CN110307045B - 用于多通道涡轮机的阀组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于多通道涡轮机的阀组件。一种阀组件,阀组件用于对多通道涡轮机的蜗壳连接开口进行控制,阀组件包括:壳体部分,壳体部分具有第一蜗壳通道、第二蜗壳通道、以及在第一蜗壳通道与第二蜗壳通道之间的蜗壳连接区域,蜗壳连接区域限定蜗壳连接开口;阀体,阀体插入壳体部分的空腔中并且包括至少一个翅片;以及内杆,内杆与阀体联接并且被配置成用于使阀体在第一位置与第二位置之间可枢转地移动,其中在阀体的第一位置,翅片堵塞蜗壳连接开口,并且其中在阀体的第二位置,翅片使蜗壳连接开口空出。本发明还涉及多通道涡轮机、增压设备和用于安装阀组件的方法。
Description
技术领域
本披露涉及一种阀组件,所述阀组件用于对多通道涡轮机的蜗壳连接开口进行控制。另外,本发明涉及具有这种阀组件的多通道涡轮机以及增压设备。还提供了一种用于安装这种阀组件的方法。
背景技术
个人出行领域正在经历颠覆性变革。特别是,越来越多的电动车辆进入市场以及立法者的更严格的排放法规要求传统内燃发动机ICE车辆具有更高的效率。因此,越来越多的车辆配备有诸如增压设备和排放减少装置等提高效率的措施。众所周知的是例如增压设备,其中压缩机可以由电动马达(电动充气机)和/或以排气供能的涡轮机(涡轮增压器)驱动。通常,排气涡轮增压器具有带有涡轮机叶轮的涡轮机,所述涡轮机叶轮由燃烧发动机的排气流动来驱动。与涡轮机叶轮一起安排在共用轴上的具有压缩机叶轮的压缩机对为发动机而吸入的新鲜空气进行压缩。这样增加了可用于发动机以供燃烧的空气或氧气的量。这样进而增加了燃烧发动机的性能。另外,为了减少排放,已知在排气系统中设置催化剂。例如,在这些催化剂中,HC和CO被氧化成CO2和H2,并且NOx被还原成氮气。然而,这些催化剂需要一定的足够高的温度以高效地工作。在具有涡轮增压器的车辆中,这一问题更加严重,因为涡轮增压器通常安排在发动机与催化剂之间的排气流动方向上。
在现有技术中,例如用于六缸发动机的多通道涡轮机尤其是众所周知的。已知的诸如双蜗壳涡轮机或双涡旋涡轮机等多通道涡轮机的缺点是:在某些操作条件下(例如在一定的转速下),两个螺旋中的流动分离对涡轮增压器的性能具有负面影响。为了解决这个问题,现有技术提供了溢流区域或蜗壳连接区域,其中来自一个螺旋的排气可以在相反方向上溢流到另一个螺旋中。还已知的是,这些溢流区域可以经由具有适当的阀安排的线性致动器而可变地打开和关闭。还已知将这些溢流范围与旁路开口相结合。这样使得能够利用相同的阀安排来控制旁路开口和溢流区域。旁路开口通常用于在某些运行条件下、特别是在高转速下使涡轮机旁通,以便防止涡轮增压器损坏。已知系统的缺点是增加了封装和繁重的组装过程以及需要加热措施,用于向催化剂提供具有温度足够高的排气。
因此,本发明的目的是增加涡轮机的效率。
发明内容
本发明涉及一种阀组件,所述阀组件用于对多通道涡轮机的蜗壳连接开口进行控制。另外,本发明涉及具有这种阀组件的相应的多通道涡轮机和相应的增压设备。本发明还描述了一种用于安装这种阀组件的方法。在本文中描述了实施例的其他方面。
用于对多通道涡轮机的蜗壳连接开口进行控制的阀组件包括壳体部分,所述壳体部分具有第一蜗壳通道、第二蜗壳通道以及蜗壳连接区域。蜗壳连接区域位于第一蜗壳通道与第二蜗壳通道之间,并且限定蜗壳连接开口。阀组件进一步包括阀体和内杆。阀体插入壳体部分的空腔中,并且包括至少一个翅片。内杆与阀体联接,并且被配置成用于使阀体在第一位置与第二位置之间可枢转地移动。在阀体的第一位置,翅片堵塞蜗壳连接开口。在阀体的第二位置,翅片使蜗壳连接开口空出。通过设置可枢转地移动的阀,可以克服用线性移动阀会经常出现的不稳定性问题。在翅片设计中配置负责打开和关闭蜗壳连接开口的主元件有利地导致阀组件的材料更少且重量更轻。因而,需要更少的致动能量,可以加速致动响应时间,并且由于所移动的质量(与相应的阀座相互作用)较小而可以减少磨损。因此,这样导致阀组件和涡轮机的总效率增加。另外,由于所需材料较少,可以降低成本。
在另一方面,阀体可以进一步包括板。翅片可以在第一方向上从板上突出。
在可与前述方面组合的另一方面,壳体部分可以包括分隔壁。分隔壁可以使第一蜗壳通道和第二蜗壳通道隔开。蜗壳连接开口可以安排在分隔壁中,并且可以限定翅片座。翅片可以与翅片座相互作用,以在阀体的第一位置堵塞蜗壳连接开口。
在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面,内杆可以包括阀部分和主轴部分。另外,内杆可以经由阀部分与阀体联接。另外,阀体可以进一步包括连接部分。连接部分可以在与翅片相反的第二方向上从板上突出。这意味着连接部分可以在与第一方向相反的第二方向上从板上突出。阀部分可以联接至连接部分。另外,阀部分可以进一步包括连接孔。连接部分可以至少部分地安排在连接孔内部。另外或替代性地,阀部分可以经由垫圈紧固至连接部分。可以将垫圈焊接至阀体,特别是焊接至连接部分和/或内杆,特别是焊接至阀部分。替代性地,内杆和阀体可以一体地形成。
在可与前述方面组合的另一方面,阀体可以包括止动件。阀部分可以包括定向凹部,所述定向凹部与止动件接合以相对于阀体旋转地紧固内杆。
在可与前两个方面组合的另一方面,阀组件可以进一步包括具有主轴的杆组件。内杆可以在空腔中经由主轴部分与的主轴联接。换句话说,内杆可以在壳体部分内部、特别是在空腔内与主轴联接。另外,主轴部分可以包括主轴孔,主轴插入所述主轴孔中以与内杆联接。主轴部分可以可选地包括延伸到主轴孔中的开口。这样提供了经由开口将主轴焊接联接至内杆的可能性。另外或替代性地,主轴可以联接至内杆,例如通过将主轴压装到主轴孔中和/或通过使用压入装配装置或使主轴直接经由主轴孔焊接联接至内杆。
在可与前述方面组合的另一方面,主轴可以可旋转地支撑在壳体部分中以使内杆枢转,从而限定了枢转轴线。另外,阀组件可以进一步包括衬套。衬套可以安排在壳体部分中。衬套可以可旋转地支撑主轴。
在可与前两个方面组合的另一方面,杆组件可以进一步包括致动杆。致动杆可以在壳体部分外部联接至主轴。另外,杆组件可以进一步包括联接至致动杆的致动销。
在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面,壳体部分可以包括具有阀口的蜗壳开口区域。阀口可以流体联接空腔和蜗壳连接区域。阀口可以进一步使得阀体能够在第一位置与第二位置之间移动。另外,壳体部分可以将板座限定在蜗壳开口区域中。板座可以围绕阀口。板可以至少在阀体的第一位置与板座相互作用。
在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面,阀组件可以进一步包括盖。盖可以封闭从壳体部分外部延伸到空腔中的壳体开口。另外,盖可以安排在壳体部分的围绕壳体开口的凸缘部分上。另外或替代性地,阀组件可以包括垫片。垫片可以在壳体部分与盖之间密封壳体开口。可选地,垫片可以安排在壳体部分的密封凹部中。
在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面,壳体部分可以进一步包括安排在空腔中的旁路开口。旁路开口可以与旁路通道流体联接。通过在空腔中设置旁路开口,来自蜗壳通道的排气可以流过空腔和旁路开口进入旁路通道中。因而,排气可以在到达涡轮机之前转向。这样有利地导致两个效果:第一,在高速操作条件下,可以防止或至少减少排气对涡轮机的进一步加速,这样防止涡轮增压器损坏。第二,如果旁路通道与催化剂联接,则可以在催化剂和排气穿过涡轮机和所连接的管道系统(在此期间排气通常会冷却下来)之前向催化剂供应热排气。因而,可以改善催化剂加热(即催化剂的效率),并且从而提高整个装置的效率。而且,以这种方式可以减少排放。通过在空腔中设置旁路开口,旁路通道(和开口本身)通常可以被安排/定向在空腔中的任何地方。因此,可以改进关于旁路(即旁路开口和/或旁路通道)的安排、形状和/或维度定向的设计自由度。因而,旁路的安排可以适于例如通过减少排气到达催化剂的流动长度和/或通过将通常较热的排气转移到催化剂而最佳地向催化剂供应排气。在另一方面,可以更自由地选择催化剂的安排。
在可与前述包括翅片座的方面中的任一方面组合的另一方面,翅片可以具有大体上是壁状的具有厚度、高度和长度的形状。翅片的轮廓可以至少由第一半径和第二半径限定。第一半径和第二半径可以位于跨越高度和长度的平面内。翅片座的轮廓至少由第一半径和第二半径限定。翅片和/或翅片座的相应轮廓可以另外包括相应的第三半径。第三半径可以安排在相应的第一半径与相应的第二半径之间。另外,第一半径可以限定这些轮廓的相对于蜗壳连接开口与内杆的枢转点相对的相应部分。第一半径的中心可以与枢转轴线重合。
在可与前述的包括翅片座的方面中的任一方面组合的另一方面,阀组件可以进一步包括密封部。密封部可以在翅片与翅片座之间形成。通过在翅片与翅片座之间设置密封部,至少在阀体的第一位置可以减少蜗壳连接区域中的第一蜗壳通道与第二蜗壳通道之间的内漏。因此,可以减少准入蜗壳通道与非准入蜗壳通道之间的内漏,这样有助于保持各个通道的脉冲分离,从而避免发动机瞬态性能,即减少扭矩时间。因而,可以增加装置的整体效率。另外,密封件可以包括密封元件。密封元件可以附接至翅片或翅片座。密封元件可以包括不同的材料和/或结构。仅举几个例子,密封元件可以包括金属网、丝网、金属片或任何其他合适的材料。密封元件可以通过焊接、按压、铆接、胶合附接至翅片或翅片座,或者可以在整体铸造工艺中与相应元件(翅片或翅片座)一起形成。另外,还可以使用技术人员已知的其他合适的附接工艺。密封元件可以按多种不同的形状之一来进行配置。特别地,密封元件的截面可以包括C形、V形、菱形、散列形或任何其他合适的形状。密封元件可以包括至少一个具有截面形状的开口。对于密封元件而言替代性或另外地,密封部可以包括迷宫式密封部分。通过迷宫式密封部分,翅片和翅片座可以接合地相互作用,使得至少在阀体的第一位置,翅片和翅片座至少部分地在从第一蜗壳通道朝向第二蜗壳通道的方向上重叠。换句话说,至少在阀体的第一位置,翅片和翅片座至少部分地在翅片厚度方向上重叠。另外,迷宫式密封部分可以包括突起和凹部。至少在阀体的第一位置,突起和凹部可以彼此接合地联接。突起可以在翅片或翅片座之一上形成,并且遵循(即沿着)相应的一个轮廓延伸。凹部可以在翅片和翅片座中的另一者上形成,并且遵循(即沿着)相应的另一个轮廓延伸。
在可与前述的包括壁状翅片的方面中的任何一个方面组合的另一方面,阀组件可以包括第一翅片和第二翅片。第一翅片和第二翅片可以被安排成在板上至少间隔开分隔壁的厚度,使得至少在阀体的第一位置,翅片被安排在分隔壁的与翅片座相邻的相应侧边上。由于根据本方面的阀组件包括可以滑向分隔壁的相应侧面(即侧边)的两个翅片,翅片的轮廓和翅片座的轮廓不需要彼此一致。这样是可能的,因为两个蜗壳通道之间的密封主要是通过翅片与翅片座(即分隔壁)在分隔壁厚度的方向上重叠来实现的。另外,翅片的几何形状与阀体的枢转点无关。这意味着在另一方面枢转点可以被放置成进一步背离壳体部分或者总体上更独立于翅片和/或翅片座在所需位置处的形状。因此,可以改善封装,并且可以实现更大的蜗壳连接区域,即更大的开口区域(例如是矩形的而不是圆形的)。另外,如果壳体部分包括蜗壳开口区域,则阀口可以是具有第一凸台和第二凸台的H形。第一凸台可以比第二凸台长。凸台可以与分隔壁重合。第一凸台可以被安排成相对于阀口与枢转轴线相对。第二凸台可以被安排成相对于阀口在枢转轴线的相同侧。另外,板可以具有在第一凸台的方向(即侧面)上延伸超出翅片的较长段。此外,板可以具有在第二凸台的方向上延伸超出翅片的较短段。因而,较长段可以比较短段长。
在可与前述方面组合的另一方面,第一翅片和第二翅片可以相同地成形。翅片的第一半径可以相应地大于翅片的第二半径。因而,根据阀口的大小和形状,可以防止翅片在蜗壳开口区域中与壳体部分碰撞。
本发明进一步涉及用于增压设备的多通道涡轮机。多通道涡轮机包括限定第一蜗壳和第二蜗壳的涡轮机壳体。第一蜗壳和第二蜗壳连接至发动机的排气歧管。多通道涡轮机进一步包括涡轮机叶轮以及前述方面中的任一方面的阀组件。另外,阀组件可安排在排气歧管或涡轮机壳体中。另外或替代性地,阀组件可以是模块化部件,或者可以与排气歧管或涡轮机壳体一体地形成。更具体地,后者意味着阀组件的壳体部分可以与排气歧管或涡轮机壳体一体地形成。另外或替代性地,第一蜗壳和第二蜗壳可以通过涡轮机叶轮上的入口区域中的涡轮机壳体的第一壳体舌片和第二壳体舌片而相互分离。另外,第一径向间隙可以设在涡轮机叶轮与第一壳体舌片之间。第二径向间隙可以设在涡轮机叶轮与第二壳体舌片之间。另外,第一径向间隙和/或第二径向间隙可以具有0.5mm至5mm的宽度,优选地具有0.75mm与1.5mm之间的宽度,尤其是具有1mm的宽度。
本发明进一步涉及增压设备。增压设备包括压缩机以及前述方面中的任一方面的旋转地联接至压缩机的涡轮机。
在可与前述的壳体部分包括旁路开口的方面组合的增压设备的另一方面,增压设备可以进一步包括催化剂。催化剂可以安排在涡轮机的下游,并且可以与旁路通道流体联接。
本发明进一步涉及一种安装用于对多通道涡轮机的蜗壳连接开口进行控制的阀组件的方法。所述方法包括:
-提供具有空腔、第一蜗壳通道和第二蜗壳通道的壳体部分,
-将内杆附接至阀体,
-将内杆和阀体通过壳体开口插入空腔中,
-将主轴插入钻孔、特别是壳体部分的钻孔中,使得其在空腔内部延伸到内杆的主轴孔中,以及
-通过延伸到主轴孔中的内杆的开口,在空腔内部将主轴焊接至内杆。
在所述方法的另一方面,内杆和阀体可以彼此一体地形成。替代性地,阀体的连接部分可以插入内杆的连接孔(即内杆的阀部分)中,并且经由垫圈进行紧固。可以将垫圈焊接至阀体,特别是焊接至连接部分和/或内杆,特别是焊接至阀部分。
在可与前述方面组合的方法的另一方面,将内杆和阀体插入空腔中的操作可以包括使阀体的阀板与围绕阀口的板座接触,所述阀口使空腔与第一蜗壳通道和第二蜗壳通道之间的蜗壳连接区域流体联接。另外,阀板可以在焊接期间保持与板座接触。
作为前述方面的替代方案,其中将内杆和阀体插入空腔中的操作可以包括将连接至阀体的阀板的翅片通过阀口从空腔插入蜗壳连接区域中,以与翅片座相互作用并且使阀板与围绕阀口的板座接触。
在可与前述方面中的任一方面组合的方法的另一方面,在焊接之后,可以用盖关闭壳体开口。在用盖关闭壳体开口之前,可以在盖与壳体部分之间插入垫片。
在可与前述方面中的任一方面组合的方法的另一方面,在焊接之后,致动杆可以附接至壳体部分外部的主轴。因而,致动杆可以沿任何所需取向附接至主轴。这意味着,通过首先在阀体的关闭位置将主轴焊接至内杆,致动杆可以在如致动系统所要求的那样以精确的旋转取向进行附接。因而,可以防止或至少减少组装错误(即致动杆的错误/不精确的定向)的机会。
在可与前述方面中的任一方面组合的方法的另一方面,在插入主轴之前,可以将衬套插入钻孔中。可以随后将主轴插入衬套中。
附图说明
图1示出了具有部分剖开的壳体部分的阀组件的俯视图;
图2示出了阀体和内杆的详细的等距视图;
图3A-3B示出了具有剖开的壳体部分和剖开的盖的阀组件的侧视图,阀体被描绘为分别处于第一位置和第二位置;
图4A-4B示出了分别沿着两个正交平面将壳体部分剖开的阀组件的等距视图和侧视图,其中壳体部分包括旁路开口和旁路通道,并且其中阀体被描绘为处于第二位置;
图5A-5B示出了分别沿着两个正交平面将壳体部分剖开的阀组件的等距视图和侧视图,其中壳体部分包括旁路开口和旁路通道,并且其中阀体被描绘为处于第一位置;
图6A示出了图5B的阀组件的详细图像部分,阐明了阀体和壳体部分之间的关系;
图6B示出了图3B的阀组件的详细图像部分,阐明了盖、垫片和壳体部分之间的关系;
图7A-7B分别以分解视图和等距视图的方式示出阀体、内杆和杆组件的组;
图8A-8B仅以等距视图示出部分地插入阀口中的阀体、内杆和杆组件的组,其中阀体包括两个翅片;
图8C示出了根据图8A-8B的实施例的阀口的细节;
图9A示出了具有剖开的壳体的阀组件的等距视图,其中壳体部分包括旁路开口和旁路通道,并且其中阀体被描绘为处于第二位置并且具有两个翅片;
图9B示出了根据图9A的阀组件的侧视图,但是阀体处于第一位置;
图10A-10B以侧视图和等轴视图示出了具有示意性描绘的密封部的阀组件;
图10C-10E示例性地以三种不同的配置示出了包括密封元件的密封部;
图10F示出了包括迷宫式密封部的密封部;
图11A以截面俯视图示出了连接至排气歧管但没有阀组件的涡轮机;
图11B以示意性俯视图示出了连接至排气歧管的涡轮机以及安排在排气歧管区域中的阀组件;
图11C以详细的剖开侧视图示出了涡轮机,示出了沿图11A的线A-A的涡轮机壳体与涡轮机叶轮之间的几何关系;
图12示出了经由排气歧管联接至发动机并且经由旁路通道联接至催化剂的增压设备的示意性视图。
具体实施方式
图1示出了用于对多通道涡轮机500的蜗壳连接开口324进地控制的阀组件10。阀组件10包括壳体部分300、阀体100以及内杆200。壳体部分300限定第一蜗壳通道312、第二蜗壳通道314以及蜗壳连接区域320(还参见图4A)。壳体部分300进一步包括空腔340(还参见图3A)。空腔340与蜗壳312、314隔开,并且可以经由从壳体部分300外部延伸到空腔340中的壳体开口342而从壳体部分300外部触及。蜗壳连接区域320位于第一蜗壳通道312与第二蜗壳通道314之间并且限定蜗壳连接开口324。第一蜗壳通道312和第二蜗壳通道314可以经由蜗壳连接开口324流体联接。阀体100插入壳体部分300的空腔340中并且包括至少一个翅片120。内杆200与阀体100联接,并且被配置成用于使阀体100在第一位置与第二位置之间可枢转地移动。在阀体100的第一位置,翅片120堵塞蜗壳连接开口324。因此,基本上防止了排气从第一蜗壳通道312溢出到第二蜗壳通道314,反之亦然。在阀体100的第二位置,翅片120使蜗壳连接开口324空出。因此,使得排气能够从第一蜗壳通道312溢出到第二蜗壳通道314,反之亦然。通过设置可枢转地移动的阀体100,可以克服用线性移动阀经常出现的不稳定性问题。将负责打开和关闭蜗壳连接开口324的主元件配置在翅片设计中有利地导致阀组件10的材料更少且重量更轻。因而,需要更少的致动能量,可以加速致动响应时间,并且由于所移动的质量(与相应的阀座相互作用)较小而可以减少磨损。因此,这样导致阀组件10和涡轮机500的总效率增加。另外,由于所需材料较少,可以降低成本。表达翅片120通常被理解为具有基本上壁状或板状形状的几何元件,因此其尺寸比其他两种或多或少相似的尺寸小得多。
翅片120可以表示阀体100(未示出)。替代性地,并且如在附图中所描绘的,阀体100可以进一步包括板110。因此,参见图2,其更详细地描绘了阀体100和内杆200。翅片120在第一方向上从板110上突出。如在图3A和图3B所展示的,翅片120在阀体100的关闭方向上从板110上延伸。这意味着第一方向定向于阀体100的关闭方向。因而,翅片120和板110彼此正交地安排。进一步参考图2,内杆200包括阀部分210和主轴部分220。内杆200经由阀部分210与阀体100联接。更具体地,阀体200包括连接部分130。连接部分130在与翅片120相反的第二方向上从板110上突出。这意味着连接部分130在与第一方向相反的第二方向上从板110上突出。因此,内杆200的阀部分210联接至阀体100的连接部分130。因此,阀部分210包括连接孔212(例如参见图7A)。连接部分130至少部分地安排在连接孔212内。阀部分210经由垫圈150紧固至连接部分130。因此,垫圈150也被安排在连接部分130上。因而,阀部分210被安排在垫圈150与板110之间(例如参见图7B)。垫圈150被焊接至阀体100,特别是被焊接至连接部分130。另外,垫圈150可以被焊接至内杆200,特别是被焊接至阀部分210。阀体100进一步包括与内杆200(即阀部分210)的定向凹部接合的止动件140,以相对于阀体100旋转地紧固内杆200。在未在附图中示出的替代实施例中,内杆200和阀体100可以一体地形成。
进一步参考图7A和图7B,阀组件10进一步包括具有主轴410、衬套420、致动杆430以及致动销440的杆组件400。内杆200在空腔340中经由主轴部分220与主轴410联接。换句话说,内杆200在壳体部分300内部、特别是在空腔340内与主轴410联接。主轴部分220包括使主轴410插入(以与内杆200联接)的主轴孔222。因而,主轴410从壳体部分300外部通过钻孔348插入主轴孔222中。另外,主轴部分220包括延伸到主轴孔222中的开口224。这样提供了将主轴410经由开口224焊接联接至内杆200的可能性。在内杆200在空腔340内部与主轴410联接时,可以在空腔340内部通过壳体开口342执行焊接。另外或替代性地,主轴410可以联接至内杆200,例如通过将主轴410压装到主轴孔222中和/或通过使用压入装配装置或使主轴410直接经由主轴孔222焊接联接至内杆200。主轴410经由衬套420可旋转地支撑在壳体部分300中。衬套420被安排在壳体部分300中,特别是在壳体部分300的钻孔348中。替代性地,可以将主轴410直接安装在壳体部分300中,即在壳体部分300的钻孔348中。则衬套420是不必要的。通过将主轴410可旋转地安装在壳体部分300中,可以使内杆200枢转。因而,可以限定枢转轴线或枢转点(230),即主轴410的轴线。致动杆430在壳体部分300外部联接至主轴410。因此,主轴410在壳体部分300外部延伸(参见图4A),或者致动杆430部分地延伸到壳体部分300中,即延伸到钻孔348(未示出)中。更具体地,致动杆430包括第一端部部分432。第一端部部分432联接至主轴410。此外,致动杆430包括第二端部部分434。第二端部部分434与第一端部部分432相反。致动销440被联接至致动杆430。特别地,致动销440被联接至第二端部部分434。
参考图3A-5B,将解释壳体部分300的进一步细节以及与阀体100的相互作用。壳体部分300包括使第一蜗壳通道312和第二蜗壳通道314隔开的分隔壁316(例如参见图4A)。蜗壳连接开口324被安排在分隔壁316中,并且限定翅片座322(例如参见图4B)。壳体部分300进一步包括具有阀口332的蜗壳开口区域330。阀口332使空腔340和蜗壳连接区域320流体联接。更具体地,阀口332使空腔340与第一蜗壳通道312和第二蜗壳通道314流体联接。因而,阀口332使得阀体100、特别是翅片120能够在第一位置与第二位置之间移动,即在空腔340与蜗壳连接开口324之间移动。因此,翅片120可以通过阀口朝向蜗壳连接区域320移动,即朝向翅片座322移动。换句话说,阀体100可以从空腔340移动到蜗壳连接区域320中。因而,在阀体100的任何位置,板110通常一直保持在空腔340中。然而,在阀体100的第二位置,翅片120可以仅部分地移出蜗壳连接开口324(例如参见图3B)。替代性地,在阀体100的第二位置处(未绘出),翅片120可以完全地移出蜗壳连接开口324。这主要取决于空腔340和阀体100的配置。在阀体100的第一位置,翅片120与翅片座322相互作用以堵塞蜗壳连接开口324(参见图4B和图5B)。壳体部分300将板座334限定在蜗壳开口区域330中。板座334围绕阀口332。至少在阀体100的第一位置,板110与板座334相互作用(例如参见图3A和图3B)。在后一种情况下的表达“相互作用”应理解为“进行接触”以基本上防止排气进入空腔340的意思。这意味着板110与板座334接触并关闭阀口332。类似地,翅片120可以与翅片座322接触,优选地可以几乎与其接触。然而,如果阀组件被配置成用于使得板110和翅片120两者分别与板座334和翅片座322接触,则尺寸公差非常小,并且必须对各个部件进行精确加工。因此,优选地板110或翅片120之一不与相应的座334、322接触。优选地,翅片120不与翅片座322接触,而板110与板座334接触(参见图6A)。特别是在这种情况下,在翅片120与翅片座322之间设置密封部160是有利地,如以下参考图10A-10F进一步讨论的。
阀组件10进一步包括盖350(参见图7A)。盖350被配置成用于封闭壳体开口342,即空腔340。因此,盖350附接至壳体部分300(参见图3A和图3B)。壳体部分300包括围绕壳体开口342的凸缘部分352(参见图1)。盖350安排在凸缘部分352上。换句话说,盖340附接至凸缘部分352(参见图3A和图3B)。阀组件10进一步包括垫片360(参见图7A)。垫片360被安排在壳体部分300与盖350之间(参见图6B)。因而,垫片360在壳体部分300与盖350之间对壳体开口342进行密封。壳体部分300包括其中安排有垫片360的密封凹部362。在替代实施例中,可以省略垫片360。这是当盖350在壳体开口342处例如通过将盖350紧密地压靠在凸缘部分352上而提供足够的密封时的情况。通过设置壳体开口342,可以在组装期间插入阀体100和内杆200并且方便地焊接内杆200和主轴410。通过设置盖350(以及垫片360,若适用),可以提供空腔340的紧密密封。另外,盖350可以用作硬止动件。因而,可以限制阀体100的第二位置(例如参见图3B)。可以通过技术人员已知的任何常见方式(例如通过螺钉连接、螺栓连接、按压或焊接)对盖350进行附接。特别地,如果选择焊接,则垫片360可以是不必要的。尽管没有在每个单个附图中进行描绘,但是应该理解,盖350可以包括在阀组件10的任何实施例或配置中。
在一些实施例中,阀组件10可以与旁路相结合(参见图4A-5B和图9A-9B)。则壳体部分300包括旁路开口346。旁路开口346被安排在空腔340中。旁路开口346与旁路通道347流体联接。旁路通道347可以部分地是或全部是壳体部分300的一部分。替代性地,旁路通道347可以是单独部件,并且可以在旁路开口346的区域中附接至壳体部分300。通过在空腔340中设置旁路开口346,来自蜗壳通道312、314的排气可以流过空腔340和旁路开口346进入旁路通道347。因而,排气可以在到达涡轮机500之前转向。这样有利地导致两个效果:第一,在高速操作条件下,可以防止或至少减少排气对涡轮机500的进一步加速,这样防止增压设备20(或涡轮增压器)损坏。第二,如果旁路通道347与催化剂800联接,则可以在催化剂和热排气穿过涡轮机500和所连接的管道系统((在此期间排气通常会冷却下来))之前向催化剂800供应热排气。因而,可以改善催化剂加热(即催化剂800的效率),并且从而提高整个装置的效率。而且,以这种方式可以减少排放。通过在空腔340中设置旁路开口346,旁路通道347(和开口本身)通常可以被安排/定向在空腔340中的任何地方。因此,可以改进关于旁路(即旁路开口346和/或旁路通道347)的安排、形状和/或维度定向的设计自由度。因而,旁路的安排可以适于例如通过减少排气到达催化剂800的流动长度和/或通过将通常较热的排气转移到催化剂800而最佳地向催化剂800供应排气。在另一方面,可以更自由地选择催化剂800的安排。特别地,如果阀组件包括旁路,则板110可以被配置成用于牢固地关闭或密封阀口332。这样例如可以通过将板110配置成比阀组件10中的板110更大来实现,无需旁路来与板座334牢固地相互作用。尽管不限于空腔340中的特定位置,但旁路开口336可以有利地安排成相对于阀体100与主轴部分220相对。如果排气的流动方向在图4B中是从右到左(即在图4A中是从上到下)通过第一蜗壳通道312和第二蜗壳通道314,则可以有利地将排气引导到旁路通道337中,其与例如被安排在壳体部分300的位于图4B的投影平面中的壁上的旁路开口336相比流动损失较小。
参考图3A和图5B,翅片120具有大体上是壁状的具有厚度122、高度124和长度126的形状。翅片120的轮廓121由第一半径128a、第二半径128b和第三半径128c限定。第三半径128c限定翅片120的底部,即长度126和厚度122维度的表面。换句话说,由第三半径128c限定的轮廓121的一部分被安排在轮廓121的分别由第一半径128a和第二半径128b限定的相应部分之间。优选地,所述第三半径128c是无限的。因此,底部是直的(例如参见图3A)。在替代实施例中,第三半径128c可以接近于无限,并且因此底部可以是圆形的。在其他替代实施例中,可以不存在第三半径128c,并且翅片120的轮廓121可以仅由第一半径128a和第二半径128b限定。半径128a、128b、128c位于跨越高度124和长度126的平面内。翅片座322的轮廓321也由相应的第一半径322a、第二半径322b和第三半径322c限定。关于翅片120的半径128a、128b、128c的解释也应用于翅片座322的半径322a、322b、322c。第一半径128a、322a限定了轮廓121、321的相对于蜗壳连接开口324与内杆200的枢转点(230)相对的相应部分。第一半径128a、322a的中心与枢转点230重合(参见图3A和图3B)。因而,在阀体100移动期间,轮廓121的由第一半径128a限定的部分在轮廓321的由第一半径322a限定的部分上以近距离滑动。换句话说,可以在阀体100的所有位置处保持轮廓121的由第一半径128a限定的部分与轮廓321的由第一半径322a限定的部分之间的恒定间隙。因而,可以防止或至少减少翅片120与壳体部分300、即翅片座322(的分隔壁316)之间的磨损。
参考图5B和图7A,类似于翅片120,板110也由不同的维度限定。板具有大体上壁状的具有厚度112、宽度114和长度116的形状。板110和翅片120彼此正交地安排。因此,厚度112具有与高度124相同的取向,宽度114具有与厚度122相同的取向,并且长度116具有与长度126相同的取向。通常,板110的厚度122可以等于翅片120的宽度114和/或的长度116等于翅片120的长度126。而且,板110的厚度112可以等于翅片120的厚度122。然而,特别是在具有旁路开口346和/或旁路通道347的实施例中,板110的宽度114大于翅片120的厚度122。板110的长度116大于翅片120的长度126。因而,板110在宽度114的取向和/或长度116的取向上延伸超出翅片120到两侧(参见图3A和图3B)。在其他实施例中,板110可以延伸超出翅片120,仅延伸到宽度114的取向和/或长度116的取向上的一侧。
如在图10A和图10B中示意性地描绘的,阀组件10进一步包括密封部160。在翅片120与翅片座322之间形成密封部160。通过在翅片120与翅片座322之间设置密封部160,在阀体100的第一位置可以防止或至少减少蜗壳连接区域320中的第一蜗壳通道312与第二蜗壳通道314之间的内漏。因此,可以减少准入蜗壳通道312与非准入蜗壳通道314之间的内漏,这样有助于保持各个通道312、314的脉冲分离,从而改善发动机瞬态性能,即减少扭矩时间。以这种方式,可以增加装置的整体效率。根据图10C-10E,密封部160包括密封元件162。密封元件162可以附接至翅片120或翅片座322。密封元件162可以包括不同的材料和/或结构。仅举几个例子,密封元件162可以包括金属网、丝网、金属片或任何其他合适的材料。密封元件162可以通过焊接、按压、铆接、胶合附接至翅片120或翅片座322,或者可以在整体铸造工艺与相应元件(翅片120或翅片座322)一起形成。另外,还可以使用技术人员已知的其他合适的附接工艺。密封元件120可以按多种不同的形状之一来配置。因此,图10C-10E示例性地示出了密封元件162的三种不同截面。图10C示出了具有V形截面的密封元件162。图10D示出了具有C形截面的密封元件162。图10D示出了具有菱形或散列形截面的密封元件162。通常,任何其他合适的形状都是可能的。每个密封元件162包括截面形状的至少一个开口。通过截面的形状,可以补偿不同的接触力,并且因而密封部160可以适用于不同的要求。
在根据图10F的另一实施例中,密封部160包括迷宫式密封部分164。迷宫式密封部分164包括突起164a和凹部164b。至少在阀体100的第一位置,突起164a和凹部164b彼此接合地联接。在图10F的实例中,突起164a在翅片座322处形成,并且遵循(即沿着)翅片座322的轮廓321延伸。凹部164b在翅片120处形成,并且遵循(即沿着)翅片120的轮廓121延伸。通过迷宫式密封部分164,翅片120和翅片座322接合地相互作用,使得至少在阀体100的第一位置,翅片120和翅片座322至少部分地在从第一蜗壳通道312朝向第二蜗壳通道314的方向上重叠。换句话说,至少在阀体100的第一位置,翅片120和翅片座322至少部分地在翅片120的厚度122的方向上重叠。在替代实施例中,突起164a还可以安排在翅片120处,并且凹部164b可以安排在翅片座322处。尽管未示出迷宫式密封部分164,但是在图10C-10E中,翅片座322略微凹陷。因而,可以改善密封元件162的接收。此外,可以提高密封件效率。翅片座322可以被成形成配合密封元件162的相应形状。替代性或另外地,翅片120的轮廓也可以类似地凹陷。然而,图10C-10E没有示出在本发明意义中的迷宫式密封部分164,由于翅片120和翅片座322在从第一蜗壳通道312朝向第二蜗壳通道314的方向上不重叠,甚至在阀体100的第一位置也不重叠,因为密封元件162位于翅片与翅片座之间。与图10C-10E相比,图6A示出了这种迷宫式密封部分164,其中突起164a被安排在翅片120处,并且凹部164b被安排在翅片座322处。代替如图10F和图6A所示的矩形,迷宫式密封部分164的形状(即迷宫式密封部分164的截面形状)、即突起164a和/或凹部164b的形状也可以是圆形、之字形或花键形。代替遵循轮廓121、321的全长,突起164a和/或凹部164b可以仅遵循轮廓的一部分,即仅被安排在例如由第三半径128c、322c限定的轮廓121、321的相应部分中(例如参见图4B)。
至少迷宫式密封部分164不能完全防止在第一蜗壳通道312与第二蜗壳通道314之间的内漏。其原因在于,在翅片120与翅片座322之间(即分隔壁316)设有第一间隙166a、第二间隙166b和第三间隙166c(参见图10F)。在阀体100的关闭方向上在翅片120与翅片座322之间设置第一间隙166a。换句话说,在翅片120的高度124的取向上在翅片120与翅片座322之间设置第一间隙166a。第二间隙166b和第三间隙166c被安排在分隔壁316的与翅片座322相邻的相应侧面318a、318b上。在翅片与翅片座322之间(即分隔壁316)在翅片120的厚度122的取向上设置第二间隙166b和第三间隙166c。这些间隙166a、166b、166c具有至少0.1mm、至多1mm的宽度。然而,间隙166a、166b、166c优选地具有0.7mm的最大宽度,特别优选地具有大约0.1mm的宽度。不是所有间隙166a、166b、166c必须具有相同的宽度,也可以被不同地配置。通过在翅片120与翅片座322之间设置间隙166a、166b、166c,可以防止或至少减少摩擦,并且可以补偿热变形。间隙166a、166b、166c还确保板110可以与板座334平齐地接触。
阀组件10通常包括具有至少一个翅片120的阀体100。关于这一点,图8A-9B示出了阀组件10的实施例,其中阀体100具有两个翅片120。更具体地,阀体100包括第一翅片120a和第二翅片120b。第一翅片120a和第二翅片120b被安排成在板110上间隔开至少分隔壁316的厚度316a(参见图9B)。至少在阀体100的第一位置,翅片120a、120b被安排在分隔壁316的与翅片座322相邻的相应侧面318a、318b上。由于根据本方面的阀组件10包括可以滑向分隔壁316的相应侧面(即侧边318a、318b)的两个翅片120a、120b,翅片120a、120b的轮廓121a、121b和翅片座322的轮廓321不需要彼此一致(参见图9A)。这样是可能的,因为两个蜗壳通道312、314之间的密封主要是通过翅片120a、120b和翅片座322(即分隔壁316)在分隔壁的厚度316a的方向上重叠来实现的。此外,翅片几何形状、即轮廓121、121a、121b更独立于与阀体100的枢转点230。这意味着在另一方面枢转点230可以被放置成进一步背离壳体部分300或者总体上更独立于翅片120、120a、120b和/或翅片座322在所需位置处的形状。因此,可以改善封装,并且可以实现更大的蜗壳连接区域320,即蜗壳连接开口324的更大的开口区域(例如是矩形而不是圆形)。另外,制造成本可以降低,因为与必须对轮廓121进行精确调整以适应翅片座322的翅片120相比,翅片120、120a、120b可以用更简单的方式制造。
如图8B和图8C所展示的,阀口332为具有第一凸台332a和第二凸台332b的H形。第一凸台332a比第二凸台332b长。凸台332a、332b与分隔壁316重合。第一凸台332a被安排成相对于阀口332与枢转轴线230相对。第二凸台332b被安排成相对于阀口332在枢转轴线230的同一侧。板110具有在第一凸台332a的方向(即侧面)上延伸超出翅片120、120a、120b的较长段117a。板110进一步具有在第二凸台322b的方向上延伸超出翅片120、120a、120b的较短段117b。因而,较长段117a比较短段117b长。如在图8A中可以看出,第一翅片120a和第二翅片120b是形状相同的。翅片120、120a、120b的第一半径128a相应地大于翅片120、120a、120b的第二半径128b。因而,根据阀口332的大小和形状,可以防止翅片120、120a、120b在蜗壳开口区域330的区域中与壳体部分300碰撞。阀口332的形状在凸台332a、332b的侧面以及凸台332a、332b自身上形成为圆形。然而,应该理解的是,这些圆形中的任一或全部都可以采用另一形状,例如矩形。
本发明进一步涉及用于增压设备20的多通道涡轮机500(参见图11A-11C)。多通道涡轮机500包括限定第一蜗壳512和第二蜗壳514的涡轮机壳体510。第一蜗壳512和第二蜗壳514可以被连接至发动机30的排气歧管600。多通道涡轮机500包括涡轮机叶轮520和阀组件10(未绘出)。作为安排在涡轮机壳体510中的替代方案,阀组件10可以安排在排气歧管600中,如在图11B中示意性地描绘的。总的来说,阀组件10可以是模块化部件,或者可以与排气歧管600或涡轮壳体510一体地形成。更具体地,后者意味着阀组件10的壳体部分300可以与排气歧管600或涡轮壳体510一体地形成。如果阀组件10是单独的,即是模块化部件,则阀组件10也可以安排在排气歧管600与涡轮机壳体510之间。如在图11A中所展示的,第一蜗壳512和第二蜗壳514在涡轮机叶轮520上的入口区域中通过涡轮机壳体510的第一壳体舌片516和第二壳体舌片518而相互分离。第一壳体舌片516和第二壳体舌片518在涡轮机叶轮520周围偏移180°。第一径向间隙517设置在涡轮机叶轮520与第一壳体舌片516之间。第二径向间隙519设置在涡轮机叶轮520与第二壳体舌片518之间。图11C示出了根据图11A的截面A-A的详细切面,其中可以看到第二径向间隙519。第一径向间隙517和第二径向间隙519呈现为0.5mm与5mm之间的值,优选地为0.75mm与1.5mm之间的值,特别优选地是1mm的值。第一径向间隙517和第二径向间隙519也可以被配置成彼此不同。一方面,第一径向间隙517和第二径向间隙519确保旋转涡轮机叶轮520与涡轮机壳体510之间没有接触。这样防止涡轮机500损坏或者甚至涡轮机500故障。另一方面,径向间隙517、519的狭窄设计确保了来自第一螺旋512和第二螺旋514的排气脉冲保持分离,直到刚好在其撞击涡轮机叶轮520之前。这样导致涡轮500的效率提高。
本发明进一步涉及在图12中示意性地示出的增压设备20。增压设备20包括压缩机700以及旋转地联接至压缩机700的涡轮机500。增压设备进一步包括如以上进一步解释的阀组件10。涡轮机与排气歧管600流体联接至燃烧发动机30。阀组件10被安排在涡轮机500与排气歧管之间。如以上概述的,阀组件10(即壳体部分300)可以从而结合到涡轮机壳体510或结合到排气歧管600中,或者可以是模块化部件。增压设备进一步包括阀组件10下游和/或涡轮机500下游的催化剂800或与其连接。阀组件10包括经由旁路通道347与催化剂流体地连接的旁路开口346。
本发明进一步涉及一种用于安装对多通道涡轮机500的蜗壳连接开口324进行控制的阀组件10的方法。所述方法包括:
-提供具有空腔340、第一蜗壳通道312以及第二蜗壳通道314的壳体部分300,
-将内杆200附接至阀体100,
-将内杆200和阀体100通过壳体开口342插入空腔中,
-将主轴410插入钻孔348中,特别是插入壳体部分300的钻孔348中,使得主轴410在空腔340内延伸到内杆200的主轴孔222中,以及
-通过内杆200的延伸到主轴孔222中的开口224将主轴410在空腔340内焊接至内杆200。
在将内杆200和阀体100插入空腔340中之前或之后,可以将内杆附接至阀体。替代性地,内杆200和阀体100可以设置成彼此一体地形成。如果它们不是一体地形成的,阀体100的连接部分130被插入内杆200的连接孔212(即内杆200的阀部分210)中,并且经由垫圈150紧固。将垫圈150焊接至阀体100。特别地,将垫圈150焊接至连接部分130。将内杆200和阀体100插入空腔340中的操作包括使阀体100的阀板110与板座334接触。板座334围绕阀口332。阀口332在第一蜗壳通道312与第二蜗壳通道314之间使空腔340与蜗壳连接区域320流体联接。阀板110在焊接期间保持与板座334接触。将内杆200和阀体100插入空腔340中的操作包括将连接至阀体100的阀板110的翅片120通过阀口332从空腔340插入蜗壳连接区域330,以与翅片座322相互作用并且使阀板110与围绕阀口332的板座334接触。在将主轴410焊接至内杆200之后,用盖350关闭壳体开口332。在用盖350关闭壳体开口332之前,将垫片360插入盖350与壳体部分300之间。在将主轴410焊接至内杆200之后,致动杆430在壳体部分300外部附接至主轴410。因而,致动杆430可以在任何所需取向上附接至主轴410。这意味着,通过首先在阀体100的关闭位置将主轴410焊接至内杆200,致动杆430可以在如致动系统所要求的那样以精确的旋转取向进行附接。因而,可以防止或至少减少组装错误(即致动杆430的错误/不精确的定向)的机会。在插入主轴410之前,将衬套420插入钻孔348中。随后将主轴410插入衬套420中。
应当理解的是,替代性地,本发明还可以根据以下实施例来限定:
1.一种用于对多通道涡轮机50的蜗壳连接开口324进行控制的阀组件10,所述阀组件包括:
壳体部分300,所述壳体部分具有第一蜗壳通道312、第二蜗壳通道314、以及在所述第一蜗壳通道312与所述第二蜗壳通道314之间的蜗壳连接区域320,所述蜗壳连接区域限定蜗壳连接开口324,
阀体100,所述阀体插入所述壳体部分300的空腔340中并且包括至少一个翅片120,以及
内杆200,所述内杆与所述阀体100联接并且被配置成用于使所述阀体100在第一位置与第二位置之间可枢转地移动,
其中在所述阀体100的所述第一位置,所述翅片120堵塞所述蜗壳连接开口324,并且其中在所述阀体100的所述第二位置,所述翅片120使所述蜗壳连接开口324空出。
2.如实施例1所述的阀组件10,其中所述阀体100进一步包括板110,并且其中所述翅片120在第一方向上从所述板110突出。
3.如前述实施例中的任一项所述的阀组件10,其中所述壳体部分300包括使所述第一蜗壳通道312和所述第二蜗壳通道314隔开的分隔壁316,其中所述蜗壳连接开口324被安排在所述分隔壁316中,所述分隔壁限定翅片座322,并且其中所述翅片120与所述翅片座322相互作用以在所述阀体100的所述第一位置堵塞所述蜗壳连接开口324。
4.如前述实施例中任一项所述的阀组件10,其中内杆200包括阀部分210和主轴部分220。
5.如实施例4所述的阀组件10,其中所述内杆200经由阀部分210与阀体100联接。
6.如实施例5所述的阀组件10,如果从属于实施例2,则其中所述阀体100进一步包括在与所述翅片120相反的第二方向上从所述板110突出的连接部分130,其中所述阀部分210联接至所述连接部分130。
7.如实施例6所述的阀组件10,其中所述阀部分210进一步包括连接孔212,并且其中所述连接部分130至少部分地被安排在所述连接孔212内。
8.如实施例6或7中任一项所述的阀组件10,其中所述阀部分210经由垫圈150紧固至所述连接部分130。
9.如实施例4至8中任一项所述的阀组件10,其中所述阀体100包括止动件140,并且其中所述阀部分210包括定向凹部214,所述定向凹部与所述止动件140接合以相对于所述阀体100旋转地紧固所述内杆200。
10.如实施例4至9中任一项所述的阀组件10,进一步包括具有主轴410的杆组件400,其中所述内杆200经由所述主轴部分210在所述空腔340中与所述主轴410联接。
11.如实施例10所述的阀组件10,其中所述主轴部分210包括主轴孔222,所述主轴410插入所述主轴孔中以与所述内杆200联接,并且可选地其中所述主轴部分210包括延伸到所述主轴孔222中的开口224以将所述主轴410焊接联接至所述内杆200。
12.如实施例10或11中任一项所述的阀组件10,其中所述主轴410可旋转地支撑在所述壳体部分300中,以使所述内杆200枢转从而限定枢转轴线230。
13.如实施例12所述的阀组件10,其中所述杆组件400进一步包括衬套420,所述衬套被安排在所述壳体部分300中,可旋转地支撑所述主轴410。
14.如实施例10至13中任一项所述的阀组件10,其中所述杆组件400进一步包括致动杆430,所述致动杆在所述壳体部分300外部联接至所述主轴420。
15.如实施例14所述的阀组件10,其中所述杆组件400进一步包括联接至所述致动杆430的致动销440。
16.如前述实施例中任一项所述的阀组件10,其中所述壳体部分300包括具有阀口332的蜗壳开口区域330,所述阀口使所述空腔340与所述蜗壳连接区域320流体联接并且使得所述阀体100能够在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
17.如实施例16所述的阀组件10,如果从属于实施例2,则其中所述壳体部分300将板座334限定在围绕所述阀口332的所述蜗壳开口区域330中,并且其中在所述阀体100的所述第一位置,所述板110与所述板座334相互作用。
18.如前述实施例中任一项所述的阀组件10,进一步包括盖350,所述盖封闭从所述壳体部分300外部延伸到所述空腔340中的壳体开口342。
19.如实施例18所述的阀组件10,其中所述盖350被安排在所述壳体部分300的围绕所述壳体开口342的凸缘部分352上。
20.如实施例18或19中任一项所述的阀组件10,进一步包括在所述壳体部分300与所述盖350之间密封所述壳体开口342的垫片360,并且可选地其中所述垫片360被安排在所述壳体部分300的密封凹部362中。
21.如前述实施例中任一项所述的阀组件10,其中所述壳体部分300进一步包括被安排在所述空腔300中并且与旁路通道347流体联接的旁路开口346。
22.如前述实施例中任一项所述的阀组件10,如果从属于实施例3,则其中所述翅片120具有大体上是壁状的具有厚度122、高度124和长度126的形状,其中所述翅片120的轮廓121至少由位于所述高度124和所述长度126的平面中的第一半径128a和第二半径128b限定,并且其中所述翅片座322的轮廓321至少由第一半径322a和第二半径322b限定。
23.如实施例22所述的阀组件10,其中所述第一半径128a、322a限定了所述轮廓121、321的相对于所述蜗壳连接开口324与所述内杆200的枢转轴线230相对的相应部分,并且其中所述第一半径128a、322a的中心与所述枢转轴线230重合。
24.如前述实施例中的任何一项所述的阀组件10,如果从属于实施例3,则进一步包括在所述翅片120与所述翅片座322之间形成的密封部160。
25.如实施例24所述的阀组件10,其中所述密封部160包括密封元件162,并且可选地其中所述密封元件162附接至所述翅片120或所述翅片座322。
26.如实施例24所述的阀组件10,其中所述密封部160包括迷宫式密封部分164,通过所述迷宫式密封部分,所述翅片120与所述翅片座322接合地相互作用,使得至少在所述阀体100的所述第一位置,所述翅片120和所述翅片座322至少部分地在从所述第一蜗壳通道312朝向所述第二蜗壳通道314的方向上重叠。
27.如实施例26所述的阀组件10,如果从属于实施例22,则其中所述迷宫式密封部分164包括突起164a和凹部164b,所述突起和所述凹部至少在所述阀体100的所述第一位置彼此接合地联接,其中所述突起164a在所述翅片120或所述翅片座322之一处形成并且遵循所述相应的一个轮廓121、321,并且其中所述凹部164b在所述翅片120和所述翅片座中的另一者322处形成并且遵循所述相应的另一轮廓121、321。
28.如实施例22所述的阀组件10,其中所述阀组件10包括第一翅片120a和第二翅片120b,所述第一翅片和第二翅片被安排成在所述板110上至少间隔开分隔壁316的厚度316a,使得至少在所述阀体100的所述第一位置,所述翅片120a、120b被安排在所述分隔壁316的与所述翅片座322相邻的相应侧边318a、318b上。
29.如实施例28所述的阀组件10,如果从属于实施例16,则其中所述阀口332是具有第一凸台332a和第二凸台332b的H形,所述第一凸台332a比所述第二凸台332b长,并且其中所述凸台332a、332b与所述分隔壁316重合,并且其中所述第一凸台332a被安排成相对于所述阀口332与所述枢转轴线230相对,并且所述第二凸台332b被安排成相对于所述阀口332与所述枢转轴线230在同一侧。
30.如实施例29所述的阀组件10,其中所述板110具有在所述第一凸台332a的方向上延伸超出所述翅片120a、120b的较长段117a以及在所述第二凸台332b的方向上延伸超出所述翅片120a、120b的较短段117b。
31.如实施例28至30中任一项所述的阀组件10,其中所述第一翅片120a和所述第二翅片120b是形状相同的,并且可选地其中所述翅片120a、120b的所述第一半径128a相应地大于所述翅片120a、120b的所述第二半径128b。
32.一种用于增压设备的多通道涡轮机500,所述多通道涡轮机包括:
限定第一蜗壳512和第二蜗壳514的涡轮机壳体510,所述涡轮机壳体连接至发动机30的排气歧管600,
涡轮机叶轮520,以及
如前述实施例中任一项所述的阀组件10。
33.如实施例32所述的多通道涡轮机500,其中所述阀组件10被安排在所述排气歧管600或所述涡轮机壳体510中。
34.如实施例32或33中任一项所述的多通道涡轮机500,其中所述阀组件10是模块化部件,或者其中所述壳体部分300与所述排气歧管600或所述涡轮机壳体500一体地形成。
35.如实施例32至34中任一项所述的多通道涡轮机500,其中所述第一蜗壳512和所述第二蜗壳514在所述涡轮机叶轮520上的入口区域中通过涡轮机壳体510的第一壳体舌片516和第二壳体舌片518相互分离。
36.如实施例35所述的多通道涡轮机500,其中在所述涡轮机叶轮520与所述第一壳体舌片516之间设置第一径向间隙517,并且其中在所述涡轮机叶轮520与所述第二壳体舌片518之间设置第二径向间隙519。
37.如实施例36所述的多通道涡轮机500,其中所述第一径向间隙317和/或所述第二径向间隙319具有0.5mm至5mm的宽度,优选地具有0.75mm与1.5mm之间的宽度,尤其是具有1mm的宽度。
38.一种增压设备20,包括:
压缩机700,以及
如前述实施例中任一项所述的涡轮机500,所述涡轮机可旋转地联接至所述压缩机700。
39.如实施例38所述的增压设备20,如果从属于实施例21,则进一步包括催化剂800,所述催化剂安排在所述涡轮机500的下游并且与所述旁路通道347流体联接。
40.一种用于安装对多通道涡轮机50的蜗壳连接开口324进行控制的阀组件10的方法,所述方法包括:
提供具有空腔340、第一蜗壳通道312和第二蜗壳通道314的壳体部分300,
将内杆200附接至阀体100,
将所述内杆200和所述阀体100通过壳体开口342插入所述空腔340中,
将主轴410插入钻孔348中,使得所述主轴在所述空腔340内延伸到所述内杆200的主轴孔222中,以及
通过所述内杆200的延伸到所述主轴孔222中的开口224在所述空腔340内将主轴410焊接至所述内杆200。
41.如实施例40所述的方法,其中所述内杆200和所述阀体100彼此一体地形成,或者其中所述阀体100的连接部分130插入所述内杆200的连接孔212中并且经由垫圈150紧固。
42.如实施例40或41中任一项所述的方法,其中将所述内杆200和所述阀体100插入所述空腔340中的操作包括使所述阀体100的阀板110与围绕阀口332的板座334接触,所述阀口使所述空腔340和蜗壳连接区域320在所述第一蜗壳通道312与所述第二蜗壳通道314之间流体联接。
43.如实施例42所述的方法,其中所述阀板110在焊接期间保持与所述板座334接触。
44.如实施例40或41中任一项所述的方法,其中将内杆200和阀体100插入空腔340中的操作包括通过阀口322将连接至所述阀体100的阀板110的翅片120从所述空腔340插入蜗壳连接区域320中,以与翅片座322相互作用并且使所述阀板110与围绕所述阀口332的板座334接触。
45.如实施例40至44中任一项所述的方法,其中在焊接之后,用盖350将所述壳体开口封闭,并且可选地其中将垫片360插入所述盖350与所述壳体部分300之间。
46.如实施例40至45中任一项所述的方法,其中致动杆430在焊接之后在所述壳体部分300外部附接至所述主轴410。
47.如实施例40至46中任一项所述的方法,其中在将主轴410插入之前,将衬套420插入钻孔348中,随后将所述主轴410插入所述衬套420中。
Claims (16)
1.一种增压设备,包括:
压缩机(700);以及
多通道涡轮机(500),所述多通道涡轮机可旋转地联接至所述压缩机(700),所述多通道涡轮机(500)包括:
限定第一蜗壳(512)和第二蜗壳(514)的涡轮机壳体(510),所述涡轮机壳体连接至发动机(30)的排气歧管(600),
涡轮机叶轮(520),以及
阀组件(10),所述阀组件用于对多通道涡轮机(500)的蜗壳连接开口(324)进行控制,其中所述阀组件(10)被安排在所述排气歧管(600)或所述涡轮机壳体(510)中,其中所述阀组件(10)包括:
壳体部分(300),所述壳体部分具有第一蜗壳通道(312)、第二蜗壳通道(314)、以及在所述第一蜗壳通道(312)与所述第二蜗壳通道(314)之间的蜗壳连接区域(320),所述蜗壳连接区域限定蜗壳连接开口(324),
阀体(100),所述阀体插入所述壳体部分(300)的空腔(340)中并且包括至少一个翅片(120),以及
内杆(200),所述内杆与所述阀体(100)联接并且被配置成用于使所述阀体(100)在第一位置与第二位置之间可枢转地移动,
其中在所述阀体(100)的所述第一位置,所述翅片(120)堵塞所述蜗壳连接开口(324),并且其中在所述阀体(100)的所述第二位置,所述翅片(120)使所述蜗壳连接开口(324)空出,
所述阀组件进一步包括对从所述壳体部分(300)外部延伸到所述空腔(340)中的壳体开口(342)进行封闭的盖(350),
其中所述壳体部分(300)进一步包括被安排在所述空腔(340)中并且与旁路通道(347)流体联接的旁路开口(346),该增压设备进一步包括催化剂(800),所述催化剂被安排在所述多通道涡轮机(500)的下游并且与旁路通道(347)流体联接。
2.如权利要求1所述的增压设备,其中所述阀体(100)进一步包括板(110),并且其中所述翅片(120)在第一方向上从所述板(110)突出。
3.如权利要求1所述的增压设备,其中所述壳体部分(300)包括使所述第一蜗壳通道(312)和所述第二蜗壳通道(314)隔开的分隔壁(316),其中所述蜗壳连接开口(324)被安排在所述分隔壁(316)中,所述分隔壁限定翅片座(322),并且其中所述翅片(120)与所述翅片座(322)相互作用以在所述阀体(100)的所述第一位置堵塞所述蜗壳连接开口(324)。
4.如权利要求1所述的增压设备,其中所述内杆(200)包括阀部分(210)和主轴部分(220),其中所述内杆(200)经由所述阀部分(210)与所述阀体(100)联接。
5.如权利要求4所述的增压设备,进一步包括具有主轴(410)的杆组件(400),其中所述内杆(200)经由所述主轴部分(220)在所述空腔(340)内与所述主轴(410)联接。
6.如权利要求5所述的增压设备,其中所述主轴部分(220)包括主轴孔(222),所述主轴(410)插入所述主轴孔中以与所述内杆(200)联接,其中所述主轴部分(220)包括延伸到所述主轴孔(222)中的开口(224)以将所述主轴(410)焊接联接至所述内杆(200)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的增压设备,其中所述壳体部分(300)包括具有阀口(332)的蜗壳开口区域(330),所述阀口使所述空腔(340)与所述蜗壳连接区域(320)流体联接并且使得所述阀体(100)能够在所述第一位置与所述第二位置之间移动。
8.如权利要求1至6中任一项所述的增压设备,其中所述阀组件(10)进一步包括对所述壳体部分(300)与所述盖(350)之间的所述壳体开口(342)进行密封的垫片(360),其中所述垫片(360)被安排在所述壳体部分(300)的密封凹部(362)中。
9.如权利要求3所述的增压设备,其中所述翅片(120)具有大体上是壁状的具有厚度(122)、高度(124)和长度(126)的形状,其中所述翅片(120)的轮廓(121)至少由位于所述高度(124)和所述长度(126)的平面中的第一半径(128a)和第二半径(128b)限定,并且其中所述翅片座(322)的轮廓(321)至少由第一半径(322a)和第二半径(322b)限定。
10.如权利要求9所述的增压设备,其中
针对所述翅片(120)的轮廓(121)的第一半径(128a)限定了该轮廓(121)的相对于所述蜗壳连接开口(324)与所述内杆(200)的枢转轴线(230)相对的相应部分,针对所述翅片(120)的轮廓(121)的第一半径(128a)的中心与所述枢转轴线(230)重合,并且
针对所述翅片座(322)的轮廓(321)的第一半径(322a)限定了该轮廓(321)的相对于所述蜗壳连接开口(324)与所述内杆(200)的枢转轴线(230)相对的相应部分,针对所述翅片座(322)的轮廓(321)的第一半径(322a)的中心与所述枢转轴线(230)重合。
11.如权利要求3、9或10中任一项所述的增压设备,进一步包括在所述翅片(120)与所述翅片座(322)之间形成的密封部(160)。
12.如权利要求9或10所述的增压设备,其中所述阀体(100)进一步包括板(110),并且所述阀组件(10)包括第一翅片(120a)和第二翅片(120b),所述第一翅片和第二翅片被安排成在所述板(110)上至少间隔开分隔壁(316)的厚度(316a),使得至少在所述阀体(100)的所述第一位置,所述第一翅片(120a)和第二翅片(120b)被安排在所述分隔壁(316)的与所述翅片座(322)相邻的相应侧边(318a,318b)上。
13.如权利要求12所述的增压设备,其中所述壳体部分(300)包括具有阀口(332)的蜗壳开口区域(330),所述阀口使所述空腔(340)与所述蜗壳连接区域(320)流体联接并且使得所述阀体(100)能够在所述第一位置与所述第二位置之间移动,并且其中所述阀口(332)是具有第一凸台(332a)和第二凸台(332b)的H形,所述第一凸台(332a)比所述第二凸台(332b)长,并且其中所述第一凸台(332a)和第二凸台(332b)与所述分隔壁(316)重合,并且其中所述第一凸台(332a)被安排成相对于所述阀口(332)与所述内杆(200)的枢转轴线(230)相对,并且所述第二凸台(332b)被安排成相对于所述阀口(332)与所述枢转轴线(230)在同一侧。
14.如权利要求1所述的增压设备,其中所述阀组件(10)是模块化部件,或者其中所述壳体部分(300)与所述排气歧管(600)或所述涡轮机壳体(510)一体地形成。
15.一种用于安装阀组件(10)的方法,所述阀组件用于对多通道涡轮机(500)的蜗壳连接开口(324)进行控制,所述方法包括:
提供具有空腔(340)、第一蜗壳通道(312)、第二蜗壳通道(314)和被安排在所述空腔(340)中的旁路开口(346)的壳体部分(300),
将内杆(200)附接至阀体(100),
将所述内杆(200)和所述阀体(100)通过壳体开口(342)插入所述空腔(340)中,
将主轴(410)插入钻孔(348)中,使得所述主轴在所述空腔(340)内延伸到所述内杆(200)的主轴孔(222)中,以及
通过所述内杆(200)的延伸到所述主轴孔(222)中的开口(224)在所述空腔(340)内将主轴(410)焊接至所述内杆(200),并且
其中在焊接之后,用盖(350)将所述壳体开口(342)封闭。
16.如权利要求15所述的方法,其中将所述内杆(200)和所述阀体(100)插入所述空腔(340)中包括使所述阀体(100)的阀板(110)与围绕阀口(332)的板座(334)接触,所述阀口使所述空腔(340)与所述第一蜗壳通道(312)和所述第二蜗壳通道(314)之间的蜗壳连接区域(320)流体联接。
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