涡轮增压器的废气门阀组件的磨损降低制造技术

一种用于内燃发动机的涡轮增压器，包括具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮的旋转组件。涡轮增压器还包括废气门组件，其配置为选择性地将发动机的燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开。废气门组件包括阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬，所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置，从而轴在轴衬内部旋转，以由此选择性地打开和关闭阀。轴通过与轴衬接触的外表面限定且外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。还公开一种采用这种涡轮增压器的内燃发动机。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于涡轮增压器的减小磨损的废气门(wast-gate)阀组件。
技术介绍
内燃发动机(ICE)通常被用于以可靠的基础产生长时间的大水平的动力。许多这样的ICE组件使用增压装置，例如排气涡轮驱动的涡轮增压器，以让气流在进入发动机的进气总管之前压缩气流，以便增加功率和效率。具体说，涡轮增压器是离心的气体压缩机，其与通过周围大气压力所获得的情况相比使得更多空气和更多氧气进入ICE的燃烧室。被迫进入ICE的额外质量的含有氧气的空气改善发动机的容积效率，允许在给定循环中燃烧更多燃料，且由此产生更多功率。通常，这种蜗轮增压器通过发动机的排出气体驱动。典型的排气驱动涡轮增压器包括中心轴，所述中心轴被一个或多个轴承支撑且在涡轮和空气压缩机轮之间传递旋转运动。涡轮和压缩机轮被固定到轴，上述轴与各种轴承部件组合构成涡轮增压器的旋转组件。蜗轮增压器通常使用废气门阀以限制旋转组件的运行速度，以便将涡轮增压器的增压保持在预定极限内且防止旋转组件过速。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例涉及用于将输送到内燃发动机的气流增压，所述内燃发动机具有汽缸，其配置为接收空气-燃料混合物以用于在其中燃烧。发动机还包括往复运动的活塞，设置在汽缸中且配置为从汽缸将燃烧后气体排出。涡轮增压器包括涡轮壳体和压缩机覆盖件，旋转组件具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮。压缩机轮配置为通过燃烧后气体绕轴线旋转。涡轮增压器还包括废气门组件，其配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开，且由此限制旋转组件的旋转速度和从周围环境接收的气流的压力。废气门组件包括阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬，所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置，从而轴在轴衬内部旋转，以由此选择性地打开和关闭阀。轴通过与轴衬接触的外表面限定。外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。轴衬可以通过与轴的接触内表面限定。内表面可以至少部分地涂有陶瓷基材料。涂层可以经由物理沉积或热喷涂处理施加。轴衬可以通过与轴的接触内表面限定。内表面可以包括一个或多个插入件，其至少部分地用陶瓷基材料构造。每一个插入件可配置为连续套筒或离散部分。废气门组件也可以包括固定到轴的臂。废气门组件可以另外包括促动器，所述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为让臂移位或旋转，以由此选择性地打开和关闭阀。杆端部可以包括用陶瓷基材料构造的插入件。另外，杆端部可以限定孔且臂可以包括与孔接合的销。因而，销与孔的接合提供且固定杆端部和销之间的接合部。插入件可以设置在接合部中。无机晶体或陶瓷基材料可以具有基质复合结构，该复合结构包括陶瓷和非陶瓷材料。例如，陶瓷基材料可以是碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化诰、碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。 陶瓷基材料也可以具有基本上同质的晶体结构。本专利技术的另一实施例涉及具有如上所述的涡轮增压器的内燃发动机。具体说，本专利技术提供一种内燃发动机，包括:汽缸，配置为接收空气-燃料混合物，以用于在其中燃烧；往复运动的活塞，设置在汽缸中且配置为从汽缸将燃烧后气体排出；和涡轮增压器，与活塞流体连通且配置为使得从周围环境接收的气流增压和将增压的气流输送到汽缸，涡轮增压器包括:涡轮壳体和压缩机覆盖件；旋转组件，具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮，其中旋转组件通过燃烧后气体绕轴线旋转；和废气门组件，配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开和由此现在旋转组件的旋转速度和从周围环境接收的气流的压力，废气门组件具有:阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬，所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置，从而轴在轴衬内部旋转，以由此选择性地打开和关闭阀，其中轴通过与轴衬接触的外表面限定，且其中所述外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。在所述的发动机中，轴衬通过与轴接触的内表面限定，且其中所述内表面至少部分地涂有陶瓷基材料。在所述的发动机中，涂层经由物理沉积过程和热喷涂中之一施加。在所述的发动机中，轴衬通过与轴接触的内表面限定，且其中所述内表面包括至少部分地用陶瓷基材料构造的插入件。在所述的发动机中，插入件构造为连续套筒。在所述的发动机中，涡轮增压器进一步包括促动器和固定到轴的臂，所述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为使得臂移位，以由此选择性地打开和关闭阀，其中杆端部包括用陶瓷基材料构造的插入件。在所述的发动机中，杆端部限定孔，且臂包括与孔接合的销，由此提供杆端部和销之间的接合部，且其中插入件设置在接合部处。在所述的发动机中，陶瓷基材料为陶瓷和非陶瓷材料的基质复合物。在所述的发动机中，陶瓷基材料为碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化诰、碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。在所述的发动机中，陶瓷基材料具有同质晶体结构。本专利技术还提供一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压器，所述内燃发动机产生燃烧后气体，涡轮增压器组件包括:涡轮壳体和压缩机覆盖件；旋转组件，具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮，其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转；和废气门组件，配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力，废气门组件具有:阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬，所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置，从而轴在轴衬内部旋转，以由此选择性地打开和关闭阀，其中轴通过与轴衬接触的外表面限定，且其中所述外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。在所述的涡轮增压器中，轴衬通过与轴接触的内表面限定，且其中所述内表面至少部分地涂有陶瓷基材料。在所述的涡轮增压器中，涂层经由物理沉积过程和热喷涂中之一施加。在所述的涡轮增压器中，轴衬通过与轴接触的内表面限定，且其中所述内表面包括至少部分地用陶瓷基材料构造的插入件。在所述的涡轮增压器中，插入件为连续套筒。所述的涡轮增压器，进一步包括促动器和固定到轴的臂，所述促动器具有经由杆端部操作性地连接到臂的杆且配置为使得臂移位，以由此选择性地打开和关闭阀，其中杆端部包括用陶瓷基材料构造的插入件。在所述的涡轮增压器中，杆端部限定孔，且臂包括与孔接合的销，由此提供杆端部和销之间的接合部，且其中插入件设置在接合部处。在所述的涡轮增压器中，陶瓷基材料为陶瓷和非陶瓷材料的基质复合物。在所述的涡轮增压器中，陶瓷基材料为碳化硅、氮化硅、碳化铬、氧化诰、碳-碳复合物和金属-陶瓷复合物中之一。在所述的涡轮增压器中，陶瓷基材料具有同质晶体结构。在下文结合附图进行的对实施本专利技术的较佳模式(一个或多个)和实施例(一个或多个)做出的详尽描述中能容易地理解上述的本专利技术的特征和优点以及其他的特征和优点。【附图说明】图1是根据本专利技术实施例的具有涡轮增压器的发动机的透视图。图2是如图1所示的涡轮增压器的透视部分截面图，显示了废气门组件，所述废气门组件包括阀、连接到阀的可旋转轴、轴衬、固定到轴的臂和具有杆的促动器。图3是图1和2所示的涡轮增压器的示意性部分截面图。图4是根据一个实施例的如图2所示的轴和轴衬子组件的近距横截面侧视图。图5是根据替换实施例的如图2所示的轴和轴衬子组件的近距横截面侧视图。图6是根据另一替换实施例的如图2所示的轴和轴衬子组件的近距横截面侧视图。图7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使得输送到内燃发动机的气流增压的涡轮增压器，所述内燃发动机产生燃烧后气体，涡轮增压器组件包括：涡轮壳体和压缩机覆盖件；旋转组件，具有设置在涡轮壳体内部的涡轮和设置在压缩机覆盖件内部的压缩机轮，其中旋转组件通过燃烧后气体而绕一轴线旋转；和废气门组件，配置为选择性地将燃烧后气体的至少一部分从涡轮重新引导离开和由此限制旋转组件的旋转速度和气流的压力，废气门组件具有：阀、连接到所述阀的可旋转轴、和轴衬，所述轴衬相对于涡轮壳体固定且绕轴同中心地设置，从而轴在轴衬内部旋转，以由此选择性地打开和关闭阀，其中轴通过与轴衬接触的外表面限定，且其中所述外表面包括陶瓷基材料构成的涂层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Y王，LP贝金，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US