[发明专利]废气门阀以及具有该废气门阀的涡轮增压器

说明书

技术领域

本申请涉及废气门阀，尤其涉及涡轮增压器的可替换、自校准废气门阀。

背景技术

涡轮增压器是公知用于在超过大气的压力(增压)下向内燃机的进气管供气的装置。传统的涡轮增压器(大致设计为图1中的参考标记10)基本上包括废气驱动的涡轮机叶轮5，其位于安装在涡轮机壳体4内的可旋转轴上的涡轮机段2内。例如，在向心式涡轮机中，涡轮机壳体4限定围绕涡轮机叶轮的环形入口通路以及从涡轮机叶轮延伸的大致圆柱形轴向出口通路11。涡轮机叶轮的旋转使安装在压缩机段2的压缩机壳体6内的轴的另一端上的压缩机叶轮旋转。压缩机叶轮将压缩空气递送至发动机的进气歧管，由此增大发动机功率。

包含废气门的涡轮增压器也是公知的，如图1中所示。废气门涡轮增压器具有在涡轮机壳体的废气入口和废气出口部分之间的旁通路，以能够控制涡轮增压器增压。废气门阀组件13被定位在该通路中，并且被控制，以在增压空气的压力水平增大至预定水平时打开该通路，由此容许废气中的一些绕开涡轮机叶轮，从而防止增压进一步升高。废气门阀13大致由气动致动器22致动，该气动致动器22由压缩机叶轮递送的增压空气压力操作。气动致动器22可以包括封装在罐24(被称为致动器封装)内的弹簧加载式隔膜或滑动密封件，其被安装至压缩机壳体6。隔膜密封件作用于致动废气门阀组件13的连接杆26上。致动器封装24通过软管被连接至压缩机出口，以将增压空气递送至该封装，其作用于隔膜(或滑动密封件)上以抵抗弹簧偏压。弹簧被选择并且致动器和废气门阀初始设置，从而使得在低增压条件下，废气门阀13a保持关闭。然而，当增压达到预定最大值时，隔膜密封件被移动抵抗弹簧的作用并且操作以打开废气门阀13a(通过连接致动器杆)，由此容许一些废气绕开涡轮机叶轮。

在这些类型的传统废气门阀中，废气门阀开始打开处的压力(“起动(lift off)压力”)对于其操作是关键的。因此，在气动致动器22和废气门阀组件13被装配至涡轮增压器时，废气门阀必须被非常小心地设置。在隔膜开始移动处的精密的致动器封装24压力取决于所使用弹簧的预加载。遗憾的是，弹簧装置的制造公差(tolerance)变化使得一个又一个的弹簧的弹性系数很可能发生变化，并且有必要单独校准每个涡轮增压器，以确定起动压力。

进行如上所述传统致动器组件的初始设置的一个方法是已知为“焊接设置(weld to set)”的方法。致动器封装24、致动杆26和致动器控制杆28被预先装配，并且被安装至涡轮增压器10。废气门阀13a之后从涡轮机壳体4内被夹紧关闭，并且致动器封装24被加压至期望的起动压力。由于隔膜的存在，致动器杆26和阀13a由此在起动之前立即固定在其各自相对位置，致动器控制杆的端部被焊接至阀杆。因此，任何供应至致动器的压力增大至超过预定起动压力将导致阀13a打开。

已知的以上的替换为使用长度可调节的致动器杆，其通常包括螺纹杆和杆端。设定点通过调节杆的长度或者通过转动杆端或捕获在杆端组件中的螺母而获得。即使使用这种方法，仍然有必要单独校准每个涡轮增压器，以确定起动压力。

装配过程和组合的校准过程是非常耗时的。而且，一旦装配好，很难替换有缺陷的气动致动器22和/或废气门阀组件13。传统的实践是替换整个涡轮增压器组件，因为它们对安装的废气门致动器20和废气门阀组件13进行了预先校准。这是一种昂贵的替换。

发明内容

本文公开了一种耐用(即，可替换)、自校准的废气门阀，其可以直接安装至涡轮增压器的涡轮机涡壳。

在一个方面，公开了废气门组件，其包括壳体，壳体封装被连接至阀的致动器，以挤压密封件(crush seal)结束，并且具有可连接至涡轮增压器的安装构件，以将挤压密封件放置为与涡轮增压器中的废气门开口密封接合。挤压密封件校正至少安装构件和安装构件被安装至其上的涡轮增压器的表面之间的公差变化。挤压密封件还可以校正组件中堆放在限定废气门开口的表面和废气门组件的安装构件之间的其他组件之间的公差变化。

在另一方面，公开了涡轮增压器组件，其包括壳体，该壳体封装涡轮机和压缩机叶轮，其共同被可操作地联接在限定旋转轴并在封装涡轮机的部分中限定废气门开口的共用轴上；一次性废气门组件，其被可移除地直接安装至废气门开口，并且具有用于控制来自废气门开口的废气流的阀，以绕开涡轮机。