[其他]用于内燃机的涡轮增压器及其废气门组件

说明书

本实用新型涉及用于内燃机的涡轮增压器及其废气门组件。更具体而言，本实用新型描述了一种用于内燃机的涡轮增压器20的废气门组件21，该涡轮增压器配备有机械致动器19和废气门阀1。所述费气门组件21在其内部包括废气门阀1，阀臂2，阀轴15和衬套13，它们全部容纳在金属壳体25内。所述组件21允许在涡轮增压器的20的寿命周期结束之前更换废气门阀1及其附件。本实用新型还涉及适合用于所述废气门组件21的涡轮增压器20，其设有容纳区域22，该容纳区域22包括孔和与废气门组件21的表面中所包括的元件协作配合的一系列固定门架(40、38、23)。

技术领域

本实用新型涉及内燃机的涡轮增压器包括的废气门阀。更准确地说，本实用新型涉及一种新型的涡轮增压器包括的新颖的废气门阀。

背景技术

如本申请的图2中所公开的那样，涡轮增压器20是内燃发动机包括的部件，其目的是通过增加内燃机的气缸内的流量和气压来改善燃烧条件、性能、排放、燃料消耗和发动机耐久性。

涡轮增压器20始终如下工作：涡轮36与发动机的排气相关联。当废气通过涡轮36时，它使与压缩机37直接相关联的轴9旋转。所述压缩机37与发动机的进气管相关联。涡轮增压器20利用废气能量将最初处在大气条件下的进气压缩到发动机内部。

因此，涡轮增压器20允许提高发动机的效率，因为进气流量和压力的增加也允许使燃料流量增加，从而导致了更高的功率和扭矩值。因为使用压缩机20而改善燃烧条件，这意味着减少了污染气体的排放并减少了燃料消耗。由于空气流量的增加，某些发动机部件的温度降低，从而导致其寿命周期增加。尽管在高海拔地区，但是由于涡轮增压，稀薄的空气不会影响发动机的性能。

碰巧的是，当高速旋转时，在超过某些物理极限时，涡轮增压器 20可能会破裂。与这一关系有关的另一现象是，当涡轮增压器20以低转数运转时，即在没有对涡轮36的有效作用以提供压缩空气的情况下，涡轮增压器20的作用减小。发动机工作状态和其他涡轮部件的特殊性所固有的这种特征可以通过内部部件组合(即涡轮匹配)的不同选择来进行改善，从而允许在低转数时改善设备的性能。但是，这种解决方案在远远超过物理旋转极限的高速状态下会损害整个组件。这是因为涡轮机组件36和压缩机37共享共同的轴线9，因此无论在低速还是高速下，两者在任何运转情况下都直接受到影响。

因此，取决于涡轮增压器20中使用的部件的组合，当涡轮增压器 20以高速旋转模式运转时，采用减压机构来减小轴9的旋转强度。所述机构用于在经受高速旋转状态时确保涡轮增压器20的完整性，同时在低速旋转状态中允许较高的增益。

现有技术中最常用的泄压机构是废气门阀1(见图1)。机械废气门阀(市场上最常见的型号)的运行方式如下：包括膜片10、盖7和弹簧6的致动器19在感知到增压空气入口8中的足够高的压力以克服弹簧力时驱动杆5。增压空气入口8与由涡轮20压缩的进气连通。因此，当进气压力足够地高时，致动器的杆5会移动废气门阀1(所述移动通常由连接销4、杠杆3和阀臂2传递)。当废气门阀1打开时，废气和进气的压力减小(参见废气流11)，涡轮速度36减小，因此压缩机37的旋转减小。概括地说，这就是具有机械致动器19和废气门阀1 的涡轮增压器20的工作方式。

碰巧，涡轮增压器20所包括的其中一些元件的寿命周期通常比该装置所包括的其他部件的寿命周期短。由于这些元件中的一些元件难以接近，而且是在与涡轮增压器20的其他部分一体铸造出来的单件式壳体上制成的，因此这些元件的寿命周期通常决定了涡轮增压器20的整体寿命周期。

包括较低的寿命周期的部件之一是废气门阀1及其相关联的元件 (例如衬套13和阀轴15)。

这些元件的寿命周期受使用条件和发动机高温(直接暴露于废气) 的影响很大。在这种位置上的高温会阻止采用轴颈、润滑、轴承或任何其他能够延长这些元件寿命周期的方式。换句话说，在该区域中，阀元件1和阀轴15的摩擦学关系极为不利，因为它是金属与金属之间的摩擦，而没有润滑。