CN105626162A - 用于可变几何形状涡轮喷嘴的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于可变几何形状涡轮喷嘴的系统和方法。描述用于可变几何形状涡轮的各种系统和方法。在一个示例中，喷嘴叶片包括具有第一弧形滑动表面的静止叶片和具有第二弧形滑动表面的滑动叶片，其中第二弧形滑动表面包括与第一滑动弧形表面接触的流动干扰特征部。滑动叶片可以被定位成沿弯曲路径在与涡轮喷嘴的内圆周基本上相切的方向上滑动，并且选择性地露出流动干扰特征部。

Description

用于可变几何形状涡轮喷嘴的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月21日提交的名称为“用于可变几何形状涡轮喷嘴的系统和方法(SYSTEMSANDMETHODSFORAVARIABLEGEOMETRYTURBINENOZZLE)”的美国临时专利申请No.62/082,899的优先权，该专利申请的全部内容通过引用在此被并入以用于所有目的。

技术领域

本申请涉及用于内燃发动机的涡轮增压器的可变几何形状涡轮。

背景技术

发动机可以使用涡轮增压器改善发动机扭矩和/或功率输出密度。涡轮增压器可以包括涡轮，该涡轮与发动机的排气流成直线设置，并且经由驱动轴联接到与发动机的进气通道成直线设置的压缩机。排气驱动的涡轮然后可以经由驱动轴将能量供应给压缩机，以增大进气压力。以这种方式，排气驱动的涡轮将能量供应给压缩机，以增大进入发动机的空气的压力和流量。因此，增加涡轮的旋转速度可以增加增压压力。期望量的增压可以随发动机的操作而变化。例如，在加速期间的期望增压可以比在减速期间的大。

控制增压压力的一种解决方案是使用涡轮增压器中的可变几何形状涡轮。可变几何形状涡轮通过改变通过涡轮的排气的流量来控制增压压力。例如，排气可以从排气歧管流动通过涡轮喷嘴并且流动到涡轮叶片。涡轮喷嘴的几何形状可以被改变，以控制排气接触涡轮叶片的角度并且/或者改变涡轮叶片上游的入口通道或喷口的横截面积。增加入口通道的横截面积可以允许更多气体流动通过通道。此外，流经涡轮叶片的气体的入射角可以影响涡轮的效率，例如，从转换成机械能的流中捕获的热力学能的量。因此，通过改变涡轮喷嘴的几何形状可以改变涡轮速度和增压压力。

可变几何形状涡轮的设计已被修改以得到各种期望结果。例如，Sun等人的美国专利申请2013/0042608公开了通过调节相邻喷嘴叶片之间的通道的横截面积来改变流经涡轮叶片的气体的入射角的系统和方法。在其中，所提供的环形涡轮喷嘴具有中心轴线和数个喷嘴叶片。每个喷嘴叶片包括静止叶片和滑动叶片，其中滑动叶片包括与静止叶片的平面表面滑动接触的平面表面。如此，喷嘴叶片可以允许在发动机工况范围内的期望入射角和通道的优选横截面积。

发明人在此已经认识到使用以上识别的方法的潜在问题。例如，(一个或多个)滑动叶片可以突入入口通道的高流量区域中。以这种方式，滑动叶片的前边缘的突入可以产生用于引入气体的次佳入射角，并且由此导致增加的空气动力学流动损失。此外，在平面表面上行进的滑动叶片可以在径向方向上滑动相对大的距离进入入口通道的高流量区域，从而导致包装挑战。

进一步地，以上方法和系统未解决在某些发动机工况(诸如，发动机制动)期间生成的潜在冲击波。在发动机制动期间，可以收缩排气流并且因此可以生成冲击波，从而导致涡轮叶片上的强相互作用和激发。冲击波引起的激发(也被称为强制响应激发或流体结构相互作用)可以是涡轮叶片上疲劳的来源和进一步增加涡轮增压发动机的排气制动功率的限制因素。

发明内容

发明人在此已经认识到以上问题并且已经开发出一种至少部分解决以上问题的方法。作为一个示例，可以提供包括喷嘴叶片的环形涡轮喷嘴，喷嘴叶片包括静止叶片和滑动叶片，静止叶片被附接到喷嘴壁板的表面并且包括第一滑动表面，滑动叶片包括具有与第一滑动表面接触的流动干扰特征部的第二滑动表面，该滑动叶片被定位成在与涡轮喷嘴的内圆周基本上相切的方向上滑动，并且选择性地露出流动干扰特征部。以这种方式，在各种状况(诸如，发动机制动)期间可以暴露表面处理，以减少涡轮叶片上可能冲击波和激发的强度。

例如，静止叶片的第一滑动表面和滑动叶片的第二滑动表面可以是弧形表面，使得滑动叶片可以被定位成沿与第一滑动表面和第二滑动表面的弧形表面匹配的曲线滑动。如此，滑动叶片在由第一滑动表面和第二滑动表面的曲率或弧线限定的弯曲路径上滑动。因此，可以基本上保持期望的入射角，同时减少在各种发动机工况期间滑动叶片行进的径向位移。以这种方式，与具有平面滑动表面的滑动叶片和静止叶片相比较，可以减少排气膨胀损失。

当单独地或结合附图时，本说明书的上述优点和其他优点以及特征根据下列具体实施方式将显而易见。

应该理解，提供上述发明内容是为以简化形式介绍所选概念，其将在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确认所要求保护的主题的关键或基本特征，其范围由随附权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上指出的或本公开的任何部分中指出的任何缺点的实施方式。最后，以上解释不承认信息和问题中的任何一个是已知的。

附图说明

图1示出涡轮增压发动机的示例实施例。

图2示出包括涡轮喷嘴的涡轮增压器涡轮的示例实施例的横截面。

图3图示说明涡轮喷嘴和涡轮叶轮的示例实施例的透视图。

图4描绘涡轮喷嘴的示例实施例的放大视图。

图5示出具有平面滑动表面的第一示例喷嘴叶片和具有弧形滑动表面的第二示例喷嘴叶片。

图6示出具有期望厚度与弦杆长度比的喷嘴叶片的示例涡轮喷嘴。

图7示出具有带流动干扰特征部的喷嘴叶片的示例涡轮喷嘴。

图8A至图8B图示说明具有可暴露的流动干扰特征部的示例涡轮喷嘴。

图9示出用于摆动式叶片涡轮喷嘴的涡轮喷嘴的示意图。

图10图示说明图9的示例涡轮喷嘴的侧面示意图。

图11示出一种用于包括带摆动式叶片涡轮喷嘴的涡轮喷嘴的涡轮增压发动机的示例方法。

具体实施方式

以下描述涉及用于内燃发动机的可变几何形状涡轮增压器的系统和方法。在图1中图示说明带有涡轮增压器的示例发动机。示例涡轮增压器包括由涡轮(诸如，图2中所图示说明的涡轮)驱动的压缩机。涡轮可以包括涡轮喷嘴和涡轮叶轮，诸如图3至图8更详细地示出。图3示出涡轮喷嘴和涡轮叶轮的示例实施例的透视图。类似地，图4示出具有喷嘴叶片的涡轮喷嘴的示例实施例的透视图。在一个示例中，每个喷嘴叶片可以包括具有平坦滑动表面的静止叶片和滑动叶片，如图5的顶部图像所示。在另一个示例中，每个喷嘴叶片可以包括具有弧形(例如，弯曲的)滑动表面的静止叶片和滑动叶片，如图5的底部图像所示。进一步地，具有静止叶片和滑动叶片的喷嘴叶片可以包括期望的弦杆几何形状(图6)。在一个实施例中，涡轮喷嘴可以包括多个喷嘴叶片，其中多个喷嘴叶片每个可以包括流动干扰表面或表面处理，以减少涡轮叶片上的冲击引起的激发，如图7所示。在另一个实施例中，滑动叶片可以各自移动以覆盖和/或露出涡轮喷嘴上的流动干扰表面(图8)。在又一个实施例中，可以提供摆动式叶片涡轮喷嘴，其中喷嘴叶片可以包括常规致动块(图9的右上角)和/或具有改变的几何形状的致动块(图9的右下角)。常规致动块和/或改变的几何形状致动块中的每个可以旋转、摆动或枢转一个或多个喷嘴叶片。图10示出图9的改变的几何形状致动块的示意图的侧视图。进一步地，摆动式叶片涡轮喷嘴中的多个喷嘴叶片可以由用于涡轮增压发动机的图9和图10的一个或多个致动块来调节(图11)。

图1示出涡轮增压发动机的示例。具体地，内燃发动机10包括多个汽缸，其中的一个汽缸在图1中被示出。通过包括控制器12的控制系统和车辆操作员72经由输入装置70的输入可以至少部分地控制发动机10。在该示例中，输入装置70包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PPS的踏板位置传感器74。发动机10包括燃烧室30和汽缸壁32，其中活塞36定位在汽缸壁32并且被连接到曲轴40。燃烧室30经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。进气歧管44也被示为具有与其联接的燃料喷射器68，该燃料喷射器68用于与来自控制器12的信号(FPW)的脉冲宽度成比例地输送燃料。

控制器12在图1中被示为微型计算机，其包括微处理器(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、用于可执行程序和校准值的在该具体示例中示为只读存储器芯片(ROM)106的电子存储介质、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110和数据总线。控制器12可以接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论过的那些信号外，还包括：来自质量空气流量传感器115的引入质量空气流量(MAF)的测量；来自联接到冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)；来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP)；来自节气门位置传感器的节气门位置(TP)；以及来自传感器122的绝对歧管压力信号MAP。发动机转速信号RPM可以通过控制器12从信号PIP中生成。进一步地，控制器12可以基于来自定位在汽缸30中的压力传感器(未示出)的测量来估计发动机的压缩比。

控制器12从图1的各种传感器接收信号，并且基于所接收的信号和存储在控制器的存储器上的指令采用图1的各种致动器来调节发动机操作。

存储介质只读存储器106能够用表示由处理器102执行的指令的计算机可读数据进行编程，所述指令用于执行所述方法。

在已知为高压EGR的配置中，排气由与排气歧管48连通的EGR管125输送到进气歧管44。EGR阀组件120位于EGR管125中。换句话说，排气首先从排气歧管48行进通过阀组件120，然后行进到进气歧管44。EGR阀组件120然后能够被说成是位于进气歧管的上游。也存在放置在EGR管125中的任选EGR冷却器130，以在进入进气歧管之前冷却EGR。低压EGR可以用于将排气经由阀141从涡轮16的下游再循环到压缩机14的上游。

压力传感器115将歧管压力(MAP)的测量提供给控制器12。EGR阀组件120具有用于控制在EGR管125中限制的可变面积的阀位置(未示出)，其由此控制EGR流量。EGR阀组件120能够最低限度地限制通过管125的EGR流量或完全限制通过管125的EGR流量，或者操作成可变地限制EGR流量。真空调节器124被联接到EGR阀组件120。真空调节器124从用于控制EGR阀组件120的阀位置的控制器12接收致动信号126。在一个实施例中，EGR阀组件是真空致动阀。然而，可以使用任何类型的流量控制阀，诸如例如电动螺线管提供动力的阀或步进马达提供动力的阀。

涡轮增压器13具有联接到排气歧管48的涡轮16和经由中间冷却器132联接在进气歧管44中的压缩机14。涡轮16经由驱动轴15联接到压缩机14。空气在大气压力下从通道140进入压缩机14。排气从排气歧管48流动通过涡轮16，并且离开通道142。以这种方式，排气驱动的涡轮将能量供应给压缩机以增大进入发动机的空气的压力和流量。增压压力可以由涡轮16的旋转速度控制，涡轮16的旋转速度至少部分地由通过涡轮16的气体流量控制。

通过涡轮16的排气流量可以由图2中涡轮16的示例实施例被进一步图示说明。涡轮16可以包括包封涡轮喷嘴210和具有涡轮叶片222的涡轮叶轮220的涡壳或外壳202。例如，外壳202可以包括与涡轮喷嘴210连通的入口通道204。涡轮喷嘴210可以与入口通道204连通。因此，排气可以从排气歧管48流动通过入口通道204，流动通过涡轮喷嘴210，流经涡轮叶轮220和涡轮叶片222进入通道206，并且流出到通道142。进一步地，通过涡轮16的排气流量(例如气体膨胀)可以通过改变涡轮喷嘴210的几何形状控制，并且因此可以控制涡轮16的旋转速度。

在一个实施例中，涡轮喷嘴210可以为大体环形的并且与涡轮叶轮220和驱动轴15共用中心轴线230。换句话说，涡轮叶轮220和涡轮喷嘴210可以是同轴和同心的。涡轮喷嘴210可以包括环形协调环240、环形喷嘴壁板250和一个或多个喷嘴叶片260。在一个实施例中，协调环240和喷嘴壁板250可以形成用于喷嘴叶片260的支撑和控制结构。如此，在一个示例中，喷嘴叶片260的形状可以通过旋转协调环240和喷嘴壁板250中的一者或两者进行调节。

每个喷嘴叶片260的几何形状可以被调节以控制通过涡轮喷嘴210的气体流量。例如，在分体式滑动喷嘴叶片涡轮(SSVNT)中，喷嘴叶片260的长度可以被调节以控制通过涡轮喷嘴210的气体流量。在该示例中，喷嘴叶片260的滑动叶片可以在从喷嘴壁板250的外圆周相切地方向上滑动。前述布置在本文可以被称为常规滑动叶片实施例。

在与常规滑动叶片实施例对比的另一个实施例中，喷嘴叶片260的滑动叶片可以在发动机工况的范围内滑回到凹槽或井凹(如参照图8所示)中并且从该凹槽或井凹滑出。更具体地，喷嘴叶片260的滑动叶片可以例如在与中心轴线230平行而不是从喷嘴壁板250的外圆周相切的方向上轴向地滑动到喷嘴壁板250中。

在又一个实施例中，可以提供摆动或枢转喷嘴叶片涡轮代替SSVNT。摆动或枢转喷嘴叶片涡轮的喷嘴叶片260可以围绕与中心轴线230平行的轴线枢转。如下文参照图9至图11所示，摆动或枢转喷嘴叶片涡轮可以通过控制排气冲击涡轮叶片222的角度来改变通过涡轮16的排气流量。另外，摆动喷嘴叶片涡轮可以通过控制排气流穿过的涡轮叶片222上游的喷嘴叶片260之间的入口通道204的横截面积来改变通过涡轮16的排气流量。如此，喷嘴叶片260可以被配置成在一个方向上枢转，以增加涡轮16上游的入口通道204的横截面积，从而减小流经涡轮叶片222的气体的入射角。喷嘴叶片260也可以被配置成在相反方向上枢转，以减小至涡轮叶轮的入口通道204的横截面积。因此，可以增加流经涡轮叶片222的排气的入射角。

不管上述涡轮喷嘴的类型如何，改变喷嘴叶片260的几何形状和/或喷嘴叶片260的取向可以改变涡轮喷嘴210的入口通道204的横截面积。在一个实施例中，入口通道204可以包括四个侧。例如，入口通道204的第一侧可以由喷嘴壁板250的表面252形成，并且入口通道204的第二侧可以由涡轮外壳202的表面208形成。第三侧和第四侧可以各自由相邻喷嘴叶片的表面形成。如此，使喷嘴叶片260加长可以调节涡轮喷嘴210的入口通道204的横截面积和气体通过入口通道204的体积流量。

在另一个实施例中，喷嘴壁板250和涡轮外壳202中的一者或两者的轴向移动还可以用于改变涡轮喷嘴210的入口通道204的横截面积。例如，喷嘴壁板250和涡轮外壳202之间的距离可以在某些发动机工况期间被改变，使得喷嘴壁板250可以相对于涡轮外壳202移动一段距离。因此，摆动喷嘴类型涡轮的涡轮喷嘴210的入口通道204的横截面积也可以通过改变附加涡轮部件来控制。

喷嘴叶片260的几何形状和调节可以在图3中被进一步图示说明。图3示出示例滑动叶片涡轮喷嘴210和涡轮叶轮220的透视图，其中为了例示的目的喷嘴壁板250的一部分在切割线302和304处被切掉，例如移除。因此，被已组装的涡轮喷嘴210中的喷嘴壁板250覆盖的协调环240的细节在图3中示出。涡轮喷嘴210、协调环240和喷嘴壁板250可以为大体环形或带有内圆周和外圆周的环形状。在一个实施例中，涡轮喷嘴210、协调环240和喷嘴壁板250是同轴的。进一步地，涡轮喷嘴210、协调环240和喷嘴壁板250的内圆周可以是相同的。在一个实施例中，涡轮喷嘴210、协调环240和喷嘴壁板250的外圆周可以是相同的。

喷嘴叶片260可以包括静止叶片310和滑动叶片320。在一个实施例中，喷嘴叶片260的长度可以通过将静止叶片310和滑动叶片320中的一者或两者相对于彼此移动(例如，滑动)来调节。例如，滑动叶片320可以被配置成移动，并且静止叶片310可以被附接到喷嘴壁板250或者与喷嘴壁板250成一整体。静止叶片310附接到喷嘴壁板250可以减小静止叶片310和喷嘴壁板250之间的间隙。以这种方式，当排气流过静止叶片310时，可以减少空气动力学损失。静止叶片310可以包括与滑动叶片320的滑动表面322滑动接触的滑动表面312。在一个实施例中，滑动表面312和滑动表面322可以基本上垂直于喷嘴壁板250的表面252。例如，滑动表面312和滑动表面322中的每个与表面252之间的角可以是90度。在另一个示例中，滑动表面312和滑动表面322中的每个与表面252之间的角可以在80度与100度之间。因此，滑动表面312和322可以是平行的和平面的。

在另一个实施例中，静止叶片310的滑动表面312和滑动叶片320的滑动表面322可以是弧形的(例如，弯曲的)，而不是平面的。如此，静止叶片310的滑动表面312和滑动叶片320的滑动表面322可以是基本上彼此互补的。例如，如下文参照图5所示，滑动叶片320的滑动表面322可以是凸状的，并且静止叶片310的滑动表面312可以相应地是凹状的。滑动表面322可以被定位成沿与滑动表面312和322的相同弧形表面匹配的弯曲切线路径滑动。在一个示例中，滑动叶片320在由第一滑动表面(例如，静止叶片310的滑动表面312)和第二滑动表面(例如，滑动叶片320的滑动表面322)的曲率限定的弯曲路径上滑动。

在该实施例中，与具有平坦的和平面的滑动表面的喷嘴叶片的延伸或伸长相比较，喷嘴叶片260沿弧形滑动表面312和322的延伸或伸长可以在低排气流状况期间(例如，在轻或低发动机负载、低发动机转速和/或低发动机温度期间)减少滑动叶片320的径向位移。如此，如下文参照图5所讨论的，由于弧形滑动表面的减少的空间位移，可以减小包装负担。

在一个实施例中，滑动叶片320可以被定位成随协调环240旋转而移动或滑动。例如，协调环240可以经由在径向方向上从协调环240延伸的致动臂340旋转。协调环240可以包括被成形用于接收轴承350并引导轴承350的位置的狭槽330。轴承350可以被配置成接收滑动叶片320的致动销324。例如，致动销324可以从滑动叶片320延伸通过喷嘴壁板250中的狭槽以由轴承350接收。因此，滑动叶片320可以被约束成在由喷嘴壁板250中的狭槽的长度和位置以及狭槽330的长度和位置确定的范围内移动。

在可替代的实施例中，滑动叶片320可以被定位成随协调环240经由致动器输出轴(未示出)旋转而移动，该致动器输出轴被连结到镫形构件(未示出)。镫形构件可以与支撑喷嘴环的轴向延伸的导杆(未示出)接合。如此，由气动、电动和/或机械机构驱动的致动器输出轴可以使涡轮喷嘴能够移动。应当理解，喷嘴环安装和导向布置的细节可与图示说明的细节不同。

现在转到图4，示出了示例涡轮喷嘴的分解图，其还可图示说明涡轮喷嘴210的部件，包括喷嘴壁板250中的狭槽410。在一个实施例中，狭槽410可以延伸到喷嘴壁板250的外圆周。当涡轮喷嘴210被组装时，喷嘴壁板250的狭槽410和协调环240的狭槽330可以交叉。致动销324可以从滑动叶片320延伸通过狭槽330和410的交叉点处的喷嘴壁板250和协调环240。当协调环240围绕中心轴线230相对于喷嘴壁板250在第一方向上旋转时，交叉点可以朝向喷嘴壁板250的外圆周向外移动。类似地，当协调环240相对于喷嘴壁板250在相反的第二方向上旋转时，交叉点可以朝向喷嘴壁板250的内圆周向内移动。因此，滑动叶片320的位置可以通过旋转协调环240进行调节。例如，在一个实施例中，滑动叶片320的滑动表面322可以沿滑动表面312在涡轮喷嘴210上在弯曲径向方向上移动。在另一个实施例中，滑动叶片320可以在不枢转的情况下在弯曲方向上移动。

在各种发动机工况期间，滑动叶片320如上所述的滑动可以控制行进通过涡轮喷嘴210的排气流量。以这种方式，可以控制进气歧管44的增压压力。具体地，通过涡轮喷嘴210的排气流量可以通过调节喷嘴叶片260的长度进行控制，这可以改变涡轮喷嘴210的入口通道204的横截面积。

流动通过涡轮喷嘴210的排气可以包括可沉积在滑动表面312和322上的碳烟和烃类。当滑动叶片320在静止叶片310并抵靠静止叶片310滑动时，沉积物可以引起增加的阻力或粘附。因此，可以希望在发动机操作期间减少滑动表面312和322上的碳烟和烃类沉积物。在一个示例中，滑动表面322抵靠滑动表面312的滑动运动可以用于移除沉积物。

如此，在一个实施例中，静止叶片310可以由第一材料制成，并且滑动叶片320可以由不同的第二材料制成。进一步地，第一材料和/或第二材料可以是耐磨的。例如，静止叶片310可以是陶瓷或涂覆有陶瓷的，并且滑动叶片320可以是钢。作为另一个示例，静止叶片310可以是钢，并且滑动叶片320可以是陶瓷或涂覆有陶瓷的。进一步地，滑动表面312和322中的一者或两者可以包括纹理。例如，静止叶片310的滑动表面312上的粗糙纹理可以减少与滑动表面322接触的表面区域。如此，当滑动叶片320与静止叶片310接触移动或滑动时，静止叶片310的滑动表面312上的粗糙纹理可以减少阻力。另外或可替代地，滑动叶片320的滑动表面322也可以具有粗糙纹理或图案，从而当滑动叶片320抵靠静止叶片310并且与静止叶片310接触移动或滑动时进一步减少阻力。以这种方式，有纹理的表面也可以擦掉或减少聚集在滑动表面(例如，静止叶片310的滑动表面312和滑动叶片320的滑动表面322)中的一个或多个上的有纹理的表面中的一个或多个上的碳烟沉积物。

在另一个实施例中，在具有摆动喷嘴叶片涡轮和/或SSVNT的发动机中的某些发动机工况期间，通过增加喷嘴壁板250和每个喷嘴叶片260之间的间隙距离可以减少移动滑动叶片320的粘附。增加的间隙距离可以经由致动块的实施来实现，致动块具有基本上长斜方形形状和/或平行四边形形状的横截面。在一个示例中，致动块可以被联接到滑动叶片320的致动销324。如此，致动块可以被配置成在致动销324与滑动叶片320相对的位置上产生横向力或压力，如下文参照图9至图11所述。在另一些示例中，(一个或多个)其他合适的致动器(例如，致动托架)可用于将力施加到喷嘴叶片260，并且使喷嘴叶片260能够沿中心轴线230移动。因此，多个喷嘴叶片260可以在一个或多个发动机工况期间移动远离喷嘴壁板250的表面252。以这种方式，在可能易于叶片粘附的发动机工况期间，例如在高发动机温度和/或高发动机负载期间，可以减少喷嘴叶片260对表面252的粘附。

现在转到图5，在图5的顶部是具有平面滑动表面312和322的喷嘴叶片260的示意图，如上参考图3所述。在图5的底部是包括静止叶片502和滑动叶片506的喷嘴叶片500的示意图，其中静止叶片502具有弧形滑动表面504，并且滑动叶片506具有弧形滑动表面508。在一个实施例中，可以包括喷嘴叶片500作为具有环形喷嘴壁板250的涡轮喷嘴210上的喷嘴叶片260的替代形式。喷嘴叶片260的滑动叶片320可以沿滑动表面312和322与喷嘴叶片260的静止叶片310接触并抵靠该静止叶片310滑动，如上参照图3所述。类似地，滑动叶片506可以沿静止叶片502的滑动表面504和滑动叶片506的滑动表面508与静止叶片502接触并抵靠该静止叶片502滑动。

喷嘴叶片260可以被调节到最小长度530，而喷嘴叶片500可以被调节到最小长度510。在一个示例中，当喷嘴叶片260被调节到最小长度530时，喷嘴叶片260可以被认为是在小叶片开口位置中。同样，当喷嘴叶片500被调节到最小长度510时，喷嘴叶片500可以被认为是在小叶片开口位置中。在一个示例中，当滑动叶片320和滑动叶片506基本上与它们相应的静止叶片(例如，沿喷嘴叶片260的滑动叶片320的滑动表面322的静止叶片310，以及沿喷嘴叶片500的滑动叶片506的滑动表面508的静止叶片502)重叠时，最小长度510和530基本上相同，因为最小长度510和530可以各自反映喷嘴叶片的长度。在该示例中，喷嘴叶片260的后边缘560和喷嘴叶片500的后边缘580可以在涡轮叶轮220的近侧。换句话说，当滑动叶片320和滑动叶片506各自被调节到其最接近涡轮叶轮220的范围的一端时，喷嘴叶片260和喷嘴叶片500可以分别被调节到最小长度530和最小长度510。因此，喷嘴叶片260和/或喷嘴叶片500的小叶片开口位置允许至涡轮叶片222的入口通道204的较大横截面积。以这种方式，喷嘴叶片260和/或喷嘴叶片500的小叶片开口位置在低发动机负载工况期间可以是期望的。

在另一个实施例中，在滑动叶片506上具有弧形滑动表面508和在静止叶片502上具有弧形滑动表面504的喷嘴叶片500可以被调节到最大长度520。调节到最大长度520的喷嘴叶片500被示为虚线(图5的底部)。同样，在静止叶片310上具有平面滑动表面312和在滑动叶片320上具有平面滑动表面322的喷嘴叶片260可以被调节到最大长度540。调节到最大长度540的喷嘴叶片260被示为虚线(图5的顶部)。本文中，当喷嘴叶片260被调节到最大长度540时，喷嘴叶片260可以被认为是在大叶片开口位置中。类似地，当喷嘴叶片500被调节到最大长度520时，喷嘴叶片500可以被认为是在大叶片开口位置中。在该示例中，最大长度520可以小于最大长度540，如由距离590所示，其中距离590可以是喷嘴叶片500的最大长度520与喷嘴叶片260的最大长度540之间的长度差。因此，当喷嘴叶片500在涡轮增压器中实施时，并且当滑动叶片506基本上在其范围内延伸并且喷嘴叶片500的前边缘570最接近涡轮16的喷嘴壁板250的外圆周时，与具有较长最大长度540的喷嘴叶片260相比较，具有较短最大长度520的喷嘴叶片500可以允许减少的径向位移。因此，可以减小包装负担。

换句话说，当喷嘴叶片260的滑动叶片320和喷嘴叶片500的滑动叶片506各自被调节到其距涡轮叶片222最远的范围的一端时，喷嘴叶片260和喷嘴叶片500可以各自分别被调节到最大长度540和最大长度520。因此，喷嘴叶片260和/或喷嘴叶片500中的每个的大叶片开口位置可以允许至涡轮叶片222的入口通道204的较小的横截面积。以这种方式，喷嘴叶片260和/或喷嘴叶片500的大叶片开口位置在低发动机负载和低发动机转速工况期间可以是期望的。

在一个实施例中，滑动叶片从喷嘴叶片260和喷嘴叶片500中的每个的小叶片开口位置到大叶片开口位置的滑动可以至少部分地控制在各种工况内定位在喷嘴叶片中的一个或多个上或周围的流动干扰特征部的暴露，如下文参照图7和图8所讨论。当入口通道204的横截面积被减小时，流动干扰特征部可以减小涡轮叶片上可能冲击波和激发的强度，从而在某些发动机工况(诸如，发动机制动)期间收缩排气流。

作为示例，在喷嘴叶片500的大叶片开口位置中，其中滑动叶片506延伸到最大长度520并且延伸远离静止叶片502，流动干扰特征部可以未被覆盖并且暴露于排气流。可替代地，在喷嘴叶片500的小叶片开口位置中，其中滑动叶片506未延伸远离静止叶片502，并且喷嘴叶片500处于最小长度510，流动干扰特征部可以由滑动叶片506完全覆盖，使得流动干扰特征部未暴露于贯穿其中行进的排气流。在另一个示例中，在260的大叶片开口位置中，其中滑动叶片320延伸到最大长度540并且延伸远离静止叶片310，流动干扰特征部可以未被覆盖并且暴露于排气流。可替代地，在喷嘴叶片260的小叶片开口位置中，其中滑动叶片320未延伸远离静止叶片310，并且喷嘴叶片260处于最小长度530，流动干扰特征部可以由滑动叶片320完全覆盖，使得流动干扰特征部未暴露于贯穿其中行进的排气流。

进一步地，喷嘴叶片260的平面滑动表面312和322可以基本上与喷嘴壁板250的内圆周相切。例如，当被调节到最大长度540时，滑动叶片320的前边缘550可以相对于喷嘴壁板250的圆周的切线在0至60度(例如，0至20)内。类似地，喷嘴叶片500的弧形滑动表面504和508可以基本上与喷嘴壁板250的内圆周相切。例如，当被调节到最大长度520时，滑动叶片506的前边缘570可以相对于喷嘴壁板250的圆周的切线在0至60度(例如，0至20)内。

在另一个实施例中，当被调节到最大长度520时，滑动叶片506的前边缘570可以相对于喷嘴壁板250的圆周的切线在0至15度内。因此，当喷嘴叶片500被调节到最大长度520时，具有弧形滑动表面的喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片500)的前边缘可以导致相对于喷嘴壁板250的圆周的较小的角度。如此，与具有平面滑动表面的喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片260)相比较，可以存在到入口通道204中的较小的径向位移。

换句话说，当被调节到最大长度540时，滑动叶片320的前边缘550可以到达喷嘴壁板的外圆周，使得前边缘550可以突入入口通道204。相比之下，当被调节到最大长度520时，滑动叶片506的前边缘570不可到达喷嘴壁板250的外圆周。因此，可以减少具有弧形滑动表面504和508的喷嘴叶片500突入入口通道204。以这种方式，弧形滑动表面(例如，喷嘴叶片500的滑动表面504和508)可以减少空气动力学流动损失，从而增加涡轮的旋转动力。

值得注意的是，滑动表面与静止表面和/或滑动叶片与静止叶片的形状、取向、叶片延伸的方向、入射角和/或任何其他相关几何形状和参数可以根据SSVNT或常规摆动喷嘴叶片涡轮中的期望功能而改变。

以这种方式，由于低发动机温度、低发动机转速和/或低发动机负载工况期间的较小径向位移，具有弧形滑动表面504和508的喷嘴叶片500可以减少喷嘴叶片500的前边缘570突入入口通道204中。这可导致至涡轮叶片222的引入的排气的次佳入射角的减小，并且因此增加涡轮效率。进一步地，到具有弧形滑动表面504和508的喷嘴叶片500的入口通道204中的较小径向位移可以减小对扩大涡壳(例如，涡轮外壳202)的需要。扩大的涡轮外壳202可以阻碍包装，减少脉冲流动能量利用，并且在瞬时响应和预热期间增加热损失和损耗。

图6描绘了喷嘴叶片500和可影响涡轮喷嘴210的空气动力学特性的喷嘴叶片500的尺寸。图6的顶部图示示出喷嘴叶片500的示例实施例，使得各种喷嘴叶片特点可以根据上下文限定。图6的底部图示根据上下文示出喷嘴叶片500被定位在涡轮喷嘴608上的地方以及限定各种期望叶片特点的其他相关参数。

如参照图5所述，喷嘴叶片500可以包括倒圆的前边缘570和锥形的后边缘580。喷嘴叶片500的具有纵向长度606的弦杆610可以在前边缘570和后边缘580之间延伸。弯曲或弧形平面604可以在前边缘570和后边缘580之间延伸。平面604可以是喷嘴叶片500的弧线。在一个示例中，平面604可以基本上与静止叶片502的滑动表面504和滑动叶片506的滑动表面508重合。在一个实施例中，弦杆610可以在喷嘴叶片500的静止叶片502的滑动表面504和滑动叶片506的滑动表面508的界面处与平面604形成角612。在一个示例中，与平面604的角612可以在±45度内(例如，在大约-45度至45度的范围内)。

在一个实施例中，弦杆610的纵向长度606可以包括喷嘴出口半径660的长度R2的一半的70％至90％的长度，其中喷嘴出口半径660的长度R2可以从涡轮喷嘴的中心线限定到喷嘴壁板250的外圆周640。在另一个示例中，平面604可以比喷嘴出口半径的长度R2的一半大6到7倍。

此外，本文限定为沿竖直轴线(垂直于涡轮喷嘴的中心轴线的竖直轴线)的喷嘴叶片500的最厚部分的高度的最大喷嘴厚度616可以位于喷嘴叶片500的前边缘570处或附近(例如，近侧)。在一个示例中，前边缘570处的喷嘴叶片500的最大喷嘴厚度616与弦杆610的长度606的比可以大于0.35。应当注意的是，具有前述几何形状的弦杆610也可以施加到具有喷嘴叶片的常规摆动喷嘴叶片涡轮，该喷嘴叶片枢转或摆动以调节入口通道204的横截面积。

当喷嘴叶片500滑动到大叶片开口位置时，前述喷嘴叶片配置可以减少喷嘴叶片500的前边缘570处的入射损失。以这种方式，当喷嘴叶片500在低发动机负载和/或低发动机温度状况期间延伸到大叶片开口位置时，可以存在空气动力学性能损耗的减少。如此，可以改善在小叶片开口位置和大叶片开口位置两者处的空气动力学效率，同时减少强制的返回响应。

总而言之，本文所公开的具有最大喷嘴厚度616与弦杆长度606的比(即，大于大约0.35的比)的喷嘴叶片几何形状可以实现具有用于摆动喷嘴叶片涡轮和SSVNT两者的减少的强制响应的期望空气动力学性能。当调节喷嘴叶片时，也可以存在喷嘴叶片的前边缘处的入射角和喷嘴叶片的后边缘处的流动角的变化的减小。因此，可以增加涡轮空气动力学效率，这可以解释成燃料经济性的改善。

图7是由多个喷嘴叶片围绕的涡轮叶轮(诸如，涡轮叶轮220)的示例前视图。图7中所示的喷嘴叶片可以是图3至图5中所述的喷嘴叶片260的替代实施例，并且因此进行同样地编号。在一个实施例中，具有平面滑动表面的喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片260)可以被调节到图5的最小长度530。在可替代实施例(未示出)中，可以提供具有弧形滑动表面的喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片500)代替具有如图7中所示的平面滑动表面的喷嘴叶片。在一个示例中，滑动叶片320可以沿平面706抵靠静止叶片310并且与静止叶片310接触滑动。平面706可以基本上与静止叶片310的滑动表面312和滑动叶片320的滑动表面322重合。此外，平面706可以基本上与喷嘴壁板250的内圆周630相切。当滑动叶片320被调节到其最接近喷嘴壁板250的外圆周640的范围的一端时，喷嘴叶片260可以被调节到最大长度540。

在图7中所示的示例喷嘴叶片中，喷嘴叶片260可以包括第一气体表面710和第二气体表面720。气体表面710和720中的每个可以从前边缘550朝向后边缘560引导排气流朝向涡轮增压器的涡叶片轮220的涡轮叶片222。静止叶片310的第一气体表面710和滑动叶片320的第二气体表面720的形状和取向可以影响流经涡轮叶片222的气体的入射角。例如，静止叶片310的第一气体表面710和滑动叶片的第二气体表面720可以被配置成使得气体离开涡轮喷嘴210并且以基本上垂直于涡轮叶片222和基本上与内圆周630相切的入射角流经涡轮叶片222。

气体表面710和720可以是弯曲的或者具有其他合适的几何形状。例如，气体表面710和720可以遵循具有单一曲率轴线的圆弧。作为另一个示例，只要流动通道沿流动方向会聚，气体表面710和720可以包括凸状部分和凹状部分。例如，喷嘴叶片260可以是弯曲楔形形状，其中厚端靠近前边缘550并且窄端靠近后边缘560。

进一步地，在一个示例中，静止叶片310可以被附接到涡轮喷嘴210，并且当调节喷嘴叶片260的长度时，气体表面710的几何形状可以不变。如此，当调节喷嘴叶片260的长度时，滑动叶片320的前边缘550的几何形状和静止叶片310的锥形后边缘560的几何形状可以潜在地减小入射角的变化。因此，靠近静止叶片310的气体表面710流动的气体可以在几乎没有变化的情况下朝向涡轮叶片222被引导。以这种方式，涡轮效率可以在较广泛的发动机工况的范围内增加。

如图7所示，通过涡轮喷嘴210的入口通道204可以在相邻喷嘴叶片260之间形成。例如，入口通道204可以在喷嘴叶片260的静止叶片310的气体表面710和滑动叶片320的气体表面720之间形成。在另一个实施例中，入口通道204可以在喷嘴叶片500的静止叶片502和滑动叶片506的气体表面之间形成。当气体从喷嘴叶片260的前边缘550朝向喷嘴叶片260的后边缘560流动通过通道时，气体可以由气体表面710和720引导。喷嘴叶片260的前边缘550可以被定位成面向外圆周640，并且喷嘴叶片260的后边缘560可以被定位成面向内圆周630。通过将每个喷嘴叶片260基本上取向成与喷嘴壁板250的内圆周630相切，入口通道204可以随气体从外圆周640到内圆周630流动通过涡轮喷嘴210而变窄。

如上所讨论，涡轮喷嘴210的喷嘴叶片260可以响应于不同发动机工况而变化。例如，可以希望在不同发动机工况期间调节至发动机的增压压力的量。通过调节滑动喷嘴叶片260的长度，通过涡轮喷嘴210的气体流量可以变化，并且进气歧管44的增压压力可以被调节。例如，喷嘴叶片260可以通过朝向喷嘴壁板250的内圆周630移动滑动叶片320而被加长。以这种方式，在相邻喷嘴叶片之间(例如，在气体表面710和720之间)具有宽度(诸如，宽度708)的入口通道的较窄部分可以进一步变窄为宽度小于宽度708。因此，入口通道204的横截面积可以通过增加喷嘴叶片260的长度而被减小。以这种方式，当气体从外圆周640流动到内圆周630时，可以加速排气。例如，当气体从外圆周640到具有宽度708的入口通道的较窄点流动通过入口通道时，可以加速气体。

然而，在某些发动机工况(诸如，排气制动)期间(即，当发动机用于使车辆减慢以便减少车辆制动器上的磨损并且/或者减少在只有车辆制动器用于使车辆减慢或停止情况下可以生成的热量时)，滑动叶片320可以被延伸(并且移动远离静止叶片310)到大叶片开口位置。因此，入口通道204的横截面积可以被减小并且可以收缩排气流。因此，入口通道204中的背压可以增加。作为响应，活塞36可以被迫抵抗背压工作，以从(一个或多个)汽缸排出燃烧后的气体，因此使发动机10和车辆减慢。

因此，在一些示例中，流动干扰特征部702可以被包括在一个或多个喷嘴叶片260(和/或喷嘴叶片500)的一个或多个静止表面或滑动表面(例如，表面312、322、504和/或508)上。流动干扰特征部702可以减少涡轮叶片222上的可能冲击波和随后激发的强度。更具体地，定位在一个或多个喷嘴叶片上的流动干扰特征部702可以有效地使急剧和强大的冲击波分散成变弱的冲击波，变弱的冲击波在某些工况期间，诸如当喷嘴叶片在发动机制动期间在小开口叶片位置中时，遍布有限区域。换句话说，流动干扰特征部702可以减少当排气穿过涡轮上游的收缩的入口通道时可能发生的冲击波。

在一个示例中，流动干扰特征部702可以在滑动叶片320的第一滑动表面(例如，滑动表面322)上，使得当第一滑动表面抵靠静止叶片310的第二滑动表面(例如，滑动表面312)滑动时，流动干扰特征部702可以被遮挡和覆盖。在另一个示例中，流动干扰特征部702可以在静止叶片310的第二滑动表面(例如，滑动表面312)上，使得当滑动叶片320的第一滑动表面抵靠静止叶片310的第二滑动表面滑动时，流动干扰特征部702可以被遮挡和覆盖。以这种方式，流动干扰特征部702可以在一个或多个期望状况期间优选地暴露。在另一个实施例中，流动干扰特征部702可以被设置在壁板(诸如，喷嘴壁板250)上，如下文参照图8B所述。

在一个实施例中，流动干扰特征部702可以是多个流动干扰特征部。在另一些示例中，流动干扰特征部702可以被布置在摆动或枢转喷嘴叶片涡轮和/或SSVNT上。

在一些示例中，每个流动干扰特征部702可以占据一个或多个喷嘴叶片260的滑动表面的所有部分或一些部分。例如，每个流动干扰特征部702可以占据在多个喷嘴叶片260中的每个的第一侧(例如，面向涡轮叶轮的喷嘴叶片的侧)或第二侧(例如，面向涡轮外壳的喷嘴叶片的侧)上的后边缘560或前边缘550的表面区域的大约10％至40％。

在一个实施例中，流动干扰特征部702可以包括两个或更多个平行沟槽，如图7所示。例如，平行沟槽可以具有带尖底部的基本三角形横截面和/或带基本平坦底部的矩形横截面。在另一个示例中，平行沟槽可以与后边缘560的底表面(未示出)形成特定角。例如，平行沟槽可以与后边缘560的底表面基本上平行。

此外，在一些实施例中，流动干扰特征部702可以包括凹坑(未示出)。例如，流动干扰特征部702可以包括一个或多个基本圆形凹坑和/或基本矩形凹坑。在又一个示例中，流动干扰特征部702可以形成成角度的或直的谷部(未示出)。在又一个示例中，流动干扰特征部702可以包括沟槽和凹坑的组合，或者可以包括其他形状，包括例如孔或隆起部等，和/或不同形状的各种特征部的各种组合。在多个流动干扰特征部702之中，在喷嘴叶片260上形成的图案在尺寸、取向和形状上基本相似。流动干扰特征部702可以平行于和/或垂直于喷嘴叶片的边缘布置，或者可以成一角度进行布置。此外，流动干扰特征部702可以基本上位于与多个喷嘴叶片中的每个的第一侧(未示出)邻近，第一侧是面向涡轮增压器13的轮毂的侧。另一方面，流动干扰特征部702可以基本上位于与多个喷嘴叶片中的每个的第二侧(未示出)邻近，第二侧是面向涡轮增压器13的外罩的侧。

在一个实施例中，流动干扰特征部702可以沿后边缘560被布置在滑动叶片320的第一侧的表面区域上，如图7所描绘。此外，流动干扰特征部702可以在滑动表面322上，使得流动干扰特征部702可以根据喷嘴叶片260的位置(和对应长度)被优选地暴露或遮挡。例如，当滑动叶片320延伸远离静止叶片310(例如，在大叶片开口位置中)时，流动干扰特征部702可以被完全暴露。在一个实施例中，大叶片开口位置也可以被称为第一位置。在又一个示例中，响应于发动机负载小于阈值，流动干扰特征部702可以在大叶片开口位置处被暴露。在该示例中，阈值可以是可期望发动机增压的发动机负载。

可替代地，滑动叶片320的滑动表面322上的流动干扰特征部702可以由在小叶片开口位置中的静止叶片310被完全覆盖或遮挡，其中滑动叶片未延伸远离静止叶片，并且/或者涡轮喷嘴可以处于最小长度，如图7所描绘。小叶片开口位置也可以被称为第二位置。如此，响应于发动机负载大于阈值，流动干扰特征部702可以在小叶片开口位置中被遮挡。

进一步地，一个或多个中间位置可以是可能的，使得滑动叶片320在第一位置和第二位置之间的位置处被部分地延伸。在一个示例中，在中间位置中的一个或多个中，流动干扰特征部702的一部分可以被暴露。以这种方式，在发动机工况范围内选择性地露出或遮挡流动干扰特征部702是可能的。

例如，如上所讨论的，在排气制动期间，喷嘴叶片可以在大叶片开口位置中，以收缩至涡轮叶轮220的排气流。即，滑动叶片320延伸远离静止叶片310，其中后边缘560在涡轮喷嘴210的内圆周630的近侧并且与其邻近。在发动机制动期间，流动干扰特征部702可以选择性地暴露于入口通道204的引入的排气。流动干扰特征部702对引入的气体流的干扰可以因此减少在涡轮喷嘴210和涡轮叶片222之间生成的冲击波的强度。以这种方式，流动干扰特征部702可以减少涡轮叶片222中循环疲劳的风险。

然而，当车辆处于点火模式时，特别是在入口通道204可以具有较大横截面积时的高发动机负载下，流动干扰特征部702的暴露可以降低空气动力学性能。因此，为了减少小叶片开口位置中的空气动力学流动损失，其中滑动叶片320未延伸远离静止叶片310，流动干扰特征部702可以由滑动叶片320完全和基本上覆盖。以这种方式，在某些发动机工况(诸如，发动机制动)期间，强制响应和激发引起的冲击波可以被减少，同时当发动机制动未被实施时可以维持期望的空气动力学特征。

现在转到图8A，呈现了涡轮喷嘴800的流动干扰特征部702的另一个示例实施例(左)和涡轮喷嘴800的侧视图的示意图(右)。在一个实施例中，喷嘴叶片801可以包括分别具有平面滑动表面806和808的静止叶片802和滑动叶片804。静止叶片802可以包括与滑动叶片804的滑动表面808滑动接触的滑动表面806。在一个实施例中，滑动表面806和808可以基本上垂直于喷嘴壁板250的平面表面252。例如，滑动表面806和表面252之间的角可以在80度和100度之间。在一个实施例中，滑动表面806和808可以是平行的和平面的。

在另一个实施例中，静止叶片802的滑动表面806和滑动叶片804的滑动表面808可以是弧形的(例如，弯曲的而不是平面的)，并且可以基本上彼此互补。因此，滑动叶片804的滑动表面808可以是凸状的，并且静止叶片802的滑动表面806可以是相应地凹状的。

滑动叶片804可以包括流动干扰特征部702，其中流动干扰特征部702可以包括一个或多个平行或非平行的沟槽、凹坑和/或谷部。在一个示例中，流动干扰特征部702可以包括各种横截面形状，诸如三角形、圆形和矩形以及它们的组合。

在所描绘的实施例中，流动干扰特征部702可以在滑动叶片804的后边缘860的近侧的内部表面810上，内部表面810面向涡轮叶片222。在另一个实施例中，流动干扰特征部702可以在滑动叶片804的后边缘850近侧的内部表面810上。流动干扰特征部702可以包括滑动叶片804的表面区域或长度的10％至40％。此外，流动干扰特征部702可以基本上位于第一侧(未示出)邻近处，第一侧是面向涡轮叶轮转子的侧。另一方面，流动干扰特征部702可以基本上位于第二侧(未示出)邻近处，第二侧是面向涡轮(例如，涡轮16)的外罩的侧。

在一个示例中，滑动叶片804可以被联接到轴818，如图8A右侧处的示意图所示。轴818可以被联接到致动机构816并且被配置成响应于致动机构816，该致动机构诸如致动块或致动臂(例如，图3的致动臂340)。致动机构816可以沿轴线830(例如，在涡轮喷嘴的中心轴线230的方向上，中心轴线230与涡轮叶轮的旋转轴线相同)将轴向定向力施加在轴818的一个或多个位置上。如此，当致动机构被操纵成施加轴向定向力时，联接到滑动叶片804的轴818可以沿平行于中心轴线230的轴线830(例如，沿远离喷嘴壁板250的轴线830和/或沿朝向并进入喷嘴壁板250的轴线830)在至少两个方向上移动。

因此，与图3至图5的滑动表面的前述实施例相比较，在目前的实施例中，滑动叶片804可以在其滑动表面808上抵靠静止叶片802的滑动表面806沿轴线830在轴向方向上滑动。因此，喷嘴叶片801的长度可以通过相对于静止叶片802移动(例如，滑动)滑动叶片804进行调节。以这种方式，喷嘴叶片801的几何形状可以改变，使得涡轮喷嘴800的入口通道或喷口的横截面积可以被调节，从而改变通过入口通道的气体的体积流量。在一个实施例中，喷嘴壁板250可以包括一个或多个井凹820(例如，凹槽)，其中每个井凹820可以包括具体尺寸(例如，形状和大小)，以在滑动叶片804的至少三个侧上容纳和包住滑动叶片804。井凹820可以被布置在喷嘴壁板250中以容纳至少一个滑动叶片804，使得每个井凹820可以在位置上对应于涡轮喷嘴800的每个滑动叶片804。例如，如图8A(右)所示，井凹820可以沿轴线830被定位在滑动叶片804的正后面的壁板250中。如此，经由轴818的致动沿轴线830轴向移动滑动叶片804可以使滑动叶片804滑出并且滑动远离喷嘴壁板250或者滑动朝向并进入喷嘴壁板250。在另一个示例中，井凹820可以在布置上对应于协调环240的一个或多个狭槽330(图3和图4所示)。如此，当滑动叶片基本上退回(例如，凹陷)到喷嘴壁板250的井凹820中时，容纳滑动叶片804的井凹820可以与壁板250的平坦表面252相对齐平。

在第一状况期间，滑动叶片804可以沿轴线830滑出并且远离井凹820。换句话说，滑动叶片804可以滑动远离喷嘴壁板250。当滑动叶片804移出井凹820时，滑动叶片804可以平行于轴线830(例如，在涡轮喷嘴的中心轴线230的方向上，中心轴线230与涡轮叶轮的旋转轴线相同)并且沿竖直轴线与静止叶片802对准。如此，滑动叶片804的滑动表面808可以抵靠静止叶片802的滑动表面806滑动。在该示例中，滑动叶片804可以轴向地滑动到一位置，其中滑动叶片804可以紧靠静止叶片802的面向前的表面828并且可以基本上与其齐平。在一个示例中，静止叶片802的面向前的表面828可以面向涡轮增压器的外罩侧。

在一个实施例中，第一状况可以包括较低排气流状况，诸如低发动机负载和低发动机转速。因此，进入涡轮涡壳的排气流的量可以小于较高排气流状况(例如，高发动机负载、高发动机转速和/或在发动机制动期间)。因此，喷嘴叶片801可以在大叶片开口位置中，其中滑动叶片804可以离开并远离井凹820。此外，静止叶片802的滑动表面806紧靠滑动表面808。因此，与当喷嘴叶片801在小叶片开口位置中时的入口通道204的喷口区域的横截面积相比较，入口通道204的喷口区域的横截面积可以更小。

在一个实施例中，响应于发动机负载小于阈值负载，流动干扰特征部702在第一状况期间可以在大叶片开口位置处被暴露。以这种方式，在第一状况期间，滑动叶片804的内部表面810上的流动干扰特征部702可以基本上暴露于入口通道204中的排气流。因此，气流可以接触流动干扰特征部702并且由该流动干扰特征部702干扰，从而减少例如在发动机制动期间的强制响应和激发引起的冲击波。换句话说，流动干扰特征部702可以有效地将突然和强大的冲击波分散成变弱的冲击波。因此，在排气制动期间产生的冲击波的强度在涡轮叶片222上可以被减小，从而减小对涡轮叶片222的损坏。

在第二状况期间，滑动叶片804可以沿轴线830滑动到井凹820中。换句话说，滑动叶片804可以朝向喷嘴壁板250行进并且进入喷嘴壁板250。在一个示例中，当滑动叶片804被容纳或包在井凹820内时，滑动叶片804可以基本上被遮挡，使得滑动叶片804和/或流动干扰特征部702的少到几乎没有部分可以突入入口通道204的一部分中。在一个实施例中，第二状况可以包括高排气流状况，包括高发动机负载和/或高发动机转速。换句话说，在高排气流状况期间，进入涡轮涡壳或外壳(例如，外壳202)的排气流的量可以大于较低排气流状况(例如，低发动机负载和/或低发动机转速)。因此，喷嘴叶片801可以在小叶片开口位置中，其中滑动叶片804可以被包在或容纳在井凹820内的至少三个侧上。因此，与当喷嘴叶片801在大叶片开口位置中时的入口通道204的喷口区域的横截面积相比较，入口通道204的喷口区域的横截面积可以更大。

高流量状况也可以包括其中发动机负载大于阈值负载的状况。例如，阈值负载可以是可期望发动机增压的发动机负载。以这种方式，滑动叶片804的内部表面810上的流动干扰特征部702可以未被暴露或遮挡，使得排气流动可以行进到涡轮叶轮220而不受与流动干扰特征部702的相互作用的干扰。换句话说，滑动叶片804可以轴向地退回到喷嘴壁板250的井凹820中，以避免在高排气流状况期间由于流动干扰特征部702所致的效率损耗。

现在转到图8B，示出了涡轮喷嘴800的另一个实施例的切开前透视图(顶部)和涡轮喷嘴800的顶视图的示意图(底部)。在一个实施例中，示例喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片801)可以包括分别具有平面滑动表面806和808的静止叶片802和滑动叶片804。在另一些实施例中，滑动表面806和808可以是弧形的。在又一些实施例中，滑动表面806和808可以是具有各种角度的平面表面和/或弧形表面的组合，如图8B所描绘的。在一个示例中，滑动叶片804可以被配置成移动，而静止叶片802可以被固定地附接到环形喷嘴壁板250或与环形喷嘴壁板250构成整体。

在一个实施例中，滑动叶片804可以被联接到喷嘴壁件822。在一个示例中，喷嘴壁件822可以被联接到喷嘴壁板250，使得壁件822可以与喷嘴壁板250的内部表面(未示出)直接触摸接触。

滑动叶片804的第一表面(未示出)可以被一体地附接到壁件822的共面第二表面(未示出)。以这种方式，壁件822的移动可以同时移动滑动叶片804。类似地，对滑动叶片804的调节可以伴随移动壁件822。在一个示例中，壁件822在第二表面上可以具有基本上与滑动叶片804的第一表面的表面区域类似的表面区域，如图8B的下部示意图所描绘。在又一个示例中，滑动叶片804可以被可逆地联接到壁件822，使得每个滑动叶片804和/或壁件822可以被独立地调节或致动。

在一个实施例中，壁件822可以包括在壁件822的内部表面824上的一个或多个流动干扰特征部702。在该示例中，流动干扰特征部702可以在壁件822的内圆周630的近侧并且与其邻近。在另一个示例中，流动干扰特征部702可以被设置在壁件822上的另一个位置处，诸如设置在内圆周630和外圆周640之间的距离处。在一些实施例中，流动干扰特征部702可以包括一个或多个平行或非平行的沟槽、凹坑和/或谷部。在另一些实施例中，流动干扰特征部702可以包括各种横截面形状，诸如三角形、圆形和/或矩形以及它们的组合。

如上参照图8A所讨论的，滑动叶片804和/或壁件822中的至少一个可以被联接到轴818并且被配置成响应于轴818，如图8B(底部)所示。进一步地，轴818可以被联接到致动机构816并且被配置成响应于致动机构816，该致动机构诸如致动块或致动臂(例如，图3的致动臂340)。致动机构816可以将轴向定向力施加在轴818的一个或多个位置上。如此，当致动机构被操纵成施加轴向定向力时，联接到滑动叶片804和/或壁件822的轴818可以沿轴线830(例如，沿远离喷嘴壁板250的轴线830和/或沿朝向并进入喷嘴壁板250的轴线830)在至少两个方向上移动。

如图8B的下部示意图所示，喷嘴壁板250可以包括一个或多个井凹820，其中每个井凹820可以包括具体尺寸(例如，形状和大小)，以基本上容纳和包住一个或多个滑动叶片804和/或壁件822。在一个示例中，井凹820可以包括大体环形形状。井凹820可以被定位在涡轮喷嘴800内，以容纳至少一个滑动叶片804和/或壁件822，使得当至少一个滑动叶片804和/或壁件822被轴向移动到喷嘴壁板250中的井凹820中时，至少一个滑动叶片804和/或壁件822在至少三个侧上可以由井凹820包封。

换句话说，井凹820可以沿轴线830被定位在滑动叶片804和/或井凹822的正后面的壁板250内，使得在轴向方向上(例如，沿轴线830)经由轴818移动滑动叶片804和/或壁件822可以使滑动叶片804和/或壁件822从喷嘴壁板250的井凹820滑出或者滑向进入该井凹820。如此，当滑动叶片804和/或壁件822基本上退回到喷嘴壁板250的井凹820中时，滑动叶片804和/或壁件822可以与喷嘴壁板250的平坦表面(例如，表面252)相对齐平。

在各种工况期间，一个或多个滑动叶片804和/或壁件822的轴向移动可以被调节。以这种方式，在不同工况范围内优选地暴露和/或遮挡壁件822上的流动干扰特征部702是可能的。

例如，在第一状况期间，滑动叶片804和/或壁件822可以沿轴线830滑出并且远离井凹820。换句话说，滑动叶片804和/或壁件822可以滑动远离喷嘴壁板250。当滑动叶片804和/或壁件822移动远离并移出井凹820时，滑动叶片804和/或壁件822可以平行于轴线830(例如，在涡轮喷嘴的中心轴线230的方向上，中心轴线230与涡轮叶轮的旋转轴线相同)并且沿竖直轴线与静止叶片802对准。因此，喷嘴叶片801可以在大叶片开口位置中，其中滑动叶片804可以滑出并且远离井凹820，并且紧靠静止叶片802的滑动表面808。换句话说，滑动叶片804的滑动表面808可以抵靠静止叶片802的滑动表面806滑动。因此，与当喷嘴叶片801在小叶片开口位置中时的入口通道204的喷口区域的横截面积相比较，入口通道204的喷口区域的横截面积可以更小。

在一个示例中，第一状况可以包括较低排气流状况，诸如在低发动机负载和低发动机转速期间。因此，进入涡轮涡壳或外壳(例如，外壳202)的排气流的量可以小于较高排气流状况(例如，高发动机负载、高发动机转速和/或在发动机制动期间)。在另一个示例中，第一状况可以包括发动机制动。因此，喷嘴叶片801的较大叶片开口位置在第一状况期间可以允许较低速度排气流的更快流动。

在所描绘的实施例中，响应于发动机负载小于阈值负载，流动干扰特征部702在第一状况期间可以在大叶片开口位置处被暴露。如此，在第一状况期间，围绕壁件822周向设置的流动干扰特征部702可以基本上暴露于入口通道204中的排气流。作为响应，排气流可以接触流动干扰特征部702并且由该流动干扰特征部702干扰，从而减少例如在发动机制动期间的强制响应和激发引起的冲击波。换句话说，当排气流行进通过变窄的入口通道204时，流动干扰特征部702可以有效地将突然和强大的冲击波分散成变弱的冲击波。因此，在排气制动期间产生的冲击波的强度在涡轮叶片222上可以被减小，从而减小对涡轮叶片222的潜在的损坏。

在第二状况期间，滑动叶片804和/或壁件822可以沿轴线830滑动到井凹820中。换句话说，滑动叶片804和/或壁件822可以朝向喷嘴壁板250行进并且进入喷嘴壁板250。在一个示例中，当滑动叶片804和/或壁件822被容纳或包在井凹820内时，滑动叶片804和/或壁件822可以各自基本上被遮挡，使得滑动叶片804和/或壁件822的少到几乎没有部分可以突入入口通道204的一部分中。此外，壁件822上的一个或多个流动干扰特征部702也可以被遮挡，使得基本上没有排气流可以与一个或多个流动干扰特征部702流体接触。

在一个实施例中，第二状况可以包括高排气流状况，其中进入涡轮涡壳或外壳(例如，外壳202)的排气流的量大于较低排气流动状况(例如，低发动机负载和/或低发动机转速)。因此，喷嘴叶片801可以在小叶片开口位置中，其中滑动叶片804可以被包在或容纳在井凹820内的至少三个侧上。因此，与当喷嘴叶片801在大叶片开口位置中时的入口通道204的喷口区域的横截面积相比较，入口通道204的喷口区域的横截面积可以更大。

在该实施例中，高流量状况可以包括高负载和/或高温度工况。高流量状况也可以包括其中发动机负载大于阈值负载的状况。例如，阈值负载可以是可期望发动机增压的发动机负载。以这种方式，壁件822上的流动干扰特征部702可以未被暴露或遮挡，使得排气流可以行进到涡轮叶轮220而不受与流动干扰特征部702的相互作用的干扰。换句话说，滑动叶片804可以轴向地退回到喷嘴壁板250的井凹820中，以避免在高排气流状况期间由于流动干扰特征部702所致的效率损耗。

在第一状况和/或第二状况期间，滑动叶片804和/或壁件822的轴向移动可以在两个或更多个步骤中完成。在另一些实施例中，在一个步骤中可以实现该轴向移动。

因此，在一个实施例中，可以提供包括喷嘴叶片的环形涡轮喷嘴，喷嘴叶片包括静止叶片和滑动叶片，静止叶片被附接到喷嘴壁板的表面并且包括第一滑动表面，滑动叶片包括具有与第一滑动表面接触的流动干扰特征部的第二滑动表面，滑动叶片被定位成在与涡轮喷嘴的内圆周基本上相切的方向上滑动，并且选择性地露出流动干扰特征部。

在一个示例中，第一滑动表面和第二滑动表面可以是弧形表面。滑动叶片可以被定位成沿与第一滑动表面和第二滑动表面的弧形表面匹配的曲线滑动。因此，滑动叶片可以在由第一滑动表面和第二滑动表面的曲率限定的弯曲路径上滑动。

干扰特征部可以是多个流动干扰特征部，多个流动干扰特征部各自邻近多个喷嘴叶片的相应后边缘。在一个示例中，流动干扰特征部可以包括沟槽或凹坑。在另一个示例中，流动干扰特征部可以包括两个或更多个平行沟槽，两个或更多个平行凹槽各自具有基本上三角形横截面或基本上矩形横截面。在又一个示例中，流动干扰特征部可以占据滑动叶片的大约10％至40％。进一步地，喷嘴叶片的最大喷嘴厚度与喷嘴叶片的弦杆的长度的比可以大于0.35。

喷嘴叶片可以处于大叶片开口，其中滑动叶片可以被延伸并移动远离静止叶片。在大叶片开口位置中，流动干扰特征部可以未被覆盖并暴露于气流。相比之下，喷嘴叶片可以处于小叶片开口，其中滑动叶片可以不被延伸远离静止叶片。在小叶片开口位置中，流动干扰特征部可以由滑动叶片完全地覆盖。

在另一个实施例中，可以提供一种方法，该方法包括将围绕可变几何形状涡轮的涡轮叶轮径向定位的多个可调节叶片的位置调节到第一位置，从而暴露多个可调节叶片中的每个的表面的一部分上的流动干扰特征部，以及将多个可调节叶片的位置调节到第二位置，从而覆盖流动干扰特征部使得流动干扰特征部不暴露于气体流。多个可调节叶片可以包括静止叶片部分和滑动叶片部分，并且流动干扰特征部可以在滑动叶片的第一滑动表面上。第一滑动表面可以抵靠静止叶片的第二滑动表面滑动。进一步地，第一滑动表面和第二滑动表面可以是弯曲表面，并且第一滑动表面可以沿由弯曲表面限定的弯曲路径抵靠第二滑动表面滑动。

在一个示例中，将多个可调节叶片的位置调节到第一位置可以包括响应于发动机负载小于阈值负载，将多个可调节叶片的位置调节到第一位置。在另一个示例中，将多个可调节叶片的位置调节到第二位置可以包括响应于发动机负载大于阈值负载，将多个可调节叶片的位置调节到第二位置。

现在参照图9，提供了涡轮增压器的摆动叶片涡轮喷嘴900的切开前视图(左)和摆动叶片涡轮喷嘴900的致动块904的示意顶视图(右)。在摆动叶片涡轮喷嘴900中，轴向延伸的喷嘴叶片902的阵列被附接到喷嘴壁910，以便延伸横跨一个或多个入口通道204。在一个示例中，喷嘴叶片902可以被定位在轮毂侧912和外罩侧914之间。轮毂侧912可以是涡轮叶轮220和涡轮转子近侧的涡轮增压器的侧，并且外罩侧914可以是涡轮外壳202近侧的涡轮增压器的侧。在另一个示例中，承载多个喷嘴叶片902的喷嘴壁910可以处于基本在轮毂侧912处的位置。换句话说，轮毂侧912和外罩侧914是相对于涡轮叶轮220的轮毂和涡轮外罩或外壳(例如，涡轮外壳202)的侧。具体地，轮毂侧912比外罩侧914更靠近涡轮叶轮220的轮毂，外罩侧914更靠近外罩或外壳202。

在该类型的涡轮中，入口通道204的大小可以通过改变喷嘴叶片相对通过入口通道204的排气流的方向的角度而被控制。减小涡轮叶片222上游的一个或多个入口通道204的横截面积使到达涡轮16的气体速度维持处于确保低排气体积流量期间的有效涡轮操作的水平。

在一个实施例中，一个或多个喷嘴叶片902可以在第一方向上枢转以增加涡轮16上游的一个或多个入口通道204的横截面积，并且可以减小流经涡轮叶片222的气体的入射角。类似地，喷嘴叶片902可以在相反的第二方向上枢转以减小一个或多个入口通道204的横截面积，并且可以由此增加流经涡轮叶片222的气体的入射角。

在一个实施例中，第一壁(诸如，喷嘴壁910)可以在轴向方向上(例如，沿中心轴线940)堆叠在第二壁(未示出)或环(诸如，协调环240)上。在一个示例中，第二壁可以被联接到致动臂(例如，图4的致动臂340)或另一个合适的致动机构。以这种方式，第二壁可以经由在径向方向上从第二壁延伸的致动臂旋转。

此外，致动块904和托架906可以被定位在第一壁和第二壁之间，并且致动块904可以被联接到第二壁并且被配置成与第二壁一起移动。因此，联接到致动块904的第二壁可以经由致动臂围绕中心轴线940旋转。因此，致动块904可以在相对于中心轴线940的圆周方向上来回移动。

托架906在致动块904的至少两个侧上可以被可操作地联接到致动块904并且围绕致动块904。以这种方式，当致动块904经由致动臂移动时，致动块904可以移动托架906。

在一个示例中，喷嘴叶片902可以沿轴线940并且鉴于图9相对于轴向方向定位在喷嘴壁910上方。更进一步地，下文参照图10所示和所述的轴(例如，轴1004)可以在第一端处被可操作地联接到喷嘴叶片902，其中第一端可以在外罩侧914的近侧。轴可以横贯第一壁，并且也可以在第二端处被联接到托架906，其中与第一端相比较，第二端可以在轮毂侧916的近侧。在一个实施例中，托架906可以被配置成旋转轴。作为响应，轴的旋转移动被转换成联接到轴的喷嘴叶片902的旋转移动。

换句话说，经由侧接托架906的致动块904可以实现喷嘴叶片902的枢转或旋转。具体地，可操作地联接到托架906并且被配置成将力施加到托架906上的致动块904可以经由致动臂或其他适当机构沿预定路径和方向移动。例如，致动块904可以沿路径(诸如，路径920)在由双箭头922所描绘的第一方向和/或第二方向上移动给定的距离。以这种方式，引起喷嘴叶片902的旋转的致动块904的移动可以影响入口通道204的横截面积并且因此改变涡轮效率。

在一个实施例中，在第一状况期间，联接到喷嘴叶片902的致动块904(通过托架906和轴1004)可以在第一方向上从第一位置周向移动到第二位置。在第二位置中，多个喷嘴叶片902可以在大开口位置中，其中每个喷嘴叶片902上游的每个入口通道204允许至涡轮叶片222的增加的排气流。进一步地，致动块904移动到第二位置可以朝向外罩侧914移动喷嘴叶片902。在一个示例中，在当期望增压时的高温度和/或高负载期间，致动块904可以在第二位置中。

在另一个实施例中，在第二状况期间，致动块904可以在相反的第二方向上从第二位置周向移回。在第二方向上移回可以将多个喷嘴叶片旋转到小开口位置，以提供较小入口通道204。以这种方式，喷嘴叶片902可以收缩少量的排气并且增加贯穿其中行进到涡轮叶片222的排气速度。

此外，当致动块904在第二方向上移动经过具体位置时，可以实施过冲控制(未示出)，使得致动块904可以移动到第三位置，如将参照图10和图11所讨论。在施加过冲控制并且致动块904在第三位置中之后，致动块904然后可以移回到第一位置。

当枢转或旋转喷嘴叶片902时，流动通过具有摆动型喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片902)的涡轮喷嘴的排气可以包括可以潜在地引起增加的阻力或粘附的碳烟和烃类，这在高发动机负载和/或高温度的状况期间是特别关注的问题。在一个示例中，与外罩侧914的相对面向壁相比，一个或多个喷嘴叶片902可以更容易地粘附在轮毂侧912上的喷嘴壁910上。因此，最大化在喷嘴叶片902和轮毂侧912和/或外罩侧914近侧的喷嘴壁910之间的间隙距离可以减少高发动机负载和/或高温度状况期间的喷嘴叶片902的粘附。

进一步地，对外罩侧914和/或轮毂侧912上的间隙距离的调节可以影响涡轮效率。例如，外罩侧914上的间隙距离的减小可以改善在轻(例如，较低)发动机负载工况下的涡轮效率，同时增加高发动机负载工况期间的轮毂侧912处的间隙距离。因此，外罩侧914上的间隙距离的减小也可以降低叶片粘附。以这种方式，在高发动机负载状况和低发动机负载状况和/或高发动机温度状况和低发动机温度状况两者期间，沿轴线940远离轮毂侧912上的喷嘴壁910和朝向外罩侧914偏移多个喷嘴叶片902可以是期望的。在一个示例中，轴线940可以基本上正交于喷嘴壁910的平面轴线和致动块的周向移动方向。

在图9的右上角处所描绘的实施例中，示例致动块924可以具有正方形或矩形形状横截面。致动块924通过致动臂(未示出)的移动可以使致动块924偏移。作为响应，可操作地联接到致动块924的托架926也可以沿路径(诸如，路径920)周向偏移，从而使在第一端处可操作地联接到托架926的轴(未示出)和在第二端处联接到轴的喷嘴叶片(未示出)旋转或枢转。在该示例中，托架926可以诸如沿轴线940仅在圆周方向上移动而不在轴向方向上移动。因此，正方形和矩形形状的致动块924及其相应的矩形形状的托架926不能够调节间隙距离以实现有益的喷嘴叶片配置。

然而，喷嘴叶片902沿轴线940的轴向移动可以经由致动块904实现，如图9的右下角处所描绘。在一个示例中，致动块904可以具有基本上平行四边形形状的横截面并且/或者在形状上可以是基本上长斜方形。在一个示例中，具有长斜方形形状的致动块904可以具有带角度的侧，使得致动块的相邻侧和/或相反侧之间的角度为80度至100度的范围之外。在另一个示例中，致动块904的面向托架906的带角度的侧可以基本上是成角度的(例如，明显大于或小于90度)。

如上所讨论的，在一个实施例中，致动块904在两侧或更多侧上可以侧接托架906，其中托架906被配置成枢转可操作地联接到喷嘴叶片902的一个或多个轴。在一个示例中，托架906的一个或多个表面可以与致动块904的一个或多个表面共面接触。在另一个示例中，可以存在致动块904与致动块904的一个或多个侧上的托架906之间对称间隔的小空间。

在一个实施例中，托架906在邻近致动块904的位置处至少可以具有平行四边形形状或长斜方形形状的横截面。例如，具有长斜方形形状的托架906可以具有带角度的侧，使得托架的相邻侧之间的一个或多个角度在80度至100度的范围之外。换句话说，面向并且邻近致动块904的托架906的带角度的侧可以基本上是成角度的(例如，明显大于或小于90度)。

以这种方式，在第一方向上移动长斜方形形状的致动块904可以在沿两个不同轴线(例如，沿遵循路径920的轴线，并且沿轴线940)的方向上移动喷嘴叶片。例如，长斜方形形状的致动块904的偏移可以引起喷嘴叶片902围绕联接到喷嘴叶片902的轴(例如，图10中所示的轴1004)的枢转移动。此外，长斜方形形状的致动块904的偏移可以导致沿轴线940的轴向移动，以基本上朝向外罩侧914移动喷嘴叶片902。因此，入口通道204的横截面积可以被增加，从而减小高排气流状况期间喷嘴叶片粘附的风险。

现在转到图10，示出了沿轴向方向侧接托架906的致动块904的示意侧视图。致动块904可以沿y轴线1016在第一位置1010(顶部示意图)和/或第二位置1012(底部示意图)中。在一个示例中，致动块904也可以在第三位置(未示出)中，其将参照图11讨论。值得注意的是，虽然第一位置、第二位置和第三位置沿线性y轴线1016被设定，但每个位置可以沿涡轮喷嘴的边缘被周向定位，使得致动块904的移动也可以是周向的。

在所示的实施例中，托架906可以被联接到喷嘴叶片902的轴1004。在一个示例中，致动块904可以在第一位置1010中，其中致动块904的第一位置1010旋转托架906，以将喷嘴叶片摆动到小开口位置。换句话说，第一位置可以使喷嘴叶片以减小入口通道的横截面积并且因此收缩至涡轮叶轮的排气流的方式定位。在该位置中，喷嘴叶片(从前边缘到后边缘限定的)的长度可以基本上与中心轴线940相切。在低发动机负载、低发动机转速和/或低发动机温度工况期间，第一位置可以增加通过至涡轮叶片的入口通道204的较小横截面积的气体速度。

在另一个示例中，致动块904可以在第二位置1012中，其中致动块904可以在第一方向上(如参照图9所讨论的)移动，以将多个喷嘴叶片902枢转到大开口位置。因此，入口通道204可具有较大横截面积以允许较大量的排气流动到涡轮叶片。在一个示例中，在高发动机负载、高发动机转速和/或高发动机温度工况期间，致动块904可以在第二位置中。在第二位置中，喷嘴叶片的长度可以相对于中心轴线940径向对准。

如以上简洁地描述，致动块904可以被联接到一个或多个托架906中的一个或多个位置，并且当致动块904从第一位置1010移动到第二位置1012时被配置成在一个或多个托架906中的一个或多个位置上产生偏置压力1005，如在图10的底部示意图中的箭头所表示。偏置压力1005可以在邻近致动块904的拐角的托架906的位置上产生，当致动块904在至少一个方向上移动时接触致动块904的拐角。

如此，当致动块904在第一位置1010中时(在图10的顶部示意图中所描绘的)，喷嘴叶片902和轮毂侧912的喷嘴壁910之间的间隙距离1006可以基本上类似于喷嘴叶片902和外罩侧914之间的间隙距离1008。然而，当致动块904被移动到第二位置1012(图10的底部示意图所描绘的)时，致动块904可以在托架906中的一个的相邻拐角上产生偏置力或偏置压力1005。由托架906经历的偏置压力1005可以使喷嘴叶片902的轴1004沿轴线940在轴向方向上移动。

在一个示例中，涡轮喷嘴的所有喷嘴叶片可以沿轴线940同时移动到外罩侧914。因此，多个喷嘴叶片902可以在某些工况期间移动远离喷嘴壁910。以这种方式，在高发动机负载、高排气流和/或高发动机温度状况期间降低喷嘴叶片902的粘附是可能的，同时在低排气流状况期间增加涡轮效率。总而言之，具有平行四边形形状和/或长斜方形形状的致动块(例如，致动块904)可以被提供以控制外罩侧914上的间隙距离，即，喷嘴叶片902和涡轮外壳202与轮毂侧912之间的距离，即涡轮喷嘴叶片902和喷嘴壁910之间的距离。

现在转到图11，公开了一种在第一状况和第二状况期间用于控制图9和图10的涡轮喷嘴的喷嘴叶片的间隙距离的方法1100。在第一状况期间，诸如在高发动机温度和/或高发动机负载工况期间，多个喷嘴叶片902可以在第一方向(参照图9和图10描述为第一方向)上摆动，以便允许较大量的排气流动通过涡轮叶轮220和涡轮叶片222。第一状况也可以包括发动机负载大于阈值负载的状况。例如，阈值负载可以是可期望发动机增压的发动机负载。因此，致动块904可以在第一方向上从第一位置移动到第二位置。因此，致动块904可以使托架906偏移以将喷嘴叶片902旋转到大开口位置。喷嘴叶片的大开口位置可以导致一个或多个入口通道204的横截面积的增加，从而允许较大量的排气旋转涡轮叶轮220并且提供增加的发动机功率。

另一方面，在第二状况期间，诸如在低发动机温度和/或低发动机负载工况期间，致动块904可以在相反的第二方向(参照图9和图10描述为第二方向)上相对于第二位置经过第一位置移动到第三位置，以减小入口通道204的喷口开口的横截面积。因此，喷嘴叶片902可以移动到小开口位置。小开口位置可以允许在低排气流状况期间通过至涡轮叶轮220的收缩入口通道204的排气速度的增加。第二状况也可以包括当发动机负载小于前述阈值负载时的状况。

在一个实施例中，当致动块904在第二方向上移动经过具体位置时，可以执行过冲控制，使得致动块904可以被移动到第三位置，诸如图10的第三位置1014。在施加过冲控制并且致动块904在第三位置中之后，致动块904然后可以移回到第一位置。过冲控制可以被包括以便维持小开口位置，从而收缩排气流，同时在托架906上产生偏置压力1005，从而沿轴线940在轴向方向上移动喷嘴叶片902。以这种方式，在第二状况期间，多个喷嘴叶片可以在小开口位置中，以增加涡轮效率，同时最小化外罩侧间隙以降低在高发动机温度状况期间的喷嘴叶片粘附。

因此，在1102处，可以确定发动机工况和/或致动块(例如，致动块904)的位置。例如，发动机负载、发动机转速、增压压力、进气质量流量、涡轮增压器速度和排气温度可以由控制器(诸如，图1的控制器12)测量或计算。在一个示例中，这些状况可以用于确定喷嘴叶片(例如，喷嘴叶片902)的间隙距离是否可以被调节。例如，在高发动机温度期间将喷嘴叶片的间隙距离移动更靠近涡轮(例如，涡轮16)的外罩侧(例如，外罩侧914)以降低喷嘴叶片粘附的风险可以是有益的。

在另一个示例中，致动块的位置也可以在1102处被确定。致动块可以在第一位置(例如，图10的第一位置1010)中，其中致动块的第一位置旋转托架(例如，托架906)，以将喷嘴叶片摆动到小开口位置。换句话说，第一位置可以使喷嘴叶片以收缩至涡轮叶轮(例如，涡轮叶轮220)和涡轮叶片(例如，涡轮叶片222)的排气流这样的方式进行定位。如此，第一位置可以在低发动机负载和/或低发动机温度工况期间增加通过入口通道(例如，入口通道204)的较小开口或横截面积的排气速度。在一个示例中，位置传感器(未示出)或另一个合适的感测装置可以确定致动块904的位置。

在1104处，确认包括高排气流、高负载和/或高温度状况的第一状况是否存在，使得用于排气贯穿其中行进到涡轮叶轮的(一个或多个)入口通道的较大横截面积可以是期望的。在一个示例中，第一状况包括发动机负载大于阈值负载的状况，诸如以上图9和图10所述的阈值负载。在该示例中，阈值负载可以是可期望发动机增压的发动机负载。如果确认前述的(一个或多个)工况，则可以产生较大量的排气并且使排气传送到涡轮叶轮。

因此，在1106处，致动块在第一方向上被周向移动到第二位置(例如，图10的第二位置1012)。致动块移动到第二位置同时使喷嘴叶片枢转，以提供相对较大的入口通道，并且产生偏置压力(诸如，图10的偏置压力1005)，以在1108处沿轴线(例如，轴线940)推动喷嘴叶片。如图10所述，在轴向方向上施加偏置压力，使得喷嘴叶片朝向涡轮的外罩侧(例如，外罩侧914)轴向移动。换句话说，在第一方向上移动长斜方形形状的致动块在两个方向上偏移喷嘴叶片，从而导致两种移动，即，增加入口通道的横截面积的喷嘴叶片的枢转移动以及基本上朝向外罩侧914移动喷嘴叶片902以在高流量状况期间降低叶片粘附风险的轴向移动。

如果在1104处未确认第一状况，则在1110处确定是否存在第二状况。例如，第二状况可以包括低发动机温度和/或低发动机负载工况。第二状况也可以包括发动机负载小于阈值负载的状况。在该示例中，阈值负载可以是可不期望发动机增压的发动机负载。在第二状况期间，较低排气流可以被传送到涡轮，因此期望涡轮上游的较小入口通道，以增加排气速度，从而向涡轮叶轮提供动力。在一个示例中，致动块可以移回到第一位置，其中致动块的第一位置旋转托架，以将喷嘴叶片摆动到小开口位置。然而，在该示例中，由于致动块的取向和形状，致动块移回到第一位置不可在托架上施加偏置压力，以允许轴(例如，轴1004)上的轴向力。因此，可以发生不期望的喷嘴叶片粘附。

因此，在1112处，在第二状况期间，施加过冲控制，其中致动块在相反的第二方向上移动经过第一位置到第三位置(例如，图10的第三位置1014)。在一个示例中，第一位置可以在第二位置和第三位置之间(沿致动块的周向行进线)。在1114处，在第三位置中，多个喷嘴叶片可以枢转到较小入口通道配置(诸如，小开口位置)。小开口位置可以允许通过至涡轮叶轮的收缩入口通道的排气速度的增加。

在一个示例中，在致动块在第三位置中之后，在1116处致动块在第一方向上移回到第一位置。在第一方向上移回第一位置在多个轴上产生偏置压力或偏置力，以抵靠外罩侧将喷嘴叶片移回。因此，致动块904在第一方向上的移动可以最小化外罩侧处的间隙距离(例如，图10的距离1008)。进一步地，在1116处，多个喷嘴叶片可以保持在小开口位置中。

因此，可以提供一种用于涡轮喷嘴的方法，该方法包括在第一状况期间，将联接到涡轮喷嘴的喷嘴叶片的致动块从第一位置移动到第二位置，以打开喷嘴叶片并且抵靠涡轮喷嘴的外罩侧壁移动喷嘴叶片，并且在第二状况期间，将致动块从第二位置移动到第三位置，第一位置在第二位置和第三位置之间，并且然后移回到第一位置，以闭合喷嘴叶片并且抵靠外罩侧壁将喷嘴叶片移回。在一个实施例中，致动块可以被成形为长斜方形。进一步地，致动块可以通过可枢转托架和可旋转轴联接到喷嘴叶片，可枢转托架围绕致动块的两个相对面向的侧。

在一个示例中，第一状况可以包括当发动机负载大于阈值负载时，而第二状况包括当发动机负载小于阈值负载时。此外，移动致动块可以包括相对于涡轮叶轮的中心轴线在周向方向上移动致动块，涡轮喷嘴围绕涡轮叶轮并且与涡轮叶轮共用中心轴线，并且因此在周向方向和轴向方向上移动托架，轴向方向限定在中心轴线的方向上。

一种用于调节涡轮的多个喷嘴叶片和外罩侧之间的距离的方法的技术效果可以降低在高发动机负载和/或高发动机温度状况期间的喷嘴叶片的粘附，同时增加在低发动机负载和/或低发动机温度状况期间的入射角的空气动力学效率。进一步地，具有弧形滑动表面和期望的厚度与弦杆长度比的所公开的系统在调节滑动叶片和静止叶片之间的喷口区域(例如，入口通道的横截面积)时也提供减少的滑动叶片的径向位移以及提供由于期望入射角所致的增加的空气动力学效率。以这种方式，喷嘴叶片的弧形滑动表面减少在滑动喷嘴叶片的后边缘处喷嘴叶片突入涡轮外壳(例如，涡壳)中，从而允许在大多数现有的可变几何形状涡轮中的紧凑包装。

注意，本文所包括的示例性控制和估计程序能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。进一步地，本文所描述的方法可以是在物理世界中由控制器所采取的行动和控制器内的指令的组合。本文所公开的控制方法以及程序可以作为可执行指令被存储在非临时性存储器中并且可以由包括控制器的控制系统结合不同的传感器、致动器和其他发动机硬件来实施。本文所述的具体程序可以表示任何数量的处理策略中的一种或多种，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。因此，所示的各种动作、操作、和/或功能可以按所示的顺序执行、并行执行，或在一些情况下略去。类似地，处理的顺序不是实现本文中所述的示例实施例的特征和优点所必需的，而是为便于演示和说明而提供。取决于所使用的具体策略，可以重复执行所示动作、操作和/或功能中的一个或多个。此外，所述的动作、操作和/或功能可以在图形上表示将编程到在发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性存储器中的代码，其中，所述动作通过执行在包括与电动控制器结合的不同的发动机硬件部件的系统中的指令来实施。

本说明书就此结束。在不背离本说明书的精神和范围的情况下，本领域的技术人员在阅读本书明书后会想起许多变化和修改。例如，用天然气、汽油、柴油或可替代燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12发动机可有利地使用本说明书。

随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或其等价物。此类权利要求应理解成包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或属性的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修正或通过在本申请或相关申请中呈现的新权利要求加以要求保护。此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同，仍被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种涡轮喷嘴，其包括：

喷嘴叶片，其包括：

静止叶片，所述静止叶片被附接到喷嘴壁板的表面并且包括第一滑动表面；和

滑动叶片，所述滑动叶片包括第二滑动表面，所述第二滑动表面包括与所述第一滑动表面接触的流动干扰特征部，所述滑动叶片被定位成在与所述涡轮喷嘴的内圆周基本上相切的方向上滑动并且选择性地露出所述流动干扰特征部。

2.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述第一滑动表面和所述第二滑动叶片是弧形表面，并且其中所述滑动叶片被定位成沿与所述第一滑动表面和所述第二滑动表面的所述弧形表面匹配的曲线滑动。

3.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述滑动叶片在由所述第一滑动表面和所述第二滑动表面的曲率限定的弯曲路径上滑动。

4.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述流动干扰特征部是多个流动干扰特征部，所述多个流动干扰特征部各自邻近多个喷嘴叶片的相应后边缘。

5.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述流动干扰特征部包括沟槽或凹坑。

6.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述流动干扰特征部包括两个或更多个平行沟槽，所述两个或更多个平行沟槽各自具有基本上三角形横截面或基本上矩形横截面。

7.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述流动干扰特征部占据所述滑动叶片的大约10％至40％。

8.根据权利要求1所述的喷嘴，其中在所述滑动叶片被延伸并移动远离所述静止叶片的大叶片开口处，所述流动干扰特征部未被覆盖并且暴露于气流。

9.根据权利要求1所述的喷嘴，其中在所述滑动叶片未被延伸远离所述静止叶片的小叶片开口处，所述流动干扰特征部由所述滑动叶片完全覆盖。

10.根据权利要求1所述的喷嘴，其中所述喷嘴叶片的最大喷嘴厚度与所述喷嘴叶片的弦杆的长度的比大于0.35。

11.一种方法，其包括：

将围绕可变几何形状涡轮的涡轮叶轮径向定位的多个可调节叶片的位置调节到第一位置，以暴露所述多个可调节叶片中的每个的表面的一部分上的流动干扰特征部；并且

将所述多个可调节叶片的所述位置调节到第二位置，以覆盖所述流动干扰特征部，使得所述流动干扰特征部不暴露于气体流。

12.根据权利要求11所述的方法，其中将所述多个可调节叶片的所述位置调节到所述第一位置包括：响应于发动机负载小于阈值负载，将所述多个可调节叶片的所述位置调节到所述第一位置。

13.根据权利要求11所述的方法，其中将所述多个可调节叶片的所述位置调节到所述第二位置包括：响应于发动机负载大于阈值负载，将所述多个可调节叶片的所述位置调节到所述第二位置。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个可调节叶片包括静止叶片部分和滑动叶片部分，其中所述流动干扰特征部在所述滑动叶片的第一滑动表面上，并且其中所述第一滑动表面抵靠所述静止叶片的第二滑动表面滑动。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一滑动表面和所述第二滑动表面是弯曲表面，并且其中所述第一滑动表面沿由所述弯曲表面限定的弯曲路径抵靠所述第二滑动表面滑动。

16.一种用于涡轮喷嘴的方法，其包括：

在第一状况期间，将联接到所述涡轮喷嘴的喷嘴叶片的致动块从第一位置移动到第二位置，以打开所述喷嘴叶片并且抵靠所述涡轮喷嘴的外罩侧壁移动所述喷嘴叶片；以及

在第二状况期间，将所述致动块从所述第二位置移动到第三位置，所述第一位置在所述第二位置和所述第三位置之间，并且然后移回到所述第一位置，以闭合所述喷嘴叶片并且抵靠所述外罩侧壁将所述喷嘴叶片移回。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一状况包括当发动机负载大于阈值负载时，并且其中所述第二状况包括当发动机负载小于所述阈值负载时。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述致动块被成形为长斜方形。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述致动块通过可枢转托架和可旋转轴联接到所述喷嘴叶片，所述可枢转托架围绕所述致动块的两个相对面向的侧。

20.根据权利要求16所述的方法，其中移动所述致动块包括相对于涡轮叶轮的中心轴线在周向方向上移动所述致动块，所述涡轮喷嘴围绕所述涡轮叶轮并且与所述涡轮叶轮共用所述中心轴线，并且因此在所述周向方向和轴向方向上移动所述托架，所述轴向方向限定在所述中心轴线的方向上。