渦輪增壓器的抽吸密封的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及渦輪增壓器的抽吸密封。系統(tǒng)可包括渦輪機(jī)殼體，其限定了渦輪機(jī)葉輪空間、與渦輪機(jī)葉輪空間流體連通的廢氣室和從廢氣室延伸到渦輪機(jī)殼體的外表面的控制軸圓孔；可定位在渦輪機(jī)葉輪空間上方的鈍頭體，其中鈍頭體包括開(kāi)口和與該開(kāi)口流體連通的內(nèi)腔；以及可連接以實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)殼體的控制軸圓孔和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通的抽吸導(dǎo)管。還公開(kāi)了設(shè)備、組件、系統(tǒng)、方法等的各種其它示例。
【專利說(shuō)明】渦輪增壓器的抽吸密封
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本文中公開(kāi)的主題概括地涉及內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪增壓器包括各種不同的部件以處理流體流，流體例如是空氣、廢氣等。廢氣從渦輪增壓器例如通過(guò)在支撐控制軸的圓孔內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)間隙的不期望的泄漏會(huì)影響排放。另外，在廢氣攜帶顆粒物質(zhì)的情況下，這種物質(zhì)在該一個(gè)或多個(gè)間隙中的沉積會(huì)影響旋轉(zhuǎn)控制軸所需要的力。本文描述的技藝、技術(shù)等的各種不同的示例可減少進(jìn)出渦輪增壓器的不期望的流體泄漏。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0003]結(jié)合在附圖中示出的示例參考下面的詳細(xì)描述，可獲得對(duì)本文描述的各種方法、設(shè)備、組件、系統(tǒng)、布置等以及其等同方式的更完整的理解，在附圖中:
圖1是渦輪增壓器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及控制器的示例的簡(jiǎn)圖；
圖2是可變幾何形狀組件的示例的一系列視圖，該組件包括設(shè)置在控制軸圓孔中的控制軸；
圖3是渦輪機(jī)殼體組件的示例的一系列視圖，該組件包括設(shè)置在控制軸圓孔中的控制
軸；
圖4是一個(gè)組件的示例的視圖，該組件包括定位在渦輪機(jī)葉輪上方的鈍頭體；以及在鈍頭體周圍的流動(dòng)的簡(jiǎn)圖和在該鈍頭體的表面處的該流動(dòng)的壓力曲線；
圖5是一個(gè)組件的示例的一系列視圖，該組件包括可定位在渦輪機(jī)葉輪上方的鈍頭
體；
圖6是組件的示例的一系列視圖；
圖7是一個(gè)組件的示例的截去視圖，該組件包括設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)的控制軸以控制廢氣門(mén)；
圖8是一個(gè)組件的示例的截去視圖，該組件包括設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)的控制軸從而控制可變幾何形狀機(jī)構(gòu)；以及
圖9是鈍頭體的特征和構(gòu)造的示例的一系列簡(jiǎn)圖以及壓力-發(fā)動(dòng)機(jī)速度繪圖的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0004]渦輪增壓器經(jīng)常被用于增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。參照?qǐng)D1，渦輪增壓系統(tǒng)100的示例包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110和渦輪增壓器120。如在圖1中所示，系統(tǒng)100可以是車輛101的一部分，其中系統(tǒng)100被設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中并被連接到廢氣導(dǎo)管103，廢氣導(dǎo)管103引導(dǎo)廢氣到廢氣出口 109，廢氣出口 109例如定位在乘客艙105后面。在圖1的示例中，可提供處理單元107以處理廢氣(例如，通過(guò)分子的催化轉(zhuǎn)化等減少排放物)。
[0005]在圖1的示例中，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118，其包含一個(gè)或多個(gè)燃燒室，這些燃燒室用于驅(qū)動(dòng)軸112 (例如，通過(guò)活塞)。如圖1中所示，進(jìn)氣端口 114提供了流動(dòng)路徑供空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118，而排氣端口 116提供了流動(dòng)路徑供廢氣離開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118。
[0006]渦輪增壓器120用于從廢氣中提取能量并提供能量給進(jìn)氣空氣，該空氣可與燃料混合來(lái)形成燃燒氣體。如在圖1中所示，渦輪增壓器120包括空氣入口 134、軸122、用于壓縮機(jī)葉輪125的壓縮機(jī)殼體組件124、用于渦輪機(jī)葉輪127的渦輪機(jī)殼體組件126、另一殼體組件128和廢氣出口 136，廢氣出口 136例如可與車輛101的廢氣導(dǎo)管103流體連通。殼體組件128可被稱為中間殼體組件，因?yàn)槠浔辉O(shè)置在壓縮機(jī)殼體組件124和渦輪機(jī)殼體組件126之間。軸122可以是包括多個(gè)部件的軸組件。軸122可由設(shè)置在殼體組件128內(nèi)(例如，在由一個(gè)或多個(gè)孔壁限定的圓孔內(nèi))的軸承系統(tǒng)(例如，軸頸軸承、滾子軸承等)可旋轉(zhuǎn)地支撐，使得，渦輪機(jī)葉輪127的旋轉(zhuǎn)引起壓縮機(jī)葉輪125的旋轉(zhuǎn)(例如，由于通過(guò)軸122可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接)。作為示例，中間殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)可包括壓縮機(jī)葉輪125，渦輪機(jī)葉輪127，軸122，殼體組件128和各種其它的部件(例如，設(shè)置在壓縮機(jī)葉輪125和殼體組件128之間的軸向位置處的壓縮機(jī)側(cè)板)。
[0007]在圖1的示例中，可變幾何形狀組件129被示出為部分地被設(shè)置在殼體組件128和殼體組件126之間。這種可變幾何形狀組件可包括定子葉片或其它部件來(lái)改變通道的幾何形狀，該通道通向渦輪機(jī)殼體組件126內(nèi)的渦輪機(jī)葉輪空間。作為示例，可變幾何形狀壓縮機(jī)組件可被提供。
[0008]在圖1的示例中，廢氣門(mén)閥(或，簡(jiǎn)稱為廢氣門(mén))135被定位成最接近渦輪機(jī)殼體組件126的廢氣進(jìn)口(例如，在渦輪機(jī)葉輪127的上游)。廢氣門(mén)閥135可被控制以允許至少一些來(lái)自排氣端口 116的廢氣繞過(guò)渦輪機(jī)葉輪127。各種不同的廢氣門(mén)、廢氣門(mén)部件等可被應(yīng)用到傳統(tǒng)固定噴嘴渦輪機(jī)、固定定子葉片噴嘴渦輪機(jī)、可變噴嘴渦輪機(jī)、雙渦旋渦輪增壓
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[0009]在圖1的示例中，廢氣再循環(huán)(EGR)導(dǎo)管115也被示出，其可被任選地設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)閥117，例如，以允許廢氣流到在壓縮機(jī)葉輪125上游的位置。
[0010]圖1還示出了示例布置150用于使廢氣流到廢氣渦輪機(jī)殼體組件152和另一示例布置170用于使廢氣流到廢氣渦輪機(jī)殼體組件172。在布置150中，氣缸蓋154包括在其內(nèi)的通道，用于將來(lái)自氣缸的廢氣引導(dǎo)向渦輪機(jī)殼體組件152，而在布置170中，歧管176用于實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)殼體組件172的安裝，例如，沒(méi)有任何單獨(dú)的、中間長(zhǎng)度的廢氣管道系統(tǒng)。在示例布置150和170中，渦輪機(jī)殼體組件152和172可被構(gòu)造成與廢氣門(mén)、可變幾何形狀組件等一起使用。
[0011]在圖1中，控制器190的示例被示出為包括一個(gè)或多個(gè)處理器192、存儲(chǔ)器194和一個(gè)或多個(gè)接口 196。這種控制器可包括電路系統(tǒng)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(E⑶)的電路系統(tǒng)。如本文所描述，可聯(lián)合控制器任選地實(shí)施各種方法或技藝，例如，通過(guò)控制邏輯?？刂七壿嬁梢蕾囉谝粋€(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件(例如，渦輪rpm、發(fā)動(dòng)機(jī)rpm、壓力、溫度、載荷、潤(rùn)滑劑、冷卻等)。例如，傳感器可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)接口 196傳輸信息到控制器190。控制邏輯可依賴于這些信息，并且進(jìn)而控制器190可輸出控制信號(hào)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作?？刂破?90可被構(gòu)造成控制潤(rùn)滑劑流、溫度、壓力、可變幾何形狀組件(例如，可變幾何形狀壓縮機(jī)或渦輪機(jī))、廢氣門(mén)(例如，通過(guò)致動(dòng)器)、電動(dòng)馬達(dá)、或與發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪機(jī)增壓器(或多個(gè)渦輪增壓器)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)其它部件、等等。
[0012]圖2示出了組件200的示例的俯視圖，該組件包括各種不同的渦輪機(jī)組件部件202，該組件可與可變幾何形狀控制器250 —起被聯(lián)接到中間殼體，可變幾何形狀控制器250可被可操作地聯(lián)接到ECU(例如，見(jiàn)圖1的控制器190)。還示出了各種不同的部件的剖面圖。在圖2的示例中，組件200包括控制軸270，控制軸270將外控制臂260與內(nèi)曲柄臂280互連。如在圖2中所示，控制軸270被設(shè)置在部件206的控制軸圓孔207內(nèi)，其中控制軸圓孔207在廢氣環(huán)境和周圍環(huán)境或空氣環(huán)境之間延伸。廢氣環(huán)境可具有壓力P1，而空氣環(huán)境可具有壓力PO。在操作期間，壓力Pl可超過(guò)壓力PO，并且所產(chǎn)生的壓差(Pl-PO)可起到驅(qū)動(dòng)力的作用，以實(shí)現(xiàn)了廢氣從廢氣環(huán)境通過(guò)在控制軸圓孔207內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)間隙向空氣環(huán)境的泄漏。
[0013]在圖2的示例中，多個(gè)定子葉片(例如見(jiàn)，標(biāo)為210的單獨(dú)定子葉片)可通過(guò)控制軸270的旋轉(zhuǎn)被調(diào)節(jié)，以改變環(huán)形流動(dòng)截面的幾何形狀，該截面由渦輪機(jī)殼體204 (例如，任選地，插入件)和環(huán)形噴嘴環(huán)220限定。定子葉片的環(huán)形布置、渦輪機(jī)殼體204和環(huán)形噴嘴環(huán)220限定了多個(gè)噴嘴以供來(lái)自至少部分地由渦輪機(jī)殼體204限定的渦殼的廢氣穿過(guò)并到達(dá)渦輪機(jī)葉輪202。雖然圖2的示例包括十一個(gè)定子葉片，但是其它的示例可包括不同數(shù)量的定子葉片，或者如已經(jīng)提及的，使用不同的機(jī)構(gòu)來(lái)改變會(huì)聚流動(dòng)截面(例如，朝著渦輪機(jī)葉輪徑向會(huì)聚)的幾何形狀。
[0014]在圖2的示例中，定子葉片210被支撐在定子葉片軸222上，其形成了定子葉片210的旋轉(zhuǎn)軸線，該軸線具有縱向方向，該縱向方向在渦輪機(jī)殼體204的基本上平坦的表面和環(huán)形噴嘴環(huán)220的基本上平坦的表面之間延伸，并且大體上平行于渦輪機(jī)葉輪202的旋轉(zhuǎn)軸線。
[0015]定子葉片210被示出為具有細(xì)長(zhǎng)的淚滴或楔形形狀。定子葉片210的前緣可被朝著上游定向，迎著環(huán)形流動(dòng)截面中的廢氣流，并且定子葉片210的尾緣可朝著下游定向。定子葉片210的具體細(xì)節(jié)是作為示例給出的，因?yàn)榭梢允褂镁哂辛硪缓线m形狀的定子葉片。
[0016]在圖2的示例中，定子葉片210通過(guò)其定子葉片軸222被連接到定子葉片臂224，例如，通過(guò)焊接、眼窩鉚接等，使得定子葉片210、其定子葉片軸222、和其葉片臂224能作為整體一起移動(dòng)。如所示，葉片臂224包括擴(kuò)大的內(nèi)端，其限定了用于接收定子葉片軸222的目艮，由此葉片臂224被連接到定子葉片210的中間部分。在圖2的示例中，葉片臂224包括定子葉片臂軸，該軸連接葉片臂的內(nèi)端到其圓形外端球形把手。如所示，齊一環(huán)230包括多個(gè)座，其中每個(gè)座都接收定子葉片臂的外端球形把手(例如，見(jiàn)，葉片臂224)。座允許外端球形把手的一些動(dòng)作(例如旋轉(zhuǎn))，但是可在一定程度上固定外端球形把手。
[0017]關(guān)于在圖2的示例中的組件200的各種部件之間的協(xié)作，環(huán)形噴嘴環(huán)220安裝在渦輪機(jī)殼體204和中間殼體或部件206之間，這可以是背板等。O形環(huán)或其它密封部件212、213可被用于在環(huán)形噴嘴環(huán)220和一個(gè)或多個(gè)其它部件(例如，渦輪機(jī)殼體204和部件206)之間形成密封。
[0018]在圖2的示例中，定子葉片的調(diào)節(jié)可發(fā)生在齊一環(huán)230圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，該軸線通常與渦輪機(jī)葉輪202的旋轉(zhuǎn)軸線一致。更具體地說(shuō)，齊一環(huán)230的旋轉(zhuǎn)，由于定子葉片臂通過(guò)它們?cè)谧鶅?nèi)的可移動(dòng)的接合被樞轉(zhuǎn)地附接到其上，允許調(diào)節(jié)定子葉片的旋轉(zhuǎn)位置。通過(guò)調(diào)節(jié)定子葉片的旋轉(zhuǎn)位置，可調(diào)整環(huán)形流動(dòng)截面內(nèi)的通道面積。例如，通道面積可通過(guò)在將葉片與渦輪機(jī)葉輪202的切向方向?qū)?zhǔn)的方向上移動(dòng)定子葉片而減??；相反，通道面積可通過(guò)在將定子葉片與渦輪機(jī)葉輪202的徑向方向?qū)?zhǔn)的方向上移動(dòng)定子葉片而增大。以這種方式，通過(guò)定子葉片的移動(dòng)，可改變流動(dòng)(例如，壓力、速度、流率)。流動(dòng)的改變可進(jìn)而影響渦輪增壓器的性能，并因此影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能。因此，圖2的示例中，可調(diào)節(jié)定子葉片以優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
[0019]關(guān)于可變幾何形狀渦輪機(jī)的控制，在圖2的示例中，通過(guò)被操作地連接到齊一環(huán)230的曲柄機(jī)構(gòu)控制定子葉片。該曲柄機(jī)構(gòu)包括操作地連接到控制單元250的控制桿255和控制臂260，該臂操作地連接到控制軸270，控制軸270操作地連接到曲柄臂280。如所示，曲柄臂280被操作地連接到齊一環(huán)230。在圖2的示例中，控制桿255可平移以引起控制軸270的移動(dòng)，這可引起曲柄臂280的移動(dòng)，這可進(jìn)而引起齊一環(huán)230和定子葉片的旋轉(zhuǎn)。
[0020]用于控制圖2的可變幾何形狀渦輪機(jī)部件的控制器250可包括處理器和內(nèi)存，其中內(nèi)存存儲(chǔ)由控制中使用的信息，以能實(shí)現(xiàn)控制、增強(qiáng)診斷(例如，黑匣子)等。在圖2的示例中，控制器250可包括致動(dòng)器(例如，真空致動(dòng)器、電子致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器等)以移動(dòng)控制桿255，其中控制桿255的移動(dòng)引起環(huán)形流動(dòng)截面的幾何形狀改變(例如，通過(guò)定子葉片的移動(dòng))?？刂破?50任選地包括位置傳感器以促進(jìn)控制或確定定子葉片位置。例如，在定子葉片位置不容易從致動(dòng)器推斷時(shí)，可使用位置傳感器來(lái)感測(cè)控制部件的位置(例如，控制桿255、控制臂260、控制軸270、曲柄臂280、齊一環(huán)230、定子葉片210等)以由此確定定子葉片位置。
[0021]如所述，控制軸270在定位在控制軸圓孔207內(nèi)時(shí)在兩個(gè)環(huán)境之間延伸，其中一個(gè)環(huán)境可具有比另一個(gè)環(huán)境更高的操作壓力(例如，P1>P0)。因此，在圖2的裝置的操作期間，控制軸270，當(dāng)定位在控制軸圓孔207內(nèi)時(shí)，被暴露給壓力梯度。更高壓力環(huán)境Pl被稱為廢氣環(huán)境，其可與廢氣氣體直接接觸，而較低壓力環(huán)境PO被稱為周圍環(huán)境或空氣環(huán)境，其通常不與廢氣氣體直接接觸(例如，除非發(fā)生從廢氣環(huán)境到周圍環(huán)境的不期望的泄漏)。
[0022]圖3示出了組件300的示例，該組件包括中間殼體301和帶有廢氣門(mén)380的渦輪機(jī)殼體組件320。在圖3的示例中，廢氣門(mén)380被操作地連接到控制軸370，控制軸370定位在渦輪機(jī)殼體組件320的控制軸圓孔327內(nèi)。在渦輪增壓器的操作期間，控制軸370被暴露給可具有壓力Pl的廢氣環(huán)境和可具有壓力PO的周圍環(huán)境或空氣環(huán)境，其中Pl可大于PO。如所示，控制軸370被定位在控制軸圓孔327內(nèi)并且被操作地連接到控制臂360，控制臂360被操作地連接到控制桿355。在圖3的示例中，控制桿355的致動(dòng)可引起廢氣門(mén)380被相對(duì)于開(kāi)口 340定位，該開(kāi)口 340提供了廢氣氣體旁路以使廢氣繞過(guò)渦輪機(jī)葉輪空間。
[0023]在圖3的示例中，潤(rùn)輪機(jī)殼體組件320包括廢氣進(jìn)口凸緣322,該凸緣包括通道323的開(kāi)口 321 (例如，或多個(gè)開(kāi)口)。通道323與由渦殼壁324形成的渦殼流體連通。在圖3的示例中，噴嘴(例如，環(huán)形開(kāi)口等)可用于實(shí)現(xiàn)從渦殼到渦輪機(jī)葉輪空間的廢氣流，在這種情況下開(kāi)口 326用于實(shí)現(xiàn)從渦輪機(jī)葉輪空間到室345的廢氣流，室345例如至少部分地由室壁346和室地板348形成。
[0024]如在圖3的示例中所示，開(kāi)口 340存在于室地板348中并且可由廢氣門(mén)380 (例如，廢氣門(mén)380的塞部382)響應(yīng)控制軸370在控制軸圓孔327中的旋轉(zhuǎn)而覆蓋。例如，控制軸370可延伸到廢氣門(mén)臂384 (見(jiàn)虛線)，廢氣門(mén)臂384將控制軸370連接到廢氣門(mén)380的塞部382。在這樣的示例中，控制軸370繞控制軸軸線Zs的旋轉(zhuǎn)可將廢氣門(mén)380的塞部382相對(duì)于開(kāi)口 340定位在打開(kāi)位置或關(guān)閉位置。在打開(kāi)位置，通道323通過(guò)室地板348中的開(kāi)口 340與室345流體連通。在打開(kāi)位置，通過(guò)廢氣進(jìn)口凸緣322的開(kāi)口 321接收的廢氣可繞過(guò)由渦殼壁324形成的渦殼。
[0025]在圖3的示例中，室壁346延伸到凸緣部328以限定廢氣出口開(kāi)口 349。無(wú)論室345是通過(guò)開(kāi)口 340或是開(kāi)口 326接收的廢氣都可通過(guò)廢氣出口開(kāi)口 349離開(kāi)渦輪機(jī)殼體組件320。作為示例，導(dǎo)管可通過(guò)附接機(jī)構(gòu)被附接到凸緣部328，例如，該附接機(jī)構(gòu)可與開(kāi)口325-1、325-2、325-3和325-4協(xié)作。由該導(dǎo)管(例如，從廢氣出口開(kāi)口 349)接收的廢氣可流到設(shè)備，例如催化轉(zhuǎn)化器、消聲器(例如，吸音器)等，并且最終流到周圍或空氣環(huán)境(例如見(jiàn)，圖1的車輛101)，周圍或空氣環(huán)境可例如處于壓力PO。
[0026]對(duì)于諸如圖2和圖3中的組件，已知廢氣從設(shè)置在控制軸圓孔中的控制軸周圍泄漏，在這種情況下控制軸圓孔延伸在廢氣環(huán)境和空氣環(huán)境之間，這兩個(gè)環(huán)境之間有壓差。為了減少泄漏，控制軸可被沿著軸襯定位在控制軸圓孔內(nèi)，該軸襯例如有助于形成在定位在控制軸圓孔內(nèi)的控制軸周圍的密封件。
[0027]當(dāng)軸直徑減小時(shí)，這種方法往往變得低效；注意到更小的軸直徑可具有操作優(yōu)點(diǎn)，例如，在最小化遲滯方面(例如，沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)該軸所需要的力不同于沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)該軸所需要的力)。密封小直徑軸的特定問(wèn)題與密封環(huán)(例如，活塞環(huán))有關(guān)。例如，彈性問(wèn)題可在環(huán)直徑減小時(shí)更有問(wèn)題，因?yàn)橛糜诨钊h(huán)構(gòu)造的材料往往具有適合于更大直徑的彈性。
[0028]為了減少?gòu)膹U氣環(huán)境向空氣環(huán)境的泄漏，作為示例，可提供導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有的壓力小于廢氣環(huán)境的壓力并且小于空氣環(huán)境的壓力。在這個(gè)示例中，廢氣可從廢氣環(huán)境流向?qū)Ч?，這可減少?gòu)膹U氣環(huán)境向空氣環(huán)境的廢氣泄漏。
[0029]圖4示出了組件400的示例、在鈍頭體周圍的流動(dòng)的簡(jiǎn)圖405的示例、和鈍頭體周圍的壓力相對(duì)于位置和雷諾數(shù)的繪圖407的示例。
[0030]關(guān)于雷諾數(shù)，作為示例，對(duì)于約為1.2kg/m3的廢氣密度、約為0.075米的特征長(zhǎng)度(例如，約3英寸)和約3 X 10_5 kg/m-s (例如約400度C)的動(dòng)態(tài)粘度，作為速度(V)的函數(shù)的雷諾數(shù)將是約27000XV。在前面函數(shù)的情況下，為了使流動(dòng)保持為完全層流，廢氣速度將必須是約0.08m/s。因?yàn)閮?nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)(例如見(jiàn)圖1)中的廢氣速度往往即使在怠速時(shí)都會(huì)更高，所以廢氣流在運(yùn)行期間往往是湍流。
[0031]在圖4中，簡(jiǎn)圖405參照坐標(biāo)系示出了湍流流動(dòng)中的鈍頭體，該坐標(biāo)系的原點(diǎn)在鈍頭體的中心，使得鈍頭體上的表面位置可參照從O度到360度范圍內(nèi)的角度來(lái)描述。在繪圖407中，時(shí)間平均壓力(Cp)在O度(S卩，360度)最大。當(dāng)雷諾數(shù)(Re)增加時(shí)，在180度處的壓力減小。具體來(lái)說(shuō)，在范圍從約45度到約315度的角度上的鈍頭體表面附近存在抽吸。另外，對(duì)于各種不同的雷諾數(shù)，表面壓力最小值存在于約90度和約270度處，并且當(dāng)雷諾數(shù)增加時(shí)，表面壓力最小值存在于約180度處。因此，按照?qǐng)D4的示例，鈍頭體周圍的湍流流動(dòng)可產(chǎn)生抽吸壓力。
[0032]在圖4的示例中，鈍頭體490被定位在渦輪機(jī)葉輪402上的一定距離處(例如，高于渦輪機(jī)葉輪空間)。如所示，鈍頭體490包括開(kāi)口 491，該開(kāi)口背離渦輪機(jī)葉輪402(例如，背離渦輪機(jī)葉輪空間)。鈍頭體490具有內(nèi)腔493，使得流體可流動(dòng)通過(guò)鈍頭體490并通過(guò)開(kāi)口 491離開(kāi)鈍頭體490。在這個(gè)示例中，壓力P2可在內(nèi)腔493中產(chǎn)生，該壓力小于廢氣環(huán)境的壓力Pl并且小于周圍或空氣環(huán)境的壓力PO。對(duì)于組件400，在鈍頭體490定位在渦輪機(jī)葉輪402上方的情況下，可產(chǎn)生并實(shí)施壓力P2以改變?cè)诮M件400的另一部分處的壓力。
[0033]關(guān)于鈍頭體490的位置，在圖4的示例中，其被示出為位于在渦輪機(jī)葉輪402上方的區(qū)域(例如見(jiàn)虛線橢圓)中的距離渦輪機(jī)葉輪402距離ΔΖ處，在這種情況下方向z對(duì)應(yīng)沿著渦輪機(jī)葉輪402的旋轉(zhuǎn)軸線的方向。
[0034]在圖4的示例中，組件400包括渦輪機(jī)殼體420(例如，或殼體組件)、廢氣導(dǎo)管450、控制臂460、控制軸470和廢氣門(mén)480。渦輪機(jī)殼體420可以是鑄造殼體，其包括安裝部441用于安裝渦輪機(jī)殼體420到部件，例如中間殼體；在廢氣進(jìn)口凸緣422中的開(kāi)口 421 ;與開(kāi)口 421流體連通的通道423 ;形成渦殼以引導(dǎo)廢氣到渦輪機(jī)葉輪402的渦輪機(jī)葉輪空間443的渦殼壁424 ;用于附接機(jī)構(gòu)的開(kāi)口 425-1、425-2、425-3 ;通向渦輪機(jī)葉輪空間443的開(kāi)口426 ;用于接收控制軸470的控制軸圓孔427 ;用于連接渦輪機(jī)殼體420到廢氣導(dǎo)管(例如，廢氣導(dǎo)管450)的凸緣部428 ;廢氣出口開(kāi)口 429 ;廢氣門(mén)開(kāi)口 440 ;和至少部分地由室壁446和室地板448限定的室445，其中廢氣可從室445流過(guò)廢氣出口開(kāi)口 429并到達(dá)導(dǎo)管，該導(dǎo)管經(jīng)由附接機(jī)構(gòu)被附接到渦輪機(jī)殼體420，該附接機(jī)構(gòu)與開(kāi)口 425-1、425-2、425-3 (例如，和任選地其它開(kāi)口)協(xié)作。作為示例，螺紋桿可被開(kāi)口 425-1、425-2、425-3接收，其中螺母可被螺接到螺紋桿上以附接另一部件或多個(gè)部件(例如，導(dǎo)管、導(dǎo)管和墊圈、等)。
[0035]在圖4的示例中，廢氣導(dǎo)管450包括限定通道455的導(dǎo)管壁454。如所示，廢氣導(dǎo)管450包括凸緣458，該凸緣可包括各種開(kāi)口 457-1、457-2和457-3，這些開(kāi)口可與附接機(jī)構(gòu)協(xié)作以附接廢氣導(dǎo)管450到另一部件，例如渦輪機(jī)殼體420。在圖4的示例中，廢氣導(dǎo)管450包括開(kāi)口 459，該開(kāi)口可接收流體以流到通道455。如所示，廢氣可從室445通過(guò)渦輪機(jī)殼體420的開(kāi)口 429和廢氣導(dǎo)管450的開(kāi)口 459流到通道455。
[0036]在圖4的示例中，鈍頭體490在通道455中被定位在渦輪機(jī)葉輪空間443 (例如，或渦輪機(jī)葉輪402)上方的一定距離處。在運(yùn)行期間，渦輪機(jī)殼體420的廢氣進(jìn)口凸緣422的開(kāi)口 421可接收廢氣，廢氣通過(guò)開(kāi)口 440、開(kāi)口 426或這兩者流到室445，并且此后遇到鈍頭體490。作為示例，當(dāng)廢氣流遇到鈍頭體490時(shí)，開(kāi)口 491用于建立抽吸壓力，該壓力引起流體流入內(nèi)腔493并到達(dá)通道455(例如，假設(shè)內(nèi)腔493具有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口來(lái)接收該流體)。
[0037]圖5示出了組件500的示例的各種不同的視圖，組件500包括渦輪機(jī)殼體520 (例如，或者渦輪機(jī)殼體組件)、廢氣導(dǎo)管550和鈍頭體590。組件500的各種不同的特征可參照?qǐng)D4的組件400的各種不同的特征來(lái)理解。
[0038]在圖5的示例中，當(dāng)組裝好時(shí)，組件500連接渦輪機(jī)殼體520的室545與廢氣導(dǎo)管550的通道555。在運(yùn)行期間，室545可具有廢氣壓力Pl而鈍頭體590可產(chǎn)生壓力P2，該壓力小于Pl并且小于周圍或空氣環(huán)境的壓力PO。在圖5的示例中，鈍頭體590包括在尖端或端部592中的開(kāi)口 591，其中開(kāi)口 591與內(nèi)腔593流體連通(例如，開(kāi)口 591是內(nèi)腔593的開(kāi)口)。安裝部595將鈍頭體590安裝到廢氣導(dǎo)管550并且用于實(shí)現(xiàn)鈍頭體590在通道555中的定位。如所示，鈍頭體590在通道555中的位置對(duì)應(yīng)在渦輪機(jī)葉輪502上方的位置。以這種方式，廢氣可流動(dòng)并遇到鈍頭體590并在內(nèi)腔593中產(chǎn)生壓力P2，其中壓力P2小于室545中的壓力Pl并且小于在渦輪機(jī)殼體520周圍的環(huán)境的壓力PO。
[0039]圖6示出了內(nèi)腔的各種示例610、630和650的橫截面視圖，該內(nèi)腔可提供壓力，該壓力可用于相對(duì)于圓孔內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)空間減少壓力。在圖6的示例中，圓孔用于實(shí)現(xiàn)控制軸的定位，因此，圓孔可被稱為控制軸圓孔(例如，考慮帶有圓柱形軸的圓柱形圓孔)。
[0040]在圖6的示例610中，結(jié)構(gòu)612限定了軸614的圓孔613以及空間615和相交圓孔616，其中內(nèi)腔617與設(shè)置在通道中的鈍頭體619流體連通，由此通道中的流動(dòng)能在內(nèi)腔617中產(chǎn)生壓力P2，該壓力P2可用于從空間615提取流體(例如，部分地通過(guò)相交圓孔616)。
[0041]在圖6的示例630中，結(jié)構(gòu)632限定了軸634的圓孔633以及空間635，其中內(nèi)腔637與設(shè)置在通道中的鈍頭體639流體連通，由此通道內(nèi)的流動(dòng)能在內(nèi)腔637中產(chǎn)生壓力P2，該壓力用于從空間635提取流體。如所示，內(nèi)腔637可延伸進(jìn)入軸634，其中沿著設(shè)置在圓孔633內(nèi)的軸634的一部分有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。
[0042]在圖6的示例650中，結(jié)構(gòu)652限定了軸654的圓孔653以及空間655，其中內(nèi)腔657與設(shè)置在通道中的鈍頭體659流體連通，由此通道內(nèi)的流動(dòng)能在內(nèi)腔657中產(chǎn)生壓力P2，該壓力用于從空間655提取流體。如所示，內(nèi)腔657可延伸進(jìn)入軸654，其中沿著設(shè)置在圓孔653內(nèi)的軸654的一部分有一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。
[0043]圖7示出了組件700的示例，該組件包括殼體720，該殼體帶有在廢氣環(huán)境和周圍或空氣環(huán)境之間延伸的圓孔727，廢氣環(huán)境與室745相關(guān)聯(lián)并可具有壓力P1，周圍或空氣環(huán)境可具有壓力PO。如所示，圓孔727可由圓孔軸線(?)和圓孔半徑(rB)以及沿著圓錐軸線(zB)的圓孔長(zhǎng)度(Δ2β)限定。在圖7的示例中，軸770被與軸襯775 —起設(shè)置在圓孔727內(nèi)，并且殼體720限定了相交圓孔726，其與圓孔727相交。作為示例，軸770可由軸線(Zs)和軸半徑(rs)限定。軸770包括端部772和另一端部(未示出)，該另一端部連接到廢氣門(mén)780，廢氣門(mén)780包括塞部782，塞部可例如通過(guò)連接到軸770的控制臂760的移動(dòng)引起的在圓孔727內(nèi)的軸770的旋轉(zhuǎn)定位。例如，軸770可連接到廢氣門(mén)臂部784，其中這種連接可與廢氣門(mén)臂部784是一體的(例如,單一件)或通過(guò)連接機(jī)構(gòu)(例如,座、螺紋、焊接、等)。軸770可被構(gòu)造成繞著·其軸軸線(Zs)旋轉(zhuǎn)一定度數(shù)(ΔΘ,),這可基本上與圓孔軸線(zB)對(duì)準(zhǔn)。例如，軸770在圓孔727內(nèi)旋轉(zhuǎn)約30度可用于實(shí)現(xiàn)將塞部782從全打開(kāi)位置相對(duì)于開(kāi)口移動(dòng)到關(guān)閉位置。
[0044]在圖7的示例中，導(dǎo)管796包括內(nèi)腔797，其中導(dǎo)管796的端部799延伸進(jìn)入通向圓孔727的相交圓孔726或者以其它方式用于實(shí)現(xiàn)在內(nèi)腔797和圓孔727之間的流體連接。作為示例，導(dǎo)管796的端部799可延伸進(jìn)入圓孔727并進(jìn)入軸襯775的缺口 778以與由軸襯775的內(nèi)環(huán)形槽779限定的空間779流體連通。以這種方式，在內(nèi)腔797提供了小于壓力Pl并小于壓力PO的壓力P2的情況下，來(lái)自室745并且可能來(lái)自空氣環(huán)境的流體可流到內(nèi)腔797。因此，可減少(例如，或者基本上消除)從廢氣環(huán)境到空氣環(huán)境的廢氣流動(dòng)。
[0045]如在圖7的示例中所示，導(dǎo)管796可連接到鈍頭體790(例如，任選地是鈍頭體790的一體部分)，使得內(nèi)腔797與鈍頭體790的內(nèi)腔793流體連通。鈍頭體790可包括位于鈍頭體的端部792的開(kāi)口 791(或多個(gè)開(kāi)口)，其中開(kāi)口 791是內(nèi)腔793的開(kāi)口。在開(kāi)口 791被定向?yàn)檫h(yuǎn)離流體流動(dòng)方向的情況下，在鈍頭體790周圍的流動(dòng)能產(chǎn)生抽吸，該抽吸可引起流體流過(guò)內(nèi)腔793，并且通過(guò)開(kāi)口 791離開(kāi)鈍頭體790。因此，在圖7的示例中，鈍頭體790可響應(yīng)于流體流動(dòng)提供壓力，其中該壓力可被用于減少與設(shè)置在圓孔內(nèi)的軸有關(guān)的廢氣泄漏。
[0046]作為示例，鈍頭體790可由具有直徑(dt)的管形成，其中該管被以一定角度切割，使得內(nèi)腔793具有帶有橢圓周長(zhǎng)的開(kāi)口 791。在這個(gè)示例中，開(kāi)口 791可由長(zhǎng)軸(a)和短軸(b)限定。作為示例，短軸(b)與長(zhǎng)軸(a)的比可取決于平面相對(duì)于管的中心旋轉(zhuǎn)軸線的角度。另外，開(kāi)口(例如，開(kāi)口 791)的橫截面面積可部分地基于這個(gè)角度，例如，以及一個(gè)或多個(gè)內(nèi)腔尺寸(例如，考慮內(nèi)腔內(nèi)徑)來(lái)選擇。
[0047]在圖7的示例中，軸襯775被示出帶有各種不同的線和箭頭，以指示相對(duì)于軸襯軸線(Zb)和徑向坐標(biāo)方向(rb)的尺寸。例如，在圖7中示出的是內(nèi)徑(ri)、外徑(r。)、長(zhǎng)度(AZfe)、缺口長(zhǎng)度(1?)、缺口徑向深度(Λ0和缺口開(kāi)口角度(-V-'b)o作為不例，軸襯可被形成為帶有一個(gè)或多個(gè)缺口的圓柱，該缺口可在圓孔內(nèi)形成一個(gè)或多個(gè)空間，圓孔被構(gòu)造成接收裝配有軸襯的軸。在這個(gè)示例中，軸襯可用于物理地減少流體泄漏并且形成一個(gè)或多個(gè)空間，該空間可受減小的壓力支配，該減小的壓力用于提取可能要泄漏的流體。
[0048]如在圖7的示例中所示，軸770和軸襯775的軸線基本上與圓孔727的軸線對(duì)準(zhǔn)。在軸770、軸襯775和圓孔727之間存在各種不同的徑向間隙，這些間隙可隨時(shí)間并且，例如，相對(duì)于軸770在圓孔727內(nèi)的旋轉(zhuǎn)位置而變化。作為示例，當(dāng)軸770在圓孔727內(nèi)被旋轉(zhuǎn)(例如，在由軸襯775支撐時(shí))以將塞部782相對(duì)于廢氣門(mén)開(kāi)口定位在打開(kāi)位置時(shí)，壓差會(huì)增加。在這個(gè)示例中，廢氣可在軸770和軸襯775之間的間隙中從圓孔727的廢氣側(cè)流到軸襯775的缺口空間，在這種情況下在導(dǎo)管796的端部799處的內(nèi)腔797中提供了減小的壓力，使得在間隙中流動(dòng)的廢氣流到導(dǎo)管796的內(nèi)腔797。作為示例，減小的壓力可通過(guò)鈍頭體790產(chǎn)生，該鈍頭體790具有內(nèi)腔793，該內(nèi)腔與導(dǎo)管796的內(nèi)腔797流體連通。而且，在導(dǎo)管796的內(nèi)腔797中流動(dòng)的廢氣可被通過(guò)通向鈍頭體790的內(nèi)腔793的開(kāi)口 791排空到廢氣通道。以這種方式，通過(guò)圓孔727 (例如，在軸770的外表面和軸襯775的內(nèi)表面之間)的廢氣泄漏可被改向，而不是流到圓孔727的外端部(例如，在軸770的外表面和軸襯775的內(nèi)表面之間)；注意到通過(guò)圓孔的外端部的廢氣流可能是有害的。具體來(lái)說(shuō)，從組件的不期望的廢氣泄漏可使得裝配有該組件的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)更加難以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0049]在圖7的示例中，廢氣可被改向到廢氣通道，該廢氣通道例如通向處理單元，例如催化轉(zhuǎn)化器或其它廢氣氣體處理設(shè)備(例如見(jiàn)圖1中的車輛101)。在車輛包括安裝在乘客艙前方的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，例如圖7中的布置(例如，或者本文中描述的各種不同的其它示例)，廢氣可被改向到廢氣通道，該廢氣通道帶有在乘客艙后面的出口，以由此減少?gòu)U氣泄漏進(jìn)乘客艙的風(fēng)險(xiǎn)(例如，以減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)室向乘客艙的廢氣泄漏)。因此，作為示例，減少?gòu)慕M件的廢氣泄漏的鈍頭體方法可改善排放并改善乘客艙的安全性。
[0050]作為示例，在廢氣包含顆粒物質(zhì)的情況下，用于接收控制軸的圓孔可包括減壓機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)用于減少顆粒物質(zhì)在圓孔內(nèi)的沉積。例如，在顆粒物質(zhì)可能會(huì)增加表面(例如，圓孔和軸襯表面、圓孔和軸表面、軸和軸襯表面等)之間的摩擦(例如，通過(guò)減少間隙、通過(guò)改變表面性質(zhì)等)的情況下，導(dǎo)管(例如，導(dǎo)管796)的減小的壓力可有助于降低顆粒物質(zhì)的沉積、累積等。
[0051]圖8示出了組件800的示例，該組件包括殼體806，該殼體帶有在廢氣環(huán)境和周圍或空氣環(huán)境之間延伸的圓孔807，廢氣環(huán)境與室805相關(guān)聯(lián)并可具有壓力P1，周圍或空氣環(huán)境可具有壓力PO。在圖8的示例中，軸870與軸襯875 —起設(shè)置在圓孔807中，部件806限定了與圓孔807相交的相交圓 孔809。軸870包括端部872和連接到臂880的另一端部871，該臂可以是用于控制可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的臂，臂880可例如通過(guò)連接到軸870的控制臂860的移動(dòng)引起的軸870在圓孔807中的旋轉(zhuǎn)定位。[0052]在圖8的示例中，導(dǎo)管896包括內(nèi)腔897，其中導(dǎo)管896的端部899延伸進(jìn)入通向圓孔807的相交圓孔809或者以其它方式用于實(shí)現(xiàn)在內(nèi)腔897和圓孔807之間的流體連接。作為示例，導(dǎo)管896的端部899可延伸進(jìn)入圓孔807并進(jìn)入軸襯875的缺口 878以與部分地由設(shè)置在圓孔807內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)部件限定的空間流體連通。以這種方式，在內(nèi)腔897提供了小于壓力Pl并小于壓力PO的壓力P2的情況下，來(lái)自室805并且可能來(lái)自空氣環(huán)境的流體可流到內(nèi)腔897。因此，可減少(例如，或者基本上消除)從廢氣環(huán)境到空氣環(huán)境的廢氣流動(dòng)。
[0053]如在圖8的示例中所示，導(dǎo)管896可連接到鈍頭體890(例如，任選地是鈍頭體890的一體部分)，使得內(nèi)腔897與鈍頭體890的內(nèi)腔893流體連通。鈍頭體890可包括位于鈍頭體的端部892的開(kāi)口 891(或多個(gè)開(kāi)口)，其中開(kāi)口 891是內(nèi)腔893的開(kāi)口。在開(kāi)口 891被定向?yàn)檫h(yuǎn)離流體流動(dòng)方向的情況下，在鈍頭體890周圍的流動(dòng)能產(chǎn)生抽吸，該抽吸可引起流體流過(guò)內(nèi)腔893，并且通過(guò)開(kāi)口 891離開(kāi)鈍頭體890。因此，在圖8的示例中，鈍頭體890可響應(yīng)于流體流動(dòng)提供壓力，其中該壓力可被用于減少與設(shè)置在圓孔內(nèi)的軸有關(guān)的廢氣泄漏。
[0054]在圖8的示例中，軸襯875可被形成為帶有一個(gè)或多個(gè)缺口的圓柱，該缺口可在圓孔內(nèi)形成一個(gè)或多個(gè)空間，圓孔被構(gòu)造成接收裝配有軸襯的軸。在這個(gè)示例中，軸襯可用于物理地減少流體泄漏并且形成一個(gè)或多個(gè)空間，該空間可受減小的壓力支配，該減小的壓力用于提取可能要泄漏的流體。
[0055]圖9示出了鈍頭體910、920、932、934、936、938、940、950和960的特征的各種示例以及內(nèi)腔壓力-以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)為單位的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的繪圖980的示例。如在圖9中所示，鈍頭體可包括一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。例如，鈍頭體910包括設(shè)置在端部912附近的開(kāi)口911，其中該開(kāi)口與鈍頭體910的內(nèi)腔913流體連通。作為另一示例，鈍頭體920包括設(shè)置在鈍頭體920的端部922附近的開(kāi)口 921-1,921-2和921-3，其中開(kāi)口 921-1,921-2和921-3與鈍頭體920的內(nèi)腔923流體連通。
[0056]圖9示出了鈍頭體的橫截面的各種示例932、934、936、938和940。在圖9的示例中，橫截面932、934、936、938和940是參照即將流到相應(yīng)的內(nèi)腔933、935、937、939和941的流體流和壓力流示出的。這種流可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口。作為示例，開(kāi)口可被至少部分地基于經(jīng)過(guò)鈍頭體的流動(dòng)剖面來(lái)定位(例如，設(shè)置)。例如，可提供與撞擊到鈍頭體上的流速有關(guān)的在鈍頭體周圍的壓力剖面的數(shù)據(jù)。在這個(gè)示例中，一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口可被定位在對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)低壓的一個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)。
[0057]再次參照?qǐng)D4的繪圖407，在某些雷諾數(shù)，圓柱形表面具有在約90度和約270度處的壓力最小值；不過(guò)，當(dāng)雷諾數(shù)增加時(shí)，壓力的最小值存在于約180度處。作為示例，鈍頭體的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口可至少部分地基于撞擊在鈍頭體上的流動(dòng)的預(yù)期一個(gè)或多個(gè)雷諾數(shù)來(lái)定位。作為示例，壓力可被認(rèn)為與可能增加廢氣泄漏風(fēng)險(xiǎn)的流動(dòng)有關(guān)(例如，雷諾數(shù))作為示例，開(kāi)口可被像示例936、938和940中那樣定位，在這種情況下，壓力最小值不存在在約180度處，而是在這種情況下存在多個(gè)壓力最小值(例如，關(guān)于鈍頭體對(duì)稱地)。作為示例，開(kāi)口可被像在示例932和934那樣定位，在這種情況下壓力最小值存在于約180度處。作為示例，鈍頭體可包括在約180度處的開(kāi)口以及其它開(kāi)口(例如，如在示例932中的開(kāi)口和如在示例940中的開(kāi)口)。在這種示例中，壓力最小值對(duì)于高雷諾數(shù)可存在于在約180度處的開(kāi)口處并且對(duì)于更低的雷諾數(shù)可在其它開(kāi)口處存在多個(gè)壓力最小值。以這種方式，鈍頭體可被構(gòu)造成帶有多個(gè)開(kāi)口，以在一定范圍的雷諾數(shù)上在鈍頭體的內(nèi)腔內(nèi)提供減小的壓力(例如，在這種情況下，鈍頭體周圍的壓力剖面取決于雷諾數(shù))。
[0058]圖9示出了鈍頭體950和960的示例，它們帶有通過(guò)角度形成的端部952和962。作為示例，角度可以是選自從約75度到約O度(例如，垂直于鈍頭體的軸線的平坦端部)的角度范圍。對(duì)于鈍頭體950和960，內(nèi)腔外形可以是細(xì)長(zhǎng)形狀(例如，橢圓形、橢球形、等)，使得當(dāng)角度增加時(shí)，通向內(nèi)腔的開(kāi)口的面積也增加。
[0059]關(guān)于圖9的繪圖980，它代表了諸如圖5的組件500的鈍頭體590的鈍頭體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。使用各種鈍頭體特征、構(gòu)造等進(jìn)行了各種試驗(yàn)。作為示例，使用裝配有Garrett?GT2502 S渦輪增壓器的3升柴油發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)。鈍頭體是用管子形成的，例如，該管子具有約2mm和約4mm的內(nèi)徑(例如，內(nèi)腔)。關(guān)于管子的端部的角度，試驗(yàn)了各種角度。關(guān)于鈍頭體的位置和取向，試驗(yàn)了各種位置和取向。
[0060]試驗(yàn)數(shù)據(jù)指出存在隨著切割角度減小而壓力減小的趨勢(shì)。作為示例，對(duì)于切割角度中的約15度的改變，觀察到約10毫巴量級(jí)的差別。在試驗(yàn)中，鈍頭體被沿著其軸線旋轉(zhuǎn)以檢驗(yàn)其開(kāi)口相對(duì)于從渦輪機(jī)葉輪的廢氣流的方向的取向。試驗(yàn)數(shù)據(jù)指出鈍頭體取向?yàn)榻拼怪迸c渦輪機(jī)葉輪軸線但遠(yuǎn)離流動(dòng)方向(遠(yuǎn)離來(lái)流)時(shí)有合適的抽吸。
[0061]作為示例，試驗(yàn)定位并定向鈍頭體并且將鈍頭體的內(nèi)腔連接到圓孔，該圓孔內(nèi)設(shè)置有廢氣門(mén)控制軸和軸襯。對(duì)于所檢驗(yàn)的各種操作條件，當(dāng)存在低于大氣壓(例如，周圍環(huán)境)的抽吸壓力時(shí)，觀察到有效的密封。作為示例，鈍頭體可被相對(duì)于流動(dòng)流例如與壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)(例如，進(jìn)口、出口、內(nèi)部、等)的流動(dòng)流來(lái)定位。在這個(gè)示例中，通過(guò)放置鈍頭體所實(shí)現(xiàn)的壓力可被用于減少竄氣。作為示例，可出于一個(gè)或多個(gè)目的定位一個(gè)或多個(gè)鈍頭體。
[0062]作為示例，方法可包括提供沿著軸襯的內(nèi)徑的槽，軸的外徑或這兩者(例如，以限定空間)以及將該空間與定位在廢氣流動(dòng)流(例如，或者其它的湍流流動(dòng)源，能夠建立足夠的抽吸)內(nèi)的鈍頭體的內(nèi)腔連接。作為示例，鈍頭體可由諸如不銹鋼的材料制造。作為示例，導(dǎo)管的一部分可通過(guò)鑄造形成，例如，在殼體的鑄造期間，該殼體例如是包括圓孔的渦輪機(jī)殼體。作為示例，鈍頭體的地點(diǎn)可被優(yōu)化并且可優(yōu)化一個(gè)或多個(gè)空間以利用由流過(guò)鈍頭體的流動(dòng)建立的抽吸壓力。作為示例，優(yōu)化可基于廢氣中的背壓、溫度等而發(fā)生。
[0063]如所述，渦輪機(jī)殼體廢氣門(mén)組件可易發(fā)生未處理的廢氣氣體的泄漏，這是因?yàn)樵谠O(shè)置在渦輪機(jī)殼體的圓孔內(nèi)的軸和軸襯之間可用的間隙。在這個(gè)示例中，軸襯可被構(gòu)造成在高溫下提供廢氣門(mén)機(jī)構(gòu)的合適動(dòng)力學(xué)(例如，彈性、膨脹、收縮等)。作為示例，可提供多個(gè)部件(例如，軸襯、環(huán)、等)以實(shí)現(xiàn)合適的操作特征。作為示例，來(lái)自鈍頭體的抽吸壓力可被利用以減小通過(guò)定位在殼體的圓孔內(nèi)的軸和軸襯組件的泄漏，在這種情況下泄漏的減少可有助于滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
[0064]作為示例，抽吸壓力可有助于減少旋轉(zhuǎn)部件在圓孔中咬死的風(fēng)險(xiǎn)，例如通過(guò)減少操作期間的煙灰沉積。例如，裝配有渦輪增壓器的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)可包括廢氣門(mén)，該廢氣門(mén)帶有設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)的控制軸，其中存在柴油廢氣穿過(guò)控制軸圓孔內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)間隙的風(fēng)險(xiǎn)(例如，相對(duì)于軸、軸襯、環(huán)等的間隙)并且在這種情況下抽吸壓力可有助于減少柴油廢氣中的顆粒物質(zhì)在該一個(gè)或多個(gè)間隙中的沉積。這個(gè)示例可有助于改善廢氣門(mén)的控制機(jī)構(gòu)的效率和可靠性。雖然前面示例提及了廢氣門(mén)，但是可變幾何形狀機(jī)構(gòu)的控制軸或者另一機(jī)構(gòu)的控制軸可受益于這種抽吸壓力(例如，通過(guò)在流動(dòng)流中定位鈍頭體來(lái)實(shí)現(xiàn)，在這種情況下鈍頭體包括不面對(duì)來(lái)流的一個(gè)或多個(gè)開(kāi)口)。
[0065]作為示例，系統(tǒng)可包括渦輪機(jī)殼體，其限定了渦輪機(jī)葉輪空間、與渦輪機(jī)葉輪空間流體連通的廢氣室和從廢氣室延伸到渦輪機(jī)殼體的外表面的控制軸圓孔；可定位在渦輪機(jī)葉輪空間上方的鈍頭體，其中鈍頭體包括開(kāi)口和與該開(kāi)口流體連通的內(nèi)腔；以及可連接以實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)殼體的控制軸圓孔和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通的抽吸導(dǎo)管。在這個(gè)示例中，渦輪機(jī)殼體可限定與廢氣室流體連通的廢氣門(mén)開(kāi)口，并且在這種情況下控制軸圓孔被構(gòu)造成接收廢氣門(mén)控制軸。
[0066]作為示例，系統(tǒng)可包括由渦輪機(jī)殼體限定的控制軸圓孔，在這種情況下控制軸圓孔被構(gòu)造成接收可變幾何形狀機(jī)構(gòu)控制軸。
[0067]作為示例，廢氣導(dǎo)管可被連接到渦輪機(jī)殼體，在這種情況下廢氣導(dǎo)管限定了廢氣通道并且在這種情況下鈍頭體可在廢氣通道內(nèi)定位在渦輪機(jī)葉輪空間上方。在這個(gè)示例中，鈍頭體的開(kāi)口可被定位在渦輪機(jī)葉輪空間的上方并且可被定向?yàn)檫h(yuǎn)離渦輪機(jī)葉輪空間。
[0068]作為示例，渦輪機(jī)殼體可限定與控制軸圓孔相交的相交圓孔。在這個(gè)示例中，抽吸導(dǎo)管可被連接以實(shí)現(xiàn)從控制軸圓孔通過(guò)相交圓孔到鈍頭體的內(nèi)腔的流體連通。作為示例，這個(gè)相交圓孔可被構(gòu)造成接收抽吸導(dǎo)管的端部(例如，更大直徑、螺紋、等)。作為示例，抽吸導(dǎo)管的端部可延伸進(jìn)入控制軸圓孔。
[0069]作為示例，系統(tǒng)可包括控制軸和軸襯，在這種情況下控制軸和軸襯被至少部分地設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)。在這個(gè)示例中，軸襯可包括凹部(例如，環(huán)形槽等)并且抽吸導(dǎo)管可被連接以實(shí)現(xiàn)在凹部和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通(例如，鈍頭體可定位在湍流流動(dòng)流中以產(chǎn)生內(nèi)腔中的抽吸壓力)。在這個(gè)示例中，軸襯可包括缺口，該缺口構(gòu)造成接收抽吸導(dǎo)管的端部。
[0070]作為示例，渦輪增壓器可包括具有通孔的中間殼體組件；操作地聯(lián)接到中間殼體組件的壓縮機(jī)殼體組件；操作地聯(lián)接到中間殼體組件的渦輪機(jī)殼體組件，在這種情況下渦輪機(jī)殼體組件限定了渦輪機(jī)葉輪空間，與渦輪機(jī)葉輪空間流體連通的廢氣室和從廢氣室延伸到渦輪機(jī)殼體組件的外表面的控制軸圓孔；設(shè)置在渦輪機(jī)葉輪空間的渦輪機(jī)葉輪；連接到渦輪機(jī)葉輪的軸，該軸可旋轉(zhuǎn)地支撐在中間殼體組件的通孔內(nèi)；設(shè)置在渦輪機(jī)殼體組件的控制軸圓孔內(nèi)的控制軸；定位在渦輪機(jī)葉輪上方的鈍頭體，在這種情況下鈍頭體包括開(kāi)口和與該開(kāi)口流體連通的內(nèi)腔；以及被連接以實(shí)現(xiàn)渦輪機(jī)殼體組件的控制軸圓孔和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通的抽吸導(dǎo)管。在這個(gè)示例中，渦輪增壓器可包括設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)至少部分地圍繞控制軸的軸襯。
[0071]作為示例，前述渦輪增壓器可包括由渦輪機(jī)殼體組件限定的廢氣門(mén)開(kāi)口，廢氣門(mén)開(kāi)口與廢氣室流體連通，和控制軸，該控制軸可在控制軸圓孔內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以相對(duì)于廢氣門(mén)開(kāi)口將廢氣門(mén)塞定位在關(guān)閉位置和打開(kāi)位置。替換地或附加地，前述渦輪增壓器可包括可變幾何形狀機(jī)構(gòu)，在這種情況下控制軸可在控制軸圓孔內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)可變幾何形狀機(jī)構(gòu)(例如，考慮VNT機(jī)構(gòu))。
[0072]作為示例，方法可包括通過(guò)在來(lái)流湍流流體流內(nèi)提供鈍頭體來(lái)產(chǎn)生抽吸壓力，在這種情況下鈍頭體包括背離來(lái)流湍流流體流動(dòng)流的開(kāi)口和與該開(kāi)口流體連通的內(nèi)腔；以及通過(guò)提供導(dǎo)管以實(shí)現(xiàn)在控制軸圓孔和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通來(lái)應(yīng)用抽吸壓力到渦輪增壓器的控制軸圓孔。在這個(gè)方法中，來(lái)流湍流流體流可包括廢氣(例如，來(lái)自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣)。作為示例，方法可包括應(yīng)用抽吸壓力以減少?gòu)膹U氣室到周圍環(huán)境的廢氣泄漏。作為示例，來(lái)流湍流流體流可以是離開(kāi)具有其內(nèi)設(shè)置的渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)葉輪空間的廢氣。
[0073]作為示例，一個(gè)或多個(gè)鈍頭體可被實(shí)施(例如，設(shè)置在流動(dòng)流內(nèi))在兩級(jí)渦輪增壓器系統(tǒng)內(nèi)以減少通過(guò)控制軸(例如，用于閥的控制，等)的圓孔的流體的泄漏等。
[0074]作為示例，組件可包括設(shè)置在導(dǎo)管、通道等內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)鈍頭體，以提供減小的壓力，該減小的壓力要被應(yīng)用到圓孔以減少咬死的風(fēng)險(xiǎn)，該咬死是由于至少部分地設(shè)置在圓孔內(nèi)的軸襯、軸等周圍的熱變化的減小。作為示例，如果發(fā)生渦輪機(jī)側(cè)潤(rùn)滑劑泄漏，這個(gè)減小的壓力可被應(yīng)用到組件以減小通過(guò)廢氣門(mén)控制軸的潤(rùn)滑劑(例如，油)的泄漏。
[0075]作為示例，組件可包括鈍頭體、導(dǎo)管和形成的用于建立減小的壓力和將該減小的壓力傳遞給一個(gè)或多個(gè)間隙(例如相對(duì)于圓孔、軸襯、軸等)的特征(例如，鑄造特征、機(jī)加工特征等)。
[0076]盡管已經(jīng)在附圖中圖示了并在前面的具體描述部分中描述了方法、設(shè)備、系統(tǒng)、布置等的一些示例，但是應(yīng)該理解的是，所公開(kāi)的示例性實(shí)施例不是限定性的，而是能夠進(jìn)行數(shù)種重新布置、改進(jìn)和替換。
【權(quán)利要求】
1.一種系統(tǒng)，其包括:
渦輪機(jī)殼體，其限定了渦輪機(jī)葉輪空間、與渦輪機(jī)葉輪空間流體連通的廢氣室和從廢氣室延伸到渦輪機(jī)殼體的外表面的控制軸圓孔；
鈍頭體，其可定位在渦輪機(jī)葉輪空間上方，其中鈍頭體包括開(kāi)口和與該開(kāi)口流體連通的內(nèi)腔；以及
抽吸導(dǎo)管，其可連接以實(shí)現(xiàn)在渦輪機(jī)殼體的控制軸圓孔和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中渦輪機(jī)殼體限定了與廢氣室流體連通的廢氣門(mén)開(kāi)口，并且其中控制軸圓孔包括構(gòu)造成接收廢氣門(mén)控制軸的控制軸圓孔。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中控制軸圓孔包括構(gòu)造成接收可變幾何形狀機(jī)構(gòu)控制軸的控制軸圓孔。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括廢氣導(dǎo)管，其可被連接到渦輪機(jī)殼體，其中廢氣導(dǎo)管限定了廢氣通道并且其中鈍頭體可在廢氣通道內(nèi)定位在渦輪機(jī)葉輪空間上方。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中鈍頭體的開(kāi)口被定位在渦輪機(jī)葉輪空間上方并且被定向?yàn)檫h(yuǎn)離渦輪機(jī)葉輪空間。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中渦輪機(jī)殼體限定了相交圓孔，該相交圓孔與控制軸圓孔相交。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中抽吸導(dǎo)管被連接以實(shí)現(xiàn)從控制軸圓孔經(jīng)過(guò)相交圓孔到鈍頭體的內(nèi)腔的流體連通。`
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中相交圓孔被構(gòu)造成接收抽吸導(dǎo)管的端部。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中抽吸導(dǎo)管的端部延伸進(jìn)入控制軸圓孔。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括控制軸和軸襯，控制軸和軸襯設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中軸襯包括凹部并且其中抽吸導(dǎo)管被連接以實(shí)現(xiàn)凹部和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中軸襯包括缺口，該缺口構(gòu)造成接收抽吸導(dǎo)管的端部。
13.—種渦輪增壓器，其包括:
中間殼體組件，其包括通孔；
壓縮機(jī)殼體組件，其操作地聯(lián)接到中間殼體組件；
渦輪機(jī)殼體組件，其操作地聯(lián)接到中間殼體組件，其中渦輪機(jī)殼體組件限定了渦輪機(jī)葉輪空間、與渦輪機(jī)葉輪空間流體連通的廢氣室和從廢氣室延伸到渦輪機(jī)殼體組件的外表面的控制軸圓孔；
設(shè)置在渦輪機(jī)葉輪空間內(nèi)的渦輪機(jī)葉輪；
連接到渦輪機(jī)葉輪的軸，該軸被可旋轉(zhuǎn)地支撐在中間殼體組件的通孔內(nèi)；
控制軸，其設(shè)置在渦輪機(jī)殼體組件的控制軸圓孔內(nèi)；
鈍頭體，其定位在渦輪機(jī)葉輪上方，其中鈍頭體包括開(kāi)口和與該開(kāi)口流體連通的內(nèi)腔；以及
抽吸導(dǎo)管，其被連接以實(shí)現(xiàn)在渦輪機(jī)殼體組件的控制軸圓孔和鈍頭體的內(nèi)腔之間的流體連通。
14.如權(quán)利要求13所述的渦輪增壓器，其中渦輪機(jī)殼體組件限定廢氣門(mén)開(kāi)口，廢氣門(mén)開(kāi)口與廢氣室流體連通，并且其中控制軸可在控制軸圓孔內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以相對(duì)于廢氣門(mén)開(kāi)口將廢氣門(mén)塞定位在關(guān)閉位置或打開(kāi)位置。
15.如權(quán)利要求13所述的渦輪增壓器，包括可變幾何形狀機(jī)構(gòu)，其中控制軸可在控制軸圓孔內(nèi)繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)可變幾何形狀機(jī)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求13所述的渦輪增壓器，包括設(shè)置在控制軸圓孔內(nèi)至少部分地圍繞控制軸的軸 襯。
【文檔編號(hào)】F01D25/00GK103850727SQ201310610006
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】S.古普塔, P.I.穆拉尼, P.Z.約翰, A.蘇倫德蘭, A.K.古普塔, S.S.納姆比, S.K.弗 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司