用于排氣旁通閥的閥座和墊圈的制作方法
【專利摘要】一種組件可以包括：用于串聯(lián)式渦輪增壓器系統(tǒng)的排氣旁通閥的閥座；以及墊圈，所述墊圈包括限定周界的平坦部分并包括從所述平坦部分的周界延伸以與所述閥座接合從而將所述墊圈固定到所述閥座上的耳片。還公開了裝置、組件、系統(tǒng)、方法等的各種其他示例。
【專利說明】用于排氣旁通閥的閥座和墊圈

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在本文中公開的主旨物總體涉及用于內(nèi)燃發(fā)動機的渦輪機械，并且尤其涉及用于排氣旁通閥的密封機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]排氣旁通閥通常用于控制串聯(lián)式渦輪增壓器系統(tǒng)的操作。這樣的閥可以被操作以使排氣物理地轉(zhuǎn)向或者改變排氣路徑中的壓力，例如，將排氣流部分地或全部地引導至系統(tǒng)中的多個渦輪機之一。在操作期間，典型的排氣旁通閥在一側(cè)上經(jīng)歷高排氣壓力，而在另一側(cè)上經(jīng)歷較低壓力。為了有效地將高壓力環(huán)境與低壓力環(huán)境密封隔開，需要可觀的力來維持閥和閥座之間的接觸。在閥和閥座的密封狀態(tài)下，壓差可能對一個或多個部件間密封形成難題并且導致不利的排氣泄漏。在本文中描述的各種技術(shù)有可能降低成本并且提供有效的排氣旁通閥密封。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]當結(jié)合附圖中所示的示例時參照以下詳細描述，可對在本文中描述的各種方法、裝置、組件、系統(tǒng)、布置等及其等同物形成更完整的理解，在附圖中:
圖1是包括渦輪增壓器和內(nèi)燃發(fā)動機以及控制器的系統(tǒng)的示例的圖示；
圖2是串聯(lián)序列渦輪增壓器系統(tǒng)的示例的透視圖；
圖3是圖2的串聯(lián)序列渦輪增壓器系統(tǒng)的另一個透視圖；
圖4是排氣旁通閥組件的示例的橫截面視圖和排氣旁通閥組件的示例的透視圖；
圖5是組件的橫截面視圖和分解橫截面視圖；
圖6是閥座的示例的透視圖和包括所述閥座的圖5的組件的橫截面視圖以及閥座的另一個示例的透視圖；
圖7是V形墊圈的示例和包括C環(huán)的墊圈(例如，C環(huán)墊圈)的示例的一系列橫截面視圖；
圖8是圖7的V形塾圈的不例的橫截面視圖；
圖9是包括V形墊圈的示例的組件的示例的一系列橫截面視圖；
圖10是包括密封機構(gòu)的示例的組件的示例的一系列橫截面視圖；并且圖11是墊圈的示例的透視圖和墊圈的一些部分的橫截面視圖。

【具體實施方式】
[0004]渦輪增壓器頻繁地用于增大內(nèi)燃發(fā)動機的輸出。圖1示出了處于兩種操作配置(低的發(fā)動機RPM和高的發(fā)動機RPM)的系統(tǒng)100，其中，系統(tǒng)100包括內(nèi)燃發(fā)動機110以及處于串聯(lián)序列布置的渦輪增壓器120-1和120-2。
[0005]內(nèi)燃發(fā)動機110包括發(fā)動機缸體118，所述發(fā)動機缸體118容納一個或多個燃燒室，其操作性地驅(qū)動軸112 (例如，經(jīng)由活塞)，其中，軸112的旋轉(zhuǎn)確定(例如)發(fā)動機的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)。如在圖1所示，進氣歧管114為到往所述發(fā)動機缸體118的空氣提供流動路徑，而排氣歧管116為來自發(fā)動機缸體118的排氣提供流動路徑。
[0006]每個渦輪增壓器120-1和120-2可起作用以從排氣提取能量并將該能量提供給進入空氣，所述進入空氣可與燃料組合以形成燃燒氣體。如在圖1所示，渦輪增壓器120-1和120-2每個包括軸122-1和122-2、壓縮機124-1和124-2以及渦輪機126-1和126-2。渦輪增壓器120-1和120-2每個可包括外殼,所述外殼可以被稱為中心外殼(例如,布置在相應(yīng)的壓縮機和渦輪機之間)。作為示例，渦輪增壓器軸可以是包括各種部件的軸組件。
[0007]關(guān)于到往和來自渦輪增壓器120-1和120-2的串聯(lián)序列布置的流體流，空氣入口134接收進入空氣，所述進入空氣被引導到所述壓縮機124-2，排氣出口 136接收來自渦輪機126-2的排氣，其可包括排氣廢氣門閥135。所述廢氣門閥135可被控制以允許排氣繞過渦輪機126-2。
[0008]在低發(fā)動機RPM操作狀態(tài)下，所述渦輪增壓器120-1和120-2以串聯(lián)方式序列地操作。具體地，來自所述排氣歧管116的排氣被首先引導到所述渦輪機126-1，這導致壓縮機124-1的旋轉(zhuǎn)，然后被引導至所述渦輪機126-2，這導致壓縮機124-2的旋轉(zhuǎn)。由于所述渦輪機126-1從排氣提取能量，排氣壓力降低，而所述壓縮機124-1增加了增壓壓力(例如，其進口和出口之間的壓差)。在示例系統(tǒng)100中，基于壓縮機進口壓力，對于串聯(lián)序列操作狀態(tài)而言，所述渦輪增壓器120-1被稱為高壓渦輪增壓器而所述渦輪增壓器120-2被稱為低壓渦輪增壓器。如在圖1中所示，來自壓縮機124-2的經(jīng)壓縮的進入空氣(例如，接收大氣條件下的空氣)被壓縮并被引導到壓縮機124-1的進口(例如，接收經(jīng)壓縮的空氣，其在大于大氣的壓力下)。這樣的布置可以被稱為雙級壓縮。
[0009]在低發(fā)動機RPM操作狀態(tài)下，空氣閥115可以被配置成處于將來自所述壓縮機124-2的經(jīng)壓縮的空氣引導到所述壓縮機124-1的進口的取向，而排氣閥125可以被配置成處于將來自所述歧管116的排氣引導到所述渦輪機126-1的取向。在操作期間，閥115和125中的任一個或兩個都可被調(diào)節(jié)。例如，所述閥115可被調(diào)節(jié)成使得至少一些進入空氣繞過所述壓縮機124-1，并且所述閥125可被調(diào)節(jié)成使得至少一些排氣繞過所述渦輪機126-1。可在系統(tǒng)100被保持處于串聯(lián)序列操作狀態(tài)時發(fā)生這樣的調(diào)節(jié)。相反，當空氣閥115被配置成處于導致對所述壓縮機124-1全部或基本旁通的取向時，以及當排氣閥被配置成處于導致對所述渦輪機126-1全部或基本旁通的取向時，所述系統(tǒng)100完全地或?qū)嵸|(zhì)上作為單渦輪增壓器系統(tǒng)來操作。對于高的發(fā)動機RPM，通常選擇這樣的操作狀態(tài)。
[0010]由于高發(fā)動機RPM操作狀態(tài)依靠渦輪增壓器120-2并且由于高發(fā)動機RPM邏輯上在低發(fā)動機RPM之后，因此所述排氣閥125的調(diào)節(jié)可起作用以引領(lǐng)低壓渦輪增壓器120-2。例如，當達到了預設(shè)發(fā)動機RPM或增壓壓力時，控制器可致動所述排氣閥125以增大向所述渦輪機126-2的排氣流動(例如，經(jīng)由物理轉(zhuǎn)向或壓差)。在這樣的情況下，向渦輪機126-2的增大的流動增大了軸122-2的旋轉(zhuǎn)速度，這使得在排氣閥125配置成處于導致對所述渦輪機126-1全部或基本旁通的取向時所述渦輪增壓器120-2準備好用于更快速的響應(yīng)和功率輸出(例如，具有最小渦輪遲滯)。
[0011]所述系統(tǒng)100還可包括其他特征，例如，一個熱交換器(例如，或多個熱交換器)可被定位成在經(jīng)壓縮的空氣輸送到發(fā)動機110的燃燒室之前冷卻經(jīng)壓縮的進入空氣。作為示例，熱交換器可以包括水冷式壓縮機外殼。如在本文中所描述的，所述系統(tǒng)100可包括可將排氣循環(huán)到進入空氣的一個或多個排氣再循環(huán)路徑，注意，用于發(fā)動機110的燃燒室的排氣閥和進氣閥可被適當?shù)乜刂埔詫崿F(xiàn)某種程度的排氣“再循環(huán)”(例如，室中的滯留)。
[0012]在圖1中，控制器190的示例被圖示為包括一個或多個處理器192、存儲器194以及一個或多個接口 196。這樣的控制器可包括電路，比如發(fā)動機控制單元的電路。這樣的控制器可包括向存儲器(例如，計算機可讀的存儲介質(zhì))提供讀取、寫入或者讀取及寫入信息(例如，可執(zhí)行的指令、控制指令、數(shù)據(jù)等)的電路。如在本文中所描述的，各種方法或技術(shù)可選地可以例如通過控制邏輯與控制器結(jié)合起來實施?？刂七壿嬁扇Q于一個或多個發(fā)動機操作條件。例如，傳感器可經(jīng)由一個或多個接口 196向控制器190傳輸信息?？刂七壿嬁梢蕾囉谶@樣的信息，并且進而，控制器190可輸出控制信號以控制發(fā)動機操作。所述控制器190可被配置成控制空氣閥(例如，參見空氣閥115)、排氣閥(例如，參見排氣閥125)、可變幾何組件、廢氣門(例如，參見廢氣門135)、電動機、或者與發(fā)動機相關(guān)聯(lián)的一個或多個其他部件、一個排氣渦輪機(或多個排氣渦輪機)、一個渦輪增壓器(或多個渦輪增壓器)，等等。對于閥，所述控制器190可以被配置成充當致動器，或者被配置成向致動器傳輸信號，所述致動器被配置成例如致動空氣閥115、排氣閥125、廢氣門閥135 (例如，以關(guān)閉或打開廢氣門)，等等。
[0013]圖2和圖3示出了系統(tǒng)200的透視圖，所述系統(tǒng)200具有兩個渦輪增壓器220-1和220-2以及空氣出口 213、空氣閥215、排氣歧管216、排氣閥225、廢氣門235、空氣入口234、排氣出口 236、空氣閥致動器291、廢氣門致動器293和排氣閥致動器295?？招募^指示了期望的期望的空氣流方向，而實心箭頭指示了期望的排氣流方向。每個渦輪增壓器220-1和220-2包括壓縮機224-1和224-2以及渦輪機226-1和226-2。
[0014]如在本文中所描述的，一種能夠進行串聯(lián)序列渦輪增壓器操作和單渦輪增壓器操作的系統(tǒng)可按照多種方式的任意一種布置。例如，根據(jù)排氣導管的數(shù)量、形狀和尺寸，排氣閥可位于多個位置?？傮w而言，排氣閥起作用以導致排氣主要地流向渦輪增壓器中的較大者，該較大者通常在串聯(lián)序列布置中被稱為低壓渦輪增壓器。如所提及的，排氣閥可起作用以物理地繞過較小的、高壓渦輪增壓器，或者其可起作用以改變路徑中的壓力。關(guān)于后者，參照系統(tǒng)200，所述排氣閥225可定位成鄰近所述排氣歧管216使得在打開所述閥225時，排氣沿著較低壓力路徑流向低壓渦輪增壓器220-2的較大渦輪機226-2。在這樣的布置中，排氣閥225可調(diào)節(jié)形成高壓源(例如，歧管)的排氣流至較低壓力路徑。
[0015]如在本文中所描述的，可發(fā)生排氣閥調(diào)節(jié)以使得排氣閥關(guān)閉、打開或處于任何中間狀態(tài)。總體而言，排氣閥在壓差所促動的方向上打開，并且在與壓差相對的方向上關(guān)閉。這樣的閥布置提供了更容易的打開(例如，用于打開的更小致動器力)，并且在致動器失效時，該閥處于打開或部分打開狀態(tài)(例如，這允許排氣流向較大渦輪機)。如果排氣閥被布置成使得致動器的失效防止打開，則在高發(fā)動機RPM下，排氣將會首先被引導到較小渦輪機，這可能導致較小渦輪機(或壓縮機)的超速和潛在失效。然而最終，排氣閥應(yīng)當能夠有效地關(guān)閉排氣開口(例如，克服壓差)，以使得對于低發(fā)動機RPM，排氣被引導到較小渦輪機。
[0016]圖4示出了排氣閥組件400的一個示例，所述排氣閥組件400可以接收例如來自歧管和來自高壓渦輪增壓器的渦輪機的出口的排氣(例如，參見圖1、圖2和圖3)。例如，所述組件400包括外殼410，所述外殼410具有被配置成操作性地耦合至另一個部件(例如，或多個部件)以接收排氣的排氣進口法蘭411。如在圖4中所示，所述外殼410限定了室414，所述室414被配置成部分地響應(yīng)于提動閥芯(poppet) 420的位置接收排氣，所述提動閥芯420附接到臂422并且可通過臂422移動，其中，臂422可附接到或聯(lián)系到致動器(例如，參見致動器組件405)。如在本文中所描述的，提動閥芯可充當塞子，例如用以塞住或密封開口(例如，用以塞住或密封耦合到內(nèi)燃發(fā)動機的排氣歧管的開口)。
[0017]在圖4的示例中，所述組件400包括被布置在所述外殼410和另一個部件450之間的閥座430，該另一個部件450可以是歧管的一部分，附接到歧管，等等。如圖所示，所述閥座430包括基底部分432和軸向地延伸遠離所述基底部分432的壁部分434(例如，作為管道，圓柱形壁等)。在所述基底部分432和所述壁部分434包括基本上圓形的橫截面的情形下，所述基底部分432可以包括超過所述壁部分434的外徑的外徑。排氣通道由閥座430的內(nèi)表面限定，所述內(nèi)表面可以是基本圓柱形表面。
[0018]在圖4的示例組件400中，所述外殼410包括凹部413，所述凹部413從外殼410的面416軸向地向內(nèi)延伸(例如，可選地包括一個或多個肩部等)并且可以接收閥座430。在圖4的示例組件400中，所述閥座430包括表面436和表面438，所述表面438布置成(例如相對于表面436、部件450的平坦表面、外殼410的面416等限定的)一種角，當所述提動閥芯420處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述提動閥芯420可以坐落在其上。當使提動閥芯420在打開狀態(tài)和關(guān)閉狀態(tài)之間移動時，這個角(例如，擺動角)可以減小旋轉(zhuǎn)角。作為示例，閥座可以包括用于坐落提動閥芯的表面，在那里，所述表面以大約O度的角布置在組件中。例如，考慮了所述閥座430具有平行于所述表面436的表面438，這可以對臂422造成更大的行進距離(例如，旋轉(zhuǎn)角)以使提動閥芯420坐落并抵靠在表面438上。在這樣的示例中，提動閥芯420的下表面可以大約平行于外殼410和部件450之間的接口(例如，并且大約平行于被布置在外殼410和部件450之間的一個墊圈或多個墊圈的平面)。作為示例,角可以在力圖中被考慮，例如，以考慮通過提動閥芯施加給閥座的力和該力的平衡(例如，關(guān)于直接或間接與閥座接觸的一個或多個部件)。
[0019]圖4還示出了組件500的透視圖，所述組件500包括外殼510、閥座530、墊圈560和墊圈570。在圖4的示例中，所述外殼510包括被配置為連接至另一個部件以接收排氣的排氣進口法蘭511和用于操作性地將所述外殼510耦合至例如渦輪增壓器的中心外殼的外殼法蘭518。如在圖4的示例中所示，所述外殼法蘭518包括用于接收渦輪機(例如，渦輪機輪)的開口，其中，例如，經(jīng)由排氣進口法蘭511進入的排氣可以流向由所述外殼510限定的蝸殼(volute)以被引導到所述渦輪機(例如，然后軸向地從渦輪機向外流至外殼510的排氣出口)。
[0020]在圖4的示例中，所述外殼510包括凹部513、面516和凹部517以及限定用于排氣流動(例如，從高壓渦輪機的出口)的開口的邊緣515。在圖4的示例組件500中，所述墊圈560坐落在所述閥座530上，所述閥座530由所述外殼510的凹部513接收，并且所述墊圈570坐落在所述外殼510的凹部517中。作為示例，所述墊圈560可以包括由單個件或多個件形成的V形橫截面，其中，V形橫截面在內(nèi)周界周圍是開放的且在外周界周圍是封閉的。作為示例，所述墊圈560的V形橫截面的封閉側(cè)可以由兩個件(比如上部件和下部件)之間的接頭形成。作為示例，所述接頭可以在施加夾持力時被形成(例如，通過結(jié)合兩個部件與其間的墊圈的兩個件)，或例如，所述接頭可以通過焊接或結(jié)合兩個件的其他工藝形成(例如，以在其間形成密封的方式)。
[0021]作為示例，所述墊圈570可以包括C形橫截面，所述C形橫截面在內(nèi)周界周圍是開放的且在外周界周圍是封閉的。作為示例，在墊圈包括這樣的C形橫截面和大致圓形周界的情形下，這樣的墊圈可以被稱為C環(huán)，或例如，可以被稱為包括C環(huán)或C環(huán)部分。作為示例，墊圈560和墊圈570的每一個可以包括沿面向一個或多個排氣源(例如，來自歧管和/或來自高壓渦輪機的出口的排氣)的一部分的開放部分(例如，在橫截面中)。墊圈560和墊圈570的每一個可以被設(shè)置成密封兩個或更多部件之間的接口。
[0022]如在本文中所描述的，在各種物件之間存在接口，其意圖是永久的或者是臨時且可再現(xiàn)的。例如，與墊圈560和570相關(guān)聯(lián)的接口密封意圖是永久的(例如，除非希望進行拆卸)，相反，提動閥芯和閥座之間的接口密封意圖是臨時且可再現(xiàn)的。具體地，當排氣閥處于關(guān)閉位置時密封存在，并且在閥打開且再次關(guān)閉之后，接口密封可再現(xiàn)(例如，幫助在系統(tǒng)的壽命內(nèi)確保一致的控制和操作)。
[0023]如在圖4中所示，可以設(shè)置墊圈560和570來密封部件之間的接口(例如，期望的永久密封)。墊圈560和570中的一個或多個可以是多層金屬片墊圈。作為示例，如果閥座530的形狀發(fā)生變化，則閥座530和提動閥芯之間、閥座530和墊圈560和凹部513之間的接口密封可以受應(yīng)力作用。因此，閥座530的變化可對墊圈560具有不利影響，這可導致排氣從高壓路徑泄漏。如在本文中所描述的，密封能力隨著時間的變化可能相當不利于包括渦輪增壓器的系統(tǒng)的可控制性和可操作性。在圖4的示例組件500中，墊圈560和墊圈570可以被成形以適應(yīng)可能相對于部件(例如，比如閥座530)發(fā)生的變化以幫助維持密封能力。
[0024]圖5在組裝橫截面視圖中和在分解橫截面視圖中相對于部件550和V帶502示出了示例組件500的一部分，所述部件550可以是歧管的一部分，附接到歧管等，所述V帶502例如在各自的邊緣512和552周圍牢固地結(jié)合于外殼510和部件550。作為示例，除了一個或多個螺栓、螺柱等，V帶可以被提供作為螺栓、螺柱(等等或例如)的替代物。
[0025]如所示出，所述外殼510包括凹部513并且還限定室514，所述閥座530延伸到所述室514中(例如，可選地以與外殼510的軸向面齊平，全部在外殼510內(nèi)，等等)。在圖5的示例中，所述閥座530包括基底部分532和遠離所述基底部分532地軸向延伸至成角度表面538的壁部分534，提動閥芯(例如，塞子)可以坐落在所述成角度表面538上(例如，注意，閥座可以具有不同的角，包括大約O度的角)。如圖所示，所述閥座530還包括至少一個銷子535，所述銷子535例如從所述基底部分532徑向地向外延伸(例如，在基座部分532的下表面或面536上方的軸向位置處)。
[0026]在圖5的不例中，所述墊圈560被不為包括周界562(例如,在上表面566和下表面568之間的接合點處或附近)。在圖5的示例中，所述墊圈560還包括至少一個耳片565，所述耳片565可以例如包括用于接收閥座530的對應(yīng)銷子的開口 567 (例如，參見銷子535)。
[0027]在圖5的示例中，所述墊圈570被示為包括周界572 (例如，在上表面576和下表面578之間的接合點處或附近)。
[0028]如圖所示，在組裝時(例如，在組裝狀態(tài)下)，所述墊圈560坐落在所述閥座530上并且所述墊圈560被至少部分地布置在閥座的下表面536和部件550的凹部556的表面558之間，所述表面558可以是凹進表面。作為示例，所述閥座530可以不延伸到部件550的凹部中(例如，注意，所述墊圈560的一部分可以延伸到所述凹部556中)。作為示例，墊圈560安裝到其上(例如，經(jīng)由一個或多個耳片等)的閥座530可以被布置在所述外殼510內(nèi)，其中，例如，當耦合至部件550時，所述墊圈560和閥座530可以不延伸穿過所述外殼510的最低表面。例如，考慮了外殼510的法蘭511的被接收在部件550的環(huán)形肩部部分中的下環(huán)形表面，例如，以幫助相對于部件550定位外殼510 (例如，以幫助維持間隙等)，其中，在定位時，V帶或其他機構(gòu)可以用于施加夾持力以將所述外殼510夾持到所述部件550。
[0029]如在圖5的示例中所示，所述墊圈560可以形成內(nèi)密封，而所述墊圈570可以形成外密封，在那里，例如，內(nèi)密封和外密封可以被稱為同心密封(例如，注意，其可以不共享共同的軸線或中心點)。在圖5的示例中，所述墊圈560可以被稱為內(nèi)墊圈，而所述墊圈570可以被稱為外墊圈(例如，被稱為同心墊圈)。
[0030]作為示例，當被布置在部件之間時，例如，當受到軸向力的作用時(例如，考慮了被施加以夾持組件的夾持力)，所述墊圈560可以具有旨在確保坐落維持功能(例如，作為密封功能的部分)的剛度。例如，所述墊圈560可以具有適應(yīng)大約8kN的力(例如，由墊圈針對彈性變形提供的阻力)的剛度和配置。作為示例，所述墊圈570可以具有旨在確保密封功能的剛度。例如，所述墊圈570可以具有適應(yīng)大約2kN的力的剛度和配置。作為示例，墊圈560和墊圈570的剛度可以抵消由連接外殼510和部件550的V帶或其他分布式連接機構(gòu)施加的力。分布式連接機構(gòu)可以以基本上均勻的方式在部件的邊緣周圍分布力(例如，與螺栓相比)。例如，在使用大約四個螺栓(例如，或螺柱)將外殼連接至另一個部件的情形下，每個螺栓可以針對大約80kN的總力(例如，對4個螺栓法蘭)施加大約20kN的力。作為示例，V帶(例如，分布式連接機構(gòu))可以有效地利用更小的總力來耦合兩個部件。作為示例，在四個螺栓提供大約80kN的總力的情形下，V帶可以提供例如大約15kN至大約20kN的更小的總力。在這樣的示例中，所述墊圈570可以是C環(huán)，并且例如，可以具有適應(yīng)大約2kN (例如，或更小)的力的剛度和配置，并且所述墊圈560可以包括V形橫截面，其具有適應(yīng)大約SkN的力的剛度和配置以(例如)用于大約1kN (例如，或更小)的總適應(yīng)力。
[0031]作為示例，所述閥座530可以“被裝載”在組裝狀態(tài)中，在所述組裝狀態(tài)中可以確定裝載力(例如通過墊圈剛度和夾持力的組合)。在這樣的示例中，裝載可以改善用于各種操作條件、循環(huán)等的接口的密封。作為示例，力的管理可以降低泄漏風險(內(nèi)部/外部)、低發(fā)動機RPM下的性能損失的風險、座失效風險、噪聲風險等的一個或多個。作為示例，通過閥的內(nèi)部泄漏可能導致高壓渦輪機(例如，高壓渦輪增壓器)損失功率，而外部泄漏可以導致功率損失、排放增加、局部外部環(huán)境中不利的溫度升高等。
[0032]作為示例，閥座、墊圈或者閥座和墊圈二者可由奧氏體鎳鉻基超級合金(例如，INC0NEL?合金族，特種金屬公司，New Hartford,紐約)構(gòu)造。在圖5的示例中，閥座530、墊圈560和/或墊圈570可由包括鎳和鉻的材料(例如，大于約40%的Ni且大于約10%的Cr)制成。
[0033]作為示例，墊圈可由諸如沖壓的工藝構(gòu)造。例如，給定一片合金，沖壓工藝(例如，使用一個或多個模具)可形成墊圈或一片墊圈的周界、開口和輪廓(例如，考慮由兩個或更多沖壓片材等形成的墊圈)。
[0034]作為示例，閥座和墊圈可在附接待密封的部件之前結(jié)合。例如，墊圈560可結(jié)合到閥座530，并且然后被作為單個零件被存儲。在組裝渦輪增壓器系統(tǒng)時，可取回該零件并在將該零件夾持到兩個部件之間之前對其進行定位(例如，經(jīng)由V帶)。在這樣的示例中，閥座可給墊圈添加整體性，這可降低安裝之前或安裝時變形的風險。當被設(shè)置為單個零件時，可減少渦輪增壓器系統(tǒng)的組裝時間。
[0035]作為示例，墊圈570可以包括周界尺寸，其允許過盈配合(例如，壓配合)，例如，以使得所述墊圈570可以牢固地配合入外殼510的凹部517。在這樣的示例中，所述外殼510可以被作為包括墊圈570的子組件被存儲。
[0036]圖6示出了閥座530的透視圖和圖5的組件500的一部分的橫截面視圖。如在圖6中所示，所述閥座530可以包括多個單獨的銷子535。例如，所述閥座530可以包括在所述基底部分532周圍由角Θ隔開的兩個銷子。所述墊圈560可以包括多個單獨的耳片565，所述耳片565被配置成接合各個對應(yīng)銷子535，例如，以將所述墊圈560固定到所述閥座530上。
[0037]在圖6的示例中，所述閥座530被圖示為包括例如，沿z軸線的各種尺寸(例如，參見八^和AZw)。如所提及的，所述閥座530的表面538可以布置成(例如，相對于所述閥座530的表面536的)一種角。
[0038]圖6還示出了閥座531的另一個示例的透視圖，其包括各種尺寸，所述各種尺寸包括閥座軸向高度(Azvs)。在該示例中，表面536和538大致平行。作為示例，表面538可以布置成一種角，例如，其中，所述閥座531具有相對恒定的外徑。如圖所示，所述閥座531可以包括銷子535，例如，以將所述墊圈560固定到所述閥座531上。
[0039]圖7示出了包括V形墊圈的墊圈560的示例和包括C環(huán)的墊圈570的示例的一系列橫截面視圖。如圖所示，所述外殼510可以包括在凹部517中鄰接所述墊圈570的上表面576 (例如，在C環(huán)部分處)的上表面519并且所述部件550可以包括在凹部556中鄰接所述墊圈560的下表面568的下表面558。在圖7中，所述墊圈570的中線被圖示為比所述墊圈560 (例如，不包括耳片565)的中線位于更高的軸向位置。在這樣的布置中，中線偏移量可取決于一個或多個參數(shù)，例如包括凹部深度，墊圈的軸向高度等。例如，所述部件550的凹部556可以提供使所述墊圈560的中線軸向地偏移至所述墊圈570的中線下方的軸向位置。
[0040]圖7還示出了包括銷子孔537以接收銷子535的閥座530。如圖所示，所述銷子孔537延伸徑向距離進入閥座530的基底部分532中(例如，足以將銷子固定到其中)。作為示例，銷子可以被接收在銷子孔中，其中，所述銷子提供一個或多個功能。例如，所述銷子可以提供將墊圈定位到和/或固定到閥座上。作為另一個示例，銷子可以提供相對于外殼定位閥座。如所提及的，閥座可以包括一個或多個銷子，例如，其中，每個銷子可以提供一個或多個功能。
[0041]圖8示出了包括V形的墊圈560的一部分的示例的橫截面視圖。在圖8的示例中，所述墊圈560可以由上部件和下部件形成，其中，所述上部件具有帶折疊端部的環(huán)形形狀，所述環(huán)形形狀限定內(nèi)周界并且在外邊緣處結(jié)合下部件的平坦部分以限定外周界。在該接合點處，V形的封閉側(cè)被形成，同時下部件的內(nèi)邊緣和上部件的折疊端部形成V形的開放側(cè)。在開放側(cè)和封閉側(cè)之間，所述墊圈560可以包括腔體，所述腔體響應(yīng)以通過向外對V形的傾斜部分施力來增大壓力，(例如)從而增強密封。在圖8的示例中，V形可以由自由角Φ限定，所述自由角Φ在組裝時可以響應(yīng)于操作條件等改變。作為示例，上部件和下部件可以包括厚度t，或例如，可以包括不同厚度(例如，可選地形成制動器)。
[0042]如在圖8的示例中所示,所述下部件包括耳片565作為從外周界軸向地向上延伸的延伸部?？蛇x擇地或另外地，所述上部件可以包括一個或多個耳片。作為示例，耳片可以被水平取向、被垂直取向或可以包括水平取向部分和垂直取向部分(例如，參見圖9)。作為示例，耳片可以彈性地變形以跨過銷子等配合。作為示例，銷子可以是閥座的可分離部件，例如，用以允許墊圈560相對于閥座530定位并且然后允許一個或多個銷子插入到閥座530的銷子孔中以將所述墊圈560固定到所述閥座530上。作為示例，一個銷子或多個銷子可以提供將閥座正確地定位在外殼的凹部中。以這樣的方式，一個銷子或多個銷子可以提供多個功能:將墊圈固定到閥座上并相對于外殼定位閥座。
[0043]作為示例，所述墊圈560的上部件和下部件可以包括環(huán)形凹部，其可以由一個半徑或多個半徑限定。這樣的手法可作用以限制所述墊圈560的軸向偏移(例如，壓縮)(例如，參見凹部間隙Λ %)，并且例如，作用以維持用于閥座530的坐落表面。作為示例，在提動閥芯和閥座之間接觸時，墊圈的坐落表面可以受到由閥座傳輸?shù)牧Φ淖饔?。在這樣的示例中，比如墊圈560的墊圈可以提供適應(yīng)所述力的剛度，同時維持其密封功能(例如，當提動閥芯相對于閥座處于關(guān)閉狀態(tài)時)。作為示例，一個或多個凹部可以被設(shè)置成例如響應(yīng)于溫度(例如，溫度循環(huán))，響應(yīng)于力的施加等來管理膨脹和收縮。
[0044]圖9分別示出了包括V形墊圈960和961的示例的組件900和901的示例的一系列橫截面視圖。如圖所示，所述組件900包括外殼910、閥座930和墊圈960，其中，所述墊圈960包括在外殼910和閥座930的表面之間軸向地和徑向地延伸的耳片965。特別地，耳片965的一部分相對于閥座930的基底部分932中的凹口被接收在外殼910的凹部913中(例如，其在組裝時可以可選地允許耳片965的一些平移)；注意，壁部分934從基底部分932軸向地向外延伸。如圖所示，所述墊圈960可以由上部件和下部件形成并且包括鄰接閥座930的表面936的上表面966和延伸至外部周界962的下表面968，所述耳片965從所述外周界962軸向地向上延伸。在這樣的布置中，所述上部件可以被插入到所述下部件中，例如，因為所述上部件的外周界可以大于所述耳片965的徑向向內(nèi)引導端部的內(nèi)尺寸。在這樣的示例中，所述兩個件可以“松開”并通過壓縮配合在一起(例如，在將外殼910固定到另一個部件上時)。
[0045]如在圖9中所示，所述組件901包括外殼910中的銷子919，所述銷子919可作用以定位和/或固定所述墊圈961。如圖所示，所述墊圈961包括徑向向外引導的耳片部分969，其包括用于接收耳片919的開口。
[0046]圖10是包括密封機構(gòu)示例的組件1000，1001和1002的示例的一系列橫截面視圖。所述組件1000包括外殼101、閥座1030和部件1050，其中，C環(huán)墊圈1060和脊狀墊圈1070分別作用以密封閥座1030和部件1050之間以及閥座1030和外殼1010之間的接口。如在圖10中所示，所述組件1001包括C環(huán)墊圈1060和墊片墊圈1071，其可以是例如belleville墊圈。關(guān)于所述組件1002，其包括具有槽口的外殼1011以接收螺栓1073，所述螺栓1073可以將閥座1031用螺栓安裝到所述外殼1011上。在這樣的布置中，可以施加力從而密封閥座1031和外殼1011之間的接口并(例如)從而相對于所述外殼1011定位所述閥座1031。
[0047]圖11示出了墊圈1100的示例的透視圖和墊圈1100的一部分沿線A-A的橫截面視圖。在圖11的示例中，所述墊圈1100包括經(jīng)由橋接器1105(例如，其可以是基本上平坦的)結(jié)合到外墊圈1170的內(nèi)墊圈1160。作為示例，一體式件可以形成橋接器1105、外墊圈1170和內(nèi)墊圈1160的一部分。在這樣的示例中，一體式件可以由一片材料(例如，金屬、合金等)沖壓而成并且另一個件可以由一片材料(例如，金屬、合金等)沖壓而成，其中，另一個件結(jié)合到一體式件以形成內(nèi)墊圈1160。如在沿線A-A的橫截面中所示，內(nèi)墊圈1160可以包括V形橫截面并且外墊圈1170可以包括C形橫截面(例如，C環(huán)部分)。作為示例，內(nèi)墊圈1160的V形的剛度和外墊圈1170的C環(huán)部分的剛度可以不同，例如，其中，內(nèi)墊圈1160具有比外墊圈1170更大的剛度。作為示例，墊圈1100可以使用分布式連接機構(gòu)比如，例如，V帶(例如，參見圖5的V帶502)被固定在兩個部件之間。在這樣的示例中，所述分布式連接機構(gòu)可以沿斜切表面(例如，倒角)連接兩個部件以施加夾持所述部件的軸向引導力，例如，考慮了軸向引導夾持力，其中，所述墊圈1100受到該力的作用，如被布置在所述部件之間那樣。作為示例，所述墊圈1100可以包括一個或多個耳片，例如，其從內(nèi)墊圈1160延伸以接合另一個部件，比如外殼、閥座等(例如，參見圖5和圖9)。作為示例，所述內(nèi)墊圈1160可以包括由上部件和下部件之間的接頭形成的V形部分的封閉側(cè)(例如，其中所述件之一可以向外延伸以形成結(jié)合外墊圈1170的橋接器1105)。
[0048]組件可以包括用于串聯(lián)式渦輪增壓器系統(tǒng)的排氣旁通閥的閥座，其中，所述閥座可以包括基底部分和軸向地延伸遠離所述基底部分的壁部分；以及墊圈，其包括限定周界的平坦部分并包括從所述平坦部分的周界延伸以與所述閥座接合以將所述墊圈固定到所述閥座上的耳片。在這樣的示例中，所述閥座可以包括銷子，其中，所述耳片可以接合所述銷子。作為示例，可以設(shè)置銷子，其從所述閥座的基底部分徑向地向外延伸，并且其中，耳片從所述墊圈的平坦部分軸向地向上延伸并包括開口以接收所述銷子。
[0049]作為示例，組件可包括具有在基底部分和壁部分之間的肩部的閥座(例如，由基底和壁部分之間的過渡限定)，其中，墊圈的耳片包括軸向引導部分和徑向引導部分，并且其中，所述耳片的徑向引導部分接合所述肩部以將所述墊圈固定到所述閥座上。
[0050]作為示例，墊圈可包括V形橫截面，所述V形橫截面包括從所述墊圈的周界徑向地向內(nèi)朝向的開放側(cè)。作為示例，所述墊圈可具有適應(yīng)大約8kN的力(例如，考慮軸向施加的力)的剛度。
[0051]作為示例，所述墊圈可包括上部件和下部件，例如，其中，所述上部件包括凹進部分，其中，所述下部件包括凹進部分，并且其中，所述凹進部分限定軸向偏移間隙以在所述上部件和所述下部件之間軸向偏移(例如，其中，表面可以接觸以限制進一步的偏移)。在這樣的示例中，所述凹進部分在其橫截面上可以是弓形的(例如，半圓形)，其中，響應(yīng)于所施加的力，所述凹進部分沿一線(例如，圓形接觸線)接觸。
[0052]作為示例，一種用于串聯(lián)序列渦輪增壓器系統(tǒng)的組件可包括:外殼，其限定排氣室并包括凹部；排氣旁通閥，其被至少部分地布置在所述排氣室中，其中，所述排氣旁通閥包括臂和提動閥芯；墊圈，其包括V形橫截面；閥座，其被至少部分地布置在所述外殼的凹部中，其中，所述閥座可包括基底部分和從所述基底部分延伸的壁部分，其中，所述閥座包括用于坐落所述排氣旁通閥的提動閥芯的上表面和用于坐落所述墊圈的下表面；以及部件，其耦合至所述外殼，其中，所述部件包括排氣通道，并且其中，所述墊圈被布置在所述部件和所述外殼之間以相對于所述提動閥芯定位所述閥座以便獲得將所述排氣室與所述排氣通道密封的排氣旁通閥的取向。在這樣的示例中，所述外殼可包括通道以將來自所述排氣室的排氣引導到蝸殼的進口(例如，參見圖1、圖2、圖3和圖4)，例如，其中，所述外殼可選地限定所述蝸殼。這樣的蝸殼(例如，或渦卷)可接收排氣并可選地經(jīng)由可變幾何單元將其引導到渦輪機(例如，渦輪機輪)，所述可變幾何單元可包括例如限定排氣流噴嘴的可調(diào)節(jié)葉片。作為示例，部件可包括被配置成容納所述墊圈的一部分的凹部(例如，參見部件550的凹部556)。作為示例，外殼和部件可以使用V帶耦合。在這樣的示例中，所述V帶可通過至少大致15kN的力將所述外殼耦合至所述部件。
[0053]作為示例,組件可包括具有外周界的墊圈和具有超過所述墊圈的外周界的內(nèi)周界的另外的墊圈。在這樣的示例中，所述另外的墊圈可包括C環(huán)或可以是C環(huán)。作為示例，兩個墊圈可以被形成為一體式件(例如，其中，一個墊圈部分約束所述一體式件的另外的墊圈部分)。
[0054]作為示例，閥座可包括銷子，所述銷子從所述閥座的基底部分徑向地向外延伸，例如，其中，所述基底部分由所述外殼的凹部接收以相對于所述外殼對所述閥座定向。在這樣的示例中，所述墊圈可包括耳片，所述耳片被配置成接合所述銷子以將所述墊圈固定到所述閥座上。
[0055]盡管已經(jīng)在附圖中示出了并且在前面的詳細描述中描述了方法、裝置、系統(tǒng)、布置等的一些示例，但將會理解的是，所公開的示例實施例不是限制性的，而是能夠在不偏離由以下權(quán)利要求闡明和限定的精神的情況下能具有眾多調(diào)整、修改和替換。
【權(quán)利要求】
1.一種組件，包括: 用于串聯(lián)式渦輪增壓器系統(tǒng)的排氣旁通閥的閥座；以及 墊圈，所述墊圈包括限定周界的平坦部分并包括從所述平坦部分的周界延伸以用于與所述閥座接合以將所述墊圈固定到所述閥座上的耳片。
2.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述閥座包括基底部分和遠離所述基底部分軸向地延伸的壁部分。
3.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述閥座包括銷子，并且其中，所述耳片接合所述銷子。
4.如權(quán)利要求3所述的組件，其中，所述銷子從所述閥座的基底部分徑向地向外延伸，并且其中，所述耳片從所述墊圈的平坦部分軸向地向上延伸并包括開口以接收所述銷子。
5.如權(quán)利要求2所述的組件，其中，所述閥座包括在所述基底部分和所述壁部分之間的肩部，其中，所述耳片包括軸向引導部分和徑向引導部分，并且其中，所述耳片的徑向引導部分接合所述肩部以將所述墊圈固定到所述閥座。
6.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述墊圈包括V形橫截面，所述V形橫截面包括從所述周界徑向地向內(nèi)朝向的開放側(cè)。
7.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述墊圈包括適應(yīng)大約SkN的力的剛度。
8.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述墊圈包括上部件和下部件。
9.如權(quán)利要求8所述的組件，其中，所述上部件包括凹進部分，其中，所述下部件包括凹進部分，并且其中，所述凹進部分限定在所述上部件和所述下部件之間的用于軸向偏移的軸向偏移間隙。
10.一種用于串聯(lián)序列渦輪增壓器系統(tǒng)的組件，所述組件包括: 外殼，其限定排氣室并包括凹部； 排氣旁通閥，其至少部分地布置在所述排氣室中，其中，所述排氣旁通閥包括臂和提動閥芯； 墊圈，其包括V形橫截面； 閥座，其至少部分地布置在所述外殼的凹部中，其中，所述閥座包括用于坐落所述排氣旁通閥的提動閥芯的上表面和用于坐落所述墊圈的下表面；以及 耦合至所述外殼的部件，其中，所述部件包括排氣通道，并且其中，所述墊圈被布置在所述部件和所述外殼之間以相對于所述提動閥芯定位所述閥座以用于對將所述排氣室與所述排氣通道密封的排氣旁通閥定向。
11.如權(quán)利要求10所述的組件，其中，所述外殼包括通道以將來自所述排氣室的排氣引導到蝸殼的進口。
12.如權(quán)利要求11所述的組件，其中，所述外殼限定所述蝸殼。
13.如權(quán)利要求10所述的組件，其中，所述部件包括被配置成容納所述墊圈的一部分的凹部。
14.如權(quán)利要求10所述的組件，還包括V帶，其中，所述外殼通過所述V帶耦合至所述部件。
15.如權(quán)利要求14所述的組件，其中，所述V帶通過至少大致15kN的力將所述外殼耦合至所述部件。
16.如權(quán)利要求10所述的組件，其中，所述墊圈包括外周界，并且還包括另外的墊圈，所述另外的墊圈包括超過所述墊圈的外周界的內(nèi)周界。
17.如權(quán)利要求16所述的組件，其中，所述另外的墊圈包括C環(huán)。
18.如權(quán)利要求16所述的組件，其中，所述墊圈和所述另外的墊圈由一體式件部分地形成。
19.如權(quán)利要求10所述的組件，其中，所述閥座包括銷子，所述銷子從被所述外殼的所述凹部接收以相對于所述外殼對所述閥座定向的所述閥座的基底部分而徑向地向外延伸。
20.如權(quán)利要求19所述的組件，其中，所述墊圈包括耳片，所述耳片配置成接合所述銷子以將所述墊圈固定到所述閥座。
【文檔編號】F02B37/18GK104213945SQ201410233231
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月30日
【發(fā)明者】A.讓森, J-L.佩蘭, J-Y.博丹 申請人:霍尼韋爾國際公司