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      渦輪機廢氣門的制作方法_4

      文檔序號:9629357閱讀:來源:國知局
      且相對于渦輪機殼體的廢氣門座通過控制臂878使塞定位,且將塞焊接到臂880。
      [0065]作為示例,方法可以包括由坯料(例如,坯料條,等)形成軸,通過鑄造過程形成臂,以及由坯料(例如,坯料條,等)形成塞。例如,考慮圖4的單元402,其中軸420由坯料形成,臂440通過鑄造過程形成,且其中塞460由坯料形成。這樣的部件例如可以作為方法的一部分提供,例如圖8的方法830的一部分。
      [0066]作為示例,方法可以包括由坯料(例如,坯料條,等)形成軸,和通過鑄造過程形成臂和塞部件(例如一個單元)。例如,考慮圖5的單元502,其中軸520由坯料形成,且臂540和塞560通過鑄造過程形成為單元530。這樣的部件例如可以作為方法的一部分提供,例如圖8的方法850的一部分。
      [0067]作為示例,方法可以包括通過鑄造過程將軸和臂形成為一個部件以及由坯料(例如,坯料條,等)或通過鑄造過程形成塞。例如,考慮圖6的單元602,其中軸620和臂640通過鑄造過程形成為一個單元,且其中塞660由坯料或通過鑄造過程形成(例如,可選地取決于形狀等)。這樣的部件例如可以作為方法的一部分提供,例如圖8的方法870的一部分。
      [0068]圖9示出了單元402、502和602以及示例的焊接部。例如,單元402包括關(guān)于軸420和臂440的焊接部,以及關(guān)于臂440和塞460的焊接部;單元502包括關(guān)于軸520和子單元530的焊接部;且單元620包括關(guān)于子單元610和塞660的焊接部。
      [0069]作為示例,焊接部例如可以附加地或替代地形成在一個或多個另外的位置處。例如,考慮到臂的舌部分的側(cè)表面和/或下表面和塞的表面之間的焊接部,在臂的孔的端部處的臂和軸之間的焊接部等。作為示例,焊接部可以是點固焊,所述點固焊可跟隨以更強的焊接。作為示例,焊接可以包括引入材料,所述材料被熔融或可以被熔融以形成焊接部或參與形成焊接部。作為示例,焊接部可以通過提供熱。生成熱等形成。作為示例,焊接部可以通過焊接設備(例如,激光,電子束,電弧等)形成。作為示例,焊接部可以形成為經(jīng)受住渦輪增壓器的排氣渦輪機的運行條件(例如,溫度等),該渦輪增壓器運行地聯(lián)接到內(nèi)燃機(例如,汽油機、柴油機、靈活燃料發(fā)動機、雙燃料發(fā)動機等)。
      [0070]在圖9中,塞460、560和660可以包括例如半球形形狀的形狀。如所示,塞560可以是基本上半球形的殼。作為示例,球形殼可以定義為從環(huán)面推廣到三維。作為示例,球形殼可以限定為在不同半徑的同心球之間的區(qū)域。作為示例,半球形殼可以限定為在兩個不同半徑的半球形之間的區(qū)域。作為示例,基本上半球形的殼可以包括可以由第一半球的部分和第二半球的部分所限定的部分。
      [0071 ] 作為示例,基本上半球形的殼可以具有質(zhì)心(例如,幾何形心),所述質(zhì)心可以近似為位于沿軸線距基面距離d處,其中該距離可以由第一半徑rl和第二半徑r2限定。例如,距離d可以限定為3 (r24-rl4) /8 (r23-rl3)。相比之下,半徑為r的均勻?qū)嶓w半球的質(zhì)心(例如,幾何形心)處在對稱軸上距離基面3r/8的距離處。至于體積,實體半球的體積為2/33ir3,且半球形殼的體積可以通過兩個半球的體積相減而計算出。作為示例,半徑為Icm的實體半球的質(zhì)心可以處在距基面大約0.375 cm處,且該實體半球具有大約2.1立方厘米的體積,且外半徑為I Cm且內(nèi)半徑為0.8 Cm的半球形殼的質(zhì)心可以處在距基面大約
      0.45 cm處,且該半球形殼具有大約I立方厘米的體積。因此,在此示例中,雖然對于半球形殼質(zhì)心可以相對于實體半球延長,但總質(zhì)量大約為實體半球的質(zhì)量的一半。在此示例中,在塞設計為半球形殼而非實體半球的情況中,總重量的降低可以對于性能、可控執(zhí)行等是有益的(例如,質(zhì)量降低可以克服任何由于質(zhì)心從基面偏離略微增加導致的缺點,所述基面可包括軸的旋轉(zhuǎn)軸線)。
      [0072]圖10示出了組件1000的示例的一部分,所述組件1000包括渦輪機殼體1010,所述渦輪機殼體1010包括孔1012、廢氣門通道1025、廢氣門座1026、室1030和廢氣門臂和塞1050。如在圖10中所示,廢氣門臂和塞1050通過焊接部1055焊接到軸1052。如所示,塞1056從臂1054延伸且大體上半球形殼部分1057 (例如,空氣動力部分)從塞1056 (例如,落座部分)延伸。
      [0073]在圖10的示例中,接觸區(qū)域關(guān)于軸側(cè)和自由側(cè)被指明(例如,見Css和C FS)。如所示,塞1056在廢氣門座1026的上邊沿下方的一距離處(例如,見Cfs)接觸廢氣門座1026,且在廢氣門座1026的下邊沿上方的一距離處(例如,見Css)接觸廢氣門座1026。作為示例,接觸表面可以相對于廢氣門座1026限定,且接觸表面可以相對于塞1056限定。
      [0074]作為示例,施加到廢氣門臂和塞1050的力可以克服通道1025內(nèi)的排氣壓力(例如,在通道1025和室1030之間的壓力差),且此力可以導致塞1056相對于廢氣門座1026自定心,以提供有效的密封(例如,排氣從通道1025到室1030的最小泄漏)。如所提及,可存在間隙,其允許軸1052相對于套管且例如相對于孔的一些移動。作為示例,塞1056和廢氣門座1026可以成形為允許通過塞756的自定心的一些量的有效的密封,例如在可能存在的允許軸1052的移動的間隙(多個間隙)內(nèi)的有效的密封。換言之,可能存在允許軸移動的間隙,這允許塞相對于廢氣門座的自定心(例如,用于實現(xiàn)有效密封的目的)。
      [0075]在圖10的組件1000的剖視圖中,塞1056示出為處于相對于廢氣門座1026的關(guān)閉位置和打開位置。這些視圖圖示了流動通道(例如,通道1025和室1030之間的開口)可如何通過廢氣門臂和塞1050的大體上半球形殼部分1057而成形。
      [0076]圖10也示出了尺寸的多種示例。例如,廢氣門座1026可以部分地由錐角(γ )限定。作為示例,廢氣門座1026和基本上的半球形殼部分1057之間的關(guān)系可由打開角度(δ )限定。
      [0077]在圖10的示例中,打開區(qū)域相對于軸側(cè)和自由側(cè)被標出(例如,見0S#P0FS)。這些區(qū)域以三維存在,例如作為環(huán)面,所述環(huán)面具有取決于圍繞廢氣門座1026的中心軸線的角度的形狀。如在圖10的示例中所示,排氣可通過這些開口區(qū)域流動(例如,見空心箭頭)。
      [0078]作為示例,組件可以包括軸相對于孔的孔軸線的最大角度偏差(例如,±5° ),例如其中相對于布置在孔內(nèi)的套管的套管軸線的某一角度偏差(例如,±1° )。由于多種原因,可能發(fā)生一些偏差(例如,在組裝期間,在運行期間,等)。例如,圖3示出了軸352相對于套管342和例如相對于孔312的傾斜角(Δ φ )。
      [0079]作為示例,組件可以包括軸相對于孔的孔軸線的最大位移偏差(例如,Δ)(例如,±1.6 mm),例如其中相對于布置在孔內(nèi)的套管的套管軸線的某一位移偏差(例如,±0.1mm)。由于多種原因,可能發(fā)生一些偏差(例如,在組裝期間,在運行期間,等)。例如,圖3示出了軸352相對于套管342和例如相對于孔312的傾斜角(Δ φ )。
      [0080]作為示例,廢氣門臂和塞可以包括在布置在渦輪機殼體的孔內(nèi)的套管內(nèi)側(cè)的極限位置,同時可能夠維持與廢氣門座的接觸以用于密封廢氣門通道的目的(例如,用于可接受的性能的合適的密封)。例如,塞356 (例如,或塞460、塞560、塞660或塞1056)的環(huán)體部分可以起作用以維持與廢氣門座的接觸(例如,考慮到錐形地成形的廢氣門座)。
      [0081]圖11示出了用于帶有塞1160的組件內(nèi)的廢氣門臂和塞的實驗數(shù)據(jù)的繪圖1110和1130。如在圖11中所示,繪圖1110是對于大約20度的打開角度的壓力等高線圖。在繪圖1110中,一系列實心圓接近在從大約2.5度打開到大約30度打開的角度范圍內(nèi)(例如,從塞的角度無需修正)的多點的位置(例如,多個滯點或壓力最大值)。繪圖1130示出了流動流線以及壓力等高線,以例如圖示排氣如何流過大約20度打開角度的塞-座間隙。如所提及,高壓力可以對應于滯點,在此滯點附近流動徑向向外偏轉(zhuǎn)以流過塞-座間隙。如所提及,對于至少一些打開角度,塞的環(huán)面部分和塞的修改的球形部分可以限定塞-座間隙。當打開角度改變時,塞-座間隙的形狀也改變。如在圖11的示例中圖示,塞在打開角度的范圍內(nèi)所經(jīng)歷的壓力最大值的位置可以至少部分地通過塞的形狀且例如至少部分地通過廢氣門座的形狀來“控制”。
      [0082]作為示例,在流體動力學中,滯點可以是流場中其處流體的局部速度接近零的點。滯點可以存在于流場中的物體的表面處,例如其處流體由于物體在流場內(nèi)的存在而處于靜止(例如,考慮到流場中的非流線形體)。作為示例,伯努利方程可以表明為何靜壓力在速度為零處最高(例如,使得靜壓力或“停滯壓力”可以在滯點處處于其最大值)。在物體在流場中通過促動器可移動的情況中,物體所經(jīng)受的壓力可以傳遞到促動器。如果可移動的物體在被促動器移動時“遇到”彎曲(例如,尖銳的過渡,例如在壓力中的階梯形過渡),則促動器可能也被影響。作為示例,塞356的形狀可能有助于降低對促動器上的影響,因為促動器使塞356相對于允許排氣流動的廢氣門開口旋轉(zhuǎn)。
      [0083]作為示例,塞可以構(gòu)造為帶有兩個塞部分,例如從塞的下表面延伸的塞部分(例如,考慮切割平面,所述切割平面將塞切割以形成兩個塞部分從其向下延伸的平面)。作為示例,這樣的塞部分可以起作用以將多個排氣通道(例如,多個廢氣門通道)密封,而塞部分(例如,延伸部)可以延伸到這樣的通道內(nèi)以形成間隙以引導排氣流動(例如,這樣的塞部分可以構(gòu)造為不接觸渦輪機殼體、廢氣門通道壁,等)。
      [0084]作為示例,例如方法830、850和870的一個的方法可以用于雙渦管渦輪機殼體,其中對于帶有分隔壁的兩個排氣通道存在單個廢氣門座。在此示例中,塞可以接觸單個廢氣門座以合適地密封通道。
      [0085]作為示例,塞部分可以提高與兩個開口相關(guān)的運行動力學(例如,流體動力學),同時塞的另一個部分起作用以密封兩個開口(例如,通過共同的閥座。
      [0086]圖12示出了雙渦管渦輪機組件1200的示例,所述組件1200可以構(gòu)造為從包括兩個分開的排氣通道的歧管1201接收排氣,每個排氣通道帶有其自己的開口 1202-1和1202-2。組件1200包括殼體1210,所述殼體1210包括限定了雙渦管1222-1和1222-2(例如,兩個渦室)的壁1215,所述渦管可以例如通過一個噴嘴或多個噴嘴1221將排氣引導到渦輪機葉輪空間。作為示例,渦輪機葉輪空間可以部分地通過罩壁1220限定,所述罩壁軸向地位于該噴嘴或多個噴嘴1221上方,所述噴嘴軸向地延伸到排氣室1230。
      [0087]在圖12的示例中,殼體1210包括兩個廢氣門壁1223-1和1223-2,所述廢氣門壁與相應渦管1222-1和1222-2相關(guān)聯(lián)。兩個廢氣
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