CN105317480A - 涡轮增压器的涡轮壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种涡轮增压器涡轮壳体。该涡轮增压器涡轮壳体可以包括：限定涡轮叶轮开口的基部，该涡轮叶轮开口包括限定轴向方向的轴线；限定排气进口的排气进口凸缘；限定排气出口的排气出口凸缘；废气门轴孔、废气门通道、用于该废气门通道的废气门开口、和设置在该废气门开口周围的废气门座；凸台，其中每个凸台限定冷却剂开口；与至少两个冷却剂开口流体连通的螺旋冷却剂通道，其中螺旋冷却剂通道包括相对于涡轮增压器涡轮壳体的轴向尺寸的至少两个卷绕部；及与螺旋冷却剂通道的至少两个卷绕部中的至少两个卷绕部流体连通的至少一个冷却剂通道。

Description

涡轮增压器的涡轮壳体
技术领域
本文中所公开的主题总体上涉及用于内燃发动机的涡轮机械，尤其涉及涡轮壳体。
背景技术
涡轮增压器的排气涡轮壳体可至少部分地容纳涡轮叶轮并且可接收由内燃发动机所产生的排气，例如用以使涡轮叶轮旋转。进入这种涡轮壳体的排气可以处于高达大约500℃或以上的温度。例如，柴油机排气可从怠速时的大约100℃变化至高负荷时的大约500℃，而就汽油发动机而言，排气温度在上端会超过大约1000℃。热能从排气向涡轮增压器各种部件的传递有时会不利于涡轮增压器的工作。
附图说明
参考以下的详细说明并结合附图中所示出的例子，可以对本文中所描述的各种方法、装置、组件、***、布置等及其等同物有更全面的理解，在附图中：
图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的图示。
图2是包括冷却剂通道芯和中央芯的组件的一个例子的透视图。
图3是涡轮壳体的一个例子的平面图。
图4是沿直线A-A的图3的涡轮壳体的剖视图。
图5是沿直线B-B的图4的涡轮壳体的剖视图。
图6是沿直线C-C的图3的涡轮壳体的剖视图。
图7是沿直线D-D的图5的涡轮壳体的剖视图。
图8示出了包括图3的涡轮壳体的组件的一个例子的透视图和剖视图。
图9示出了中央壳体旋转组件（CHRA）的一个例子的剖视图。
具体实施方式
涡轮增压器常常是用于增加内燃发动机的输出。参照图1，作为一个例子，***100可以包括内燃发动机110和涡轮增压器120。如图1中所示，***100可以是车辆101的一部分，其中***100被设置在发动机舱中并且连接到将排气引导至排气出口109的排气导管103，排气出口例如位于乘客舱105后面。在图1的例子中，可设置用于对排气进行处理（例如，通过对分子的催化转化等而减少排放）的处理单元107。
如图1中所示，内燃发动机110包括：容纳一个或多个可操作地驱动轴112（例如，通过活塞）的燃烧室的发动机缸体118、以及提供空气至发动机缸体118的流动路径的进气口114和为来自发动机缸体118的排气提供流动路径的排气口116。
涡轮增压器120可以起到从排气中提取能量并且为进入的空气提供能量的作用，该进入的空气可与燃料混合而形成燃烧气体。如图1中所示，涡轮增压器120包括空气进口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳体组件124、用于涡轮叶轮127的涡轮壳体组件126、另一个壳体组件128和排气出口136。壳体128可称为中央壳体组件，因为它被设置在压缩机壳体组件124与涡轮壳体组件126之间。轴122可以是包括多种部件的轴组件。轴承***（例如，轴颈轴承、滚动元件轴承等）可以可旋转地支撑轴122，将该轴承***设置在壳体组件128中（例如，设置在由一个或多个孔壁所限定的孔中）使得涡轮叶轮127的旋转导致压缩机叶轮125的旋转（例如，因为被轴122可旋转地联接）。作为一个例子，中央壳体旋转组件（CHRA）可以包括压缩机叶轮125、涡轮叶轮127、轴122、壳体组件128及各种其它部件（例如，设置在位于压缩机叶轮125与壳体组件128之间的轴向位置的压缩机侧板）。
在图1的例子中，图中显示可变几何形状组件129被部分地设置在壳体组件128与壳体组件126之间。这种可变几何形状组件可包括叶片或其它部件，用以改变通道的几何形状，所述通道引导到在涡轮壳体组件126中的涡轮叶轮空间。作为一个例子，可提供可变几何形状压缩机组件。
在图1的例子中，废气门阀（或者简称为废气门）135位于接近涡轮壳体组件126的排气进口的位置。可以控制废气门阀135从而允许来自排气口116的至少部分排气绕过涡轮叶轮127。各种废气门、废气门部件等可应用于常规的固定式喷嘴涡轮、固定叶片喷嘴涡轮、可变喷嘴涡轮、双涡流涡轮增压器等。
在图1的例子中，还示出了排气再循环（EGR）导管115，该导管可任选地具备一个或多个阀117，例如从而允许排气流动到压缩机叶轮125上游的位置。
图1还示出了用于排气流动到排气涡轮壳体组件152的示范性装置150、和用于排气流动到排气涡轮壳体组件172的另一个示范性装置170。在装置150中，圆柱体头部154包括在其中的通道156，该通道将排气从圆柱体引导至涡轮壳体组件152；同时在装置170中，歧管176提供涡轮壳体组件172的安装，例如没有任何排气管道的单独的中间长度。在示范性的装置150和170中，涡轮壳体组件152和172可构造成用于废气门、可变几何形状组件等。
在图1中，示出了控制器190的一个例子，该控制器190包括一个或多个处理器192、存储器194及一个或多个接口196。这种控制器可包括电路，诸如发动机控制单元（ECU）的电路。如本文中所述，可任选地结合控制器而实施各种方法或技术，例如通过控制逻辑。控制逻辑可取决于一种或多种发动机工况（例如，涡轮每分钟转数、发动机每分钟转数、温度、负荷、润滑剂、冷却等）。例如，传感器可将信息经由一个或多个接口196传输至控制器190。控制逻辑可依赖于这样的信息，反过来，控制器190可输出控制信号以控制发动机工作。控制器190可构造成控制润滑剂流量、温度、可变几何形状组件（例如，可变几何形状压缩机或涡轮）、废气门（例如，通过致动器）、电动机、或者与发动机相关的一个或多个其它部件、一个涡轮增压器（或多个涡轮增压器）等。
作为一个例子，涡轮增压器120可包括一个或多个致动器和/或一个或多个传感器198，致动器和/或传感器例如联接到控制器190的一个或多个接口196。作为一个例子，废气门135可由控制器控制，该控制器包括对电信号、压力信号等产生响应的致动器。作为一个例子，用于废气门的致动器可以是机械致动器，该机械致动器例如可在无需电功率的情况下操作（例如，考虑构造成对经由导管所提供的压力信号产生响应的机械致动器）。
至于废气门，废气门可构造成外部的废气门或内部的废气门。通常，废气门可构造成阀，该阀是可控制的从而选择性地允许至少部分的排气旁通绕过涡轮。作为一个例子，在排气涡轮驱动用于增加到内燃发动机进口压力的压缩机（例如，在涡轮增压器中）的情况下，废气门提供控制增压压力的手段。
内部废气门可至少部分地合并入涡轮壳体中，并且例如包括挡板阀（例如，塞）、曲柄臂、轴或杆、和致动器。废气门的塞可包括表面，该表面构造成落座抵靠着被设置在排气旁通开口周围的阀座（例如，阀座或废气门座）。
在闭合位置，应当用充分的力将废气门塞落座抵靠着废气门座（例如，座表面），从而有效地密封排气旁通开口（例如，以防止排气从高压排气供给到较低压力区域的泄漏）。高负荷要求会在废气门的运动学部件中产生高机械应力，由此在某些情况下导致显著地尺寸过大的部件设计以便符合可靠性水平（例如，正如发动机制造商所要求的）。用于汽油发动机用途的废气门部件的可靠性是尤其重要，其中操作温度和排气脉冲水平可以是相当高（例如，高达大约1000℃或以上）。
作为一个例子，涡轮壳体可以是铸造部件，该铸造部件包括用于流体流动的通道，该流体可用于例如提取热能由此使涡轮壳体冷却。例如，考虑包括用于水和/或其它冷却剂的流动的通道的涡轮壳体。在这样的例子中，基于工况，涡轮壳体可由期望的一种或多种材料（例如，较低温度的材料、较低重量的材料等）制成。作为一个例子，具有冷却剂通道的涡轮壳体可在发动机舱中辐射出较少的热，可允许热回收（例如，能量管理），可改善发动机冷起动行为，可提高性能（例如，燃料消耗等）并且可提供可能的成本降低。至于材料，考虑由下列材料中的一种或多种材料所制成的涡轮壳体：硅钼（SiMo）、D5S/D35和铝。例如，考虑下面的表1，该表中列出了材料的一些例子以及歧管和排气温度（℃）的例子。
表1。
作为一个例子，涡轮壳体可由铝制成，该铝可以是铝合金。在这样的例子中，与由具有较高密度的相似体积的材料所制成的涡轮壳体相比，可实现重量减小。
具有冷却剂通道的涡轮壳体的制造会造成一些困难。例如，在铸造工艺中，将冷却剂芯回路关于具有废气门通道的涡轮壳体安装的困难包括：在不影响涡轮叶轮轮廓（例如，罩环轮廓）的情况下将冷却剂芯安装在废气门通道附近的问题、以及使衬套区域（例如，其可能暴露于高温）冷却下来的问题。
作为一个例子，可设置冷却剂芯，该冷却剂芯使铸造工艺能够相对稳定，并且例如是相对地可重复的。这种芯的目的在于实现涡轮壳体的一种或多种热传递条件目标。
作为一个例子，冷却剂芯可以是蛇形的芯，在铸造工艺中该芯可以用于将冷却剂通道赋予到铸造涡轮壳体。这一方法可提供相对稳定且相对均匀的热排除。例如，可实现热传递交换率同时将与冷却剂流量相关的压力降保持在控制之下（例如，在一个或多个目标内）。
作为一个例子，冷却剂芯可包括可减少在浇注期间芯产生裂缝或位移的危险的特征，该裂缝或位移有可能导致不利的问题，例如铸造质量、废品率（例如，由于芯之间的壁厚度会过小或者甚至具有裂缝的情况）、工具损坏等。例如，冷却剂芯可包括一个或多个骨干特征，例如考虑肋条和骨干结构（例如，具有一个或多个骨干和一个或多个肋条）。
作为一个例子，冷却剂芯可包括一个或多个铸造特征，例如考虑受限制的通道，该通道可提高浇注期间芯的耐热性和稳定性。
作为一个例子，骨干方法可有助于控制不希望的旁通和再循环，由此可使额外的死体积对流体动态行为的影响最小化。作为一个例子，针对冷却剂芯的骨干方法可提供具有冷却剂通道的涡轮壳体的形成，该冷却剂通道可以足够地冲洗并且可以提供足够的热传递。
作为一个例子，冷却剂芯可设置有硬化特征，例如该硬化特征赋予结构稳定性从而便于具有冷却剂通道的涡轮壳体的铸造。作为一个例子，这些特征可提供具有有限的不期望的直接旁通的一个或多个凹槽的期望设计，例如，以实现期望水平的热排除。冷却剂芯可构造成将冷却剂通道赋予一个或多个特定区域。
一个或多个芯可用于铸造壳体的铸造工艺，其中例如，相对于至少一个芯的凸特征可以凹的方式形成壳体中的通道。作为一个例子，铸造工艺可以是重力浇注砂型铸造工艺。作为一个例子，壳体可由至少部分地被至少一个芯所成形的硬化的熔融材料（例如，金属、合金等）制成。作为一个例子，芯可由压实砂制成，在形成铸造壳体的材料已固化和冷却之后可将该芯从铸造壳体中分解并取出。
图2示出了组件200的一个例子，该组件200包括中央芯202和冷却剂通道芯204。如图中所示，中央芯202包括涡壳形成部205、进口部211、废气门轴孔部215、涡轮叶轮开口部241和出口部251。如图中所示，冷却剂通道芯204包括螺旋管状部207，该旋管状部207从端部271延伸至由多个构件265-1、265-2和265-3所支撑的端部281。图2还示出了包括出口轴线（zo）的中央芯202；注意到，中央芯202也可包括进口轴线（例如，zin）。可相对于中央芯 202的一个或多个轴线限定螺旋管状部207及构件265-1、265-2和265-3的位置。
如图2的例子中所示，螺旋管状部207可以包括多个卷绕部275-1、275-2、275-3和275-4，其中每个卷绕部275-1、275-2、275-3和275-4 可被多个构件265-1、265-2和265-3中的至少一个所支撑。如图中所示，在与中央芯202的部分相隔一径向距离处设置有冷却剂通道芯204的螺旋管状部207，并且沿螺旋管状部207的径向的面朝外表面设置有构件265-1、265-2和265-3。
作为一个例子，可认为构件265-1、265-2和265-3构成骨干特征，同时可认为螺旋管状部207构成肋条特征（例如，从骨干中延伸出的肋条）。构件265-1、265-2和265-3可为冷却剂通道芯204提供结构完整性，尤其是为螺旋管状部207提供结构完整性。作为一个例子，中央芯202的废气门轴孔部215可以是在定位冷却剂通道芯204之后所安装的特征。例如，中央芯202可构造成定位在由冷却剂通道芯204所限定的中部空间中，然后可向其中加入废气门轴孔部215（例如，经由开口等接纳）以形成组件200。如图2的例子中所示，卷绕部275-1通到废气门轴孔部215的一侧，卷绕部275-2通到废气门轴孔部215的另一侧，构件265-1被设置到废气门轴孔部215的一侧并且构件265-2被设置到废气门轴孔部215的另一侧。在这样的例子中，废气门轴孔部215被可以在铸造涡轮壳体中形成冷却剂通道的结构特征“盒装”。这种方法可以提供对形成于铸造涡轮壳体中的废气门轴孔的冷却。作为一个例子，可利用柱面坐标***，例如关于r、z和Θ位置，来描述构件265-1和265-2、卷绕部275-1和275-2、及废气门轴孔部215。
在用铸造材料进行铸造时，组件200可形成具有冷却剂通道的涡轮壳体的各种特征。作为一个例子，这种涡轮壳体的冷却剂通道可包括由螺旋管部207和构件265-1、265-2和265-3所形成的冷却剂通道。作为一个例子，可认为构件265-1、265-2和265-3形成骨干特征，同时可认为螺旋管部207形成肋条特征。
图3示出了部分地由图2的组件200所形成的涡轮壳体300的一个例子的下部平面图。如图中所示，涡轮壳体300包括：包括排气进口311的凸缘部310、用于废气门轴的孔315、涡壳壁320、包括用于接纳涡轮叶轮的开口341的基部340（例如，中央壳体凸缘部）、从涡壳的喉道向内设置的特征342（例如，用于涡轮壳体机械加工的尺寸控制）、涡轮叶轮罩环壁344、分别由凸台360和370和380限定的冷却剂开口361、371和381、及废气门通道347的废气门开口346（参见例如图5），其中废气门座348围绕废气门开口346。
图3还示出了废气门组件390的一个例子，该废气门组件390可包括例如轴392、从轴392中延伸出的臂394、和从臂394中延伸出的废气门塞396。如图中所示，轴392可至少部分地被孔315所接纳，可选地具有在轴392与孔315之间的衬套。在这样的例子中，轴392的旋转可控制废气门塞396相对于废气门开口346的位置。
至于冷却剂开口361、371和381，作为一个例子，这些开口中的一个可用于芯稳定性的目的（例如，有助于维持芯稳定性）。在这样的例子中，其它两个开口（例如，开口381和371）可用作进口和出口，例如取决于封装（例如，发动机室特性等）、壳体冷却策略等。例如，一个用途可倾向于将开口381设置为进口并将开口371设置为出口，然而另一个用途可倾向于将开口371设置为进口并将开口381设置为出口。
如上所述，废气门（或废气门组件）的各种部件容易受到磨损、不对准等的影响。可选地将包括冷却剂通道的涡轮壳体冷却以除去热能，由此可降低温度、降低随时间的温度梯度、减小空间中的温度梯度等，这可改善废气门的操作和使用寿命等。例如，在利用冷却剂流将温度维持在一定范围内的情况下，可更有效地管理部件的热膨胀（例如，及一个或多个间隙），由此可降低在轴、衬套等附近的排气泄漏的危险性。
作为一个例子，在冷却剂通道是螺旋的情况下，可通过使冷却剂在涡轮壳体的冷却通道中流动而降低在废气门轴附近的排气泄漏的危险性；该螺旋包括：通到涡轮壳体的废气门轴孔的一侧的卷绕部、和通到废气门轴孔的另一侧的卷绕部。这种方法可用于维持废气门轴的可控制性并因此利用可操作地联接到废气门轴或者与废气门轴成为整体的塞来维持废气门打开。
作为一个例子，涡轮壳体可包括废气门特征及在涡轮壳体内部通过的多个冷却剂通道，其中一个或多个冷却剂通道通到接近一个或多个废气门特征的位置。在这样的例子中，一个或多个冷却剂通道可通到接近废气门轴孔的位置，该废气门轴孔包括可选地由衬套所支撑的废气门轴。在这样的例子中，冷却剂可用于调节废气门轴孔的温度，并因此调节废气门轴和衬套的温度，如果存在的话。
作为一个例子，可利用在冷却剂通道中流动的冷却剂使涡轮壳体冷却以减少向发动机舱的热辐射。这种冷却剂可用作热回收流体，例如用于能量管理。作为一个例子，通过涡轮增压器的操作可将冷却剂加热，其中经加热的冷却剂可改善发动机冷起动行为。在这样的例子中，可在性能方面实现改善，包括例如燃料消耗（例如，效率）的改善。
作为一个例子，可在相对于重力的方向上，将涡轮壳体安装在发动机舱中。基于该方向，浮力可导致气泡在一个特定方向上流动。作为一个例子，一个或多个冷却剂通道可取向在允许气泡沿一个或多个冷却剂通道流动的方向上。例如，考虑具有由构件265-1、265-2和265-3所形成的形状的通道，构件265-1、265-2和265-3相对于重力轴向地取向以促进气泡在通道中的流动。在这样的例子中，气泡可从螺旋形冷却剂通道流动到轴向取向通道中的一个通道。这种布置可用作气泡分离器（例如，从在螺旋冷却剂通道中流动的冷却剂中分离出空气）。作为一个例子，某些通道可被称为骨干通道，其连接螺旋通道的至少两个卷绕部。在这样的例子中，骨干通道可起释放残留的空气气泡的作用（例如，在冷却剂的充入期间等）。作为一个例子，取决于条件，冷却剂可经历导致气泡形成（例如，考虑在包括水的冷却剂中的水蒸气形成）的压力和温度等。在这样的例子中，一个或多个通道可起从螺旋通道中分离出这种气泡的作用。
作为一个例子，骨干通道可从螺旋通道中径向地偏移，例如以减小流体窜流的危险性。例如，骨干通道可与在螺旋通道的小部分壁上的螺旋通道交叉（参见例如，图2的冷却剂芯207）。以这种方式，螺旋通道中的流动可在其体积流量方面相对不受干扰。作为一个例子，骨干通道可与螺旋通道的多个卷绕部流体连通，其中在连接点之间的压力差可导致骨干通道中的一些量的流动（例如，从较高压力卷绕部流动到较低压力卷绕部）。然而，骨干通道可包括小于螺旋通道的横截面流动面积。在这样的例子中，对骨干通道中的流动的阻力（例如，壁阻力）可高于较大横截面积的螺旋通道的流动阻力。例如，考虑图2中与卷绕部275-1、275-2、275-3和275-4的尺寸相比较的构件265-1、265-2和265-3的尺寸（亦参见例如图5）。此外，通道的进口和出口的横截面积可以影响流量。作为一个例子，螺旋通道的出口可大于骨干通道的可能出口。作为一个例子，骨干通道的可能出口可具有可小于骨干通道的横截面流动面积。作为一个例子，可将骨干通道的可能出口设置在与骨干通道的流动轴线形成一个角度的方向上（例如，考虑对动量守恒的影响）。作为一个例子，螺旋通道可包括与螺旋通道的流动轴线对准的出口，并且骨干通道可包括不与骨干通道的流动轴线对准的出口。
作为一个例子，涡轮增压器涡轮壳体可以包括：限定涡轮叶轮开口的基部，该涡轮叶轮开口包括限定轴向方向的轴线；限定排气进口的排气进口凸缘；限定排气出口的排气出口凸缘；废气门轴孔、 废气门通道、废气门通道的废气门开口及设置在废气门开口附近的废气门座；其中每个凸台限定冷却剂开口的凸台；与至少两个冷却剂开口流体连通的螺旋冷却剂通道，其中螺旋冷却剂通道包括相对于涡轮增压器涡轮壳体的轴向尺寸的至少两个卷绕部；及与螺旋冷却剂通道的至少两个卷绕部中的至少两个流体连通的至少一个冷却剂通道。
图3示出了沿直线A-A和直线C-C的涡轮壳体300的平面图。图4中示出了沿直线A-A的涡轮壳体300的剖视图，图6示出了沿线C-C的涡轮壳体300的剖视图。
在图4中，涡轮壳体300的剖视图示出了对应于冷却剂通道芯204的螺旋管状部207的各种通道375-1、375-2、375-3和375-4。图4还示出了部分地由涡壳壁320所限定的涡壳322，其中涡壳322包括喉道324，该喉道324向由涡轮壳体300所限定的涡轮叶轮空间343开放。在这样的例子中，排气可经由凸缘部310的排气进口311流动至涡壳322，然后经由喉道324流动至涡轮叶轮空间343。排气可驱动设置在涡轮叶轮空间343中的涡轮叶轮，然后经由出口凸缘部350的排气出口351离开涡轮壳体300。至于废气泄放，其中轴被接纳在孔315中，可操作地联接到轴的塞可相对于废气门开口346而定位，该废气门开口346包括在其周围的废气门座348。在图4的例子中，图中显示箭头是在经由废气门开口346的废气泄放的排气流动的总方向上。如图3中所示，沿直线A-A的横截面偏移到废气门开口346的右侧，废气门开口346可接收经由凸缘部310的排气进口311的排气，并且在不使废气在涡壳320中循环且不使废气经过喉道324流到涡轮叶轮空间343的情况下对排气进行废气泄放。
如图4中所示，参照图2，冷却剂通道375-1和375-2被设置在接近孔315的位置，冷却剂通道375-3和375-4被设置在接近罩环壁344和涡壳322的位置。可参照图2的组件200的冷却剂芯204的螺旋管状部207的卷绕部275-1、275-2、275-3和275-4，来理解冷却剂通道375-1、375-2、375-3和375-4的路径。
图4还示出了经过冷却剂通道375-1和孔315的直线B-B。图5示出了沿直线B-B的涡轮壳体300的相应的剖视图。
在图5中，冷却剂通道365-1、365-2和365-3对应于部分地由图2的组件200的冷却剂通道芯204的构件265-1、265-2和265-3所构成的冷却剂通道。如图中所示，冷却剂通道365-1、365-2和365-3可将通道375-1与其它通道（例如，375-2、375-3和375-4）以“短路”的方式流体连接。换句话说，流体可轴向地沿冷却剂通道365-1、365-2或365-3中的一个通道流动，例如从一个通道“卷绕部”流动到另一个通道“卷绕部”。这种方法可提供死空间的减小、排放、多流动路径等。
图5还示出了涡轮叶轮空间343的罩环壁344和废气门通道壁345；废气门通道壁345至少部分地限定废气门通道347、废气门开口346和废气门座348。如关于图3中所说明的，废气门轴可被接纳在孔315中，其中塞可操作地联接到废气门轴并且可相对于废气门开口346而定位，其中例如塞可包括密封面，该密封面与废气门座348接触用于废气门的关闭定向，以及远离废气门座348而定向（例如，非接触）用于废气门的打开定向。
图5还示出了位于凸缘部310与部分限定通道375-1的壁377之间的直线D-D。图7示出了沿直线D-D的涡轮壳体300的剖视图。
如上所述，图6示出了沿直线C-C的涡轮壳体300的剖视图。各种箭头表示排气在涡轮壳体300中流动的可能方向的一些例子。例如，排气可从涡壳322经由喉道324（例如或者喷嘴）流动到涡轮叶轮空间343然后经由出口凸缘部350的排气出口351离开涡轮壳体300。在废气门处于打开定向的情况下，排气可从凸缘部310的排气进口311流动到排气出口空间349，经由废气门通道347和废气门开口346到达涡轮壳体300的出口凸缘部350的排气出口351。如沿直线C-C的涡轮壳体300的剖视图中所示，存在用附图标记375-5所标注的冷却剂通道，该冷却剂通道与其它通道流体连通（例如，被划分成围绕旁通通道）。
如上所述，图7示出了沿直线D-D的涡轮壳体的剖视图。在图7中，示出了由凸台360所限定的冷却剂开口361，并且还示出了凸台380，凸台380限定冷却剂开口381。在图7的例子中，凸缘部310延伸至颈部312，该颈部312包括排气通道313和冷却剂通道383，其中排气通道313与凸缘部310的进口311流体连通并且其中冷却剂通道383与凸台380的冷却剂开口381流体连通。如图中所示，冷却剂通道383具有在颈部312的壁316周围的半环形横截面，该颈部312的壁316部分地限定排气通道313。在操作中，例如当热从排气通道313中的排气被传递至壁316 然后被传递至冷却剂通道383中的冷却剂时，冷却剂通道383中的冷却剂可使壁316冷却。在平面中向内的移动，剖视图可显示冷却剂开口381与另一个半环形通道流体连通，例如连通到排气通道313的右侧。以这种方式，可利用冷却剂使限定排气通道313的一个或多个壁冷却。
图8示出了组件800的一个例子，该组件800包括具有致动杆802的致动器801，致动杆802可操作地联接到连杆803，该连杆803可操作地联接到拴804，该拴804可操作地联接到与废气门轴392配合的控制臂398。作为一个例子，组件可包括涡轮增压器的各种特征，诸如GARRETT® GT 12系列涡轮增压器、GARRETT® GT 14系列涡轮增压器等。例如，涡轮壳体300可以是涡轮增压器的涡轮壳体，该涡轮增压器包括GARRETT® GT 1446涡轮增压器的特征（例如，压缩机部、中央壳体部、废气门控制器等）。
在图8的例子中，废气门组件390包括：衬套393（该衬套393构造成被涡轮壳体300的孔315所接纳）、联接到拴804的控制臂398、废气门臂、和包括轴392的塞（参见例如图3）。如图中所示，衬套393被设置在孔315与轴392之间，例如以便支撑轴392的旋转，从而起从外部空间密封排气室的作用（例如，减少排气泄漏）等。孔315、衬套393和轴392可各自被一个直径以及一个或多个长度所限定。例如，轴392包括直径Ds，孔315包括直径DB ，而 衬套393包括内直径Dbi和外直径Dbo。在图8的例子中，当组装各种部件时，至于这种直径：DB>Dbo>Dbi>Ds。至于长度，轴392的长度超过衬套393的长度，衬套393的长度超过孔315的长度。这些长度可相对于轴的轴线zs、衬套轴线zb和孔轴线zB而限定。如图中所示，衬套393被轴向地设置在轴392的肩部（例如，臂398与轴392接触的臂398的面）与控制臂398之间。
在图8的例子中，示出了在衬套398表面与控制臂398表面之间的间隙△z，该间隙允许轴392的轴向运动，例如，以便于塞396 相对于废气门座348的自我定心（参见例如图3）。例如，塞396可包括用于相对于废气门座348的形状自我定心的形状。作为一个例子，塞396可包括环面部，废气门座348可包括锥面使得塞396可相对于废气门座348自我定心。通过施加力可促进自我定心，该力的作用是将塞396相对于废气门座348保持在闭合位置。
如上所述，涡轮壳体300可以包括可以用于从涡轮壳体300中除去热的冷却剂通道，其中至少一个冷却剂通道通到接近废气门轴392的孔315的位置（参见例如图6中相对于孔315的通道375-1和375-2）。在这样的例子中，以有助于通过致动器801使废气门轴392操作的方式来控制温度，该致动器801有助于废气门塞396相对于废气门座348的落座，废气门座348有助于孔315至少部分地被衬套393等密封。例如，可对温度进行控制以维持间隙、接触面等（例如，相对于材料性能，诸如热膨胀系数等）。作为一个例子，温度控制可有助于维持倾斜的间隙，如图8中的角度△φ和接触点399-1和399-2所示，例如，温度控制可有助于维持间隙△z（例如，便于塞相对于废气门座的自我定心）。作为一个例子，涡轮壳体300可便于废气门可控制性并且可减少排气经由孔315的泄漏，这进而可改善排放。
图9示出了中央壳体旋转组件（CHRA）900 的一个例子，该中央壳体旋转组件包括：轴922、压缩机叶轮925、涡轮叶轮927、中央壳体928、和被支撑在中央壳体928的通孔中的轴承组件930。作为一个例子，涡轮壳体（诸如涡轮壳体300）可操作地联接到中央壳体928（例如，作为涡轮增压器的一部分）。作为一个例子，中央壳体可包括用于润滑剂至少流动至轴承组件930的润滑剂通道，该轴承组件930可旋转地支撑轴922，该轴922可通过焊接而连接到涡轮叶轮927（例如，作为轴和叶轮组件）并且经由压缩机叶轮925的孔和螺母而连接到压缩机叶轮925。作为一个例子，压缩机叶轮可以是无孔压缩机叶轮。
作为一个例子，例如利用凸缘，可将组件配合到排气导管或者内燃发动机的其它部件中（参见例如图1的例子），使得经由进口而接收排气并将排气引导至涡轮壳体的涡壳。从涡壳中排气可被经由喷嘴被引导至设置在涡轮壳体中的涡轮叶轮从而在涡轮叶轮空间中流动并膨胀。然后，排气可以通过流入室、然后经由排气出口开口流出涡轮壳体而离开涡轮叶轮空间。至于废气泄放，在利用致动器致动控制连接时，可使废气门臂和塞旋转使得至少一部分的所接收的排气可以在废气门通道中流动，经过废气门座流入室中，而不是经过喷嘴流到涡轮叶轮空间。排气中经废气泄放的部分然后可经由排气出口开口而离开涡轮壳体（例如，并且通到车辆的排气***，被部分地再循环等）。
作为一个例子，涡轮增压器组件可包括图8的组件800的特征、图3的涡轮壳体300的特征（例如，包括废气门特征和冷却剂通道）和图9的CHRA的特征。作为一个例子，这种涡轮增压器组件 可与可以提供流体至涡轮壳体300的冷却剂通道的一个或多个导管、以及可以接纳来自涡轮壳体300的冷却剂通道的流体的一个或多个导管相配合。这种流体可以是内燃发动机的发动机冷却***的流体。
虽然各种例子是针对冷却剂和冷却剂通道，但取决于操作条件，流体可处在高于涡轮壳体温度的温度。例如，考虑温度可下降至低于水的冰点并且可用加热块将冷却剂加热到超过环境温度的温度的环境。在这样的例子中，这种冷却剂循环至涡轮壳体的冷却剂通道可起提高涡轮壳体温度的作用。
作为一个例子，可利用流体泵将冷却剂加压以便使其在冷却剂通道中流动。基于期望的热传递、温度状况等，可将冷却剂提供至一个或多个冷却剂开口从而在一个特定方向上流动（例如，从一个或多个进口到一个或多个出口）。作为一个例子，***可包括一个泵、多个泵、一个阀、多个阀等，用以控制流量和控制流动方向等。作为一个例子，控制器可至少部分地基于测量的温度和/或其它操作条件而控制流到涡轮壳体的冷却剂的流量。
作为一个例子，涡轮增压器涡轮壳体可以包括基部，该基部限定涡轮叶轮开口，该涡轮叶轮开口包括限定轴向方向的轴线；限定排气进口的排气进口凸缘；限定排气出口的排气出口凸缘；废气门轴孔，废气门通道、废气门通道的废气门开口和设置在废气门开口附近的废气门座；其中每个凸台限定一个冷却剂开口的凸台；与至少两个冷却剂开口流体连通的螺旋冷却剂通道，其中螺旋冷却剂通道包括相对于涡轮增压器涡轮壳体的轴向尺寸的至少两个卷绕部；及与至少两个螺旋冷却剂通道的至少两个卷绕部流体连通的至少一个冷却剂通道。在这样的例子中，与螺旋冷却剂通道的至少两个卷绕部中的至少两个流体连通的至少一个冷却剂通道可以包括冷却剂通道，该冷却剂通道与轴线径向地偏移并且在轴向方向上延伸一定长度。
作为一个例子，涡轮增压器涡轮壳体可以包括冷却剂通道，该冷却剂通道与螺旋冷却剂通道的至少三个卷绕部流体连通。作为一个例子，涡轮增压器涡轮壳体可以包括具有至少三个卷绕部的螺旋冷却剂通道。作为一个例子，螺旋冷却剂通道可包括四个卷绕部。
作为一个例子，涡轮增压器涡轮壳体可以包括废气门轴孔，该废气门轴孔至少部分地被设置在螺旋冷却剂通道的两个卷绕部之间。在这样的例子中，两个卷绕部中的一个可以是最接近排气出口的卷绕部。
作为一个例子，涡轮增压器涡轮壳体可以包括三个凸台，其中每个凸台限定各自的冷却剂开口。在这样的例子中，将三个冷却剂开口中的一个开口密封（例如，密封的开口），其它两个冷却剂开口可以是冷却剂进口和冷却剂出口。
作为一个例子，用于形成涡轮增压器涡轮壳体中的冷却剂通道的冷却剂通道芯可以包括：从第一端延伸至第二端且包括在这两个端部之间的至少两个卷绕部的螺旋管状部；将螺旋管状部的至少两个卷绕部中的至少两个卷绕部连接的至少一个构件。在这样的例子中，芯可包括砂（例如，压实的砂）。作为一个例子，芯可包括螺旋管状部，该螺旋管状部包括至少三个卷绕部。作为一个例子，芯可包括存在于端部卷绕部与相邻卷绕部之间的间隙，其中该间隙允许在两者之间形成废气门轴孔（例如，利用另一个芯的一部分）。作为一个例子，芯可以包括将芯的螺旋管状部的至少两个卷绕部中的至少两个卷绕部连接的至少两个构件。
作为一个例子，冷却剂通道芯可以包括从螺旋管状部中延伸出的分枝，其中该分枝包括端部。作为一个例子，冷却剂通道芯可以包括第一端、第二端以及该分枝的一端部，该端部是用于形成至少一个冷却剂进口和至少一个冷却剂出口的冷却剂开口特征。
作为一个例子，使涡轮增压器涡轮壳体冷却的方法可以包括：使冷却剂流动至包括至少两个卷绕部的螺旋冷却剂通道；使至少一部分的冷却剂在轴向方向上从至少两个卷绕部中的一个卷绕部经由冷却剂通道流动到至少两个卷绕部中的另一个卷绕部，该冷却剂通道与螺旋形冷却通道的至少两个卷绕部中的至少两个流体连通。这种方法可包括：例如使空气在轴向方向上在冷却剂通道中流动。
作为一个例子，方法可包括：将螺旋冷却剂通道的三个开口中的一个开口密封，以及将两个未密封的开口用作冷却剂进口和冷却剂出口。作为一个例子，方法可以包括：使冷却剂流动至螺旋冷却剂通道、以及使至少一部分的冷却剂在螺旋冷却剂通道的至少两个卷绕部中的两个卷绕部中流动；其中废气门轴孔至少部分被地设置在这两个卷绕部之间。
作为一个例子，用于形成涡轮增压器涡轮壳体的方法可以包括：设置冷却剂通道芯，该冷却剂通道芯包括从第一端延伸至第二端并且包括在这两端之间的至少两个卷绕部的螺旋管状部、和将螺旋管状部的至少两个卷绕部中的至少两个连接的至少一个构件；提供至少部分地被设置在至少部分地由螺旋管状部所限定的中央空间中的中央芯；将熔融材料浇注于包括冷却剂通道芯和中央芯的模具中；及取出冷却剂通道芯和中央芯，以形成涡轮增压器涡轮壳体。
尽管已在附图和前述具体实施方式中描述了方法、装置、***、布置等的一些例子，但应当理解的是所公开的示范性实施例并不是限制性的，但许多重新布置、修改和替换是可能的。

Claims (16)

1. 一种涡轮增压器涡轮壳体，包括：
限定涡轮叶轮开口的基部，所述涡轮叶轮开口包括限定轴向方向的轴线；
限定排气进口的排气进口凸缘；
限定排气出口的排气出口凸缘；
废气门轴孔、废气门通道、用于所述废气门通道的废气门开口和设置在所述废气门开口周围的废气门座；
凸台，其中所述凸台中的每个限定冷却剂开口；
与所述冷却剂开口中的至少两个流体连通的螺旋冷却剂通道，其中，所述螺旋冷却剂通道包括相对于所述涡轮增压器涡轮壳体的轴向尺寸的至少两个卷绕部；及
至少一个冷却剂通道，所述冷却剂通道与所述螺旋冷却剂通道的所述至少两个卷绕部中的至少两个流体连通。
2. 如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，与所述螺旋冷却剂通道的所述至少两个卷绕部中的至少两个流体连通的所述至少一个冷却剂通道包括与所述轴线径向地偏移且在所述轴向方向上延伸一定长度的冷却剂通道。
3. 如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，与所述螺旋冷却剂通道的所述至少两个卷绕部中的至少两个流体连通的所述至少一个冷却剂通道包括与所述螺旋冷却剂通道的至少三个卷绕部流体连通的冷却剂通道。
4. 如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，所述螺旋冷却剂通道包括至少三个卷绕部。
5. 如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，所述螺旋冷却剂通道包括四个卷绕部。
6. 如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，所述废气门轴孔至少部分地被设置在所述螺旋冷却剂通道的两个所述卷绕部之间。
7. 如权利要求6所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，所述两个卷绕部中的一个是最接近所述排气出口的卷绕部。
8. 如权利要求1所述的涡轮增压器涡轮壳体，包括三个凸台，其中所述凸台中的每个限定各自的冷却剂开口。
9. 如权利要求8所述的涡轮增压器涡轮壳体，其中，所述三个冷却剂开口中的一个被密封，且所述冷却剂开口中的其它两个包括冷却剂进口和冷却剂出口。
10. 一种用于形成涡轮增压器涡轮壳体中的冷却剂通道的冷却剂通道芯，所述冷却剂通道芯包括：
螺旋管状部，所述螺旋管状部从第一端延伸至第二端并且包括在这两个端部之间的至少两个卷绕部；及
至少一个构件，所述构件将所述螺旋管状部的所述至少两个卷绕部中的至少两个连接。
11. 如权利要求10所述的冷却剂通道芯，包含砂。
12. 如权利要求10所述的冷却剂通道芯，其中，所述螺旋管状部包括至少三个卷绕部。
13. 如权利要求10所述的冷却剂通道芯，其中，在端部卷绕部与相邻的卷绕部之间存在间隙，以便在所述端部卷绕部与所述相邻卷绕部之间形成废气门轴孔。
14. 如权利要求10所述的冷却剂通道芯，包括将所述螺旋管状部的所述至少两个卷绕部的至少两个连接的至少两个构件。
15. 如权利要求10所述的冷却剂通道芯，包括从所述螺旋管状部中延伸出的分枝，其中所述分枝包括端部。
16. 如权利要求15所述的冷却剂通道芯，其中，所述第一端、所述第二端和所述分枝的端部包括冷却剂开口特征，所述冷却剂开口特征用于至少一个冷却剂进口和至少一个冷却剂出口的形成。
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