CN104612818B - 涡轮废气门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡轮废气门。一种用于涡轮增压器的组件可包括：涡轮壳体，其限定出包括废气门阀座的排气流入腔室并且其限定出排气流出腔室；以及废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，密封表面座置抵靠废气门阀座，并且其中在打开状态下，废气门阀塞延伸到排气流入腔室中。还公开了装置、组件、系统、方法等的多个其它示例。

Description

涡轮废气门

技术领域

本文所公开的主题总体上涉及用于内燃发动机的涡轮机械，特别涉及涡轮废气门。

背景技术

涡轮废气门通常是一种能受到控制从而选择性地允许至少一部分排气绕过涡轮的阀(例如，废气门阀)。在排气涡轮驱动压缩器来为内燃发动机增加进气压力(例如，如在涡轮增压器中)的情况下，废气门提供用以控制增压压力的装置。

所谓的内废气门至少部分地集成到涡轮壳体中。内废气门的废气门阀塞常常包括平坦的盘形表面，其座置抵靠设置在排气旁路开口的低压侧的平坦座(例如，阀座或废气门座)。在关闭位置，这种废气门阀塞应该座置抵靠座(例如，座表面)，具有足够的作用力来有效地密封排气旁路开口，以防止排气从位于开口的一侧的高压排气源泄漏至位于开口的另一侧的低压区域。

本文描述了废气门和废气门部件的各种示例，其可任选地提供改进的运动学特性、减少的排气泄露等等。

附图说明

通过参考以下详细描述，在结合附图中示出的示例进行理解时，可以更全面地理解本文所描述的各种方法、装置、组件、系统、机构等、及其等同方案(或等同物)，附图中：

图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的示意图；

图2是包括废气门的一示例组件的一系列视图，所述废气门具有设置在排气出口腔室中(例如，排气旁路开口的低压侧)的废气门阀座；

图3示出了一示例组件的一部分的剖视图，以及说明非所需排气泄漏及其后果的机制的坐标图；

图4示出了一示例组件的一系列视图，所述组件包括设置在排气入口腔室中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座；

图5示出了图4的组件以及废气门阀构造的示例的一系列视图；

图6示出了一示例组件的一系列视图，所述组件包括设置在排气入口腔室中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座；

图7相对于一种组装方法示出了图6的组件的一部分的一系列视图；

图8示出了一示例组件的剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座；

图9示出了一示例组件的剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座；

图10示出了一示例组件的剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座；并且

图11示出了图10的组件的分解透视图以及包括图10的组件的涡轮增压器的示例。

具体实施方式

涡轮增压器经常被利用来增加内燃发动机的输出。参考图1，作为一个示例，系统100可包括内燃发动机110和涡轮增压器120。如图1中所示，系统100可以是交通工具101的一部分，其中系统100设置在发动机室中并连接至排气管道103，其引导排气到排气出口109，其例如位于乘客室105后。在图1的示例中，处理单元107可以被提供来处理排气(例如，用以经由分子的催化转化降低排放等)。

如图1中所示，内燃发动机110包括：发动机缸体118，其容纳一个或多个燃烧室，其操作地驱动轴112(例如，经由活塞)；以及进气端口114，其提供用于去往发动机缸体118的空气的流动路径；和排气端口116，其提供用于来自发动机缸体118的排气的流动路径。

涡轮增压器120可发挥作用，以从排气提取能量，并向进气提供能量，所述进气可以与燃料组合以形成燃烧气体。如图1中所示，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩器叶轮125的压缩器壳体组件124、用于涡轮叶轮127的涡轮壳体组件126、另一壳体组件128和排气出口136。壳体128可以被称为中心壳体组件，因为它设置在压缩器壳体组件124与涡轮壳体组件126之间。轴122可以是包括各种部件的轴组件。轴122可以被设置在壳体组件128中(例如，在由一个或多个孔壁限定出的孔中)的轴承系统(例如，轴颈轴承、滚动元件轴承等)可旋转地支承，使得涡轮叶轮127的旋转使压缩器叶轮125旋转(例如，如被轴122可旋转地联接)。作为一个示例，中心壳体旋转组件(CHRA)可包括压缩器叶轮125、涡轮叶轮127、轴122、壳体组件128和各种其它部件(例如，设置在压缩器叶轮125与壳体组件128之间的轴向位置处的压缩器侧板)。

在图1的示例中，可变几何结构组件129被示为部分地设置在壳体组件128与壳体组件126之间。这种可变几何结构组件可以包括叶片或其它部件，以改变通向涡轮壳体组件126中的涡轮叶轮空间的通路的几何结构。作为一个示例，可以提供可变几何结构压缩器组件。

在图1的示例中，废气门阀(或简称为废气门)135定位成邻近涡轮壳体组件126的排气入口。废气门阀135可被控制为允许来自排气端口116的至少一部分排气绕过涡轮叶轮127。各种废气门、废气门部件等可以被施加至常规的固定喷嘴涡轮、固定叶片喷嘴涡轮、可变喷嘴涡轮、双蜗壳涡轮增压器等。

在图1的示例中，还示出了排气再循环(EGR)管道115，其可以可选地设置有一个或多个阀117，例如，用以允许排气流动至压缩器叶轮125上游的位置。

图1还示出了供排气流动至排气涡轮壳体组件152的一示例机构150和供排气流动至排气涡轮壳体组件172的另一示例机构170。在机构150中，气缸盖154包括在内部用以将来自气缸的排气引导至涡轮壳体组件152的通路156，而在机构170中，歧管176提供涡轮壳体组件172的安装，例如，在没有任何单独的中间长度的排气管道系统的情况下。在示例机构150和170中，涡轮壳体组件152和172可以构造成与废气门、可变几何结构组件等一起使用。

在图1中，控制器190的示例被示为包括一个或多个处理器192、存储器194和一个或多个接口196。这种控制器可以包括电路系统，比如发动机控制单元(ECU)的电路系统。如本文所描述的，各种方法或技术可以可选地与控制器结合实施，例如，通过控制逻辑。控制逻辑可以取决于一个或多个发动机操作条件(例如，涡轮rpm、发动机rpm、温度、载荷、润滑剂、冷却等)。例如，传感器可以经由一个或多个接口196向控制器190传输信息。控制逻辑可以依赖于这种信息，并且进而，控制器190可以输出控制信号，以控制发动机操作。控制器190可以被构造成控制润滑剂流、温度、可变几何结构组件(例如，可变几何结构压缩器或涡轮)、废气门(例如，经由致动器)、电动机、或与发动机、一个涡轮增压器(或多个涡轮增压器)等相关联的一个或多个其它部件。作为一个示例，涡轮增压器120可以包括一个或多个致动器和/或一个或多个传感器198，其可以例如联接至控制器190的一个接口或多个接口196。作为一个示例，废气门135可以由控制器控制，所述控制器包括响应于电信号、压力信号等的致动器。作为一个示例，用于废气门的致动器可以是例如机械致动器，其可以在不需要电力的情况下操作(例如，考虑被构造为响应于经由管道供应的压力信号的机械致动器)。

图2示出了组件200的一个示例的透视图以及组件200沿着线A-A的剖视图。如所示，组件200包括涡轮壳体210，其包括凸缘211、孔212、进气管道213、涡轮叶轮开口214、涡室壁215、排气出口开口216、护罩壁220、喷嘴221、部分地由涡室壁215形成并且与喷嘴221处于流体连通的涡室222、延伸至排气旁路开口225以及至废气门座226的废气门壁223、排气流入腔室228、和排气流出腔室230。

作为一个示例，废气门壁223可以形成排气旁路开口225(例如，废气门开口)。作为一个示例，废气门壁223可以形成废气门座226。作为一个示例，组件可以包括座部件，例如，联接至废气门壁223的座部件，其中座部件的座表面面向排气流出腔室230。

在图2的示例中，涡轮壳体210可以是单件式或多件式壳体。作为一个示例，涡轮壳体210可以是铸造部件(例如，经由砂型铸造或其它铸造工艺形成的)。涡轮壳体210包括多个壁或壁部，其可限定出多个特征，比如孔212、涡轮叶轮开口214、排气出口开口216、排气流入腔室228、排气流出腔室230等。特别地，废气门壁223限定出废气门通路，其经由排气流入腔室228与进气管道213处于流体连通，其中废气门控制连结件240以及废气门臂和塞250被构造成打开和关闭废气门通路，以将排气从排气流入腔室228经废气门排放至排气流出腔室230。

在图2的示例中，废气门控制连结件240包括被构造成由涡轮壳体210的孔212接收的衬套242、控制臂244和栓(peg)246，并且废气门臂和塞250包括轴252、轴端253、臂254和塞256。如所示，衬套242例如设置在孔212与轴252之间，以支持轴252的旋转，以相对于外部空间等密封腔室230。孔212、衬套242和轴252可以各自由一种直径或多种直径以及一种或多种长度限定出。

如在图2的示例中示出的，在关闭状态中，塞256设置在排气流出腔室230中，并且包括表面，其旨在座置抵靠废气门座226，以密封排气旁路开口225，以防止从排气流入腔室228经由排气旁路开口225流动至排气流出腔室230。

作为一个示例，组件200可以经由凸缘211装配至排气管道或内燃发动机的其它部件(见例如图1的示例)，使得排气经由进气管道213被接收、并被引导至涡室222。从涡室222，排气经由喷嘴221被引导经由开口214至设置于涡轮壳体210中的涡轮叶轮，以在部分地由护罩壁220限定出的涡轮叶轮空间中流动和膨胀。排气然后可通过流动至排气出口腔室230然后经由排气出口开口216离开涡轮壳体210而离开涡轮叶轮空间。

对于废气门排放(wastegating)，在控制连结件240被致动(例如，被联接至栓246的致动器)时，废气门臂和塞250可以旋转，使得至少一部分被接收到的排气可经由排气流入腔室228(例如，经由由废气门壁223限定出的废气门通路)流动经过废气门座226并进入排气流出腔室230中，而不是穿过喷嘴221至涡轮叶轮空间。排气的经废气门排放的部分然后可以经由排气出口开口216离开涡轮壳体210(例如，并且排至交通工具的排气系统，被部分地再循环等等)。

在图2的示例中，对于排气流入腔室228中的压力P1大于排气流出腔室230中的压力P2时的操作状态，作用力可以施加在塞256上(例如，由于P1与P2之间的压力差)。这种作用力可以从塞256传至臂254再至轴252等等，例如，至废气门控制连结件240(例如，并且至致动器等)。这种作用力可能妨碍塞256或操作地联接至塞256的一个或多个部件的操作。作为一个示例，这种作用力可能导致排气经过塞256泄漏。作为一个示例，这种作用力可能使塞256过早地打开。作为一个示例，这种作用力可能例如对塞256、对座226、对操作地联接至塞256的一个或多个部件等造成磨损。作为一个示例，在压力相对于时间改变(例如由于由多缸式内燃发动机的操作造成的压力脉冲)的情况下，颤动可能发生在以下情况：例如，塞256重复地接触座226，因为经由臂254传至塞256的作用力可能不足以适应压力相对于时间的变化。这种颤动可能影响操作地联接至塞256的一个或多个部件，其可能导致磨损、错位等。

图3示出了组件300的具有废气门的部分的截面图。具体地，图3示出了壳体310和被构造成接收塞356的臂354，所述塞356经由栓或杆357和垫圈355附接至臂354。如已提到的，在操作期间可能出现各种问题，其可能导致排气从排气入口腔室328经由排气旁路开口325(例如，由壳体310的壁323限定出的)泄漏至排气出口腔室330。

如图3中所示，壳体310的平坦表面326环绕开口325，并且塞356的平坦表面具有的周缘超过开口325的周缘。为了有效地密封开口325，塞356的平坦表面的一部分必须座置均匀地抵靠壳体310的平坦表面326。换言之，为了密封开口325，塞356的平坦表面必须平行于并且接触壳体310的平坦表面326。

操作期间，在排气入口腔室328中的压力P1超过排气出口腔室330中的压力P2的情况下，作用力可能使塞356抬升，例如，由塞356的平坦表面与壳体310的平坦表面326之间的间隙所指示的(见代表排气的泄漏流的箭头)。

图3示出了进气歧管压力对发动机速度的坐标图301，其中所需控制轮廓实现进气歧管压力相对于发动机速度的相对较线性的增加，并且其中非所需控制轮廓偏离所需轮廓。对于两个轮廓，在一特定发动机速度处，进气歧管压力处于最大值，例如，可以通过打开废气门阀实现的(例如，用以降低对进气的涡轮增压器增压)。

作为一个示例，进气歧管压力对发动机速度的轮廓可以由涡轮增压器的废气门组件的特性定型。例如，在废气门阀过早地打开的情况下，歧管进气压力可能下降，因为一定量的排气非所需地经废气门排放，而不是被引导至涡轮增压器的涡轮壳体的涡轮叶轮空间中的涡轮叶轮，其中涡轮增压器可以经由压缩器增压进气，其进而将增加进气歧管压力。就性能而言，虽然这种废气门可以实现防止过多增压(例如，限制最大增压)，但是其可能来自以下代价：例如，通过延迟到达最大增压的时间，降低一定发动机速度范围内的增压等等。

随时间推移，废气门阀的过早打开可能恶化，例如，由于各种部件(例如，塞、臂、轴、轴孔、衬套等)之间的空隙可能变化。可能造成这种变化的作用力包括气动激励、高温、温度循环(例如，温度从低于-20摄氏度到高于1000摄氏度)、化学侵蚀、摩擦、材料劣化等。至少由于前面的原因，难以在排气涡轮组件的整个寿命期间维持废气门开口的有效密封。问题可能包括泄漏、缺乏可控性或泄漏和不可控性的组合。

图4示出了一示例组件400的一系列视图，所述组件400包括设置在排气入口腔室428中(例如，排气旁路开口425的高压侧)的废气门阀座426。特别地，图4示出了组件400的透视图以及沿着线B-B和沿着线C-C(例如，分割组件400)的剖视图。在图4中，剖视图示出了相对于废气门阀塞456和废气门阀座426处于关闭状态和处于打开状态的组件。

如图4中所示，组件400包括涡轮壳体410，其限定出排气流入腔室428、废气门阀座426和排气流出腔室430。作为一个示例，废气门阀座426可以由涡轮壳体410限定出，例如，在涡轮壳体410包括阀座部件的情况下。如所示，组件400还包括废气门阀塞456，其包括密封表面，其中在处于关闭状态的情况下，该密封表面座置抵靠废气门阀座426，并且其中在处于打开状态的情况下，废气门阀塞426延伸到排气流入腔室428中。

如图4中所示，涡轮壳体410包括凸缘411、进气管道413、涡轮叶轮开口414、涡室壁415、排气出口开口416、护罩壁420、喷嘴421、部分地由涡室壁415形成并且与喷嘴421处于流体连通的涡室422、延伸至排气旁路开口425以及至废气门阀座426的废气门壁423、排气流入腔室428、和排气流出腔室430。

作为一个示例，废气门壁423可以形成排气旁路开口425(例如，废气门开口)。作为一个示例，废气门壁423可以形成废气门阀座426。作为一个示例，组件可以包括座部件，例如，联接至废气门壁423的座部件，其中座部件的座表面面向排气流出腔室430。

在图4的示例中，涡轮壳体410可以是单件式或多件式壳体。作为一个示例，涡轮壳体410可以是铸造部件(例如，经由砂型铸造或其它铸造工艺形成的)。如已提到的，涡轮壳体410包括多个壁或壁部，其可限定出多个特征，比如废气门控制轴孔、涡轮叶轮开口414、排气出口开口416、排气流入腔室428、排气流出腔室430等。特别地，废气门壁423限定出废气门通路，其经由排气流入腔室428与进气管道413处于流体连通，其中废气门控制连结件440以及废气门臂和塞450被构造成打开和关闭废气门通路，以将排气从排气流入腔室428经废气门排放至排气流出腔室430。

图5示出了图4的组件400的两个剖视图以及废气门阀构造550、551、552、553和554的示例。如所示，废气门阀塞456可以例如联接至臂454，其中杆或栓457从废气门阀塞456延伸穿过臂454的开口。作为一个示例，垫圈或联接构件455可以设置为将废气门阀塞456联接至臂454。如所示，臂454例如延伸至轴452，其中轴452被涡轮壳体410的孔接收。作为一个示例，一个或多个衬套或其它部件可以例如设置在这种孔中或围绕这种孔设置，以降低排气经由该孔的泄漏。

如所示，废气门阀塞456包括上表面(例如，密封表面)，其座置抵靠废气门阀座426。操作期间，在排气入口腔室428中的压力超过排气出口腔室430中的压力的情况下，作用力被施加至废气门阀塞456，其中这种作用力有助于将废气门阀塞456的上表面(例如，密封表面)座置抵靠废气门阀座426。

在图5中，废气门阀构造550包括单体式臂和塞，废气门阀构造551包括倾斜的上塞部，其匹配倾斜的阀座表面(例如，锥形表面)，废气门阀构造552包括环形塞部，其具有可密封住倾斜的阀座表面的表面，废气门阀构造553包括突部，其可伸入排气入口腔室中以分配由于排气流动(例如，在阀打开时)形成的压力，并且废气门阀构造554包括作为单体式臂和塞的一部分的突部。作为一个示例，构造551和552可以被实施为多件式臂和塞或作为单体式臂和塞。构造550、551、552、553和554中的每个相对于柱面坐标系(例如，r、z和Θ)的轴线示出。各种特征(例如，表面、接头、形状等)可以是相对于这种坐标系的坐标。

作为一个示例，塞可以成形为球体、球体的一部分、椭圆体、椭圆体的一部分等。作为一个示例，阀座可以包括锥形形状或变型锥形形状，其被构造成密封球体的一部分、变型球体、椭圆体、变型椭圆体等。作为一个示例，臂可以延伸至杆处于杆与塞接合处，所述塞可以成形为球体、球体的一部分、椭圆体、椭圆体的一部分等。作为一个示例，可以通过使单体式臂和塞的臂部穿过开口来形成组件，其中塞部被构造成密封开口。作为一个示例，可以通过将臂和塞子组件的臂联接至塞来形成组件，其中所述塞定位成通过将塞插入涡轮壳体的排气入口开口中来用于这种联接。

作为一个示例，一种方法可以包括：提供涡轮增压器，其包括涡轮壳体，其限定出包括废气门阀座的排气流入腔室并且其限定出排气流出腔室，以及废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，密封表面座置抵靠废气门阀座，并且其中在打开状态下，废气门阀塞延伸到排气流入腔室中；以及将排气提供至排气流入腔室，其中排气流入腔室中的排气的压力向废气门阀塞施加作用力，其发挥作用以使密封表面座置抵靠废气门阀座。

作为一个示例，一种组装工艺可以包括将至少废气门阀塞插入涡轮壳体的排气入口中，然后将废气门阀塞(例如，或者与之联接的或与之一体化的部件)联接至例如致动器部件，以致动废气门阀塞(例如，用以提供废气门的关闭状态和打开状态)。在这种示例中，涡轮壳体的排气入口可以定尺寸为适应废气门阀塞的插入和操作，所述废气门阀塞可以是单独的部件或整体式部件(例如，整体式废气门阀臂和塞部件)。

作为一个示例，在压力施加至座置抵靠排气入口腔室中的废气门阀座的废气门阀塞的情况下，该压力可以减少或消除相对于图2的组件200和图3的组件300描述的各种问题。例如，对于图4和5的组件400，在压力在排气入口腔室428中响应于发动机速度的增加而增加的情况下，压力的增加可以发挥作用以使废气门阀塞456座置抵靠废气门阀座426。这样，可以避免过早打开，并且可以相对于进气歧管压力对发动机速度实现更理想的轮廓。此外，可以减少颤动，其进而可以减少一个或多个部件沿着控制总成(例如，致动部件的总成)的磨损、错位等。

图6示出了一示例组件600的一系列剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室628中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座626。

如图6中所示，组件600包括包括排气入口611的涡轮壳体610、涡轮叶轮空间的护罩620、排气出口腔室630和废气门阀子组件650，其包括废气门阀塞656和例如杆654，其可以由衬套649引导。在这种示例中，杆654和废气门阀塞656可以是整体式部件。作为一个示例，废气门阀子组件650可以是提升阀子组件。

如图6中所示，开口625提供进气管道613与排气入口腔室628之间的流体连通，而废气门阀座626限定出排气入口腔室628与通路629之间的排气旁路开口，所述通路可以由涡轮壳体610的壁623限定出。如所示，通路629联接排气入口腔室628与排气出口腔室630，其中废气门阀塞656相对于废气门阀座626的位置确定排气是否可以例如从排气入口腔室628经由通路629流动至排气出口腔室630。

操作期间，作为一个示例，排气可以从排气入口611经由蜗壳(例如，涡室)流动至喷嘴以及至部分地由护罩620限定出的涡轮叶轮空间。在涡轮叶轮空间中存在涡轮叶轮的情况下，排气可以在它朝涡轮壳体610的排气出口流动时使涡轮叶轮旋转。在用于排气入口腔室628中的排气的压力P1超过用于排气出口腔室630中的排气的压力P2的情况下，废气门阀塞656可以被强制抵靠废气门阀座626，其可以有助于降低非所需的排气泄漏(例如，非所需的经废气门排放排气)。作为一个示例，利用压力差来施加有助于将阀维持在关闭位置的作用力的途径可以增加密封、增加涡轮增压器效率并降低阀颤振(例如，颤动)和磨损。作为一个示例，这种途径增加调节穿过阀开口的气体流的精度，例如，由致动器冲程控制的。废气门排放(例如，排气旁路)的增加的精度还可以实现改善排放(例如，调节位于涡轮组件下游的化学转化器的排气特性)、改善涡轮增压器部件寿命(例如，更多地控制压缩器特性等)以及改善需求/发动机操作状况的匹配(例如，响应于用于加速、减速、EGR等的信号)。

在图6的示例中，经废气门排放可以通过如下方式实现：使废气门阀塞656沿轴向平移离开废气门阀座626，其将废气门阀塞656移动到排气入口腔室628中并打开由废气门阀座626限定出的排气旁路开口。在图6中，大箭头表示被施加至以使废气门阀塞656沿轴向平移离开废气门阀座626的作用力(F)，而虚线箭头表示排气从排气入口腔室628流动至通路629以及至排气出口腔室630的大致方向(例如，由于压力P1大于压力P2)。

作为一个示例，废气门阀塞的形状和废气门阀座的形状以及可选的相邻于废气门阀座的表面可以被构造成提供所需的操作特性。例如，从废气门阀座延伸到排气入口腔室中的颈部区域可以成形为相对于废气门阀塞的一部分限定出一个空隙或多个空隙，使得在废气门阀塞移动(例如，离开或朝向废气门阀座)时，实现特定的流动轮廓。在这种示例中，控制器可以控制废气门阀塞的位置(例如，其与废气门阀座的距离)，从而控制空隙，从而控制排气从排气入口腔室向与排气出口腔室处于流体连通的通路的流动。作为一个示例，可以为组件调整作为冲程长度的函数的流量标准(例如，通过加工废气门阀座和/或周围的区域，通过选择废气门阀塞形状等等)。作为一个示例，可以指定与废气门排放相关的流量标准，以试图满足交通工具性能目标、排放目标等。

在图6的示例中，组件600包括端口627和覆盖端口627的帽641。如所示，端口627通向排气入口腔室628，使得废气门阀塞656可以插入其中。在插入之后，可以安装帽641以密封端口627。作为一个示例，帽641可以是例如可移除的，以移除废气门阀塞656，其可以例如联接至杆654。

图7示出了处于分解状态和处于组装状态的组件600的一部分的剖视图。如已提到的，一种方法可以包括将废气门阀塞经由端口插入排气入口腔室中然后用帽密封端口。例如，如所示，废气门阀塞656可以经由端口627插入排气入口腔室628中，接着通过帽641密封端口627。作为一个示例，这种工艺可以逆转，以移除废气门阀塞656(例如，用于维修等)。

图8示出了一示例组件800的剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室828中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座826。

如图8中所示，组件800包括包括排气入口811的涡轮壳体810、涡轮叶轮空间的护罩820、排气出口腔室830和废气门阀子组件850，其包括废气门阀塞856和例如杆854，其可以由衬套849引导。在这种示例中，杆854和废气门阀塞856可以是整体式部件。作为一个示例，废气门阀子组件850可以是提升阀子组件。

在图8中示出的还有致动器子组件840，其包括例如经由一个或多个连接器843固定至涡轮壳体810的延伸部815的支架842，并且其包括例如经由联接部件847操作地联接至杆854的压力致动控制器845。

作为一个示例，联接部件847可以发挥作用，以降低从杆854向控制器845的热能传递。例如，联接部件847可以由热传导性(各向同性或各向异性)小于杆854的陶瓷、复合材料等形成。作为一个示例，联接部件847可以由被视为绝缘体(例如，差的热能导体)的材料形成。作为一个示例，联接部件847可以在控制器845的柱塞或控制杆与杆854之间提供间隙比如空气间隙。

作为一个示例，支架842可以发挥作用，以降低从延伸部815向控制器845的热能传递。例如，支架842可以构造有足够的表面面积以辐射热能，从而降低热能向控制器845的传递。作为一个示例，支架842可以由热传导性(各向同性或各向异性)小于延伸部815的陶瓷、复合材料等形成。作为一个示例，支架842可以由被视为绝缘体(例如，差的热能导体)的材料形成。作为一个示例，可以在支架842与延伸部815之间设置垫圈，以降低从延伸部815向支架842的热能传递。作为一个示例，组件800的一个或多个特征可以有助于例如确保温度T2保持小于温度T1，以增强控制器845的操作、寿命等。

作为一个示例，压力管线可以联接至压力致动控制器845，以使控制器平移杆854，从而平移废气门阀塞856。这种作用可以例如造成状态过渡，以将废气门阀塞856相对于废气门阀座826从关闭状态移动至打开状态。

如图8中所示，开口825提供进气管道813与排气入口腔室828之间的流体连通，而废气门阀座826限定出排气入口腔室828与通路829之间的排气旁路开口，所述通路可以由涡轮壳体810的壁823限定出。如所示，通路829联接排气入口腔室828与排气出口腔室830，其中废气门阀塞856相对于废气门阀座826的位置确定排气是否可以例如从排气入口腔室828经由通路829流动至排气出口腔室830。

操作期间，作为一个示例，排气可以从排气入口811经由蜗壳(例如，涡室)流动至喷嘴以及至部分地由护罩820限定出的涡轮叶轮空间。在涡轮叶轮空间中存在涡轮叶轮的情况下，排气可以在它朝涡轮壳体810的排气出口流动时使涡轮叶轮旋转。在用于排气入口腔室828中的排气的压力P1超过用于排气出口腔室830中的排气的压力P2的情况下，废气门阀塞856可以被强制抵靠废气门阀座826，其可以有助于降低非所需的排气泄漏(例如，非所需的经废气门排放排气)。

在图8的示例中，经废气门排放可以通过如下方式实现：使废气门阀塞856沿轴向平移离开废气门阀座826，其将废气门阀塞856移动到排气入口腔室828中并打开由废气门阀座826限定出的排气旁路开口，使得排气可以从排气入口腔室828流动至通路829以及至排气出口腔室830。

在图8的示例中，组件800包括端口827和覆盖端口827的帽841。如所示，端口827通向排气入口腔室828，使得废气门阀塞856可以插入其中。在插入之后，可以安装帽841以密封端口827。作为一个示例，帽841可以是例如可移除的，以移除废气门阀塞856，其可以例如联接至杆854。

在图8的示例中，组件800实现将控制部件安装到例如涡轮壳体810上，而不是安装至压缩器壳体。当与将一个或多个控制部件安装至压缩器壳体的途径相比时，这种途径可以有助于组装、校准等。例如，在废气门控制器安装至压缩器壳体的情况下，控制连结件的校准可以涉及压缩器壳体相对于中心壳体以及相对于涡轮壳体的角度对齐。相比之下，在废气门控制器安装至涡轮壳体的情况下，可以避免这种对齐问题。

图9示出了一示例组件900的剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室928中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座926。

如图9中所示，组件900包括包括排气入口911的涡轮壳体910、涡轮叶轮开口914、排气出口916、涡轮叶轮空间的护罩920、喷嘴921、涡室922、排气出口腔室930和废气门阀子组件950，其包括废气门阀塞956和例如杆954，其可以由衬套949引导。在这种示例中，杆954和废气门阀塞956可以是整体式部件。作为一个示例，废气门阀子组件950可以是提升阀子组件。

在图9中示出的还有致动器子组件940，其包括例如经由一个或多个连接器943固定至涡轮壳体910的延伸部915的支架942，并且其包括例如经由联接部件947操作地联接至杆954的控制器945。

作为一个示例，联接部件947可以发挥作用，以降低从杆954向控制器940的热能传递。例如，联接部件947可以由热传导性(各向同性或各向异性)小于杆954的陶瓷、复合材料等形成。作为一个示例，联接部件947可以由被视为绝缘体(例如，差的热能导体)的材料形成。作为一个示例，联接部件947可以在控制器940的柱塞或控制杆与杆954之间提供间隙比如空气间隙。

作为一个示例，支架942可以发挥作用，以降低从延伸部915向控制器940的热能传递。例如，支架942可以构造有足够的表面面积以辐射热能，从而降低热能向控制器940的传递。作为一个示例，支架842可以由热传导性(各向同性或各向异性)小于延伸部915的陶瓷、复合材料等形成。作为一个示例，支架942可以由被视为绝缘体(例如，差的热能导体)的材料形成。作为一个示例，可以在支架942与延伸部915之间设置垫圈，以降低从延伸部915向支架942的热能传递。作为一个示例，组件900的一个或多个特征可以有助于例如确保温度T2保持小于温度T1，以增强控制器940的操作、寿命等。

作为一个示例，管线可以联接至控制器945，以使控制器平移杆954，从而平移废气门阀塞956。这种作用可以例如造成状态过渡，以将废气门阀塞956相对于废气门阀座926从关闭状态移动至打开状态。

如图9中所示，开口925提供进气管道913与排气入口腔室928之间的流体连通，而废气门阀座926限定出排气入口腔室928与通路929之间的排气旁路开口，所述通路可以由涡轮壳体910的壁923限定出。如所示，通路929联接排气入口腔室928与排气出口腔室930，其中废气门阀塞956相对于废气门阀座926的位置确定排气是否可以例如从排气入口腔室928经由通路929流动至排气出口腔室930。

操作期间，作为一个示例，排气可以从排气入口911经由涡室922(例如，蜗壳)流动至喷嘴921以及至部分地由护罩920限定出的涡轮叶轮空间。在涡轮叶轮空间中存在涡轮叶轮的情况下，排气可以在它朝涡轮壳体910的排气出口流动时使涡轮叶轮旋转。在用于排气入口腔室928中的排气的压力P1超过用于排气出口腔室930中的排气的压力P2的情况下，废气门阀塞956可以被强制抵靠废气门阀座926，其可以有助于降低非所需的排气泄漏(例如，非所需的经废气门排放排气)。

在图9的示例中，经废气门排放可以通过如下方式实现：使废气门阀塞956沿轴向平移离开废气门阀座926，其将废气门阀塞956移动到排气入口腔室928中并打开由废气门阀座926限定出的排气旁路开口，使得排气可以从排气入口腔室928流动至通路929以及至排气出口腔室930。

在图9的示例中，组件900包括端口927和覆盖端口927的帽941。如所示，端口927通向排气入口腔室928，使得废气门阀塞956可以插入其中。在插入之后，可以安装帽941以密封端口927。作为一个示例，帽941可以是例如可移除的，以移除废气门阀塞956，其可以例如联接至杆954。

在图9的示例中，组件900实现将控制部件安装到例如涡轮壳体910上，而不是安装至压缩器壳体。当与将一个或多个控制部件安装至压缩器壳体的途径相比时，这种途径可以有助于组装、校准等。例如，在废气门控制器安装至压缩器壳体的情况下，控制连结件的校准可以涉及压缩器壳体相对于中心壳体以及相对于涡轮壳体的角度对齐。相比之下，在废气门控制器安装至涡轮壳体的情况下，可以避免这种对齐问题。

图10示出了一示例组件1000的剖视图，所述组件包括设置在排气入口腔室1028中(例如，排气旁路开口的高压侧)的废气门阀座1026。

如图10中所示，组件1000包括包括排气入口1011的涡轮壳体1010、涡轮叶轮空间的护罩1020、排气出口腔室1030和废气门阀子组件1050，其包括废气门阀塞1056和例如杆1054。在这种示例中，杆1054和废气门阀塞1056可以是整体式部件。作为一个示例，废气门阀子组件1050可以是提升阀子组件。

在图10中示出的还有致动器子组件1080，其包括多个部件，例如，在图11的分解图中示出并且相对于图11的分解图描述的。在图10的示例中，致动器子组件1080可以由涡轮壳体1010的一部分接收，并且被构造成例如操作地平移杆1054和废气门阀塞1056，以相对于废气门阀座1026在废气门阀塞1056的关闭状态与打开状态之间过渡。

在图10的示例中，涡轮壳体1010包括致动器部分1090，其包括孔1091、座1092、限定出控制腔室1094的壁1093、可加压区域1095、端口1097、联接件1098和例如用以密封端口1097的帽1099。如所示，致动器子组件1080的各个部件可以由涡轮壳体1010的致动器部分1090容纳。作为一个示例，帽可以包括例如联接件，其中所述帽可以装配(例如，经由螺纹、卡接部等)至开口(例如，端口)。在这种示例中，联接件可以包括比如联接件1098等形状，并且可选地沿轴向延伸离开帽。

如图10中所示，涡轮壳体1010包括开口1025，其提供进气管道1013与排气入口腔室1028之间的流体连通，而废气门阀座1026限定出排气入口腔室1028与通路1029之间的排气旁路开口，所述通路可以由涡轮壳体1010的壁1023限定出。如所示，通路1029联接排气入口腔室1028与排气出口腔室1030，其中废气门阀塞1056相对于废气门阀座1026的位置确定排气是否可以例如从排气入口腔室1028经由通路1029流动至排气出口腔室1030。

操作期间，作为一个示例，排气可以从排气入口1011经由涡室(例如，蜗壳)流动至喷嘴，其通向部分地由护罩1020限定出的涡轮叶轮空间。在涡轮叶轮空间中存在涡轮叶轮的情况下，排气可以在它朝涡轮壳体1010的排气出口流动时使涡轮叶轮旋转。在用于排气入口腔室1028中的排气的压力P1超过用于排气出口腔室1030中的排气的压力P2的情况下，废气门阀塞1056可以被强制抵靠废气门阀座1026，其可以有助于降低非所需的排气泄漏(例如，非所需的经废气门排放排气)。

在图10的示例中，经废气门排放可以通过如下方式实现：使废气门阀塞1056沿轴向平移离开废气门阀座1026，其将废气门阀塞1056移动到排气入口腔室1028中并打开由废气门阀座1026限定出的排气旁路开口，使得排气可以从排气入口腔室1028流动至通路1029以及至排气出口腔室1030。

在图10的示例中，组件1000包括端口1027和覆盖端口1027的帽1041。如所示，端口1027通向排气入口腔室1028，使得废气门阀塞1056可以插入其中。在插入之后，可以安装帽1041以密封端口1027。作为一个示例，帽1041可以是例如可移除的，以移除废气门阀塞1056，其可以例如联接至杆1054。

在图10的示例中，组件1000实现将控制部件安装到涡轮壳体1010中。当与将一个或多个控制部件安装至压缩器壳体的途径相比时，这种途径可以有助于组装、校准等。例如，在废气门控制器安装至压缩器壳体的情况下，控制连结件的校准可以涉及压缩器壳体相对于中心壳体以及相对于涡轮壳体的角度对齐。相比之下，在废气门控制器安装到涡轮壳体中的情况下，可以避免这种对齐问题。

在图10的示例中，联接件1098可以包括与可加压区域1094处于流体连通的通路，所述可加压区域例如经由联接至联接件1098(例如，用以联接压力管线的配件)的管线可加压。作为一个示例，可加压区域1094中的压力可以发挥作用，以平移废气门阀塞1056。

如已提到的，图11示出了图10的组件1000的分解图，示出了排气入口1011和排气出口1016。在该分解图中，示出了致动器子组件1080的多个部件，包括可以装配至盘1084的密封环1082和1083、偏置部件1085(例如，弹簧)和套圈1086。作为一个示例，套圈1086可以例如装配至杆1054，以降低杆1054相对于孔1091的排气泄漏。作为一个示例，偏置部件1085可以座置在盘1084与座1092之间，其中可加压区域1095中的压力使盘1084平移杆1054和废气门阀塞1056。作为一个示例，偏置部件1085可以是弹簧，其由包括奥氏体镍-铬的合金(例如，超级合金等)等材料制成。作为一个示例，杆1054可以包括螺纹，并且盘1084可以包括匹配的螺纹。在这种示例中，螺纹可以用于调节偏置部件1085上的载荷、预张力等。作为一个示例，密封环1083可以提供例如对排气污染(见例如图10)的密封。例如，密封环1083可以相对于盘1084装配，以防止流体(例如，空气)从控制侧空间侵入和/或防止排气侵入控制侧空间。作为一个示例，密封环1082可以是活塞环。作为一个示例，可以为控制侧空间提供与压缩器处于流体连通的空气(例如，在空气的压力的变化可以使废气门阀致动的情况下)。

图11还示出了涡轮增压器组件1100的透视图，其包括压缩器壳体组件1102、中心壳体组件1104和组件1000以及管线1108，其可以向组件1000的致动器子组件1080提供压力。作为一个示例，管线1108可以是联接至压缩器壳体1102下游的管道、腔室等的压力管线。例如，在增压压力增加的情况下，压力可以经由管线1108连通，并使致动器子组件1080将废气门阀塞1056平移至打开状态，其进而可以经废气门排放排气并且发挥作用以降低由涡轮增压器组件1100生成的增压。

作为一个示例，废气门阀塞可以联接至杆，其可以可选地与废气门阀塞是一体化的。作为一个示例，塞和杆可以沿着轴线平移。作为一个示例，涡轮壳体可以例如限定出涡轮叶轮空间的轴线，其与涡轮叶轮的旋转轴线对齐。作为一个示例，塞和杆的轴线可以大致平行于涡轮叶轮空间的轴线(见例如组件900)。作为一个示例，塞和杆的轴线可以大致正交于涡轮叶轮空间的轴线(见例如组件600、组件800、组件1000)。作为一个示例，用于致动废气门阀塞的机构可以可选地实现废气门阀塞围绕纵向轴线(例如，杆轴线)的旋转。在这种示例中，废气门阀塞的旋转可以例如有助于避免相对于沉积物(例如，烟炱沉积物等)的粘附。作为一个示例，旋转可以例如在废气门阀塞与座之间造成一些摩擦，以便可以发挥作用以从座、塞等移除沉积物。

一种用于涡轮增压器的组件可包括：涡轮壳体，其限定出包括废气门阀座的排气流入腔室并且其限定出排气流出腔室；以及废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，密封表面座置抵靠废气门阀座，并且其中在打开状态下，废气门阀塞延伸到排气流入腔室中。

作为一个示例，废气门阀杆可以联接至废气门阀塞，例如，可选地作为整体式部件。作为一个示例，组件可以包括联接至废气门阀塞的废气门阀臂。在这种示例中，所述废气门阀臂和所述废气门阀塞可以是整体式部件。

作为一个示例，组件可以包括被构造成供废气门阀塞通过的进出端口(accessport)。作为一个示例，由涡轮壳体限定出的涡轮叶轮空间的轴线与废气门阀杆的平移轴线可以大致平行于彼此。作为一个示例，由涡轮壳体限定出的涡轮叶轮空间的轴线与废气门阀杆的平移轴线可以大致正交于彼此。

作为一个示例，组件可以包括与排气入口腔室处于流体连通的排气入口。作为一个示例，组件可以包括与排气出口腔室处于流体连通的排气出口。作为一个示例，组件可以包括排气废气门通路，其从排气入口腔室延伸至排气出口腔室。在这种示例中，涡轮壳体的壁可以限定出排气废气门通路。

作为一个示例，涡轮壳体可以限定出孔，其被构造成接收操作地联接至废气门阀塞的废气门阀杆。作为一个示例，涡轮壳体可以限定出孔，其被构造成接收操作地联接至废气门阀塞的废气门阀轴。

作为一个示例，组件可以包括用于控制废气门阀塞的状态的压力控制管线的联接件。作为一个示例，涡轮壳体可以例如设置有联接件，其中致动器子组件装配到涡轮壳体的腔室或凹部中。

作为一个示例，一种方法可以包括：提供涡轮增压器，其包括涡轮壳体，其限定出包括废气门阀座的排气流入腔室并且其限定出排气流出腔室，以及废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，密封表面座置抵靠废气门阀座，并且其中在打开状态下，废气门阀塞延伸到排气流入腔室中；以及将排气提供至排气流入腔室，其中排气流入腔室中的排气的压力向废气门阀塞施加作用力，其发挥作用以使密封表面座置抵靠废气门阀座。

作为一个示例，涡轮增压器可包括：压缩器壳体；中心壳体，所述压缩器壳体操作地联接至所述中心壳体；操作地联接至所述中心壳体的涡轮壳体，其中所述涡轮壳体限定出包括废气门阀座的排气流入腔室并且限定出排气流出腔室；以及废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，密封表面座置抵靠废气门阀座，并且其中在打开状态下，废气门阀塞延伸到排气流入腔室中。作为一个示例，涡轮增压器可以包括安装至涡轮壳体的致动器组件。作为一个示例，涡轮增压器可以包括安装在涡轮壳体中的致动器组件。作为一个示例，涡轮增压器可以包括压力管线，其联接至压缩器壳体以及涡轮壳体，用于致动废气门阀塞致动器。

尽管已经在附图中示出并在前述具体实施方式中描述了方法、装置、系统、机构等的一些示例，但是应该明白的是所公开的示例性实施例不是限制性的，而是能够进行众多的重新配置、修改和代替。

Claims (17)

1.一种用于涡轮增压器的组件，包括：

涡轮壳体，其限定出包括废气门阀座和废气门阀塞进出端口的排气流入腔室，并且其限定出排气流出腔室；

覆盖所述废气门阀塞进出端口的帽；和

废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，所述密封表面座置抵靠所述废气门阀座，并且其中在打开状态下，所述废气门阀塞延伸到所述排气流入腔室中。

2.如权利要求1所述的组件，包括：联接至所述废气门阀塞的废气门阀杆。

3.如权利要求2所述的组件，其中，所述废气门阀杆和所述废气门阀塞构成整体式部件。

4.如权利要求1所述的组件，其中所述废气门阀塞进出端口包括周缘尺寸，所述周缘尺寸超过所述废气门阀塞的周缘尺寸以让所述废气门阀塞通过。

5.如权利要求2所述的组件，其中，由所述涡轮壳体限定出的涡轮叶轮空间的轴线与所述废气门阀杆的平移轴线大致平行于彼此。

6.如权利要求2所述的组件，其中，由所述涡轮壳体限定出的涡轮叶轮空间的轴线与所述废气门阀杆的平移轴线大致正交于彼此。

7.如权利要求1所述的组件，包括：与所述排气流入腔室处于流体连通的排气入口。

8.如权利要求1所述的组件，包括：与所述排气流出腔室处于流体连通的排气出口。

9.如权利要求1所述的组件，包括：排气废气门通路，其从所述排气流入腔室延伸至所述排气流出腔室。

10.如权利要求9所述的组件，其中，所述涡轮壳体的壁限定出所述排气废气门通路。

11.如权利要求1所述的组件，其中，所述涡轮壳体限定出孔，其被构造成接收操作地联接至所述废气门阀塞的废气门阀杆。

12.如权利要求2所述的组件，包括：用于控制所述废气门阀塞的状态的压力控制管线的联接件。

13.一种操作涡轮增压器的方法，包括：

提供涡轮增压器，其包括

涡轮壳体，其限定出包括废气门阀座和废气门阀塞进出端口的排气流入腔室，并且其限定出排气流出腔室；

覆盖所述废气门阀塞进出端口的帽；和

废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，所述密封表面座置抵靠所述废气门阀座，并且其中在打开状态下，所述废气门阀塞延伸到所述排气流入腔室中；以及

向所述排气流入腔室提供排气，其中所述排气在所述排气流入腔室中的压力将作用力施加至所述废气门阀塞，其发挥作用以使所述密封表面座置抵靠所述废气门阀座。

14.一种涡轮增压器，包括：

压缩器壳体；

中心壳体，所述压缩器壳体操作地联接至所述中心壳体；

涡轮壳体，其操作地联接至所述中心壳体，其中所述涡轮壳体限定出包括废气门阀座和废气门阀塞进出端口的排气流入腔室，并且限定出排气流出腔室；

覆盖所述废气门阀塞进出端口的帽；和

废气门阀塞，其包括密封表面，其中在关闭状态下，所述密封表面座置抵靠所述废气门阀座，并且其中在打开状态下，所述废气门阀塞延伸到所述排气流入腔室中。

15.如权利要求14所述的涡轮增压器，包括：安装至所述涡轮壳体的致动器组件。

16.如权利要求14所述的涡轮增压器，包括：安装在所述涡轮壳体中的致动器组件。

17.如权利要求14所述的涡轮增压器，包括：压力管线，其联接至所述压缩器壳体以及所述涡轮壳体，用于致动废气门阀塞致动器。