KR20180011452A - 터빈 웨이스트게이트 - Google Patents

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KR20180011452A
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토마즈 케모나
디디에 홀라빌레
마뉴엘 곤살레스
아이온 마티스쿠
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허니웰 인터내셔날 인코포레이티드
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Abstract

방법은, 부싱을 터빈 하우징의 보어 내에 위치 설정하는 단계; 부싱의 보어 내에 웨이스트게이트의 샤프트를 위치 설정하는 단계로서, 샤프트는 샤프트 숄더와 샤프트 단부를 포함하는 것인 단계; 웨이스트게이트의 플러그에 힘을 인가하여 플러그를 터빈 하우징의 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링시키는 단계; 링을 적어도 부분적으로 부싱의 보어 내에 그리고 샤프트 숄더와 샤프트 단부 사이에 위치 설정하는 단계; 및 링을 부싱에 고정하는 단계를 포함한다.

Description

터빈 웨이스트게이트{TURBINE WASTEGATE}
본 명세서에 개시된 주제는 전반적으로 내연 기관용 터보기계류, 특히 터빈 웨이스트게이트에 관한 것이다.
터빈 웨이스트게이트는 통상적으로 적어도 일부 배기 가스가 선택적으로 터빈을 우회하게 하도록 제어될 수 있는 밸브이다. 배기 터빈이 (예컨대, 터보차저에서와 같이) 내연 기관으로의 유입 압력을 증가시키기 위해 압축기를 구동하는 경우, 웨이스트게이트는 부스트 압력을 제어하는 수단을 제공한다.
소위, 내부 웨이스트게이트는 적어도 부분적으로 터빈 하우징에 통합되어 있다. 내부 웨이스트게이트는 통상적으로 플래퍼 밸브(flapper valve; 예컨대, 플러그), 크랭크 아암, 샤프트 또는 로드, 및 액추에이터를 포함한다. 웨이스트게이트의 플러그는 흔히 배기 바이패스 개구 둘레에 배치된 평탄한 시트(예컨대, 밸브 시트 또는 웨이스트게이트 시트)에 대해 안착되는 평탄한 디스크 형상의 표면을 포함하지만, 다양한 플러그는 (예컨대, 웨이스트게이트 시트의 평면을 지나서) 배기 바이패스 개구로 연장되는 돌출부를 포함할 수 있다.
폐쇄 위치에서, 웨이스트게이트 플러그는 (예컨대, 고압 배기 공급부로부터 저압 구역으로 배기 가스의 누출을 방지하도록) 배기 바이패스 개구를 효과적으로 밀봉하기에 충분한 힘으로 웨이스트게이트 시트(예컨대, 안착면)에 안착되어야 한다. 흔히, 내부 웨이스트게이트는 (예컨대, 2개의 분리되었지만 아직 연결된 구성요소들로서) 아암으로부터 플러그로 힘을 전달하도록 구성된다 엔진 작동 중에, 웨이스트게이트에 대한 부하 요건은 압력차에 따라 달라진다. 높은 부하 요건은 웨이스트게이트의 운동학 구성요소에서 높은 기계적 응력을 발생시킬 수 있는데, 이는 몇몇의 경우에는 (예컨대, 엔진 제조업체가 요구하는) 신뢰성 수준을 충족시키기 위해 상당히 너무 큰 구성요소 설계의 원인이 된다. 가솔린 엔진 용례를 위한 웨이스트게이트 구성요소의 신뢰성은 작동 온도 및 배기 가스 맥동 수준이 상당히 높아질 수 있는 경우에 특히 중요하다.
웨이스트게이트, 웨이스트게이트 구성요소 및 웨이스트게이트 관련 프로세스의 다양한 예가 본 명세서에서 설명된다.
본 명세서에 설명된 다양한 방법, 디바이스, 조립체, 시스템, 장치 등과, 그 균등물에 대한 보다 완벽한 이해는 첨부 도면에 도시된 예와 함께 취할 때에 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 이루어질 수 있다.
도 1은 제어기 및 차량의 일례와 함께 터보차저와 내연 기관의 다이어그램이다.
도 2는 웨이스트게이트를 포함하는 조립체의 일례의 일련의 도면이다.
도 3은 웨이스트게이트를 포함하는 조립체의 일례의 일련의 도면과 웨이스트게이트의 일례의 도면이다.
도 4는 터보차저의 일례의 사시도이다.
도 5는 데이터 플롯의 일례이다.
도 6은 조립체의 부분들의 예의 일련의 도면이다.
도 7은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 8은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 9는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 10은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 11은 조립체의 예에 대응하는 다양한 블럭의 블럭도이다.
도 12는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 13은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 14는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 15는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 16은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 17은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 18은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 19는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 20은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 21은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 22는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 23은 조립체의 일례의 개략도이다.
도 24는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 25는 조립체의 일례의 개략도이다.
도 26은 방법의 예의 블럭도이다.
터보차저는 흔히 내연 기관의 출력을 증가시키는 데에 사용된다. 도 1을 참조하면, 일례로서, 시스템(100)은 내연기관(110)과 터보차저(120)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 시스템(100)이 엔진실 내에 배치되고, 예컨대 승객실(105) 후방에 배치된 배기 출구(109)로 배기 가스를 지향시키는 배기 도관(103)에 연결된 차량(101)의 일부일 수 있다. 도 1의 예에서, 배기 가스를 처리하도록(예컨대, 분자들의 촉매 변환을 통해 방출물을 감소시키는 등을 행하도록) 처리 유닛(107)이 제공될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 내연 기관(110)은 샤프트(112; 예컨대, 피스톤)를 작동 가능하게 구동시키는 하나 이상의 연소 챔버를 수용하는 엔진 블럭(118) 뿐만 아니라 엔진 블럭(118)을 향하는 공기 유동로를 제공하는 흡기 포트(114) 및 엔진 블럭(118)으로부터 배기 가스의 유동로를 제공하는 배기 포트(116)를 포함한다.
터보차저(120)는 배기 가스로부터 에너지를 추출하고 흡입 공기에 에너지를 제공하도록 작용할 수 있고, 흡입 공기는 연료와 결합하여 연소 가스를 형성할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 터보차저(120)는 공기 입구(134), 샤프트(122), 압축기 휠(125)용의 압축기 하우징 조립체(124), 터빈 휠(127)용의 터빈 하우징 조립체(126), 다른 하우징 조립체(128), 및 배기 출구(136)를 포함한다. 하우징(128)은 압축기 하우징 조립체(124)와 터빈 하우징 조립체(126) 사이에 배치되기 때문에 중앙 하우징 조립체로서 지칭될 수 있다. 샤프트(122)는 다양한 구성요소를 포함하는 샤프트 조립체일 수 있다. 샤프트(122)는, 터빈 휠(127)의 회전이 [예컨대, 샤프트(122)에 의해 회전 가능하게 연결되는] 압축기 휠(125)의 회전을 유발하도록 하우징 조립체(128) 내에 [예컨대, 하나 이상의 보어 벽에 의해 획정된 보어 내에] 배치된 베어링 시스템[예컨대, 저널 베어링(들), 롤링 요소 베어링(들) 등]에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있다. 일례로서, 중앙 하우징 회전 조립체(CHRA; center housing rotating assembly)는 압축기 휠(125), 터빈 휠(127), 샤프트(122), 하우징 조립체(128) 및 다양한 다른 구성요소들[예컨대, 압축기 휠(125)과 하우징 조립체(128) 사이의 축방향 지점에 배치된 압축기측 플레이트]을 포함할 수 있다.
도 1의 예에서, 가변적인 기하 형태 조립체(129)는 부분적으로 하우징 조립체(128)와 하우징 조립체(126) 사이에 배치되는 것으로 도시되어 있다. 그러한 가변적인 기하 형태 조립체는 터빈 하우징 조립체(126) 내의 터빈 휠 공간에 이르는 통로의 기하 형태를 변경시키기 위한 베인 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 일례로서, 가변적인 기하 형태 압축기 조립체가 제공될 수 있다.
도 1의 예에서, 웨이스트게이트 밸브(또는 단순히 웨이스트게이트)(135)는 터빈 하우징 조립체(126)의 배기 입구에 근접하게 위치 설정된다. 웨이스트게이트 밸브(135)는 배기 포트(116)로부터의 적어도 일부 배기 가스가 터빈 휠(127)을 우회하게 하도록 제어될 수 있다. 종래의 고정식 노즐 터빈, 고정식 베인 노즐 터빈, 가변 노즐 터빈, 트윈 스크롤 터보차저 등에는 다양한 웨이스트게이트, 웨이스트게이트 구성요소 등이 적용될 수 있다.
도 1의 예에서, 예컨대, 배기 가스가 압축기 휠(125)의 상류 위치로 유동하게 하도록 하나 이상의 밸브(117)가 선택적으로 제공될 수 있는 배기 가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 도관(115)이 또한 도시되어 있다.
도 1은 또한 배기 터빈 하우징 조립체(152)로의 배기 가스 유동을 위한 예시적인 장치(150) 및 배기 터빈 하우징 조립체(172)로의 배기 가스 유동을 위한 다른 예시적인 장치(170)를 도시한다. 장치(150)에서, 실린더 헤드(154)는 실린더로부터 터빈 하우징 조립체(152)로 배기 가스를 지향시키는 통로(156)를 포함하며, 장치(170)에서는 매니폴드(176)가, 예컨대 임의의 별개의 중간 길이의 배기 가스 배관이 없이 터빈 하우징 조립체(172)의 장착을 제공한다. 예시적인 장치(150, 170)에서, 터빈 하우징 조립체(152, 172)는 웨이스트게이트, 가변적인 기하 형태 조립체 등에 사용하도록 구성될 수 있다.
도 1에서, 제어기(190)의 일례가 하나 이상의 프로세서(192), 메모리(194) 및 하나 이상의 인터페이스(196)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 그러한 제어기는 엔진 제어 유닛(ECU; engine control unit)의 회로와 같은 회로를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 다양한 방법 또는 기술이 제어기와 함께, 예컨대 제어 로직을 통해 선택적으로 구현될 수 있다. 제어 로직은 하나 이상의 엔진 작동 조건(예컨대, 터보 rpm, 엔진 rpm, 온도, 부하, 윤활유, 냉각 등)에 따라 좌우될 수 있다. 예컨대, 센서는 정보를 하나 이상의 인터페이스(196)를 통해 제어기(190)에 전달할 수 있다. 제어 로직은 이러한 정보에 의존할 수 있으며, 차례로 제어기(190)는 제어 신호를 출력하여 엔진 작동을 제어할 수 있다. 제어기(190)는 윤활유 유동, 온도, 가변적인 기하 형태 조립체(예컨대, 가변적인 기하 형태 압축기 또는 터빈), 웨이스트게이트(예컨대, 액추에이터를 통해), 전기 모터, 또는 엔진, 터보차저(또는 터보차저들) 등과 관련된 하나 이상의 다른 구성요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일례로서, 터보차저(120)는, 예컨대 제어기(190)의 인터페이스 또는 인터페이스들(196)에 연결될 수 있는 하나 이상의 액추에이터 및/또는 하나 이상의 센서(198)를 포함할 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트(135)는 전기 신호, 압력 신호 등에 응답하는 액추에이터를 포함하는 제어기에 의해 제어될 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트용 액츄에이터는, 예컨대 전력이 필요없이 작동될 수 있는 기계적 액추에이터일 수 있다(예컨대, 도관을 통해 공급되는 압력 신호에 응답하도록 구성된 기계식 액추에이터를 고려한다).
도 2는 플랜지(211), 보어(212), 입구 도관(213), 터빈 휠 개구(214), 나선형 벽(215), 배기 출구 개구(216), 슈라우드 벽(220), 노즐(221), 나선형 벽(215)에 의해 부분적으로 형성된 볼루트(222; volute), 웨이스트게이트 시트(226)로 연장되는 웨이스트게이트 벽(223), 및 배기 챔버(230)를 포함하는 터빈 하우징(210)을 포함하는 조립체(200)의 일례를 도시한다. 도 2의 예에서, 터빈 하우징(210)은 단일 피스 또는 다중 피스 하우징일 수 있다. 일례로서, 터빈 하우징(210)은 (예컨대, 샌드 캐스팅 또는 다른 캐스팅 프로세스를 통해 형성된) 주조 구성요소일 수 있다. 터빈 하우징(210)은 보어(212), 터빈 휠 개구(214), 배기 출구 개구(216), 챔버(230) 등과 같은 특징부를 획정할 수 있는 다양한 벽을 포함한다. 특히, 웨이스트게이트 벽(223)은 입구 도관(213)과 유체 연통하는 웨이스트게이트 통로를 획정하고, 웨이스트게이트 제어 연결 기구(240)와 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는 (예컨대, 배기를 웨이스트게이팅하기 위해) 웨이스트게이트 통로를 개폐하도록 구성된다.
도 2의 예에서, 웨이스트게이트 제어 연결 기구(240)는 터빈 하우징(210)의 보어(212)에 의해 수용되도록 구성된 부싱(242), 제어 암(244) 및 페그(246)를 포함하고, 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는 샤프트(252), 샤프트 단부(253), 아암(254), 및 플러그(256)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 부싱(242)은, 예컨대 샤프트(252)의 회전을 지지하고 외부 공간 등으로부터 챔버(230)를 밀봉하기 위해 보어(212)와 샤프트(252) 사이에 배치된다. 보어(212), 부싱(242), 및 샤프트(252)는 직경 또는 직경들 뿐만 아니라 하나 이상의 길이에 의해 각각 한정될 수 있다. 예컨대, 샤프트(252)는 직경(Ds)을 포함하고, 보어(212)는 직경(DB)을 포함하며, 부싱(242)은 내경(Dbi) 및 외경(Dbo)을 포함한다. 도 2의 예에서, 다양한 구성요소들이 조립될 때에, 직경들은 DB > Dbo > Dbi > Ds와 같이 될 수 있다. 길이에 관해서, 샤프트(252)의 길이는 부싱(242)의 길이를 초과하고, 부싱의 길이는 보어(212)의 길이를 초과한다. 이러한 길이는 샤프트 축선(zs), 부싱 축선(zb) 및 보어 축선(zB)에 대하여 정의될 수 있다. 도시된 바와 같이, 부싱(242)은 샤프트(252)의 숄더와 제어 연결 기구(240)의 제어 아암(244) 사이에 축방향으로 배치된다.
도 2의 예에서, 간극(△z)은 부싱(242)의 표면과 제어 아암(244)의 표면 사이에 도시되어 있고, 간극은, 예컨대 웨이스트게이트 시트(226)에 대한 플러그(256)의 셀프 센터링을 용이하게 하도록 샤프트(252)의 축방향 움직임을 허용한다.
일례로서, 조립체(200)는 내연 기관(예컨대, 도 1의 예를 참조)의 배기 도관 또는 다른 구성요소에 끼워질 수 있어 배기 가스는 볼루트(222)로 지향되는 입구 도관(213)을 통해 수신된다. 볼루트(222)로부터, 배기 가스는 개구(214)를 통해 터빈 하우징(210) 내에 배치된 터빈 휠로 노즐(221)을 통해 지향되어 슈라우드 벽(220)에 의해 부분적으로 획정된 터빈 휠 공간에서 유동하고 팽창한다. 이어서, 배기 가스는 챔버(230)로 유동한 다음 배기 출구 개구(216)를 통해 터빈 하우징(210) 밖으로 유동함으로써 터빈 휠 공간을 빠져나갈 수 있다.
웨이스트게이팅에 관하여, [예컨대, 페그(246)에 연결된 액추에이터에 의한) 제어 연결 기구(240)의 작동 시에, 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는, 수용된 배기 가스의 적어도 일부가 노즐(221)을 통해 터빈 휠 공간으로 유동되기보다는 웨이스트게이트 벽(223)에 의해 획정된 웨이스트게이트 통로에서 웨이스트게이트 시트(226)를 지나서 챔버(230)로 유동될 수 있도록 회전될 수 있다. 이어서, 배기 가스의 웨이스트게이팅된 부분은 배기 출구 개구(216)를 통해 터빈 하우징(210)을 빠져나갈 수 있다(예컨대, 그리고 일부가 재순환되는 차량의 배기 시스템 등으로 나아간다).
일례로서, 제어 연결 기구(240)는 플러그(256)를 웨이스트게이트 시트(226)를 향한 방향으로 강제 이동시키도록 작용하는 힘을 가할 수 있다. 예컨대, 액추에이터는 플러그(256)를 웨이스트게이트 시트(226)로부터 멀어지게 회전시키도록(예컨대, 웨이스트게이팅을 위해) 적어도 일부가 제어 가능하게 극복될 수 있는 힘을 가하는 편향 메카니즘(예컨대, 스프링 등)을 포함할 수 있다. 일례로서, 액추에이터는 터보차저에 장착될 수 있다(예컨대, 압축기 조립체 등에 장착될 수 있다). 일례로서, 액추에이터는, 예컨대 축선을 따라 이동되는 로드를 포함하는 선형 액추에이터일 수 있다. 플러그, 샤프트, 제어 연결 기구 및 그러한 로드의 배향에 따라, 플러그를 폐쇄 위치에 유지하기 위하여, 로드는 (예컨대, 도 2의 예에서와 같이 제어 연결 기구로부터 멀어지게) 하방 힘을 가할 수 있거나, 또는 로드는 (예컨대, 제어 연결 기구를 향해) 상방 힘을 가할 수 있다. 예컨대, 제어 연결 기구(240)의 제어 아암(244)[예컨대, 그리고 페그(246)]이 샤프트(252)에 대해 플러그(256)와 동일한 "측면"에 배향되어 있는 경우, [예컨대, 페그(246)를 통해] 제어 아암(244)에 인가되는 하방 힘은 플러그(256)를 웨이스트게이트 시트(226)에 대해 폐쇄 위치에 유지하도록 작용될 수 있는 반면, 예컨대 플러그와 제어 아암 사이에 대략 180도 스팬이 존재하는 경우, 제어 아암에 인가되는 상방 힘은 플러그를 웨이스트게이트 시트에 대해 폐쇄 위치에 유지하도록 작용할 수 있다.
일례로서, 액추에이터의 로드는 제어 연결 기구가 플러그[예컨대, 플러그(256) 참조]에 힘을 가하게 하는 힘을 제어 연결 기구에 가하도록 편향될 수 있어, 플러그는 웨이스트게이트[예컨대, 웨이스트게이트 시트(226) 참조]에 대해 안착된다. 그러한 예에서, 액추에이터는 샤프트가 플러그를 웨이스트게이트 시트로부터 멀어지게 회전시키도록 로드를 편향시키는 힘을 적어도 부분적으로 극복할 수 있다. 예컨대, 도 2에서, 웨이스트게이팅을 시작하기 위하여, 전체 플러그(256)는 샤프트(252)의 축선을 중심으로 회전하여 [예컨대, 플러그(256)의 임의의 부분이 웨이스트게이트 시트(226)에 의해 획정되는 웨이스트게이트 개구로 이동하는 일 없이] 웨이스트게이트 시트(226)로부터 멀어지게 이동된다. 일례로서, 플러그(256)의 이동은 배기 압력에 의해 촉진될 수 있다. 예컨대, 폐쇄 위치에서, 플러그(256)는 압력이 플러그(256) 아래에서 보다 높고 플러그(256) 위에서 보다 낮은 압력차를 경험한다. 그러한 예에서, 플러그(256) 아래의 압력은 제어 연결 기구(240)를 통해 플러그(256)에 가해진 폐쇄력에 의해 반대되는 방향으로 작용한다[예컨대, 압력차는 플러그(256)를 개방 위치를 향해 편향시키도록 작용한다]. 따라서, 플러그(256)에 인가된 폐쇄력은 플러그(256) 아래쪽으로부터의 압력을 극복해야 한다. 또한, 샤프트(252)가 약간의 유극(예컨대, △z 등을 참조)을 포함할 수 있는 경우, 플러그(256)에 인가되는 폐쇄력은 (예컨대, 밀봉을 용이하게 하기 위해, 배기 가스 누출을 피하기 위해 등) 플러그(256)가 웨이스트게이트 시트(226)에 대해 셀프 센터링하게 할 수 있다.
도 2의 예에서, 보어(212), 부싱(242) 및 샤프트(252)의 축선은 정렬된(예컨대, 공통 축선을 획정하는) 것으로 도시되어 있지만, 조립, 작동 등 중에, 약간의 오정렬이 발생할 수 있다. 예컨대, 시간이 경과함에 따라, 다양한 구성요소들(예컨대, 플러그, 아암, 샤프트, 보어, 부싱 등) 사이의 클리어런스가 변화할 수 있다. 그러한 변화를 야기할 수있는 힘은 공기 역학적 여기, 고온, 온도 순환(예컨대, 섭씨 영하 20도에서 1000도까지의 온도), 화학적 공격, 마찰, 재료 열화 등을 포함한다. 전술한 이유로, 배기 터빈 조립체의 수명 동안 웨이스트게이트 개구의 효과적인 밀봉을 유지하는 것이 어려울 수 있다. 온도에 관하여, 고온에서의 문제는 일반적으로 마모와 기능 손실, 및 이에 따른 누출, 제어성 결여 또는 누출과 제어 불능의 조합을 포함한다.
일례로서, 플러그는 접촉부와 공기 역학적 부분을 포함할 수 있다. 에컨대, 플러그는 폐쇄 상태에서 웨이스트게이트 시트의 표면과 접촉하는 접촉부로서의 반경부와, 개방 상태에서 웨이스트게이트 시트의 표면에 대하여 유동로를 획정하는 공기 역학적 부분을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 공기 역학적 부분은 폐쇄 상태에서 (웨이스트게이트 통로, 웨이스트게이트 시트의 표면 등을 획정하는 표면과 접촉하는 일 없이) 웨이스트게이트 통로로 연장될 수 있다. 일례로서, 조립체에서, 그러한 플러그는 (예컨대, 폐쇄 상태에서) 웨이스트게이트 시트에 대해 셀프 센터링하도록 구성될 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트 시트의 표면은 플러그의 접촉부의 셀프 센터링을 용이하게 할 수 있는 원추형일 수 있다. 일례로서, 하나 이상의 클리어런스가 부싱에 대해 웨이스게이트 샤프트의 조립체에 존재할 수 있어, 웨이스트게이트 샤프트는 웨이스트게이트 샤프트에 작동 가능하게 연결되는 웨이스크게이트 플러그를 웨이스트게이트 시트에 대해 셀프 센터링하게 하는 방식으로 이동될 수 있다.
도 3은 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)의 일례의 도면과 함께 도 2의 조립체(200)의 일부의 도면을 도시한다. 전술한 바와 같이, 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는 샤프트(252), 샤프트 단부(253), 아암(254) 및 플러그(256)를 포함할 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는 모노블럭 웨이스트게이트 아암 및 플러그일 수 있는데, 모노블럭은 (예컨대, 금속 스톡의 기계 가공 또는 다른 프로세스를 통해) 단일의 유닛형 "블럭"으로 제조되거나, 또는 (예컨대, 주조 또는 다른 프로세스를 통해) 단일의 유닛형 구성요소로서 형성되는 구성요소를 지칭하며, 이는 최종 형태 또는 거의 최종 형태일 수 있다. 일례로서, 샤프트는 별개로 형성되고, 아암 및 플러그를 포함하는 모노블럭 구성요소에 끼워지는 구성요소일 수 있다. 그러한 예에서, 샤프트는 아암 및 플러그의 이동과 별개로 샤프트의 이동을 물리적으로 방지하는 방식으로 끼워질 수 있다. 일례로서, 모노블럭 아암 및 플러그 및/또는 모노블럭 샤프트, 아암 및 플러그는 HK 30 합금[예컨대, 0.20 - 0.50의 C, 24.0 - 27.0의 Cr, 19.0 - 22.0의 Ni, 0.75 내지 1.30의 Si, 1.50 이하의 Mn, 0.20 내지 0.30의 Mo, 잔부인 Fe, 및 선택적으로 1.00 - 1.75의 Nb(이들 값은 중량%)] 등의 재료로 제조될 수 있다.
도 3의 예에서, 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는 숄더(255)를 포함한다. 그러한 숄더는 환형의 축방향 면일 수 있는 축방향 면을 획정할 수 있다. 일례로서, 숄더(255)는 부싱(242)의 단부에 접경할 수 있다. 일례로서, 샤프트(252)는 샤프트(253)의 단부로부터 숄더(255)까지 획정된 길이를 갖는 것으로 고려될 수 있거나, 또는 샤프트(253)의 단부로부터, 예컨대 아암(254)의 중앙선까지 획정된 길이를 갖는 것으로 고려될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 치수(△SP)는 샤프트(252)의 종축을 중심으로 하는 회전이 치수(△SP)일 수 있는 반경에 의해 정의된 원호를 따라 플러그(256)의 회전을 유발하는 샤프트 대 플러그 치수일 수 있다.
내연 기관 용례에서 구현되는 바와 같이, 웨이스트게이트 조립체의 구성요소들의 일부 오정렬이 발생할 수 있다. 도 3에서, 샤프트(252)는 부싱(242)의 축선(zb)과 오정렬될 수 있는 축선(zs)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 예컨대, 부싱(242)은 하우징(210)의 보어(212)에 대해 최소 반경 방향 클리어런스를 두고 수용될 수 있고, 반경 방향 클리어런스(예컨대, 더 큰 반경 방향 클리어런스)가 샤프트(252)와 부싱(242)의 내부면 사이에 존재할 수 있다. 그러한 방식에서, 샤프트(252)는 부싱(242)의 축선, 및 예컨대 보어(212)의 축선(zB)에 대해 경사질 수 있다. 일례로서, 접촉점은 부싱(242)의 축선(zb)에 대한 샤프트(252)의 축선(zs)의 경사에 관하여 오정렬의 최대 범위를 결정할 수 있다. 일례로서, 그러한 경사는 경사각(△φ)으로 표현될 수 있다.
일례로서, 축방향 간극(△z)이 축방향 위치에 배치된 부싱(242)의 외향 단부와 축방향 위치에 배치된 제어 아암(244)의 내향면 사이에 존재할 수 있다. 그러한 예에서, 축방향 간극은 이들 2개의 축방향 위치 사이의 차이에 의해 형성될 수 있다. 일례로서, 샤프트(252)는 축방향으로 이동될 수 있고, 이 경우, 축방향 거리는 축방향 간극(△z)을 부분적으로 형성하는 부싱(242)의 단부에 의해 부분적으로 제한될 수 있다. 예컨대, 제어 아암(244)의 내향면은 부싱(242)의 단부에 접촉할 수 있고, 부상의 단부는 다시 샤프트(252)의 축방향 내향 이동을 제한할 수 있다.
언급한 바와 같이, 샤프트(252)는 경사질 수 있고 축방향으로 이동될 수 있는데, 그러한 이동은 (예컨대, △z 및 △φ를 통해) 제한될 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트 아암 및 플러그(250)는 제어 아암(244)에 인가되는 힘[예컨대, 이 힘은 일체형이든 또는 작동 가능하게 연결되는 샤프트(252)를 통해 웨이스게이트 아암 및 플러그(250)에 전달됨]에 응답하여 웨이스트게이트 시트(226)에 대해 셀프 센터링하도록 작용할 수 있다. 그러한 예에서, 셀프 센터링은 샤프트(252)의 축방향 이동 및/또는 소정 각도 이동을 허용하는 클리어런스의 범위 내에서 웨이스트게이트의 효과적인 밀봉을 위해 발생할 수 있다.
일례로서, 작동 사용 중에, 다양한 구성요소들(예컨대, 플러그, 아암, 샤프트, 보어, 부싱 등) 사이의 하나 이상의 클리어런스가 변화할 수 있다. 그러한 변화를 야기할 수있는 힘은 공기 역학적 여기, 고온, 온도 순환(예컨대, 섭씨 영하 20도에서 1000도까지의 온도), 화학적 공격, 마찰, 재료 열화 등을 포함한다. 전술한 이유로, 배기 터빈 조립체의 수명 동안 웨이스트게이트 개구의 효과적인 밀봉을 유지하는 것이 어려울 수 있다. 온도에 관하여, 고온에서의 문제는 일반적으로 마모와 기능 손실, 및 이에 따른 누출, 제어성 결여 또는 누출과 제어 불능의 조합을 포함한다.
일례로서, 하나 이상의 피스가 블랭크(예컨대, 블랭크 바아, 스톡 등)로부터 형성될 수 있다. 일례로서, 하나 이상의 피스는 (예컨대, 냉각 시에 경화될 수 있는 용융 재료로) 주조될 수 있다. 일례로서, 피스의 구성 재료는 금속일 수 있다. 일례로서, 피스의 구성 재료는 합금일 수 있다. 일례로서, 재료(예컨대, 금속, 합금 등)는 작동 조건(예컨대, 배기 가스 터빈의 작동 조건) 및, 예컨대 다른 피스에 용접되는 능력에 기초하여 선택될 수 있다. 일례로서, 유닛은 고온 금속 및/또는 고온 합금으로 형성될 수 있다. 일례로서, 피스는, 예컨대 NiCrFe계 합금(예컨대, HASTALLOYTM 재료, INCONELTM 재료 등) 또는 다른 합금과 같은 합금으로 형성될 수 있다. 일례로서, 피스는 스테인레스강 또는 다른 유형의 강으로 형성될 수 있다.
일례로서, 2개 이상의 구성요소들 사이에 용접부가 형성될 수 있고, 용접부는 내연 기관(예컨대, 가솔린, 디젤, 플렉스 연료(flex-fuel), 이종 연료 등)에 작동 가능하게 연결되는 터보차저의 배기 가스 터빈의 작동 조건(예컨대, 온도 등)을 견딜 수 있다.
일례로서, 플러그는, 예컨대 반구형의 형상(예컨대, 실질적으로 반구형 쉘 플러그, 실질적으로 반구형 솔리드 플러그 등)과 같은 형상을 포함할 수 있다. 일례로서, 플러그는 웨이스트게이트 시트와 접촉할 수 있는 볼록면을 형성하는 환상면 부분을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 플러그는, 예컨대 볼록면이 웨이스트게이트 시트와 접촉하는 웨이스트게이트 통로에 대해 플러그가 폐쇄 배향으로 있을 때에 웨이스트게이트 통로의 일부 내로 적어도 부분적으로 연장될 수 있는 돌출부를 포함할 수 있다. 일례로서, 플러그는, 예컨대 웨이스트게이트 통로를 향하는 돔형 오목면일 수 있는 오목면을 포함할 수 있다. 일례로서, 오목면은 웨이스트게이트 시트와 접촉할 수 있는 볼록면의 내부일 수 있다. 일례로서, 오목면은 압력을 분배하도록 작용할 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트 통로 내로 연장될 수 있는 볼록면은 상이한 방식으로 압력을 분배하도록 작용될 수 있다. 예컨대, 배기 가스가 유동하여 볼록면에 충돌할 때에, 압력 또는 힘이 배기 가스 유동에 대해 플러그 상에서 전체 최대값 또는 국부 최대값으로 있을 수 있는 압력 또는 힘 점과 일치할 수도 있는 하나 이상의 정체점이 형성될 수 있다.
도 4는 액추에이터(401), 구동 로드(402), 액추에이터 연결 기구(403), (예컨대, 터보차저 샤프트 등을 위한 베어링, 베어링들 등을 수용하기 위한) 중앙 하우징(407) , 압축기 하우징(409), 보어(412), 나선형 벽(415)(예컨대, 볼루트를 부분적으로 획정함), 배기 출구 개구(416), 웨이스트게이트 시트(426)로 연장되는 웨이스트게이트 벽(423) 및 배기 챔버(430)를 포함하는 터빈 하우징(410)을 포함하는 조립체(400)의 일례를 도시한다.
도 4의 예에서, 터빈 하우징(410)은 단일 피스 또는 다중 피스 하우징일 수 있다. 일례로서, 터빈 하우징(410)은 (예컨대, 샌드 캐스팅 또는 다른 캐스팅 프로세스를 통해 형성된) 주조 구성요소일 수 있다. 도시된 바와 같이, 터빈 하우징(410)은 보어(412), 터빈 휠 개구(214), 배기 출구 개구, 챔버(430) 등과 같은 특징부를 획정할 수 있는 다양한 벽을 포함한다. 특히, 웨이스트게이트 벽(423)은 입구 도관(213)과 유체 연통하는 웨이스트게이트 통로를 획정하고, 웨이스트게이트 제어 연결 기구(440)와 웨이스트게이트 샤프트, 아암 및 플러그 유닛(450)은 (예컨대, 배기를 웨이스트게이팅하기 위해) 웨이스트게이트 통로를 개폐하도록 구성된다.
도 4의 예에서, 웨이스트게이트 제어 연결 기구(440)는 터빈 하우징(410)의 보어(412)에 의해 수용되도록 구성된 부싱(442), 제어 암(444) 및 페그(446)를 포함하고, 웨이스트게이트 샤프트, 아암 및 플러그 유닛(450)은 샤프트(452), 샤프트 단부(453), 아암(454), 및 플러그(456)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 부싱 (442)은, 예컨대 샤프트(452)의 회전을 지지하고 외부 공간 등으로부터 챔버(430)를 밀봉하기 위해 보어(412)와 샤프트(452) 사이에 배치된다. 보어(412), 부싱(442), 및 샤프트(452)는 직경 또는 직경들 뿐만 아니라 하나 이상의 길이에 의해 각각 한정될 수 있다.
일례로서, 조립체(400)는 플랜지를 통해 내연 기관(예컨대, 도 1의 예를 참조)의 배기 도관 또는 다른 구성요소에 끼워질 수 있어, 배기 가스는 나선형 벽(415)에 의해 부분적으로 획정될 수 있는 볼루트(415; 예컨대, 또는 볼루트들)로 배기 가스를 지향시킬 수 있는 입구 도관(213)을 통해 수신된다. 일례로서, 볼루트(예컨대, 또는 볼루트들)는 터빈 하우징(410) 냉에 배치된 터빈 휠로 배기 가스를 (예컨대, 노즐 또는 노즐들을 통해) 지향시킬 수 있고, 배기 가스는 터빈 하우징(410)에 의해 부분적으로 획정되는 터빈 휠 공간에서 유동하고 팽창할 수 있다. 이어서, 배기 가스는 챔버(430)로 유동한 다음 배기 출구 개구(416)를 통해 터빈 하우징(410) 밖으로 유동함으로써 터빈 휠 공간을 빠져나갈 수 있다.
웨이스트게이팅에 관하여, [예컨대, 페그(446)에 작동 가능하게 연결된 액추에이터 연결 기구(403)에 의한) 제어 연결 기구(440)의 작동 시에, 웨이스트게이트 샤프트, 아암 및 플러그 유닛(450)은, 수용된 배기 가스의 적어도 일부가 노즐(221)을 통해 터빈 휠 공간으로 유동되기보다는 웨이스트게이트 벽(423)에 의해 획정된 웨이스트게이트 통로에서 웨이스트게이트 시트(426)를 지나서 챔버(430)로 유동될 수 있도록 회전될 수 있다. 이어서, 배기 가스의 웨이스트게이팅된 부분은 배기 출구 개구(416)를 통해 터빈 하우징(410)을 빠져나갈 수 있다(예컨대, 그리고 일부가 재순환되는 차량의 배기 시스템 등으로 나아간다).
일례로서, 제어 연결 기구(440)는 플러그(456)를 웨이스트게이트 시트(426)를 향한 방향으로 강제 이동시키도록 작용하는 힘을 가할 수 있다. 예컨대, 액추에이터(401)는 플러그(456)를 웨이스트게이트 시트(426)로부터 멀어지게 회전시키도록(예컨대, 웨이스트게이팅을 위해) 적어도 일부가 제어 가능하게 극복될 수 있는 힘을 가하는 편향 메카니즘(예컨대, 스프링 등)을 포함할 수 있다. 일례로서, 액추에이터(401)는 조립체(400)에 장착될 수 있다. 일례로서, 액추에이터는, 예컨대 축선을 따라 로드를 이동시키는 선형 액추에이터일 수 있다. 플러그, 샤프트, 제어 연결 기구 및 그러한 로드의 배향에 따라, 플러그를 폐쇄 위치에 유지하기 위하여, 로드는 (예컨대, 도 4의 예에서와 같이 제어 연결 기구로부터 멀어지게) 하방 힘을 가할 수 있거나, 또는 로드는 (예컨대, 제어 연결 기구를 향해) 상방 힘을 가할 수 있다. 예컨대, 제어 연결 기구(440)의 제어 아암(444)[예컨대, 그리고 페그(446)]이 샤프트(452)에 대해 플러그(456)와 동일한 "측면"에 배향되어 있는 경우, [예컨대, 페그(446)를 통해] 제어 아암(444)에 인가되는 하방 힘은 플러그(456)를 웨이스트게이트 시트(426)에 대해 폐쇄 위치에 유지하도록 작용될 수 있는 반면, 예컨대 플러그와 제어 아암 사이에 대략 180도 스팬이 존재하는 경우, 제어 아암에 인가되는 상방 힘은 플러그를 웨이스트게이트 시트에 대해 폐쇄 위치에 유지하도록 작용할 수 있다.
일례로서, 액추에이터(401)의 로드(402)는 제어 연결 기구(440)가 플러그(456)에 힘을 가하게 하는 힘을 제어 연결 기구(440)에 가하도록 편향될 수 있어, 플러그(456)는 웨이스트게이트 시트에 대해 안착된다. 그러한 예에서, 액추에이터(401)는 샤프트(452)가 플러그(456)를 웨이스트게이트 시트로부터 멀어지게 회전시키도록 로드(402)를 편향시키는 힘을 적어도 부분적으로 극복할 수 있다. 예컨대, 도 4에서, 웨이스트게이팅을 시작하기 위하여, 전체 플러그(456)는 샤프트(452)의 축선을 중심으로 회전하여 [예컨대, 플러그(456)의 임의의 부분이 웨이스트게이트 시트(426)에 의해 획정되는 웨이스트게이트 개구로 이동하는 일 없이] 웨이스트게이트 시트(426)로부터 멀어지게 이동된다. 일례로서, 플러그(456)의 이동은 배기 압력에 의해 촉진될 수 있다. 예컨대, 폐쇄 위치에서, 플러그(456)는 압력이 플러그(456) 아래에서 보다 높고 플러그(456) 위에서 보다 낮은 압력차를 경험한다. 그러한 예에서, 플러그(456) 아래의 압력은 제어 연결 기구(440)를 통해 플러그(456)에 가해진 폐쇄력에 의해 반대되는 방향으로 작용한다[예컨대, 압력차는 플러그(456)를 개방 위치를 향해 편향시키도록 작용한다]. 따라서, 플러그(456)에 인가된 폐쇄력은 플러그(456) 아래쪽으로부터의 압력을 극복해야 한다. 또한, 샤프트(452)가 약간의 유극(예컨대, 축방향 유극 등)을 포함할 수 있는 경우, 플러그(456)에 인가되는 폐쇄력은 플러그(456)가 웨이스트게이트 시트(426)에 대해 이동하게 할 수 있다.
일례로서, 방법은 샤프트, 아암 및 플러그를 포함하는 웨이스트게이트의 인시츄 용접(in situ welding)을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 웨이스트게이트는 적어도 아암과 플러그가 유닛형 피스인 모노블럭 웨이스트게이트일 수 있다. 그러한 예에서, 모노블럭 웨이스트게이트는 치수에 의해 한정될 수 있는 샤프트, 아암 및 플러그를 포함하는 단일 구성요소일 수 있다. 그러한 치수는 샤프트를 수용할 수 있는 보어를 포함하고 웨이스트게이트 통로를 덮기 위해 플러그를 안착시킬 수 있는 웨이스트게이트 시트를 포함하는 터빈 하우징에 대한 모노블럭 웨이스트게이트의 배향을 제한할 수 있다.
일례로서, 모노블럭 웨이스트게이트 아암 및 플러그는 내구성과 시스템 운동학에 의해 생성되는 소음에 미치는 영향 면에서 3피스 아암 및 플러그 설계와 비교할 때에 다양한 이점을 제공할 수 있다.
언급한 바와 같이, 플러그는, 예컨대 구체의 일부 또는 원환체의 일부일 수 있는 볼록면을 포함할 수 있다. 그러한 볼록면은 웨이스트게이트 통로를 차단하기 위하여 폐쇄 배향에서 웨이스트게이트 시트와 접촉할 수 있는 접촉면 또는 밀봉면인 것으로 고려될 수 있다. 일례로서, 웨이스트게이트 시트는 원뿔의 일부에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 예컨대, 웨이스트게이트 시트는 원추형 웨이스트게이트 시트일 수 있다. 그러한 예에서, 플러그의 볼록면은, 예컨대 부분적으로 샤프트 및 아암을 통해 플러그에 인가되는 힘으로 인해 웨이스트게이트 시트에 대해 셀프 센터링될 수 있다.
일례로서, 방법은, 예컨대 용접을 통한 구성요소들의 인시츄 결합을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 방법은 플러그에 대해 힘을 인가하여 플러그를 웨이스트게이트 시트에 대해 안착시키는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 공구(예컨대, 로드, 지그 등)을 사용하여 플러그에 대해 힘을 인가하고 플러그를 웨이스트게이트 시트에 대해 안착시킬 수 있다. 그러한 방안은 플러그를 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링하기 위해 힘을 인가하도록 작용될 수 있고, 플러그가 실질적으로 센터링되어 있는 동안에 용접이 수행되어 구성요소들을 결합시킬 수 있다. 일례로서, 힘의 인가는 조립체의 축방향 유극을 감소시키도록 작용될 수 있다.
도 5는 2개의 상이한 웨이스트게이트 조립체(510, 520)와 관련하여 내연 기관에 의해 발생된 토크 대 시간의 예시적인 플롯(500)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트 조립체(520)는 약간의 누출을 나타내는 웨이스트게이트 조립체(510)와 비교할 때에 내연 기관이 소정 레벨의 토크(예컨대, 토크 목표, TTarget)을 달성하는 시간을 감소시키는 방식으로 작동할 수 있다. 더 적은 시간에 관해서, 웨이스트게이트 조립체(520)는 시밍(shimming) 방안을 이용하여 조립된다. 이러한 방안은 웨이스트게이트 통로의 적절한 밀봉(예컨대, 웨이스트게이트 통로를 폐쇄하기 위해 웨이스트게이트 시트에 대해 안착되는 플러그 부분)으로 인해 목표 시간(예컨대, tTarget 참조) 내에 원하는 수준의 토크가 달성되는 조립체(510)보다 적은 시간에 원하는 수준의 토크를 달성하게 한다. 플롯(500)의 예에서, 시간 대 토크의 프로파일은 배기 압력의 양과 관련된 작동 조건의 변화에 대응한다. 예시적인 플롯(500)은, 터보 차지 내연기관의 작동 시에 원하는 양의 밀봉이 나타나도록 모노블럭 아암 및 플러그를 포함하는 조립체의 원하는 클리어런스를 제조 방법이 어떻게 달성하는지를 입증한다. 그러한 조립체는 아암 및 플러그를 별개의 피스로 포함하는 조립체와 비교할 때에 마모, 덜거덕거림(예컨대, 소음), 시간 경과에 따른 성능 저하가 적을 수 있다. 일례로서, 모노블럭 아암 및 플러그 방안은, 예컨대 평탄한 표면 플러그 및 평탄한 표면 웨이스트게이트 시트와 대조할 때에, 플러그의 일부로서의 원환체와 웨이스트게이트 시트의 일부로서의 원뿔을 포함할 수 있다.
도 6은 중력에 대해 배향된 조립체(601, 602 및 603)의 다양한 예를 도시하며, 중력은 화살표 및 라벨 "G"를 통해 도시된 바와 같이 하향으로 지향된다.
도시된 바와 같이, 조립체(601)는 하우징(615), 하우징(615)의 보어 내에 배치된 부싱(642), 샤프트(652), 샤프트 단부(653) 및 아암(654)을 포함하는 웨이스트게이트(650)에 작동 가능하게 연결된 제어 아암(644)을 포함하고, 아암(654)은 웨이스트게이트(650)의 플러그로 연장되며, 샤프트 단부(653)는 중력에 대해 상방으로 배향되고 아암(654)은 중력에 대해 하방으로 배향된다. 예시적인 조립체(601)에서, 샤프트(652)는 하나 이상의 저널(655, 657)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 조립체(602)는 하우징(615), 하우징(615)의 보어 내에 배치된 부싱(644), 링(643), 샤프트(652), 샤프트 단부(653) 및 아암(654)을 포함하는 웨이스트게이트(650)에 작동 가능하게 연결된 제어 아암(644)을 포함하고, 아암(654)은 플러그로 연장되며, 샤프트 단부(653)는 중력에 대해 하방으로 배향되고 아암(654)은 중력에 대해 상방으로 배향된다. 예시적인 조립체(602)에서, 샤프트(652)는 하나 이상의 저널(655, 657)을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 조립체(603)는 하우징(615), 하우징(615)의 보어 내에 배치된 부싱(644), 링(643), 샤프트(652), 샤프트 단부(653) 및 아암(654)을 포함하는 웨이스트게이트(650)에 작동 가능하게 연결된 제어 아암(644)을 포함하고, 아암(654)은 플러그로 연장되며, 샤프트 단부(653)와 아암(654)은 중력에 대해 실질적으로 직각으로(예컨대, 실질적으로 수평으로) 배향된다. 예시적인 조립체(603)에서, 샤프트(652)는 하나 이상의 저널(655, 657)을 포함할 수 있다.
조립체(601, 602, 603)에는, 부싱(642)의 단부와 제어 아암(644)의 표면 사이의 클리어런스인 CL1, 샤프트(652)의 저널(655)과 링(643)의 표면 사이의 클리어런스인 CL2, 및 부싱(642)의 표면과 샤프트(650)의 표면, 예컨대 아암(654)의 숄더 사이의 클리어런스인 CL3을 비롯하여 다양한 클리어런스가 예시되어 있다.
아래의 표 1은 배향에 관하여 그리고 제품 견적 및/또는 제조 위험에 관하여 조립체(601, 602 및 603)를 비교하기 위한 치수의 다양한 예를 포함한다. 그러한 예에서, 제조는 제어 아암(644)을 웨이스트게이트(650)에 용접하는 것을 포함할 수 있다.
조립체(601)(링이 없음) 조립체(602)(링(643)이 있음) 조립체(603)(링(643)이 있음)
G에 관하여 배향 플러그 다운 플러그 업 임의의 배향
CL1 프로세스 제어/심(들) 치수 설정 없음 프로세스 제어/심(들)
CL2 적용 불가 선택적으로 프로세스 제어/링 위치 설정 공구 선택적으로 프로세스 제어/링 위치 설정 공구
CL3 스택 업 스택 업 스택 업
표 1: 예시적인 조립체(601, 602 및 603)의 예
표 1에 나타낸 바와 같이, 조립체의 경우, 클리어런스(CL1, CL2 및 CL3) 중 하나 이상이 존재할 수 있으며, 선택적으로 하나 이상의 프로세스를 통해 조정되거나 설정될 수 있다. 일례로서, 클리어런스(CL1)는 거리의 범위 내에 있도록 조정되거나 설정될 수 있다.
도 6과 관련하여 예시된 바와 같이, 운동학 시스템 내의 구성요소 연쇄에 대한 공차는 보어, 웨이스트게이트 시트 등에 관하여 웨이스트게이트의 만족스러운 기능을 달성하기에 충분하도록 웨이스트게이트를 정확하게 위치 설정하는 능력에 영향을 미칠 수 있다.
일례로서, 방법은 조립 중에 인시츄 웨이스트게이트 위치 설정을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 방법은 공차 연쇄를 우회하여 모노블럭 웨이스트게이트일 수 있는 웨이스트게이트의 밀봉 능력을 향상시키는 데에 일조할 수 있다. 그러한 방안은 하우징의 보어를 통한 (예컨대, 부싱과 샤프트 사이에 존재할 수 있는 공간에서) 배기 가스의 누출을 감소하는 데에 또한 일조할 수 있는 링(예컨대, 피스톤 링, 메시 링, 아코디언 링, 솔리드 링, 다공성 링 등)을 구현할 수 있다. 이러한 배기 누출의 감소는 차량의 승객실 앞쪽에 배치될 수 있는 차량의 엔진실에서의 배기 누설의 위험을 감소시킬 수 있다. 일반적으로, 내연 기관으로부터의 배기 가스는 배기 시스템을 통해 (예컨대, 차량이 주로 전방으로 주행하는) 차량의 후방에 있는 출구로 지향된다.
도 6의 예시적인 조립체(602 및 603)에 도시된 바와 같이, 링(643)은 내경 및 외경 뿐만 아니라 축방향 길이에 의해 한정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 샤프트(652)의 저널(655)은 저널(655)이 부분적으로 축방향 길이에 의해 한정될 수 있는 저널(655 및 657) 중간의 샤프트(652) 부분의 외경을 초과하는 외경에 의해 한정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 부싱(642)은 하나 이상의 외경 및 하나 이상의 내경 뿐만 아니라 축방향 길이에 의해 한정될 수 있다.
도 6의 예시적인 조립체(602 및 603)에서, 부싱(642)은 제1 내경 및 제1 내경보다 큰 제2 내경을 포함한다. 도시된 바와 같이, 링(643)의 내경은 저널(655)의 외경보다 작고 부싱(642)의 제1 내경보다 작을 수 있으며, 링(643)의 외경은 저널(655)의 외경보다 크고 부싱(642)의 제2 내경보다 작을 수 있다. 그러한 예에서, 링(643)은 저널(655)의 외경과 부싱(642)의 제1 내경 사이의 배기 유동의 직접적인 라인을 방해할 수 있어 배기 가스의 누출을 감소시키도록 작용할 수 있다.
도 6의 예시적인 조립체(602, 603)에서, 링(643)은 부싱(642)의 보어 내에 배치된다. 일례로서, 링은 상이한 축방향 길이로 될 수 있고, 예컨대 링의 일부가 부싱(642)의 단부를 지나서 연장됨으로써 링(643)의 표면에 의해 부분적으로 클리어런스(CL1)가 형성된다.
도 6의 예시적인 조립체(602, 603)에서, 링(643)은 부싱(642)에 용접될 수 있고 제어 아암(644)은 샤프트(652)에 용접될 수 있다. 그러한 예에서, 저널(655)의 숄더와 제어 아암(644)의 표면 사이의 축방향 거리는 링(643)의 축방향 길이보다 크다. 그러한 예에서, 축방향 거리와 축방향 길이 사이의 차이(예컨대, 축방향 거리에서 축방향 길이를 뺌)에 의해 클리어런스가 형성될 수 있다. 일례로서, 부싱(642)의 단부와 제어 아암(644)의 표면 사이에 클리어런스가 형성될 수 있고, 제어 아암(644)은 샤프트(652)에 용접된다.
일례로서, 샤프트가 샤프트 숄더를 포함하고, 링이 부싱 내에 적어도 부분적으로 용접되며, 제어 아암이 샤프트에 용접되는 경우, 링의 축방향 내향면은 내측을 향하는 방향에서 샤프트이 축방향 이동을 한정하는 축방향 정지부일 수 있고 부싱 및/또는 링의 축방향 외향면은 내측을 향하는 방향에서 샤프트의 축방향 이동을 한정하는 다른 축방향 정지부일 수 있다. 그러한 예에서, 샤프트가 내측을 향해 강제 이동될 때에, 제어 아암의 표면은 부싱 및/또는 링의 축방향 외향면과 접촉할 수 있고, 샤프트가 외측을 향해 강제 이동될 때에, 샤프트의 축방향 외향면은 링의 축방향 내향면과 접촉할 수 있다.
일례로서, 예시적인 조립체(603)의 클리어런스(CL2)는 링 용접부를 형성하는 부싱(642)에 대한 링(643)의 용접에 의해 그리고 용접부를 형성하는 샤프트(652)에 대한 제어 아암(644)의 용접에 의해 형성될 수 있다. 일례로서, 샤프트(652)에 대한 제어 아암(644)의 용접 중에 심(shim)을 이용하여, 예컨대 클리어런스를 설정할 수 있다. 일례로서, 부싱(642)의 단부와 제어 아암(644)의 표면 사이에 심이 배치될 수 있거나, 링(643)의 단부와 제어 아암(644)의 표면 사이에 심이 배치될 수 있다.
일례로서, 터보차저 웨이스트게이트의 작동 중에, 웨이스트게이트의 샤프트가 내측으로 또는 외측으로 병진될 수 있다. 그러한 예에서, 부싱에 용접된 링은 외향 병진을 한정할 수 있고 샤프트에 용접된 제어 아암은 내향 병진을 한정할 수 있다. 일례로서, 가능한 (예컨대, 내향 또는 외향) 병진의 양은 하나 이상의 위치 결정 및 용접 동작을 통해 결정될 수 있다.
일례로서, 방법은 샤프트에 작동 가능하게 연결되는 일체의 유닛형 아암 및 플러그를 위치 설정하고 제어 아암을 샤프트에 용접하는 것을 포함할 수 있다. 일례로서, 방법은 일체의 유닛형 샤프트, 아암 및 플러그를 위치 설정하고 제어 아암을 샤프트에 용접하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 아암에 플러그를 용접하는 것은 회피될 수 있는데, 이는 예컨대 샤프트와 부싱, 부싱과 보어 등의 둘레에서 누출의 위험이 적절하게 최소화되는 것을 보장하면서 플러그에 의한 웨이스트게이트 시트의 효과적인 폐쇄를 촉진하는 방식으로 플러그와 아암을 정렬시키는 것을 포함할 수 있다. 아암에 대한 플러그의 인시츄 용접을 회피하면, 예컨대 웨이스트게이트가 혹독한 환경 조건 또는 달리 유해한 환경 조건에 노출되는 경우 발생할 수 있는, 아암으로부터 플러그의 분리와 같은 실패의 위험을 피할 수 있다.
일례로서, 방법은 환상면 플러그가 원뿔형 웨이스트게이트 시트에 안착되는 터빈 하우징의 보어에 배치된 부싱 내로 환상면 플러그와 함께 모노블럭 아암을 삽입하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 플러그는 볼록면이 웨이스트게이트 시트의 원뿔면과 접촉하는 원환체의 일부에 의해 부분적으로 획정되는 볼록면인 접촉면을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, (예컨대, 플러그의 중앙축과 웨이스트게이트 시트의 중앙축에 대해) 실질적으로 직교 방향으로 플러그와 웨이스트게이트 시트 사이에 인가된 힘은 플러그와 웨이스트게이트 시트를 서로에 대해 센터링하도록 작용할 수 있다.
전술한 방법에서, 플러그가 힘의 인가를 통해 웨이스트게이트 시트에 안착되면, 링이 외측으로부터 부싱의 보어 내로 적어도 부분적으로 삽입되고, 예컨대 샤프트의 저널(655)의 표면 상에 또는 근접하게 안착되어 축방향 위치를 제한할 수 있다. 다음에, 외부 크랭크(예컨대, 제어 아암)가, 예컨대 링의 외측면 상에 적절한 클리어런스를 두고 용접되어 다른 방향에서의 클리어런스를 한정할 수 있다. 그러한 예에서, 조립체는 셀프 센터링이 조립 중에 적용되고 하나 이상의 클리어런스(예컨대, 약 0.1 mm 이하 정도의 하나 이상의 클리어런스)의 선택을 통해 유지됨에 따라 셀프 센터링을 내장하여 작동될 수 있다. 그러한 방안은 언급한 바와 같이 작동 중에(예컨대, 터보차저의 일부로서) 플러그가 웨이스트게이트 시트에 대하여 실질적으로 센터링되는 방식으로 작동될 수 있는 비교적 작은 축방향 클리어런스를 갖는 조립체를 제공할 수 있다.
도 7은 웨이스트게이트 시트(716), 부싱(742), 링(743), 제어 아암(744), 웨이스트게이트(750), 용접부(760) 및 제어 아암(744)에 작동 가능하게 연결되는 제어 연결 기구(770)를 획정하는 하우징(715)을 포함하는 조립체(700)의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트(750)는 샤프트(752), 샤프트 단부(753), 아암(754) 및 플러그(756)를 포함하고, 샤프트(752)는 하나 이상의 저널(755, 757)을 포함할 수 있다. 도 7의 예에 도시된 바와 같이, 저널(755)은 제어 아암측 저널이고 저널(757)은 아암측 저널이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 부싱(742)은 다양한 치수에 의해 한정될 수 있다. 예컨대, 부싱(742)은 부싱(742)의 링 안착 보어 부분에 대응하는 제1 내경(Dbi1) 및 저널(755, 757)에서 샤프트(752)의 외경보다 큰 제2 내경(Dbi2)과 같은 복수 개의 내경을 포함할 수 있다. 도 7의 예에 도시된 바와 같이, 제1 내경은 제2 내경보다 크며, 링(743)은 제1 내경에 있는 부싱(742)의 관통 보어의 일부 위에 적어도 부분적으로 안착될 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 부싱(742)은 부싱(742)의 관통 보어의 제1 내경 부분에 대응하는 축방향 치수(△zb)에 의해 부분적으로 한정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 부싱(742)은 외부 숄더(747)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 숄더(747)는 하우징의 표면에 접경할 수 있는 축방향 면을 포함할 수 있다[예컨대, 부싱(615)의 보어 둘레의 오목한 표면이 부싱(642)의 숄더와 접촉하는 도 6 참조]. 일례로서, 숄더(747)는 하우징의 보어 내에 부싱(642)을 축방향으로 위치시키는 위치 결정 표면일 수 있다. 일례로서, 부싱은 부싱이 그 축방향 위치에 대해 고정되도록 하우징의 보어 내에 억지 끼워맞춤될 수 있다. 그러한 예에서, 부싱의 일부는 하우징의 보어의 일단부로부터 외부 공간으로 축방향으로 연장될 수 있고 하우징의 보어의 다른 단부로부터 내부 공간으로 축방향으로 연장될 수 있다. 언급한 바와 같이, 밸브 조립체는, 샤프트의 회전이 밸브 조립체의 밸브를 하나의 상태에서 다른 상태로(예컨대, 폐쇄에서 개방으로 그리고 개방에서 폐쇄로) 이동시키는 샤프트가 내부에 배치된 보어를 통해 그러한 내부 공간으로부터 그러한 외부 공간으로의 배기 가스 유동을 방해하는 것을 목표로 할 수 있다.
일례로서, 링(743)은 부싱(742)의 축방향 치수(△zb)보다 작거나 동일하거나 더 큰 축방향 치수(△zr)에 의해 부분적으로 한정될 수 있다. 링(743)은 내경(Dri) 및 외경(Dro)에 의해 부분적으로 한정될 수 있으며, 외경(Dro)은 부싱(742)의 직경(Dbi1)보다 작다.
도 7에 도시된 바와 같이, 링(743)은 선택적으로 메시 링(743)일 수 있다. 예컨대, 링을 형성하도록 압축되는 금속 와이어로 제조된 금속 와이어 메시 링이 고려된다. 그러한 금속 와이어는 합금 와이어(예컨대, 다수의 금속을 포함하는 재료)일 수 있다. 도시된 바와 같이, 링(743)은 아코디언 링과 같이 구불구불한 링일 수 있다. 일례로서, 링(743)은 하나 이상의 원뿔형 와셔(예컨데, 벨빌 와셔)를 경유하여 형성될 수 있다.
일례로서, 링(743)은 미리 결정된 범위까지 탄력적일 수 있다(예컨대, 탄성 링). 예컨대, 링은 제1 형상을 갖고, 제1 형상에서 제2 형상으로의 대응하는 변화와 함께 힘이 가해질 때 에너지를 흡수한 다음, 힘을 제거한 후에 제1 형상으로 복귀할 수 있다. 일례로서, 링(743)은 부분적으로 압축성을 특징으로 할 수 있는데, 압축성은 선택적으로 대략 0일 수 있거나 또는 힘이 링의 축방향 치수를 압축할 수 있는 스프링 상수와 유사한 값일 수 있지만, 미리 결정될 수 있고 힘에 대해 비선형일 수 있는 제한된 양이다. 예컨대, 링은 압축되지 않은 상태의 압축되지 않은 축방향 길이 및 압축된 상태의 압축된 축방향 길이에 의해 부분적으로 한정될 수 있다. 터보차저의 작동 중에, 링은 압축되지 않은 축방향 길이와 압축된 축방향 길이 사이의 범위에 있는 축방향 길이로 될 수 있다. 일례로서, 이들 두 길이의 차이는, 예컨대 1mm 미만, 예컨대 약 0.5mm 미만, 예컨대 약 0.1mm 미만, 또는 예컨대 약 0.05 mm 미만인 축방향 거리일 수 있다.
일례로서, 링은 미리 결정된 압축되지 않은 작동 축방향 길이 및 미리 결정된 압축된 작동 축방향 길이를 포함하는 탄성 링일 수 있으며, 축방향 길이들 사이의 차이는 특정한 축방향 거리보다 작다.
일례로서, 링은 링의 적어도 일부가 축방향으로 고정되도록 부싱에 가부착(tack)(예컨대, 용접)될 수 있다. 그러한 예에서, 링이 탄성 링인 경우, 링의 축방향 길이는 제한된 양만큼 변할 수 있고, 제한된 양은 링의 축방향으로 고정된 부분으로부터 측정될 수 있다. 예컨대, 외부면의 에지를 따라 부싱에 용접되는 메시 링이 고려되는데, 메시 링의 내부면은 샤프트의 표면(예컨대, 저널의 축방향 면)과 접촉될 수 있고, 메시 링은 샤프트가 링에 인가할 수 있는 예상되는 힘의 크기를 적어도 부분적으로 기초로 하여 결정될 수 있는 미리 결정된 양으로 압축될 수 있다. 일례로서, 탄성 링은 비회전형일 수 있고, (예컨대, 탄성 링의 일부가) 축방향으로 고정될 수 있으며, 제한된 양까지 축방향으로 압축될 수 있다.
일례로서, 작동 상태에서, 샤프트의 표면은 링의 표면과 접촉하고(예컨대, CL2가 0), 표면들은 마찰이 (예컨대, 비회전형 링에 대한 샤프트의 회전으로 인해) 최소가 되도록 비교적 매끄러울 수 있다. 일례로서, 메시 링은 메시 링의 측면의 표면이 솔리드 링과 비교하여 감소되도록 압축된 와이어로 구성될 수 있다. 그러한 예에서, 마찰은 솔리드 링과 비교할 때에 감소될 수 있다. 일례로서, 링이 탄력적인 경우, 링은 샤프트의 축방향 운동과 관련된 축방향 추력 에너지와 같은 에너지를 흡수하도록 작용할 수 있다. 그러한 예에서, 링은 에너지를 감쇠하고 조립체의 하나 이상의 구성요소의 마모를 감소하는 데에 일조할 수 있다.
일례로서, 링은 가스(예컨대, 배기 가스)의 통과를 위한 구불구불한 경로를 형성할 수 있다. 예컨대, 솔리드 링, 다공성 링, 메시 링 또는 아코디언 링은 가스의 통과를 방해하도록 작용할 수 있는 하나 이상의 구불구불한 경로를 형성할 수 있다. 그러한 예에서, 링이 압축성인 경우, 경로는 변경될 수 있고, 예컨대 압축될 때에 가스 유동을 더 크게 방해할 수 있다. 일례로서, 링은 축방향 압축 또는 팽창의 양이 반경방향 팽창 또는 압축의 양에 각각 대응하는 포아송 비(Poisson's ratio) (예컨대, 포아송 효과)를 적어도 부분적으로 특징으로 할 수 있다. 일례로서, 링은 금속, 합금, 탄소 섬유, 세라믹 또는 복합 재료로 제조될 수 있다. 일례로서, 구성 재료 및/또는 링의 형상이 링의 포아송 비를 결정할 수 있다. 예컨대, 솔리드 금속 링은 솔리드 금속의 포아송 비를 가질 수 있는 반면, 메시 링(예컨대, 또는 아코디언 링 등)은 메쉬 링의 형상 및, 예컨대 메시 링이 어떻게 구성되었는지(예컨대, 와이어의 양, 메시 링을 형성하는 압축력 등)에 의해 결정되는 포아송 비를 가질 수 있다.
도 7의 예에서, 링(743)은 금속 링(예컨대, 금속, 합금), 세라믹 링 또는 복합 재료 링일 수 있는 피스톤형 링일 수 있다. 도 7의 예에서, 용접부(760)는 제어 아암(744)을 샤프트(750)에[예컨대, 샤프트 단부(753)에 근접하게] 작동 가능하게 연결할 수 있다. 일례로서, 링은 자기 윤활 강(예컨대, 저 마찰강 합금)으로 형성된 금속 링일 수 있다. 일례로서, 부싱은 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 일례로서, 부싱은 자기 윤활 강으로 제조될 수 있다. 일례로서, 부품(예컨대, 링, 부싱 등)은 주조 및/또는 소결될 수 있다. 일례로서, 터빈 하우징은 금속 또는 합금으로 제조될 수 있다. 일례로서, 터빈 하우징은 주철 또는 캐스트 스테인레스강일 수 있다. 일례로서, 웨스트게이트 시트는, 예컨대 원하는 마무리를 달성하도록 기계 가공될 수 있다.
일례로서, 링(743)은 위치 제한 링일 수 있다. 일례로서, 링(743)은 외측 방향으로 아암에 대한 축방향 스토퍼(axial stopper)로서 작용하는 반경 방향 예하중을 갖는 위치 제한 링일 수 있다. 일례로서, 링(743)은 용접부를 통해 부싱(742)에 고정되는 용접된 링일 수 있다. 일례로서, 링(743)은 제어 아암 위치 변동을 제한하도록 작용할 수 있고, 링(743)은, 예컨대 용접, 마찰(예컨대, 피스톤-링형 부품 등), 억지 끼워맞춤(예컨대, 압입 등), 나사부, 베이오닛 등 중 하나 이상과 같은 하나 이상의 유형의 커플링 메카니즘을 통해 부싱에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 일례로서, 연결 메카니즘은 링의 축방향 위치를 부싱에 대해 고정시킬 수 있다. 일례로서, 링(743)은 메시 링, 아코디언 링, 솔리드 링, 다공성 링 등일 수 있다. 일례로서, 복수 개의 링이 사용될 수 있는데, 링들 중 적어도 하나는 하나 이상의 다른 링을 (예컨대, 부싱의 보어 내에) 둘러싸도록 고정된다.
도 8, 도 9 및 도 10은 도 7의 조립체(700)를 조립하는 방법과 관련된 다양한 동작(701, 702 및 703)을 도시한다.
도 8은 조립 프로세스(701) 중에 조립체(700)의 일부를 도시하는데, 공구(790)는 플러그(756)의 표면에 힘을 인가하여 플러그(756)를 웨이스트게이트 시트(716)에 대해 배향시킨다.
도 9는 조립 프로세스(702) 중에 조립체(700)의 일부를 도시하는데, 공구(790)는 플러그(756)의 표면에 힘을 인가하여 플러그(756)를 웨이스트게이트 시트(716)에 대해 배향시키고 아암(754)의 축방향 위치는 링(743)을 삽입함으로써 한정된다. 도시된 바와 같이, 링(743)은 링(743)이 부싱(742) 내에서 축방향 깊이만큼 축방향으로 삽입될 수 있도록 부싱(742)의 직경보다 작은 직경을 포함한다. 도 9의 예에서, 링(743)은 링(743)이 저널(755)의 숄더에 대해 안착될 수 있고 링(743)이 샤프트 단부(753)를 향해 부싱(742)의 단부를 지나 연장될 수 있도록 축방향 길이를 포함한다. 일례로서, 조립 프로세스는 부싱 내에 적어도 부분적으로 배치된 링을 샤프트 숄더와 접촉되게 하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 공구(790)는 플러그(756)에 힘을 인가하여 웨이스트게이트 시트(716)에 대해 플러그(756)를 센터링할 수 있으며, 링(743)은 저널(755)과 접촉하게 된 다음, 클리어런스 거리가 될 수 있는 축방향 거리만큼 외측으로 당겨질 수 있다. 링(743)이 (예컨대, 최적의 위치, 최적의 클리어런스 등을 달성하기 위해) 적절하게 위치 설정되면, 링(743)은 (예컨대, 용접을 통해) 부싱(742)에 고정될 수 있다. 그러한 예에서, 링(743)의 고정된 축방향 위치는 축방향 외측 방향으로 샤프트(752)[예컨대, 그리고 이에 따라 플러그(756)]의 이동을 한정할 수 있다.
도 9의 예에서, 샤프트 단부(753)를 향하는 한정 방향이 예시되어 있다. 예컨대, 링(743)은 부싱(742)에 대한 링(743)의 축방향 이동에 저항할 수 있는 힘을 부싱(742)에 인가하도록 부싱(742)에 억지 끼워맞춤되는 위치 제한 링일 수 있다. 그러한 예에서, 샤프트(752)의 이동은 저널(755)의 숄더와 링(743) 사이의 접촉에 의해 한정된다. 언급한 바와 같이, 링(743)은 부싱(742)에 용접될 수 있다. 일례로서, 링(743)은 부싱(742)에 대한 억지 끼워맞춤을 이용하여 위치 설정될 수 있는 위치 제한 링일 수 있고, 링(743)은 부싱(742)에 대해 해당 위치에서(예컨대, 또는 다른 의도적으로 선택된 위치에서) 용접될 수 있다.
도 10은 조립 프로세스(703) 중에 조립체(700)를 도시하는데, 공구(790)는 플러그(756)의 표면에 힘을 인가하여 플러그(756)를 웨이스트게이트 시트(716)에 대해 배향시키는 데에 사용될 수 있으며, 샤프트(752)의 축방향 위치는 [예컨대, 저널(755)과 링(743) 사이의 접촉을 통해] 링(743)에 의해 한정되고, 제어 아암(744)은 웨이스트게이트(750) 상에 위치 설정되고 웨이스트게이트(750)에 용접된다.
도 10의 예에 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트(750)의 아암측을 향하는 한정 방향이 예시되어 있다. 그러한 예에서, 샤프트(752)의 이동은, 부싱(742)에 의해 적어도 부분적으로 수용되는 바와 같이, 제어 아암(744)과 링(743) 사이의 접촉에 의해 한정된다. 언급한 바와 같이, 링(743)은 링(743)이 축방향 힘에 저항하고 부싱(742)에 대한 축방향 관계를 유지할 수 있도록 부싱(742)의 보어 내에 적어도 부분적으로 억지 끼워맞춤되는 위치 제한 링일 수 있다. 언급한 바와 같이, 링(743)은 링(743)과 부싱(742)을 연결하는 용접부를 형성하는 용접 프로세스를 통해 부싱(742)에 용접될 수 있다. 언급한 바와 같이, 링이 부싱의 보어에 완전히 안착될 수 있고 부싱의 단부는 제어 아암의 표면에 대해 클리어런스를 획정할 수 있음으로써 부싱의 단부는 제어 아암 및 제어 아암이 용접되는(예컨대, 또는 달리 결합되는) 샤프트의 축방향 이동을 한정한다.
도 11은 도 12, 도 13 및 도 14와 관련하여 예시된 예시적인 조립체(1200)에 관한 블럭; 도 15, 도 16 및 도 17과 관련하여 예시된 예시적인 조립체(1500)에 관한 블럭; 도 18, 도 19, 도 20 및 도 21과 관련하여 예시된 예시적인 조립체(1800)에 관한 블럭; 및 도 22, 도 23, 도 24 및 도 25와 관련하여 예시된 예시적인 조립체(2200)에 관한 블럭을 도시한다.
도 12는 웨이스트게이트 시트(1216), 부싱(1242), 제어 아암(1244), 웨이스트게이트(1250), 용접부(1260), 및 제어 아암(1244)에 작동 가능하게 연결되는 제어 연결 기구(1270)를 획정하는 하우징(1215)을 포함하는 조립체(1200)의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트(1250)는 샤프트(1252), 샤프트 단부(1253), 아암(1254) 및 플러그(1256)를 포함하고, 샤프트(1252)는 하나 이상의 저널(1255, 1257)을 포함할 수 있다. 도 12의 예에 도시된 바와 같이, 저널(1255)은 제어 아암측 저널이고 저널(1257)은 아암측 저널이다.
도 13 및 도 14는 도 12의 조립체(1200)를 조립하는 방법과 관련된 다양한 동작(1201 및 1202)을 도시한다.
도 13은 조립 프로세스(1201) 중에 조립체(1200)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1250)는 웨이스트게이트 시트(1216)에 대해 위치 설정된다.
도 14는 조립 프로세스(1202) 중에 조립체(1200)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1250)는 웨이스트게이트 시트(1216)에 대해 위치 설정되고 용접부(1260)는 제어 아암(1244)을 웨이스트게이트(1250)에 작동 가능하게 연결시키도록 형성된다.
도 14의 예에서, 용접부(1260)는 웨이스트게이트(1250)의 일부와 제어 아암(1244)의 일부 간에 융합을 제공할 수 있다. 일례로서, 용접부(1260)의 관통 깊이는 약 1 mm 정도(예컨대, 약 0.1 mm 내지 약 2 mm)로 될 수 있다. 도 14의 예에서, 부싱(1242)과 제어 아암(1244)의 표면 사이에 클리어런스가 존재할 수 있고 클리어런스는 약 1/10 밀리미터(예컨대, 또는 그 이하) 정도로 될 수 있다.
일례로서, 방법은 웨이스트게이트에 대해 제어 아암을 위치 설정하는 것, (예컨대, 직각을 달성하기 위해) 제어 아암의 최적 위치를 웨이스트게이트에 대해 고정하는 것, (예컨대, 약 0.1 mm의 최대 클리어런스를 갖도록) 부싱의 최적 위치를 고정하는 것, 및 최적 위치와 클리어런스를 용접 전과 용접 중에 보유 및 유지하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 용접을 통해 형성된 용접부는 제어 아암을 웨이스트게이트에 고정시킬 수 있다.
도 12 및 도 14의 예시적인 조립체(1200)에서, 웨이스트게이트(1250)는 축방향 내측으로 그리고 외측으로 병진될 수 있고, 아암(1254)의 일부는 외향 이동을 한정하도록 부싱(1242)의 단부와 접촉할 수 있으며 제어 아암(1244)의 표면은 내향 이동을 한정하도록 부싱(1242)의 대향 단부와 접촉할 수 있다. 그러한 예에서, 클리어런스는 부싱(1242)의 어느 한 단부에 존재할 수 있거나, 또는 부싱(1242)의 양단부에 존재할 수 있다. 그러한 클리어런스는 웨이스트게이트(1250)의 이동이 웨이스트게이트 시트(1216)에 대한 플러그(1256)의 오정렬을 초래할 수 있도록 충분히 클 수 있다. 일례로서, 방법 또는 방법들은 웨이스트게이트 시트에 대한 플러그의 오정렬 위험이 감소되도록 조립 중에 하나 이상의 위치 및/또는 하나 이상의 클리어런스를 선택적으로 결정하기 위해 채용될 수 있다.
도 15는 웨이스트게이트 시트(1516), 부싱(1542), 제어 아암(1544), 심(1545), 웨이스트게이트(1550), 용접부(1560), 및 제어 아암(1544)에 작동 가능하게 연결되는 제어 연결 기구(1570)를 획정하는 하우징(1515)을 포함하는 조립체(1500)의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트(1550)는 샤프트(1552), 샤프트 단부(1553), 아암(1554) 및 플러그(1556)를 포함하고, 샤프트(1552)는 하나 이상의 저널(1555, 1557)을 포함할 수 있다. 도 15의 예에 도시된 바와 같이, 저널(1555)은 제어 아암측 저널이고 저널(1557)은 아암측 저널이다.
도 15의 예에서, 심(1545)은 제어 아암(1544)의 표면과 부싱(1542) 사이에 적어도 축방향으로 배치될 수 있다. 그러한 예에서, 심(1545)은 제어 아암(1544)과 부싱(1542) 사이에 축방향 스페이서로서 작용할 수 있다. 일례로서, 심(1545)은 실질적으로 C형, 실질적으로 U형, 또는 다른 적절한 형상일 수 있다. 도 15에 도시된 바와 같이, 실질적으로 C형 심은 웨이스트게이트(1550)의 샤프트(1552)의 적어도 일부 둘레에 심을 위치 설정하기에 충분한 간극을 포함할 수 있다. 그러한 심은 제거 가능하고, 예컨대 조립 중에, 특히 용접 프로세스 중에 이용될 수 있다. 일례로서, 그러한 심은 터보차저 또는 그 일부의 제조, 선적 등 중에 이용되고 그 후에 터보차저의 작동 전에 제거될 수 있다.
도 16 및 도 17은 도 15의 조립체(1500)를 조립하는 방법과 관련된 다양한 동작(1501 및 1502)을 도시한다.
도 16은 조립 프로세스(1501) 중에 조립체(1500)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1550)는 웨이스트게이트 시트(1516)에 대해 위치 설정된다.
도 17은 조립 프로세스(1502) 중에 조립체(1500)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1550)는 웨이스트게이트 시트(1516)에 대해 위치 설정되며, 심(1545)은 저널(1555)과 샤프트 단부(1553) 사이의 축방향 위치에서 샤프트(1544) 둘레에 배치되고, 축방향 위치는 부싱(1542)의 단부와 제어 아암(1544)의 표면 사이에 있으며, 용접부(1560)는 제어 아암(1544)을 웨이스크게이트(1550)에 작동 가능하게 결합하도록 형성된다. 도 17의 예에서, 심(1545)은 용접부(1560)를 형성하는 용접 후에 제거될 수 있다.
일례로서, 방법은 부싱에 대해 웨이스트게이트의 샤프트를 위치 설정하는 것과, 웨이스트게이트 시트에 대해 안착되는 웨이스트게이트의 플러그를 통해 웨이스트게이트의 센터링 위치를 고정하는 것을 포함할 수 있는데, 웨이스트게이트의 아암의 표면은 부싱의 표면에 의해 한정된다.
그러한 예에서, 방법은 샤프트의 일부 둘레에 심을 위치 설정하는 것과, 부싱의 단부를 지나서 연장되는 샤프트의 부분 둘레에서 샤프트에 대해 제어 아암을 위치 설정하는 것을 포함할 수 있고, 심은 부싱의 단부와 제어 아암의 표면 사이에 배치된다. 그러한 예에서, 방법은 제어 아암을 웨이스트게이트에 대해 최적 위치(예컨대, 직각)에서 고정하는 것 뿐만 아니라 제어 아암의 최적 위치를 부싱에 대해 고정하는 것(예컨대, 대략 0.1 mm의 최대 클리어런스가 고려됨) 및 제어 아암을 웨이스트게이트에 결합하는 용접부를 형성하기 위해 적어도 용접 중에 최적 위치 설정을 유지하는 것을 포함한다. 용접부의 형성 후에, 심은 제어 아암과 부싱 사이에서 제거될 수 있는 제거 가능한 심일 수 있다.
일례로서, 심은 부싱과 제어 아암 사이에 심이 배치되는 웨이스트게이트의 샤프트의 부분을 부분적으로 둘러싸도록 삽입될 수 있는 실질적으로 C형 심, 실질적으로 U형 심 등일 수 있다.
일례로서, 심은 완전한 360도 심일 수 있는데, 심은 사용(예컨대, 용접 프로세스 중에 사용 등) 후에 심을 제거하기 위해 파괴, 절단 등을 할 수 있는 재료로 제조될 수 있다.
도 18은 웨이스트게이트 시트(1816), 부싱(1842), 링(1843), 제어 아암(1844), 링 용접부(1847), 웨이스트게이트(1850), 용접부(1860) 및 제어 아암(1844)에 작동 가능하게 연결되는 제어 연결 기구(1870)를 획정하는 하우징(1815)을 포함하는 조립체(1800)의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트(1850)는 샤프트(1852), 샤프트 단부(1853), 아암(1854) 및 플러그(1856)를 포함하고, 샤프트(1852)는 하나 이상의 저널(1855, 1857)을 포함할 수 있다. 도 18의 예에 도시된 바와 같이, 저널(1855)은 제어 아암측 저널이고 저널(1857)은 아암측 저널이다.
도 18의 예에서, 링(1843)은 부싱(1842) 내에서 적어도 부분적으로 축방향으로 그리고 제어 아암(1844)의 표면과 샤프트(1852)의 저널(1855) 사이에 배치될 수 있다. 그러한 예에서, 심(1843)은 제어 아암(1844)과 샤프트(1852)의 저널(1855) 사이에 축방향 스페이서로서 작용할 수 있다. 일례로서, 링(1843)은 링(1843)을 부싱(1842)에 연결하도록 링 용접부(1847)를 통해 용접될 수 있다. 그러한 예에서, 링(1843)은 부싱(1842)에 고정될 수 있다. 그러한 예에서, 링(1843)의 일단부는 저널(1855)로부터 소정 거리에 배치될 수 있고, 링(1843)의 다른 대향 단부는 제어 아암(1844)의 표면으로부터 소정 거리에 배치될 수 있다.
일례로서, 용접부(1860)는 스폿형, 세그먼트형, 연속형 등일 수 있다. 일례로서, 샤프트(1852) 둘레의 360도 중에서, 용접부(1860)는 전체 약 270도 내지 약 360도(예컨대, 360도 포함) 범위에 있을 수 있다. 일례로서, 일련의 스폿은 약 360도의 전체 범위에 걸쳐서 용접될 수 있다. 일례로서, 연속형 용접부는 약 360도의 전체 범위에 걸쳐서 용접될 수 있다.
도 18의 예에서, 클리어런스는 링(1843)과 제어 아암(1844)의 표면 사이에 존재할 수 있다. 일례로서, 그러한 클리어런스는 약 0.1 mm 이하 정도로 될 수 있다(예컨대, 약 0.05 mm 이하 정도의 클리어런스가 고려된다).
도 19, 도 20 및 도 21은 도 18의 조립체(1800)를 조립하는 방법과 관련된 다양한 동작(1801, 1802 및 1803)을 도시한다.
도 19는 조립 프로세스(1801) 중에 조립체(1800)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1850)는 웨이스트게이트 시트(1816)에 대해 위치 설정되고 샤프트(1852)는 하우징(1815)의 보어에 안착될 수 있는 부싱(1842)의 보어를 통과한다(예컨대, 도 6 참조).
일례로서, 방법은 부싱(1842)에 대해 웨이스트게이트(1850)를 위치 설정하는 것과 웨이스트게이트 시트(1816)에 대해 웨이스트게이트(1850)의 플러그(1856) 및 예컨대 부싱(1842)에 대해 웨이스트게이트(1850)의 아암(1854)의 숄더의 센터링 위치를 고정하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 공구, 지그 등이 이용되어 웨이스트게이트(1850)를 차단하고 원하는 위치에 유지할 수 있다.
도 20은 조립 프로세스(1802) 중에 조립체(1800)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1850)는 웨이스트게이트 시트(1816)에 대해 위치 설정되고 샤프트(1852)는 하우징(1815)의 보어에 안착될 수 있는 부싱(1842)의 보어를 통과한다(예컨대, 도 6 참조).
도 20에 도시된 바와 같이, 방법은 링(1843)을 부싱(1842)의 보어 내에 적어도 부분적으로 삽입하는 것을 포함할 수 있고, 링(1843)의 단부는 웨이스트게이트(1850)의 샤프트(1852)의 저널(1855)로부터 소정 거리(예컨대, CL2; 또한, 예컨대, 도 6의 CL2 참조)에 배치된다. 그러한 예에서, 방법은 링(1843)을 부싱(1842)에 고정하여 거리를 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 링(1843)을 부싱(1842)에 용접하여 거리를 고정시키는 것이 고려된다. 일례로서, 거리는 대략 0.1 mm 이하 정도로 될 수 있다(예컨대, 대략 0.05 mm 이하 정도의 거리가 고려된다). 예컨대, 도 20에서, 클리어런스(CL4)는 대략 0.1 mm 이하 정도로 될 수 있으며, 이는 웨이스트게이트(1850)의 크기에 따라 좌우될 수 있다.
일례로서, 방법은 링을 웨이스트게이트의 샤프트의 일부 둘레에 그리고 적어도 부분적으로는 부싱의 보어 내에 삽입하는 것, 링의 최적 위치를 부싱에 대해 고정하는 것, 및 링을 부싱에 고정하여 부싱에 대해 링 위치를 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 링을 부싱에 용접하여 부싱에 대해 링 위치를 고정시키는 것이 고려된다. 일례로서, 링은 부싱의 단부에 대해 위치 설정될 수 있어, 클리어런스가 링 및/또는 부싱과, 예컨대 웨이스트게이트의 샤프트에 용접될 수 있는 제어 아암의 표면에 대해 형성될 수 있다.
도 21은 조립 프로세스(1803) 중에 조립체(1800)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(1850)는 웨이스트게이트 시트(1816)에 대해 위치 설정되고 샤프트(1852)는 하우징(1815)의 보어에 안착될 수 있는 부싱(1842)의 보어를 통과한다(예컨대, 도 6 참조). 도시된 바와 같이, 링 용접부(1847)는 링(1843)을 부싱(1842)에 결합하여 링(1843)의 축방향 위치를 부싱(1842)에 대해 고정시킨다.
도 21의 예에서, 조립 프로세스(1803)는 제어 아암(1844)을 웨이스트게이트(1850)의 샤프트(1852)의 일부에 용접하는 것을 포함한다. 그러한 프로세스는, 예컨대 제어 연결 기구(1870)를 통해 제어 아암(1844)에 힘을 인가하는 것을 통해 웨이스크게이트(1850)의 플러그(1856)의 제어를 가능하게 한다. 그러한 예에서, 웨이스트게이트(1850)는 플러그(1856)를 웨이스트게이트 시트(1816)를 향해 또는 웨이스트게이트 시트(1816)로부터 멀어지게 이동시키도록 회전될 수 있다.
도 22는 웨이스트게이트 시트(2216), 부싱(2242), 링(2243), 제어 아암(2244), 심(2245), 링 용접부(2247), 웨이스트게이트(2250), 용접부(2260) 및 제어 아암(2244)에 작동 가능하게 연결되는 제어 연결 기구(2270)를 획정하는 하우징(2215)을 포함하는 조립체(2200)의 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 웨이스트게이트(2250)는 샤프트(2252), 샤프트 단부(2253), 아암(2254) 및 플러그(2256)를 포함하고, 샤프트(2252)는 하나 이상의 저널(2255, 2257)을 포함할 수 있다. 도 22의 예에 도시된 바와 같이, 저널(2255)은 제어 아암측 저널이고 저널(2257)은 아암측 저널이다.
도 22의 예에서, 심(2245)은 제어 아암(2244)의 표면과 부싱(2242) 사이에 적어도 축방향으로 배치될 수 있다. 그러한 예에서, 심(2245)은 제어 아암(2244)과 부싱(2242) 사이에 축방향 스페이서로서 작용할 수 있다. 일례로서, 심(2245)은 실질적으로 C형, 실질적으로 U형, 또는 다른 적절한 형상일 수 있다. 도 22에 도시된 바와 같이, 실질적으로 C형 심은 웨이스트게이트(2250)의 샤프트(2252)의 적어도 일부 둘레에 심을 위치 설정하기에 충분한 간극을 포함할 수 있다. 그러한 심은 제거 가능하고, 예컨대 조립 중에, 특히 용접 프로세스 중에 이용될 수 있다. 일례로서, 그러한 심은 터보차저 또는 그 일부의 제조, 선적 등 중에 이용되고 그 후에 터보차저의 작동 전에 제거될 수 있다.
도 22의 예에서, 링(2243)은 부싱(2242) 내에서 적어도 부분적으로 축방향으로 그리고 제어 아암(2244)의 표면과 샤프트(2252)의 저널(2255) 사이에 배치될 수 있다. 그러한 예에서, 심(2243)은 제어 아암(2244)과 샤프트(2252)의 저널(2255) 사이에 축방향 스페이서로서 작용할 수 있다. 일례로서, 링(2243)은 링(2243)을 부싱(2242)에 연결하도록 링 용접부(2247)를 통해 용접될 수 있다. 그러한 예에서, 링(2243)은 부싱(2242)에 고정될 수 있어, 링(2243)의 축방향 위치가 부싱(1842)에 대해 고정된다. 그러한 예에서, 링(2243)의 일단부는 저널(2255)로부터 소정 거리에 배치될 수 있고, 링(2243)의 다른 대향 단부는 제어 아암(2244)의 표면으로부터 소정 거리에 배치될 수 있다.
도 23, 도 24 및 도 25는 도 22의 조립체(2200)를 조립하는 방법과 관련된 다양한 동작(2201, 2202 및 2203)을 도시한다.
도 23은 조립 프로세스(2201) 중에 조립체(2200)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(2250)는 웨이스트게이트 시트(2216)에 대해 위치 설정된다. 도 23의 예에서, 샤프트 단부(2253)는 부싱(2242)의 보어 내에 삽입될 수 있고, 부싱(2242)은 부싱(2215)의 보어 내에 적어도 부분적으로 위치 설정된다(예컨대, 도 6 참조). 일례로서, 공구, 지그 등이 이용되어 웨이스트게이트 시트(2216)에 관하여 힘을 플러그(2256)에 인가할 수 있어, 플러그(2256)는 웨이스트게이트 시트(2216)에 대해 셀프 센터링된다. 예컨대, 볼록한 환상면을 갖는 플러그는 원뿔면을 갖는 웨이스크게이트 시트에 센터링될 수 있고, 환상면과 원뿔형 시트 간의 접촉선은 실질적으로 원일 수 있다. 그러한 예에서, 환상면의 중앙축과 원뿔형 시트의 중앙축은 실질적으로 동축으로(예컨대, 실질적으로 공통축을 따라) 정렬될 수 있다.
도 24는 조립 프로세스(2202) 중에 조립체(2200)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(2250)는 웨이스트게이트 시트(2216)에 대해 위치 설정되고 링(2243)은 링 용접부(2247)를 통해 부싱(2242)에 용접된다. 그러한 작동에서, 링(2243)의 축방향 위치는 부싱(2242)에 대해 고정된다. 도시된 바와 같이, 링(2243)의 단부는 저널(2255)과 대면한다. 그러한 예에서, 클리어런스는 링(2243)의 단부와 저널(2255)의 표면 사이에 존재할 수 있다.
일례로서, 링은 웨이스트게이트의 샤프트의 일부 둘레에 그리고 부싱의 보어 내로 적어도 부분적으로 삽입될 수 있고, 샤프트가 보어를 통과하고 그곳으로부터 축방향 외측을 향해 소정 거리 연장된다. 그러한 예에서, 링은 부싱에 대해 (예컨대, 축방향으로) 최적 위치에 있도록 조정될 수 있고 링은 샤프트의 저널에 대해 최적 위치에 있도록 조정될 수 있으며, 최적 위치는 약 1 mm 이하 정도의 클리어런스를 통해 획정될 수 있다(예컨대, 약 0.5 mm 이하의 클리어런스가 고려된다). 최적 위치가 유지되고 용접이 수행되어 링을 부싱에 용접하여 링 용접부를 형성할 수 있다.
일례로서, 링 용접부는 링과 부싱 사이에 스폿형 용접부, 세그먼트형 용접부, 연속형 용접부 등일 수 있다. 예컨대, 링 용접부는 3개의 세그먼트를 포함할 수 잇고, 각 세그먼트는 약 30도의 원호 각도에 걸쳐 있다. 그러한 예에서, 3개의 30도 원호 세그먼트가 형성되어 링을 부싱에 결합시킨다. 그러한 예에서, 선택적으로 레이저 용접 또는 다른 형태의 용접을 포함할 수 있는 용접이 용접 장비를 통해 수행될 수 있다.
일례로서, 방법은 링을 부싱에 결합시키는 하나 이상의 용접부가 형성되도록 링을 부싱에 레이저 용접하는 것을 포함할 수 있고, 예컨대 그러한 방식은 심을 이용하여 제어 아암에 대해 클리어런스를 조정하거나 설정하는 것을 포함할 수 있다(예컨대, CL1 참조). 그러한 예에서, 심은 부싱 및/또는 링과 접촉하고 제어 아암과 접촉하여 클리어런스를 형성할 수 있다. 일례로서, 심은 판금 또는 다른 유형의 재료로 제조될 수 있다.
도 25는 조립 프로세스(2203) 중에 조립체(2200)의 일부를 도시하는데, 웨이스트게이트(2250)는 웨이스트게이트 시트(2216)에 대해 위치 설정되고, 링(2243)은 링 용접부(2247)를 통해 부싱(2242)에 용접되며, 제어 아암(2244)은 심(2245)이 제어 아암(2244)의 표면과 부싱(2242)의 표면 및/또는 링(2243)의 표면 사이에 위치 설정되어 있는 동안에 용접부(2260)를 통해 웨이스트게이트(2250)의 샤프트(2252)에 용접되고, 링의 표면은 링 용접부(2247)의 표면을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 심(2245)은 제어 아암(2244)과 샤프트(2252)[예컨대, 샤프트(2252)의 회전축] 사이에 일시적인 축방향 스페이서로서 작용할 수 있고 직각을 달성하도록 작용할 수 있다.
일례로서, 심은 웨이스트게이트의 샤프트에 인접하게 배치될 수 있는 실질적으로 평행한 면을 포함하는 실질적으로 편평한 구성요소로서 형성될 수 있고, 제어 아암은 제어 아암이 심과 동일한 높이가 되도록 심의 면들 중 하나와 접촉할 수 있다. 그러한 예에서, 샤프트의 회전축은 직각 상태로서 획정될 수 있는 제어 아암의 실질적으로 편평한 표면에 실질적으로 직교할 수 있다. 예컨대, 직각 상태가 충족되는 경우, 제어 아암이 평면 내에서 회전할 때에, 제어 아암이 결합되는 샤프트는 (예컨대, 흔들림 없이) 회전축을 중심으로 회전된다.
일례로서, 방법은 심을 웨이스트게이트의 샤프트의 일부 둘레에 삽입하는 것, 제어 아암의 표면이 심과 접촉하도록 제어 아암을 샤프트의 다른 부분에 대해 위치 설정하는 것, (예컨대, 직각을 달성하기 위해) 제어 아암의 최적 위치를 샤프트에 대해 고정하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 부싱의 단부에 대해 고정하는 것(예컨대, 약 0.05 mm의 최대 간극이 고려됨), 최적 위치를 유지하고 제어 아암을 샤프트에 용접하여 제어 아암과 샤프트 사이에 용접부를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 심은 용접부를 형성한 후에 제거될 수 있다. 일례로서, 심은 2개 이상의 구성요소의 최적 위치 설정을 제공할 수 있다.
일례로서, 용접부(2260)는 스폿형, 세그먼트형, 연속형 등일 수 있다. 일례로서, 샤프트(2252) 둘레의 360도 중에서, 용접부(2260)는 전체 약 270도 내지 약 360도(예컨대, 360도 포함) 범위에 있을 수 있다. 일례로서, 일련의 스폿은 약 360도의 전체 범위에 걸쳐서 용접될 수 있다. 일례로서, 연속형 용접부는 약 360도의 전체 범위에 걸쳐서 용접될 수 있다.
다시, 예시적인 조립체(1200, 1500, 1800 및 2200)와 관련된 도 11의 블럭을 참조하면, 도 12 내지 도 25와 관련하여 전술한 설명이 예시적인 조립체들 중 하나 이상에 적용될 수 있다. 예컨대, 조립체(1500, 2200)는 심을 포함하는 동작 또는 작동을 이용하여 조립될 수 있고, 예컨대 조립체(1800, 2200)는 링을 포함할 수 있는데, 예컨대 링은 링 용접부를 통해 부싱에 용접될 수 있다. 도 12 내지 도 25의 예에서, 부싱(1242, 1542, 1842 및 2242)은 하우징의 보어 내에 배치될 수 있고, 예컨대 도 6[예컨대, 하우징(615) 참조]에 예시된 및/또는 도 2 및 도 3[예컨대, 하우징(210)과 보어(212) 참조]에 예시된 하우징의 보어가 고려된다. 일례로서, 제어 연결 기구(1270, 1570, 1870 및 2270)는 도 4의 조립체(400)의 하나 이상의 피쳐를 포함할 수 있다(예컨대, 제어 아암(444) 및 제어 아암에 작동 가능하게 연결된 구성요소 참조).
일례로서, 도 12 내지 도 25의 예의 웨이스트게이트(1250, 1550, 1850 및 2250)는, 예컨대 도 2 및 도 3의 웨이스트게이트(250)와 같은 웨이스트게이트일 수 있다. 예컨대, 웨이스트게이트(1250, 1550, 1850 및 2250) 중 하나 이상은 단일의 일체형 웨이스트게이트(예컨대, 모노블럭 웨이스트게이트)일 수 있다.
도 26은 다양한 블럭이 조립체(1200)와 같은 조립체의 조립 방법에 대응하고[예컨대, 블럭(2610 및 2622) 참조], 다양한 블럭이 조립체(1500)와 같은 조립체의 조립 방법에 대응하며[예컨대, 블럭(2610 및 2624) 참조], 다양한 블럭이 조립체(1800)와 같은 조립체의 조립 방법에 대응하고[예컨대, 블럭(2610, 2626 및 2632) 참조], 다양한 블럭이 조립체(2200)와 같은 조립체의 조립 방법에 대응하는[예컨대, 블럭(2610, 2626 및 2634) 참조] 방법(2600)의 예를 도시한다.
블럭(2610 및 2622)에 따른 방법에 관하여, 블럭(2610)은 모노블럭 웨이스트게이트를 부싱 내로 삽입하는 것, 모노블럭 웨이스트게이트의 센터링된 위치를 웨이스트게이트 시트(예컨대, 밸브 시트)에 그리고 모노블럭 웨이스트게이트의 아암을 부싱에 고정하는 것, 센터링된 위치에서 모노블럭 웨이스트게이트를 차단하고 유지하는 것을 포함할 수 있고; 블럭(2622)은 모노블럭 웨이스트게이트 상에 제어 아암을 삽입하는 것, 모노블럭 웨이스트게이트에 제어 아암의 최적 위치를 고정시키는 것, 제어 아암의 최적 위치를 (예컨대, 대략 0.1 mm의 최대 축방향 클리어런스를 두고) 부싱에 고정시키는 것, 용접 전 및 중에 최적 제어 아암 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 대해 그리고 제어 아암의 클리어런스를 부싱에 대해 보유 및 유지하는 것, 및 위치 설정된 제어 아암을 모노블럭 웨이스트게이트에 용접하고, 예컨대 제어 아암과 모노블럭 웨이스트게이트 사이의 융착을 이용하여 조인트에서 용접부를 형성하는 것(예컨대, 용접부는 대략 0.5 mm의 치수까지 관통됨)을 포함할 수 있다.
블럭(2610 및 2624)에 따른 방법에 관하여, 블럭(2624)은 심을 모노블럭 웨이스트게이트의 샤프트의 일부 둘레에 삽입하는 것, 제어 아암을 심과 접촉하도록 샤프트 상에 위치 설정하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 고정하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 부싱에 대해 고정하는 것(예컨대, 대략 0.1 mm의 최대 클리어런스가 고려됨), 용접 전 및 중에 최적 제어 아암 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 대해 보유 및 유지하는 것, 위치 설정된 제어 아암을 모노블럭 웨이스트게이트에 용접하고, 예컨대 제어 아암과 모노블럭 웨이스트게이트 사이의 융착을 이용하여 조인트에서 용접부를 형성하는 것(예컨대, 약 270도 내지 약 360도의 원호 스팬을 갖는 용접부가 고려됨), 및 심을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
블럭(2610, 2626 및 2632)에 따른 방법에 관하여, 블럭(2626)은 링을 모노블럭 웨이스트게이트의 샤프트의 일부 상에 삽입하는 것, 링의 최적 위치를 부싱에 대해 고정하는 것, 링의 최적 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 대해 (예컨대, 대략 0.05 mm의 최대 클리어런스를 두고 모노블럭 웨이스트게이트의 샤프트의 저널에 대해) 고정하는 것, 용접 전 및 중에 링의 최적 위치를 부싱에 대해 그리고 모노블럭 웨이스트게이트에 대해 보유 및 유지하는 것, 및 삽입된 링을 부싱에 용접하여, 예컨대 링과 부싱 사이의 조인트에 용접부를 형성하는 것(예컨대, 약 30도 내지 약 90도 범위의 다수의 각도에 각각 걸쳐 있는 3개의 원호 세그먼트와 같이 다수의 각도에 걸쳐 있는 다수의 원호 세그먼트를 갖는 용접부가 고려됨)을 포함할 수 있고; 블럭(2632)은 제어 아암을 모노블럭 웨이스트게이트의 샤프트 상에 삽입하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 고정하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 부싱에 대해 고정하는 것(예컨대, 대략 0.05 mm의 최대 축방향 클리어런스가 고려됨), 용접 전 및 중에 제어 아암의 최적 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 대해 그리고 부싱에 대해 보유 및 유지하는 것, 및 위치 설정된 제어 아암을 모노블럭 웨이스트게이트에 용접하는 것(예컨대, 약 270도 내지 약 360도의 총 원호 스팬을 갖는 용접부가 고려됨)을 포함할 수 있다.
블럭(2610, 2626 및 2634)에 따른 방법에 관하여, 블럭(2634)은 심을 모노블럭 웨이스트게이트의 샤프트의 일부 상에 삽입하는 것, 제어 아암을 모노블럭 웨이스트게이트의 샤프트 및 심에 대해 위치 설정하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 고정하는 것, 제어 아암의 최적 위치를 부싱에 대해 고정하는 것(예컨대, 대략 0.05 mm의 최대 축방향 클리어런스가 고려됨), 용접 전 및 중에 제어 아암의 최적 위치를 모노블럭 웨이스트게이트에 대해 그리고 부싱에 대해 보유 및 유지하는 것, 위치 설정된 제어 아암을 모노블럭 웨이스트게이트에 용접하는 것(예컨대, 약 270도 내지 약 360도의 총 원호 스팬을 갖는 용접부를 형성함), 및 심을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
일례로서, 방법은 링을 샤프트용 부싱에 용접하는 것과 제어 아암을 샤프트에 용접하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 방법은 모노블럭 샤프트, 아암 및 플러그, 또는 샤프트에 고정된 모노블럭 아암 및 플러그를 포함할 수 있다. 일례로서, 플러그는 원환체의 일부인 표면을 포함할 수 있고, 웨이스트게이트 시트는 원뿔의 일부인 표면을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 플러그는 웨이스트게이트 시트와 접촉할 수 있고, 플러그는 (예컨대, 플러그의 축선을 웨이스트게이트 시트의 축선과 정렬시키도록) 힘의 인가를 통해 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링될 수 있다. 그러한 예에서, 샤프트는 터빈 하우징의 보어 내에 배치된 부싱 내에 배치될 수 있고, 부싱에 의해 적어도 부분적으로 수용된 링에 대해 샤프트를 위치 설정하도록 스페이서가 이용될 수 있다. 그러한 스페이서는 부싱에 대한 링의 고정 중에 세트 구성요소를 배열하는 데에 이용될 수 있는데, 그러한 배열은, 예컨대 용접 및/또는 하나 이상의 다른 프로세스에 의한 고정일 수 있다. 그러한 예에서, 심(예컨대, 편평한 심)은 제어 아암과 링 및/또는 부싱 사이에 클리어런스를 달성하도록 이용될 수 있고, 제어 아암은 샤프트에 고정될 수 있는데, 그러한 고정은, 예컨대 용접 및/또는 하나 이상의 다른 프로세스에 의한 고정일 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는, 외부면, 웨이스트게이트 시트를 포함하는 내부면, 및 내부면과 외부면 사이에서 연장되는 보어를 포함하는 터빈 하우징; 보어 내에 적어도 부분적으로 배치되고 부싱 보어를 포함하는 부싱; 부싱 보어를 통해 샤프트 단부로 연장되는 샤프트, 부싱 보어 내에 배치되는 샤프트 숄더, 플러그, 및 샤프트와 플러그 사이에 배치되는 아암을 포함하는 웨이스트게이트; 샤프트 숄더와 샤프트 단부 사이에서 부싱 보어 내에 적어도 부분적으로 고정 배치된 링; 및 샤프트 단부에 근접하게 샤프트에 결합되어 제어 아암의 표면과 샤프트 숄더 사이에 축방향 거리를 획정하는 제어 아암을 포함할 수 있고, 링은 축방향 거리보다 작은 축방향 길이를 포함한다. 그러한 예에서, 터빈 하우징 조립체는 링을 부싱에 고정시키는 링 용접부를 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 링 용접부는 링을 특정한 축방향 위치에서 부싱에 가부착시키는 가부착 용접부일 수 있다. 그러한 예에서, 링 용접부는 링의 적어도 일부를 축방향으로 고정시킬 수 있다. 일례로서, 링 용접부는, 예컨대 링 용접부에서 링의 회전을 방지할 수 있다. 일례로서, 링 용접부는 하나 이상의 재료(예컨대, 선택적으로 솔더 등을 포함하는 용접된 재료)를 통해 부싱과 링을 결합시킬 수 있다. 일례로서, 용접부는 링의 일부 및/또는 부싱의 일부를 용융시킬 수 있다. 일례로서, 용접부는 부싱과 링을 결합시키는 링 용접부를 형성하는 솔더와 같은 재료에 의해 발생될 수 있다.
일례로서, 웨이스트게이트는 샤프트, 아암 및 플러그를 포함하는 구성요소 또는 서브 조립체일 수 있다. 일례로서, 아암 및 플러그는, 예컨대 단일 재료 피스로서 주조되고 모노블럭으로 지칭되는 단일 구성요소일 수 있다. 일례로서, 샤프트, 아암 및 플러그는, 예컨대 단일 재료 피스로서 주조되고 모노블럭으로 지칭되는 단일 구성요소일 수 있다. 일례로서, 모노블럭 웨이스트게이트는 모노블럭 아암 및 플러그를 포함하고, 샤프트가 모노블럭 아암 및 플러그에 고정된다. 일례로서, 모노블럭 웨이스트게이트는 모노블럭 샤프트, 아암 및 플러그를 포함할 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는 샤프트 숄더와 저널을 포함하는 샤프트를 포함할 수 있고, 샤프트 숄더는 샤프트 저널 숄더이다. 일례로서, 샤프트는 2개의 저널을 포함할 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는 원뿔형 표면을 포함하는 웨이스트게이트 시트를 포함할 수 있다. 일례로서, 터빈 하우징 조립체는 볼록한 환상면을 포함하는 플러그를 포함할 수 있다. 예컨대, 환상체의 축선과 원뿔의 축선이 실질적으로 정렬되는 위치에 환상체가 있을 수 있는 원뿔 내의 환상체가 고려된다. 그러한 상태는 안착된 상태인 낮은 위치 에너지 상태일 수 있다. 그러한 예에서, 환상체가 플러그의 일부이고 원뿔이 웨이스트게이트 시트의 일부인 경우, 플러그는 (예컨대, 웨이스트게이트 시트에 의해 획정된 주변부 내의 개구와 유체 연통하는 웨이스트게이트 통로를 밀봉하기 위해) 웨이스트게이트 시트에 대해 폐쇄된 상태에 있을 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는 제어 아암이 샤프트에 용접되는 제어 아암을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 제어 아암의 이동은 샤프트를 이동시킬 수 있다. 예컨대, 제어 아암이 샤프트의 종축에 대응하는 축선을 중심으로 피봇하는 경우, 샤프트가 회전될 수 있다. 일례로서, 제어 아암이 병진 및/또는 틸팅하는 경우, 그러한 병진 및/또는 틸팅은, 예컨대 부싱 내에 적어도 부분적으로 배치되는 링에 의해 적어도 부분적으로 제한될 수 있고, 샤프트는 부싱의 보어를 통과한다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체에서, 제어 아암은 샤프트 단부에 근접하게 샤프트에 결합되어 제어 아암의 표면과 샤프트 숄더 사이에 축방향 거리를 획정할 수 있으며, 링은 축방향 거리보다 작은 축방향 길이를 포함한다. 그러한 예에서, 축방향 거리와 축방향 길이 사이의 차이가 축방향 클리어런스를 형성할 수 있다. 그러한 예에서, 축방향 클리어런스는 심 치수에 대응할 수 있다. 예컨대, 심은 심 치수로서 심 두께에 의해 한정될 수 있다. 일례로서, 터빈 하우징 조립체는 전술한 축방향 거리와 전술한 축방향 길이 사이의 차이에 의해 형성되는 클리어런스 내에 배치되는 심을 포함할 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체에서, 부싱은 숄더를 포함할 수 있고, 터빈 하우징 조립체의 터빈 하우징의 외부면은 보어 둘레에 배치되는 시트 표면을 포함하며, 부싱의 숄더는 터빈 하우징의 시트 표면에 대해 안착된다. 그러한 예에서, 시트 표면과 숄더는 부싱을 터빈 하우징의 보어 내에 축방향으로 위치시킬 수 있다. 그러한 예에서, 부싱은 (예컨대, 공기 환경 공간에서) 부분적으로 터빈 하우징의 외부 및 (예컨대, 배기 가스 환경 공간에서) 부분적으로 터빈 하우징의 내부일 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는, 외부면, 웨이스트게이트 시트를 포함하는 내부면, 및 내부면과 외부면 사이에서 연장되는 보어를 포함하는 터빈 하우징; 보어 내에 적어도 부분적으로 배치되고 부싱 보어를 포함하는 부싱; 부싱 보어를 통해 샤프트 단부로 연장되는 샤프트, 부싱 보어 내에 배치되는 샤프트 숄더, 플러그, 및 샤프트와 플러그 사이에 배치되는 아암을 포함하는 웨이스트게이트; 샤프트 숄더와 샤프트 단부 사이에서 부싱 보어 내에 적어도 부분적으로 배치된 메시 링; 및 샤프트 단부에 근접하게 샤프트에 결합되어 제어 아암의 표면과 샤프트 숄더 사이에 축방향 거리를 획정하는 제어 아암을 포함할 수 있고, 메시 링은 축방향 거리보다 작은 축방향 길이를 포함한다. 그러한 예에서, 메시 링의 축방향 길이는 메시 링의 압축되지 않은 축방향 길이일 수 있다. 일례로서, 작동 중에, 샤프트의 표면은 메시 링의 표면 또는 표면들과 접촉할 수 있다. 그러한 예에서, 메시 링이 탄력적인 경우, 메시 링이 변형될 수 있다. 일례로서, 그러한 변형은 탄성일 수 있고, 예컨대 작동 중에 메시 링 상의 샤프트에 의해 가해질 수 있는 힘의 양을 적어도 부분적으로 기초로 하여 미리 결정된 축방향 거리로 제한될 수 있다. 일례로서, 메시 링의 재료 및/또는 예컨대 메시 링의 형상을 포함하는 메시 링의 제조에 의해 결정될 수 있는 하나 이상의 특징을 갖는 메시 링이 선택될 수 있다. 일례로서, 메시 링은 와이어의 압착을 통해 형성될 수 있고, 압착량이 메시 링의 하나 이상의 특성을 한정한다. 예컨대, 더 압착된 메시 링(예컨대, 와이어로 제조된)은 덜 압착된 메시 링(예컨대, 와이어로 제조된)과 비교하여 덜 탄력적이거나 실질적으로 탄력적이지 않을 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체의 링은 탄성 링이고 및/또는 미리 결정된 비압축된 작동 축방향 길이 및 미리 결정된 압축된 작동 축방향 길이에 의해 적어도 부분적으로 한정될 수 있는 탄성 부분을 포함할 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는 솔리드 금속 또는 합금 링과 메시 링을 포함할 수 있고, 메시 링은 솔리드 메탈 또는 합금 링의 내부에 배치된다. 그러한 예에서, 메시 링은 제1 링일 수 있고 솔리드 링은 제2 링일 수 있다. 일례로서, 솔리드 링은 부싱에 용접됨으로써 메시 링을 부싱 내에 둘러쌀 수 있다. 그러한 예에서, 메시 링은 탄력적일 수 있어 샤프트의 일부에 의한 메시 링의 접촉 시에 일부 에너지량을 흡수할 수 있다. 일례로서, 그러한 접촉은 축방향 추력 접촉 또는 축방향 압력 접촉일 수 있다. 그러한 예에서, 메시 링은 축방향으로 미리 결정된 양만큼 변형되도록 설계될 수 있고, 접촉이 해제될 때에 메시 링이 변형되지 않은 상태로 복귀하도록 탄성일 수 있다.
일례로서, 터빈 하우징 조립체는 복수 개의 내경을 포함하는 부싱 보어를 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 부싱 보어는 제1 내경 보어 부분과 더 작은 제2 내경 부분을 포함할 수 있고, 링은 제1 내경 보어 부분 내에 적어도 부분적으로 배치된다. 그러한 예에서, 링은 링의 일부가 부싱 보어 내에서 축방향으로 이동하지 않도록 고정 배치될 수 있다. 일례로서, 용접부 또는 용접부들(예컨대, 링 용접부 또는 링 용접부들)이 링의 적어도 일부를 부싱에 고정시킬 수 있다.
일례로서, 방법은 부싱을 터빈 하우징의 보어 내에 위치 설정하는 것; 웨이스트게이트의 샤프트를 부싱의 보어 내에 위치 설정하는 것 - 샤프트는 샤프트 숄더와 샤프트 단부를 포함함 -; 웨이스트게이트의 플러그에 힘을 인가하여 플러그를 터빈 하우징의 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링시키는 것; 링을 적어도 부분적으로 부싱의 보어 내에 그리고 샤프트 숄더와 샤프트 단부 사이에 위치 설정하는 것; 및 링을 (예컨대, 용접 및/또는 다른 고정 메카니즘을 통해) 부싱에 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 방법은 제어 아암을 (예컨대, 용접 및/또는 다른 고정 메카니즘을 통해) 샤프트에 고정시키는 것을 포함할 수 있다. 일례로서, 전술한 방법은 심을 부싱과 제어 아암 사이에서 샤프트 둘레에 위치 설정하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 그러한 방법은 제어 아암을 샤프트에 용접하는 것과 심을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 일례로서, 그러한 심은 구성요소들(예컨대, 제어 아암과 부싱) 사이에 축방향으로 배치되는 바와 같이 대략 0.1 mm의 최대 두께로 될 수 있다.
일례로서, 링은 부싱의 보어 내에 위치 설정될 수 있고, 제어 아암과 부싱의 단부 사이에 축방향 클리어런스가 존재한다.
일례로서, 링은 축방향으로 부싱의 단부를 지나서 연장될 수 있고, 제어 아암과 링의 단부 사이에 축방향 클리어런스가 존재한다.
일례로서, 링과 샤프트 숄더는 웨이스트게이트(예컨대, 모노블럭 웨이스트게이트)의 축방향 병진을 한정하는 2개의 구성요소일 수 있다.
일례로서, 방법은 제어 아암을 샤프트에 용접하는 것을 포함할 수 있고, 제어 아암은 웨이스트게이트(예컨대, 모노블럭 웨이스트게이트)의 축방향 병진을 한정하는 구성요소일 수 있다. 그러한 예에서, 링과 샤프트 숄더는 웨이스트게이트(예컨대, 모노블럭 웨이스트게이트)의 축방향 병진을 또한 한정하는 2개의 구성요소일 수 있다.
일례로서, 샤프트는는 샤프트 숄더와 저널을 포함할 수 있고, 샤프트 숄더는 샤프트 저널 숄더이다. 예컨대, 저널은 샤프트의 다른 부분보다 큰 직경으로 있는 샤프트의 다른 부분일 수 있다. 그러한 예에서, 샤프트는 보다 작은 직경으로부터 더 큰 저널 직경으로 단차 형성될 수 있고, 단차는 축방향 면을 획정하며, 축방향 면은 샤프트가 연장하여 통과하는 부싱의 보어 내에 적어도 부분적으로 배치되는 링과 접촉할 수 있는 표면일 수 있다. 그러한 예에서, 부싱의 보어는 하나 이상의 직경을 포함할 수 있다. 예컨대, 그러한 보어는 샤프트의 저널과 접촉할 수 있는 저널 접촉면을 획정하는 저널 직경을 포함할 수 있고 링과 접촉하는 링 접촉면을 획정하는 링 직경을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 링은, 예컨대 부싱의 보어의 일부의 링 직경에 의해 획정되는 링의 표면과 부싱의 표면 사이의 계면을 용접함으로써 부싱에 결합될 수 있다.
일례로서, 샤프트는 1개보다 많은 저널을 포함할 수 있다. 예컨대, 2개의 저널과 2개의 저널 사이에 배치되는 중간 부분을 포함하는 샤프트가 고려된다.
일례로서, 방법은 부싱을 터빈 하우징의 보어 내에 위치 설정하는 것; 웨이스트게이트의 샤프트를 부싱의 보어 내에 위치 설정하는 것 - 샤프트는 샤프트 숄더와 샤프트 단부를 포함함 -; 웨이스트게이트의 플러그에 힘을 인가하여 플러그를 터빈 하우징의 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링시키는 것; 부싱과 제어 아암 사이에서 샤프트 둘레에 심을 위치 설정하는 것; 및 제어 아암을 샤프트에 용접하는 것을 포함할 수 있다. 그러한 예에서, 방법은 심을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 일례로서, 심은 대략 0.1 mm 이하의 두께를 포함할 수 있다. 예컨대, 부싱과 제어 아암 사이에서 샤프트 둘레에 위치 설정될 수 있는 심의 일부의 최대 두께가 고려된다. 일례로서, 전술한 방법에서, 웨이스트게이트는 모노블럭 웨이스트게이트일 수 있다.
방법, 디바이스, 시스템, 장치 등의 몇몇 예가 첨부 도면에 예시되고 전술한 상세한 설명에 설명되었지만, 개시된 예시적인 실시예는 제한이 아니고 다수의 재배열, 수정 및 대체가 가능하다는 것이 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 방법으로서,
    부싱을 터빈 하우징의 보어 내에 위치 설정하는 단계;
    부싱의 보어 내에 웨이스트게이트의 샤프트를 위치 설정하는 단계로서, 샤프트는 샤프트 숄더와 샤프트 단부를 포함하는 것인 단계;
    웨이스트게이트의 플러그에 힘을 인가하여 플러그를 터빈 하우징의 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링시키는 단계;
    링을 적어도 부분적으로 부싱의 보어 내에 그리고 샤프트 숄더와 샤프트 단부 사이에 위치 설정하는 단계; 및
    링을 부싱에 고정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제어 아암을 샤프트에 고정시키는 단계를 포함하는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 심을 부싱과 제어 아암 사이에서 샤프트 둘레에 위치 설정하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제어 아암을 샤프트에 고정하고 심을 제거하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 심은 대략 0.1 mm 이하의 두께를 포함하는 것인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 링은 부싱의 보어 내에 위치 설정되고 제어 아암과 부싱의 단부 사이에 축방향 클리어런스가 존재하는 것인 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 링은 축방향으로 부싱의 단부를 지나서 연장되고 제어 아암과 링의 단부 사이에 축방향 클리어런스가 존재하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 링과 샤프트 숄더는 웨이스트게이트의 축방향 병진을 한정하는 것인 방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 제어 아암은 웨이스트게이트의 축방향 병진을 한정하는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 링과 샤프트 숄더는 웨이스트게이트의 축방향 병진을 한정하는 것인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는 저널을 포함하고 상기 샤프트 숄더는 샤프트 저널 숄더를 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는 2개의 저널과, 2개의 저널 사이에 배치되는 중간 부분을 포함하는 것인 방법.
  13. 방법으로서,
    부싱을 터빈 하우징의 보어 내에 위치 설정하는 단계;
    부싱의 보어 내에 웨이스트게이트의 샤프트를 위치 설정하는 단계로서, 샤프트는 샤프트 숄더와 샤프트 단부를 포함하는 것인 단계;
    웨이스트게이트의 플러그에 힘을 인가하여 플러그를 터빈 하우징의 웨이스트게이트 시트에 대해 실질적으로 센터링시키는 단계;
    심을 부싱과 제어 아암 사이에서 샤프트 둘레에 위치 설정하는 단계; 및
    제어 아암을 샤프트에 고정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 심을 제거하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 심은 대략 0.1 mm 이하의 두께를 포함하는 것인 방법.
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