[发明专利]涡轮

说明书

一种涡轮，包括：涡轮壳体，连接涡轮入口和涡轮出口的排气旁通阀通道，以及包括可移动阀门构件的排气旁通阀阀门。排气旁通阀阀门具有打开状态和闭合状态，在打开状态，第一气体可经由排气旁通阀通道在涡轮入口涡轮出口之间通过，在闭合状态，阀门构件大体上防止第一气体在涡轮入口和涡轮出口之间通过。阀门构件安装在致动构件上。致动构件通过涡轮壳体的孔。致动构件可移动以在打开状态和闭合状态之间移动排气旁通阀阀门。涡轮包括流体导管，其被配置为将第二气体输送到孔，以便在孔和致动构件之间形成流体密封，以便大体上防止第一气体沿着孔通过。

技术领域

本发明涉及一种涡轮，并且特别地涉及一种包括具有流体密封布置的排气旁通阀的涡轮。本发明可形成涡轮增压器或动力涡轮的一部分。本发明还涉及一种防止来自涡轮的泄漏的方法和一种测试在涡轮内的泄漏的方法。

背景技术

涡轮机是在转子和流体之间传递能量的机器。例如，涡轮机可以将能量从流体传递到转子，或者可以将能量从转子传递到流体。涡轮机的两个示例是：动力涡轮，其使用转子的旋转动能来进行有用的工作(例如产生电力)；以及涡轮增压器，其使用转子的旋转动能来压缩流体。

涡轮增压器是众所周知的用于在高于大气压(升压)的压力下向内燃机的入口供应空气的装置。传统的涡轮增压器主要包括废气驱动的涡轮叶轮，其安装在连接在发动机出气歧管下游的涡轮壳体内的可旋转轴上。涡轮叶轮的旋转使安装在压缩机壳体内的轴的另一端上的压缩机轮旋转。压缩机轮将压缩空气输送到发动机进气歧管。涡轮增压器轴通常由包括适当的润滑系统的轴颈和推力轴承支撑，轴颈和推力轴承位于连接在涡轮和压缩机轮壳体之间的中心轴承壳体内。

常规涡轮增压器的涡轮包括：涡轮腔室，涡轮叶轮安装在涡轮腔室内；限定在布置在涡轮腔室周围的面向径向壁之间的环形入口；布置在环形入口周围的入口蜗壳；以及从涡轮腔室延伸的出口通道。通道和腔室之间的流通使得进入入口蜗壳的加压废气通过涡轮通过入口流向出口通道，并旋转涡轮叶轮。通过在入口中提供叶片(被称为喷嘴叶片)来改善涡轮性能，从而使流过入口的气体偏转也是已知的。也就是说，流过环形入口的气体流过入口通道(其限定在相邻叶片之间)，这在气流中产生漩涡，从而使流动方向转向涡轮叶轮的旋转方向。

为涡轮增压器涡轮提供被称为排气旁通阀的阀门控旁路接口，以允许控制涡轮增压器的升压和/或轴速是已知的。当压缩机出口中流体的升压朝向预定水平增加时，排气旁通阀阀门(通常是瓣型(flap type)阀门)被控制以打开排气旁通阀接口(旁路接口)，从而允许废气中的至少一些绕过涡轮叶轮。通常，排气旁通阀接口通向排气旁通阀通道，该通道将旁路气体流分流到涡轮出口，从而绕过涡轮叶轮。然后，废气通过后处理系统，以除去有害环境的排放，例如NO_x。例如，这种后处理系统可包括颗粒过滤器和催化转换器。

可通过各种手段(包括电致动器)致动排气旁通阀阀门，但更为典型的是通过压缩机轮传递的升压操作的气动致动器致动排气旁通阀阀门。排气旁通阀阀门致动器通常通过连杆连接到排气旁通阀阀门，其中连杆的一部分通过涡轮壳体的孔。在连杆通过孔的情况下，来自涡轮出口的流体可能会泄漏到在连杆与孔之间的间隙中，然后泄漏到大气中。

涡轮可以形成内燃机系统的一部分。为了确保新制造出的发动机满足最低性能要求，这些发动机通常在运往客户之前进行合格测试。合格测试的一部分是泄漏测试，其中发动机被加压并且通过流量计测量发动机的泄漏率。已知通过排气旁通阀布置的泄漏是发动机的整体泄漏率的因素之一。为了防止通过排气旁通阀布置的泄漏，为涡轮提供具有机械接触密封的排气旁通阀布置是已知的。然而，这种机械接触密封在使用期间容易产生磨损，并且因此往往随着时间而劣化并需要更换。