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      渦輪增壓器組件的制作方法

      文檔序號(hào):12258755閱讀:403來源:國知局
      渦輪增壓器組件的制作方法與工藝

      本文所公開的主題大體上涉及用于內(nèi)燃機(jī)的渦輪機(jī),并且具體涉及渦輪增壓器。



      背景技術(shù):

      經(jīng)常利用渦輪增壓器來增加內(nèi)燃機(jī)的輸出。渦輪增壓器可以包括由一個(gè)或者多個(gè)軸承可旋轉(zhuǎn)地支撐的軸。因?yàn)闇u輪增壓器軸可以配置為以高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),所以可以提供潤滑劑以便經(jīng)由潤滑劑膜減少摩擦并且傳遞熱能(例如,由于摩擦、由于廢氣等)。

      附圖說明

      當(dāng)結(jié)合附圖中所示的示例時(shí),參照以下詳細(xì)描述可以獲得對(duì)本文所描述的各種方法、裝置、組件、系統(tǒng)、布置等及其等同的更加完整的理解,其中:

      圖1是渦輪增壓器和內(nèi)燃機(jī)連同控制器的示意圖;

      圖2是包括單一鑄造的渦輪殼體的組件的示例的側(cè)視圖和剖視圖;

      圖3是包括渦輪殼體和插入件的組件的示例的剖視圖以及插入件示例的兩個(gè)放大圖;

      圖4是包括渦輪殼體和插入件的組件的示例的剖視圖;

      圖5是中心殼體的示例的透視圖;

      圖6示出了渦輪殼體的示例的透視圖;

      圖7示出了渦輪殼體的示例的平面圖;

      圖8示出了插入件的示例的透視圖;

      圖9示出了插入件的示例的透視圖以及插入件的一部分的示例的放大透視圖;

      圖10示出了芯體的示例的透視圖;

      圖11示出了插入件的示例的透視圖;并且

      圖12示出了包括渦輪殼體的示例和插入件的示例的組件的示例的透視圖。

      具體實(shí)施方式

      經(jīng)常利用渦輪增壓器來增加內(nèi)燃機(jī)的輸出。參照?qǐng)D1,作為示例,系統(tǒng)100可以包括內(nèi)燃機(jī)110和渦輪增壓器120。如圖1所示,系統(tǒng)100可以是車輛101的部分,其中,系統(tǒng)100設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)艙中并且連接至廢氣管道103,該廢氣管道103將廢氣導(dǎo)向至,例如,位于乘客艙105后面的廢氣出口109。在圖1的示例中,可以提供處理單元107以處理廢氣(例如,經(jīng)由分子的催化轉(zhuǎn)化來減少排放等)。

      如圖1所示,內(nèi)燃機(jī)110包括:覆蓋一個(gè)或者更多個(gè)燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)體118,該一個(gè)或者更多個(gè)燃燒室操作地驅(qū)動(dòng)軸112(例如,經(jīng)由活塞),以及為向發(fā)動(dòng)機(jī)體118的空氣提供流動(dòng)途徑的進(jìn)氣口114,和為來自發(fā)動(dòng)機(jī)體118的廢氣提供流動(dòng)途徑的排氣口116。

      渦輪增壓器120可以作用為從廢氣中提取能量,并且向進(jìn)入的空氣提供能量,該進(jìn)入的空氣可以與燃料結(jié)合以形成燃燒氣體。如圖1所示,渦輪增壓器120包括:空氣入口134、軸122、用于壓縮機(jī)輪125的壓縮機(jī)殼體組件124、用于渦輪葉輪127的渦輪殼體組件126、另一殼體組件128和廢氣出口136。由于殼體組件128設(shè)置在壓縮機(jī)殼體組件124與渦輪殼體組件126之間時(shí),殼體組件128可被稱為中心殼體組件。軸122可以是包括各種構(gòu)件的軸組件。軸122可以由設(shè)置在殼體組件128中(例如,在一個(gè)或者更多個(gè)孔壁所限定的孔中)的軸承系統(tǒng)(例如,軸頸軸承、滾動(dòng)元件軸承等)旋轉(zhuǎn)地支撐,從而使渦輪葉輪127的旋轉(zhuǎn)引起壓縮機(jī)輪125的旋轉(zhuǎn)(例如,通過軸122旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接)。作為示例,中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)可以包括壓縮機(jī)輪125、渦輪葉輪127、軸122、殼體組件128和其它各種構(gòu)件(例如,設(shè)置在壓縮機(jī)輪125與殼體組件128之間的軸向位置處的壓縮機(jī)側(cè)板)。

      在圖1的示例中,將可變幾何組件129示出為部分地設(shè)置在殼體組件128與殼體組件126之間。這種可變幾何組件可以包括改變通道的幾何形狀的葉片或者其它構(gòu)件,該通道通向在渦輪殼體組件126中的渦輪葉輪空間。作為示例,可以提供可變幾何壓縮機(jī)組件。

      在圖1的示例中,將廢氣旁通閥(或者簡稱為廢氣旁通)135定位在渦輪殼體組件126的廢氣入口附近??梢詫?duì)廢氣旁通閥135進(jìn)行控制以允許來自排氣口116的至少一些廢氣繞開渦輪葉輪127??梢詫⒏鞣N廢氣旁通、廢氣旁通構(gòu)件等應(yīng)用于常規(guī)的固定噴嘴式渦輪機(jī)、固定葉片噴嘴式渦輪機(jī)、可變噴嘴式渦輪機(jī)、雙渦旋渦輪增壓器等。作為示例,廢氣旁通可以是內(nèi)廢氣旁通(例如,至少部分地位于渦輪殼體內(nèi))。作為示例,廢氣旁通可以是外廢氣旁通(例如,操作地聯(lián)接至與渦輪殼體流體連通的管道)。

      在圖1的示例中,也示出了廢氣循環(huán)(EGR)管道115,例如,可以提供該廢氣循環(huán)(EGR)管道115,可選地具有一個(gè)或者更多個(gè)閥117,以允許廢氣流到壓縮機(jī)輪125的上游的位置。

      圖1也示出了用于廢氣流至廢氣渦輪殼體組件152的示例布置150、以及用于廢氣流至廢氣渦輪殼體組件172的另一示例布置170。在布置150中,汽缸蓋154包括在內(nèi)部的通道156以將來自汽缸的廢氣導(dǎo)向至渦輪殼體組件152;然而,在布置170中,歧管176提供渦輪殼體組件172的安裝,例如,無需任何單獨(dú)的、之間的廢氣管長度。在示例布置150和170中,渦輪殼體組件152和172可以配置為與廢氣旁通、可變幾何組件等一起使用。

      在圖1中,示出了控制器190的示例,其包括一個(gè)或者更多個(gè)處理器192、存儲(chǔ)器194和一個(gè)或者多個(gè)接口196。這種控制器可以包括電路,諸如,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)電路。如本文所描述的,可以結(jié)合控制器(例如,通過控制邏輯)來可選地實(shí)現(xiàn)各種方法或者技術(shù)??刂七壿嬁梢匀Q于一個(gè)或者更多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件(例如,渦輪轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、載荷、潤滑劑、冷卻等)。例如,傳感器可以經(jīng)由該一個(gè)或者更多個(gè)接口196將信息發(fā)送至控制器190??刂七壿嬁梢砸揽窟@種信息,而且控制器190又可以輸出控制信號(hào)以控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作??刂破?90可以配置為控制潤滑劑流、溫度、可變幾何組件(例如,可變幾何壓縮機(jī)或者渦輪機(jī))、廢氣旁通(例如,經(jīng)由致動(dòng)器)、電動(dòng)機(jī)、或者與發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器(或者多個(gè)渦輪增壓器)等相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者更多個(gè)其他構(gòu)件等。作為示例,渦輪增壓器120可以包括一個(gè)或者更多個(gè)致動(dòng)器和/或一個(gè)或者更多個(gè)傳感器198,例如,該一個(gè)或者更多個(gè)致動(dòng)器和/或一個(gè)或者更多個(gè)傳感器198可以聯(lián)接至控制器190的一個(gè)接口或者多個(gè)接口196。作為示例,廢氣旁通135可以由控制器控制,該控制器包括響應(yīng)電信號(hào)、壓力信號(hào)等的致動(dòng)器。作為示例,用于廢氣旁通的致動(dòng)器可以是機(jī)械致動(dòng)器,例如,該機(jī)械致動(dòng)器可以在不需要電源的情況下操作(例如,考慮配置為響應(yīng)經(jīng)由管道提供的壓力信號(hào)的機(jī)械致動(dòng)器)。

      圖2示出了渦輪增壓器200的示例,該渦輪增壓器200包括壓縮機(jī)組件240、渦輪機(jī)組件260和中心組件280,并且圖2也示出了渦輪增壓器200的一部分的剖視圖,該渦輪增壓器200的一部分包括渦輪機(jī)組件260的一部分和中心組件280的一部分。如圖2B所示,渦輪機(jī)組件260包括由單一鑄造的渦輪殼體262(具體為單一鑄造的渦輪殼體262的內(nèi)表面263)限定的蝸殼261(例如,隨著廢氣流橫截面積的減小而螺旋式上升的蝸旋)。例如,鑄造過程可以包括砂型鑄造或者砂模鑄造。在這個(gè)示例中,砂可以用作模具材料。

      在鑄造過程中可以使用一個(gè)或者更多個(gè)芯體來對(duì)殼體進(jìn)行鑄造,其中,例如,殼體中通路的創(chuàng)建可以通過相對(duì)于至少一個(gè)芯體的正特征部(positive features)的負(fù)方式(negative manner)。作為示例,鑄造過程可以是重力澆鑄砂型鑄造過程。作為示例,殼體可以至少部分地由至少一個(gè)芯體成形的硬化的熔融材料(例如,金屬、合金等)制成。作為示例,芯體可以由壓實(shí)的砂制成,在形成鑄造殼體的材料已經(jīng)固化并且冷卻之后,可以將砂分解并且從鑄造殼體移除。

      關(guān)于單一鑄造的渦輪殼體262,可以使用芯體來形成蝸殼261,其中,芯體限定內(nèi)表面263的界限和范圍。進(jìn)一步地,可以使用密實(shí)的砂來限定單一鑄造的渦輪殼體262的外表面264的界限和范圍。又進(jìn)一步地,外表面264可以包括配合部266,例如,以便將單一鑄造的渦輪殼體262操作地聯(lián)接至中心組件280。

      如圖2所示,單一鑄造的渦輪殼體262包括:罩蓋表面265;腔室表面267;喉部268,該喉部268是廢氣從蝸殼261通過至部分地由罩蓋表面265限定的渦輪葉輪空間的流體通路;以及出口通路269,該出口通路269延伸至單一鑄造的渦輪殼體262的廢氣開口。可以經(jīng)由鑄造形成單一鑄造的渦輪殼體262的各種特征部,并且當(dāng)從模具移出時(shí),可以通過對(duì)單一鑄造件進(jìn)行加工來可選地修整該各種特征部。例如,可以經(jīng)由加工修整配合部266以實(shí)現(xiàn)與中心組件280的適當(dāng)配合。

      關(guān)于中心組件280,圖2示出了操作地聯(lián)接至單一鑄造的渦輪殼體262的中心殼體282。如圖所示,中心殼體282包括配合部286,該配合部286可以與單一鑄造的渦輪殼體262的配合部266接觸。具體地,中心殼體282的配合部286包括凸起或者延伸部,該凸起或者該延伸部部分地容納在由單一鑄造的渦輪殼體262的配合部266形成的圓柱形凹口中。當(dāng)配合時(shí),中心殼體282和單一鑄造的渦輪殼體262限定腔室207。如圖所示,腔室207由單一鑄造的渦輪殼體262的腔室表面267和中心殼體282的腔室表面287限定。在腔室207內(nèi)設(shè)置有隔熱罩207,該隔熱罩207可以減少從在單一鑄造的渦輪殼體262的蝸殼261中流動(dòng)的熱廢氣到中心殼體282的熱傳遞。以這種方式,腔室207和隔熱罩209可以減少對(duì)潤滑劑的加熱,該潤滑劑在中心殼體282中流動(dòng)。并且流至,例如,設(shè)置在中心殼體282的孔內(nèi)的一個(gè)或者更多個(gè)軸承。

      關(guān)于裝配方法,可以將中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)組合在一起,隨后使單一鑄造的渦輪殼體262適應(yīng)CHRA,并且隔熱罩209設(shè)置在由腔室表面267和腔室表面287形成的腔室207中。

      圖2也示出了至少部分地設(shè)置在渦輪葉輪空間中的渦輪葉輪206,該渦輪葉輪空間至少部分地由單一鑄造的渦輪殼體262限定。渦輪葉輪206包括葉片,其中,葉片的輪廓與單一鑄造的渦輪殼體262的罩蓋表面265形成間隙。此外,在操作期間,廢氣流入至蝸殼261中(例如,經(jīng)由至單一鑄造的渦輪殼體262的入口),然后經(jīng)由喉部268流至渦輪葉輪空間,從而使渦輪葉輪206可以旋轉(zhuǎn)并且從廢氣中提取能量。廢氣然后可以至少部分地軸向流入出口通路269中,并且,例如,流至一個(gè)廢氣管道或者多個(gè)廢氣管道,該廢氣管道可以包括,例如,一個(gè)或者更多個(gè)處理單元(例如,催化轉(zhuǎn)化器、噪音消聲器等)。

      圖3示出了組件300的一部分的示例的剖視圖,該部分包括渦輪機(jī)組件360的示例的一部分和中心組件380的示例的一部分。在圖3中,組件300也包括插入件370的示例,該插入件370至少部分地設(shè)置在渦輪機(jī)組件360與中心組件380之間。作為示例,插入件370可以是渦輪機(jī)組件360的部分或者插入件370可以是中心組件380的部分。

      如圖3所示,渦輪機(jī)組件360包括蝸殼361(例如,隨著廢氣流橫截面積的減小而螺旋式上升的蝸旋),該蝸殼361部分地由渦輪殼體362(具體為渦輪殼體362的表面363)限定,并且部分地由插入件370(具體為插入件370的表面373)限定。

      作為示例,包括蝸殼的渦輪殼體可以是兩件式渦輪殼體。例如,考慮包括渦輪殼體362和插入件370的渦輪殼體,其中,例如,可以將渦輪殼體362和插入件370制造為單獨(dú)的件。在這個(gè)示例中,渦輪殼體362可以由第一材料制成,并且插入件370可以可選地由不同的第二材料制成。作為示例,可以經(jīng)由第一過程制造渦輪殼體362,并且可以可選地經(jīng)由不同的第二過程制造插入件370。作為示例,可以經(jīng)由鑄造(例如,砂型鑄造等)制造渦輪殼體362,并且可以經(jīng)由沖壓材料(例如,沖壓胚料等)制造插入件370。

      作為示例,例如,可以可選地對(duì)插入件370的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行處理以減少對(duì)廢氣流的阻力、減少暴露于廢氣產(chǎn)生的腐蝕、減少熱傳遞等。作為示例,可以對(duì)插入件370的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行氮化。作為示例,可以對(duì)插入件370的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行拋光(例如,達(dá)到鏡面光潔度或者高反射的近似鏡面光潔度)。作為示例,可以對(duì)插入件370的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行處理以改變熱導(dǎo)率。例如,考慮可以用于減少熱傳遞的陶瓷材料的沉積。

      作為示例,例如,可以經(jīng)由鑄造過程形成渦輪殼體362。在這個(gè)示例中,可以使用砂或者其它材料來限定表面363的界限和范圍。進(jìn)一步地,可以使用密實(shí)的砂來限定渦輪殼體362的表面364的界限和范圍。又進(jìn)一步地,表面364可以包括配合部366,例如,該配合部366利用插入件370將渦輪殼體362操作地聯(lián)接至中心組件380,該插入件370至少部分地設(shè)置在渦輪殼體362與中心組件380之間。

      如圖3所示,渦輪殼體362包括:罩蓋表面365;插入件配合表面367;喉部368,該喉部368是廢氣從蝸殼361通過至部分地由罩蓋表面365限定的渦輪葉輪空間的流體通路;以及出口通路369,該出口通路369延伸至渦輪殼體362的廢氣開口??梢越?jīng)由鑄造形成渦輪殼體362的各種特征部,并且當(dāng)從模具移出時(shí),可以可選地通過對(duì)單一鑄造件進(jìn)行加工來修整該各種特征部。例如,可以經(jīng)由加工修整配合部366以實(shí)現(xiàn)與中心組件380的適當(dāng)配合,并且/或者可以經(jīng)由加工修整插入件配合表面367以實(shí)現(xiàn)與插入件370的適當(dāng)配合。

      關(guān)于中心組件380,圖3示出了中心殼體382的示例,中心殼體382以用于將插入件370定位在該中心殼體382與渦輪殼體362之間的方式,操作地聯(lián)接至該渦輪殼體362。例如,可以使用一個(gè)或者更多個(gè)螺栓來將渦輪殼體362聯(lián)接至中心殼體382,其中,經(jīng)由該一個(gè)或者更多個(gè)螺栓而施加的力可以用于夾持插入件370,從而固定地定位插入件370,插入件370部分地限定蝸殼361。

      如圖所示,中心殼體382包括配合部386,該配合部386可以與單一鑄造的渦輪殼體362的配合部366接觸。具體地,中心殼體382的配合部386包括凸起或者延伸部,該凸起或者該延伸部的形狀可以是圓柱形的并且部分地容納在由渦輪殼體362的配合部366形成的圓柱形凹口中。在圖3的示例中,插入件370可以形成為環(huán)狀板,該環(huán)狀板容納在由渦輪殼體362的配合部366形成的凹口中并且與中心殼體382的配合部386的至少一部分接觸。

      作為示例,中心殼體382的配合部386可以包括軸向面,并且渦輪殼體362的插入件配合表面367可以包括軸向面,其中,插入件370的表面373與插入件配合表面367的軸向面接觸(例如,在插入件370的外周附近)并且與插入件配合表面367的軸向面接觸(例如,在插入件370的內(nèi)周附近),以及其中插入件370的表面377與中心殼體382的配合部386的軸向面接觸。在這個(gè)示例中,可以通過渦輪殼體362的至少一個(gè)表面和中心殼體382的至少一個(gè)表面來軸向地定位插入件370。

      當(dāng)配合時(shí),中心殼體382和插入件370限定腔室307。如圖所示,腔室307由插入件370的表面377和中心殼體382的表面387限定。

      作為示例,插入件370可以部分地用作隔熱罩。例如,插入件370可以由用于使從蝸殼361中流動(dòng)的熱廢氣到中心殼體382的熱傳遞減少的材料制造。以這種方式,腔室307和插入件370可以減少對(duì)潤滑劑的加熱,該潤滑劑在中心殼體382中流動(dòng),并且,例如,流至設(shè)置在中心殼體382的孔內(nèi)的一個(gè)或者更多個(gè)軸承。

      如上面所提及的,可以在插入件370外周處或其附近,將插入件370夾持在渦輪殼體362和中心殼體382之間。以這種方式,在經(jīng)由插入件370與中心殼體382之間的接觸傳熱的情況下,接觸區(qū)域可以離中心殼體382的孔有一定距離,在該中心殼體382中定位有一個(gè)或者更多個(gè)軸承(例如,軸承組件等)。例如,如圖3的示例所示,中心殼體382的配合部386形成為圓柱形壁,其中,腔室307形成為環(huán)狀空間,該環(huán)狀空間可以用于減少至中心殼體382的軸承凸起部的熱傳遞。該形狀(可選地大體上為圓柱形壁)可以提供可分配熱能的熱傳遞區(qū)域和質(zhì)量,熱能可從中心殼體382和/或渦輪殼體362向外輻射。

      關(guān)于裝配方法,可將中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)組合在一起,隨后渦輪殼體362適應(yīng)CHRA,并且插入件370設(shè)置于其間,以形成腔室307(例如,由表面377和表面387形成)。

      圖3也示出了至少部分地設(shè)置在渦輪葉輪空間中的渦輪葉輪306,該渦輪葉輪空間至少部分地由渦輪殼體362限定。渦輪葉輪306包括葉片,再次地,葉片的輪廓與渦輪殼體362的罩蓋表面365形成間隙。此外,在操作期間,廢氣流入至蝸殼361中(例如,經(jīng)由至渦輪殼體362的入口),然后經(jīng)由喉部368(例如,部分地由插入件370的表面373限定)流至渦輪葉輪空間,從而使渦輪葉輪306可以旋轉(zhuǎn)并且從廢氣中提取能量。廢氣然后可以至少部分地軸向流入出口通路369中,并且,例如,流至一個(gè)或者多個(gè)廢氣管道上,該廢氣管道可以包括例如一個(gè)或者更多個(gè)處理單元(例如,催化轉(zhuǎn)化器、噪音消聲器等)。作為示例,渦輪殼體的質(zhì)量的減少可以減少熱慣性,這有助于,例如,減少在回?zé)幔╯oak back)條件下的熱流,增加催化起燃(例如,熱能流至一個(gè)或者更多個(gè)處理單元)等。

      圖3也示出了組件300的一部分的示例的兩個(gè)放大圖,包括渦輪葉輪306的一部分和插入件370的一部分。如圖所示,渦輪葉輪306可以包括跨越軸向距離ΔZtw的外邊緣,并且插入件370可以包括跨越軸向距離ΔZi的內(nèi)邊緣。在圖3的示例中,渦輪葉輪306的外邊緣與插入件370的內(nèi)邊緣之間存在軸向重疊。由此,插入件370部分地限定開口,例如,在提供有CHRA的裝配期間,渦輪葉輪306可以穿過該開口。如圖3所示,渦輪葉輪306的外邊緣可以是渦輪葉輪306的最大直徑dmax。作為示例,在插入件370的內(nèi)邊緣與渦輪葉輪306的外邊緣之間形成間隙Δr,可以基于一個(gè)或者更多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來選擇間隙Δr。作為示例,可以將間隙Δr限定為在不影響渦輪葉輪306旋轉(zhuǎn)時(shí)的流體力學(xué)表現(xiàn)的同時(shí)使至腔室307的廢氣流最小化。作為示例,可以至少部分地基于一個(gè)或者更多個(gè)熱膨脹系數(shù)來限定間隙Δr,例如,至少針對(duì)插入件370并且可選地針對(duì)渦輪葉輪306。

      作為示例,部分地限定蝸殼的插入件的表面可以處于比渦輪葉輪的葉片的下邊緣的軸向位置更小的軸向位置處,并且,例如,可選地處于比渦輪葉輪的最外邊緣的下邊緣的軸向位置更大的軸向位置處。例如,在圖3的上部放大圖中,指出了渦輪葉輪306的葉片的下邊緣(LE),并且該下邊緣處于遠(yuǎn)離中心殼體362的方向上的軸線位置處,該位置比插入件370的表面373在其內(nèi)邊緣的軸向位置更大。

      作為示例,部分地限定蝸殼的插入件的表面可以處于等于或者大于渦輪葉輪的葉片的下邊緣的軸向位置的軸向位置處,并且例如可選地處于比渦輪葉輪的最外邊緣的下邊緣的軸向位置大的軸向位置處。例如,在圖3的下部放大圖中,指出了渦輪葉輪306的葉片的下邊緣(LE),并且該下邊緣處于遠(yuǎn)離中心殼體362的方向上的軸線位置處,該位置與插入件370的表面373在其內(nèi)邊緣的軸向位置大致相等。

      作為示例,插入件370的內(nèi)邊緣可以包括輪廓、一個(gè)圓的邊緣、多個(gè)圓的邊緣等,或者例如,插入件370的內(nèi)邊緣可以是相對(duì)直的并且與表面373和表面377形成約90度的角。

      作為示例,插入件370的內(nèi)邊緣可以至少部分地由半徑或者直徑限定,例如,以形成喉部368。例如,喉部368可以由在插入件370的內(nèi)邊緣處的表面373和在從插入件370的內(nèi)邊緣軸向向外的點(diǎn)處的表面363限定。

      作為示例,可以將插入件定位并且/或者成形為限定喉部尺寸。作為示例,可以提供一組插入件并且選擇特定插入件來限定期望的喉部尺寸(例如,軸向喉部高度)。在這個(gè)示例中,可以選擇喉部尺寸來提高渦輪增壓器(例如,特別是用于乘用車輛的“小型”渦輪增壓器等)的效率。作為示例,當(dāng)制造渦輪增壓器時(shí),插入件可以有助于保持期望的喉部尺寸。

      作為示例,插入件可以是可變幾何機(jī)構(gòu)的部分。例如,插入件可以是軸向可調(diào)的以形成蝸殼至渦輪葉輪空間的出口。作為示例,將圖3的插入件370考慮為包括可調(diào)部(例如,可調(diào)環(huán)狀部),該可調(diào)部限定從蝸殼361到在渦輪葉輪空間中的渦輪葉輪306的喉部。在這個(gè)示例中,可以對(duì)喉部區(qū)域進(jìn)行控制,例如,以實(shí)現(xiàn)期望的性能特征部(例如,可選地與可變幾何渦輪機(jī)的葉片類似)。作為示例,考慮可以經(jīng)由圖3的兩個(gè)放大圖描述的方法。在這個(gè)示例中,致動(dòng)器可以相對(duì)于渦輪葉輪306的軸向位置至少部分地軸向調(diào)整表面373。在這個(gè)示例中,插入件370可以軸向移動(dòng)并且/或者可以包括軸向可膨脹部,該軸向可膨脹部可以增加厚度,從而使表面373軸向移動(dòng)。

      作為示例,插入件可以由比鑄造的渦輪殼體的材料的密度小的材料制造。在這個(gè)示例中,當(dāng)與包括單一鑄造的渦輪殼體(諸如圖2的單一鑄造的渦輪殼體262)的渦輪增壓器進(jìn)行比較時(shí),包括插入件的組件可以減少渦輪增壓器的質(zhì)量。作為示例,質(zhì)量的減少可以節(jié)省廢氣中的熱能,這可以有利于一個(gè)或者更多個(gè)處理過程(例如,催化轉(zhuǎn)化器等),例如可以減少排放。作為示例,當(dāng)與使用單一鑄造的渦輪殼體的方式(例如,沒有插入件)進(jìn)行比較時(shí),插入件方式可以將質(zhì)量減少約100克或更多。

      作為示例,當(dāng)與圖2的單一鑄造的渦輪殼體262進(jìn)行比較時(shí),圖3的渦輪殼體362可以提供用于增加的蝸殼表面,例如,以對(duì)與喉部相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行加工等。在這個(gè)示例中,喉部尺寸精度可以提高以用于在裝配線等中制造的渦輪增壓器(例如,幫助單元與單元之間的性能一致性)。作為示例,在渦輪殼體362中,在與插入件370裝配之前,可以對(duì)表面363至少部分地進(jìn)行加工、拋光、形成所需的尺寸等。作為示例,在拆卸時(shí),可以將插入件370移除以檢查表面363的狀況。

      作為示例,可以選擇插入件的形狀、厚度、剛度,以便,例如,使振動(dòng)減弱。例如,太薄的插入件在操作期間可能會(huì)受流體力學(xué)因素的影響并且可能展示一種或者多種振動(dòng)模式。作為示例,對(duì)于插入件(諸如插入件370)可以在其周緣處或者在其外周緣附近被支撐,并且可以具有避免至少一些不利的振動(dòng)模式的厚度、剛度等。作為示例,在插入件包括在多個(gè)位置處(例如,在外周緣處和在內(nèi)周緣處)的支撐的情況下,可以可選地利用較薄的插入件,因?yàn)榇祟愔慰梢员苊庵辽僖恍┎焕恼駝?dòng)模式。作為示例,可以經(jīng)由在半徑不同的多個(gè)點(diǎn)處的接觸來承載插入件,其中這種承載可以減小插入件的一個(gè)或者更多個(gè)振動(dòng)模式的風(fēng)險(xiǎn)。

      作為示例,可以采用減小插入件的非期望的振動(dòng)模式的風(fēng)險(xiǎn)的方式支撐插入件,這種非期望的振動(dòng)模式是在操作期間由于流體力學(xué)因素產(chǎn)生的(例如,與被渦輪葉輪移動(dòng)的廢氣相關(guān),廢氣在蝸殼中流動(dòng),并且可選地在腔室中流動(dòng)或被壓縮,或者腔室其中插入件部分地限定蝸殼并且部分地限定該腔室)。作為示例,腔室可以至插入件的一側(cè)并且蝸殼直接至插入件的另一相對(duì)側(cè)。例如,在軸向移動(dòng)跨越插入件時(shí),可以從腔室移動(dòng)跨越插入件至蝸殼。在這個(gè)示例中,腔室的徑向尺寸與蝸殼的徑向尺寸對(duì)應(yīng)。

      作為示例,廢氣可以從蝸殼361流出,經(jīng)由在渦輪葉輪306與插入件370之間的間隙流至腔室307。在這個(gè)示例中,廢氣的總體流動(dòng)可以在徑向向內(nèi)朝向間隙,軸向通過間隙并且至少部分地徑向向外遠(yuǎn)離間隙的方向上。

      如圖3的示例所示,插入件370限定蝸殼361的最低表面并且徑向向外延伸超過蝸殼361的最大半徑。在這個(gè)示例中,渦輪殼體362的表面363不會(huì)限定參與在朝向腔室307的軸向方向上的熱傳遞的渦輪殼體362的一部分的表面。在這個(gè)示例中,插入件370(其部分地限定蝸殼361)可以是控制在朝向腔室307的軸向方向上的熱傳遞的構(gòu)件。如上面所述,插入件370可以由具有期望的傳熱性能的材料構(gòu)造。在這個(gè)示例中,插入件370的材料的傳熱性能可以是非對(duì)稱的。例如,在徑向方向上的熱傳遞可以與在軸向方向上的熱傳遞不同。以這種方式,可以優(yōu)先將熱能徑向向外導(dǎo)向,例如,使其遠(yuǎn)離中心殼體382的孔,在該孔中可以設(shè)置有一個(gè)或者更多個(gè)潤滑劑潤滑的軸承。

      圖4示出了組件400的一部分的示例的剖視圖,包括渦輪機(jī)組件460的示例的一部分和中心組件480的示例的一部分。在圖4中,組件400也包括插入件470的示例,該插入件470至少部分地設(shè)置在渦輪機(jī)組件460與中心組件480之間。作為示例,插入件470可以是渦輪機(jī)組件460的部分或者插入件470可以是中心組件480的部分。作為示例,插入件470的材料厚度可以可選地比插入件370的材料厚度薄。

      如圖4所示,渦輪機(jī)組件460包括蝸殼461(例如,隨著廢氣流橫截面積的減小而螺旋式上升的蝸旋),蝸殼461部分地由渦輪殼體462(具體為渦輪殼體462的表面463)限定,并且部分地由插入件470(具體為插入件470的表面473)限定的。

      作為示例,包括蝸殼的渦輪殼體可以是兩件式渦輪殼體。例如,考慮包括渦輪殼體462和插入件470的渦輪殼體,其中,例如,可以將渦輪殼體462和插入件470制造為單獨(dú)的件。在這個(gè)示例中,渦輪殼體462可以由第一材料制成,并且插入件470可以可選地由不同的第二材料制成。作為示例,可以經(jīng)由第一過程制造渦輪殼體462,并且可以可選地經(jīng)由不同的第二過程制造插入件470。作為示例,可以經(jīng)由鑄造(例如,砂型鑄造等)制造渦輪殼體462,并且可以經(jīng)由沖壓材料(例如,沖壓胚料等)制造插入件470。

      作為示例,可以可選地對(duì)插入件470的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行處理,例如,以減少對(duì)廢氣的阻力、減少暴露于廢氣帶來的腐蝕、減少熱傳遞等。作為示例,可以對(duì)插入件470的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行氮化。作為示例,可以對(duì)插入件470的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行拋光(例如,達(dá)到鏡面光潔度或者高反射的近似鏡面光潔度)。作為示例,可以對(duì)插入件470的一個(gè)或者更多個(gè)表面進(jìn)行處理以改變熱導(dǎo)率。例如,考慮對(duì)可以用于減少熱傳遞的陶瓷材料進(jìn)行沉積。

      作為示例,例如,可以經(jīng)由鑄造過程形成渦輪殼體462。在這個(gè)示例中,可以使用砂或者其它材料來限定表面463的界限和范圍。進(jìn)一步地,可以使用密實(shí)的砂來限定渦輪殼體462的表面464的界限和范圍。又進(jìn)一步地,表面464可以包括配合部466,例如,以便利用插入件470將渦輪殼體462操作地聯(lián)接至中心組件480,該插入件470至少部分地設(shè)置在渦輪殼體462與中心組件480之間。

      如圖4所示,渦輪殼體462包括罩蓋表面465、插入件配合表面467和延伸至渦輪殼體462的廢氣開口的出口通路469??梢越?jīng)由鑄造形成渦輪殼體462的各種特征部,并且當(dāng)從模具移出時(shí),可以經(jīng)由加工可選地修整單一鑄造件。例如,可以經(jīng)由加工修整配合部466以實(shí)現(xiàn)與中心組件480的適當(dāng)配合。

      關(guān)于中心組件480,圖4示出了中心殼體482的示例,以將插入件470定位在二者之間的方式將該中心殼體482操作地聯(lián)接至該渦輪殼體462。例如,可以使用一個(gè)或者更多個(gè)螺栓來將渦輪殼體462聯(lián)接至中心殼體482,其中,經(jīng)由該一個(gè)或者更多個(gè)螺栓而施加的力可以用于夾持插入件470,從而固定地定位插入件470,其部分地限定蝸殼461。

      在圖4的示例中,插入件470包括在插入件470的一側(cè)的表面477,其與包括表面473的插入件470的另一側(cè)相對(duì)。在圖4的示例中,插入件470包括外部部分474,該外部部分474上升至中間部475,該中間部475經(jīng)由腿472-1下降至內(nèi)部部分476-1,該內(nèi)部部分476-1可以是從多個(gè)相應(yīng)的腿中的一個(gè)延伸的多個(gè)內(nèi)部部分中的一個(gè)(參見,例如,圖9的插入件970)。

      如圖4所示,中心殼體482包括配合部486,其中,配合部486的至少一個(gè)部分可以與渦輪殼體462的配合部466接觸(例如,可選地經(jīng)由密封劑、密封元件等)。在圖4的示例中,中心殼體482包括配合部特征部486-1、486-2和486-3。如圖所示,特征部486-1可以與插入件470的外部部分474配合,特征部486-2可以與插入件470的中間部475配合并且/或者可以與該中間部475形成間隙,并且特征部486-3可以與插入件470的內(nèi)部部分476-1配合(例如,插入件470的可選的一個(gè)或者更多個(gè)其它內(nèi)部部分)。

      作為示例,插入件470可以至少部分地經(jīng)由中心殼體的特征部支撐在插入件470的外部部分474處或者在該外部部分474附近(例如,沿表面477),并且可以至少部分地經(jīng)由中心殼體的特征部支撐在插入件470的內(nèi)部部分476-1處或者在該內(nèi)部部分476-1附近(例如,沿表面477)。在這個(gè)示例中,插入件470可以與渦輪殼體的部分接觸,例如,沿中間部475(例如,沿表面473)。作為示例,可以以將力施加至插入件的方式來操作地聯(lián)接渦輪殼體和中心殼體,其中,插入件的至少一部分與渦輪殼體接觸,并且插入件的至少一部分與中心殼體接觸。在這個(gè)示例中,可以將插入件夾持在中心殼體與渦輪殼體之間,其中,插入件的表面至少部分地限定蝸殼。在這個(gè)示例中,插入件也可以部分地限定設(shè)置在中心殼體與渦輪殼體之間的至少一個(gè)腔室。

      在圖4的示例中,插入件470部分地限定一個(gè)或者更多個(gè)腔室407-1和407-2,例如,連同中心殼體482。例如,中心殼體482可以包括表面487-1和表面487-2,表面487-1和表面487-2相對(duì)于插入件470的表面477的限定腔室407-1和407-2。在這個(gè)示例中,間隙可以存在于中心殼體482的特征部486-2與插入件470的表面477之間。作為示例,間隙(例如,縫隙或者溝槽)可以存在于插入件470的一對(duì)腿之間。例如,腿472-1可以相對(duì)于一個(gè)或者更多個(gè)其它腿(例如,472-2和472-N)限定縫隙。在這個(gè)示例中,廢氣可以在縫隙中流動(dòng)并且流入至腔室407-2。在間隙存在于特征部486-2與插入件470的表面477之間的情況下,廢氣可以經(jīng)由間隙流至腔室407-1。以這種方式,腔室407-1和407-2可以與廢氣流體連通,這可以,例如,使壓力平衡并且以期望的方式來控制熱傳遞(例如,經(jīng)由腔室尺寸、縫隙和/或間隙尺寸等)。

      作為示例,可以將夾持力施加至插入件470,從而承載插入件470。例如,插入件470的表面473可以與渦輪殼體462的插入件配合表面467接觸,并且插入件470的表面477可以與特征部486-1(例如,軸向力)和特征部486-3(例如,軸向力)接觸。在這個(gè)示例中,當(dāng)將渦輪殼體462操作地聯(lián)接至中心殼體482時(shí),插入件470可以由這三個(gè)接觸(例如,在插入件470的外周緣處或者在該外周緣附近的接觸、在插入件470的內(nèi)周緣處或者在該內(nèi)周緣附近的接觸、以及在插入件470的外周緣和內(nèi)周緣中間的接觸)承載。作為示例,接觸可以沿插入件470的外部部分474,接觸可以沿插入件470的內(nèi)部部分476-1(例如,或者內(nèi)部部分),并且接觸可以沿插入件470的中間部475。這些接觸可以承載插入件470,這有利于,例如,在渦輪殼體462的插入件配合表面467上密封表面473(例如,關(guān)于蝸殼461的部分)。

      在圖4的示例中,中心殼體482的配合部486包括凸起或者延伸部,其可以具有圓柱形形狀并且可以部分地由圓柱形凹口容納,該圓柱形凹口由渦輪殼體462的配合部466形成。

      關(guān)于裝配方法,可以將中心殼體旋轉(zhuǎn)組件(CHRA)起來,隨后使渦輪殼體462適應(yīng)CHRA,并且插入件470設(shè)置在渦輪殼體462與CHRA之間以形成腔室407-1和407-2。

      圖5示出了中心殼體582的示例的透視圖,該中心殼體582包括壓縮機(jī)側(cè)和渦輪機(jī)側(cè)。在渦輪機(jī)側(cè),中心殼體582包括外部環(huán)狀表面586-1、多個(gè)環(huán)狀部段表面586-2和內(nèi)部環(huán)狀表面586-3。中心殼體582也包括表面587-1和分段的表面587-2,由于設(shè)置在延伸部585-1、585-2、585-3和585-N中的成對(duì)的延伸部之間,該延伸部585-1、585-2、585-3和585-N包括多個(gè)環(huán)狀部段表面586-2(例如,墊表面)。在這個(gè)示例中,可以將插入件定位為與中心殼體582的渦輪機(jī)側(cè)接觸以形成,例如,相對(duì)于表面587-1和587-2的一個(gè)或者更多個(gè)腔室。作為示例,表面586-1和586-2可以與插入件接觸并且接收施加至插入件的力,所述力經(jīng)由操作地聯(lián)接至中心殼體582的渦輪殼體施加。

      在圖5的示例中,可以確定延伸部585-1、585-2、585-3和585-N的形狀、尺寸和數(shù)量,以便控制從渦輪殼體到中心殼體582的熱傳遞。例如,中心殼體可以包括約三個(gè)至約六個(gè)延伸部,其中,每個(gè)延伸部包括表面,該表面可以是支撐表面,該支撐表面可以與插入件接觸,例如,承載在中心殼體與渦輪殼體之間。參照?qǐng)D4的示例,特征部486-2可以對(duì)應(yīng)于表面,諸如圖5的環(huán)狀部段表面586-2中的一個(gè)。作為示例,圖4的插入件470可以承載和/或成形為使表面477與特征部486-2接觸。

      在圖5的示例中,相對(duì)于圓柱的坐標(biāo)系統(tǒng)(r、z和Θ)示出了各種尺寸。例如,將徑向尺寸示出為r0、r1、r2、r3和r4,其分別與孔邊緣外半徑、延伸部內(nèi)半徑、環(huán)狀圈內(nèi)半徑和環(huán)狀圈外半徑對(duì)應(yīng)。也如圖5所示,徑向跨度Δr對(duì)應(yīng)于延伸部585-3,并且方位角跨度ΔΘ對(duì)應(yīng)于延伸部585-2。例如,這種尺寸可以與單獨(dú)的環(huán)狀部段表面586-2(例如,墊表面)對(duì)應(yīng)。作為示例,可以通過軸向跨度限定延伸部。例如,將延伸部585-N示出為部分地由軸向跨度Δz (例如,從延伸部585-N的表面587-1到表面586-2的距離)限定。作為示例,可以獲取并使用熱數(shù)據(jù)來選擇中心殼體的一個(gè)或者更多個(gè)特征部的尺寸,例如,以在向渦輪機(jī)組件提供充分的支撐同時(shí)減小來自渦輪機(jī)組件的熱傳遞。

      圖6示出了渦輪殼體662的示例的透視圖。在圖6的示例中,渦輪殼體662包括部分地限定蝸殼的表面663(例如,相對(duì)于插入件)、表面664(例如,外表面)、罩蓋表面665、配合表面666-1、凹陷配合表面666-2、插入件配合表面667、配氣入口法蘭692、廢氣旁通軸孔694和多個(gè)聯(lián)接凸起696(例如,具有容納螺栓軸等的孔)。

      在圖6的示例中,插入件配合表面667可以包括能夠安置插入件的環(huán)狀表面部分。在這個(gè)示例中,環(huán)狀表面部分可以包括超過蝸殼的最大半徑的半徑(參見,例如圖3),并且,例如,環(huán)狀表面部分可以延伸到徑向向內(nèi)延伸的部分,例如,以形成蝸殼的端部。

      圖7示出了圖6的渦輪殼體662的平面圖。在圖7中,各種箭頭指示廢氣的總體流動(dòng)方向,該廢氣可以可選地穿過廢氣旁通開口695,可以經(jīng)由廢氣旁通閥組件來控制(例如,打開、關(guān)閉等)該廢氣旁通開口695,該廢氣旁通閥組件包括至少部分地設(shè)置在廢氣旁通軸孔694中的軸(參見圖6)。圖7也示出了出口通路669。在圖7的示例中,可以相對(duì)于圓柱的坐標(biāo)系統(tǒng)(例如,r、z和Θ)限定各種特征部、表面、邊緣、輪廓等。例如,考慮由rc、r1、r2和r3標(biāo)注的各種半徑,其中,rc>r3>r2> r1。在這個(gè)示例中,rc可以是相對(duì)恒定的,而半徑r1、r2和r3可以在根據(jù)圖7的順時(shí)針方向上(例如,在廢氣流動(dòng)的意圖方向上)減小,因?yàn)樗鼈兿薅ɡ缥仛さ谋砻?,其中,r3可以是最小半徑(例如,舌部的最小半徑)。作為示例,可以通過,例如,相對(duì)于r3參考的半徑和角度來限定廢氣旁通開口695。

      在平面圖中,在操作期間,廢氣可以在順時(shí)針方向上流動(dòng)以使渦輪葉輪在順時(shí)針方向上旋轉(zhuǎn)。在采用廢氣旁通閥(例如,可選地適應(yīng)渦輪殼體662)的情況下,控制器(例如,致動(dòng)器)可以經(jīng)由廢氣旁通開口695控制廢氣的流,該廢氣旁通開口695用于將一定量的廢氣從途徑轉(zhuǎn)移至蝸殼。例如,插入件配合表面667 可以在與插入件接觸時(shí)用于密封蝸殼,從而使廢氣經(jīng)由廢氣旁通開口695離開而無需穿過喉部至渦輪葉輪空間。

      在圖7的示例中,將廢氣旁通開口695示出為在入口部段,該入口部段部分地由從配合表面667軸向向內(nèi)延伸的壁限定。作為示例,組件可以包括具有塞的閥門,該塞可以關(guān)閉廢氣旁通開口695(例如,閥門處于閉合狀態(tài))并且可以打開廢氣旁通開口695(例如,閥門處于打開狀態(tài))。在這種閥門的打開狀態(tài)下,至少一部分廢氣可以繞開蝸殼,該蝸殼至少部分地由渦輪殼體662的表面663形成。一個(gè)或者多個(gè)廢氣旁通開口的其它位置是可能的。例如,廢氣旁通開口可以被設(shè)置為具有至少部分地被徑向?qū)虻牧鲃?dòng)軸線。

      圖8示出了插入件870的示例的透視圖,包括外周緣871(例如,外邊緣)、表面873、相對(duì)表面877和內(nèi)周緣(例如,內(nèi)邊緣)。在這個(gè)示例中,插入件870可以是平面的。作為示例,可以就諸如厚度(例如,或者多個(gè)厚度)、內(nèi)半徑(例如,或者內(nèi)直徑)和外半徑(例如,或者外直徑)等參數(shù)限定插入件870。

      在圖8的示例中,相對(duì)于內(nèi)半徑ri、外半徑ro、內(nèi)邊緣厚度Δzi和外邊緣厚度Δzo示出插入件870。作為示例,插入件可以包括厚度分布,其中,例如,就至少兩個(gè)半徑位置而言厚度不同。這種方式可以控制一個(gè)或者更多個(gè)載荷、熱效應(yīng)等。作為示例,插入件可以由在徑向上與在軸向上性能不同的材料構(gòu)造。例如,與軸向方向比較,材料在徑向方向上可以更迅速地傳熱。作為示例,材料可以是復(fù)合材料,該復(fù)合材料可以包括能夠改變熱性能的定向的結(jié)構(gòu)(例如,纖維、內(nèi)含物等)。作為示例,可以通過從胚體沖壓材料來制造插入件。例如,考慮從板形胚體沖壓插入件。

      圖9示出了插入件970的示例的透視圖,包括外周緣971(例如,外邊緣)、表面973,相對(duì)表面977、部段978-1、978-2、…、978-N和內(nèi)周緣979-1、979-2、…、979-N(例如,部段978-1、978-2、…、978-N的內(nèi)邊緣)。在這個(gè)示例中,插入件970可以部分地由軸向高度(例如,考慮在圓柱的坐標(biāo)系中的z軸)限定。作為示例,可以就諸如厚度(例如,或者多個(gè)厚度)、內(nèi)半徑(例如,或者內(nèi)直徑)和外半徑(例如,或者外直徑)的參數(shù)限定插入件970。

      在圖9的示例中,插入件970可以是彈性的,由此可以對(duì)該插入件進(jìn)行壓縮和承載并具有軸向高度的相應(yīng)的減小。例如,插入件970的部段978-1、978-2、…、978-N可以將大量彈性傳給插入件970,其中,部段978-1、978-2、…、978-N可以分別彎曲。

      圖9也示出了可選地包括分段的周面的插入件970的視圖。例如,插入件970可以包括部段974-1、974-2、…、974-N,其中,這些部段可以隔開由弧形跨度Θ限定的縫隙。在這個(gè)示例中,至并且/或者自插入件970到一個(gè)或者更多個(gè)其它構(gòu)件的熱傳遞可以減少。如圖所示,部段978-1、978-2、…、978-N可以由縫隙隔開,該縫隙,例如,部分地由方位角距離ΔΘ限定。作為示例,組件可以包括一個(gè)或者更多個(gè)熱補(bǔ)償特征部,該熱補(bǔ)償特征部可以包括例如一個(gè)或者更多個(gè)狹槽、部段等(例如,位于殼體、插入件等的一個(gè)或者更多個(gè)區(qū)域處)。

      作為示例,插入件可以是“浮動(dòng)的”插入件。作為示例,插入件可以是夾持的插入件。作為示例,插入件可以是彈簧施加載荷的,可選地是堆疊的或者被松弛地保持。作為示例,可以使插入件本身可以被偏置,從而使插入件具有載荷。作為示例,可以將插入件安裝在組件中以具有預(yù)載荷(例如,特定量的靜力等)。

      作為示例,一個(gè)或者更多個(gè)熱傳遞特征部可以向插入件提供一定量的彈性。例如,插入件可以包括內(nèi)部段和/或外部段(例如,具有在其間的縫隙)。在這個(gè)示例中,分別的部段(例如,與連續(xù)的環(huán)狀區(qū)域比較)可以提供一定量的彈性(例如,接受預(yù)載荷、使一個(gè)或者更多個(gè)構(gòu)件偏置等)。作為示例,分別的部段可以減少熱傳遞,并且,例如,在減少插入件的一個(gè)或者更多個(gè)表面的變形的同時(shí)允許熱膨脹(例如,以及收縮)。作為示例,分別的部段可以通過減少因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生的壓縮力和/或張力的變化的方式允許插入件膨脹和/或收縮(例如,與沒有這類分別的部段的插入件比較)。

      如上面所提及的,可以經(jīng)由使用芯體(例如,單個(gè)芯體或者多件芯體)來形成渦輪殼體。圖10示出了芯體1000的示例的透視圖。在圖10的示例中,芯體1000包括各種特征部,其與給予通過使用芯體1000形成的渦輪殼體的特征部相互對(duì)應(yīng)。這類特征部包括蝸殼表面特征部1063、插入件配合表面特征部1067、出口通路特征部1069、廢氣入口開口和通路特征部1092以及廢氣旁通軸孔特征部1095。

      作為示例,芯體可以由多個(gè)件形成,例如,以允許更復(fù)雜的形狀、在入口部段處的分裂、分裂角度等。例如,芯體可以由“胚”件和“可選擇的”件形成,該“可選擇的”件用于定制至少部分地限定蝸殼的渦輪殼體的至少一個(gè)壁的形狀。在這個(gè)示例中,在能夠形成渦輪殼體的過程中可以一起使用胚件和可選擇的件。

      作為示例,形成渦輪殼體的過程可包括砂型鑄造。在這個(gè)示例中,可以形成相對(duì)薄壁的渦輪殼體,其提供充足的強(qiáng)度并具有降低的貯熱能力。關(guān)于構(gòu)造材料,考慮,例如,一個(gè)或者更多個(gè)高溫范圍奧氏體鑄鐵、不銹鋼等。作為示例,組件可以包括鑄造的渦輪殼體和插入件,其中,組件的蝸殼至少部分地由鑄造的渦輪殼體限定并且至少部分地由插入件限定。

      圖11示出了插入件1170的示例,包括設(shè)置在外半徑處的外周面1171、大體上環(huán)狀的表面1172、升起的配合表面1177、在大體上環(huán)狀的表面1172與升起的配合表面1177之間延伸的表面1178、以及由設(shè)置與內(nèi)半徑處的內(nèi)周面1179限定的開口。升起的配合表面1177和表面1178的至少一部分可以形成,例如,蝸殼的至少一部分。例如,這種蝸殼可以將廢氣流提供至渦輪葉輪,其至少部分地在大體上環(huán)狀的表面1172與升起的配合表面1177之間軸向延伸。在這個(gè)示例中,徑向面向朝內(nèi)周面1172的方向的表面1178的部分可以是蝸殼壁,其與一個(gè)或者更多個(gè)其它壁結(jié)合以容納廢氣流,例如,以便驅(qū)動(dòng)渦輪葉輪。

      在圖11中示出用ro、r1、r2、r3和r4標(biāo)注的各種半徑,其中,ro>r4>r3>r2> r1。在這個(gè)示例中,rc可以是相對(duì)恒定的,而半徑r1、r2、r3和r4可以根據(jù)在圖11中的順時(shí)針方向(例如,在預(yù)計(jì)的廢氣流動(dòng)方向上)減小,因?yàn)樗鼈兿薅ㄎ仛さ谋砻?,例如,其中r4可以是最小半徑(例如,舌部的最小半徑)。作為示例,可以將方位角跨度限定在表面的部分之間(參見,例如,跨度ΔΘ)。作為示例,可以相對(duì)于廢氣旁通開口(例如,考慮圖6的廢氣旁通開口695)定向這種插入件,該廢氣旁通開口可以由,例如,就r4參考的半徑和角度限定。

      在圖6和圖7的示例中,配合表面667被示出為,例如,是渦輪殼體662的部分。如圖6、圖7和圖11所示,可以將配合表面667或者升起的配合表面1177定位為遠(yuǎn)離另一表面軸向距離以部分地限定蝸殼。作為示例,形成壁的蝸殼的部分可以是渦輪殼體的壁,并且形成壁的蝸殼的部分可以是插入件的壁。

      作為示例,形成蝸殼的至少一部分的壁可以是在結(jié)構(gòu)上熱撓性的。在這個(gè)示例中,壁(例如,作為殼體的部分和/或作為插入件的部分)可以提供應(yīng)力的減小、高周疲勞的減少(例如,關(guān)于至渦輪葉輪的流)、和/或就至渦輪葉輪的廢氣流的流態(tài)(例如,用于性能優(yōu)化)。

      關(guān)于流態(tài),考慮包括動(dòng)態(tài)地改變?nèi)肷浣堑哪芰Φ奈仛ぁ@?,至少可以將圖11的插入件1170的表面1178操作地聯(lián)接至可改變形狀的機(jī)構(gòu)。在這個(gè)示例中,表面1178可以是可變蝸殼幾何表面。在這個(gè)示例中,表面1178可以是可移動(dòng)的,可選地獨(dú)立于升起的配合表面1177,從而當(dāng)表面1178改變形狀(例如,徑向向內(nèi)并且/或者徑向向外移動(dòng))以由此改變蝸殼幾何形狀時(shí),通過升起的配合表面1177來保持配合。

      作為示例,圖11的插入件1170可以由多個(gè)件形成。例如,形成表面1178和1179的一個(gè)或者多個(gè)構(gòu)件是與形成插入件1170的其它部分的一個(gè)或者多個(gè)構(gòu)件可分隔開的。作為示例,形成表面1178和1179的構(gòu)件可以固定到另一構(gòu)件(例如,盤形構(gòu)件)上以形成插入件1170(例如,考慮焊接、使用粘合劑、螺栓等)。

      作為示例,舌部可以部分地界定蝸殼。在這個(gè)示例中,舌部可以是插入件的部分和/或渦輪殼體的部分。

      作為示例,罩蓋可以具有部分地由一個(gè)或者更多個(gè)特征部確定的剛度。例如,考慮在接近外直徑的罩蓋上的凸出槽口、標(biāo)志等。作為示例,承載機(jī)構(gòu)可以包括在殼體上的壓配合榫銷和/或鑄造/加工的突起。作為示例,插入件可以包括與可從渦輪殼體延伸或者凹進(jìn)的特征部協(xié)作的特征部。例如,考慮具有開口的插入件,該開口可以容納從渦輪殼體延伸的榫銷。在這個(gè)示例中,渦輪殼體可以包括可以容納榫銷的凹陷(例如,孔隙等)。作為示例,可以使榫銷形成槽口以軸向定位插入件。作為示例,可以相對(duì)于,例如,從蝸殼到渦輪葉輪空間的氣流使榫銷成形(例如,考慮葉片形的榫銷等)。

      圖12示出了渦輪殼體1262和插入件1270的示例,其中,渦輪殼體1262包括至少部分地軸向向外遠(yuǎn)離罩蓋1265延伸的榫銷1269,和比渦輪葉輪的直徑大的處于徑向位置的表面1263。也示出了配合表面1266-1和凹陷配合表面1266-2。

      如圖12的示例所示,榫銷1269可以由插入件1270中的孔隙1279容納。雖然圖12的示例示出了作為渦輪殼體1262的部分的表面1267,但是這種結(jié)構(gòu)特征部可以可選地是插入件1270的部分,例如,考慮圖11的插入件1170。作為示例,榫銷1269可以提供支撐、承載、或另外功能中的一個(gè)或者更多個(gè)。如圖所示,榫銷可以包括槽口,例如,以便實(shí)現(xiàn)相對(duì)于插入件1270的期望的軸向?qū)R。作為示例,榫銷1269可以可選地由不會(huì)像鋼一樣快速地傳遞熱的材料制成,這可以使在插入件1270與渦輪殼體1262之間的熱傳遞減少。作為示例,榫銷1269可以是可移動(dòng)的并且可插入到渦輪殼體1262中。作為示例,一個(gè)支撐特征部或者多個(gè)支撐特征部諸如,例如,榫銷,可以成形為圓柱形的、平的、橢圓的、淚滴狀的等。

      作為示例,可調(diào)整的蝸殼表面可以允許改變渦輪機(jī)組件的A/R比。A/R比可以界定為,其中A是蝸殼在舌部處的橫截面積,以及其中R是至動(dòng)態(tài)中心的半徑(例如,其中動(dòng)態(tài)中心位于劃分蝸旋面積的點(diǎn),從而使一半的氣流經(jīng)過動(dòng)態(tài)中心之上并且一半的氣流經(jīng)過動(dòng)態(tài)中心之下)。

      針對(duì)渦輪機(jī)組件,可以通過改變渦輪殼體組件的A/R比來影響性能??梢允褂脤?duì)A/R比的調(diào)整來改變渦輪機(jī)組件的流量。例如,更小的A/R比可以提高進(jìn)入渦輪葉輪中的廢氣速度,使渦輪葉輪在較低的引擎RPM下更快地旋轉(zhuǎn),這可以產(chǎn)生更快的陡增。更小的A/R比可以還傾向于增加排氣背壓并且減小在高RPM下的最大功率。相反,更大的A/R比可以降低廢氣速度并且延遲陡增,然而更低的背壓可以導(dǎo)致更好的高PRM功率。作為示例,選擇的A/R比可以目的在于使性能傾向于期望的功率帶。

      作為示例,可以修整蝸殼的壁以減少阻力。例如,插入件可以包括形成蝸殼的部分的壁,其中可以通過使用一種或者多種技術(shù)(例如,拋光等)來修整該壁。在這個(gè)示例中,壁的構(gòu)造材料可與鑄造的渦輪殼體的構(gòu)造材料不同,例如,其中壁的材料可以是可修整的以實(shí)現(xiàn)比通過鑄造的渦輪殼體實(shí)現(xiàn)的修整更好的修整。作為示例,蝸殼壁的修整可以減少在渦輪葉輪空間的入口處或者在該入口附近的流體損失。

      作為示例,渦輪增壓器組件可以包括:中心殼體、渦輪殼體和插入件,該插入件設(shè)置在中心殼體與渦輪殼體之間,其中,渦輪殼體的表面和插入件的第一表面限定蝸殼,以及其中,中心殼體的表面和插入件的第二表面限定腔室。在這個(gè)示例中,組件可包括渦輪葉輪,其中,插入件包括內(nèi)邊緣和外邊緣,其中,內(nèi)邊緣相對(duì)于渦輪葉輪的最外邊緣限定徑向間隙。

      作為示例,插入件可以包括環(huán)狀圈部和部段,該部段至少部分地從環(huán)狀圈部徑向向內(nèi)延伸。

      作為示例,插入件可以包括經(jīng)由與中心殼體的接觸并且經(jīng)由與渦輪殼體的接觸而施加的載荷,可選地包括與諸如榫銷或者至少部分地在渦輪殼體與插入件之間延伸的其它延伸部的一個(gè)或者更多個(gè)特征部的接觸。

      作為示例,渦輪殼體可以是鑄造的渦輪殼體,例如,可以對(duì)該鑄造的渦輪殼體進(jìn)行加工(例如,以形成配合表面、適當(dāng)?shù)拈g隙等)。

      作為示例,渦輪殼體可以包括廢氣旁通開口和廢氣旁通軸孔。例如,這種渦輪機(jī)可以適合有廢氣旁通閥,該廢氣旁通閥包括軸,該軸可以至少部分地容納在廢氣旁通軸孔中以控制廢氣旁通閥的塞的位置,可以定位該塞以便關(guān)閉廢氣旁通開口并且以便打開廢氣旁通開口。

      作為示例,插入件可以由具有比渦輪殼體的構(gòu)造材料小的密度的構(gòu)造材料制成。在這個(gè)示例中,可以減小組件的質(zhì)量。作為示例,插入件可以包括結(jié)構(gòu)特征部,該結(jié)構(gòu)特征部可以由渦輪殼體的凹陷容納以相對(duì)于渦輪殼體限定蝸殼。在這個(gè)示例中,結(jié)構(gòu)特征部可以由密度比制成渦輪殼體的材料的密度小的材料制成。作為示例,這種結(jié)構(gòu)特征部可以是中空的,例如,形成為殼(參見例如圖11的插入件1170,其可以包括形成升起的配合表面1177和表面1178的殼部)。

      作為示例,插入件具有的熱導(dǎo)率可以比渦輪殼體的熱導(dǎo)率小。作為示例,插入件可以由彈性材料制成,例如,以便接收載荷、施加偏置力等。作為示例,插入件可以是彈性插入件。作為示例,插入件可以包括形成部段的徑向溝槽,該部段向插入件提供一定量的彈性(例如,以形成彈性插入件)。

      作為示例,渦輪殼體可以包括安置插入件的凹陷的環(huán)狀表面。在這個(gè)示例中,凹陷的環(huán)狀表面可以包括超過蝸殼的最大半徑的半徑。在這個(gè)示例中,凹陷的環(huán)狀表面可以包括徑向向內(nèi)延伸的插入件配合表面以形成蝸殼的端部。

      作為示例,中心殼體可以包括渦輪機(jī)側(cè),該渦輪機(jī)側(cè)包括延伸部,該延伸部包括面向插入件的表面的軸向端部表面(例如,第二表面,其中,第一表面面向渦輪殼體)。

      作為示例,插入件可以支撐在第一半徑處,并且支撐在不同的第二半徑處(例如,通過諸如渦輪殼體的特征部的一個(gè)或者更多個(gè)特征部)。在這個(gè)示例中,插入件可以支撐在介于第一半徑與第二半徑之間的第三半徑處。

      作為示例,渦輪增壓器組件可以包括榫銷,該榫銷與渦輪殼體接觸并且與插入件接觸。在這個(gè)示例中,插入件可以包括容納榫銷的至少一部分(例如,榫銷中的至少兩個(gè)的端部等)的孔隙(例如,或者狹槽等)。

      雖然已經(jīng)在附圖中描述了并且在前述具體實(shí)施方式中描述了方法、裝置、系統(tǒng)、布置等的一些示例,但是,將理解,所公開的示例實(shí)施例并不是限制性的,卻能夠作出很多重新布置、修改和替換。

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