CN111691969A - 涡轮增压器涡轮机废气门组件 - Google Patents

涡轮增压器涡轮机废气门组件 Download PDF

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Abstract

涡轮增压器涡轮机废气门组件可包括杆，该杆包括开口和两个臂，其中两个臂中的每个均从开口延伸相应长度；以及包括废气门轴联接件的曲柄，其中杆和曲柄通过接收在通道中的销经由臂中的一个可操作地联接。

Description

涡轮增压器涡轮机废气门组件
技术领域
本文公开的主题总体上涉及用于内燃机的涡轮机械，并且尤其涉及涡轮机废气门组件。
背景技术
涡轮机废气门，或简称为“废气门”，通常是可被控制以选择性地允许至少一些排气绕过涡轮机的阀。在排气涡轮机驱动压缩机以用于增加内燃机的进气压力的情况下（例如，在涡轮增压器中），废气门提供了控制增压压力的手段。
所谓的内部废气门至少部分地集成到涡轮机壳体中。内部废气门通常包括挡板阀（例如，塞子）、曲柄臂、轴或棒以及致动器。废气门的塞子通常包括平的盘状表面，该表面抵靠绕排气旁通开口设置的平座（例如，阀座或废气门座）就座，尽管各种塞子可包括延伸到排气旁通开口中（例如，经过废气门座的平面）的突出部分。
在关闭位置，废气门塞应以足够的力抵靠废气门座（例如，座表面）就座，以有效地密封排气旁通开口（例如，以防止排气从高压排气源泄漏到低压区域）。通常，内部废气门被构造成将力从臂传递到塞子（例如，作为两个分开但仍连接的部件）。在发动机运行期间，废气门的负载要求随压力差而变化。高负载要求可能会在废气门的运动学部件中生成高机械应力，这一事实在一些情况下为了满足可靠性水平（例如，按发动机制造商所要求的）导致尺寸显著过大的部件设计。在工作温度和排气脉动水平可能很高的情况下，用于汽油发动机应用的废气门部件的可靠性尤为重要。
本文描述了废气门、废气门组件、废气门部件和与废气门相关的过程的各种示例。
附图说明
当结合附图中所示的示例时，通过参考以下详细描述，可以对本文所述的各种方法、装置、组件、系统、布置等及其等同形式具有更完全的理解，在附图中：
图1A、1B、1C、1D和1E是涡轮增压器和内燃机以及控制器和车辆示例的图示；
图2A和2B是包括废气门的组件的示例的视图，其中图2B示出了沿线A-A的截面图；
图3是包括废气门的组件的示例的视图，以及关于时间的压力曲线图；
图4A和4B是具有轴倾斜并且相对于衬套的孔具有轴线接触的组件的示例的截面图；
图5是组件的示例的视图，该组件包括可操作地联接到涡轮机组件的废气门的致动器；
图6是组件的示例和曲线图的一系列图示；
图7是组件的示例和曲线图的一系列图示；
图8是组件的示例和曲线图的一系列图示；
图9是组件的示例和曲线图的一系列图示；
图10是一系列示例曲线图；
图11是处于各种示例取向的示例组件的一系列图示；
图12是图11的示例组件的视图；
图13A和13B示出了图11的示例组件和另一示例组件；
图14示出了示例组件的视图；
图15示出了图14的示例组件的视图；
图16A、16B、16C和16D示出了图11的示例组件和图14的示例组件的视图；
图17示出了涡轮增压器的示例的透视图；
图18A和18B示出了示例组件的透视图和平面图；
图19A和19B示出了示例组件的侧视图和截面图；
图20A、20B、20C和20D分别示出示例组件的替代布置的透视图、剖视图、剖视图和替代布置的平面图；
图21示出了具有各种力和尺寸的组件的图示的示例；
图22示出了具有各种力和尺寸的组件的图示的示例；
图23示出了具有各种力和尺寸的图21的组件的图示的示例；以及
图24示出了可以作为组件的一部分的多件式杆的示例。
具体实施方式
涡轮增压器经常用于增加内燃机的输出。参考图1A-E，作为示例，系统100可以包括内燃机110和涡轮增压器120。如图1D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位于乘客舱105后面的排气出口109的排气导管103。在图1D的示例中，可提供处理单元107以处理排气（例如，以经由分子的催化转化等减少排放）。
如图1A所示，内燃机110包括发动机缸体118，该发动机缸体118容纳一个或多个燃烧室，该燃烧室可操作地驱动轴112（例如，经由活塞），以及进气口114，其为空气提供了到发动机缸体118的流动路径，以及排气口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可以起到从排气中提取能量并向进气空气提供能量的作用，进气空气可以与燃料组合以形成燃烧气体。如图1E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的压缩机壳体组件124、用于涡轮机叶轮127的涡轮机壳体组件126、另一壳体组件128和排气出口136。壳体128可以被称为中心壳体组件，因为其被设置在压缩机壳体组件124与涡轮机壳体组件126之间。轴122可以是包括多种部件的轴组件。轴122可以由设置在壳体组件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，（多个）轴颈轴承、（多个）滚动元件轴承等）可旋转地支撑，使得涡轮机叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转（例如，如通过轴122可旋转地联接）。作为示例，中心壳体旋转组件（CHRA）可包括压缩机叶轮125、涡轮机叶轮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和壳体组件128之间的轴向位置处的压缩机侧板）。
在图1E的示例中，可变几何形状组件129被示为部分地设置在壳体组件128和壳体组件126之间。此种可变几何形状组件可以包括叶片或其他部件，以改变在涡轮机壳体组件126中通向涡轮机叶轮空间的通道的几何形状。作为示例，可以提供可变几何形状压缩机组件。
在图1E的示例中，废气门阀（或简称为废气门）135定位在涡轮机壳体组件126的排气入口附近。废气门阀135可被控制为允许至少一些排气从排气口116排出以绕过涡轮机叶轮127。各种废气门、废气门部件等可应用于常规的固定喷嘴涡轮机、固定叶片喷嘴涡轮机、可变喷嘴涡轮机、双涡旋涡轮增压器等。
在图1E的示例中，还示出了排气再循环（EGR）导管115，该导管可以可选地设置有例如一个或多个阀117，以允许排气流向压缩机叶轮125上游的位置。
图1B和1C示出了用于使排气流向排气涡轮机壳体组件152的示例布置150（图1B）和用于使排气流向排气涡轮机壳体组件172的另一示例布置170（图1C）。在布置150中，汽缸盖154包括内部的通道156，以将排气从汽缸引导至涡轮机壳体组件152，而在布置170中，歧管176提供了涡轮机壳体组件172的安装，例如，没有排气管的任何单独的中间长度。在示例布置150和170中，涡轮机壳体组件152和172可被构造用于与废气门、可变几何形状组件等一起使用。
在图1E中，控制器190的示例示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。此种控制器可以包括诸如发动机控制单元（ECU）的电路之类的电路。如本文所述，可以可选地例如通过控制逻辑结合控制器来实现各种方法或技术。控制逻辑可以取决于一个或多个发动机工况（例如，涡轮转数、发动机转数、温度、负载、润滑剂、冷却等）。例如，传感器可以经由一个或多个接口196将信息传输到控制器190。控制逻辑可以依赖于此种信息，并且控制器190可以继而输出控制信号以控制发动机运行。控制器190可以被构造成控制润滑剂流量、温度、可变几何形状组件（例如，可变几何形状压缩机或涡轮机）、废气门（例如，经由致动器）、电动机或与发动机、涡轮增压器（或多个涡轮增压器）等相关联的一个或多个其他部件。作为示例，涡轮增压器120可以包括一个或多个致动器和/或一个或多个传感器198，其例如可以联接到控制器190的一个或多个接口196。作为示例，废气门135可以由控制器控制，该控制器包括响应于电信号、压力信号等的致动器。作为示例，用于废气门的致动器可以是机械致动器，例如，无需电力即可运行（例如，考虑被构造成响应经由导管提供的压力信号的机械致动器）。作为示例，用于废气门的致动器可以是电致动器（例如，考虑机电致动器）。
图2A和2B示出了组件200的示例，该组件200包括涡轮机壳体210，该涡轮机壳体210包括凸缘211、孔212、入口管道213、涡轮机叶轮开口214、螺旋壁215、排气出口开口216、护罩壁220、喷嘴221、部分由螺旋壁215形成的蜗壳222、延伸至废气门座226的废气门壁223和排气室230。在图2A和2B的示例中，涡轮机壳体210可以是单件或多件壳体。作为示例，涡轮机壳体210可以是铸造部件（例如，经由砂型铸造或另一铸造工艺形成）。涡轮机壳体210包括各种壁，这些壁可以限定诸如孔212、涡轮机叶轮开口214、排气出口开口216、室230等的特征。特别地，废气门壁223限定了与入口导管213流体连通的废气门通道，其中废气门控制连杆240以及废气门臂和塞子250被构造成用于打开和关闭废气门通道（例如，用于用废气门排气）。
在图2A和2B的示例中，废气门控制连杆240包括被构造成用于由涡轮机壳体210的孔212接收的衬套242、控制臂244和栓246，并且废气门臂和塞子250包括轴252、轴端253、臂254和塞子256。如图所示，衬套242设置在孔212和轴252之间，例如，以支撑轴252的旋转，以密封室230与外部空间，等等。孔212、衬套242和轴252可以各自由一个或多个直径以及一个或多个长度限定。例如，轴252包括直径Ds，孔212包括直径DB，而衬套242包括内径Dbi和外径Dbo。在图2A和2B的示例中，当组装各种部件时，直径可以如下：DB>Dbo>Dbi>Ds。关于长度，轴252的长度超过衬套242的长度，衬套242的长度超过孔212的长度。可以相对于轴的轴线zs、衬套轴线zb和孔轴线zB来限定此类长度。如图所示，衬套242轴向地设置在轴252的肩部和控制连杆240的控制臂244之间。
在图2B的示例中，示出了在衬套242的表面与控制臂244的表面之间的间隙Δz，其允许轴252的轴向移动，例如，有助于塞子256相对于废气门座226的自定心。
作为示例，组件200可以经由凸缘211被装配至内燃机的排气导管或其他部件（例如，参见图1A-E的示例），使得经由入口导管213接收排气，排气被引导至蜗壳222。排气从蜗壳222经由喷嘴221被引导至经由开口214设置在涡轮机壳体210中的涡轮机叶轮，以在部分地由护罩壁220限定的涡轮机叶轮空间中流动和膨胀。然后排气可通过流到室230离开涡轮机叶轮空间，并然后经由排气出口开口216从涡轮机壳体210中排出。
关于用废气门排放，在控制连杆240的致动时（例如，通过联接到栓246的致动器），废气门臂和塞子250可以被转动，使得接收到的排气中的至少一部分可以在由废气门壁223限定的废气门通道中流动，经过废气门座226并进入室230中，而不是通过喷嘴221到达涡轮机叶轮空间。然后，排气的经由废气门排放的部分可以经由排气出口开口216离开涡轮机壳体210（例如，并且传递到车辆的排气系统，被部分再循环，等等）。
作为示例，控制连杆240可以施加力，该力用于在朝着废气门座226的方向上推动塞子256。例如，致动器可以包括施加力的偏置机构（例如，弹簧等），该力可以至少部分地被可控制地克服，以使塞子256旋转离开废气门座226（例如，用于用废气门排放）。作为示例，致动器可以被安装到涡轮增压器（例如，被安装到压缩机组件等）。作为示例，致动器可以是线性致动器，例如，其包括沿着轴线移动的棒。取决于塞子、轴、控制连杆和此种棒的取向，为将塞子保持在关闭位置，棒可以施加向下的力（例如，如图2A和2B的示例中那样远离控制连杆），或棒可以施加向上的力（例如，朝向控制连杆）。例如，在控制连杆240的控制臂244（例如，和栓246）相对于轴252与塞子256在同一“侧”上取向的情况下，向控制臂244施加向下的力（例如，经由栓246）可将塞子256相对于废气门座226保持在关闭位置；然而，在例如塞子和控制臂之间存在大约180度跨度的情况下，施加到控制臂的向上的力可以用于将塞子相对于废气门座保持在关闭位置。
作为示例，致动器的棒可被偏置以在控制连杆上施加力，该力导致控制连杆在塞子（例如，参见塞子256）上施加力，从而使得塞子抵靠废气门座（例如参见废气门座226）落座。在此示例中，致动器可以至少部分地克服使棒偏置的力，使得轴使塞子旋转离开废气门座。例如，在图2A和2B中，为了开始用废气门排放，整个塞子256绕轴252的轴线旋转并且移动离开废气门座226（例如，没有塞子256的任何部分移动到由废气门座226限定的废气门开口中）。作为示例，排气压力可以促进塞子256移动离开。例如，在关闭位置，塞子256经历压力差，其中压力在塞子256下面较高，而在塞子256上面较低。在此示例中，在塞子256下面的压力在被经由控制连杆240施加到塞子256的关闭力抵消的方向起作用（例如，压力差用于将塞子256朝打开位置偏置）。因此，施加到塞子256的关闭力应克服来自塞子256下面的压力。此外，在轴252可能包括一些游隙（例如参见Δz等）的情况下，施加到塞子256的关闭力可引起塞子256相对于废气门座226自定心（例如，以便于密封、避免排气泄漏等）。
在图2B的示例中，孔212、衬套242和轴252的轴线示为对齐的（例如，限定公共轴线），然而，在组装、操作等期间，一些未对齐可能发生。例如，随着时间推移，各个部件（例如，塞子、臂、轴、孔、衬套等）之间的间隙可以改变。可能导致此种变化的力包括空气动力学激励、高温、温度循环（例如，温度<-20摄氏度到>1000摄氏度）、化学侵蚀、摩擦、材料变质等。至少出于上述原因，在排气涡轮机组件的整个使用寿命期间，难以保持废气门开口的有效密封。关于温度，高温下的问题通常包括磨损和功能丧失，并因此导致泄漏、缺乏可控制性或泄漏与不可控制的组合。
作为示例，塞子可包括接触部分和空气动力学部分。例如，塞子可包括：倒圆部分，作为在关闭状态下接触废气门座表面的接触部分；以及空气动力学部分，其在打开状态下相对于废气门座表面限定流动通道。在此示例中，空气动力学部分可以在关闭状态下延伸到废气门通道中（例如，不接触限定废气门通道的表面、废气门座的表面等）。作为示例，在组件中，此塞子可以被构造成相对于废气门座自定心（例如，处于关闭状态）。作为示例，废气门座的表面可以是圆锥形的，这可以促进塞子的接触部分的自定心。作为示例，在废气门轴的组件中可以相对于衬套存在一个或多个间隙，使得废气门轴可以以允许可操作地联接到废气门轴的废气门塞相对于废气门座自定心的方式移动。
图3示出了组件300的示例，该组件300包括废气门臂和塞子350，其不同于图2A和2B的组件200的废气门臂和塞子250。特别地，废气门臂和塞子350包括塞子356，塞子356包括基本上半球形的外壳部分357。
在图3的示例中，组件300包括涡轮机壳体310，该涡轮机壳体310包括安装凸缘311、孔312、入口导管313、涡轮机叶轮开口314、螺旋壁315、排气出口开口316、护罩壁320、喷嘴321、部分由螺旋壁315形成的蜗壳322、废气门壁323，废气门壁323限定（例如，至少部分地）废气门通道325，其中废气门壁323延伸到废气门座326，废气门座326可以是在废气门通道325和排气室330之间的界面。
在图3的示例中，涡轮机壳体310可以是单件或多件壳体。作为示例，涡轮机壳体310可以是铸造部件（例如，经由砂型铸造或其他铸造工艺形成）。涡轮机壳体310包括各种壁，这些壁可以限定诸如孔312、涡轮机叶轮开口314、排气出口开口316、室330等的特征。特别地，废气门壁323至少部分地限定了废气门通道325，其与入口导管313流体连通，其中废气门控制连杆340以及废气门臂和塞子350被构造成用于打开和关闭废气门通道（例如，用于用废气门排气）。
作为示例，组件300可以例如经由凸缘（例如，参见图2A的凸缘211）装配到排气导管或内燃机的其他部件（例如，参见图1A-E的示例），使得排气经由入口导管313被接收，并被引导至蜗壳322。排气从蜗壳322经由喷嘴321被引导至经由开口314设置在涡轮机壳体310中的涡轮机叶轮，以在部分由护罩壁320限定的涡轮机叶轮空间中流动和膨胀。然后排气可以通过流向室330离开涡轮机叶轮空间，然后经由排气出口开口316从涡轮机壳体310中排出。关于用废气门排放，在控制连杆340致动时（例如，通过联接到栓346的致动器），废气门臂和塞子350可以被转动，使得所接收的排气的至少一部分可以在废气门通道325（例如，至少部分地由废气门壁323限定）中流动，经过废气门座326并进入室330中，而不是通过喷嘴321到达涡轮机叶轮空间。然后，排气的经由废气门排放的部分可以经由排气出口开口316离开涡轮机壳体310（例如，并传递到车辆排气系统、部分再循环等）。
在图3的示例中，废气门控制连杆340包括被构造成用于由涡轮机壳体310的孔312接收的衬套342、控制臂344和栓346，并且废气门臂和塞子350包括轴352、轴端353、臂354和塞子356。
图3还示出了废气门通道325的通道压力Pp和室330的室压力Pc的近似压力值对时间的曲线图390。如图所示，当塞子356相对于废气门座326处于关闭取向时，在废气门通道325和室330之间可以存在压力差，其示为ΔP(t)。将压力差施加到塞子356，特别是塞子356的暴露于废气门通道325中的排气的部分。
例如，响应于可操作地连接至一个涡轮增压器（或多个涡轮增压器）的内燃机的进气歧管的歧管压力，塞子356可以从关闭取向（例如，关闭状态）转变到打开取向（例如，打开状态）。作为示例，控制器可以可操作地联接到致动器，其中控制器接收可以对应于歧管压力的信号（例如，直接或间接地），其中，当歧管压力超过设定值时，控制器可以致动致动器，以将塞子356从关闭取向转换到打开取向（例如，关闭状态到打开状态），从而允许排气绕过涡轮增压器涡轮机叶轮，这继而可以减小由涡轮增压器压缩机叶轮输送的增压空气压力。此致动器可以是电动的、机械的、气动的等。可以通过致动器旋转元件、平移元件等来实现转换。此种旋转可以是顺时针或逆时针的，并且此种平移可以向内朝向致动器或向外远离致动器。
如图4A和4B所示，示出了横截面图，其中衬套342可见为设置在孔312和轴352之间，例如，以支撑轴352的旋转、以密封室330与外部空间等（例如，空气空间）。孔312、衬套342和轴352可以各自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，而衬套342包括内径Dbi和外径Dbo。在图4A和4B的示例中，当组装各种部件时，直径可以如下：DB>Dbo>Dbi>Ds。关于长度，轴352的长度超过衬套342的长度，衬套342的长度超过孔312的长度。此类长度可以关于轴的轴线zs，衬套轴线zb和孔轴线zB来限定。
在图4A和4B的视图中，轴352被示为包括轴线zs，该轴线zs可能变得与衬套342的轴线zb不对齐。例如，衬套342可以相对于壳体310的孔312以最小的径向间隙被接收，同时在轴352与衬套342的内表面之间可能存在径向间隙（例如，较大的径向间隙）。以此方式，如图4A所示，轴352可以相对于衬套342的轴线以及例如孔312的轴线倾斜。在图4A的示例中，示出了接触点359-1和359-2，其可以关于轴352的轴线相对于衬套342的轴线的倾斜确定最大未对齐程度。作为示例，此种倾斜可以由倾斜角Δϕ表示。在图4B中，轴352相对于衬套342的轴线和例如孔312的轴线径向地偏移。在图4B的示例中，接触点359-1和359-2示出为在同一条线上，使得沿着轴352的外表面和衬套342的内表面（例如，限定衬套的孔的衬套孔表面）建立线接触。如图4B所示，该偏移被标记为Δzbs，其限制为轴352的外表面的直径和衬套342的内表面的直径之间的径向间隙。此种取向可以被称为无倾斜取向（例如，偏移而不倾斜）。当与图4A的取向相比时，线接触可以帮助在轴352和衬套342之间分配力，因为它可以在轴352和衬套342之间提供更大量的表面接触。
图4A和4B的视图还示出了轴向间隙Δz，其存在于设置在一个轴向位置的衬套342的面向外端部与设置在一个轴向位置的控制臂344的面向内表面之间。在此示例中，轴向间隙可以由这两个轴向位置之间的差限定。如图4A和4B的示例所示，轴352能够轴向移动，其中轴向距离可能部分地受到衬套342的端部的限制，该端部部分地限定了轴向间隙Δz。例如，控制臂344的面向内的表面可以接触衬套342的端部，这继而可以限制轴352的轴向向内移动。
如图4A和4B的示例所示，轴352可以倾斜，可以径向移动并且可以轴向移动，其中此类移动可能受到限制（例如参见Δz、zbs和Δϕ）。作为示例，废气门臂和塞子350可以作用以响应于施加到控制臂344的力（例如，其经由轴352传递到废气门臂和塞子350）而相对于废气门座326自定心。在此示例中，可以发生自定心以用于在允许轴352的轴向和/或角度移动的间隙范围内有效密封废气门。在此示例中，自定心的就座塞子可对应于轴352和衬套342之间的线接触（例如，参见图4B）。
在图4A和4B的示例中，示出了壳体310限定孔312，该孔312可以经由壳体310的孔壁部分。如图所示，孔壁部分可以轴向向外延伸以形成可在增大的直径处的边缘317，因为孔312可以是阶梯孔。例如，孔312被示出为阶梯状以接纳衬套342的边缘345。在图4A和4B的示例中，边缘317被示出为具有比边缘345更小的轴向位置。壳体310的边缘317可以可选地轴向向外延伸等于或大于衬套342的边缘345的距离。
如图4A所示，可以有两个接触点359-1和359-2不对应于线接触，如图4B所示，其中在接触点359-1和359-2之间可以存在接触线。在没有线接触的情况下，在接触点处（小的表面积接触）可能存在力集中，这会增加摩擦和磨损。作为示例，运动学组件可以帮助确保线接触，这可以允许灵活地定位涡轮增压器的废气门组件的一个或多个部件（例如，致动器等）。作为示例，布置可以包括通过拉动来加载，使得致动器施加拉力以关闭废气门，可选地具有死点机构，该死点机构可以允许减少提供给致动器的能量以将废气门保持在关闭位置。例如，考虑旋转致动器，该旋转致动器使联接到连杆的销旋转，其中，旋转致使连杆在组件上拉动以关闭废气门，并且进一步旋转可允许死点状态。虽然提到了旋转致动器，但是可以利用线性致动器。作为示例，用以关闭的拉力可能有助于使废气门操作在物理上更加稳定。虽然提到了用以关闭的拉力，但是作为示例，可以利用关闭的推力。
作为示例，在操作使用期间，各种部件（例如，塞子、臂、轴、孔、衬套等）之间的一个或多个间隙可以改变。可能导致这种变化的力包括空气动力学激励、高温、温度循环（例如，温度<-20摄氏度到>1000摄氏度）、化学侵蚀、摩擦，材料变质等。至少出于上述原因，可能难以在排气涡轮机组件的整个使用寿命内维持废气门开口的有效密封。关于温度，高温下的问题通常包括磨损和功能丧失，并因此导致泄漏、缺乏可控制性或泄漏与不可控制的组合。
图5示出了组件500的示例，其包括致动器501（例如，线性致动器）、致动棒502、致动器连杆503、中心壳体507（例如，用于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509、包括孔512的涡轮机壳体510、螺旋壁515（例如，其部分地限定蜗壳）、排气出口开口516，延伸到废气门座526的废气门壁523，以及排气室530。
在图5的示例中，涡轮机壳体510可以是单件或多件式壳体。作为示例，涡轮机壳体510可以是铸造部件（例如，经由砂型铸造或其他铸造工艺形成）。如图所示，涡轮机壳体510包括各种壁，这些壁可以限定诸如孔512、涡轮机叶轮开口，排气出口开口，室530等的特征。特别地，废气门壁523限定了与入口导管流体连通的废气门通道，其中废气门控制连杆540和废气门轴、臂和塞子单元550被构造成用于打开和关闭废气门通道（例如，用于用废气门排气）。
在图5的示例中，废气门控制连杆540包括构造成用于由涡轮机壳体510的孔512容纳的衬套542、控制臂544和栓546，并且废气门轴、臂和塞子单元550包括轴552、轴端553、臂554和塞子556。如图所示，衬套542设置在孔512和轴552之间，例如以支撑轴552的旋转，以密封室530与外部空间等。孔512、衬套542和轴552可各自由一个或多个直径以及一个或多个长度限定。
作为示例，组件500可以经由凸缘装配至排气管道或内燃机的其他部件（例如，参见图1的示例），使得经由入口管道接收排气，该入口管道可以将排气引导到可以至少部分地由螺旋壁515限定的蜗壳（例如，或多个蜗壳）。作为示例，蜗壳（例如，或多个蜗壳）可以将排气（例如，经由一个或多个喷嘴）引导到设置在涡轮机壳体510中的涡轮机叶轮，其中排气可在部分地由涡轮机壳体510限定的涡轮机叶轮空间中流动和膨胀。然后，排气可通过流到室530离开涡轮机叶轮空间，然后经由排气出口开口516从涡轮机壳体510流出。
关于用废气门排放，在控制连杆540的致动时（例如，通过可操作地联接到栓546的致动器连杆503），废气门轴、臂和塞子单元550可以被转动，使得所接收的排气中的至少一部分可以在由废气门壁523限定的废气门通道中流动，经过废气门座526并进入室530中，而不是通过喷嘴到达涡轮机叶轮空间。然后，排气的经由废气门排放的部分可以经由废气出口开口516离开涡轮机壳体510（例如，并传递到车辆的排气系统、部分再循环等）。
作为示例，控制连杆540可以施加力，该力用于在朝着废气门座526的方向上推动塞子556。例如，致动器501可以包括施加力的偏置机构（例如弹簧等），该力可以至少部分地被可控地克服，用于使塞子556旋转离开废气门座526（例如，用于用废气门排放）。作为示例，致动器501可以被安装到组件500。作为示例，致动器501可以是线性致动器，例如，用于沿着轴线移动棒502。取决于塞子、轴、控制连杆和此棒的取向，为将塞子保持在关闭位置，棒可施加向下的力（例如，如图5的示例所示，远离控制连杆），或棒可施加向上的力（例如，朝控制连杆）。例如，在控制连杆540的控制臂544（例如，以及栓546）相对于轴552与塞子556在同一“侧”上取向的情况下，向控制臂544施加向下的力（例如，经由栓546）可用于将塞子556相对于废气门座526保持在关闭位置；然而，例如在塞子和控制臂之间存在大约180度跨度的情况下，施加到控制臂的向上的力可以用于将塞子相对于废气门座保持在关闭位置。
作为示例，致动器501的棒502可被偏置以在控制连杆540上施加力，该力使控制连杆540在塞子556上施加力，使得塞子556抵靠废气门座526就座。在此示例中，致动器501可以至少部分地克服偏置棒502的力，使得轴552使塞子556旋转离开废气门座。例如，在图5中，为了开始用废气门排放，整个塞子556绕轴552的轴线旋转并远离废气门座526移动（例如，没有塞子556的任何部分移入由废气门座526限定的废气门开口中）。作为示例，排气压力可以促进塞子556的移开。例如，在关闭位置，塞子556经历压力差，其中压力在塞子556下面较高，而在塞子556上面较低。在此示例中，在塞子556下面的压力在被经由控制连杆540施加到塞子556的关闭力抵消的方向起作用（例如，压力差起到将塞子556朝打开位置偏压的作用）。因此，施加到塞子556的关闭力应克服来自塞子556下面的压力。此外，在轴552可能包括一些游隙（例如，轴向游隙等）的情况下，施加到塞子556的关闭力可能导致塞子556相对于废气门座526移动。
图6示出了组件600的示例，该组件600包括在衬套642的孔中的轴652，以及曲线图605，其示出了轴652和衬套642的孔的轴线，其中这些轴线在轴向位置z1和z2处同轴（例如，参见图4A和4B的衬套342和轴352）。
图7示出了组件600的示例以及曲线图705，曲线图705示出了轴652和衬套642的孔的轴线在轴向位置z1和z2处偏移，使得在轴652和衬套642之间存在线接触。
图8示出了组件600的示例以及曲线图805，曲线图805示出了轴652和衬套642的孔的轴线在轴向位置z1和z2处偏移，使得在轴652和衬套642之间存在线接触。
图9示出了组件600的示例以及曲线图905，曲线图905示出了轴652和衬套642的孔的轴线在轴向位置z1和z2处在相反方向上偏移，使得在轴652和衬套642之间没有线接触。
图10示出了线接触1010、无线接触1020、线接触1030和无线接触1040的一系列曲线图。
图11示出了处于打开1102、关闭1104和死点1106取向的组件1100的示例。如图所示，组件1100包括致动器1101（例如，旋转致动器）、连杆1103、废气门座1126、衬套1142、臂1144、将臂1144和连杆1103可操作地联接的销1146、废气门轴1152和废气门塞1156。如图所示，致动器1101的电动机的旋转使连杆1103移动，由此电动机的逆时针旋转使废气门塞1156朝废气门座1126移动。连杆1103可以包括弹簧部件，使得其伸展以达到死点取向1106，由此致动器1101可以处于低功率或无功率状态，同时保持废气门座1126和废气门塞1156的关闭取向。
图12关于曲线图1210示出了组件1100，曲线图1210示出了至少由于连杆1103、臂1144和废气门塞1156相对于衬套1142的孔中的废气门轴1152的布置而缺少线接触。
图13A和13B示出了关于没有线接触和有线接触的布置的示例。在图13B的示例中，臂1144处于与图13A的示例中不同的位置。如图13B所示，表示为L1和L2的尺寸可以相等或不相等，它们对齐或成180度，这可以称为两个臂的臂角度。关于臂的长度，此类长度中的一个或多个可以确定力矩（M）。此种方法可以提供线接触；然而，使臂1144处于图13B所示的位置对于定位致动器1101可能不是最佳的。例如，致动器1101可以安装至压缩机壳体，并且在其位置和/或相对于连杆1103的取向受到限制。因此，在一些情况下，图13B的布置虽然合乎需要，但可能不可行。
关于力矩（M），它可以被定义为对物体施加力时导致其绕特定点或轴线旋转的趋势的度量，该趋势不同于使物体在力的方向上移动或平移的趋势。为了形成力矩，力必须以这样的方式作用在物体上：使得物体开始扭曲（例如弯曲）。当施加力使其不穿过物体的质心时，可能会发生这种情况。力矩可能是由于力不具有直接沿其作用线相等且相反的力所致。例如，考虑两个人从相反侧推动门上的门把手。如果他们两个都以相等的力推动，则处于平衡状态。如果其中一个突然从门跳回，则另一个人的推动将不再有任何反力，并且门将摆动开。在此示例中，仍在推动门的人由于门在距把手一距离处被铰接而产生力矩（例如，门绕由其一个或多个铰链所限定的轴线旋转）。围绕点或轴线作用的力的力矩的大小往往与该力与该点或轴线的距离成正比。力矩（M）可定义为力（F）和力矩臂（L）的乘积。力矩臂或杆臂可以被定义为力的作用线与力矩中心之间的垂直距离（例如，力矩=力x距离或M = F *L）。力矩中心可以是力绕其引起旋转的实际点。它也可以是参考点或参考轴线，可认为力绕该参考点或参考轴线引起旋转。
图14示出了组件1400的示例，该组件1400包括称为杆1440的专用臂，该臂包括延伸部1460（例如，臂或杆臂）。如图所示，延伸部1460包括通道1468，通道1468接收作为曲柄1480的一部分的销1482。此外，杆1440被构造成在衬套1142处于固定位置的情况下围绕衬套1142旋转。在图14的示例中，可以在允许销1146的期望位置以可操作地联接连杆1103的同时保持线接触。示出了各种力箭头，尽管长度不一定与力对应（例如，参见图21和22的描述）。
图15示出了组件1400，其中曲柄1480包括联接件1490，该联接件1490连接到废气门轴，使得曲柄1480可以使废气门轴旋转。在图15中，示出了四个轴线AO、A1、A2和A3、其中AO是由开口1444限定的轴线，其中A1是联接件1490的与废气门轴的旋转轴线对应的轴线，其中A2是销1146或到致动器的连杆的其他旋转联接件的轴线，并且A3是销1482或杆的臂的其他可动联接件的轴线。在图15的示例中，轴线AO和A1基本对齐。
如图15所示，组件1400包括具有直径dL的开口1444。在图15的示例中，销1146可以由直径限定，并且接纳销1146的开口可以由直径限定。如图15的示例所示，销1482可以由直径限定，并且通道1468可以由接纳销1482的直径的通道宽度限定。通道1468可以由通道长度限定，该通道长度可以沿着尺寸L2。在图15的示例中，尺寸L1和L2可以限定相对于直径dL的尺寸。例如，延伸部1460可以是从开口1444的周边延伸一定距离的臂，该开口1444的周边在直径dL处，并且轴线A2可以限定从开口1444的周边延伸一定距离的臂，该开口1444的周边在直径dL处。
作为示例，组件1400的一个或多个部分可以通过x，y平面中的尺寸以及正交于x，y平面的z方向上的尺寸来定义（请参见x，y和z坐标系，其中z轴从x，y平面向外指向）。如图所示，可以利用笛卡尔坐标系来描述组件的一个或多个特征，其中，例如，轴线可以与组件的尺寸基本对齐。如图15所示，轴线A1可以与由开口1444限定的轴线AO基本对齐；注意，在操作中，轴线A1可以相对于由开口1444限定的轴线AO偏移，以这样的方式使得提供线接触。
作为示例，曲柄1480可以是弹性的。例如，曲柄1480可以是弹簧构件，使得在图11的关闭取向1104中，致动器1101可以移动至死点取向1106，而在连杆1103中没有弹簧。例如，曲柄1480可以允许销1146响应致动器1101的电动机在逆时针方向上旋转而向上移动（如图11的示例所示），同时使废气门塞相对于废气门座保持在关闭取向。在此示例中，销1482可以向上移动，同时联接件1490保持静止并且曲柄1480稍微弯曲。当组件处于死点取向1106时，曲柄1480可以保持稍微弯曲。如上所述，此布置可以减轻连杆1103中对弹簧的需要；然而，布置可以在连杆1103中既包括弹性曲柄又包括弹簧。作为示例，曲柄可以是弹性的和/或包括弹簧，该弹簧偏置抵靠着曲柄可操作地联接到的杆。在此示例中，组件可以被称为内部弹性的或包括内部弹簧。
如图15所示，组件1400可以是涡轮增压器涡轮机废气门组件，该组件包括：杆1440，所述杆1440包括开口1444和两个臂，如可由各种轴线限定的，其中，两个臂中的每个从该开口延伸相应的长度；以及曲柄1480，其包括作为废气门轴联接件的联接件1490，其中杆1440和曲柄1480经由延伸部1460（其是杆1440的臂中的一个）通过接纳在通道1468中的销1482可操作地联接。
图16A、16B、16C和16D示出了将臂1144与组件1400进行比较的各种示例，其中组件1400可以促进线接触。
图17示出了涡轮增压器1700的示例，该涡轮增压器1700包括中心壳体1707、压缩机壳体1709和涡轮机壳体1710，其中组件1800可操作地联接到废气门1902。涡轮增压器1700可以包括图5的涡轮增压器500的一个或多个特征等。作为示例，涡轮增压器1700可以包括可操作地联接到组件1800的致动器，其可以是旋转致动器、线性致动器或其他类型的致动器。
图18A和18B分别示出了组件1800的示例的透视图和平面图。示出了在x，y和z坐标轴中的笛卡尔坐标系；注意，可以相对于该坐标系描述组件1800的一个或多个特征，并且可以相对于一个或多个其他坐标系描述一个或多个特征，例如，可在轴线A1、A2、A3、A4等的一个或多个上定心的一个或多个圆柱坐标系。
在所示的示例中，组件1800包括具有开口1844的杆1840、设置在开口1844中的垫圈1845、链接件1870、可操作地将杆1840和链接1870联接的销1872、可操作地将链接件1870与连杆联接的销1876、曲柄1880与可操作地将杆1840与曲柄1880联接的销1882。如图18A和18B的示例所示，尺寸L1和L2由轴线A1和A3以及A1和A2分别限定，并且限定臂角度为180度。作为示例，在操作期间，轴线A1可以相对于由开口1844限定的轴线AO移位，使得臂角度稍微偏离180度。例如，考虑图8，其中废气门轴652的轴线被示出为与衬套642的孔的轴线发生位移。如果在+y方向上向上位移，则该角度可以大于180度；而如果在-y方向上向下位移，则该角度可以小于180度；注意组件1800可以允许曲柄1880在+x方向和-x方向上移动（例如，由于销1882可以在通道1868中平移）。
作为示例，杆1840可以是平面的或包括一个或多个平面部分。作为示例，链接件1870可以是平面的或包括一个或多个平面部分。作为示例，曲柄1880可以是平面的或包括一个或多个平面部分。作为示例，杆1840和曲柄1880可以是平面的并且彼此平行。作为示例，废气门轴的旋转轴线可以垂直于由平面杆限定的平面。例如，在r，Θ，z圆柱坐标系中，杆1840可以相对于废气门轴的旋转z轴线在r，Θ平面中。在此示例中，曲柄1880可以在与杆1840的平面偏移的不同的r，Θ平面中。作为示例，销1882可以平行于废气门轴的旋转z轴线并且垂直于杆1840的平面并垂直于曲柄1880的平面。
在所示的示例中，杆1840包括延伸部1860，其包括给予延伸部1860叉形形状的通道1868，其中销1882被接纳在通道1868中。因此，杆1840绕由开口1844限定的轴线的旋转将使曲柄1880旋转。由于曲柄1880可以经由夹具1890可操作地联接到废气门轴，因此曲柄1880的旋转可以引起废气门轴旋转，这可以例如引起废气门塞相对于废气门座从关闭取向转变为打开取向，或者相对于废气门座从打开取向转变为关闭取向。在所示的示例中，锁定部件1892可以将夹具1890锁定到废气门轴；然而，在没有曲柄1880（例如，或曲柄1880被锁定）的情况下，杆1840可以旋转而不会引起废气门轴的旋转。例如，垫圈1845可以围绕衬套的外表面设置，使得在杆1840和衬套之间没有直接接触，并且其中杆1840和垫圈1845可以由合适的、可选地不同的材料制成，使得垫圈1845的磨损不会影响杆1840。作为示例，垫圈1845相对于衬套是可选择的和/或可更换的（例如，在磨损后）。作为示例，锁定部件1892可以是包括螺纹的螺栓，其中夹具1890包括螺纹孔，使得螺栓的转动可以引起夹具1890围绕废气门轴的一部分紧固。作为示例，夹具可以包括夹子，夹子可以使夹具围绕废气门轴的一部分紧固。
作为示例，垫圈1845可以由不影响衬套的材料制成，使得衬套不太可能由于垫圈1845和/或杆1840的旋转而磨损或以其他方式损坏。作为示例，垫圈1845可以过盈配合到杆1840的开口1844中，以使垫圈1845随杆1840旋转。垫圈1845可以具有能够承受与涡轮增压器的排气涡轮的操作相关的操作热量的材料和/或表面处理。可以选择垫圈1845的材料和/或形状以考虑热膨胀和收缩。这种方法可以在衬套的外表面处具有最小摩擦力的情况下提供杆1840的旋转。
作为示例，垫圈1845可以被定位和/或成形为在杆1840的表面和曲柄1880的表面之间提供间隙。例如，垫圈1845可以包括相对于杆1840的表面被抬高的表面，使得曲柄1880与杆1840之间存在间隙，在该间隙处曲柄1880可以接触或可以不接触垫圈1845。作为示例，垫圈1845的侧表面可以被抛光或以其他方式加工使得可减少在曲柄1880和垫圈1845之间可能存在接触的地方的摩擦。
在图18A和18B的示例中，四个轴线被标记为A1、A2、A3和A4。作为示例，轴线A1和A2可以彼此平行，并且轴线A3和A4可以彼此平行。作为示例，A1、A2、A3和A4可以彼此平行。
如图所示，轴线A1对应于废气门轴的旋转轴线，该废气门轴可以使用曲柄1880的夹具1890夹紧，其中废气门轴轴线可以与由垫圈1845限定的轴线稍微偏移，垫圈1845可以与衬套的圆柱形外表面同心。例如，组件1800可以有效地允许废气门轴轴线相对于衬套的衬套孔轴线以一致的偏移定位，以提供在废气门轴的外表面与衬套的内表面之间的线接触，衬套的内表面限定了衬套孔并因此限定了衬套孔轴线。
在图18A和18B的示例中，可以通过将曲柄1880的夹具1890夹紧到废气门轴来使用曲柄1880固定组件1800。在此布置中，从曲柄1880轴向向内定位的杆1840可被轴向约束，使得垫圈1845被保持在衬套的圆周周围。在此示例中，杆1840不具有掉落的风险。此外，夹具1890在废气门轴上的夹紧力可足以承受可经由链接件1870（例如，经由致动器，其经由连杆可操作地联接到销1876）施加到杆1840的力。
如图18A和18B所示，轴线A2对应于销1882，其坐置于曲柄1880的孔1881中，其中销1882延伸到杆1840的延伸部1860的通道1868中。销1882可以是圆柱形的，或者以其他方式形成有一个或多个适于与限定通道1868的相对壁接触的表面。圆柱形表面可以以最小的摩擦提供合适的接触，并例如，允许曲柄1880的纵向轴线从通道1868的纵向轴线偏移。在此示例中，曲柄1880的纵向轴线可以由穿过轴线A1和A2的线限定，而通道1868的纵向轴线可以由在通道1868的相对壁中间设置的线限定。如上所述，曲柄1880允许废气门轴通过线接触定位在衬套孔中。在此布置中，轴线A1可以与由垫圈1845或杆1840的开口1844限定的轴线偏移。可以理解的是，在存在偏移的情况下，曲柄1880的纵向轴线可以不平行于通道1868的纵向轴线。例如，在图18B中，轴线A1可以是偏移的，使得废气门轴与衬套孔不同心，而是与衬套孔偏心以产生线接触。在销1882在通道1868中为圆柱形的情况下，曲柄1880可旋转使得其纵向轴线与通道1868的纵向轴线不同。
关于轴线A3，其可以由销1872限定，该销1872可以设置在链接件1870的孔1871中并延伸到杆1840的对应孔中。作为示例，限定在轴线A3和A4之间的链接件1870的纵向轴线可以相对于杆1840的纵向轴线是可调节的，该杆1840的纵向轴线可以由通道1868或例如穿过轴线A2和A3的线或例如穿过垫圈1845的轴线和轴线A3的线限定。关于链接件1870相对于杆1840是可调节的，考虑销1872与链接件1872和杆1840的齿接合，或者例如考虑可用于以固定的方式夹紧链接件1870和杆1840的带螺纹的螺栓和螺母布置。
关于轴线A4，其可以对应于可操作地联接到致动器的连杆的可枢转轴线。作为示例，连杆可包括装配在销1876周围的孔，其中连杆可具有纵向轴线，其中致动器沿纵向轴线平移连杆。例如，在销1876上的推动动作可以使杆1840顺时针旋转，而销1876的拉动动作可以使杆1840逆时针旋转。在此示例中，顺时针旋转可引起通道1868的一个壁接触销1882；而逆时针旋转可引起通道1868的相对壁接触销1882。
如图18A和18B所示，组件1800可以是涡轮增压器涡轮机废气门组件，其包括：杆1840，该杆1840包括开口1844和两个臂，如可由各个轴线限定的，其中两个臂中的每个臂从开口1844开始延伸各自的长度；和曲柄1880，该曲柄1880包括夹具1890作为废气门轴联接件的联接件，其中通过被接收在通道1868中的销1882，杆1840和曲柄1880通过延伸部1860可操作地联接，该延伸部是杆1840的臂中的一个。
作为示例，组件可以以引入最小摩擦力的方式构造，并且可以以提供废气门轴相对于衬套的更最佳对齐的方式可操作地联接到废气门。此方法可以帮助减少致动器负载，使致动器负载相对于时间更一致，减少连杆负载，使连杆负载相对于时间更一致等。尽管诸如组件1800的组件可引入额外部件并且可引入稍微更多质量，但负载的减少以及操作一致性的提高可胜过这些顾虑。此外，诸如组件1800的组件可以在定位发动机舱中的部件方面提供更大的灵活性。例如，倘若组件是可调节的，连杆和/或致动器的位置可以更加灵活。
图19A和19B示出了包括组件1800的废气门组件1900的示例的侧视图和截面图。如图所示，废气门组件1900包括废气门1902，其中废气门1902包括废气门轴1952、从废气门轴1952延伸的废气门臂1954和从废气门臂1954延伸的废气门塞1956（也参见图17）。废气门1902在侧视图中基本上是L形的，其可以被称为曲棍球棒形状。废气门塞1956可以限定可以相对于接触部分的平面，该接触部分接触平面的废气门座以关闭废气门通道的废气门开口。废气门轴1952绕其旋转轴线的旋转引起废气门塞1956的平面移动到例如不同的Q角度，如可在圆柱坐标系中限定的，其中z轴由废气门轴1952的旋转轴线限定，其中角度包括与废气门1902的关闭取向对应的角度和与废气门1902的多个打开取向对应的角度。作为示例，可以将0度角度分配给废气门1902的关闭取向，使得非零度角度（例如正或负）对应于废气门1902的打开取向。在图19A和19B的示例中，使用图18B的平面图作为参考，废气门1902的打开取向具有负的非零度角度，使得从关闭取向到打开取向的转换是顺时针的（CW），并且从打开取向到关闭取向的转换是逆时针的（CCW）。在此布置中，在链接件1870上的拉力关闭废气门1902，而在链接件1870上的推力打开废气门1902，这可以称为拉动以关闭和推动以打开。作为示例，组件可以以推动以关闭和拉动以打开的构造布置。
在图19A和19B的示例中，组件1900包括衬套1942，其中废气门轴1952被衬套1942的孔接纳。如所解释的，衬套，诸如衬套1942，可以至少部分设置在壳体（诸如涡轮机壳体）的孔中，该壳体包括废气门座。如图所示，废气门轴1952可包括端部1953和肩部1955，其中端部1953的直径可小于废气门轴1952的设置在衬套1942中的一部分的直径，并且其中肩部1955可径向向外阶跃到大于废气门轴1952的设置在衬套1942中的部分的直径。如图所示，曲柄1880的夹具1890被夹紧到端部1953，并且肩部1955可以抵靠在衬套1942的端面。作为示例，废气门1902和曲柄1880可轴向移动，其中曲柄1880可向内限制移动，并且其中肩部1955可限制向外移动。在此示例中，销1882可以轴向地固定在曲柄1880的孔1881中，并且相对于杆1840的通道1868轴向地移动。在此示例中，销1882具有足够长的轴向长度，以在操作期间不会从杆1840的通道1868移开。
作为示例，曲柄1880可以邻接垫圈1845和/或杆1840以限制轴向向内移动，并且肩部1855可以邻接衬套1942的端面以限制轴向向外移动。可以通过将曲柄1880的夹具1890夹紧到废气门轴1952的端部1953来限定轴向间隙。如图所示，轴向间隙倾向于相对较小（例如，小于几毫米、小于一毫米等）。此轴向间隙可以解决热效应，使得部件不粘结，并且可以在尺寸上受到限制以帮助减少从内部排气空间到外部环境空间的排气泄漏。
如图19A和19B的示例所示，与衬套1942的至少部分设置在壳体孔中的部分相比，衬套1942包括具有增大的外径的边缘1945，其中垫圈1845围绕边缘1945设置。
作为示例，垫圈1945的尺寸可以被设定为坐置在边缘1945上，使得其不能轴向向内移动。作为示例，垫圈1945可用于将杆1840例如定位在相对于衬套1942和/或壳体的期望轴向位置处。如上所述，一旦被夹紧到废气门轴1952，曲柄1880就可以限制杆1840的轴向向外移动，例如，以将杆1840固定在壳体和曲柄1880之间。如上所述，杆1840可以绕衬套1942旋转，其中，在图19A和图19B的示例中，此旋转围绕衬套1942的边缘1945。
如图19A和19B的示例所示，组件1800可以是多平面的，其中由杆1840限定的一个平面绕着衬套1942的边缘1945旋转，并且由曲柄1880限定的另一平面偏移并且平行于由杆1840限定的平面，并且当曲柄1880固定到废气门轴1952的端部1953时与废气门轴1952一起旋转。如所解释的，杆1840和曲柄1880可以经由销1882的固定在曲柄1880的孔1881中的一部分和销1882的接纳在杆1840的延伸部1860的通道1868中的另一部分可操作地彼此联接。
图20A和20B分别示出了涡轮增压器1700的一部分的透视图和图17的涡轮增压器1700的一部分的剖视图，其中涡轮机壳体1710包括孔1712和废气门座1726。如图所示，衬套1942至少部分地由孔1712容纳，并且废气门塞1756与废气门座1726接触（例如，关闭取向）。在图20A中，压缩机壳体1709被示为包括可用于安装致动器（例如，线性、旋转致动器等）的支架。可将致动器安装到压缩机壳体1709的支架，以将致动器定位在距涡轮机壳体1710一定距离处，以减少致动器暴露于涡轮机壳体1710的热能和高温。
在图20A和20B的示例中，杆1840限定围绕衬套1942的边缘1945的平面，杆1840可以在该平面中旋转，并且曲柄1880限定围绕废气门轴1952的端部1953的平面，曲柄1880可以在该平面中旋转。如所解释的，组件1800可以在废气门轴1952的外表面和衬套1942的内表面之间提供线接触，该衬套1942的内表面限定衬套1942的孔。
图20C示出了布置的示例，其中杆1840包括围绕壳体1710的边缘1717（还参见例如图4A和4B以及边缘317）设置的开口1844。在此示例中，垫圈1847可以在开口1844中并且围绕边缘1717设置，其可以是类似于垫圈1845的垫圈。在图20C的示例中，示出了垫圈1845，其可以用于一个或多个目的，诸如，例如，将衬套1842装配到壳体1710的孔1712中，在衬套1842和壳体1710之间提供额外的密封，为壳体1710的边缘1717提供额外的支撑（例如，用于承载力等）。作为示例，杆1840可以可选地在没有一个或多个垫圈的情况下使用（例如，考虑与衬套直接接触、与壳体直接接触等）。
图20D示出了布置的示例，其中，杆1840包括延伸部1860作为带有销1862的杆1840的两个臂中的一个，并且其中曲柄1880包括可接纳销1862的通道1888。在此示例中，曲柄1880可移动以提供废气门轴1952的废气门轴轴线相对于衬套1942的衬套孔的衬套孔轴线的位移，其中，此位移允许废气门轴1952的外表面和衬套1942的衬套孔的表面之间的线接触。
图21示出了具有各种力箭头和尺寸的组件2100的图解示例。如图21所示，力F1由致动器施加为拉力，其中具有尺寸为L1和L2的臂的杆2140围绕衬套旋转并且将力F4施加到衬套。如图所示，曲柄2180经由销而可操作地联接到杆2140，该销部分地被杆2140的臂中的一个（例如，杆的延伸部）的通道接收。力F2和F3是在销和杆2140的该臂的通道的一个壁之间的作用力/反作用力。另一个力箭头示出了施加到废气门的废气门塞的空气动力，其中废气门包括废气门轴，其至少部分地设置在衬套中并且可操作地联接到曲柄2180。在图21的示例中，组件2100提供废气门轴与衬套的孔之间的线接触。在图21的示例中，致动器可以拉动杆臂L1，使得杆臂L2推动以关闭废气门塞。此种关闭废气门的方法可以称为推拉运动学。
在图21中，F1是致动器力，该致动器力在杆2140上产生力矩M1（M1 = F1 * L1），其中M1作为力F2（F2 = M1/L2）传递到曲柄2180，并且其中力F3作用在曲柄2180上且等于力F2。力F4是来自衬套的反作用力，其由壳体承载，其中F4是F1和F2之和。如图所示，力F4与F1和F2的方向相反。空气力和力F3彼此平行。力F1和F2作用在杆2140上，而力F3作用在曲柄2180上。
图22示出了具有各种力箭头和尺寸的组件2200的图解示例。如图22所示，力F1由致动器施加为拉力，其中具有尺寸为L1和L2的臂的杆2240绕着衬套旋转并且向衬套施加力F4。如图所示，曲柄2280经由销而可操作地联接到杆2240，该销部分地被杆2240的臂中的一个（例如，杆的延伸部）的通道接收。力F2和F3是在销与杆2240的该臂的通道的一个壁之间的作用力/反作用力。另一个力箭头示出了施加到废气门的废气门塞的空气动力，其中废气门包括废气门轴，其至少部分地设置在衬套中并且可操作地联接到曲柄2280。在图22的示例中，组件2200在废气门轴与衬套的孔之间提供线接触。在图22的示例中，致动器可以拉动杆臂L1，使得杆臂L2推动以关闭废气门塞。此种关闭废气门的方法可以称为推拉运动学。
在图22中，F1是致动器力，该致动器力在杆2240上产生力矩M1（M1 = F1 * L1），其中M1作为力F2（F2 = M1/L2）传递到曲柄2280，并且其中力F3作用在曲柄2280上且等于力F2。力F4是来自衬套的反作用力，其由壳体承载，其中F4是F1和F2之和。如图22所示，力F4的方向取决于F1和F2的方向。空气力和力F3彼此平行。力F1和F2作用在杆2240上，而力F3作用在曲柄2280上。与图21的示例相对比，致动器位置不同，使得力F4被改变，该力F4是由衬套和壳体承载的力。作为示例，壳体可以包括边缘，使得杆2240绕壳体的边缘旋转。
如图21和22所示，在仍然提供废气门轴和衬套孔的线接触的同时，可以改变致动器位置（例如，连杆等）。关于致动器位置的此种灵活性在发动机舱方面、关于涡轮增压器设计（例如致动器的安装）等可以是有益的。
在图22的示例中，当与图21的示例相比时，可能会增加致动器施加的力。例如，当L1和L2之间的角度减小到小于180度或增大到大于180度时，关闭力可以增大。换句话说，关于杆2140的杆臂，在180度处所需的施加力可以是最小量。
参考图21和22的示例组件2100和2200，考虑相同的曲柄和杆臂长度以具有相同的转矩并且没有摩擦，使得可以存在四种情况：
（i）棒力=空气力，废气门没有移动；
（ii）棒力>空气力，废气门关闭直到其稳定点棒力=空气力，或者其完全关闭并接触废气门座；
（iii）棒力<空气力，废气门打开直到其稳定点，其中棒力=空气力；以及
（iv）废气门关闭并且废气门塞与废气门座接触，没有移动，因此关于棒力等于空气力和来自废气门座的反作用力之和也存在平衡（例如，来自致动器的额外力在与空气力相同的方向上传递到来自废气门座的反作用）。
考虑示例，在该示例中，希望将废气门保持在10 mm的致动行程位置，该行程从致动器施加10 N以将其保持在期望的位置。在此示例中，如果施加的力为15 N，则废气门将移动到5 mm的致动器行程位置并停止。在此示例中，空气载荷正在改变，并且致动器对此做出反应，并且正在减小/增大力以保持期望的位置。在此示例中，致动器力和空气力之间仍将存在平衡。
在图22的示例中，杆2240的尺寸为L1和L2的这些臂可以由臂角度限定。作为示例，组件可具有固定的或可调整的臂角度。例如，固定的臂角度可以是用于涡轮增压器在发动机舱中的特殊安装，其中臂角度提供致动器和连杆到该组件的有利构造。至于可调整的臂角度，杆可以是多件式杆，其中例如在涡轮增压器安装期间可设定臂角度。
图23示出了具有力F1的不同角度的图21的组件2100的示例。示出了各种尺寸，包括：x1、y1、x4、y2、a、b和c。在所示示例中，x1等于x4（假设无摩擦），以平衡x方向上的“平移”力；然而，由于x1和x4被施加到杆2140的开口（例如，与轴线相对的开口的周边），所以它们将不会对齐并且因此将施加小的旋转力（例如，在顺时针方向上）。该旋转力可以与y1方向上的附加力平衡。如图所示，y2将可能不等于y1，因为旋转力要绕任一点平衡。使用标记为“P”的点，考虑顺时针转矩等于（y2 * a）+（x1 * c）并且逆时针转矩等于（y1 * b），使得点P处的平衡表示：（y2 * a）+（x1 * c）=（y1 * b）。例如，考虑分配的长度尺寸，其中y1 = b =4，y2 = 3，a = 4，x1 = 2和c = 2使得（3 * 4）+（2 * 2）=（4 * 4）= 16。
如关于图23的示例所解释的，y2（例如F2）可以等于且与施加到曲柄2180的力（例如F3）相反，并且在与空气力（例如“Aero”）平行的期望方向上施加到废气门塞的面。图23的示例示出了关于与杆2140的臂链接的致动器的连杆的对齐存在一些灵活性。
如图23的示例所示，y2（例如F2）等于由曲柄2180施加到杆2140的力，该力在期望的方向上施加反力（例如F3）以抵抗废气门上的空气力。如所解释的，补偿力可以在不同的方向上；然而，这是可以接受的，因为此种力（例如F4）可以通过衬套和/或壳体而不是废气门轴来承载。如所解释的，在图23中，理论上，只有到各自销的杆臂长度相同时，y1才等于y2。如果杆臂的长度不同，则y1和y2将调节以平衡施加到杆2140的旋转转矩。作为示例，关于尺寸和力的类似于图23的分析可以应用于本文所述的组件的一个或多个其他示例。
图24示出了具有件2440-1和2440-2的多件式杆的示例，其中件2440-1和2440-2中的每个都包括用于设置被定义为α的期望的臂角度的特征。如图所示，每个臂可以包括一系列开口，其中一个或多个栓2349-1和2349-2可以接纳在成对的开口中以设置期望的臂角度。作为示例，栓2449-1和2449-2可以是带螺纹的，其中至少一组开口也带有螺纹（例如，部件2440-2（如果在底部上）或部件2440-1（如果在底部上）），或者例如，栓2449-1和2449-2可以过盈配合和/或焊接以设置期望的臂角度。在此种方法中，可以将臂角度定制为特定的安装。尽管在图24中示出了用于调节的特定特征，但是可以利用一个或多个其他特征。例如，考虑锁定环，其可以夹紧件2440-1和2440-2，同时为边缘（诸如衬套边缘或壳体边缘）限定开口。此锁定环可以包括两个件，这两个件例如经由（例如，公件和母件的）匹配螺纹用作夹具。作为示例，锁定环可提供无限数量的臂角度。作为示例，曲柄可以具有固定长度，或可以是长度可调的曲柄，例如，考虑带有锁定机构（诸如销、螺栓等）的伸缩曲柄。作为示例，曲柄长度可以从多个不同的曲柄中选择或经由可调节的曲柄选择以提供期望的臂长度。作为示例，杆可包括可调节销以提供期望的臂长度。例如，考虑图20C的销1862是可调节的。在此示例中，杆1860的延伸部1860可以包括一系列开口，其中销1862可插入开口中的一个中以设置期望的臂长度。
作为示例，一件或多件可以来自毛坯（例如毛坯条）。作为示例，一件或多件可以是铸造的（例如，由可在冷却时硬化的熔融材料）。作为示例，件的构造材料可以是金属。作为示例，件的构造材料可以是合金。作为示例，可以基于操作条件（例如，排气涡轮机的操作条件）以及例如焊接到另一件的能力来选择材料（例如，金属、合金等）。作为示例，单元可以由高温金属和/或高温合金形成。作为示例，件可以由合金诸如NiCrFe基合金（例如，HASTALLOYTM材料、INCONELTM材料等）或另一种合金形成。作为示例，件可以由不锈钢或另一种类型的钢形成。作为示例，垫圈可以由诸如金属、合金、陶瓷、复合材料等的材料制成。作为示例，垫圈可以被构造为整个环或例如开口环，使得其直径可以在施加力时减小以适合在开口内并且其中开口环施加力以保持其在开口中的位置（例如，考虑用于开口环垫圈的活塞环类型的构造）。作为示例，杆可包括可接纳垫圈的垫圈座。作为示例，衬套或壳体可包括可接纳垫圈的座。例如，垫圈可装配到杆、衬套或壳体。
作为示例，涡轮增压器涡轮机废气门组件可包括杆，该杆包括开口和两个臂，其中两个臂中的每个从开口延伸相应的长度；以及包括废气门轴联接件的曲柄，其中杆和曲柄通过接收在通道中的销经由臂中的一个可操作地联接。在此示例中，臂可以从开口延伸以形成180度的角度。作为示例，该角度可以是臂角度，该臂角度由开口的轴线和通道中的销的轴线以及由将杆可操作地联接到致动器的连杆的销的轴线限定。作为示例，臂角度可以替代的方式由曲柄的废气门轴联接件的轴线而不是开口的轴线限定，其中在操作期间，废气门轴联接件的轴线可以从开口的轴线移位，以在联接到废气门轴联接件的废气门轴与设置在涡轮增压器的涡轮机壳体的孔中的衬套的孔之间提供线接触。
作为示例，杆可以包括从杆的开口延伸以形成非180度的角度的臂。例如，与图18的杆1840（杆1840的臂角度为180度）相对比，考虑图14的杆1440（除了180度以外的杆1440的臂角度）。
作为示例，曲柄可以包括销，并且杆的两个臂中的一个可以包括通道（例如，参见图18A和18B）。作为示例，曲柄可以包括通道，并且杆的两个臂中的一个可以包括销（参见例如图20D）。
作为示例，杆可包括两个臂，其中臂中的一个可操作地联接到曲柄，并且两个臂中的另一个可操作地联接到废气门致动器的连杆。
作为示例，组件可包括衬套，其中杆的开口的直径大于衬套的直径（例如，参见图20B）。作为示例，组件可包括涡轮机壳体，该涡轮机壳体包括围绕可接收衬套的孔的边缘，其中杆的开口的直径大于边缘的直径（参见例如图20C）。作为示例，杆可以围绕衬套（例如，衬套的边缘）和/或围绕涡轮机壳体的一部分（例如，涡轮机壳体的边缘）旋转。
作为示例，组件可包括涡轮机壳体，其中杆的开口的直径大于涡轮机壳体的孔壁的外径。在此示例中，涡轮机壳体的孔壁可以以这样的方式凹进和/或延长，使得杆的开口可以容纳孔壁的一部分，可选地在其之间设置有垫圈。作为示例，垫圈可以是细长的垫圈，其可以包括圆柱形状，可选地具有L形的横截面轮廓，使得垫圈的一部分被接纳在杆的开口中，而垫圈的另一部分接纳在涡轮机壳体的衬套的一部分或孔壁的一部分周围。在此示例中，垫圈的所述部分可以相对于垫圈的纵向轴线偏移。此种方法可以提供将杆定位在与衬套的边缘、涡轮机壳体的边缘等的平面不同的平面中。
作为示例，杆可以围绕壳体的孔壁的外径旋转，杆可以围绕壳体的边缘的外径旋转和/或杆可以围绕衬套的外径旋转。
作为示例，组件可以包括设置在杆的开口中的垫圈。
作为示例，杆可以限定杆平面，并且曲柄可以限定曲柄平面。在此示例中，杆平面可以平行于曲柄平面。作为示例，杆平面和曲柄平面可相对于由曲柄的废气门轴联接件限定的轴线轴向偏移。
作为示例，曲柄的废气门轴联接件可以是或包括夹具。
作为示例，杆可以包括两个臂，其中两个臂中的一个由杆的开口的轴线限定，以及联接件，该联接件将杆可操作地联接到废气门致动器的连杆，并且其中两个臂中的另一个由开口的轴线和销限定，销可以是接收在通道中的销，其中通道可以是曲柄的通道，并且销可以是杆的销，或者其中通道可以是杆的通道，并且销可以是曲柄的销。
作为示例，曲柄可以在废气门的关闭取向上是弹性的以用于锁定在死点状态。例如，图11示出了死点状态1106，其中连杆1103包括弹簧，该弹簧允许连杆1103在塞子1156被按下关闭并与废气门座1126接触的同时沿其轴线延伸一定距离。因此，塞子1156不移动；相反，弹簧允许连杆1103“拉伸”，使得可以实现死点状态1106，在该死点状态下，致动器1101可以转变为低功率或无功率状态。在图15的示例中，曲柄1480可以是弹性的，使得弯曲部可以在轴线A1和A3之间成轴线。例如，曲柄1480可按以下方式弯曲，由此轴线A1由于线接触而固定，并且其中轴线A3移动以到达致动器的死点状态。此移动可以相对较小（例如，毫米级）。在此示例中，废气门塞可经由曲柄1480的弹性被弹簧偏置。
尽管在附图中示出并在前述详细描述中描述了方法、装置、系统、布置等的一些示例，但是应当理解，所公开的示例实施例不是限制性的，而是能够无数的重新布置、修改和替代。

Claims (17)

1. 一种涡轮增压器涡轮机废气门组件，其包括：
包括开口和两个臂的杆，其中所述两个臂中的每个从所述开口延伸相应的长度；以及
包括废气门轴联接件的曲柄，其中所述杆和曲柄通过接收在通道中的销经由所述臂中的一个可操作地联接。
2.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述臂从所述开口延伸以形成180度的角度。
3.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述臂从所述开口延伸以形成非180度的角度。
4.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述曲柄包括所述销，并且所述杆的所述臂中的一个包括所述通道。
5.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述曲柄包括所述通道，并且所述杆的所述臂中的一个包括所述销。
6.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述臂中的另一个臂可操作地联接到废气门致动器的连杆。
7.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，包括衬套，其中所述开口的直径大于所述衬套的直径。
8.根据权利要求7所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述杆可绕所述衬套旋转。
9.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，包括涡轮机壳体，其中所述开口的直径大于所述涡轮机壳体的孔壁的外径。
10.根据权利要求9所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述杆可绕所述壳体的所述孔壁的所述外径旋转。
11.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，包括设置在所述开口中的垫圈。
12.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述杆限定杆平面，并且其中所述曲柄限定曲柄平面。
13.根据权利要求12所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述杆平面平行于所述曲柄平面。
14.根据权利要求13所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述杆平面和所述曲柄平面相对于由所述曲柄的所述废气门轴联接件限定的轴线轴向偏移。
15.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述曲柄的所述废气门轴联接件包括夹具。
16.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述两个臂中的一个由所述开口的轴线限定，并且将所述杆可操作地联接到废气门致动器的连杆与所述两个臂中的另一个的联接件由所述开口的所述轴线和所述销限定。
17.根据权利要求1所述的涡轮增压器涡轮机废气门组件，其中所述曲柄在废气门的关闭取向上是弹性的用于锁定在死点状态。
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