本申请要求2015年8月26日提交的美国临时申请No.62/210,368的优先权和权益。该申请在本文并入2014年3月3日提交的美国专利申请No.14/194,909作为参考,在本文并入2014年3月3日提交的美国专利申请No.14/194,913作为参考,并且在本文并入2015年8月20日提交的美国临时专利申请No.62/207,430作为参考。
具体实施方式
涡轮增压器通常用于提高内燃机的输出。参考图1,作为示例,系统100可包括内燃机110和涡轮增压器120。如图1所示,系统100可以是车辆101的一部分,其中,系统100设置在发动机舱中,并连接至将排气引导至例如定位在乘客舱105后面的排气出口109的排气导管103。在图1的示例中,可设置有处理单元107,以处理排气(例如,以经由分子的催化转化减少排放等)。
如图1所示,内燃机110包括:发动机缸体118,其容纳(例如,经由活塞)操作地驱动轴112的一个或多个燃烧室;以及进气端口114,其为到发动机缸体118的空气提供流动路径;和排气端口116,其为来自发动机缸体118的排气提供流动路径。
涡轮增压器120能用于从排气提取能量并将能量提供至进气,所述进气可与燃料结合以形成燃烧气体。如图1所示,涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩机叶轮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由于其设置在压缩机壳体组件124与涡轮壳体组件126之间,所以可被称为中心壳体组件。轴122可以是包括各种各样的部件的轴组件。轴122可由设置在壳体组件128中(例如,在由一个或多个孔壁限定的孔中)的轴承系统(例如,轴颈轴承、滚动元件轴承等)可旋转地支撑,使得涡轮叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转(例如,由于由轴122可旋转地连接)。作为示例,中心壳体旋转组件(CHRA)可包括压缩机叶轮125、涡轮叶轮127、轴122、壳体组件128和各种其他部件(例如,设置在压缩机叶轮125与壳体组件128之间的轴向位置的压缩机侧板)。
在图1的示例中,可变几何形状组件129被示出为部分地设置在壳体组件128与壳体组件126之间。这样的可变几何形状组件可包括叶片或其他部件,以改变通向涡轮壳体组件126中的涡轮叶轮空间的通道的几何形状。作为示例,可设置有可变几何形状压缩机组件。
在图1的示例中,废气旁通阀(或简称为废气旁通门)135接近涡轮壳体组件126的排气入口设置。废气旁通阀135能被控制以允许来自排气端口116的至少一些排气旁通绕过涡轮叶轮127。可将各种废气旁通门、废气旁通门部件等应用于传统的固定喷嘴涡轮、固定叶片喷嘴涡轮、可变喷嘴涡轮、双涡管涡轮增压器等。
在图1的示例中,还示出了废气再循环(EGR)管115,其可以可选择地设置有一个或多个阀117,例如以允许排气流向在压缩机叶轮125上游的位置。
图1还示出了用于排气到排气涡轮壳体组件152的流动的示例布置150和用于排气到排气涡轮壳体组件172的流动的另一示例布置170。在布置150中,气缸盖154在其内包括通道156,以将来自气缸的排气引导至涡轮壳体组件152,同时,在布置170中,设置有歧管176,用于例如在无任何单独的排气管道的中间长度的情况下用于涡轮壳体组件172的安装。在示例布置150和170中,涡轮壳体组件152和172可构造成适用于废气旁通门、可变几何形状组件等。
在图1中,控制器190的示例被示出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。这样的控制器可包括电路,诸如发动机控制单元(ECU)、发动机管理单元(EMU)等的电路。如本文所描述地,各种方法或技术可以可选地例如通过控制逻辑与控制器结合实现。控制逻辑可取决于一个或多个发动机操作状况(例如,涡轮每分钟转数、发动机每分钟转数、温度、载荷、润滑剂、冷却等)。例如,传感器可经由一个或多个接口196将信息发送至控制器190。控制逻辑可依赖于这样的信息,并且继而控制器190可输出控制信号,以(例如,可选地经由涡轮增压器控制)控制发动机操作。
控制器190可包括用于润滑剂流动、温度、可变几何形状组件(例如,可变几何形状压缩机或涡轮)、废气旁通门(例如,经由致动器)、电动马达、或与发动机、涡轮增压器(或多个涡轮增压器)相关的一个或多个其他部件等中的一个或多个的控制的电路。作为示例,涡轮增压器120可包括例如可连接至控制器190的一个或多个接口196的一个或多个致动器和/或一个或多个传感器198。作为示例,废气旁通门135可由包括能响应于电动信号、压力信号等的接收的致动器的控制器控制。作为示例,用于废气旁通门的致动器例如可以是机械致动器,其可在无需电功率的情况下操作(例如,考虑构造成响应经由导管供应的压力信号的机械致动器)。作为示例,用于废气旁通门的致动器可以是电动致动器。作为示例,用于废气旁通门的致动器可以是回转电动致动器(REA),其包括能使轴旋转的电动马达,例如以使操作地连接至废气旁通门的控制联动机构移动。
图2示出了组件200的示例,其包括致动器201、致动杆202、致动器连杆203、中心壳体207(例如,以容纳用于涡轮增压器轴等的一个或多个轴承等)、压缩机壳体209、涡轮壳体210,所述涡轮壳体210包括孔212、螺旋壁215(例如,部分地限定蜗壳)、废气出口开口216、延伸至废气旁通门座226的废气旁通门壁223和排气室230。
在图2的示例中,涡轮壳体210可以是单件或多件的壳体。作为示例,涡轮壳体210可以是铸造部件(例如,经由砂型铸造或其他铸造过程形成)。如所示,涡轮壳体210包括能限定诸如孔212、涡轮叶轮开口、废气出口开口216、室230等的特征的各种壁。尤其地,废气旁通门壁223限定与入口导管流体连通的废气旁通门通道,其中,废气旁通门控制联动机构240的一部分和废气旁通门臂与塞250构造成用于打开和关闭废气旁通门通道(例如,用于由废气旁通门排出排气)。废气旁通门控制联动机构260的另一部分例如经由联轴器262操作地连接至致动器201,所述联轴器262将致动器连杆203连接至致动杆202(例如,线性或轴向平移的致动杆)。
在图2的示例中,废气旁通门控制联动机构240的该部分包括被定尺寸为用于由涡轮壳体210的孔212接收的衬套242、控制臂244和栓钉246,并且废气旁通门臂与塞250包括轴252、轴端253、臂254和塞256。如所示,衬套242设置在孔212与轴252之间,例如以支撑轴252的旋转,努力使室230与外部空间密封等(例如,以减少废气的泄露)。孔212、衬套242和轴252可分别由一个或多个直径以及一个或多个长度(例如,轴向长度)限定。
作为示例,组件200例如可经由凸缘装配到内燃机的废气管或其他部件(例如,参见图1的示例),使得排气经由可将排气引导至可至少部分地由螺旋壁215限定的一个蜗壳(例如,或者多个蜗壳)的入口导管被接收。作为示例,一个蜗壳(例如,或者多个蜗壳)可(例如,经由一个或多个喷嘴)将废气引导至设置在涡轮壳体210中的涡轮叶轮,在所述涡轮叶轮的位置,废气可在部分地由涡轮壳体210限定的涡轮叶轮空间中流动并膨胀。废气于是可通过流向室230并且然后经由废气出口开口216离开涡轮壳体210来离开涡轮叶轮空间。
关于废气旁通,在致动控制联动机构240(例如,通过操作地连接至栓钉246的致动器连杆203)时,废气旁通门臂与塞250可旋转,使得接收的排气的至少一部分能流入由废气旁通门壁223限定的废气旁通门通道,经过废气旁通门座226并进入室230,而不是通过喷嘴流向涡轮叶轮空间。排气的废气旁通部分于是可经由废气出口开口216离开涡轮壳体210(例如,并且转到车辆的排气系统,被部分地再循环等)。
作为示例,控制联动机构240的该部分可施加用于在朝着废气旁通门座226的方向上推动塞256的力。例如,致动器201可包括施加力的偏压机构(例如,弹簧等),所述力可被至少部分地可控制地克服,用于使塞256旋转离开废气旁通门座226(例如,用于废气旁通)。作为示例,致动器201可安装至组件200。作为示例,致动器201例如可以是用于使致动杆202沿着轴线移动的线性致动器。取决于塞、轴、控制联动机构和这样的杆的取向,为了将塞维持在关闭位置,杆可施加向下的力(例如,如图2的示例中地离开控制联动机构),或者杆可施加向上的力(例如,朝着控制联动机构)。例如,在控制联动机构240的该部分的控制臂244(例如,和栓钉246)相对于轴252取向成与塞256在同一“侧”的情况下,(例如,经由栓钉246)向控制臂244施加的向下的力可用于相对于废气旁通门座226将塞256维持在关闭位置;然而,例如,在塞与控制臂之间存在近似180度的跨度的情况下,施加到控制臂的向上的力可用于相对于废气旁通门座将塞维持在关闭位置。
作为示例,在回转致动器实现于组件中的情况下,旋转栓钉(例如,轴、销等)的旋转可在顺时针或在逆时针的方向上,以使废气旁通门的塞相对于废气旁通门座打开或关闭或者关闭或打开(例如,取决于部件的取向)。
作为示例,可偏压致动器201的致动杆202,以对控制联动机构240的该部分施加力,这使控制联动机构240的该部分对塞256施加力,使得塞256座靠废气旁通门座226。在这样的示例中,致动器201可至少部分地克服偏压致动杆202的力,使得轴252使塞256旋转离开废气旁通门座。例如,在图2中,为了启动废气旁通,整个塞256绕轴252的轴线旋转并移动离开废气旁通门座226(例如,在无塞256的任何部分于进入由废气旁通门座226限定的废气旁通门开口的方向上移动的情况下)。作为示例,可通过排气压力促进塞256的移离。例如,在关闭位置,塞256经受压力差,其中,压力在塞256下方较高并且在塞256上方较低。在这样的示例中,在塞256下方的压力在与经由控制联动机构240的该部分向塞256施加的关闭力相反的方向上作用(例如,压力差作用为朝着打开位置偏压塞256)。因此,向塞256施加的关闭力应克服来自塞256下方的压力。此外,在轴252可包括某一游隙(例如,轴向游隙)的情况下,向塞256施加的关闭力可使塞256相对于废气旁通门座226移动。
在图2的示例中,孔212、衬套242和轴252的轴线可对准(例如,限定共同轴线),然而,在装配、操作等期间,会出现一些失准。例如,随着时间的过去,各种部件(例如,塞、臂、轴、孔、衬套等)之间的间隙会改变。能引起这样的改变的力包括空气动力学的激励、高温、温度循环变化(例如,低于-20摄氏度到高于1000摄氏度的温度)、化学侵蚀、摩擦、材料劣化等。至少由于前述原因,在排气涡轮组件的寿命期间可能难以维持废气旁通门开口的有效密封。关于温度,在高温下的问题通常包括磨损与功能丧失和因此的泄露、缺乏可控性或泄露与不可控性的组合。
在图2的示例中,致动器201安装成离涡轮壳体210有一距离,这例如能减少致动器对流向并流过涡轮壳体210的废气的热能的暴露。然而,如所示,在轴252的至少一部分直接暴露于废气(例如,在室230中、在孔212中等)的情况,连接到轴252的控制臂244因此可凭借从轴252的热能传导被至少部分地加热。此外,对于热能的传导路径可从塞256经由臂254到轴252离开。在图2的示例中,在组件200的操作期间,控制联动机构240的该部分可暴露于一热能,该热能高于致动器201可暴露于的热能水平,并且高于控制联动机构260的该部分暴露于的热能水平。在这样的示例中,当与控制联动机构260的部分(例如,“冷”部分)相比较时,关于热膨胀/收缩、磨损、噪声等的问题在控制联动机构240的部分(例如,“热”部分)更突出。
图3示出了包括废气旁通门臂与塞350的组件300的示例,所述废气旁通门臂与塞350不同于图2的组件200的废气旁通门臂与塞250。尤其地,废气旁通门臂与塞350包括塞356,所述塞356包括大致半球形的外壳部分。作为示例,废气旁通门臂与塞350可以是整体部件(例如,可选地与轴352成整体)。
在图3的示例中,组件300包括涡轮壳体310,所述涡轮壳体310包括安装凸缘311、孔312、入口导管313、涡轮叶轮开口314(例如,用于接收涡轮叶轮的至少一部分)、螺旋壁315、废气出口开口316、罩壁320、喷嘴321、部分地由螺旋壁315形成的蜗壳322、废气旁通门壁323,所述废气旁通门壁323(例如,至少部分地)限定其中废气旁通门壁323延伸至废气旁通门座326的废气旁通门通道325,所述废气旁通门座326可以是废气旁通门通道325与排气室330之间的分界面。
在图3的示例中,涡轮壳体310可以是单件或多件壳体。作为示例,涡轮壳体310可以是铸造部件(例如,经由砂型铸造或其他铸造过程形成)。涡轮壳体310包括能限定诸如孔312、涡轮叶轮开口314、废气出口开口316、室330等的特征的各种壁。尤其地,废气旁通门壁323至少部分地限定与入口导管313流体连通的废气旁通门通道325,其中,废气旁通门控制联动机构340和废气旁通门臂与塞350构造成用于打开和关闭废气旁通门通道(例如,用于使废气经过废气旁通门和用于不使废气经过废气旁通门)。
在图3的示例中,废气旁通门控制联动机构340包括:构造成用于由涡轮壳体310的孔312接收的衬套342、控制臂344和栓钉346,并且废气旁通门臂与塞350包括轴352、轴端353、臂354和塞356。如所示,衬套342设置在孔312与轴352之间,例如以支撑轴352的旋转,以用于使室330与外部空间密封等。孔312、衬套342和轴352可分别由一个或多个直径以及一个或多个长度限定。例如,轴352包括直径DS,孔312包括直径DB,同时衬套342包括内径Dbi和外径Dbo。在图3的示例中,当装配各种部件时,关于这样的直径:DB>Dbo>Dbi>DS。关于长度,轴352的长度超过衬套342的长度,所述衬套342的长度超过孔312的长度。这样的长度可相对于轴的轴线zs、衬套轴线zb和孔轴线zB限定。如所示,衬套342轴向地设置在轴352的轴肩(例如,臂354的其中臂354与轴352相接的面)与控制联动机构340的控制臂344之间。
在图3的示例中,在衬套342的表面与控制臂344的表面之间示出有间隙△z,所述间隙△z允许轴352的轴向移动,例如以便于塞356相对于废气旁通门座326的自动定心。例如,塞356可包括用于相对于废气旁通门座326的形状自动定心的形状。作为示例,塞356可包括环形部分,并且废气旁通门座326可包括锥形表面,使得塞356可相对于废气旁通门座326自动定心。可通过施加用于相对于废气旁通门座326将塞356维持在关闭位置的力来促进自动定心。
作为示例,组件300例如可经由凸缘(例如,参见图2的凸缘211)装配到内燃机的废气导管或其他部件(例如,参见图1的示例),使得排气经由引导至蜗壳322的入口导管313被接收。从蜗壳322起,废气经由喷嘴321被引导至经由开口314设置在涡轮壳体310中的涡轮叶轮,以在部分地由罩壁320限定的涡轮叶轮空间中流动并膨胀。废气于是能通过流向室330并且然后经由废气出口开口316离开涡轮壳体310来离开涡轮叶轮空间。关于废气旁通,在致动控制联动机构340(例如,通过连接至栓钉346的致动器)时,废气旁通门臂与塞350可旋转,使得接收的废气的至少一部分能流入(例如,如至少部分地由废气旁通门壁323限定的)废气旁通门通道325,经过废气旁通门座326并进入室330,而不是通过喷嘴321流向涡轮叶轮空间。废气的废气旁通部分于是可经由废气出口开口316离开涡轮壳体310(例如,并且转到车辆的废气系统,被部分地再循环等)。
在图3的示例中,孔312、衬套342和轴352的轴线可对准(例如,限定共同轴线),然而,在装配、操作等期间,可出现一些失准。例如,随着时间的过去,各种部件(例如,塞、臂、轴、孔、衬套等)之间的间隙可改变。可引起这样的改变的力包括空气动力学的激励、高温、温度循环变化(例如,低于-20摄氏度到高于1000摄氏度的温度)、化学侵蚀、摩擦、材料劣化等。至少由于前述原因,在排气涡轮组件的寿命期间可能难以维持废气旁通门开口的有效密封。关于温度,在高温下的问题通常包括磨损与功能丧失和因此的泄露、缺乏可控性或泄露与不可控性的组合。
如上所述,废气旁通门臂与塞350不同于废气旁通门臂与塞250。尤其,塞356不同于塞256。此外,臂354的形状不同于臂254的形状。在诸如组件200或组件300的组件中,由于一个或多个因素,当与废气旁通门臂与塞250相比较时,废气旁通门臂与塞350可提高性能、可控性、寿命等。
如上所述,作为示例,废气旁通门臂与塞350可以是整体废气旁通门臂与塞(例如,单体的废气旁通门臂与塞)或废气旁通门臂与塞组件。
作为示例,废气旁通门臂与塞350可具有比废气旁通门臂与塞250小的质量,并且例如,对于废气旁通门臂与塞350的质心与对于废气旁通门臂与塞250的质心相比可不同。作为示例,由于塞356的形状,塞356可以在空气动力学上比塞256更有利的方式工作。例如,塞356由于其形状,可起作用以比塞256更有效地维持其中心。作为示例,废气旁通门臂与塞350例如由于定心、减少的颤动、空气动力学等,可提供关于可控性的益处。作为示例,这样的益处可改善操作地连接至废气旁通门臂与塞350的致动器的性能、寿命等(例如,对于转换状态、维持状态等)。作为示例,这样的益处可改善用于废气旁通门臂与塞350的轴352(例如,相对于孔)的密封机构(例如,一个衬套、多个衬套等)的性能、寿命等。
如上所述,组件可包括例如可有助于塞相对于废气旁通门座的自动定心的间隙,诸如轴向间隙△z。然而,在塞处于打开位置的情况下,例如由于来自流过塞的废气的力,所以间隙可能允许塞的移动。在废气正在脉动的情况下,这样的力可能引起咔嗒声和噪声。例如,力可使轴相对于孔、衬套等(例如,单独的部件)可选地以来回的方式(例如,考虑到振动)轴向地移动,这可引起部件之间的可能有害的周期性接触。
图4示出了可操作地连接至用于废气旁通门塞的控制联动机构的一部分的偏压凸轮400的示例。例如,偏压凸轮400可操作地连接至图3的控制联动机构340的控制臂344。在这样的示例中,偏压凸轮400可用于当塞356在打开位置时,例如通过施加偏压轴352(例如,轴向地偏压轴)的偏压力来减少咔嗒声和相关噪声的风险。偏压凸轮400例如还可允许当塞356在关闭位置时的轴向游隙的量,例如以允许塞356(例如,至少轴向地)相对于废气旁通门座326的(例如,用于自动定心等的)移动。
在图4的示例中,偏压凸轮400可包括带有部分地由表面限定的开口420的基部410、偏压构件430-1和430-2和连接构件440-1、440-2、440-3和440-4。作为示例,基部410可以是平面的(例如,参见x和y尺寸),并包括侧面。作为示例,开口420可部分地由诸如相对于轴线(zs)的半径(r)的尺寸限定。作为示例,基部410可部分地由一个或多个厚度限定(例如,参见z尺寸)。
作为示例,偏压凸轮400可由单件材料形成。例如,可将一件金属片冲压并形成为偏压凸轮的形状,例如,诸如图4的示例所示的偏压凸轮400。作为示例,偏压凸轮可以是多件部件,其例如可包括基部和可操作地连接至基部的一个或多个偏压部件或构件,诸如一个或多个弹簧、叉形物、延伸部等。
在横截面视图中,偏压构件430-1和430-2被示出为从基部410向下延伸至可近似设置在开口420的半径处的相应端部。在这样的构造中,开口420可接纳轴,其中,开口420的表面422可接触轴的表面,并且其中,偏压构件430-1和430-2的端部可相对于轴的表面至少可轴向地移动(例如,用于向上和向下的移动,以施加合适的偏压力)。在横截面视图中还示出的是连接构件440-1和440-3的部分。例如,连接构件440-1和440-3可包括上升部分和面向内的夹子部分。在这样的示例中,夹子部分可用于使偏压凸轮400操作地连接至控制臂等。
作为示例,方法可包括使偏压凸轮操作地连接至控制臂和然后使轴操作地连接到那里(例如,如由偏压凸轮的开口所接纳)。
作为示例,关于凸轮功能性,偏压构件430-1和430-2的定位可确定可发生偏压的一个或多个取向(例如,考虑绕限定这样的定位的中心轴线的角度)。例如,如果组件包括偏压构件430-1和430-2不接触另一部件或不对另一部件施加偏压力的取向,则偏压构件430-1和430-2可被认为是非偏压的(例如,非偏压位置)。然而,如果组件包括偏压构件430-1和430-2接触另一部件并对另一部件施加偏压力的取向,则偏压构件430-1和430-2可被认为是偏压的(例如,在偏压位置)。
作为示例,偏压构件可包括脱离取向和接合取向。作为示例,脱离取向可包括偏压凸轮的一部分与另一部件之间的间隙。作为示例,接合取向可包括偏压凸轮的一部分与另一部件之间的接触,例如其中经由接触施加偏压力。作为示例,接合取向可包括过渡取向,例如其中偏压凸轮的旋转导致增加的偏压力、轴的增大的轴向移位等。
作为示例,偏压凸轮可包括至少一个偏压构件,所述至少一个偏压构件,例如取决于组件的取向,可在脱离或非偏压位置、或者接合或偏压位置。作为示例,组件的取向可由塞相对于废气旁通门座的取向确定,例如其可与操作地连接至塞的轴的取向(例如,轴相对于孔的旋转角度等)对应。
图4还示出了操作地连接至控制臂344的偏压凸轮400的示例,其中开口420接纳轴352。在图4的示例中还示出的是衬套500,其包括与偏压凸轮400的偏压构件430-1和430-2合作的凹进部510-1和510-2。作为示例,凹进部510-1和510-2例如可接纳偏压构件430-1和430-2的一部分,同时提供轴向间隙。在这样的示例中,偏压构件430-1和430-2为了轴352的轴向移动和操作地连接至轴352的塞相对于废气旁通门座的自动定心,可能能够在凹进部510-1和510-2内轴向移动。
作为示例,在偏压构件430-1和430-2与衬套500的凹进表面之间可出现接触,这可允许在它们之间施加的某一偏压力量。然而,这样的偏压力量可低于当偏压凸轮400的偏压构件430-1和430-2移至不与凹进部510-1和510-2对准时所达到的量。作为示例,凹进部510-1和510-2可包括至少一个弧形(例如,倾斜)侧面,使得偏压构件430-1和430-2例如可以骑得越高则可施加越高的偏压力的方式(例如,考虑其中力随压缩而增长的胡克偏压力)骑在弧形侧面上。
作为示例,组件可包括偏压凸轮,所述偏压凸轮包括至少一个偏压构件和带有能确定该至少一个偏压构件是否施加偏压力的至少一个特征的部件。例如,该至少一个特征可以是衬套的凹进,该凹进在特定的取向中能在可选地具有轴向间隙的情况下接纳该至少一个偏压构件,并且在不同的取向(例如,或者多个取向)能不接纳该至少一个偏压构件或者通过在偏压凸轮与衬套之间施加偏压力(例如,以收缩、减小轴向游隙等)的方式接纳该至少一个偏压构件。
作为示例,组件可包括偏压凸轮,所述偏压凸轮能对于控制臂相对于衬套的一个或多个取向在衬套与控制臂之间提供“零间隙”,并且所述偏压凸轮能以可允许塞相对于废气旁通门座的定心的方式在衬套与控制臂之间提供间隙(例如,其中,塞例如经由轴操作地连接至控制臂)。在这样的示例中,偏压凸轮可以是在特定塞打开角度施加力的弹簧(例如,凸轮功能性)。以这样的方式,偏压凸轮在仍然允许塞相对于废气旁通门座的自动定心的同时可减少咔嗒声和相关的噪声的风险。换句话说,作为示例,偏压凸轮可选择性地用作弹簧,如果塞打开,则所述弹簧可被加载以去除控制臂与衬套之间的间隙,但如果塞关闭,则所述弹簧可不被加载。作为示例,偏压凸轮可包括线性线圈弹簧(例如,位于控制臂与壳体之间等)。作为示例,弹簧可以是金属弹簧。
作为示例,偏压凸轮可帮助塞相对于废气旁通门座打开。例如,在致动器施加向下的力以将塞维持在关闭位置的情况下,偏压凸轮可具有间隙,使得其不施加相反的力。然而,在打开塞时,致动器必须通过施加向上的力来克服向下的力;注意到,在偏压凸轮旋转时,其也可施加向上的力。因而,在这样的示例中,偏压凸轮可减小由这样的致动器施加的向上的力的大小(例如,一旦偏压凸轮接合并施加其偏压力)。
图4还示出了在两个取向——所谓的0度取向(例如,脱离取向)和φ度取向(例如,接合取向)(其中偏压凸轮400的偏压构件430-1由衬套500的表面接合)——的组件的示例。在图4中示出各种尺寸。作为示例,偏压凸轮与衬套间隙可以依赖于控制臂344相对于衬套500的取向的方式被改变。例如,方法可包括使偏压凸轮400的偏压构件430-1相对于衬套500的凹进部510-1取向,用于改变偏压凸轮与衬套的轴向间隙。如图6的示例所示,改变可包括使轴352离开涡轮壳体310轴向地向外移动。
图4示出了在两个取向的组件的示例。如所示,一个取向与塞356相对于废气旁通门座326的关闭取向(例如,或位置)相关,并且另一取向与塞356相对于废气旁通门座326的打开取向(例如,或位置)相关(例如,其中,轴352通过由偏压凸轮400施加的偏压力轴向地向外平移)。
如图4的示例所示,当塞356相对于废气旁通门座326从关闭取向过渡至打开取向时,可减小在衬套500的端部处的面505与在臂354的端部处的面355之间的间隙。作为示例,由于由偏压凸轮施加的偏压可用于将面355拉靠在衬套500的面505上,所以间隙的减小可用于阻碍在一个或多个界面处的气体流动(例如,排气泄露)。
作为示例,在操作期间,涡轮组件的室空间可具有超过周围压力的压力。在这样的示例中,压力差可用作用于排气从室空间到周围空间的流动的驱动力。由于这样的排气流动可出现在废气处理单元(例如,参见图1的单元107)之前,所以关于达到一个或多个环境标准的目标可能是有害的。作为示例,废气旁通可发生,以避免对内燃机的过度升压。作为示例,废气旁通可用于提高室空间与周围空间之间的压力差。在图4的示例中,轴352响应于偏压凸轮400作为致动器旋转至偏压位置的动作而轴向向外的偏移用于实现废气旁通,这样的偏移可用于减小用于阻碍废气经由孔312从室330到周围空间的流动的一个或多个间隙。这样的方法可用于减少咔嗒声、振动等,其继而可用于减少废气从室330经由孔312到周围空间的流动。
图5示出了包括操作地连接至控制杆803(例如,控制连杆或致动器连杆)的致动器801的组件800的示例,所述控制杆803包括切口804。在图5的示例中,致动器801连接至压缩机壳体807,所述压缩机壳体807连接至中心壳体809,所述中心壳体809连接至涡轮壳体810,所述涡轮壳体810包括经由控制臂844(例如,经由控制臂844的旋转)可控制的废气旁通门阀。
如图5的示例所示,栓钉846从控制臂844延伸,其中栓钉846例如经由(例如,关于经由螺纹相对于控制杆803沿着的轴向位置等)可调整的联接器805连接至控制杆803。如所示,弹簧910可设置成偏压机构。在图5的示例中,弹簧910可以是线圈弹簧,其包括经由夹具920(例如,参见夹具920中的开口922)操作地连接至压缩机壳体807的固定端912,并且包括经由切口804(例如,或诸如开口的其他特征等)操作地连接至控制杆803的可动端914。例如,组件的一部分的插图示出了控制杆903中的开口808的示例,其中,可动端914经由开口808操作地连接至控制杆803。
在图5的示例中,各种部件可布置成使得弹簧910以取决于如由致动器801所控制的控制杆803的位置的方式对控制杆803施加偏压力。例如,当连接至控制臂844的塞即将关闭(例如,或者在关闭位置)时,弹簧910可不施加载荷(或施加部分载荷),并且弹簧910可相对于控制杆803的增大的行程施加增大的载荷,例如用于打开塞(例如,打开用于废气旁通的废气旁通门)。在这样的示例中,由弹簧910对控制杆803施加的力的方向可用于在向外的方向上拉连接至控制臂844的轴,例如以使间隙或空隙最小。作为示例,在第一状态下,弹簧910可允许连接至控制臂844的轴的轴向移动,其中,这样的移动可促进连接至轴(例如,可选地与轴一体)的塞相对于涡轮壳体810的废气旁通门座的定心。在这样的示例中,在第二状态下,弹簧910可引起轴的向外的轴向移动,例如以减小(例如,衬套的面与轴的面之间的)间隙。
图6示出了相对于弹簧910的图5的控制杆803的示例,所述弹簧910是其轴线不与控制杆803的轴线对准的离轴偏压机构。作为示例,弹簧910可至少部分地以弹簧常数k为特征,例如,如在方程中,FBM=-kx,其中,x可以是弹簧910的长度尺寸或位置。如图6的示例所示,致动器力FA可施加到控制杆803,例如,包括沿着控制杆803的轴线的分量(例如,致动器力的主分量)。在图6的示例中还示出的是如与操作地连接至联接器805的控制臂相关的控制臂力FCA。
如图6的示例所示,一个或多个偏压机构910、911和913可操作地连接至控制杆803或操作地连接至控制杆803的部件。在这样的示例中,一个或多个偏压机构910、911和913可以是离轴的,并且可响应于控制杆803的移动而改变长度。例如,如由可控制废气旁通阀的打开和/或关闭(例如,废气旁通门塞相对于废气旁通门座的位置)的致动器所控制地,一个或多个离轴偏压机构(例如,弹簧等)可用于以取决于控制杆或控制连杆的位置的方式向控制杆或控制连杆施加力。
图7示出了组件1000的示例,其包括经由联接器1005(例如,杆端等)操作地连接至控制连杆1003(例如,致动器连杆)的致动器1001。在图7的示例中,致动器1001连接至压缩机壳体1007,所述压缩机壳体1007连接至中心壳体1009,所述中心壳体1009连接至涡轮壳体1010,所述涡轮壳体1010包括经由控制臂1044(例如,经由控制臂1044的旋转)可控制的废气旁通门阀。
剖视图将涡轮壳体1010示出为包括孔1012、废气旁通门座1026、室1030、衬套1042和废气旁通门臂与塞1050,所述废气旁通门臂与塞1050包括带有轴端1053的轴1052、臂1054和塞1056。
如图7所示,控制连杆1003可经历诸如在方向β1上的端部偏转和在方向β2上的端部偏转的偏转。如剖视图所指示地,轴1052可经历沿着其轴线的移动以及例如使轴1052的轴线从孔1012的轴线和/或衬套1042的轴线偏移的角度移动。例如,轴1052的倾斜可使轴1052和/或衬套1042分别形成在轴1052和/或衬套1042相对于衬套1042和/或孔1012的部分不同的接触点。
图8示出了图7的组件1000的一部分的剖视图,包括沿着线C-C的剖视图。如图7所示,控制臂1044可经由栓钉1046操作地连接至控制连杆1003(例如,致动器连杆),并且栓钉1046可经历偏转,诸如在方向α1上的端部偏转和在方向α2上的端部偏转。这样的偏转可能是由于力。作为示例,在组件1000中可包括能施加力的一个或多个偏压机构,以减小一个或多个偏转,增大一个或多个偏转等。
作为示例,涡轮增压器的废气旁通门控制器(例如,包括致动器)和相关的联动机构能调节用于给涡轮增压器的废气涡轮提供功率的废气的量。例如,废气旁通门(例如,废气旁通阀)可用于为涡轮级的旁通而引导过量的废气。控制器能连接至联动机构,所述联动机构连接至废气旁通门,其中控制器可被致动以使废气旁通门移动,例如以朝着关闭状态移动,以朝着打开状态移动等。在这样的示例中,关闭状态可使废气被引导至涡轮叶轮,而打开状态可使离开内燃机的一个或多个气缸的废气的至少一部分旁通绕过涡轮叶轮(例如,经由导管、室等)。
存在各种类型的控制器。例如,控制器可包括气动致动器和/或电动致动器。作为示例,致动器可包括以回转和/或以线性的方式移动的一个或多个部件。例如,回转移动部件能旋转,并且线性移动部件能平移,而回转/线性移动部件能旋转和平移(例如,在不同的时间和/或在同一时间、同时地)。
作为示例,回转电动致动器(REA)可以是例如能安装在压缩机壳体上并连接至废气旁通门控制联动机构的机电装置。作为示例,这样的致动器例如可经由用于接收一个或多个控制信号(例如,可选地发送一个或多个信号等)的一个或多个信号机构(例如,模拟、数字、脉宽调制(PWM)、控制器局域网络(CAN)等)操作地连接至发动机管理单元(EMU)(例如,或ECU)。电动致动可提供比气动致动快的响应。例如,REA可能能够更迅速地响应控制信号;考虑的场景是,其中其可以大约三分之一的时间响应(例如,考虑大约150ms的响应相对大约500ms的响应)。作为示例,REA可包括车载位置感测。作为示例,更快的响应和更精确的控制能帮助改善发动机性能、燃料经济性和排放控制。
由于REA不像一些气动致动器一样依赖于作为压力源的内燃机,所以其可在没有所谓的真空系统的情况下提供操作。作为示例,REA可包括能提供信息的电路,以在诊断上给予帮助等。
如上所述,REA能以比气动致动器的响应时间短的响应时间操作。在控制联动机构中存在松弛的情况下(例如,由于间隙、缺乏载荷等),在通过REA施加力时,松弛的拉紧可伴有各部件之间的接触,这可产生噪声、导致磨损等。随着时间的过去,可控性可能受影响。在REA提供与定位、诊断等密切相关的信息的情况下,这样的信息的质量可能受影响。例如,已知位置的改变不一定由于间隙、松弛等以及间隙、松弛等的拉紧。
作为示例,方法能包括确定关于可由指定的尺寸所允许的积累变化的结果的一个或多个公差累积或公差叠加和与控制联动机构的接头相关的公差。这样的方法可包括选择偏压元件和/或对于能用于对接头加载的偏压元件的一个或多个接触点(例如,联接点)。在这样的示例中,可操作包括对接头加载的偏压元件的组件,其中,加载用作减少噪声、磨损等。
作为示例,致动器能与联动机构一起使用,所述联动机构可以是使特定的致动器与废气旁通门(例如,废气旁通阀)机械地连接的操作地连接的部件的运动链。
作为示例,联动机构能包括多根“杆”(例如,杆或杆状部件)。例如,考虑包括用于回转致动器的四杆联动机构或可用于线性致动器的曲柄机构的机构拓扑。
作为示例,四杆联动机构(例如,“四杆机构”)可以是包括经由接头连接的四个本体、所谓的杆或连杆的可动的“闭链”联动机构。作为示例,两个接头可大致是固定的,并且两个接头可以是可动的(例如,浮动接头)。例如,在致动器处的接头和在涡轮壳体处的接头可大致是固定的,其中,在这样的接头处,部件(例如,由电动马达驱动的旋转销和废气旁通门的轴)可旋转,同时其旋转轴线(例如,旋转销轴线和轴轴线)保持稳定。
作为示例,联动机构能包括接头。例如,考虑诸如圆柱回转接头的接头类型(例如,圆柱开口或孔中的圆柱销)。这样的接头能引入包含组件公差(累积)和例如可称为技术公差的径向和轴向间隙。当联动机构卸载时,一个或多个间隙可导致一个或多个问题。作为示例,问题可包括噪声问题、磨损问题以及位置滞后问题中的一个或多个。
作为示例,偏压元件可至少部分地以其弹性为特征。作为示例,偏压元件可至少部分地以其线性和/或非线性弹性为特征。作为示例,线性弹性的一个或多个线性化假设能包括无穷小的应变或相对“小的”变形(或应变)以及应力与应变的分量之间的大致线性的关系。作为示例,线性弹性对于不产生屈服(例如,可引起偏压元件失效的屈服)的应力状态可被认为是有效的。作为示例,例如,作为弹簧或另一弹性体(例如,对施加的力)的真实响应的一阶线性近似,偏压元件可至少部分地以胡克定律为特征。
作为示例,偏压元件可定位在“热”接头或“冷”接头处。在这样的示例中,“热”接头可比“冷”接头更靠近废气涡轮。作为示例,包括由涡轮壳体的孔接纳的废气旁通门的轴的接头可被认为是较热或最热的接头。作为示例,偏压元件可定位在不是控制联动机构中最热的接头的接头处。
关于将偏压元件定位在“热”接头处,如上所述,热接头可暴露于可引起热膨胀和/或以另外的方式影响一个或多个部件的热能。作为示例,间隙可以温度相关的方式改变,这继而可影响接触、摩擦、磨损、噪声等。由于“热”接头可在可包括温度循环变化和远高于周围温度的高温下的重复运动的相对恶劣的环境下,所以设置在这样的接头处的偏压元件可用于以能减少磨损、噪声等的方式“控制”接头部件之间的关系。
作为示例,接头可以是枢轴接头。例如,枢轴接头能包括如例如经由销(例如,栓钉等)限定的枢轴线。在这样的示例中,销可相对于枢轴接头的一个或多个部件是固定的或旋转的。作为示例,部件能包括接纳销的至少一部分的开口(例如,孔),以形成接头,其中销可固定至形成接头的另一部件。作为示例,销可连接至一个或多个部件,并且可相对于一个或多个部件固定或旋转(例如,考虑设定在一根连杆的孔中并设定在另一连杆的孔中的然而在孔内独立旋转的销)。作为示例,C型夹、开尾销等中的一个或多个可将销(例如,栓钉等)相对于一根或多根连杆固定。
作为示例,偏压元件可被定位成使得可减少其对热(例如,热能)的暴露,例如低于在用于废气旁通门轴的孔处的涡轮壳体的暴露。作为示例,偏压元件可至少部分地涂有是热绝缘体的材料。在这样的示例中,可减小到偏压元件的热能传递和/或传递至偏压元件的热能速率。作为示例,可在偏压元件的至少一部分上和/或在与偏压元件接触的部件的至少一部分上包括热障涂层。作为示例,热障可包括粘结层、热生长氧化物层和陶瓷层(例如,钇稳定的氧化锆(YSZ)等)。
作为示例,偏压元件可用于减少噪声、磨损、迟滞和致动器负载中的一个或多个。作为示例,偏压元件的刚度的正确方向和标定与没有这样的偏压元件的组件相比较,可允许降低致动器功率(例如,扭矩)。例如,偏压元件可向接头提供载荷,所述载荷与电动致动器(例如,REA)的电动马达轴的顺时针旋转方向或逆时针旋转方向对应和/或与不管电子的还是气动等等的线性致动器的旋转方向对应。这样的载荷可与用于维持废气旁通门塞相对于废气旁通门座的关闭状态或打开状态的力方向对应。作为示例,偏压元件与不包括偏压元件的组件相比较,可提供减小致动器的尺寸、定额功率、定额扭矩、定额线性力等。
作为示例,方法能包括在部件中钻一个或多个孔并经由一个或多个钻孔将偏压元件连接至部件。在这样的示例中,一个或多个钻孔可包括可以是热障材料(例如,绝缘体)的套管。
作为示例,偏压元件可以是多件偏压元件,例如串联和/或并联连接的件。作为示例,方法能包括提供具有增加的高度的销,例如以允许适应(例如,配合)偏压元件。作为示例,方法能包括提供可成形为操作地连接至偏压元件和/或适应偏压元件的曲柄(例如,控制臂)。例如,曲柄可成形有能包括用于连接至偏压元件的特征(例如,切口、开口、钩等)的端部和/或延伸部。作为示例,关于形状,曲柄可以是“分层的”,其中,第一分层提供用于连接到第一销,并且第二分层提供用于连接到第二销。作为示例,一个分层、多个分层、分层之间的一个或多个部分可提供偏压元件的期望对准。作为示例,特征可以是或包括用于连接偏压元件(例如,偏压元件的端部或端夹具)的开口、切口、钩等。
作为示例,偏压元件可以可选地与诸如例如偏压凸轮400的偏压凸轮一起被包括在组件中。在这样的示例中,偏压凸轮可向接头施加力,并且偏压元件可向接头施加力。
作为示例,偏压元件可以是扭转弹簧或者包括一个或多个扭转弹簧。作为示例,如果未扭曲超出弹性极限,则扭转弹簧例如可遵从角度形式的胡克定律:
其中,τ是以牛顿米为单位的由弹簧施加的扭矩,并且θ是以弧度为单位的从其平衡位置起的扭曲角度,k是带有牛顿米/弧度的单位的常数,各种所谓的弹簧扭转系数、扭转弹性模量、速率或弹簧常数例如等于使弹簧扭曲1弧度的角度所需的扭矩的改变。这样的方法有点类似于线性弹簧的弹簧常数。在上面,负号指示扭矩的方向与扭曲的方向相反。
作为示例,可经由诸如例如以下方程估计储存在扭转弹簧中的以焦耳为单位的能量U:
作为示例,扭转弹簧可通过扭转或扭曲操作;也就是说,柔性弹性物体当其扭曲时储存机械能量。当其扭曲时,其在相反的方向上施加可与其扭曲的量(角度)成比例的力(扭矩)。作为示例,扭转杆可以是通过在其端部施加的扭矩经受绕其轴线的扭曲(剪切应力)的金属或橡胶的直杆。作为示例,螺旋扭转弹簧可以是螺旋形状(例如,线圈)的金属杆、线等,其通过向其端部施加的侧向力(弯曲力矩)经受绕线圈的轴线的扭曲,以将线圈扭曲得更紧。在螺旋扭转弹簧中,作用于杆、线等的力可以作为弯曲应力(例如,而不是扭转(剪切)应力)为特征。
作为示例,一个或多个偏压机构可用于巩固废气旁通阀的轴,尤其地在阀处于打开位置的情况下。在这样的示例中,巩固可用于减少咔嗒声、噪声、排气泄露等。
作为示例,组件可包括运动零件之间的间隙,其中,例如,零件操作地连接至涡轮增压器的致动器、控制联动机构等。一个或多个间隙可允许可导致噪声、磨损等的移动。作为示例,在涡轮增压器组件中可包括用于消除和/或抑制移动(例如,振动阻尼等)的一个或多个偏压机构。作为示例,一个或多个偏压机构可在部件之间的一个或多个界面处提供“零间隙”运动学。
作为示例,组件可包括多个偏压特征。作为示例,组件可包括多个弹簧。在这样的示例中,控制杆或控制连杆可包括用于将一个或多个弹簧连接至控制杆或控制连杆的特征,例如以向控制杆或控制连杆施加偏压力,所述控制杆或控制连杆用于可选地以偏压力取决于控制杆或控制连杆的位置(例如,如经由致动器所控制地,考虑轴向位置)而改变的方式使操作地连接至废气旁通门塞的轴移动。作为示例,在具有沿着控制杆或控制连杆的控制轴线限定的z轴的圆柱坐标系统中,一个或多个弹簧可操作地连接至控制杆或控制连杆,其中,这样的一个或多个弹簧以一个(例如,或多个)角度延伸。在这样的示例中,一个或多个弹簧可用于例如以用于使(例如,经由控制臂等)操作地连接至控制杆或控制连杆的轴(例如,至少在沿着轴的轴线的轴向方向上)移动的方式使z轴在空间中位移。在这样的示例中,该位移可取决于如由致动器所控制的控制杆或控制连杆的位置(例如,用于打开或关闭废气旁通阀)。
组件可包括:涡轮壳体,其包括孔、废气旁通门座和延伸至废气旁通门座的废气旁通门通道;衬套,其至少部分地设置在孔中;可旋转的废气旁通门轴,其至少部分地被衬套接纳;废气旁通门塞,其从废气旁通门轴延伸;控制臂,其操作地连接至废气旁通门轴;控制连杆,其操作地连接至控制臂;销,其在控制臂与控制连杆之间形成接头;以及偏压元件,其连接至销并连接至控制连杆。在这样的示例中,组件可包括操作地连接至控制连杆的致动器。
控制联动机构可包括间隙。例如,控制杆的杆端与操作地连接至曲柄的销之间的间隙可至少部分地允许杆端相对于销的至少一些旋转量。由于杆端和/或销的外部诱发,所以零件能移动并产生噪声(例如,借助在拉紧松弛时的接触、在移动期间的接触等)。
作为示例,一个或多个偏压元件可被定位成抑制零件之间的至少一部分间隙,同时仍然允许控制杆的杆端相对于销的至少一些移动量。
作为示例,偏压元件能够是诸如例如弹簧夹的弹簧。作为示例,弹簧夹可经由压缩(例如,而不是通过牵拉)在组件内工作。这样的方法可用于减少运动噪声。
作为示例,偏压元件可操作,以减少可在零件之间出现的振动和/或冲击。作为示例,偏压元件能施加能被限定为在两根轴线之间操作的负载。例如,弹簧能包括第一腿和第二腿,其中,第一腿设置在销(例如,栓钉)的开口内。在这样的示例中,第二腿可操作地连接至控制杆的杆端的一部分,使得弹簧施加用于减少销与杆端(例如,杆端的接纳销的至少一部分的开口)之间的间隙的压缩力。作为示例,由弹簧施加的力可用于使销与杆端接触,并且可用于维持这样的接触,例如即使当不经由致动器向控制杆施加负载时,或者例如当不向操作地连接至废气旁通门的轴的控制臂施加负载时。
作为示例,弹簧能施加用于抑制振动和冲击的压缩力。作为示例,压缩力可以一个或多个力矢量为特征。作为示例,对于施加负载的矢量方向可以例如相对于运动部件上的冲击/振动轴线(例如,或者由部件限定)以度为单位测量,例如,为大约45度或大约90度的角度。作为示例,弹簧可以是线圈弹簧。作为示例,弹簧可以是多线圈弹簧。作为示例,多线圈弹簧可包括串联的线圈和/或并联的线圈。作为示例,并联的线圈在一端(例如,或者轴肩等)可操作地连接在轴线处,并且可从那里如射线向外延伸。例如,考虑三线圈布置,其中,三个线圈以大约90度的弧跨度(例如,在0度的线圈、在45度的线圈和在90度的线圈)从大致共同的连接位置向外延伸。
作为示例,组件能包括以下的一个或多个:偏压元件,其施加牵引/牵拉载荷(例如,经由两个孔连接,一个孔在一个部件中,并且一个孔在另一部件中,等);和偏压元件,其施加压缩载荷(例如,部分地经由销中的开口或孔)。
作为示例,销可被钻孔以包括阶梯孔。例如,从第一端用第一直径的钻头钻孔和从第二端用第二直径的钻头钻孔,其中,第一直径与第二直径不同。在这样的示例中,为了在销中形成通孔,从一端或另一端钻孔可小于沿着销的长度的整个距离。例如,钻孔能从一端到第一深度,并且从另一端到第二深度,其中,第一深度与第二深度合计为沿着销的长度的整个距离。作为示例,对于相对于由第一钻孔形成的开口的第二钻孔可出现一些重叠。例如,小直径的孔可被钻孔至大约0.6*L的深度,其中,L是销长度,并且较大直径的孔可被钻孔至刚刚超过大约0.4*L的深度,使得两个孔形成通孔。在进一步钻第二较大直径的孔的情况下,可确定通孔的什么部分具有较大的直径,并且通孔的什么部分具有较小的直径(例如,考虑将第二较大直径的孔钻孔至大约0.5*L,以形成大约50/50的通孔)。
作为示例,销能包括接纳弹簧的腿的通孔,所述弹簧用于相对于控制杆的杆端向销施加压缩力,其中,销至少部分地设置在杆端的开口中。这样的示例可在杆端与销之间提供间隙轴线补偿。
图9、10、11和12示出了包括涡轮壳体1910、废气旁通门轴1920和衬套1930的组件1900的一部分的示例,其中,废气旁通门轴1920至少部分地设置在衬套1930中,所述衬套1930至少部分地设置在涡轮壳体1910的孔1915中。如所示,涡轮壳体1910包括从涡轮壳体1910的蜗壳部分向外延伸至端面1912的凸台。凸台包括作为通孔的孔1915,以使衬套1930和如由衬套1930支撑的轴1920就座。孔1915从涡轮壳体1910的凸台的端面1912延伸至涡轮壳体1910的内表面,所述涡轮壳体1910的内表面至少部分地形成废气室(例如,带有用于使废气经过废气旁通门的开口)。
如所示,轴1920例如经由干涉配合、经由焊接、经由紧定螺钉等中的一个或多个操作地连接至控制臂1940。在图9、10、11和12的示例中,控制臂1940包括销1960(例如,栓钉等),其中,控制杆1980的杆端1984包括能接纳销1960的至少一部分的开口1985。如所示,杆端1984包括自由端或自由表面1982。
在图9、10、11和12的示例中,杆端1984包括上表面和下表面,其中,至少下表面是大致平面的,并且控制臂1940包括上表面和下表面,其中,至少上表面是大致平面的。在这样的示例中,控制臂1940与杆端1984可极为接近,其中,杆端1984的下表面面对控制臂1940的上表面。作为示例,销1960可包括用于使杆端1984的下表面从控制臂1940的上表面移位一距离的轴肩。在图9的下视图中,这样的移位被图示成杆端1984的下表面从控制臂1940的上表面移位一距离。
如图9、10、11和12的示例所示,C型夹子1970配合于销1960(例如,配合在凹进的环形凹槽中),以帮助固定杆端1984,使得其不会变成与销1960脱离。如果期望分离,则可去除C型夹子1970,并且杆端1984相对于销1960平移,以从杆端1984的开口1985去除销1960。
作为示例,杆端1984相对于C型夹子1970(例如,或其他保持部件、机构等)可存在一轴向间隙量。这样的间隙可允许杆端1984相对于销1960的移动。如上所述,取决于对准,一些轴向游隙可能是合乎需要的。再次参考图8,在栓钉1046与控制连杆1003的联接器1005之间图示了一些轴向间隙量。这样的间隙可允许耦合器1005相对于栓钉1046的一些偏转。
在图9、10、11和12的示例中,由于杆端1984向左移动,所以轴1920顺时针旋转;然而,当杆端1984向右移动时,轴1920逆时针旋转。在上视图中示出了废气旁通门1950的一部分,所述废气旁通门1950可因为轴1920的逆时针旋转(例如,杆端1984向右的移动)而关闭,并且可因为轴1920的顺时针旋转(例如,杆端1984向左的移动)而打开。作为示例,控制杆1980可操作地连接至可以是电动、气动或以另外的方式提供功率的致动器。作为示例,致动器可以是线性的、回转的或线性且回转的。
图13示出了包括偏压元件2090的另一组件2000的示例的近似剖视图。在组件2000中,控制臂2040操作地连接至轴1920,并操作地连接至销2060,其中,销2060包括开口2065(例如,通孔)。控制杆2080(例如,控制连杆)包括杆端2084,所述杆端2084包括开口2085和远端2082(例如,端面或周边表面等)。如所示,在有一些轴向间隙量的情况下,销2060延伸进入并通过杆端2084的开口2085,并且夹子2070用于固定杆端2084。
如所示,开口2085的内径大于销2060的外径。因而,在杆端2084与销2060之间存在间隙,所述间隙的形状取决于销2060相对于控制杆2080的杆端2084的开口2085的位置。例如,在组件2000中,由于偏压元件2090施加压缩力,间隙在横截面中的形状可以是新月形的。
在图13中,插入的横截面视图示出了开口2085、销2060、开口2065和偏压元件2090。如所示,偏压元件2090在开口2065中偏置,并且销2060在开口2085中偏置。例如,偏压元件2090向销2060施加使其接触杆端2084(例如,限定杆端2084的开口2085的表面)的力。在这样的示例中,在销2060与杆端2084可保持接触的同时,杆端2084可相对于销2060枢转(例如,旋转)。
图14示出了其中偏压元件2090在未安装状态2001下和在安装状态2002下的组件2000的一部分的示例。例如,方法能包括将偏压元件安装在销的孔中,其中,偏压元件的一部分接触杆的远端(例如,端面),在所述位置,偏压元件在销的孔的表面与杆的远端的端面之间施加力。这样的方法能包括操作涡轮增压器和经由杆控制涡轮增压器的废气旁通门,其中,偏压元件向杆施加力,例如以便通过维持销的表面与杆的开口的表面之间的接触来减少噪声。
图15和16示出了带有安装的偏压元件2090的组件的多个部分的示例。图15将杆2080示出为具有纵向轴线,其中,销2060将杆2080连接至控制臂2040,所述控制臂2040连接至如至少部分地设置在壳体1910的孔中的轴1920。在图15的示例中,偏压元件2090包括在开口2065与杆2080的端部2082之间大致沿着杆2080的纵向轴线跨越一距离的部分。例如,偏压元件2090能包括腿和桥,其中,腿从桥延伸离开,并且其中,一条腿能被销2060的开口2065接纳,并且其中,另一条腿能与杆2080的端部2082接触。在这样的示例中,当杆2080移动(例如,向左或向右以使废气旁通门1950取向)时,偏压元件2090能使销2060与销2060穿过的杆2080的开口的表面接触。这样的接触可带有一定大小的力量,所述大小的力足以减少否则引起可产生噪声的移动和接触/非接触的振动的影响。虽然提及接触,但也可由偏压元件2090施加力,在这种情况,不会出现销2060与杆2080的开口的表面之间的接触,然而其中,移动被至少部分地限制在使偏压元件2090伸展(例如,伸长)的方向上。
在图16中,杆2080被示出为可选地包括硬节和/或接头。例如,杆2080可以是可选地可调整的多件杆。例如,方法可包括插入偏压元件2090和调整杆2080的轴向长度,例如以张紧偏压元件2090或调整偏压元件2090上的张紧量。
图17示出了其中杆端形状和特征能与偏压元件2090(例如,或者另一类型的偏压元件)相互作用的组件2006、2007、2008和2009的一些示例。
在示例组件2006中,杆2080的端部2082包括在其轮廓中可以是曲线的切口2083。例如,曲线轮廓在提供相对于杆2080的纵向轴线大致居中的最小移位的同时,可允许偏压元件2090的一部分的一些移位。例如,可通过切口2083的形状缓和可引起偏压元件2090的一些移动的与杆2080的操作调整相关的推力、内燃机的振动、车辆的振动等,所述切口2083可用于使偏压元件2090相对于杆2080的纵向轴线返回至更居中的位置(例如,较低势能位置,等)。
在示例组件2007中,杆2080的端部2082的切口2083具有矩形轮廓。在这样的示例中,偏压元件2090在有最小的偏压元件2090离开切口2083的风险的情况下可能能够沿着切口2083的表面移动。例如,可预先确定的切口深度和/或切口宽度,以在有减小的偏压元件2090于操作期间变得移位(例如,离开切口2083)的风险的情况下允许一些移动量。
在示例组件2008中,杆2080的凹面形端部2082可允许移位的偏压元件2090返回至切口限制位置和/或减小总移位(例如,偏压元件2090的一部分与端部2082的接触的丧失)的风险。
关于示例组件2009,端部2082是凸面的,其中,可以是曲线形和/或矩形的切口2083大致与杆2080的纵向轴线对准。在这样的示例中,杆2080的最大长度可邻近切口2083。例如,杆能包括切口,所述切口大致沿着杆的纵向轴线对准,在邻近切口处,杆具有最大长度。作为示例,杆2080的端部2082能与杆2080的可限定角部的侧面相接。作为示例,切口可具有不延伸至从角部到角部绘制的线的深度。例如,杆能在其轴向长度上延伸,以适应切口定位偏压元件的一部分。作为示例,可调整杆的轴向长度的延伸量,例如以适应诸如力的大小、偏压元件的尺寸等的一个或多个因素。
作为示例,杆的端部可以是凹面的,以可选地相对于凹槽或切口使偏压元件的腿就座。例如,凹面形本身可足以使偏压元件的腿就座。作为示例,杆的端部的凹面形可用于“使偏压元件居中”。作为示例,杆可包括波状端部,例如,考虑在凹谷之间带有顶峰的两个或更多个凹谷,使得偏压元件可相对于凹谷中的选择的一个凹谷就座。在这样的示例中,杆的端部可以是对称的,使得杆的取向能处于两个取向中的一个取向(例如,面对涡轮壳体的一侧或背离涡轮壳体的那侧)。如上所述,端部可以大致是平的(例如,相对于侧面大致成直角),并且可包括凹面、曲形的凹槽或切口。作为示例,端部可以大致是平的,并且可包括多边形的凹槽或切口。
图18示出了销2460的示例,其包括延伸至带有相对恒定的直径、可选地在其端部倒角的通孔的开口2465。图19示出了销2460的示例,其包括延伸至带有较大的直径部分2467和较小的直径部分2469的阶梯通孔的开口2465。如所示,较大直径部分2467可从阶梯通孔中的轴肩或台阶朝着一个端面2461或另一相对的端面2462延伸。
可关于例如至少包括径向坐标(r)和轴向坐标(z)的圆柱坐标系统的坐标系统来描述图18和19中的各种特征。
在图18和19的示例中,销2460被示出为包括端面2461(例如,轴向面)、相对的端面2462(例如,轴向面)、最大直径的表面2463,所述最大直径的表面2463在轴肩处跨至较小直径的表面2464,所述较小直径的表面2464在轴肩处跨至(例如,环形凹槽的)最小直径的表面2466,所述最小直径的表面2466在轴肩处跨至另一表面2468,所述另一表面2468可选地经由斜面边缘延伸至端面2461。作为示例,表面2466可接纳保持部件(例如,C型夹子等)。作为示例,表面2463与2464之间的轴肩可至少部分地用于使杆端的表面就座。作为示例,表面2463可至少部分地设置在控制臂的开口中。作为示例,轴向尺寸△z可被限定为销2460中的通孔的长度。作为示例,轴向尺寸△za可限定销2460的通孔的部分2467的轴向尺寸,并且轴向尺寸△zb可限定通孔的部分2469的轴向尺寸(例如,或者反之亦然)。
作为示例,偏压元件能包括延伸到销2460的通孔中的腿,其中,腿接触通孔的一个或多个表面。
作为示例,偏压元件的腿能包括具有超过销的通孔的直径的自由直立尺寸的柔性部分。在这样的示例中,腿的一部分可插入并通过通孔,其中,柔性部分为了通过通孔而在通孔内改变形状。一旦柔性部分达到通孔的末端,其可“膨胀至”其自由直立形状,其中,除非施加某一水平的力以使自由直立形状变形并将其拉回到通孔中,否则自由直立尺寸使腿被固定。
作为示例,销的通孔可包括能接纳偏压元件的一部分的切口或凹槽。然而,在这样的布置中,在销固定至部件的情况下,该部件和因此销的旋转可使力被施加到偏压元件。取决于部件的布置、如何施加力等,这样的力可能是有利的。
在偏压元件“自由地”连接至销的情况下,其可独立于销而旋转或移动。例如,在这样的布置中,偏压元件可如当控制连杆(例如,控制杆)移动时可发生的那样大致无扭矩、旋转力等。在这样的示例中,偏压元件可施加在偏压元件的轴向腿之间的压缩力,其中,腿中的其中一条腿设置在销的通孔中,并且腿中的另一条腿与控制连杆的端部接触(例如,与控制杆的杆端的端面接触,等)。
图20示出了组件2500的一部分的示例。在图20的示例中,销2560包括相对的端部2561和2562和从端部2561延伸至端部2562的孔,其中,孔具有长度△z。在图20的示例中,孔可包括可帮助定位、安置等偏压元件2590的一个或多个特征。
如图20所示,销2560被包括端面2582的控制连杆2580(例如,杆)中的开口2585接纳。在图20的横截面视图中,端表面2582的接触偏压元件2590的部分可与切口表面对应。例如,在移入页面和/或移出页面的横截面中,控制连杆2580的端部可向左延伸并且可选地超出偏压元件2590的厚度(例如,参见虚线和图17的示例组件2006、2007、2008和2009)。
在图20的示例中,控制连杆2580设置成高于包括下表面2542和上表面2544(例如,背离涡轮壳体2510的外表面的面向外的表面)的控制臂2540一轴向距离(例如,参见△z的方向)。
在图20的示例中,偏压元件2590提供作为偏压元件的例子。如所示,偏压元件2590包括端部2591和2599,其中,例如,端部2591可以是偏压元件2590的第一轴向腿的端部,并且端部2599可以是偏压元件2590的第二轴向腿的端部,其中,第一轴向腿与第二轴向腿可选地彼此大致平行(例如,在如图20的示例所示的偏压元件2590的安装状态中)。作为示例,腿可施加压缩力,例如由箭头和标记“F”所示的。例如,偏压元件2590的腿可接触端面2582(例如,可选地在切口中,等),并且偏压元件2590的另一腿可接触至少限定销2560的孔的一部分的表面。这些腿借助它们相应的接触能施加压缩力,所述压缩力用于朝着控制连杆2580的端面2582拉销2560,并且用于朝着销2560拉控制连杆2580的端面2582。例如,在无偏压元件2590的情况下,控制连杆2580可在与销2560的z轴正交的方向上是可移动的,其中,移动量可对应于如被接纳在开口2585内的销2560的部分与开口2585的尺寸差(例如,间隙)。
如图20的示例所示,在销2560的通孔大致与平面垂直的情况下,在开口2585可被限定成在该平面中(例如,在圆柱坐标系统r、z、Θ的r和Θ中)具有横截面的情况下,在控制连杆2850和/或销2560之间的该平面中可存在间隙(例如,参见图13的组件)。在没有偏压元件2590的情况下,在操作期间,在该间隙内可发生控制连杆2580的移动(例如,由于致动、振动等),并且在控制连杆2580与限定通孔的销2560的壁之间可发生接触。这样的接触可产生噪声,并且可引起磨损和/或例如一些控制不确定量(例如,考虑可能需要以处理或滤掉这样的自由运动、接触、振动等的反馈机构)。
在图20的示例中,偏压元件2590被示出为包括保持特征2592、定位特征2594、肩部或弯曲部2595、(例如,一个或多个圈的)线圈2596和肩部或弯曲部2597。作为示例,腿可被限定为偏压元件2590的设置在特征2592与2594之间的一段,并且腿可被限定为偏压元件2590的设置在端部2599与肩部或弯曲部2597之间的一段。
图21示出了例如可选地构造成示例的偏压元件2690的偏压元件2590的示意图,所述偏压元件2690在图21中的透视图中示出。
在图21中示出了包括d1、d2、d3、d1a和d1b的各种尺寸。作为示例,d1可以是轴向腿尺寸,d2可以是横向构件尺寸,并且d3可以是例如离另一轴向腿有横向构件尺寸d2的距离设置的轴向腿尺寸。作为示例,尺寸d1a可以是可用于固定偏压元件的特征的尺寸或位置。作为示例,尺寸d1b可以是可用于定位偏压元件的特征的尺寸或位置。
在图21中,偏压元件2690包括端部2691和2699、腿2693和腿2698、带有端部2695和2697的线圈弹簧2696和特征2692和2694。作为示例,特征2694可用于限制腿2693相对于销(例如,栓钉等)的孔的轴向移动。作为示例,特征2692可用于限制腿2693相对于销(例如,栓钉等)的孔的轴向移动。
作为示例,线圈弹簧2696可至少部分地以弹簧常数为特征。作为示例,线圈弹簧2696可施加压缩力,所述压缩力用于朝彼此拉腿2693与2698,或者例如,所述压缩力阻止腿2693与2698彼此移开。
图22示出了能包括多个线圈弹簧2796的偏压元件2790的示例。作为示例,构件可设置在两个线圈弹簧之间,其中,构件可如右下视图所图示的可选地变形(例如,参见变形部分2796')。
在图22中,偏压元件2790能包括端部2791和2799、腿2793和2798、一个或多个接合点2795(例如,腿到弹簧的接合点)、特征2792和2794(例如,用于定位和/或固定等)。
作为示例,偏压元件可被可选地安置,并且然后被卷曲、弯曲、变形等。例如,图22示出了没有特征2792和2794和带有这样的特征的腿2793的示例。作为示例,这样的特征可在安装过程期间形成。例如,可形成特征2794,将腿2793插入销(例如,栓钉等)的孔中,并且然后可形成特征2792。作为示例,可使用钳子或另一类型的工具,以形成这样的特征。作为示例,在要调整一个或多个弹簧元件的力或间距的情况下,可利用工具进行这样的调整(例如,参见变形部分2796')。作为示例,偏压元件的一部分可被变形或以另外的方式被调整,以增大或减小两腿之间的间距。作为示例,偏压元件可设置有可伸展变形的部分和/或可收缩变形的部分。
作为示例,偏压元件可被装配并且然后在装配之后被弯曲或以另外的方式成形。作为示例,偏压元件是可替换的。例如,考虑装配偏压元件,然后为了检查、维修和/或更换而去除偏压元件。作为示例,方法能包括使偏压元件装配到销和杆,并且可选地借助一个或多个工具的使用来成形偏压元件。在这样的示例中,在成形偏压元件的情况下,一个或多个工具可用于重新成形偏压元件,以可选地进行调整(例如,关于力),以去除偏压元件,等。
作为示例,组件能包括:涡轮壳体,其包括孔、废气旁通门座和延伸至废气旁通门座的废气旁通门通道;衬套,其至少部分地设置在孔中;可旋转的废气旁通门轴,其至少部分地被衬套接纳;废气旁通门塞,其从废气旁通门轴延伸;控制臂,其操作地连接至废气旁通门轴;控制连杆,其操作地连接至控制臂;销,其在控制臂与控制连杆之间形成接头;以及偏压元件,其连接至销并连接至控制连杆。作为示例,这样的组件能包括操作地连接至控制连杆的致动器。
作为示例,销能包括开口,例如,其中,偏压元件的一部分设置在开口中。在这样的示例中,销可包括孔,其中开口是孔开口。作为示例,销可包括通孔,例如该通孔可以是阶梯通孔。
作为示例,偏压元件可包括腿。例如,考虑偏压元件,其中,腿中的第一腿限定第一腿轴线,并且其中,腿中的第二腿限定第二腿轴线。在这样的示例中,第一腿轴线能大致与第二腿轴线平行(例如在大约20度或更小的范围内)。作为示例,平行的腿可用于在大致与腿垂直的方向上引导力。例如,压缩力可在其中腿以大致平行的方式移动的距离上将腿拉到一起。
作为示例,偏压元件可包括至少一个线圈弹簧。作为示例,偏压元件可包括设置在两腿之间的至少一个线圈弹簧。作为示例,偏压元件可以是弹簧或可以包括弹簧。
作为示例,控制连杆能包括端面,其中,例如,销包括孔,并且其中,例如,偏压元件接触孔的表面并接触控制连杆的端面。在这样的示例中,偏压元件能偏压在控制连杆中的开口中的销,例如,销能接触限定控制连杆中的开口的表面。
作为示例,控制连杆能包括接纳偏压元件的一部分的凹槽。作为示例,凹槽可在控制连杆的端面中。作为示例,凹槽可使偏压元件的一部分相对于偏压元件的被接纳在销的孔中的另一部分取向。在这样的示例中,偏压元件的被接纳在销的孔中的部分可以是在孔中可转动的。作为示例,控制连杆的移动可引起偏压元件的一部分在销的孔中的转动(例如,其中,使另一部分相对于控制连杆的端部取向)。
作为示例,涡轮增压器能包括:压缩机组件;中心壳体组件;涡轮组件,其包括相对于废气旁通门座控制废气旁通门塞的位置的控制臂;控制连杆,其操作地连接至控制臂;致动器,其操作地连接至控制连杆;销,其在控制臂与控制连杆之间形成接头;以及偏压元件,其连接至销并连接至控制连杆。
尽管已在附图中图示并在前述详细说明中描述了方法、装置、系统、布置等的一些示例,但应理解的是,所公开的示例实施例不是限制性的,而是能够有许多重新布置、变型和替换。