CN108798878A - 防震颤装置和包括该防震颤装置的涡轮增压器废气门组件 - Google Patents

Abstract

这里提供一种防震颤装置和包括该防震颤装置的涡轮增压器废气门组件。该装置可包括主体、弯部、空腔以及孔口，该主体具有第一端部和第二端部，其中，弯部和第一端部限定主体的第一部段，且弯部和第二端部限定主体的第二部段，该空腔由第一部段、弯部以及第二部段限定，且孔口在第一部段和第二部段之间延伸。该装置可包括U形基部和至少一个弹簧臂，该U形基部限定孔口和开口端部，且该至少一个弹簧臂附连在基部弯部的开口端部附近并且远离开口端部延伸，以及至少部分地与基部交迭并且在至少一个弹簧臂和基部之间限定间隙。该防震颤装置可以是弹簧加载的，并且能在一个或多个位置中与涡轮增压器废气门组件匹配并提供防震颤益处。

Description

防震颤装置和包括该防震颤装置的涡轮增压器废气门组件

引言

在内燃机(ICE)的燃烧循环期间，将空气/燃料混合物提供给ICE的气缸。空气/燃料混合物经压缩和/或点燃和燃烧以提供输出转矩。许多柴油和汽油ICE采用诸如废气涡轮驱动涡轮增压器之类的增压装置，以在空气流进入发动机的进气歧管之前压缩空气流，从而增大动力和效率。确切地说，涡轮增压器是离心式气体压缩机，与另外利用环境大气压力所能实现的相比，该离心式气体压缩机迫使更多空气(即，氧气)进入ICE的燃烧腔室中。受迫进入ICE的含有氧气的空气的附加质量改进发动机的体积效率，从而允许其在给定循环中燃烧更多燃料，且由此产生更多动力。在一些应用中，涡轮增压器部件可能震颤并且产生不期望的噪声和部件磨损。

发明内容

一个或多个实施例提供防震颤装置，这些防震颤装置结合到涡轮增压器废气门组件中。涡轮增压器废气门组件可包括涡轮壳体、废气门、可旋转轴以及致动构件，该涡轮壳体包括与废气门导管流体连通的排气入口，该废气门定位在废气门导管和排气入口之间，该可旋转轴在一个端部处连接于废气门而在相对端部处连接于臂的第一端部，且该致动构件经由杆操作地连接于臂的第二端部。

一个或多个其它实施例提供防震颤装置，该防震颤装置包括细长主体、弯部、空腔以及孔口，该细长主体具有第一端部和第二端部，其中，弯部和第一端部限定主体的第一部段，且弯部和第二端部限定主体的第二部段，该空腔由第一部段、弯部以及第二部段限定，且孔口在第一部段和第二部段之间延伸。防震颤装置可以是弹簧加载的，以使得第一部段和第二部段的一个或多个施加彼此向外的力。防震颤装置能在内部预加载接头。防震颤装置能至少与杆的一部分匹配，以使得杆占据空腔内的空间。主体的第一部段能将力施加在致动构件上，和/或主体的第二部段能将力施加在臂上以防止或减小震颤。防震颤装置能至少在涡轮壳体和臂之间与可旋转轴的一部分匹配，以使得可旋转轴占据空腔内的空间。主体的第一部段能将力施加在臂上，和/或主体的第二部段能将力施加在涡轮壳体上以防止或减小震颤。

一个或多个其它实施例提供防震颤装置，该防震颤装置包括U形基部和至少一个弹簧臂，该U形基部限定孔口和开口端部，且该至少一个弹簧臂附连在基部弯部的开口端部附近并且远离开口端部延伸，且至少部分地与基部交迭并在它们之间限定间隙。该防震颤装置可包括两个弹簧臂，每个弹簧臂均在开口端部的相对两侧上并且靠近开口端部附连于基部。防震颤装置可以是弹簧加载的，以使得基部和/或一个或多个弹簧臂施加彼此向外的力。防震颤装置能在内部预加载接头。防震颤装置能至少与杆的一部分匹配，以使得杆占据空腔内的空间。一个或多个弹簧臂能将力施加在致动构件上，和/或U形基部能将力施加在臂上以防止或减小震颤。防震颤装置能至少在涡轮壳体和臂之间与可旋转轴的一部分匹配，以使得可旋转轴占据空腔内的空间。一个或多个弹簧臂能将力施加在臂上，和/或U形基部能将力施加在涡轮壳体上，以防止或减小震颤。防震颤装置基部能进一步包括靠近基部开口端部处的至少一个锁定孔，该至少一个锁定孔能够接纳锁定销。锁定销能设置成穿过至少一个锁定孔，以使得锁定销和U形基部将杆或可旋转轴限制在防震颤装置孔口内。

虽然这里的许多实施例关于用于涡轮增压器废气门组件的防震颤装置进行了描述，但这里的实施例通常适用于所有的废气门组件应用并且还适用于致动联动件，其用于可变体积和/或几何形状涡轮增压器。

从示例性实施例的以下详细描述和附图中，示例性实施例的其它目的、优点以及新颖特征会变得更为显而易见。

附图说明

图1说明根据一个或多个实施例的涡轮增压器的立体图。

图2A说明根据一个或多个实施例的防震颤装置的立体图。

图2B说明根据一个或多个实施例的防震颤装置的侧视图。

图2C说明根据一个或多个实施例的防震颤装置细长主体的平面图。

图3A说明根据一个或多个实施例的防震颤装置的立体图。

图3B说明根据一个或多个实施例的防震颤装置的立体图。

图4A说明根据一个或多个实施例的涡轮增压器废气门组件的立体图。

图4B说明根据一个或多个实施例的涡轮增压器废气门组件的立体图。

具体实施方式

这里描述了本发明的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，且其它实施例能采取各种和替代的形式。这些附图并非必须按比例；一些特征可放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，这里公开的特定结构和功能细节并不解释为限制性的，而是仅仅作为用于教示本领域技术人员以各种方式实施本发明的代表性基础。本领域普通技术人员会理解的是，参照任何一个附图说明和描述的各个特征能与一个或多个其它附图中说明的特征相组合，以产生并未明确说明或描述的实施例。所说明特征的组合提供针对典型应用的代表性实施例。然而，根据本发明教示的特征的各种组合和修改对于特定的应用或实施方式会是期望的。

这里提供一种涡轮增压器废气门致动器防震颤装置。涡轮增压器通常用于增强内燃机(ICE)的效率，该内燃机通常包括其中设置有多个气缸的气缸体。ICE可以是火花点火或压缩点火设计并且能通常包括任何数量的气缸结构以及各种往复发动机配置，包括但不限于V型发动机、直立式发动机以及水平对置发动机以及顶置凸轮和缸体内凸轮两者配置。燃烧腔室在气缸盖的底部表面和配置成在气缸内往复运动的相关联活塞的顶部之间形成在气缸内。燃烧腔室配置成接纳用于随后在其中燃烧的燃料空气混合物。空气经由进气歧管提供给气缸。燃烧产生废气，该废气连通至附属涡轮增压器。

参照附图，其中在所有若干附图中，类似的附图标记对应于类似或相似的部件，图1说明涡轮增压器1，该涡轮增压器包括设置在涡轮壳体11内的涡轮10以及设置在压缩机壳体21内的压缩机20。涡轮10和压缩机20经由延伸穿过轴承壳体31的共同可旋转轴30机械地联接。在操作中，涡轮10经由涡轮排气入口12接纳来自ICE的废气。入口12能使得废气连通至周向蜗壳或涡卷15，其接纳废气并且将其引导至涡轮10。之后，废气经由排气导管13从涡轮壳体11排出。涡轮10捕获来自废气的动能并且经由共同的轴30来使得压缩机20旋转。废气在涡轮壳体11内的体积限制将热能转换成附加的动能，该附加的动能类似地由涡轮10捕获。例如，蜗壳15可以是尤为优选的，以实施热能向动能的转换。压缩机20经由共同的轴30的旋转通过压缩机入口22抽吸入空气，该空气被压缩并且经由导管23输送至附属ICE的进气歧管。

引入至涡轮壳体11的废气的可变流动和力会影响能由压缩机20经由压缩机入口22赋予抽吸到压缩机壳体21中空气的升压压力的量，且随后影响输送至ICE气缸的氧气的量。在一些情形中，从废气向压缩机20的最大能量转化是期望的。在其它情形中，期望限制由压缩机20施加的升压压力。因此，提供废气门42以限制引入到涡轮壳体11中的废气的压力和/或体积流量。通常，如此处所述，废气门是能够与孔口形成流体紧密密封或者形成基本上或适当地限制通过孔口的流体流动的密封的任何主体。在本示例中，废气门42定位在废气门导管13和入口12之间，并且能朝向打开位置致动或者致动至打开位置并且使得废气远离涡轮增压器涡轮10转向而通过废气门导管40，以限制涡轮10的旋转速度且由此限制升压压力。废气门导管40能例如与排气导管13会聚。在闭合位置中，或者在朝向闭合位置致动的同时，废气门42能分别防止或限制废气流向废气门导管40，且由此分别最大化或增大涡轮10的旋转速度。

废气门42附属于废气门组件41，配置成通过将废气门42致动至打开位置和闭合位置且致动到打开位置和闭合位置之间来选择性地使得废气朝向废气门导管40转向。废气门42在图1中示作处于基本上闭合位置中。废气门组件进一步包括可旋转轴43，该可旋转轴在涡轮壳体11内连接于废气门42。衬套44能可选地绕可旋转轴43同心地设置，以便于轴43的旋转并且防止或减小轴43和涡轮壳体11的至少一部分或其它部件之间的接触。可旋转轴43从涡轮壳体11向外延伸并且连接于臂45的第一端部。臂45能固定于轴43并且在一些实施例中能相对于轴43的轴向方向沿基本上垂直定向向外延伸至第二端部。致动构件47经由杆46操作地连接于臂45的第二端部。如图所示，杆46从臂45的第二端部突出，经由致动构件端部47’将臂操作地连接于致动构件47。如图所示，致动器48是以线性方式操作的气动致动器，但致动器48可替代地以线性或旋转方式电气地致动。应理解的是，此种替代实施例可包括一个或多个附加联动元件，但在图1中并未示出。在一些实施例中，杆46能替代地从致动构件端部47’延伸并且操作地连接于臂45。在一些实施例中，杆46能基本上与轴43平行(即，在2度内)。致动构件端部47’能包括杆孔口，杆46能设置成穿过该杆孔口。致动器48操作地连接于致动构件47并且配置成操纵臂45，以将废气门42致动至打开位置和闭合位置以及在打开位置和闭合位置之间致动该废气门。进一步应注意的是，这里提供的实施例通常进一步是结合可变体积和/或几何形状涡轮增压器使用的合适致动联动件。

在操作期间，废气门组件41可导致不期望的噪声、震颤和/或振动(通常称为“NVH”)。确切地说，轴43可能相对于可选地衬套44和/或涡轮壳体11震颤，臂45可能相对于涡轮壳体11震颤，杆46可能相对于致动构件端部47’震颤，且臂45可能相对于致动构件47震颤。这里提供防震颤装置、使用这些防震颤装置的废气门组件和涡轮增压器，这最小化或消除不期望的NVH。

图2A说明防震颤装置100的立体图。图2B说明防震颤装置100的侧视图。装置100包括细长主体100’，该细长主体具有第一端部101、第二端部102以及其间的孔口112。弯部103限定主体的第一部段105和主体的第二部段106。第一部段105从弯部103朝向端部101延伸。第二部段在弯部103和第二端部102之间延伸。第一部段105、弯部103和第二部段106限定空腔108。图2C说明细长主体100’(即，不具有弯部103)的平面图。弯部103的大致位置以103’表示。如图2C中所示，装置100能进一步包括一个或多个可选凸片110和111，这些凸片从第二部段106径向地向外延伸。可选凸片110和111出于清楚起见还在图2C中示作处于未弯曲位置中，但在适当配置的装置100中，凸片110和111远离第一部段105弯曲，以使得它们能够在装置100与涡轮增压器废气门组件41匹配时限制该装置的移动，例如下文所描述的那样。图2B-C说明呈部分压缩定向的装置100(即，第一部段105和第二部段106呈大体平行定向)。在装置100安装在涡轮增压器组件上之前(如下文会描述的那样)，该装置能包括较小压缩定向(即，在第一端部101和第二端部102之间具有增大间隔)，以增大其弹簧弹力，如下文会描述的那样。

主体100’可具有厚度T。在一些实施例中，厚度T在整个主体上可基本上是恒定的。如下文会描述的是，能选择厚度T来实施期望的弹簧弹力。在一些实施例中，厚度T可包括约0.3mm至约3.0mm。装置100借助弯部103进行弹簧加载。如图2B中所示，力F由第一部段105和第二部段106的一个或多个施加，以驱动这些部段分开。因此，第一部段105和第二部段的一个或多个能够在与物体匹配时施加力，如下文将描述的是。在一些实施例中，第一部段105和第二部段106是平行的。在一些实施例中，第一部段105和第二部段106基本上是平行的(即，在3度内)。在一些实施例中，第一部段105和第二部段106相对于彼此成角度。如下文会描述的是，孔口112能够接纳废气门组件的杆、可旋转轴或衬套，例如杆46、可旋转轴43或衬套44。

图3A-B说明防震颤装置200的立体图。装置200包括基部201，该基部限定孔口203和开口端部205。基部201可包括单个构件或多个构件。基部201说明为半卵形形状，但包括半圆形、方形、矩形等的其它形状也被认为落在“U形”的定义内。装置200进一步包括至少一个弹簧臂210。弹簧臂210能附连在基部201的开口端部205附近。弹簧臂210能远离开口端部205延伸并且在一些实施例中与基部201部分地交迭。弹簧臂210和基部201在它们之间限定间隙211，在该间隙处，弹簧臂210能被认为处于中性位置中。当弹簧臂210和基部201之间的距离小于间隙211时，弹簧臂210能施加远离基部201的力。装置可以是弹簧加载的，以使得基部201和至少一个弹簧臂210的一个或多个施加彼此向外的力。

在一些实施例中，弹簧臂210包括接触部分212，该接触部分配置成与涡轮增压器废气门组件的元件(例如，废气门组件41)相互作用，如下文将描述的是。接触部分212可配置成借助其轮廓(例如，平坦)、构造材料(例如，设计成抗磨蚀或避免电偶腐蚀的金属)、或纹理(例如，用于增大摩擦的机加工金属)来相互作用。如图所示，装置200包括两个弹簧臂210。在一些实施例中，两个弹簧臂210能在它们的端部处结合，例如用于结构稳定性或者与匹配部件的几何形状兼容性。

基部能进一步包括至少一个锁定孔215，该至少一个锁定孔能够接纳锁定销216。锁定销216说明为直销，但其它实施例类似地可适用，例如包括开口销和弯销。在一些实施例中，锁定销216能包括链条、线材或其它可挠曲主体。在许多实施例中，基部201包括靠近开口端部205处的两个锁定销215。基部201可具有厚度T*。在一些实施例中，厚度T*在整个基部201上可基本上是恒定的。对于基部201包括一个或多个锁定孔215的实施例，厚度T*可增大，从而为基部201提供足够的结构特征。

在一些实施例中，装置100和/或200可包括金属。合适的金属是那些能够在高温下维持强度(即，弹簧负载)的金属。钢在一些实施例中是合适的金属，例如304不锈钢。在其它实施例中，能利用各种铁、镍、铬和/或钴合金。应理解的是，其它金属可适用于所公开的装置和组件。

图4A-B说明包括防震颤装置100和200的涡轮增压器废气门组件41的立体图。在图4A中，装置200示作处于匹配位置405中，以使得杆46占据孔口203内的空间。在一些实施例中，孔口203包括宽度和/或形状，其对应于杆46的直径和/或形状，以使得杆46能够占据孔口203，且按期望限制或防止杆46在孔口203内的移动。装置200说明为具有可选的锁定销216，该锁定销设置成穿过两个锁定孔215，以使得杆46限制在孔口203内。如图4B中所示，装置100类似地示作处于匹配位置405中，以使得杆46占据孔口112内的空间。在一些实施例中，孔口112包括宽度和/或形状，其对应于杆46的直径和/或形状，以使得杆46能够占据孔口112，且按期望限制或防止杆46在孔口112内的移动。

装置100和200是弹簧加载的，并且施加力(例如，F1)，以使得臂致动构件47和臂45被按压分开，且防止或减小震颤或其它不期望的NVH。确切地说，在装置200的情形中，一个或多个弹簧臂210对于致动构件47施加力，和/或基部201对于臂45施加力。装置200的定向能倒置，以使得一个或多个弹簧臂210对于臂45施加力和/或基部201对于致动构件47施加力。确切地说，在装置100的情形中，第一部段105对于致动构件47施加力，和/或第二部段106对于臂45施加力。装置100和200有利地在内部预加载在致动构件47和臂45之间的接头。

致动构件端部47’以各种合适的方式维持在杆46上。如图4A中所示，杆46进一步可选地包括孔口，且销49能与孔口匹配。当销49与杆46匹配时，销49用于将致动构件端部47’维持在杆46在销49下方的轴向位置中。如图4B中所示，杆46进一步可选地包括限制帽盖50。限制帽盖50可包括铆钉或其它类似特征件，其能够维持致动构件47和杆46之间的可操作连接。例如，限制帽盖50可包括直径，该直径大于致动构件47的杆孔口的直径。销49、限制帽盖50和其它合适装置能可互换地与装置100和200使用。

图4B进一步说明处于匹配位置410中的第二装置100，以使得可旋转轴43占据孔口112内的空间。替代地，在一些实施例中，装置200能用在匹配位置410中，以使得可旋转轴43占据孔口203内的空间。在任一情形中，在一些实施例中，装置200的孔口203或装置100的孔口112包括宽度和/或形状，其对应于可旋转轴43的直径和/或形状，以使得杆的可旋转轴43能够占据孔口203或112，且按期望限制或防止可旋转轴43的移动。在涡轮增压器废气门组件41包括可选衬套44的实施例中，能与针对可旋转轴43作出的那些匹配调节来作出与装置100和/或200的几何形状相关的匹配调节。应理解的是，装置100和200能按期望可互换地用在匹配位置405和410中。装置100和200是弹簧加载的，且当处于匹配位置410中时，施加力(例如，F1)，以使得远离涡轮壳体11按压臂45，从而防止或减小震颤。在包括可选衬套44的实施例中，衬套44能附加地或替代地远离臂45按压到涡轮壳体11中，以使得防止或减小震颤。类似于上文所述，处于匹配位置410中的装置100和200有利地在内部预加载臂45和涡轮壳体11之间的接头。匹配位置405和410中的多个装置100和/或200能提供协同的NVH减小或防止的益处。此外，装置100和/或200能安装在匹配位置405和410中，而无需拆除附属的涡轮增压器1的部件。在一些实施例中，废气门组件41用在非涡轮增压器应用中。因此，如图4A-B中说明的涡轮主体11能包括能够引导或包含流体的管件或其它主体。

虽然上文描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述权利要求涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语是描述性而非限制性的词语，且应理解的是，能作出各种改变，而不会偏离本发明的精神和范围。如前文所描述的是，各个实施例的特征能组合，以形成本发明的可能并未明确描述或说明的又一些实施例。虽然各个实施例可相对于一个或多个特征描述为相较其它实施例或现有技术实施方式提供优点或者是优选的，但本领域普通技术人员会认识到的是，能省略一个或多个特征或特点来实现期望的总体系统属性，这取决于特定应用和实施方式。这些属性能包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可市售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造形、易于组装性等等。这样，相对于一个或多个特征描述为相较其它实施例或现有技术实施方式较为不理想的实施例落在本发明范围以外并且对于特定应用会是期望的。

Claims (10)

1.一种涡轮增压器废气门组件，所述组件包括：

涡轮壳体，所述涡轮壳体包括与废气门导管流体连通的排气入口；

废气门，所述废气门定位在所述废气门导管和所述排气入口之间；

可旋转轴，所述可旋转轴在一个端部处连接于所述废气门并且在相对端部处连接于臂的第一端部；

致动构件，所述致动构件经由杆操作地连接于所述臂的第二端部；以及

防震颤装置，所述防震颤装置包括：

细长主体，所述细长主体具有第一端部和第二端部；

弯部，其中，所述弯部和所述第一端部限定所述主体的第一部段，且所述弯部和所述第二端部限定所述主体的第二部段；

空腔，所述空腔由所述第一部段、所述弯部和所述第二部段限定；以及

孔口，所述孔口在所述第一部段和所述第二部段之间延伸，

其中，所述杆的至少一部分与所述防震颤装置孔口匹配且占据所述空腔内的空间，以使得所述主体的所述第一部段将力施加在所述致动构件上，和/或所述主体的所述第二部段将力施加在所述臂上以防止或减小震颤。

2.一种涡轮增压器废气门组件，所述组件包括：

涡轮壳体，所述涡轮壳体包括与废气门导管流体连通的排气入口；

废气门，所述废气门定位在所述废气门导管和所述排气入口之间；

可旋转轴，所述可旋转轴在一个端部处连接于所述废气门并且在相对端部处连接于臂的第一端部；

致动构件，所述致动构件经由杆操作地连接于所述臂的第二端部；以及

防震颤装置，所述防震颤装置包括：

U形基部，所述U形基部限定孔口和开口端部；以及

至少一个弹簧臂，所述至少一个弹簧臂附连在所述基部弯部的所述开口端部附近并且远离所述开口端部延伸，以及至少部分地与所述基部交迭并且在所述至少一个弹簧臂和所述基部之间限定间隙；

其中，所述杆的至少一部分与所述防震颤装置孔口匹配且占据所述空腔内的空间，以使得所述至少一个弹簧臂将力施加在所述致动构件上，和/或所述基部将力施加在所述臂上以防止或减小震颤。

3.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，进一步包括第二防震颤装置，所述第二防震颤装置包括：

细长主体，所述细长主体具有第一端部和第二端部；

弯部，其中，所述弯部和所述第一端部限定所述主体的第一部段，且所述弯部和所述第二端部限定所述主体的第二部段；

空腔，所述空腔由所述第一部段、所述弯部和所述第二部段限定；以及

孔口，所述孔口在所述第一部段和所述第二部段之间延伸，

其中，所述可旋转轴在所述涡轮壳体和所述臂之间的至少一部分与所述第二防震颤装置孔口匹配并且占据所述空腔内的空间，以使得所述主体的所述第一部段将力施加在所述臂上，和/或所述主体的所述第二部段将力施加在所述涡轮壳体上以防止或减小震颤。

4.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，进一步包括第二防震颤装置，所述第二防震颤装置包括：

U形基部，所述U形基部限定孔口和开口端部；以及

至少一个弹簧臂，所述至少一个弹簧臂附连在所述基部弯部的所述开口端部附近并且远离所述开口端部延伸，以及至少部分地与所述基部交迭并且在所述至少一个弹簧臂和所述基部之间限定间隙；

其中，所述可旋转轴在所述涡轮壳体和所述臂之间的至少一部分与所述第二防震颤装置孔口匹配并且占据所述空腔内的空间，以使得所述主体的所述第一部段将力施加在所述臂上，和/或所述主体的所述第二部段将力施加在所述涡轮壳体上以防止或减小震颤。

5.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，其中，所述防震颤装置进一步包括两个凸片，所述两个凸片从所述第二部段径向地向外延伸，并且各自远离所述第一部段弯曲。

6.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，其中，所述两个凸片接触所述臂。

7.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，其中，所述防震颤装置是弹簧加载的，以使得所述第一部段和所述第二部段的一个或多个施加彼此向外的力。

8.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，其中，所述防震颤装置在内部预加载所述致动构件和所述臂之间的接头。

9.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，其中，所述防震颤装置主体包括金属。

10.根据上述权利要求中任一项所述的涡轮增压器废气门组件，其中，所述防震颤装置基部进一步包括靠近所述基部开口端部处的至少一个锁定孔，所述至少一个锁定孔能够接纳锁定销。