【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于控制双蜗壳涡轮机的蜗壳连接开口和旁路开口的阀。特别地，本技术涉及一种具有相应阀的双蜗壳涡轮机、以及一种具有这种双蜗壳涡轮机的排气涡轮增压器。
技术介绍
1、个人出行领域正在经历颠覆性变革。特别是，越来越多的电动车辆进入市场以及立法者的更严格的排放法规要求传统内燃机(ice)车辆具有更高的效率。因此，越来越多的车辆配备有诸如增压设备和排放减少装置等提高效率的措施。众所周知的是例如增压设备，其中压缩机可以由电动马达(也称为电动充气机)和/或以排气供能的涡轮机(也称为涡轮增压器)驱动。通常，排气涡轮增压器具有带有涡轮机叶轮的涡轮机，所述涡轮机叶轮由燃烧发动机的排气流动来驱动。与涡轮机叶轮一起安排在共用轴上的具有压缩机叶轮的压缩机对为发动机而吸入的新鲜空气进行压缩。这样增加了可用于发动机以供燃烧的空气或氧气的量。这样进而增加了燃烧发动机的性能。此外，电动充气机和涡轮增压器的组合(所谓的电辅助涡轮增压器)是已知的，其中涡轮机和(至少在某些工况下)电动马达驱动共用轴，从而驱动压缩机叶轮。通常，所提到的增压设备不仅可以用于ice，还可以用于例如燃料电池发动机(fuel cell motor)。
2、在现有技术中，例如用于六缸发动机的多通道涡轮机尤其是众所周知的。多通道涡轮机也可以称为多涡旋涡轮机或多蜗壳涡轮机。双蜗壳涡轮机或两蜗壳涡轮机是多蜗壳涡轮机的示例配置，由此每个气缸组分别与两个蜗壳中的每一个流体地联接，使得排气通过蜗壳分离流动。
3、在两蜗壳涡轮机中，两个蜗壳在轴向上相邻地开口到涡轮机叶轮的约
4、在双蜗壳涡轮机中，两个蜗壳中的每一个都仅覆盖涡轮机叶轮的入口的圆周子部分。这意味着两个蜗壳大约圆周相邻地向涡轮机叶轮打开。由此，保持排气的压力/流动分离直至到达涡轮机叶轮。已知的双蜗壳涡轮机的缺点是：在某些运行条件下(例如在高燃烧发动机rpm和/或低扭矩下)，两个螺旋中的流动分离对涡轮增压器的性能具有负面影响。为了解决这个问题，现有技术提供了溢流区域或蜗壳连接开口，其中来自一个螺旋的排气可以溢流到另一个螺旋中，反之亦然。还已知的是，这些溢流区域可以经由具有适当的阀的线性致动器而可变地打开和关闭。还已知将这些溢流区域与旁路开口相结合。这样使得能够利用相同的阀来控制旁路开口和溢流区域。旁路开口通常用于在某些运行条件下、特别是在高转速下使涡轮机旁通，以便防止涡轮增压器损坏。经由涡轮机旁路，将排气从涡轮机叶轮上游的某个位置围绕涡轮机叶轮(即没有流过涡轮机叶轮)引导到涡轮机叶轮下游的涡轮机出口。由于涡轮增压器由排气驱动，因此根据发动机中燃烧的类型，蜗壳中的温度可以在740℃至1050℃之间的范围内，甚至最高达1200℃。因此，在排气中运行的阀暴露在高温和腐蚀性酸以及可能积聚在涡轮增压器内表面上的煤烟颗粒中。
5、为了有效地控制(即打开和关闭)蜗壳连接开口和旁路开口两者，至关重要的是：任何阀都必须能够提供与蜗壳连接开口和旁路开口的相应阀座对应的紧密密封且可控的开口，不会因煤烟或油积聚而腐蚀或卡住。阀和涡轮机壳体的作用区域的磨损增加以及噪音振动粗糙度(nvh)行为是已知的挑战。特别地，排气脉冲以及热变形会恶化密封功能、磨损和nvh行为。还期望的是这类阀能够以高精度、以最小的驱动力控制，并且不受高系统压力和/或高温的不利影响。为了达到高精度并同时实现密封功能，用于控制蜗壳连接开口和旁路开口的阀通常涉及详尽的制造和组装工艺。
技术实现思路
1、相应地，本技术的目的是设计一种具有改善的性能和成本的用于控制涡轮机的蜗壳连接开口和旁路开口的阀。特别地，目标是提供一种用于控制蜗壳连接开口和旁路开口的阀，该阀在高精度上可控、不易卡住、并且在高效组装的同时提供良好的密封行为。
2、本技术涉及一种用于控制双蜗壳涡轮机的蜗壳连接开口和旁路开口的阀。此外，本技术涉及一种具有这种阀的相应双蜗壳涡轮机和一种相应排气涡轮增压器。
3、用于控制双蜗壳涡轮机的蜗壳连接开口和旁路开口的阀包括阀关闭体、杠杆臂和主轴。阀关闭体具有主体和套环。阀呈单块设计，阀关闭体、杠杆臂和主轴由单一部分制成。单块设计从根本上简化了制造和装配工艺。特别地，可以简化机加工工艺。和主轴与阀关闭体之间的具有不同单独部分的多部分阀设计相比，仅两个机加工操作(即在主轴的外轮廓处和在阀关闭体的外轮廓处)就足以使阀处于待组装状态。另外，与多部分阀设计相比，无需焊接，可以实现更好的nvh性能。由于单块阀在主轴与阀关闭体之间不具有任何移动或可移动部分，而是实心的整体部分，因此没有或至少很少发出嘎嘎声，因而可以减少磨损和振动。由于单块设计的性质以及对阀关闭体与涡轮机壳体之间的余隙有影响的单一部分公差减小，因此可以提高控制和密封的精度。阀由于具有一个单一部分而在内部减少或消除了公差链，这可以提高密封和控制的精度。由此，阀关闭体与蜗壳连接开口之间的间隙可以最小化，而不需要进一步的密封措施(例如迷宫式密封件和/或密封唇)，这对于双蜗壳涡轮机级的性能是有利的。
4、在另一方面，主体可以是基本上碗形的。套环可以形成主体的边沿。套环可以限定阀轴线。
5、在可与前一方面组合的另一方面，主体的外轮廓可以限定用于密封蜗壳连接开口的蜗壳连接密封表面。套环可以限定用于密封旁路开口的旁路密封表面。在多个方面，主体的外轮廓可以是机加工的，特别是车削的。在多个方面，旁路密封表面可以是机加工的，特别是车削的。由此，一次机加工操作足以使阀关闭体达到其最终形状。在多个方面，主体的外轮廓可以背离旁路密封表面延伸。在多个方面，主体的外轮廓可以具有从旁路密封表面到主体的底部的弯曲形状。主体的底部可以是平坦的。替代性地，主体的底部可以是弯曲的。
6、在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，主体可以是关于阀轴线轴对称的。在多个方面，主体的外轮廓可以由关于阀轴线的多个半径限定。多个半径可以在从旁路密封表面到主体的底部的方向上减小。
7、在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，阀关闭体可以是中空的。更确切地，阀关闭体的主体可以是中空的。具有中空的阀关闭体使重量和成本降低。在多个方面，阀关闭体可以在其内部限定空的空间。由于采用单块阀，所以杠杆臂与阀关闭体接触不需要任何垫圈或内部几何结构。在多个方面，空的空间可以朝向套环打开。
8、在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，杠杆臂可以连接至套环。另外或替代性地，杠杆臂可以连接至主体的内轮廓。
9、在可与前述方面中的任一方面组合的另一方面，杠杆臂可以具有弯曲形状。弯曲形状可以在套环的与旁路密封表面相反的上侧延伸并且在套环与主轴之间延伸。具有弯曲的杠杆臂使得在使用时具有更好的紧密密封性。由于弯曲形状，杠杆臂可以弹性地变形。由此，可以解释例如可能是热诱导的变形。通过阀的操作扭矩处的弹性变形，可以获得对旁路开本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阀，用于控制双蜗壳涡轮机的蜗壳连接开口和旁路开口，
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述主体(111)是碗形的，并且所述套环(112)形成所述主体(111)的边沿并且限定阀轴线(114)。
3.如权利要求2所述的阀，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓限定用于密封所述蜗壳连接开口(240)的蜗壳连接密封表面(111a)，并且所述套环(112)限定用于密封所述旁路开口(250)的旁路密封表面(112a)。
4.如权利要求3所述的阀，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓具有从所述旁路密封表面(112a)到所述主体(111)的底部(115)的弯曲形状。
5.如权利要求4所述的阀，其特征在于，所述主体(111)是关于所述阀轴线(114)轴对称的。
6.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀关闭体(110)是中空的。
7.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述杠杆臂(120)连接至所述套环(112)和所述主体(111)的内轮廓中的至少一个。
8.如权利要求3所述的阀，其特征在于，所述杠杆
9.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述杠杆臂(120)限定密封肩台(122)，所述密封肩台沿周向围绕所述主轴(130)并且指向与由所述主轴(130)限定的枢转轴线(133)平行的方向。
10.如权利要求3所述的阀，其中，所述主体(111)的外轮廓和所述旁路密封表面(112a)是机加工的。
11.如权利要求9所述的阀，其中，所述主轴(130)的外轮廓和所述密封肩台(122)是机加工的。
12.一种双蜗壳涡轮机，用于排气涡轮增压器，其特征在于，所述双蜗壳涡轮机(200)包括：
13.如权利要求12所述的双蜗壳涡轮机，其特征在于，所述阀(100)能够在关闭位置与打开位置之间枢转，在所述关闭位置所述阀抑制排气流穿过所述蜗壳连接开口(240)和所述旁路开口(250)，在所述打开位置所述阀允许排气流穿过所述蜗壳连接开口(240)和所述旁路开口(250)。
14.如权利要求13所述的双蜗壳涡轮机，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓限定用于密封所述蜗壳连接开口(240)的蜗壳连接密封表面(111a)，并且所述套环(112)限定用于密封所述旁路开口(250)的旁路密封表面(112a)；在所述关闭位置，所述主体(111)延伸穿过所述旁路开口(250)并且使得所述蜗壳连接密封表面(111a)与由所述分隔壁(234)中的蜗壳连接开口(240)限定的蜗壳连接阀座(242)相互作用，以抑制排气流在所述第一蜗壳(236)和所述第二蜗壳(238)之间穿过所述蜗壳连接开口(240)。
15.如权利要求12所述的双蜗壳涡轮机，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓限定用于密封所述蜗壳连接开口(240)的蜗壳连接密封表面(111a)，并且所述套环(112)限定用于密封所述旁路开口(250)的旁路密封表面(112a)；所述主体(111)的外轮廓和所述蜗壳连接开口(240)的轮廓成形为彼此互补。
16.如权利要求12所述的双蜗壳涡轮机，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓限定用于密封所述蜗壳连接开口(240)的蜗壳连接密封表面(111a)，并且所述套环(112)限定用于密封所述旁路开口(250)的旁路密封表面(112a)；所述阀(100)是可操作的，使得所述旁路密封表面(112a)与围绕所述旁路开口(250)定位的旁路阀座(252)密封地接合。
17.一种排气涡轮增压器，用于内燃机或燃料电池，其特征在于，所述排气涡轮增压器包括：
...【技术特征摘要】
1.一种阀，用于控制双蜗壳涡轮机的蜗壳连接开口和旁路开口，
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述主体(111)是碗形的，并且所述套环(112)形成所述主体(111)的边沿并且限定阀轴线(114)。
3.如权利要求2所述的阀，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓限定用于密封所述蜗壳连接开口(240)的蜗壳连接密封表面(111a)，并且所述套环(112)限定用于密封所述旁路开口(250)的旁路密封表面(112a)。
4.如权利要求3所述的阀，其特征在于，所述主体(111)的外轮廓具有从所述旁路密封表面(112a)到所述主体(111)的底部(115)的弯曲形状。
5.如权利要求4所述的阀，其特征在于，所述主体(111)是关于所述阀轴线(114)轴对称的。
6.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述阀关闭体(110)是中空的。
7.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述杠杆臂(120)连接至所述套环(112)和所述主体(111)的内轮廓中的至少一个。
8.如权利要求3所述的阀，其特征在于，所述杠杆臂(120)具有弯曲形状，所述弯曲形状在所述套环(112)的与所述旁路密封表面(112a)相反的上侧延伸、在所述套环(112)与所述主轴(130)之间延伸。
9.如权利要求1所述的阀，其特征在于，所述杠杆臂(120)限定密封肩台(122)，所述密封肩台沿周向围绕所述主轴(130)并且指向与由所述主轴(130)限定的枢转轴线(133)平行的方向。
10.如权利要求3所述的阀，其中，所述主体(111)的外轮廓和所述旁路密封表面(112a)是机加工的。
11.如权利要求9所述的阀，其中，所述主轴(130)的外轮廓和所述密封肩台(122)是机加工的。
12.一种双蜗壳涡轮机，用于排气涡轮增压器，其特征在于...
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