CN111033011A - 涡轮机旁通阀 - Google Patents

涡轮机旁通阀 Download PDF

Info

Publication number
CN111033011A
CN111033011A CN201880054613.XA CN201880054613A CN111033011A CN 111033011 A CN111033011 A CN 111033011A CN 201880054613 A CN201880054613 A CN 201880054613A CN 111033011 A CN111033011 A CN 111033011A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
housing
port
turbine bypass
spool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880054613.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111033011B (zh
Inventor
尼古拉斯·肯尼思·夏普
尼古拉斯·布朗宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cummins Inc
Original Assignee
Cummins Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cummins Inc filed Critical Cummins Inc
Publication of CN111033011A publication Critical patent/CN111033011A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111033011B publication Critical patent/CN111033011B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183—Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/08—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits
    • F01N13/10—Other arrangements or adaptations of exhaust conduits of exhaust manifolds
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/02—Gas passages between engine outlet and pump drive, e.g. reservoirs
    • F02B37/025—Multiple scrolls or multiple gas passages guiding the gas to the pump drive
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12—Control of the pumps
    • F02B37/18—Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/42—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders
    • F02M26/43—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories having two or more EGR passages; EGR systems specially adapted for engines having two or more cylinders in which exhaust from only one cylinder or only a group of cylinders is directed to the intake of the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/085—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug
    • F16K11/0853—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with cylindrical plug having all the connecting conduits situated in a single plane perpendicular to the axis of the plug
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0492—Easy mounting or dismounting means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/08—Details
    • F16K5/14—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • F16K5/18—Special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together for plugs with cylindrical surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

一种涡轮机旁通阀(30)，包括：外壳(40)，所述外壳限定第一外壳端口(42)和第二外壳端口(44)；和阀芯(46)，所述阀芯安装在外壳上；其中，阀芯包括：第一阀端口(48)和第二阀端口(50)；和阀构件(52)，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及其中阀芯安装到外壳上，使得第一阀端口(48)与第一外壳端口(42)对准，并且第二阀端口(50)与第二外壳端口(44)对准。

Description

涡轮机旁通阀
技术领域
本发明涉及一种阀。特别地，该阀可以是适于绕过涡轮机的入口的涡轮机旁通阀。本发明还涉及一种阀芯，该阀芯可以形成诸如涡轮机旁通阀之类的阀的一部分；以及用于组装诸如涡轮机旁通阀的阀的方法。
背景技术
涡轮机是众所周知的用于将流动的气体内的动能转化为有用功的装置。特别地，已知的涡轮机将流动的气体的动能转换成涡轮机的转子(或涡轮机叶轮)的转动。转子的转动可以通过适当的联动装置传递到适于做有用工的任何装置。这种装置的示例包括发电机(使得涡轮机形成动力涡轮机的一部分)和压缩机(使得涡轮机形成涡轮增压器的一部分)。
如本领域中公知的，涡轮增压器通过如下方式工作：涡轮增压器的涡轮机接收来自内燃机的废气，从而转动涡轮增压器的涡轮机叶轮，以驱动压缩机叶轮转动。压缩机叶轮吸入气体并对气体加压，以使与压缩机的入口处的气体相比，压缩机输出的气体处于升高的压力(或增压压力)下。涡轮增压器的压缩机的输出(即，处于增压压力下的气体)可被供给到涡轮增压器构成其一部分的内燃机的入口。
在涡轮机的一些应用中，可能需要涡轮机旁通阀以使由附接有涡轮机的发动机产生的废气绕过涡轮机，从而废气在不通过涡轮机的情况下流到发动机的废气后处理系统。
已知的涡轮机旁通阀可能难以制造到所需的公差，因此很昂贵。此外，将涡轮机旁通阀一体形成到相关发动机的部分中可能会很复杂。
发明内容
需要提供一种替代的涡轮机旁通阀，该涡轮机旁通阀克服了已知的旁通阀的无论是上面提出的还是以其他方式提出的一个或多个缺点。另外，需要替代的涡轮机旁通阀。
根据本发明的第一方面，提供了一种涡轮机旁通阀，所述涡轮机旁通阀包括限定第一外壳端口和第二外壳端口的外壳；和阀芯，所述阀芯安装在外壳上；其中阀芯包括第一阀端口和第二阀端口；和阀构件，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及其中阀芯安装到外壳上，使得第一阀端口与第一外壳端口对准，并且第二阀端口与第二外壳端口对准。
外壳可以进一步限定第三外壳端口。阀芯可进一步包括第三阀端口。在第二位置处，可以存在位于第一阀端口和第三阀端口之间的流动路径。阀芯可被安装到外壳上，使得第三阀端口与第三外壳端口对准。
外壳可限定容纳阀芯的阀腔。
外壳端口可以邻接阀腔。
阀构件可以位于阀腔内。
在第一位置处，第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径可以通过阀室。在第二位置处，阀构件可基本上阻塞通过阀室的在第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径。
该阀可以是转动阀，由此阀构件在第一位置和第二位置之间的所述运动是转动。
所述外壳可形成发动机的涡轮机壳体或排气歧管的一部分，涡轮机旁通阀形成该发动机的一部分。
阀芯可以包括防转动特征，该防转动特征构造成当阀芯安装到外壳上时防止外壳和阀芯之间的相对转动。
外壳可以包括第二防转动特征，该第二防转动特征被配置为当阀芯安装到外壳上时接合防转动特征。
防转动特征可包括从阀芯向外突出的突起，第二防转动特征可包括构造成容纳所述突起的凹部。
阀芯可包括支撑阀构件的主体。主体可具有当阀芯安装到外壳上时与外壳接触的外表面。外表面可以由可变形材料和/或耐磨材料形成，当阀芯安装到外壳上时，该可变形材料和/或耐磨材料与外壳的形状一致。
第一外壳端口和第二外壳端口中的每个以及对应的第一阀端口和第二阀端口可被构造成使得当阀芯被安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面处以及第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上存在下降式台阶。
涡轮机旁通阀还可包括密封部分，该密封部分形成位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的密封件，该密封部分通过所述密封件基本上阻挡位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的流动路径。
根据本发明的第二方面，提供了一种涡轮机旁通阀芯，该涡轮机旁通阀芯用于安装到限定第一外壳端口和第二外壳端口的外壳，该阀芯包括第一阀端口和第二阀端口；和阀构件，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及其中阀芯被构造成安装到外壳上，使得第一阀端口与第一外壳端口对准，并且第二阀端口与第二外壳端口对准。
涡轮机旁通阀芯可用于安装到还限定第三外壳端口的外壳。所述阀芯可进一步包括第三阀端口；以及在第二位置处，可以存在位于第一阀端口和第三阀端口之间的流动路径。阀芯可被构造成安装到外壳上，使得第三阀端口与第三外壳端口对准。
阀芯可构造成被由外壳限定的阀腔容纳。
阀芯构造成安装到外壳上，所述外壳的外壳端口可以邻接阀腔。
阀构件可构造成位于阀室内。
在第一位置处，第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径可以被构造成通过阀室。在第二位置处，阀构件可被构造成基本上阻塞通过阀室的在第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径。
该阀芯可以是转动阀芯，由此阀构件在第一位置和第二位置之间的所述运动是转动。
涡轮机旁通阀芯可构造成安装至外壳，该外壳形成发动机的涡轮机壳体或排气歧管的一部分，涡轮机旁通阀芯构成发动机的一部分。
阀芯可以包括防转动特征，该防转动特征构造成当阀芯安装到外壳上时防止外壳和阀芯之间的相对转动。
外壳可以包括第二防转动特征，该第二防转动特征被配置为当阀芯安装到外壳上时接合防转动特征。
防转动特征可以包括突起，该突起从阀芯向外突出并且被构造为由形成第二防转动特征的一部分的凹部容纳。
阀芯可包括支撑阀构件的主体。主体可以具有外表面，该外表面构造成当阀芯安装到外壳上时接触外壳。外表面可以由可变形材料和/或耐磨材料形成，当阀芯安装到外壳上时，该可变形材料和/或耐磨材料与外壳的形状一致。
第一阀端口和第二阀端口中的每个可被构造成使得当阀芯被安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面以及在第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上存在下降式台阶。
涡轮机旁通阀芯可进一步包括密封部分。密封部分可构造成当阀芯安装到外壳上时，产生位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的密封件，该密封部分通过所述密封件基本上阻挡位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的流动路径。
根据本发明的第三方面，提供了一种组装涡轮机旁通阀的方法，该涡轮机旁通阀包括限定第一外壳端口和第二外壳端口的外壳；以及阀芯，所述阀芯包括：第一阀端口和第二阀端口；和阀构件，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及其中，所述方法包括将阀芯安装到外壳上，以使第一阀端口与第一外壳端口对准，并且第二阀端口与第二外壳端口对准。
外壳可以进一步限定第三外壳端口；阀芯可进一步包括第三阀端口。在第二位置处，可以存在位于第一阀端口和第三阀端口之间的流动路径。该方法可以进一步包括，将阀芯安装在外壳上，使得第三阀端口与第三外壳端口对准。
外壳可限定容纳阀芯的阀腔。
外壳端口可以邻接阀腔。
阀构件可以位于阀腔内。
在第一位置处，第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径可以通过阀室。在第二位置处，阀构件可基本上阻塞通过阀室的在第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径。
该阀可以是转动阀，由此阀构件在第一位置和第二位置之间的所述运动是转动。
所述外壳可形成发动机的涡轮机壳体或排气歧管的一部分，涡轮机旁通阀形成该发动机的一部分。
阀芯可以包括防转动特征，该防转动特征构造成当阀芯安装到外壳上时防止外壳和阀芯之间的相对转动。
外壳可包括第二防转动特征。该方法可包括当阀芯安装到外壳上时使防转动特征与第二防转动特征接合。
防转动特征可以包括从阀芯向外突出的突起。第二防转动特征可以包括容纳所述突起的凹部。
阀芯可包括支撑阀构件的主体。主体可以具有由可变形材料和/或耐磨材料形成的外表面。该方法可以进一步包括当阀芯被安装到外壳上时，外表面接触外壳，当阀芯被安装到外壳上时，外表面与外壳的形状一致。
当阀芯安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面处以及第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上可以有下降式台阶。
涡轮机旁通阀可进一步包括密封部分。该方法可以进一步包括，密封部分形成位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的密封件。密封部分可通过密封件基本上阻挡位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的流动路径。
附图说明
现在将参考附图通过示例的方式描述本发明，其中：
图1示出了已知的发动机装置的示意图，根据本发明的实施例的阀可以形成该发动机装置的一部分；
图2示出了根据本发明实施例的阀的放大示意图；
图3示出了根据本发明的阀的实施例的示意性截面图；
图4示出了图3所示的阀的另一横截面；以及
图5示出了在外壳端口和阀端口之间的界面处沿流动方向的下降式台阶的示意图。
具体实施方式
图1示出了已知的发动机装置10的示意图。该发动机装置包括多个燃烧室12，这些燃烧室连接到入口歧管14和出口歧管16。出口歧管16被分成第一部分16a和第一部分16a。出口歧管的第一部分16a连接到燃烧室12的第一组(未示出)，出口歧管16的第二部分16b连接到燃烧室12的第二组(同样，未示出)。
发动机装置还包括涡轮增压器18，涡轮增压器18具有众所周知的涡轮机20和压缩机22。该发动机装置还包括废气后处理系统24、包括EGR阀28的EGR回路26、以及最后地涡轮机旁通阀30。
在使用时，向燃烧室12供应燃料和空气，空气是通过发动机进气口32从大气38提供的，空气经过涡轮增压器18的压缩机22和入口歧管14。一旦燃料和空气已经在燃烧室12中燃烧，废气就被产生，该废气被传输到出口歧管16。来自排气歧管16的第一部分16a的废气被供给至T形接头34，在该T形接头34处，废气被分流，从而废气既流到EGR(废气再循环)回路26，又流到涡轮增压器18的涡轮机20的第一入口20a。EGR回路26返回到入口歧管14，并且进入EGR回路26中的废气的量由EGR阀28控制。EGR回路工作的方式完全是常规的，并不是本发明的关键。因此，为了简洁起见，省略了关于EGR回路的操作的进一步讨论。
涡轮增压器18的涡轮机20是双入口(或双蜗壳)涡轮机。这样，涡轮机包括第二入口20b。涡轮机20的该入口20b由旁通阀30的第一出口30a供应。旁通阀30又通过旁通阀30的入口30b被供应来自排气歧管16的第二部分16b的废气。
通过入口20a、20b提供给涡轮增压器18的涡轮机20的废气使涡轮机20的涡轮机叶轮(未示出)转动。然后，废气通过涡轮机出口20c离开涡轮机20，并传输到排气后处理系统24(例如，颗粒捕集器和/或选择性催化还原装置)。废气然后通过发动机出口36离开后处理系统24而到达大气38。由提供给涡轮机20的废气引起的涡轮机的涡轮机叶轮的转动引起压缩机18的压缩机叶轮(又未示出)的转动。压缩机叶轮的转动导致处于大气压力下的空气通过发动机入口32吸入到压缩机中，并被压缩机叶轮加压至升高压力(或增压压力)。然后，如前所述，该加压气体被供应到入口歧管14。
旁通阀30还包括第二出口30c，第二出口30c(不经过涡轮机)连接至后处理系统24。
可以控制旁通阀30，使得可以选择性地打开第二出口30c。当第二出口30c打开时，来自出口歧管16的第二部分16b的废气中的原本可以传递至涡轮机20的入口20b的至少一些废气可以通过出口30c流到后处理系统24。认为这种气体绕过涡轮机20。气体绕过涡轮机20的能力在几种情况下可能是有利的。首先，在涡轮机20超速的情况下，绕过涡轮机从而减少供应给涡轮机的废气的量的能力将减少使涡轮机叶轮转动的废气的量，从而减少涡轮机叶轮的速度。第二，在一些应用中，后处理系统24仅在其处于所需操作温度时才可以有效地起作用。例如，当后处理系统24包括热敏催化剂时，可能是这种情况。后处理系统24的所需操作温度可能大大超过室温。因此，后处理系统24可以在发动机装置10的操作期间的某个时刻(例如，刚在发动机启动之后)在低于所需操作温度的温度下操作。在这种情况下，旁通阀30可以被打开，使得一些本来会流向涡轮机20的热废气在不经过涡轮机20的情况下流向后处理系统24，从而导致后处理系统24的温度相对较快地升高，以使后处理系统24可以达到其操作温度。
一旦不再希望使来自排气歧管16的第二部分16b的一些废气绕过涡轮机20，就可以致动旁通阀30以将其关闭，从而关闭第二出口30c并确保从排气歧管16的第二部分16b进入旁通阀30中的所有废气均到达涡轮增压器18的涡轮机20。
上述发动机装置10提供了关于涡轮机旁通阀的操作的环境。应当理解，根据本发明的旁通阀可以用作任何适当的发动机装置的一部分。现在在下面更详细地讨论根据本发明的旁通阀的具体结构细节。另外，尽管针对形成涡轮增压器的一部分的涡轮机描述了本发明，但是本发明同样适用于任何类型的涡轮机，例如但不限于形成动力涡轮机的一部分的涡轮机。
已知旁通阀的一个间题是它们可能很复杂，因此制造昂贵。特别是在旁通阀可以与发动机装置的另一部件一体形成并且旁通阀形成发动机装置的一部分时是这种情况。例如，但不限于，旁通阀可与涡轮机的入口或排气歧管一体形成。在这种情况下，至少部分地由于以下事实而增加了制造旁通阀的复杂度：与旁通阀一体形成的部件的机械公差通常相对较大。但是，由于阀的密封要求，阀的制造公差相对较小。因而断定，尽管与阀一体形成的部件的制造公差相对较大，但由于一体形成的阀具有相对较小的制造公差，所以现在必须以相对较小的制造公差来制造整个部件，以确保满足阀的公差。解决该问题的一种方法是将阀与和阀一体形成的部件分开。然而，这具有增加发动机装置的封装尺寸的缺点，这在容纳发动机装置的物理空间受到限制的发动机装置的应用情况下可能是不利的。
参照图3和图4，可以看到旁通阀30包括外壳40，该外壳40限定第一外壳端口42和第二外壳端口44。阀芯46安装到外壳上40。阀芯46包括：第一阀端口48和第二阀端口50。阀芯46还包括阀构件52，该阀构件能够在第一位置(如虚线54所示)以及第二位置(在图4中以实线示出)之间运动，在该第一位置处，存在位于第一阀端口48和第二阀端口50之间的流动路径，并且，在第二位置处，阀构件52基本上阻塞第一阀端口48和第二阀端口50之间的所述流动路径。在这种情况下，阀构件52处于第二位置时基本上阻塞第一阀端口48和第二阀端口50之间的所述流动路径的方式是通过阀构件52遮盖(或阻塞)第二阀端口50。
可以看出，阀芯46被安装到外壳上40，使得第一阀端口48与第一外壳端口42对准，并且第二阀端口50与第二外壳端口44对准。通过这种方式，进入阀入口30b中的废气可以通过第一外壳端口42，然后穿过对准的第一阀端口48。同样，离开阀出口30c的废气可以通过第二阀端口50，然后经过对准的第二外壳端口44。
根据本发明的旁通阀限定替代的旁通阀。此外，根据本发明的旁通阀解决了与已知的旁通阀的制造的复杂度和成本有关的上述问题，已知的旁通阀特别是与阀形成其一部分的发动机的部件一体形成的旁通阀。通过将阀的外壳和阀芯作为独立的部件，可以将外壳制造成具有相对较大的公差，并且可以将阀芯制造成具有相对较小的公差，以确保阀正确地密封。然后可以将阀芯以正确的对准方式安装到外壳上，从而形成阀。如果外壳40形成发动机装置的另一部件的一部分，则该部件可以被制造成具有相对较大的公差，而阀芯被制造成具有相对较小的公差。因为外壳40可以被制造成具有相对较大的公差，所以这降低了制造外壳的成本和复杂度，从而降低了制造整个阀的成本和复杂度。此外，能够将阀芯单独组装到外壳上，然后将阀芯安装到外壳上(与同时组装阀的所有组件相反)，这意味着阀芯更容易访问，并且，因此，简化了阀的组装，并减少了制造成本和时间。
外壳40还限定第三外壳端口56。阀芯46还包括第三阀端口58。在阀构件52的第二位置(如图4中的实线所示)处，存在位于第一阀端口48和第三阀端口58之间的流动路径。阀芯46安装到外壳上40，使得第三阀端口58与第三外壳端口56对准。以这种方式，通过第一出口30a离开阀30的废气穿过第三阀端口58，然后穿过对准的第三外壳端口56。
根据关于图1和图2给出的对旁通阀30的操作的讨论，将理解，当阀构件处于第一位置(如图4中的虚线54所示)时，旁通阀可以被认为是打开的(或处于打开状态)。另外，当阀构件52处于第二位置时，旁通阀30可以被认为是关闭的(或处于关闭构造)。
在作为涡轮机旁通阀操作时，重要的是，当该阀处于打开构造时，第二出口30c基本上被阻塞，从而基本上没有气体通过第二出口30c从旁通阀泄漏出去。这样做的原因是，任何通过第二出端口30c的气体将不经过涡轮机而进入后处理系统(然后进入大气)。这必然导致涡轮机效率的降低，这可以理解是不希望的。
在一些实施例中，在旁通阀的打开构造中，阀构件基本上阻塞第一出口30a可能是期望的。以此方式，阀确保进入阀的基本上所有废气都通过第二出口30c离开并因此到达后处理系统。这对于确保后处理系统尽快加热可能是有益的。尽管上面已经描述，但是当阀处于打开构造时，理想的是阀构件基本上阻塞第一出口30a，但这并不是所有实施例都需要的。
外壳40限定容纳阀芯46的阀腔16。在本实施例中，阀芯46通常为圆筒形。阀腔60具有与阀芯46的形状相对应的形状。因此，阀腔60也通常是圆筒形的。但是，应当理解，在其他实施例中，阀芯可以具有任何适当的形状，并且阀腔也可以具有任何适当的形状，只要阀腔可以容纳阀芯即可。在图3和图4所示的实施例中，阀腔60具有开口端60a和封闭端60b。在制造过程中，阀芯46通过腔60的开口端60a插入外壳40的阀腔60中。然后，将端板62在阀芯46上固定到外壳40，以封闭腔60的开口端60a和有助于将阀芯固定在外壳内的适当位置。在当前示出的实施例中，端板62通过固定螺栓64固定在外壳上。但是，应当理解，在其他实施例中，可以使用任何适当的固定或固定方法(例如，粘合剂、焊接或铆接)。
图3还示出了安装在阀构件52上的致动器66。致动器66可以被致动以使阀构件在第一位置和第二位置之间运动。可以使用任何适当的致动器，并且使用致动器来致动阀在本领域中是众所周知的。由于阀构件的致动方式不是本发明的关键方面，并且鉴于这种技术是众所周知的，因此为简洁起见，对此点的进一步讨论被省略。致动器66可以在阀芯46被安装至外壳40之前或之后被安装至阀构件52。
阀腔60使得外壳端口42、44和56邻接阀腔60。
如在图3中最清楚地看到的，阀芯46包括支撑阀构件52的主体68。特别地，在本实施例中，主体68限定盲孔70，该盲孔70容纳阀构件52的主轴部分52a。阀构件52由此被主体68支撑以与主体68相对转动。阀芯46的主体68限定大致圆筒形的阀室72。阀室72包含阀构件52的功能部分52b。阀构件的确切形状不是本发明的关键方面。可以说，只要可以在第一位置处建立位于第一阀端口和第二阀端口之间的所需流动路径，并在第二位置处阻隔位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，则可以使用阀构件的任何适当的构造。
图3所示的涡轮机旁通阀30的实施例包括一对密封件。特别地，阀芯46包括第一密封件74，该第一密封件74被夹在阀构件52和主体68之间，从而基本上防止阀构件52和主体68之间以及阀端口48、50和58之间的任何泄漏。此外，阀30包括第二密封件76，第二密封件76位于阀构件52的第二主轴部分52c和端板62之间。该密封件墓本上防止任何气体通过端板62中的开口从阀室72泄漏到大气中，阀构件52的主轴52c穿过该开口。再次，阀内使用的精确密封不是本发明的关键方面，因此省略进一步的讨论。可以说，本领域技术人员将能够容易地利用任何适当的密封构造来确保阀的各个端口之间没有泄漏并且没有从阀到大气的泄漏。
应当理解的是，阀室72使得在阀构件的第一位置处，位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径通过阀室，并且在阀构件的第二位置处，阀构件基本上阻塞通过阀室72的位于第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径。
关于本实施例描述的旁通阀30是转动阀。也就是说，阀构件52在第一位置和第二位置之间的运动是转动。特别地，如图4所示，它是绕转动轴线78的转动(R或R′)。如前所述，阀构件的转动(R、R′)由致动器66实现。在其它的实施例中，阀可以是具有适当阀构件的任何适当类型的阀，该阀构件以任何适当方式被致动以使得该阀构件在第一位置和第二位置之间运动。例如，阀可以是球阀，蝶形阀，节流阀，闸阀，袋装阀或滑阀。
如前所述，阀的外壳40可以形成发动机装置的任何部分的一部分，阀形成发动机装置的一部分。例如，外壳可以与涡轮机的壳体一体形成，或者与排气歧管一体形成。替代地，外壳可以形成发动机的任何其他适当部分的一部分，阀构成该发动机的一部分。
阀芯46包括防转动特征80。防转动特征80构造成在将阀芯46安装到外壳上40时防止外壳40与阀芯46之间的相对转动。类似地，外壳40包括第二防转动特征82，第二防转动特征82构造成当阀芯46安装到外壳上40上时与阀芯46的防转动部件80配合(在该示例中接合)，以防止或限制外壳和阀芯之间的所述相对转动。在一些实施例中，可能仅需要第一防转动特征或第二防转动特征。
在所描述的实施例中，防转动特征80包括从阀芯(并且特别是从阀芯46的外表面)向外突出的突起。第二防转动特征82包括构造成容纳所述突起的凹部。
将理解的是，在其他实施例中，可以使用任何适当的防转动特征(或防转动特征和第二防转动特征的配合操作)，以防止外壳与阀芯之间的相对转动。例如，阀芯的防转动特征和外壳的防转动特征都可以包括凹部，固定销(例如，在大体上平行于阀构件的转动轴线的方向上)插入该凹部中。可选择地，孔可(例如，在大体上垂直于阀构件的转动轴线的方向上)穿过外壳的一部分和阀芯的对应部分两者，并且销或其他紧固件可插入孔中。另外，将理解的是，尽管在当前描述的实施例中，阀芯的防转动特征包括突起，并且外壳的防转动特征包括相应的凹部，但是在其他实施例中，反之亦然。
该阀可以使得阀芯包括对准特征，该对准特征被配置成确保当阀芯被安装到外壳上时阀芯处于正确的定向。特别地，如上所述，正确的定向是如下的定向，在该定向上，第一阀端口与第一外壳端口对准并且第二阀端口与第二外壳端口对准。类似地，如果阀包括第三阀端口和第三外壳端口，则它们也应对准。这样，对准特征确保阀芯不会以不正确的定向安装到外壳上。这样，外壳和阀芯可以被认为是防差错部件。
外壳40可以包括第二对准特征，该第二对准特征被配置为与阀芯的对准特征配合或接合，以确保当阀芯被安装到外壳上时阀芯和外壳之间的相对对准是正确的。
在本实施例中，防转动特征和对准特征是相同的。这样，阀芯的对准特征包括从阀芯向外突出的突起，并且外壳的第二对准特征包括构造成容纳突起的凹部。尽管在本实施例中，防转动特征和对准特征是相同的，但这不是必须的情况-在某些实施例中，它们可以是单独的实体。此外，尽管描述了对准特征的具体示例，但是应当理解，可以使用任何适当的对准特征，只要这些对准特征确保当阀芯安装到外壳上时，阀芯和外壳正确对准。尽管当前描述的实施例包括防转动特征和对准特征两者，但是在其他实施例中，情况不必如此。例如，根据本发明的阀可以包括防转动特征，但是不包括对准特征。
在当前描述的实施例中，阀芯和阀腔均具有圆形的横截面，因此两者之间可以相对转动，并且阀芯可以在任何相对转动位置处安装至外壳。在其他实施例中，阀芯和阀腔本身的形状可以构成防转动和/或对准特征。例如，阀芯的主体可具有六边形的外部横截面形状，并且阀腔可具有对应的六边形横截面形状。在这种情况下，六边形将阻止转动。它还将确保对准(尽管六边形是规则的，但有六种不同的可能性)。
阀芯46的主体68具有外表面68a，当阀芯46安装到外壳上40时，该外表面68a接触外壳40。该外表面可以由可变形材料和/或耐磨材料形成。
当阀芯46安装到外壳上40上时，可变形材料和/或耐磨材料与外壳40的形状一致。特别地，相对于当前描述的实施例，当通过将阀芯46压入外壳的阀腔60中以将阀芯46安装到外壳上40上时，可变形材料和/或耐磨材料与由限定阀腔60的外壳的壁所限定的阀腔60的形状一致。阀芯的主体的外表面的该一致具有几个好处。首先，由于阀芯的主体的外表面与外壳的形状一致，所以当将阀芯安装到外壳上时，在阀芯和外壳之间基本上没有空间。这意味着，基本上防止了在外壳与阀芯的主体的外表面之间的任何可能的泄漏路径。第二，由于阀芯的主体的外表面与外壳的形状一致，因此如果试图在阀芯与外壳之间进行相对运动，则在阀芯与外壳之间可能存在非常大的摩擦力。因此，这有助于确保阀芯牢固地位于外壳内。这有助于防止阀芯与外壳错位，并有助于确保阀芯和外壳不会意外分离。
可以使用任何合适的可变形材料和/或耐磨材料，只要该材料可通过有关的运动变形和/或耐磨，并且适合于在其所处的环境(例如温度)中操作即可。合适的耐磨材料的例子包括：根据使用温度，使用镍石墨或石墨，任何专有的基于氧化镱锆酸盐的陶瓷耐磨粉末，铝青铜/聚酯耐磨粉末(例如Metco601)，镍-5％铝热喷涂粉末(例如Metco450)，CoNiCrAlY-BN/聚酯耐磨热喷涂粉末和镍铬合金/氮化硼热喷涂粉末。这些材料中的至少一些材料是由OerlikonMetco提供的(请参阅https://www.oerlikon.com/metco/en/ products-services/coating-materials/coating-materials-thermal-spray/ abradables-polymer-fillers/)。可以参考US5185217和US5975845中描述的涂层找到合适材料的其他实例，US5185217和US5975845两者的相关部分通过引用并入本文。
在一些实施例中，阀芯46的整个主体68可以由可变形材料和/或耐磨材料(例如石墨)形成，该材料会磨损并且还允许外表面68a上的密封特征是一体的，但是制成薄的且可变形的。替代地，主体可以由诸如铸铁的第一(相对不可变形/耐磨)材料形成，然后由诸如如上所述的石墨/镍石墨或一些其他耐磨涂层的可变形材料涂层和/或耐磨材料涂层被涂覆。
尽管先前讨论的示例涉及阀芯，该阀芯包括可变形涂层和/或耐磨涂层，但在其他实施例中，作为补充或替代，外壳40可以包括可变形涂层和/或耐磨涂层，该可变形涂层和/或耐磨涂层防止外壳和阀芯的主体的外表面之间的所述可能的泄漏路径。
在一些实施例中，阀芯的整个外表面由耐磨材料和/或可变形材料形成或涂覆。替代地，可变形材料和/或耐磨材料的涂层可仅施加到阀芯的特定区域。例如，可以将这种涂层施加到阀芯的一个或多个密封部分(例如84、86、88、90和/或92)(所述一个或多个密封部分位于阀芯的外表面上)。在这样的实施例中，可变形材料和/或耐磨材料的涂层可能足以产生密封(以基本上防止在外壳与阀芯的主体的外表面之间的可能的泄漏路径)，但是不足以防止当阀芯插入外壳中时必要的推压/过盈配合。
在本实施例中，第一外壳端口42和第二外壳端口44以及对应的第一阀端口48和第二阀端口50中的每一个被构造成使得当阀芯被安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面处并且在第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上有下降式台阶。在本实施例中，这也适用于第三外壳端口56和第三阀端口58。更详细地，参考图5，所谓的在外壳端口和阀端口之间的界面处在流动方向上有下降式台阶表示如下。
确定在外壳端口和阀端口之间的特定接口处在流动方向上是否存在下降式台阶的第一关键方面是，确定通过相关端口的气体的流动方向。在图5中，气体的流动方向用F表示。从图中可以看出，每个外壳/阀端口的流动方向F是特定的。特别地，流动方向从第一外壳端口到第一阀端口48，从第二阀端口50到第二外壳端口44；并且从第三阀端口58到第三外壳端口56。在每种情况下，在外壳和阀端口之间的界面处在流动方向上的下降式台阶是指，从第一上游端口(42、50、58)流到第二下游端口(48、44、56)的气体经历管道的尺寸(例如直径)的有效增加，当气体从上游端口流到下游端口时，气体流经所述管道。在图5中，当气体从第一端口流向第二端口时，管道的尺寸(例如直径)的增加由箭头D表示。在外壳端口和阀端口之间的特定界面处沿流动方向的下降式台阶的益处是，流经界面处的边缘(例如，管道直径的改变)上的气体所导致的湍流被引导向管道的边缘。通过将湍流引向管道的边缘(相对于管道的中心)，可最大程度地减少湍流流向涡轮的机会，从而将涡轮机以降低的效率操作的机会减至最小。
阀30包括密封部分，该密封部分在外壳40和阀芯46之间以及第一外壳端口42和第二外壳端口44之间形成密封件。密封部分可通过密封件基本上阻挡位于外壳40和阀芯46之间以及位于第一外壳端口42和第二外壳端口44之间的流动路径。密封部分有助于防止第一外壳端口42和第二外壳端口44之间的气体通过外壳40和阀芯46之间的空间的泄漏。这有助于防止气体泄漏到阀构件周围，从而防止阀不会受到损害。
在本实施例中，如图4所示，密封部分包括密封凸起84，密封凸起84从阀芯(特别地阀芯的主体的外表面)向外突出。凸起84接触外壳40的限定阀腔60的壁，从而形成密封。在本实施例中，凸起84在平行于转动轴线78的方向上沿阀芯46的整个长度延伸。所示的实施例包括多个更类似的密封部分：在第一外壳端口42和第三外壳端口56之间的两个密封部分86、88；以及在第二外壳端口44和第三外壳端口56之间的两个密封部分90、92。
将理解，在其他实施例中，一个或多个密封部分可以采取任何适当的形式，只要它们能够执行其密封功能即可。另外，所描述的实施例的密封部分包括阀芯的凸起，该凸起与外壳的壁接合。在其他实施例中，密封部分可包括外壳的凸起，该凸起与阀芯的壁接合。
还值得注意的是，在一些实施例中，防转动和/或对准特征可以与密封部分结合。例如，在密封部分92的情况下，凸起80与凹部82的结合不仅形成防转动和对准特征，还形成密封部分。
将理解的是，对所描述的实施例的许多修改是可能的，许多修改仍然落入本发明的如权利要求所限定的范围内。

Claims (42)

1.一种涡轮机旁通阀，包括：
外壳，所述外壳限定有第一外壳端口和第二外壳端口；和
阀芯，所述阀芯安装在外壳上；其中，阀芯包括：
第一阀端口和第二阀端口；和
阀构件，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡位于第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及
其中阀芯安装到外壳上，使得第一阀端口与第一外壳端口对准，并且第二阀端口与第二外壳端口对准。
2.根据权利要求1所述的涡轮机旁通阀，其中：
外壳还限定第三外壳端口；
阀芯还包括第三阀端口；
在第二位置处，存在位于第一阀端口和第三阀端口之间的流动路径；以及
阀芯安装在外壳上，使得第三阀端口与第三外壳端口对准。
3.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述外壳限定容纳所述阀芯的阀腔。
4.根据权利要求3所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述外壳端口邻接所述阀腔。
5.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述阀构件位于阀室内。
6.根据权利要求5所述的涡轮机旁通阀，其中，
在所述第一位置处，位于所述第一阀端口和所述第二阀端口之间的所述流动路径通过所述阀室，并且，在所述第二位置处，所述阀构件基本上阻塞通过所述阀室的位于所述第一阀端口和所述第二阀端口之间的所述流动路径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述阀是转动阀，由此所述阀构件在所述第一位置和所述第二位置之间的所述运动是转动。
8.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述外壳形成发动机的涡轮机壳体或排气歧管的一部分，涡轮机旁通阀形成该发动机的一部分。
9.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述阀芯包括防转动特征，所述防转动特征被构造成在阀芯安装到外壳上时阻止外壳和阀芯之间的相对转动。
10.根据权利要求9所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述外壳包括被构造成在阀芯安装到外壳上时接合所述防转动特征的第二防转动特征。
11.根据权利要求10所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述防转动特征包括从所述阀芯向外突出的突起，并且第二防转动特征包括构造成容纳所述突起的凹部。
12.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
所述阀芯包括支撑所述阀构件的主体，所述主体具有外表面，该外表面在所述阀芯安装在外壳上时与所述外壳接触，其中，所述外表面由可变形材料和/或耐磨材料形成，当阀芯安装在外壳上时，所述可变形材料和/或耐磨材料与外壳的形状一致。
13.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，其中，
第一外壳端口和第二外壳端口以及相应的第一阀端口和第二阀端口中的每个被构造成使得当阀芯安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面处以及在第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上具有下降式台阶。
14.根据前述权利要求中任一项所述的涡轮机旁通阀，还包括密封部分，所述密封部分形成位于所述外壳和所述阀芯之间以及位于所述第一外壳端口和第二外壳端口之间的密封件，所述密封部分通过所述密封件基本上阻挡位于所述外壳和所述阀芯之间以及位于所述第一外壳端口和第二外壳端口之间的流动路径。
15.一种涡轮机旁通阀芯，所述涡轮机旁通阀芯用于安装至限定有第一外壳端口和第二外壳端口的外壳，所述涡轮机旁通阀芯包括：
第一阀端口和第二阀端口；和
阀构件，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及
其中阀芯被构造成安装到外壳上，使得第一阀端口与第一外壳端口对准，并且第二阀端口与第二外壳端口对准。
16.根据权利要求15所述的涡轮机旁通阀芯，所述涡轮机旁通阀芯用于安装至还限定有第三外壳端口的外壳，其中，
阀芯还包括第三阀端口；以及
在第二位置处，存在位于第一阀端口和第三阀端口之间的流动路径；以及
其中阀芯被构造成安装到外壳上，使得第三阀端口与第三外壳端口对准。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
涡轮机旁通阀芯构造成被由外壳限定的阀腔容纳。
18.根据权利要求17所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
涡轮机旁通阀芯构造成安装到外壳上，所述外壳的外壳端口邻接阀腔。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，其中，阀构件构造成位于阀室内。
20.根据权利要求19所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
在所述第一位置处，位于所述第一阀端口和所述第二阀端口之间的所述流动路径构造成通过所述阀室，并且在所述第二位置处，所述阀构件被构造成基本阻塞通过所述阀室的位于第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
所述涡轮机旁通阀芯是转动阀芯，由此所述阀构件在第一位置和第二位置之间的所述运动是转动。
22.根据权利要求15至21中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，所述涡轮机旁通阀芯构造成安装至外壳，所述外壳形成发动机的涡轮机壳体或排气歧管的一部分，涡轮机旁通阀芯构成该发动机的一部分。
23.根据权利要求15至22中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
涡轮机旁通阀芯包括防转动特征，所述防转动特征构造成当涡轮机旁通阀芯安装到外壳上时防止外壳和涡轮机旁通阀芯之间的相对转动。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
所述外壳包括被构造成在涡轮机旁通阀芯安装到外壳上时接合防转动特征的第二防转动特征。
25.根据权利要求24所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
防转动特征包括突起，所述突起从阀芯向外突出并且被构造为由形成第二防转动特征的一部分的凹部容纳。
26.根据权利要求15至25中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
所述涡轮机旁通阀芯包括支撑所述阀构件的主体，所述主体具有外表面，所述外表面被构造为在所述涡轮机旁通阀芯被安装到外壳上时接触所述外壳，其中外表面由可变形材料和/或耐磨材料形成，当涡轮机旁通阀芯安装到外壳上时，所述可变形材料和/或耐磨材料与外壳的形状一致。
27.根据权利要求15至26中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，其中，
第一阀端口和第二阀端口中的每个被构造成使得当涡轮机旁通阀芯被安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面以及在第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上存在下降式台阶。
28.根据权利要求15至27中任一项所述的涡轮机旁通阀芯，进一步包括密封部分，所述密封部分构造成当涡轮机旁通阀芯安装到外壳上时，产生位于外壳和涡轮机旁通阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的密封件，所述密封部分通过所述密封件基本上阻挡位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的流动路径。
29.一种组装涡轮机旁通阀的方法，所述涡轮机旁通阀包括：
外壳，所述外壳限定有第一外壳端口和第二外壳端口；和
阀芯，所述阀芯包括：
第一阀端口和第二阀端口；和
阀构件，所述阀构件能够在第一位置和第二位置之间运动，在所述第一位置处，存在位于第一阀端口和第二阀端口之间的流动路径，在第二位置处，所述阀构件基本上阻挡位于第一阀端口和第二阀端口之间的所述流动路径；以及
其中，所述方法包括将阀芯安装到外壳上，以使第一阀端口与第一外壳端口对准，并且第二阀端口与第二外壳端口对准。
30.根据权利要求29所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
外壳还限定有第三外壳端口；阀芯还包括第三阀端口；以及在第二位置处，存在位于第一阀端口和第三阀端口之间的流动路径；
其中所述方法还包括：
将阀芯安装在外壳上，使得第三阀端口与第三外壳端口对准。
31.根据权利要求29或30所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
外壳限定容纳阀芯的阀腔。
32.根据权利要求31所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
所述外壳端口邻接所述阀腔。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
阀构件位于阀室内。
34.根据权利要求33所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
在所述第一位置处，位于所述第一阀端口和所述第二阀端口之间的所述流动路径通过所述阀室，并且，在所述第二位置处，所述阀构件基本上阻塞通过所述阀室的位于所述第一阀端口和所述第二阀端口之间的所述流动路径。
35.根据权利要求29至34中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
所述阀是转动阀，由此所述阀构件在第一位置和第二位置之间的所述运动是转动。
36.根据权利要求29至35中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
所述外壳形成发动机的涡轮机壳体或排气歧管的一部分，涡轮机旁通阀形成所述发动机的一部分。
37.根据权利要求29至36中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
阀芯包括防转动特征，所述防转动特征构造成当阀芯安装到外壳上时防止外壳和阀芯之间的相对转动。
38.根据权利要求37所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
所述外壳包括第二防转动特征，并且其中，所述方法包括当阀芯被安装到外壳上时，使所述防转动特征与所述第二防转动特征接合。
39.根据权利要求38所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
所述防转动特征包括从所述阀芯向外突出的突起，并且所述第二防转动特征包括容纳所述突起的凹部。
40.根据权利要求29至39中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
阀芯包括支撑阀构件的主体，所述主体具有由可变形材料和/或耐磨材料形成的外表面；其中所述方法进一步包括当阀芯被安装到外壳上时使所述外表面接触外壳，当阀芯被安装到外壳上时，所述外表面与外壳的形状一致。
41.根据权利要求29至40中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，其中，
当阀芯安装到外壳上时，在第一外壳端口和第一阀端口之间的界面处以及第二外壳端口和第二阀端口之间的界面处在流动方向上具有下降式台阶。
42.根据权利要求29至41中任一项所述的组装涡轮机旁通阀的方法，涡轮机旁通阀进一步包括密封部分；所述方法进一步包括，
由密封部分形成位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的密封件；其中密封部分经由所述密封件基本上阻挡位于外壳和阀芯之间以及位于第一外壳端口和第二外壳端口之间的流动路径。
CN201880054613.XA 2017-08-22 2018-08-22 涡轮机旁通阀 Active CN111033011B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB1713453.7A GB201713453D0 (en) 2017-08-22 2017-08-22 Valve
GB1713453.7 2017-08-22
PCT/GB2018/052381 WO2019038539A1 (en) 2017-08-22 2018-08-22 TURBINE DERIVATION VALVE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111033011A true CN111033011A (zh) 2020-04-17
CN111033011B CN111033011B (zh) 2022-04-19

Family

ID=59996812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880054613.XA Active CN111033011B (zh) 2017-08-22 2018-08-22 涡轮机旁通阀

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11359538B2 (zh)
EP (1) EP3673160A1 (zh)
CN (1) CN111033011B (zh)
GB (1) GB201713453D0 (zh)
WO (1) WO2019038539A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801767C1 (ru) * 2023-03-10 2023-08-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Дисковый переключатель потока жидкости

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK3660290T3 (da) * 2018-11-27 2021-11-01 Akrapovic D D Gasflow- og lydkontrolventil samt udstødningsgassystem

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3484078A (en) * 1966-07-01 1969-12-16 Norman H Haenky Valve
US4138849A (en) * 1977-06-06 1979-02-13 Cummins Engine Company, Inc. Exhaust braking valve
US4177006A (en) * 1977-09-29 1979-12-04 The Garrett Corporation Turbocharger control
US5046317A (en) * 1989-06-09 1991-09-10 Allied-Signal Inc. Wastegate valve for turbocharger
JP2009539018A (ja) * 2006-05-31 2009-11-12 カミンズ・ターボ・テクノロジーズ・リミテッド デュアルウェストゲートを具えたターボチャージャ
EP2143905A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-13 BorgWarner Inc. Valve regulation assembly
CN101849089A (zh) * 2007-09-05 2010-09-29 康明斯涡轮增压技术有限公司 多级涡轮增压器系统
CN102072011A (zh) * 2009-11-21 2011-05-25 康明斯涡轮增压技术有限公司 多级涡轮增压器系统
CN102400818A (zh) * 2010-08-12 2012-04-04 库珀-标准汽车(德国)股份有限公司 致动器以及包括致动器的涡轮增压器的废气再循环阀，废气门或可变截面涡轮装置
DE102011107413A1 (de) * 2011-07-15 2013-01-17 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh Drehschieberventil, insbesondere zum Verbinden eines Abgasturboladers mit einer Brennkraftmaschine, sowie Abgaskrümmerbaugruppe
CN104136734A (zh) * 2012-02-25 2014-11-05 戴姆勒股份公司 废气分配器
CN104854386A (zh) * 2012-12-14 2015-08-19 奥若泰克股份有限公司 带有冲洗作用的截流构件
CN106523137A (zh) * 2016-12-05 2017-03-22 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 带防转结构的旁通阀
US20170082016A1 (en) * 2014-05-09 2017-03-23 Pierburg Gmbh Turbocharger with a waste gate valve
CN106640348A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 长城汽车股份有限公司 增压器废气旁通阀结构和增压器废气旁通阀
CN107002554A (zh) * 2014-12-12 2017-08-01 博格华纳公司 受控于单个致动器的涡轮增压器涡轮级阀

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4245953A (en) * 1979-01-18 1981-01-20 General Motors Corporation Engine turbocharger with cartridge wastegate valve
DE19618160C2 (de) * 1996-05-07 1999-10-21 Daimler Chrysler Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine
US6325049B1 (en) * 1999-06-23 2001-12-04 Siemens Automotive Corporation Fuel injector with orientation feature for orienting injector with respect to the manifold or head
DE10258022A1 (de) * 2002-12-12 2004-06-24 Daimlerchrysler Ag Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader
US10054037B2 (en) * 2009-11-21 2018-08-21 Cummins Turbo Technologies Limited Multi-stage turbocharger system with bypass flowpaths and flow control valve
US9995207B2 (en) * 2009-11-21 2018-06-12 Cummins Turbo Technologies Limited Multi-stage turbocharger system
DE102011014120A1 (de) * 2011-03-15 2012-09-20 Voith Patent Gmbh Vorrichtung zum Einbringen eines Gasstroms
JP6351352B2 (ja) 2014-04-30 2018-07-04 株式会社不二工機 流路切換弁
DE102014015882A1 (de) * 2014-10-27 2016-04-28 Audi Ag Abgasturbolader für eine Brennkraftmaschine sowie Verfahren zum Herstellen eines Abgasturboladers
DE202014009873U1 (de) 2014-12-12 2016-03-17 Borgwarner Inc. Abgasturbolader mit kombinierter Einstelleinrichtung für Bypassventil und Flutenverbindung
US10590838B2 (en) * 2016-02-29 2020-03-17 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Supercharger and internal combustion engine

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3484078A (en) * 1966-07-01 1969-12-16 Norman H Haenky Valve
US4138849A (en) * 1977-06-06 1979-02-13 Cummins Engine Company, Inc. Exhaust braking valve
GB1596670A (en) * 1977-06-06 1981-08-26 Cummins Engine Co Ltd Exhaust braking valve
US4177006A (en) * 1977-09-29 1979-12-04 The Garrett Corporation Turbocharger control
US5046317A (en) * 1989-06-09 1991-09-10 Allied-Signal Inc. Wastegate valve for turbocharger
JP2009539018A (ja) * 2006-05-31 2009-11-12 カミンズ・ターボ・テクノロジーズ・リミテッド デュアルウェストゲートを具えたターボチャージャ
CN101849089A (zh) * 2007-09-05 2010-09-29 康明斯涡轮增压技术有限公司 多级涡轮增压器系统
EP2143905A1 (en) * 2008-07-07 2010-01-13 BorgWarner Inc. Valve regulation assembly
CN102072011A (zh) * 2009-11-21 2011-05-25 康明斯涡轮增压技术有限公司 多级涡轮增压器系统
CN102400818A (zh) * 2010-08-12 2012-04-04 库珀-标准汽车(德国)股份有限公司 致动器以及包括致动器的涡轮增压器的废气再循环阀，废气门或可变截面涡轮装置
DE102011107413A1 (de) * 2011-07-15 2013-01-17 Meta Motoren- Und Energie-Technik Gmbh Drehschieberventil, insbesondere zum Verbinden eines Abgasturboladers mit einer Brennkraftmaschine, sowie Abgaskrümmerbaugruppe
CN104136734A (zh) * 2012-02-25 2014-11-05 戴姆勒股份公司 废气分配器
CN104854386A (zh) * 2012-12-14 2015-08-19 奥若泰克股份有限公司 带有冲洗作用的截流构件
US20170082016A1 (en) * 2014-05-09 2017-03-23 Pierburg Gmbh Turbocharger with a waste gate valve
CN107002554A (zh) * 2014-12-12 2017-08-01 博格华纳公司 受控于单个致动器的涡轮增压器涡轮级阀
CN106640348A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 长城汽车股份有限公司 增压器废气旁通阀结构和增压器废气旁通阀
CN106523137A (zh) * 2016-12-05 2017-03-22 无锡康明斯涡轮增压技术有限公司 带防转结构的旁通阀

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
阎滨: "《病险水库除险加固技术》", 31 May 2016 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801767C1 (ru) * 2023-03-10 2023-08-15 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Дисковый переключатель потока жидкости

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019038539A1 (en) 2019-02-28
GB201713453D0 (en) 2017-10-04
US11359538B2 (en) 2022-06-14
US20200173348A1 (en) 2020-06-04
EP3673160A1 (en) 2020-07-01
CN111033011B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102467417B1 (ko) 가변 압축기 유입구를 갖는 압축기
WO2011074039A1 (ja) ターボチャージャ
US7946116B2 (en) Turbocharger comprising a variable nozzle device
JP4750791B2 (ja) 内燃機関用の排気ガスターボチャージャ
US20080075583A1 (en) Sealing of variable guide vanes
JP5889629B2 (ja) 内燃機関の排気装置
EP1203872A1 (en) Turbocharger having by-pass valve operable to promote rapid catalytic converter light off.
US20010017032A1 (en) Variable-capacity turbine
JP5907298B2 (ja) 内燃機関の排気装置
US7458764B2 (en) Nozzle device for a turbocharger and associated control method
US6599087B2 (en) Actuator shaft seal for variable nozzle turbocharger
JP5527306B2 (ja) 可変容量型ターボチャージャ
CN111033011B (zh) 涡轮机旁通阀
US20170044927A1 (en) Lock-up prevention vane for variable geometry turbocharger
EP3673161B1 (en) Turbine bypass valve
WO2008139130A1 (en) Variable geometry turbine
JP2010270738A (ja) 弁装置、内燃機関、及び弁装置の制御方法
CN217002047U (zh) 涡轮机旁通阀和涡轮增压器
JP2012047090A (ja) 可変ノズル型過給構造
KR20210063917A (ko) 베인 카트리지 장치 및 이를 갖는 터보 차저
CN116357408A (zh) 双涡管涡轮壳体
CN113272540A (zh) 用于内燃机的活门装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant