣，氣體可以流過(guò)相對(duì)短的外環(huán)形凸緣118，以將相對(duì)高的渦輪前壓力傳遞到環(huán)112的后方。在替選實(shí)施方式中，護(hù)罩112可以包括相對(duì)長(zhǎng)的外環(huán)形凸緣，其可以通過(guò)密封環(huán)而相對(duì)于軸承殼體103密封，和由葉輪通道的外徑的護(hù)板上游限定的多個(gè)孔，以便于氣體流在渦輪前的壓力下流動(dòng)到環(huán)形腔113中。

輔助入口通道190將環(huán)形環(huán)127的軸向外側(cè)的腔113的區(qū)域流體連接到渦輪葉輪。輔助入口通道190布置成從腔113通過(guò)輔助入口通道190到達(dá)渦輪葉輪的液流繞過(guò)入口葉片114。

多個(gè)周向分布的旁路通道150的形式的旁路布置設(shè)置在圓柱套筒128內(nèi)。每一旁路通道150從入口旁路端口151延伸到出口旁路端口152，入口旁路端口151和出口旁路端口152彼此徑向間隔開并且設(shè)置在環(huán)形套筒128的鄰近于密封件127的所述徑向內(nèi)表面中。入口旁路端口151和出口旁路端口152中的每一者都具有與環(huán)形密封件127大體相同的軸向程度。

旁路通道150在周向方向上分布并且大體彼此周向?qū)R。

每一旁路通道150包括入口通道154和出口通道155，入口通道154將入口端口151流體連接到旁路腔室157，而出口通道155將旁路腔室流體連接到出口旁路端口152。出口旁路端口152與入口端口151在軸向外側(cè)方向上軸向間隔開。

旁路腔室157沿著環(huán)形套筒128的軸向長(zhǎng)度的中間、在軸向方向上延伸。旁路腔室157也沿著環(huán)形套筒128的圓周的中間、在周向方向上延伸。

類似地，入口旁路端口151和出口旁路端口152具有環(huán)形截面形狀，其沿著套筒128的徑向內(nèi)表面的圓周的中間、在周向方向上延伸(見(jiàn)圖6)。因此，入口旁路端口151和出口旁路端口152、入口通道154和出口通道155和旁路腔室157的每一者都為沿著環(huán)形套筒128的圓周的中間、在周向方向上延伸的環(huán)形。

如在下文中更詳盡地描述的，旁路通道150和環(huán)形密封件127被布置成：隨著護(hù)罩112軸向移動(dòng)，環(huán)形密封件127相對(duì)于入口旁路端口151和出口旁路端口152軸向移動(dòng)，從而改變從環(huán)形密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域中通過(guò)旁路通道150到輔助入口通道190的流量的程度。

再次參照?qǐng)D2，另一分割密封環(huán)130設(shè)置在內(nèi)環(huán)形凸緣117和軸承殼體103的軸向延伸壁131之間，其部分地限定了護(hù)罩112安裝在其中的環(huán)形腔113。

在圖2中示出的實(shí)施方式中，壁131限定了用于容納密封環(huán)130的環(huán)形凹槽132，從而護(hù)罩112的內(nèi)環(huán)形凸緣117在護(hù)罩112的軸向移位期間在密封環(huán)130的徑向外邊緣上延伸。密封環(huán)130的徑向范圍被選擇成在密封環(huán)130和內(nèi)環(huán)形凸緣117之間限定預(yù)定的徑向間隙。該密封布置被配置成限定密封環(huán)130上的、從密封環(huán)130的內(nèi)側(cè)到密封環(huán)130的外側(cè)的泄露流路徑，以使得輔助入口通道190與渦輪葉輪流體連通。

在替選實(shí)施方式中，密封環(huán)130可被省略。

具體地說(shuō)，參照?qǐng)D3a至圖3d，順序示出了對(duì)應(yīng)于圖2的示意性截面圖，但是可移動(dòng)的護(hù)罩112向前移動(dòng)到更接近于噴嘴環(huán)110的徑向壁的護(hù)面徑向表面133。

更詳細(xì)地說(shuō)，在圖3a中，可移動(dòng)的護(hù)罩112相對(duì)于噴嘴環(huán)110的護(hù)面徑向表面133處于第三位置。在該位置，徑向延伸的凸緣125被軸向定位成使得環(huán)形密封件127設(shè)置在旁路通道150的出口端口152的軸向外側(cè)。在這方面，環(huán)形環(huán)127的軸向內(nèi)側(cè)和軸向外側(cè)設(shè)置在出口端口152的軸向外側(cè)。當(dāng)密封件127在該第三位置時(shí)，大體上防止液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通到密封件127的外側(cè)的腔113的區(qū)域中，并因此大體上防止液流通到輔助入口通道190中。因此，大體上防止液流繞過(guò)主入口通道109，并因此防止液流繞過(guò)葉片114(液流的路徑通過(guò)箭頭f示出)。

當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第三位置時(shí)，其可以占據(jù)任何軸向位置，在該位置其大體上覆蓋了出口旁路端口152，或設(shè)置在出口旁路端口152的軸向外側(cè)，從而其大體防止液流從旁路通道150通到密封件127的軸向外側(cè)進(jìn)而到達(dá)輔助入口通道190。在該第三位置，密封件127可以部分地覆蓋出口端口152，其中密封件127的外側(cè)位于出口旁路端口152的外側(cè)的軸向外側(cè)，從而大體防止液流從出口端口152通到密封件127的軸向外側(cè)。

參照?qǐng)D3b，示出可移動(dòng)的護(hù)罩112處于相對(duì)于噴嘴環(huán)110的護(hù)面表面133的第一軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112在該軸向位置時(shí)，徑向延伸凸緣125和環(huán)形密封件127軸向位于旁路通道150的入口端口151和出口端口152之間，從而入口端口151和出口端口152至少部分地暴露，從而允許液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域中通過(guò)旁路通道150到達(dá)輔助入口通道190并且到達(dá)渦輪葉輪105，由此繞過(guò)主入口通道109，并因此繞過(guò)入口導(dǎo)向葉片114(液流的路徑由箭頭f示出)。

類似地，在圖3c中，同樣示出密封件127處于替選第一軸向位置，在該位置，密封件127設(shè)置在其在圖3b示出的位置的稍微軸向內(nèi)側(cè)。在圖3c示出的位置，入口端口151被密封件127部分覆蓋并且出口端口152被完全暴露，其中密封件127設(shè)置在出口端口152的軸向內(nèi)側(cè)。入口端口151暴露到足夠的程度以允許液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通過(guò)入口端口151和通過(guò)旁路端口150到達(dá)輔助入口端口157并且到達(dá)渦輪葉輪150，由此繞過(guò)主入口通道109和入口導(dǎo)向葉片114。

可以理解的是，當(dāng)護(hù)罩112處于其第一位置時(shí)，其可以占據(jù)一定范圍的軸向位置，其中其設(shè)置在入口端口151和出口端口152之間，而其不會(huì)覆蓋(或者僅僅部分地覆蓋)入口端口151和/或出口端口152以使得液流可以從腔113通過(guò)旁路通道150到達(dá)輔助入口通道157。

參照?qǐng)D3d，示出護(hù)罩112處于第二軸向位置。當(dāng)護(hù)板在該第二軸向位置時(shí)，其設(shè)置在當(dāng)其處于第三軸向位置時(shí)的位置的軸向內(nèi)側(cè)(如圖3b和圖3c所示)。在這方面，當(dāng)護(hù)罩112處于第三位置時(shí)，環(huán)形密封件127設(shè)置在當(dāng)護(hù)罩112處于第三軸向位置時(shí)的位置的軸向內(nèi)側(cè)。

當(dāng)護(hù)罩112處于第二軸向位置時(shí)，其設(shè)置在旁路通道150的入口端口151的軸向內(nèi)側(cè)。在這方面，密封件127的軸向內(nèi)側(cè)和軸向外側(cè)設(shè)置在旁路通道150的入口端口151的軸向內(nèi)側(cè)。在該位置，密封件127大體上防止液流從腔113經(jīng)過(guò)密封件127到達(dá)輔助入口通道190。可以理解的是，在該位置，沒(méi)有液流從腔113經(jīng)過(guò)旁路通道150。

當(dāng)護(hù)罩112處于第二軸向位置時(shí)，密封件127可以軸向地定位成使得其大體上覆蓋或者至少部分地覆蓋旁路通道150的入口旁路端口151、或設(shè)置在旁路通道150的入口旁路端口151的軸向內(nèi)側(cè)，從而液流不會(huì)從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域中通到輔助入口通道190中。因此，可以理解的是，當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第二軸向位置時(shí)，其可以占據(jù)一定范圍的軸向位置。

因此，可移動(dòng)的護(hù)罩112相對(duì)于噴嘴環(huán)110的護(hù)面壁133而在第一配置和第二配置之間軸向移動(dòng)，其中，在第一配置，密封件127相對(duì)于入口旁路端口151和出口旁路端口152定位成使得液流可以經(jīng)由旁路通道150從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通到輔助入口通道190，而在第二配置，密封件127相對(duì)于入口旁路端口151和出口旁路端口152定位成使得可以大體上防止液流經(jīng)由旁路通道150從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通到輔助入口通道190。

當(dāng)護(hù)罩112處于第一配置時(shí)，其處于第一軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于第二配置時(shí)，其處于第二或者第三軸向位置。

上述的實(shí)施方式的旁路布置是有利的，這在于可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置確定了旁路液流的等級(jí)，即從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域沿著輔助入口通道190而到達(dá)渦輪葉輪的液流的量。旁路液流提供了渦輪的效率的降低，這是因?yàn)榕月芬毫鞅韧ㄟ^(guò)主入口通道109而到達(dá)渦輪葉輪的廢氣流做更少的工。在這方面，通過(guò)主入口通道109的液流被葉片114以正切方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這使得液流做更多的工。因此，旁路液流引起了渦輪的效率的降低和壓縮機(jī)流出壓力的相應(yīng)下降，以及伴隨的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力的下降。

入口旁路端口151和出口旁路端口152的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低，從而在廢氣加熱和/或熱再生期間，否則會(huì)在小的入口寬度時(shí)實(shí)現(xiàn)的高的增壓得以降低。這防止了到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流的增加，其可抵消限制的影響，并且因此降低所期望的加熱效果。因此，上述的旁路布置可允許改善的廢氣加熱和/或熱再生。

而且，入口旁路端口151和出口旁路端口152的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的護(hù)罩112的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低，從而在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間，否則會(huì)在小的入口寬度時(shí)實(shí)現(xiàn)的高的增壓得以降低。這避免了氣缸壓力接近或超過(guò)可接受的限制。因此，上述旁路布置可以允許改善的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

由于旁路液流的范圍可根據(jù)可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置而改變，因此效率的降低可根據(jù)可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置而改變。

通過(guò)這種方式提供具有軸向方向上彼此間隔開的入口通道151和出口通道152的旁路通道150允許在更大的程度上控制旁路液流的等級(jí)(與其它方式相比)。

在這方面，當(dāng)旁路通道150設(shè)置在套筒128中并且密封件127安裝至可移動(dòng)的護(hù)罩112時(shí)，隨著可移動(dòng)的護(hù)罩112往內(nèi)側(cè)(從完全打開位置)移動(dòng)，密封件127移動(dòng)到出口旁路端口152的內(nèi)側(cè)，由此“打開”出口旁路端口152，即允許液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)旁路入口端口151和通過(guò)旁路通道150并且從出口旁路端口152出來(lái)，到達(dá)輔助入口通道。一旦密封件127的外側(cè)經(jīng)過(guò)出口旁路端口152的內(nèi)側(cè)，則出口旁路端口152完全“打開”。這是圖3中示出的位置。在該位置，旁路液流的量處于最大值。

隨著密封件127繼續(xù)相對(duì)于入口旁路端口151和出口旁路端口152往內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)，其開始“閉合”入口旁路端口151，即減少可以通過(guò)入口旁路端口151而進(jìn)入到旁路通道150的液流。

因此，隨著可移動(dòng)的護(hù)罩112往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，根據(jù)可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置，在出口端口152已經(jīng)完全打開之后，這允許旁路液流的等級(jí)被控制。

這是特別有利的，因?yàn)樵谝恍┣闆r下，針對(duì)可移動(dòng)的護(hù)罩112的某些軸向位置(即，入口通道的某寬度)可能需要將旁路液流的等級(jí)增大到最大值，之后隨著可移動(dòng)的護(hù)罩112從該位置往內(nèi)側(cè)移動(dòng)(即，因?yàn)槿肟谕ǖ赖膶挾葴p小)需要將該等級(jí)再次減小。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間，可能需要在非常小的入口通道的寬度減小旁路的等級(jí)，從而允許產(chǎn)生足夠用于使得發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)的背壓。

此外，通過(guò)改變?nèi)肟谂月范丝?51和出口旁路端口152的軸向間距，旁路液流的等級(jí)可被“調(diào)諧”到特定操作條件，即通過(guò)在可移動(dòng)的護(hù)罩112的每一軸向位置處提供所需的旁路液流的等級(jí)。

此外，入口端口152的截面面積和軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的護(hù)罩112的某些軸向位置處控制旁路液流的等級(jí)。

而且，旁路布置消除了對(duì)旁路閥門(例如，排氣門)的需求(否則可能需要該旁路閥門來(lái)改變渦輪的效率)。該閥門可能需要龐大和成本很高的致動(dòng)器來(lái)操作。上述布置因此消除了用于任何該種閥門或致動(dòng)器的需求。

此外，在同一表面中提供入口旁路端口151和出口旁路端口152有利地提供了相對(duì)緊湊的旁路布置，因?yàn)闆](méi)有必要使得旁路通道150通過(guò)套筒128的徑向厚度(即，旁路通道在徑向方向上延伸，在設(shè)置在套筒128的徑向內(nèi)表面和徑向外表面上的入口端口和出口端口之間)。

參照?qǐng)D4a至圖4d，示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖，其中護(hù)罩112逐步朝向噴嘴環(huán)110的護(hù)面徑向表面133移動(dòng)。除了下文中描述的不同之外，渦輪的第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式相同。相應(yīng)的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。

第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式不同在于，旁路通道150位于其在第一實(shí)施方式中所在位置的軸向外側(cè)的位置。此外，以一組環(huán)形旁路狹槽160的形式的第二旁路布置設(shè)置在套筒128的軸向內(nèi)側(cè)端部處。狹槽160分布在周向方向上(見(jiàn)圖6)。

每一狹槽160沿著環(huán)形套筒128的軸向范圍的中間、在軸向方向上延伸。每一狹槽160延伸通過(guò)套筒128的徑向厚度，從而其徑向外端與腔氣體連通。每一狹槽160在內(nèi)側(cè)上軸向延伸到套筒128的軸向內(nèi)側(cè)端部，從而套筒128具有開放的內(nèi)側(cè)端部。因此，液流能夠從腔113通過(guò)套筒128的開放的端部到達(dá)狹槽160中。狹槽160沿著環(huán)形套筒128的圓周在周向方向上部分地延伸(如圖6所示)。

可移動(dòng)的護(hù)罩112移動(dòng)到與第一實(shí)施方式中所描述的位置相應(yīng)的位置。在這方面，在圖4a中，可移動(dòng)的護(hù)罩112相對(duì)于噴嘴環(huán)110的護(hù)面徑向表面133處于所示第三位置。在該位置，徑向延伸的凸緣125軸向定位成使得環(huán)形密封件127軸向設(shè)置在旁路通道150的出口端口152的軸向外側(cè)。在該方面中，環(huán)形密封件127的軸向內(nèi)側(cè)和軸向外側(cè)軸向地設(shè)置在出口端口152的外側(cè)。當(dāng)密封件127處于該第三位置時(shí)，大體上防止液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔133的區(qū)域到達(dá)輔助入口通道190，即到達(dá)密封件127的外側(cè)的腔113的區(qū)域中。因此，大體上防止了液流繞過(guò)葉片114。

當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第三位置時(shí)，其可以占據(jù)任何軸向位置，在該位置，其大體上覆蓋出口旁路端口152，或其設(shè)置在出口旁路端口152的軸向外側(cè)，從而大體上防止液流從旁路通道150到達(dá)密封件127的軸向外側(cè)并到達(dá)輔助入口通道190。在該第三位置，密封件127可以部分地覆蓋出口端口152，其中密封件127的外側(cè)設(shè)置在出口端口152的外側(cè)的軸向外側(cè)，從而大體上防止液流從出口端口152到達(dá)密封件127的軸向外側(cè)。

參照?qǐng)D4b，示出護(hù)板處于所示第二軸向位置。在該位置，密封件127軸向上位于旁路通道150的入口端口151和出口端口152之間，使得入口端口151和出口端口152大體上完全地暴露，從而允許液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域經(jīng)過(guò)旁路通道150而到達(dá)輔助入口通道190，并且到達(dá)渦輪通道105，由此繞過(guò)入口導(dǎo)向葉片114。

與第一實(shí)施方式一樣，當(dāng)護(hù)罩112處于第一位置時(shí)，其可以占據(jù)一定范圍的軸向位置，其中其設(shè)置在入口端口151和出口端口152之間，以使得其不會(huì)覆蓋、或僅僅部分地覆蓋入口端口151和出口端口152，從而液流可以從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域經(jīng)過(guò)旁路通道150而到達(dá)輔助入口通道190。

參照?qǐng)D4c，示出護(hù)罩112處于所示的第二軸向位置。在該位置，環(huán)形密封件127設(shè)置在當(dāng)護(hù)罩112在該第三軸向位置時(shí)其位置的軸向內(nèi)側(cè)。

當(dāng)護(hù)罩112處于該第二軸向位置時(shí)，其設(shè)置在旁路通道150的入口端部151的軸向內(nèi)側(cè)。在這方面，密封件的軸向內(nèi)側(cè)和軸向外側(cè)設(shè)置在旁路通道150的入口端口151的軸向內(nèi)側(cè)。在該位置，密封件大體上防止液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域經(jīng)過(guò)密封件127而到達(dá)輔助入口通道190。

當(dāng)護(hù)罩112處于該第二軸向位置時(shí)，密封件127可以軸向地定位成使得其大體上覆蓋或至少部分地覆蓋旁路通道150的入口旁路端口151、或設(shè)置在旁路通道150的入口旁路端口151的軸向內(nèi)側(cè)，從而液流不會(huì)從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域經(jīng)過(guò)到達(dá)輔助入口通道190。因此，可以理解的是，當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第二軸向位置時(shí)，其可以占據(jù)一定范圍的軸向位置。

與第一實(shí)施方式一樣，旁路通道150的入口旁路端口151和出口旁路端口152的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低，從而提供改善的廢氣加熱和/或熱再生、或者改善的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

參照?qǐng)D4d，示出護(hù)罩112處于第四軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于該第四軸向位置時(shí)，其設(shè)置在當(dāng)其處于第三軸向位置時(shí)其位置的軸向內(nèi)側(cè)。當(dāng)護(hù)罩112處于該第四軸向位置時(shí)，密封件127設(shè)置成使得其軸向外側(cè)端部位于狹槽160的軸向外側(cè)端部的軸向內(nèi)側(cè)。因此，液流能夠從凹部160的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通過(guò)狹槽160經(jīng)過(guò)密封件127而到達(dá)密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域中，并通過(guò)輔助入口通道157而到達(dá)渦輪葉輪，由此繞過(guò)入口導(dǎo)向葉片114。

當(dāng)護(hù)罩112處于第一配置時(shí)，其處于第一軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于第二配置時(shí)，其處于第二軸向位置或者第三軸向位置。

護(hù)罩112可以在相對(duì)于噴嘴環(huán)的護(hù)面壁而在第三配置和第四配置之間軸向移動(dòng)，其中在第三配置，密封件相對(duì)于第二旁路特征(在該實(shí)施方式中為凹部160)定位成使得液流可以從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通過(guò)第二旁路特征的旁路液流路徑到達(dá)輔助入口通道190，并且在第四配置，密封件127相對(duì)于第二旁路特征定位成使得大體上防止液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域經(jīng)由旁路液流路徑而通到輔助入口通道190。

當(dāng)護(hù)罩112處于第三配置時(shí)，其處于第四軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于第四配置時(shí)，其處于第二軸向位置。

在該實(shí)施方式中，旁路通道150的入口旁路端口151和出口旁路端口152的軸向位置被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低以提供改善的廢氣加熱和/或熱再生。

狹槽160的軸向位置被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低以提供改善的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

在廢氣加熱和/或熱再生期間的可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置位于在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間的可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置的外側(cè)，即入口通道109在廢氣加熱和/或熱再生期間比在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間更大。在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間，可移動(dòng)的護(hù)罩112可移動(dòng)到入口通道109的寬度最小(其可能為0)的位置，其中可移動(dòng)的護(hù)罩112的徑向壁鄰接殼體的護(hù)面壁133。

參照?qǐng)D5a至圖5h，示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的一部分的示意性截面圖，其中護(hù)罩112逐步朝向噴嘴環(huán)110的護(hù)面徑向表面133移動(dòng)。除了下文中所描述的不同之外，第三實(shí)施方式的渦輪與第二實(shí)施方式的渦輪相同。相同的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。

第三實(shí)施方式與第二實(shí)施方式不同之處在于，每一旁路凹部160被第二旁路通道170替代。在這方面，每一旁路通道150形成第一旁路通道并且每一旁路通道170形成第二旁路通道。第二旁路通道170設(shè)置在第一旁路通道150的軸向內(nèi)側(cè)，并且位于環(huán)形套筒128的端部的稍微軸向外側(cè)。第二旁路通道170在周向方向上分布，并且彼此大體上在軸向上對(duì)齊。

每一第二旁路通道170的結(jié)構(gòu)大體與每一第一旁路通道150的結(jié)構(gòu)相同。在這方面，每一第二旁路通道170從入口旁路端口171延伸到出口旁路端口172，入口旁路端口171和出口旁路端口172彼此軸向間隔開，并且設(shè)置在環(huán)形套筒128的鄰近密封件127的表面。每一入口旁路端口171和出口旁路端口172與環(huán)形密封件127具有大體上相同的軸向范圍。

每一第二旁路通道170包括入口通道174和出口通道175，入口通道174將入口端口171流體連通到旁路腔室177，而出口通道175將旁路腔室177流體連通到出口旁路端口172。出口旁路端口172在軸向外側(cè)方向上與入口旁路端口171軸向間隔開。

旁路腔室177沿著環(huán)形套筒128的軸向長(zhǎng)度的中間、在軸向方向上延伸。旁路腔室177也沿著環(huán)形套筒128的圓周的中間、在周向方向上延伸。

與第二實(shí)施方式一樣，如圖5a、圖5b和圖5c(圖5b和圖5c示出了護(hù)罩112的不同軸向位置，其中其處于所述第一位置)以及圖5d所示，護(hù)罩112可分別地相對(duì)于噴嘴環(huán)110的護(hù)面徑向表面133移動(dòng)到第三位置、第一位置和第二位置。這些位置分別對(duì)應(yīng)于圖4a、圖4b和圖4c中所示的位置。

參照?qǐng)D5e，其示出可移動(dòng)的護(hù)罩112相對(duì)于噴嘴環(huán)110的護(hù)面徑向表面133處于第六軸向位置。在該位置，環(huán)形密封件127設(shè)置在當(dāng)其處于第二軸向位置時(shí)的軸向內(nèi)側(cè)。

在第六位置，徑向延伸的凸緣125軸向地定位成使得環(huán)形密封件127設(shè)置成其部分地重疊第二旁路通道170的出口端口172，其中密封件127的軸向外側(cè)設(shè)置在出口端口172的軸向外側(cè)的軸向外側(cè)。在這方面，大體上防止了液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域到達(dá)密封件127的外側(cè)的腔113的區(qū)域，并因此到達(dá)輔助入口通道190。因此，大體上防止了液流繞過(guò)導(dǎo)向葉片114。

當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第六位置時(shí)，其可以占據(jù)任何大體上覆蓋了出口旁路端口172的軸向位置，或設(shè)置在出口旁路端口172的軸向外側(cè)，從而大體上防止液流從旁路通道170通到密封件127的軸向外側(cè)，進(jìn)而到達(dá)輔助入口通道190。在該第六位置，密封件127可以部分地覆蓋出口端口172，其中密封件127的外側(cè)設(shè)置在出口端口172的外側(cè)的軸向外側(cè)，從而大體上防止液流從出口端口172通到密封件127的軸向外側(cè)。

參照?qǐng)D5f，其示出可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第四軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112在該軸向位置時(shí)，徑向延伸凸緣125定位成使得環(huán)形密封件127軸向位于第二旁路通道170的入口端口171和出口端口172之間，從而使得入口端口171和出口端口172大體上完全地暴露，從而允許液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通過(guò)第二旁路通道170而到達(dá)輔助入口通道190并到達(dá)渦輪葉輪105，由此繞過(guò)入口導(dǎo)向葉片114。

類似地，在圖5g中，示出密封件127處于替選的第四軸向位置，在該位置，密封件127設(shè)置在圖5f中示出的其位置的稍微軸向內(nèi)側(cè)。在圖5g中示出的位置，入口端口171被密封件127部分覆蓋并且出口端口172完全地暴露，其中密封件127設(shè)置在出口端口172的軸向內(nèi)側(cè)。入口端口172暴露到足夠的程度以允許液流從密封件127的軸向內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通過(guò)入口端口171、通過(guò)第二旁路端口170、通過(guò)出口端口172出來(lái)而到達(dá)輔助入口通道190。

可以理解的是，當(dāng)護(hù)罩112處于其第四位置時(shí)，其可以占據(jù)一定范圍的軸向位置，其中其設(shè)置在入口端口171和出口端口172之間，使得其不會(huì)覆蓋(或者僅僅部分地覆蓋)入口旁路端口171和/或出口旁路端口172，從而液流可以從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通過(guò)旁路通道170而到達(dá)輔助入口通道190。

參照?qǐng)D5h，其示出可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第五軸向位置。在第五軸向位置，可移動(dòng)的護(hù)罩112被軸向定位成使得環(huán)形密封件127設(shè)置在第二旁路通道170的入口端口171的軸向外側(cè)。在這方面，密封件127的軸向內(nèi)側(cè)端部和軸向外側(cè)端部設(shè)置在入口端部171的外側(cè)端部的軸向外側(cè)。

當(dāng)護(hù)罩112處于第五軸向位置時(shí)，其設(shè)置在第二旁路通道170的入口端口171的軸向內(nèi)側(cè)。在這方面，密封件127的軸向內(nèi)側(cè)和軸向外側(cè)設(shè)置在第二旁路通道170的入口端口171的軸向內(nèi)側(cè)。在該位置，密封件127大體上防止液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域經(jīng)過(guò)密封件127到達(dá)輔助入口通道190。可以理解的是，在該位置，沒(méi)有液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113區(qū)域經(jīng)過(guò)旁路通道170。因此，沒(méi)有液流繞過(guò)入口導(dǎo)向葉片114。

當(dāng)護(hù)罩112處于第五軸向位置時(shí)，密封件127可以軸向地定位成其大體上覆蓋或者至少部分地覆蓋第二旁路通道170的入口旁路端口171、或設(shè)置在第二旁路通道170的入口旁路端口171的軸向內(nèi)側(cè)，以使得液流不會(huì)從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔113的區(qū)域通到輔助入口通道190中。因此，可以理解的是，當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112處于第五軸向位置時(shí)，其可以占據(jù)一定范圍的軸向位置。

當(dāng)護(hù)罩112處于第一配置時(shí)，其處于第一軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于其第二配置時(shí)，其處于第二軸向位置或者第三軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于第三配置時(shí)，其處于第四軸向位置。當(dāng)護(hù)罩112處于其第四配置時(shí)，其處于第五軸向位置或者第六軸向位置。

在廢氣加熱模式中，發(fā)動(dòng)機(jī)500在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模式下操作，并且可移動(dòng)的護(hù)罩112往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，以將入口通道109閉合到比適于正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的最小寬度更小的最小寬度。在該“廢氣加熱模式”中操作的大體原理是：對(duì)于給定燃料供應(yīng)等級(jí)，減少通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流的量(但保持足夠的氣流以用于燃燒)，以便提高廢氣溫度。這在當(dāng)存在催化廢氣后處理系統(tǒng)時(shí)特別有用。

在熱再生模式中，可移動(dòng)的護(hù)罩112往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，以將入口通道109閉合到比適于正常發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的最小寬度更小的最小寬度，將廢氣加熱到其可以將形成的不期望的積累物燒盡的溫度。

第一旁路通道150的入口旁路端口151和出口旁路端口152的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低，以提供改善的廢氣加熱和/或熱再生。

在使用時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在熱再生模式或廢氣加熱模式下操作，護(hù)罩112在第一配置和第二配置之間移動(dòng)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式下，沒(méi)有燃料被供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)500以用于燃燒，并且相較于在正常的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火模式操作范圍內(nèi)的入口通道的面積，入口通道109減小到較小的面積。在這方面中，可移動(dòng)的護(hù)罩112往內(nèi)側(cè)移動(dòng)以將渦輪入口通道109“封閉”到最小流動(dòng)面積。在“完全閉合”位置，在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)模式中，可移動(dòng)的護(hù)罩112可以在一些情況下圍繞入口通道的護(hù)面壁133。

在廢氣加熱和/或熱再生期間的可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置為在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間的可移動(dòng)的護(hù)罩112的軸向位置的外側(cè)，即在廢氣加熱和/或熱再生期間入口通道109的寬度大于在發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)期間的寬度。

第二旁路通道170的入口旁路端口171和出口旁路端口172的軸向位置可被選擇成在可移動(dòng)的壁構(gòu)件的某些軸向位置(在入口通道的某寬度處)提供效率降低，從而提供改善的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。

在使用時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)制動(dòng)模式下操作，可移動(dòng)的護(hù)罩112在第三配置和第四配置之間移動(dòng)。

參照?qǐng)D7，示出了圖2中所示的旁路通道150的放大的示意性軸向截面圖，其中顆粒過(guò)濾器600設(shè)置在旁路通道150中。

顆粒過(guò)濾器600包括dpf材料塊601。dpf材料塊601捕獲流動(dòng)通過(guò)旁路通道150的顆粒物，并且之后便于將顆粒物氧化成相對(duì)無(wú)害的氣態(tài)二氧化碳和水，同時(shí)dpf塊601內(nèi)的溫度足夠高(例如，在等于或大于200℃)以支持氧化過(guò)程。在某些應(yīng)用中，可以設(shè)想，在渦輪的操作期間，dpf材料將幾乎總是處于足夠高的溫度以使得氧化過(guò)程能夠進(jìn)行。在該應(yīng)用中，可以設(shè)想，dpf催化劑將繼續(xù)將顆粒物轉(zhuǎn)換為氣態(tài)二氧化碳和水，其然后可以容易地逸出旁路通道150，經(jīng)過(guò)渦輪并且逸出渦輪增壓器出口，由此避免在渦輪內(nèi)形成顆粒沉積的潛在有害效果。

dpf材料塊601包括碳化硅蜂窩支架，其具有沉積在支架上的鉑層和基本金屬催化劑層?？梢岳斫獾氖?，這只是可以使用的材料的一個(gè)例子。其它合適的催化材料可以基于康寧堇青石(corningcordierite)，其中摻入不同量的鉑和基本金屬氧化物、燒結(jié)金屬材料或摻入金屬箔基材的過(guò)濾器，例如由博薩爾(英國(guó))有限公司(bosal(uk)ltd)銷售的柴油氧化過(guò)濾器，其摻雜了堆疊波紋金屬流動(dòng)基板。此外，催化材料可以包含一種或多種堿金屬(例如鉀、銫等)、堿土金屬(例如鎂、鍶等)、過(guò)渡金屬、鑭系元素或錒系元素(例如鐵、鈷、鈰等)或化合物(例如氧化物、硝酸鹽等)或其組合。例如，dpf材料可以包括選自包括以下的組的化合物或合金：mgo、ceo2、co3o4、sr(no3)2、co-sr、co-sr-k、co-kno3-zro2、k2ti2o5、co-zro2等。

在其中顆粒過(guò)濾器的操作溫度通常足夠高以便于顆粒物的空氣氧化的應(yīng)用中，顆粒過(guò)濾器可能不需要被提供有催化劑，而是可以僅僅包括表面積足夠大的材料以允許進(jìn)行空氣氧化。當(dāng)大表面積的材料的操作溫度超過(guò)顆粒物的燃燒溫度時(shí)，保留在大表面積的材料中的顆粒物將燃盡并且被氧化成氣態(tài)廢物，該氣態(tài)廢物然后可容易地逸出渦輪出口。大表面積的材料可以由任何合適的材料形成，例如絲網(wǎng)、纖維網(wǎng)、一種或多種燒結(jié)粉末、諸如不銹鋼的鐵基合金，諸如哈斯特洛伊合金(hastaloy)的鎳基合金和/或諸如鎂基堇青石狀材料的陶瓷。

用在顆粒過(guò)濾器中的材料的密度可被選擇成適于特定應(yīng)用。可以設(shè)想，如果例如絲網(wǎng)用在不包含催化劑的顆粒過(guò)濾器中，則大約20％到50％、更優(yōu)選地大約35％的密度的絲網(wǎng)可能是合適的。如果使用了絲材料或纖維材料，則該材料的厚度和長(zhǎng)度可被選擇以適于特定的應(yīng)用。作為示例，線/纖維可以具有達(dá)大約幾毫米或更多的厚度并且可以具有達(dá)大約10米到60米或更多的長(zhǎng)度。特別優(yōu)選的尺寸為大約0.1mm到0.5mm的厚度，更優(yōu)選地在大約0.15mm到0.35mm的厚度，并且在大約20m到50m的長(zhǎng)度，更優(yōu)選地大約30m到40m的長(zhǎng)度，并且最優(yōu)選地大約37m的長(zhǎng)度。例如如果使用鋼線，則37m的0.35mm的線可以提供以下的過(guò)濾器：該過(guò)濾器具有大約35,000-45,000mm²的表面積，大約3,000-4,000mm³的體積以及大約25g到35g的重量。例如，這樣的過(guò)濾器可以適用于用在具有大約80mm到90mm的直徑的渦輪葉輪中。有利的是，相對(duì)于渦輪葉輪的直徑的改變調(diào)整所使用的線/纖維的物理特性，以允許適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)過(guò)濾器以用于之前已被使用和測(cè)試的更大或小的渦輪葉輪中。盡管本發(fā)明的發(fā)明人不期望被任何特定的理論束縛，預(yù)計(jì)的是，實(shí)現(xiàn)該目的的一種方式可能是將過(guò)濾器材料的重量或體積按渦輪葉輪直徑的立方縮放，和/或?qū)⑦^(guò)濾器材料的表面積按渦輪葉輪直徑的平方縮放。可以理解的是，在高振動(dòng)環(huán)境下用于顆粒過(guò)濾器的材料的機(jī)械性能將是選擇合適材料或材料組合的重要考慮因素。

圖7中示出的過(guò)濾器600以放大視圖的形式示出在圖8a中。圖8b示出了過(guò)濾器600的替選設(shè)計(jì)，其中dpf材料塊設(shè)置有跨越區(qū)域的切口603，在該區(qū)域來(lái)自入口通道154的液流進(jìn)入到旁路腔室157。這有利地增大了在該區(qū)域中的dpf材料601的表面積，改善了dpf材料601的過(guò)濾效果。

參照?qǐng)D8c，示出了過(guò)濾器的另一替選設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，使用了涂覆有鉑鍍層的不銹鋼網(wǎng)601’來(lái)替代dpf材料塊601。dpf材料網(wǎng)601’容納在金屬框架602內(nèi)，其被壓入配合到旁路腔室157中(例如，到環(huán)繞旁路腔室157的合適的凸緣中)?？梢岳斫獾氖?，每一設(shè)計(jì)中的過(guò)濾器601可以任何合適的方式安裝到旁路腔室157中。

過(guò)濾器601、601’可以另外地或可替選地設(shè)置在第二旁路通道170中(如第一旁路通道150那樣)。

參照?qǐng)D9，示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖。除了下文中所述的不同之外，該實(shí)施方式與圖2至圖3d中示出的實(shí)施方式相同。相應(yīng)的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。

在該實(shí)施方式中，對(duì)于每一旁路通道150，入口通道154和出口通道155設(shè)置在套筒128內(nèi)，其中旁路通道157設(shè)置在軸承殼體103內(nèi)。另外，或可替選地，對(duì)應(yīng)的布置可以用于第二旁路通道170。

參照?qǐng)D10，示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方式的渦輪的一部分的示意性截面圖。除了下文中所述的不同之外，該實(shí)施方式與圖2至圖3d中示出的實(shí)施方式相同。相應(yīng)的特征被賦予相同的附圖標(biāo)記。

在該實(shí)施方式中，設(shè)置在可移動(dòng)的護(hù)罩112內(nèi)的旁路通道150是可移動(dòng)的，其中入口端口151和出口端口152設(shè)置在可移動(dòng)的護(hù)罩112的鄰近于套筒128的相對(duì)表面的表面中。密封件127安裝在套筒128的所述相對(duì)表面中的腔內(nèi)。

可以理解的是，通過(guò)該實(shí)施方式獲得了與第一實(shí)施方式相同的優(yōu)點(diǎn)。然而，在該情況下，當(dāng)可移動(dòng)的護(hù)罩112從完全打開位置往內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)，入口旁路端口151往密封件127的內(nèi)側(cè)移動(dòng)，由此“打開”入口旁路端口151，即允許液流從密封件127的內(nèi)側(cè)的腔的區(qū)域通過(guò)旁路入口端口151、通過(guò)旁路通道150并且從旁路出口端口152出來(lái)而到達(dá)輔助入口通道中。一旦旁路入口端口151的外側(cè)經(jīng)過(guò)密封件127的內(nèi)側(cè)，則入口旁路端口完全“打開”。

隨著出口旁路端口152繼續(xù)往內(nèi)側(cè)移動(dòng)，則其經(jīng)過(guò)密封件127，密封件127然后開始“閉合”出口旁路端口152，即減小可以經(jīng)過(guò)出口旁路端口152而到達(dá)旁路通道的液流。因此，這允許如上的控制旁路液流的等級(jí)。

在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)上述示例性設(shè)計(jì)進(jìn)行多種修改和改變。

例如，在所描述的實(shí)施方式中，護(hù)罩112可軸向移動(dòng)而噴嘴環(huán)110是固定的?？商孢x地，護(hù)罩112可以被軸向固定，并且噴嘴環(huán)110可相對(duì)于護(hù)罩112軸向移動(dòng)，其徑向表面對(duì)應(yīng)于殼體的護(hù)面壁。

在該情況下，密封件127可以安裝在噴嘴環(huán)110上，以便與噴嘴環(huán)相對(duì)于一個(gè)或多個(gè)旁路通道/凹槽150、170、160移動(dòng)。

在所描述的實(shí)施例中，對(duì)于所述軸向移動(dòng)，可移動(dòng)的壁構(gòu)件被安裝在設(shè)置在渦輪殼體中的環(huán)形腔中?？商孢x地，可移動(dòng)的壁構(gòu)件可以安裝在設(shè)置在軸承殼體中的環(huán)形腔中。

在所描述的實(shí)施方式中，第一旁通通道150、第二旁通通道和/或凹部設(shè)置在圓柱套筒128中?？商孢x地或另外地，可以在可變幾何渦輪機(jī)的任何殼體中(例如軸承殼體)設(shè)置第一旁通通道150、第二旁通通道和/或凹部。