CN105736126B - 排气涡轮组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及排气涡轮组件。一种组件可包括涡轮叶轮；具有下涡轮壳表面的涡轮壳，下涡轮壳表面从排气蜗壳延伸到限定了涡轮叶轮空间的上部的圆柱表面；具有被设置在上护罩部件表面的内侧端和下护罩部件表面的内侧端之间的轮廓表面的护罩部件，其中该轮廓表面限定了涡轮叶轮空间的下部；以及密封件机构，其中涡轮壳和护罩部件在圆柱表面的下轴向位置和轮廓表面的上轴向位置之间形成轴向空隙，其中轴向空隙被轴向地定位在涡轮叶轮的导入器部分的轴向位置和涡轮叶轮的导出器部分的轴向位置之间。

Description

排气涡轮组件
技术领域
本发明总体涉及用于内燃机涡轮增压器的排气涡轮。
背景技术
内燃机排气***可包括在涡轮壳内的涡轮叶轮套件以产生背压。在这种***中，当来自内燃机的增压排气流过涡轮壳时(例如沿到大气出口的路径)，涡轮叶轮随排气膨胀利用能量。
各种参数可以表征涡轮叶轮或涡轮壳。例如，一种已知为“A/R”(例如面积除以半径)的参数描述涡轮壳的几何特征，其中较小的A/R可以提高被引到涡轮叶轮的排气的速度，并在较低的发动机速度下提供被增大的涡轮增压器功率(例如产生更快速的源于压缩机的升压)。但是，小A/R也可能导致排气沿更加相切的方向流动，这可能减少涡轮叶轮的流量，相应地容易增大背压。背压的增大能降低发动机在高发动机速度下有效“呼吸”的能力，这可能不利于峰值发动机功率。相反，采用较大的A/R可以降低排气速度。对于涡轮增压器而言，较低的排气速度可以延迟源于压缩机的升压。对于较大A/R涡轮壳而言，流动可能以更加径向的方式被引向涡轮叶轮，这能增加涡轮叶轮的有效流量，相应地导致较低的背压。背压的减小可允许在较高的发动机速度下增大发动机功率。
因为涡轮壳和涡轮叶轮能在排气***中产生背压，所以存在排气泄漏的可能。例如，在涡轮运行期间，涡轮壳空间处于高于其环境的压力下。同样，考虑到穿过涡轮叶轮的排气的膨胀，涡轮叶轮下游的压力可明显低于涡轮壳蜗形区域的压力。所以，在这样的例子中，存在两个可能发生排气泄漏的区域。
例如，排气泄漏可以是泄漏离开排气***到环境的类型，或者是仍留在排气***内但绕过涡轮叶轮空间的类型。对于后者而言，该泄漏可能发生在排气涡轮的部件之间，例如，在那里所述部件可能随着运行条件的变化而膨胀、收缩、受力等等。另外，当周期性发生时(例如在汽车中)，随着循环的次数增加部件可能磨损、变得不对准等等。无论是外部的或内部的，泄漏都能改变涡轮叶轮和涡轮壳组件的性能。例如，漏气的涡轮壳可能无法按照它的规定A/R性能工作，这使发动机控制、可变几何机构的控制等等变得复杂。本文中所描述的各种工艺和技术涉及能减少排气例如在涡轮组件内的泄漏的密封件和密封。
附图说明
本文所述的各种方法、装置、组件、***、布置等等以及其等同物的更全面的理解通过参考下面的结合了附图中所示例子的详细描述而被获得，其中：
图1是涡轮增压器和内燃机连同控制器的图；
图2A、2B和2C是涡轮增压器组件的示例的系列剖视图；
图3A、3B和3C是密封件的示例的系列图；
图4A、4B和4C是涡轮增压器组件的示例的系列图；
图5A和5B是图4B的涡轮增压器组件的一部分的剖视图；
图6A和6B是图4C的涡轮增压器组件的一部分的剖视图；
图7是涡轮增压器组件的示例的分解图；
图8是图7的涡轮增压器组件的示例的分解图；
图9是图7的涡轮增压器组件的示例的分解图；
图10A和10B是图7的涡轮增压器组件的部分的放大图；
图11A和11B是图7的涡轮增压器组件的部分的放大图；
图12A和12B是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图13A和13B是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图14是包含密封件的示例的涡轮增压器的示例的剖视图；
图15是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图16是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图17是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图18是涡轮增压器组件的示例的剖视图；
图19是涡轮增压器组件的示例的剖视图；和
图20是涡轮增压器组件的示例的剖视图。
具体实施方式
如在多个示例中所描述那样，排气泄漏可能发生在涡轮组件中。例如，排气可能在涡轮组件的两个部件之间泄漏，从而使泄漏的排气绕过涡轮叶轮空间。在泄漏的排气从涡轮组件的蜗壳不经过涡轮叶轮空间流到涡轮组件的出口的情形下，涡轮组件的效率可能下降。在涡轮组件的部件膨胀、收缩、受力等等情况下，排气泄漏可能变化且使涡轮性能更不可预测。在涡轮叶轮驱动压缩机叶轮以增压内燃机的吸入空气的情况下，排气泄漏方面的变化能影响发动机性能的可预测性。
例如，为了减少排气泄漏，涡轮组件包括密封件。例如，涡轮壳组件密封件包括限定了具有轴线的开口的圆柱部分，圆柱部分以距离轴线的圆柱半径被设置；以大于圆柱半径的下缘半径被设置的下缘；从下缘径向向内延伸的倾斜环形部；从倾斜环形部延伸到圆柱部分的下轴向位置的下弯；从圆柱部分的上轴向位置延伸的上弯；以及从上弯径向向外延伸到大于圆柱半径且小于下缘半径的上缘半径的上缘。
在前述的例子中，密封件可以是响应于负载可变形的。这种可变形性可允许密封件在广泛的条件范围内密封两个部件之间的空间。例如，密封件可响应于由于加热或冷却所导致的一个或多个部件的膨胀或收缩所产生的力发生变形。作为另一个例子，密封件可以响应于在排气涡轮的运行期间发生的轴向推力而变形(例如如同在涡轮增压器中)。作为又一个例子，密封件可响应于在组装过程中被施加给涡轮组件或涡轮增压器组件的一个或多个部件的一个或多个负载而变形。在这样的例子中，螺栓或其他机构可按照导致一个被施加给位于组件的两个或多个部件之间的密封件的负载(例如“预负载”)的转矩规定被施加转矩。
作为一个例子，在涡轮组件包括护罩部件的情况下，护罩部件的变形可能影响性能。例如，如果具有特定轮廓的护罩表面变形，涡轮叶轮的叶片和内侧护罩表面之间的间隙可能改变。作为一个例子，这样的改变可以影响排气的流体动力学，这可能降低性能、增大噪音、振动等等。在组件中，护罩部件可能承受各种力。例如，密封件可接触护罩部件并接触涡轮壳，从而使被施加给护罩部件的力通过密封件被传递到涡轮壳。取决于密封件的硬度，所述力可能使护罩部件变形。变形的类型、变形的风险等等可取决于护罩部件相对于它所接触的密封件被支撑的位置。例如，在支撑护罩部件的安装件(例如隔离件)的位置和密封件与护罩部件的接触位置之间的距离增大的情况下，变形的风险也增大。作为一个例子，密封件可以被配置和定位在组件中，以使得支撑护罩部件的安装件的位置和密封件与护罩部件的接触位置之间的距离能降低护罩部件变形的风险。例如，密封件可被配置具有分别接触涡轮壳和护罩部件的上部和下部，其中下部径向上更靠近支撑护罩的隔离件(例如为了更有效地将轴向力传递到处于该位置的安装件)。作为一个例子，密封件可以包括被轴向定位得比上缘更靠近护罩部件的安装件位置的下缘(例如下缘半径可以以大于上缘半径的半径设置)。
作为一个具体的例子，密封件可被定位在可变几何涡轮组件(例如考虑一种VGT组件或一种可变喷嘴涡轮“VNT”组件)的套筒和涡轮壳之间。在该例子中，套筒可包括由安装件(例如隔离件)轴向隔开的护罩部件和环形部件，其中导叶被容纳以控制从蜗壳到涡轮叶轮空间的排气流动。作为一个例子，导叶可包括尾缘和前缘以及在尾缘和前缘处相交的压力侧翼面和吸力侧翼面。所述导叶可具有平面的上表面和平面的下表面，其中至少在平面上表面和护罩部件之间(例如在护罩部件的环形部的下平面表面之间)存在间隙。作为一个例子，每个导叶可包括导叶围绕其旋转的轴线(例如旋转轴线)。作为一个例子，每个导叶可包括限定了旋转轴线的柱(例如，或轴)。在所述例子中，导叶的运动(例如弧形的)可以更少地靠近旋转轴线且更大地进一步远离旋转轴线。例如，尾缘或前缘被设置为与旋转轴线间隔一定距离，从而在导叶旋转时，针对所需的旋转量前缘和/或尾缘扫过最大的导叶弧形。如果导叶上表面和护罩部件之间的间隙被减小，导叶可能粘滞，粘滞的风险可能随弧长而增大，因为相互作用面积可关于弧长增加。在该例子中，护罩部件的变形可能导致一个或多个导叶在旋转时或甚至在静止位置时粘滞。粘滞能导致控制损失、对控制机构的应力、磨损等等。
作为一个例子，密封件被定位在组件中以降低部件比如护罩部件变形的风险，从而使密封件能降低导叶粘结、粘滞、摩擦等等的风险。例如，在护罩部件由安装件(例如隔离件)支撑的情况下，密封件可以在护罩部件上的所述安装件的位置附近接触护罩部件。作为一个例子，安装件位置可以从涡轮叶轮空间(例如护罩轮廓)径向向外，因为安装件可能与排气流、导叶旋转等等发生干涉。例如，由于导叶可以被成形以提供特定的流动分布，所以将安装件定位在上游(例如在导叶前缘的上游)相比将安装件定位在下游(例如在导叶尾缘的下游)可以较小地影响到涡轮叶轮空间的流动。在该例子中，护罩部件可在外侧半径(例如外直径)附近被支撑，这允许它内侧部分的弯曲、变形等等。给定所述约束的例子，密封件被配置以在安装件位置附近接触护罩部件。替代地或额外地，密封件被配置以在导叶枢轴附近接触护罩部件，从而使在导叶扫过较小弧形的情况下力被传递给护罩部件的一部分。
尽管已经就导叶旋转、护罩变形等等描述了因素、约束等等的各种例子，但是密封件在密封方面同样受到各种因素的限制。作为一个例子，密封件被配置用于密封以及降低护罩变形的风险，例如通过包含被径向向外定位在护罩部件上的下接触点。
作为一个例子，密封件可以提供更好的部件叠放，例如，从而降低导致更少的密封件压缩/解压的涡轮/套筒的膨胀比差。作为一个例子，为了将密封件径向向外地定位(例如更靠近安装件、导叶枢转轴线等等)，密封件可以包括等于护罩部件的安装件位置直径的大百分数(例如大约百分之75或更多)的外直径。在该例子中，接触面积也被增大(例如更大的直径)，这可以提供一种弹性的密封件配置(例如密封件形状)。如所述，作为一个例子，密封件可以是局部细长的，从而径向向外地接触在护罩部件上，且更少地接触在涡轮壳上。作为一个例子，密封件可以提供更好的负载传递局部化(例如更靠近隔离件、安装件等等)，例如，对于给定负载而言这可以减少护罩部件的潜在的变形(例如，圆锥形或其他形式的变形)。作为一个例子，密封件可以被配置和定位以减少护罩部件、隔离件等等上的弯曲力，例如，从而有助于避免护罩部件弯曲以及例如导叶粘滞。
作为一个例子，密封件可以通过经得住大约800摄氏度的整体温度和大约300kPa的压力差(ΔPmax)，保持涡轮或涡轮增压器的性能可预测性。所述密封件可以产生比活塞环方案更低的泄漏率，活塞环可具有在大约50kPa的压力差下大约15到大约30l/min的泄漏率。作为一个例子，密封件可以提供较低的叠放限制(例如部件的轴向叠放)，以及可以遵从运行期间的热演化/生长(例如和温度周期变化)。
关于可变几何涡轮组件中的压力差和温度，作为一个例子，蜗壳中的排气可能具有大约120kPa到大约400kPa范围内的压力，可能的峰值压力高达大约650kPa(绝对)，并且具有在大约200摄氏度到大约830摄氏度的范围内的温度，可能的峰值温度高达大约840摄氏度；因此，在涡轮叶轮的轴向下游位置，排气可能具有在大约100kPa到大约230kPa(绝对)范围内的压力，以及大约100摄氏度到600摄氏度范围内的温度。如本文中所述，作为一个例子，密封件可以由材料制成且被配置以经得住所述范围内的压力和温度。例如，密封件由一种材料制成，比如
Figure BSA0000126817040000061
718合金(Specialty Materials Corporation，NewHartford，NY)。
Figure BSA0000126817040000062
718合金包括镍(例如50-55％质量百分比)、铬(例如17-21％质量百分比)、铁、钼、铌、钴、铝和其他元素。一些其他的材料例子包括
Figure BSA0000126817040000063
625、C263(时效硬化镍基铝钛合金)、Rene 41(镍基合金)、
Figure BSA0000126817040000064
合金(时效硬化奥氏体镍基合金，United Technologies Corporation，Hartford，CT)等等。作为一个例子，密封件可通过冲压工艺、辊轧工艺等等被成形。
作为一个例子，密封件被配置用于使组装容易，任选地在没有任何专用夹具、工具等等的情况下。作为一个例子，在组装时(例如在环境温度或室温下)，密封件可被定位在两个或多个部件之间，且被加载以沿第一轴向方向在套筒(例如XN)上施加特定的力，此时其他负载可以由其他部件沿相反的第二轴向方向被施加给套筒(例如YN)，从而帮助保持套筒的轴向定位。在所述例子中，由部件被施加给套筒的负载Y超过通过密封件被施加给套筒的负载X(例如|Y|大于|X|)。在该例子中，在套筒上的合成负载(例如在环境温度或室温下)可以被确定为|Y|减|X|，沿Y方向。在套筒上的合成负载可以帮助保持它在涡轮组件中(例如，或在涡轮增压器组件中)的轴向定位。在运行期间，例如在温度和排气压力同时作用的情况下，由密封件施加的负载可能减小，反过来，套筒经历的合成负载可能增加。
作为一个例子，密封件在运行期间(例如在大约800摄氏度的排气温度下)可以经历可忽略不计水平的塑性应变。关于涡轮增压器的占空比，温度可以从大约200摄氏度变化到大约800摄氏度，负载也相应改变。作为一个例子，密封件可以在热循环期间(例如针对预期的占空比)提供接近线性的刚度。
以下，描述涡轮增压发动机***的一个例子，后面跟着部件、组件、方法等等的各种例子。
涡轮增压器被频繁地用于提高内燃机的输出。参见图1，作为一个例子，***100可包括内燃机110和涡轮增压器120。如图1所示，***100可以是汽车101的一部分，其中***100被设置在发动机舱内且被连接到将排气引至例如位于客舱105后面的排气出口109的排气管道103。在图1的例子中，处理单元107可被提供以处理排气(例如通过分子的催化转换等等减少排放)。
如图1所示，内燃机110包括容纳一个或多个操作地驱动轴112(例如通过活塞)的燃烧室的发动机缸体118，以及提供空气到发动机缸体118的流路的进气端口114和提供排气离开发动机缸体118的流路的排气端口116。
涡轮增压器120能运行以从排气中抽取能量以及给可与燃料混合形成燃烧气体的空气进气提供能量。如图1所示，涡轮增压器120包括空气入口134、轴122、用于压缩机叶轮125的压缩机壳组件124、用于涡轮叶轮127的涡轮壳组件126、其他壳组件128和排气出口136。当壳组件128被设置在压缩机壳组件124和涡轮壳组件126之间时它可被称为中间壳组件。
在图1中，轴122可以是包含多种部件(例如在涡轮叶轮127被焊接到轴122上时考虑一种轴与叶轮组件(SWA)等等)的轴组件。作为一个例子，轴122由被设置在壳组件128中(例如在由一个或多个孔壁所限定的孔中)的轴承***(例如轴颈轴承、滚动元件轴承等等)可旋转地支撑，从而涡轮叶轮127的旋转引起压缩机叶轮125的旋转(例如当通过轴122被可旋转地连接时)。作为一个例子，中间壳旋转组件(CHRA)可以包括压缩机叶轮125、涡轮叶轮127、轴122、壳组件128和各种其他的部件(例如被设置在压缩机叶轮125和壳组件128之间的一个轴向位置处的压缩机侧板)。
在图1的例子中，可变几何组件129被示出为被部分地设置在壳组件128和壳组件126之间。该可变几何组件包括导叶或其他部件以改变通往涡轮壳组件126中的涡轮叶轮空间的通道的几何形状。作为一个例子，可变几何压缩机组件可被提供。
在图1的例子中，废气门阀(或简称废气门)135被定位在涡轮壳组件126的排气入口附近。废气门阀135可被控制以允许至少部分来自排气端口116的排气绕过涡轮叶轮127。各种废气门、废气门部件等等可以被应用于常规固定喷嘴涡轮、固定导叶喷嘴涡轮、可变喷嘴涡轮、双涡卷涡轮增压器等等。作为一个例子，废气门可以是内置废气门(例如至少部分地内置于涡轮壳)。作为一个例子，废气门可以是外置废气门(例如运转地连接到与涡轮壳流体连通的管道)。
在图1的例子中，排气再循环(EGR)管道115也被示出，例如，它可以被任选地设置有一个或多个阀门117，从而允许排气流到压缩机叶轮125上游的位置。
图1还示出了用于排气到排气涡轮壳组件152的流动的示例布置150以及另一种用于排气到排气涡轮壳组件172的流动的示例布置170。在布置150中，气缸盖154包括在其中的通道156，从而将来自气缸的排气引至涡轮壳组件152，而在布置170中，歧管176用于涡轮壳组件172的安装，例如在没有任何独立的、中间长度的排气管的情况下。在示例布置150和170中，涡轮壳组件152和172可被配置与废气门、可变几何组件等等一起使用。
在图1中，控制器190的例子被示出为包括一个或多个处理器192、存储器194以及一个或多个接口196。该控制器可包括电路，比如发动机控制单元(ECU)的电路。如本文中所述，多种方法或工艺可以任选地结合控制器被实施，例如通过控制逻辑。控制逻辑可取决于一个或多个发动机运行条件(例如涡轮rpm、发动机rpm、温度、负载、润滑剂、冷却等等)。例如，传感器可以通过一个或多个接口196发送信息给控制器190。控制逻辑可能依赖于这些信息，然后控制器190可以输出控制信号以控制发动机运行。控制器190被配置以控制润滑剂流动、温度、可变几何组件(例如可变几何压缩机或涡轮)、废气门(例如通过致动器)、电机、或与发动机、涡轮增压器(或多个涡轮增压器)关联的一个或多个其他部件等等。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，例如它们被连接到控制器190的一个接口或多个接口196。作为一个例子，废气门135可由包括响应于电信号、压力信号等等的致动器的控制器控制。作为一个例子，废气门的致动器可以是，例如在不需要电能的情况下运行的机械致动器(例如考虑一种被配置以响应于管道提供的压力信号的机械致动器)。
图2A示出了涡轮增压器组件200的例子，其包括由被设置在压缩机组件240和涡轮组件260之间的壳体280的孔(例如由一个或多个孔壁限定的通孔)中的轴承230(例如轴颈轴承、轴承组件比如具有外座圈的滚动元件轴承，等)支撑的轴220。压缩机组件240包括限定了蜗壳246并容纳压缩机叶轮244的压缩机壳242。如图2A所示，涡轮组件260包括限定了蜗壳266并容纳涡轮叶轮264的涡轮壳262。涡轮叶轮264例如可被焊接或其他方式附接到轴220，从而形成允许轴220的自由端附接到压缩机叶轮244的轴与叶轮组件(SWA)。
涡轮组件260还包括：可变几何组件250，它可被称为“套筒”，其采用环形部件或法兰270(例如，任选地被成形为台阶环形盘)被定位，其中环形部件或法兰270例如使用螺栓293-1到293-N夹紧在壳体280和涡轮壳262之间；和热屏障290(例如任选地被成形为台阶环形盘)，该热屏障290被设置在套筒250和壳体280之间。如图2A和2B的例子以及图2C的例子中所示，套筒250包括护罩部件252和环形部件270。作为一个例子，一个或多个安装件或隔离件可被设置在护罩部件252与环形部件270之间，例如，以轴向地分隔护罩部件252和环形部件270(例如形成喷嘴空间)。
作为一个例子，导叶(参见例如导叶251)被设置在护罩部件252和环形部件270之间，例如，其中控制机构可以使导叶枢转。作为一个例子，导叶251包括轴向延伸以操作地连接到控制机构，例如从而使导叶251围绕由导叶销275所限定的枢转轴线枢转的导叶销275。作为一个例子，每个导叶可包括操作地连接到控制机构的导叶销。在图2A和2B的例子中，间隙存在于导叶251的上表面和护罩部件252的下表面之间。如所述，护罩部件252的变形可能使该间隙减小，例如对导叶控制产生影响。
关于排气流，蜗壳266中较高压力的排气通过套筒250的通道(例如一个喷嘴或多个喷嘴)到达设置在由套筒250和涡轮壳262限定的涡轮叶轮空间中的涡轮叶轮264。在通过涡轮叶轮空间后，排气轴向向外沿着由涡轮壳262的壁限定的通道268流动，涡轮壳262的壁还限定了开口269(例如排气出口)。如所示，在涡轮增压器200的运行期间，蜗壳266中的排气压力(PV)大于通道268中的排气压力(Po)。
如图2B和图2C的两幅放大视图所示，涡轮壳262和套筒250之间存在间隙。具体地，套筒250的护罩组件252的表面256和涡轮壳262的表面267之间存在间隙。如所述的，密封由间隙形成的通道的活塞环方案可包括将活塞环定位在槽中。图2C的放大视图(右下方)示出了没有活塞环的例子，而图2B的放大视图(左下方)示出了带有以密封所述通道的方式被定位的活塞环294的例子。
如图2B和2C所示，护罩部件252轴向延伸超出涡轮叶轮264的最远叶片尖的轴向位置(zt)。例如，护罩部件252可轴向延伸超出至少一个最远端叶片尖位置并可以延伸到涡轮叶轮264的鼻端(zn)。如图2B和2C所示，被形成在护罩部件252和涡轮壳262之间的轴向空隙或间隙位于超出最远端叶片尖轴向位置(zt)。轴向间隙可以是从蜗壳266到通道268的排气泄漏路径的环形出口。该出口可以处于用PG表示的压力下，且处于一个排气流可能处于转变区域的区域内，例如当排气流离开涡轮叶轮空间(例如由涡轮叶轮264的叶片部分和护罩部件252的护罩部分限定的空间)时转变到更接近轴向的方向。
如图2A和2B所示，涡轮叶轮264可包括导入器部分和导出器部分。在图2B中，导入器半径(ri)和导出器半径(re)被示出。作为一个例子，单个叶片可包括导入器边缘(例如前缘)和导出器边缘(例如尾缘)，其中导入器边缘基本沿轴向被定向，导出器边缘基本沿径向被定向。由导入器边缘限定的导入器直径可超过由导出器边缘限定的导出器直径。涡轮叶轮可以由表征导入器部分和导出器部分之间的关系的修正值部分地限定。
图3A，3B和3C示出了密封件300的例子的透视图和剖视图。具体地，图3B示出了沿线A-A的密封件300的剖视图，图3C示出了沿线A-A的密封件300的一部分的放大剖视图。如所示，密封件300包括下缘310、以角度(α)被设置的环形部分315、下弯320、圆柱部分330、上弯340和上缘350。
如图3B所示，下缘310是以半径(rL)被设置的最外侧边缘，环形部分315例如以角度(α)沿长度(L)(例如具有内角α的三角形的弦)从下缘310轴向上升。如图3C所示，下弯320从环形部分315延伸并部分地由曲率半径(r1)和轴向尺寸(Δz2)限定，上弯340从圆柱部分330延伸并部分地由曲率半径(r2)和轴向尺寸(Δz4)限定。
作为一个例子，密封件300的圆柱部分330部分地由直径(d，还参见半径ri)和例如在测得下弯320的曲率半径(r1)的圆的轴向位置和测得上弯340的曲率半径r2的圆的轴向位置之间限定的轴向尺寸(Δz3)限定。作为一个例子，上缘350是上弯340的边缘，例如边缘350基本平行于圆柱部分330。如图3B所示，上缘350以密封件300的半径(rU)被设置。
作为一个例子，密封件300可部分地由弹性常数表征。例如，力被施加给密封件300，从而使它的整个轴向高度(ΔzT)以一种相对于被施加的力基本线性的方式变化(例如，对于轴向高度上的小变化而言，F＝-kΔz)。在该例子中，角度(α)可以随被施加给密封件300和/或从密封件300释放的力而变化。在该例子中，圆柱部330可以保持基本轴向的定向，例如，圆柱部330可以轴向地平移(例如向上和向下)。
在图3B的例子中，角度(α)可以是密封件300的未压缩状态的未压缩角度，轴向高度(ΔzT)可以是密封件300的未压缩状态的未压缩的轴向高度。在该例子中，在压缩状态下，角度(α)和轴向高度(ΔzT)可能减少。例如，当密封件300被设置在护罩部件和涡轮壳部件之间时，力可在下缘310处和/或上缘350处被施加给密封件300，其中所述被施加的力使密封件300压缩(例如以一种接近于F＝-kΔz的方式)。
如图3B中所示，作为例子，密封件300可以包括被设置在上弯340和上缘350之间的弯曲部(例如其中弯曲弧形部包括上接触表面)和/或可以包括被设置在倾斜的环形部315和下缘310之间的弯曲部(例如其中弯曲部包括下接触表面)。在该例子中，当密封件300被设置在护罩部件和涡轮壳部件之间时，力可在上缘350处或上弯曲部处以及在下缘310处或下弯曲部处被施加给密封件300，其中所述被施加的力使密封件300压缩(例如以一种接近于F＝-kΔz的方式)。
作为一个例子，密封件300可由设定为承受涡轮增压器的排气涡轮的温度的材料形成。作为一个例子，密封件300可由具有在内表面和外表面之间被测量的厚度的材料形成。作为一个例子，材料可能是金属或合金。作为一个例子，材料能响应于在护罩部件和排气涡轮组件中的涡轮壳之间被施加的力弹性变形。作为一个例子，材料可设定用于高温应用且基本上抗蠕变。
作为一个例子，金属或合金以被成形(例如通过冲压、辊轧等等)从而形成密封件300的形状的薄板的形式被提供。作为一个例子，密封件300可包括重叠的末端。例如，考虑将薄板通过轧辊以形成密封件轮廓，其中薄板的第一端和第二端可以重叠以形成360度密封件。作为另一个例子，薄板被冲压以形成连续的360度密封件。作为一个例子，密封件包括不重合但是通过接合工艺(例如焊接等等)被连接的末端。
图4A示出了涡轮增压器组件400的例子，其包括由被设置在压缩机组件440和涡轮组件460之间的壳体480的孔(例如由一个或多个孔壁限定的通孔)中的轴承430(例如轴颈轴承、轴承组件比如具有外座圈的滚动元件轴承，等)支撑的轴420。压缩机组件440包括限定了蜗壳446并容纳压缩机叶轮444的压缩机壳442。如图4A所示，涡轮组件460包括限定了蜗壳466并容纳涡轮叶轮464的涡轮壳462。涡轮叶轮464例如可被焊接或以其他方式附接到轴420，从而形成允许轴420的自由端附接到压缩机叶轮444的轴与叶轮组件(SWA)。
涡轮组件460还包括可变几何组件450，其可被称为“套筒”，它通过例如采用螺栓和/或一个或多个其他机构夹紧在壳体480和涡轮壳462之间的环形部件或法兰470(例如，任选地被成形为台阶环形盘)被定位。如所示，涡轮组件460包括被设置在套筒450和壳体480之间的热屏障490(例如任选地被成形为台阶环形盘)。
如图4A的例子中所示，套筒450包括护罩部件452和环形部件470。作为一个例子，一个或多个安装件或隔离件可被设置在护罩部件452与环形部件470之间，例如，以轴向地间隔护罩部件452和环形部件470(例如形成喷嘴空间)。
作为一个例子，导叶(参见例如导叶451)可被设置在护罩部件452和环形部件470之间，例如，其中控制机构可以使导叶枢转。作为一个例子，导叶451包括轴向延伸以操作地连接到控制机构从而使导叶451围绕由导叶销475所限定的枢转轴线枢转的导叶销475。作为一个例子，每个导叶包括操作地连接到控制机构的导叶销。在图4A的例子中，间隙存在于导叶451的上表面和护罩部件452的下表面之间。如所述，护罩部件452的变形可能使该间隙减小，例如对导叶控制产生影响。
关于排气流，蜗壳466中较高压力的排气通过套筒450的通道(例如一个喷嘴或多个喷嘴)到达被设置在由套筒450和涡轮壳462限定的涡轮叶轮空间中的涡轮叶轮464。在通过涡轮叶轮空间后，排气轴向向外沿着由涡轮壳462的壁限定的通道468流动，该涡轮壳462的壁又限定了开口469(例如排气出口)。在涡轮增压器组件400的运行期间，蜗壳466中的排气压力(例如PV)大于通道468中的排气压力(例如P0)。
在图4A的例子中，涡轮增压器组件400包括密封件300，其中密封件300的一部分接触护罩部件452以及密封件300的一部分接触涡轮壳462。图4B示出了包含密封件300(参见例如图4A中的虚线框)的组件500的例子的一部分的放大图，图4C示出了包含密封件300(参见例如图4A中的虚线框)的组件600的例子的一部分的放大图。组件500也在图5A和5B中被示出，组件600也在图6A和6B中被示出。
如图5A中所示，组件500包括涡轮叶轮540、护罩部件552、涡轮壳562、蜗壳570以及隔离件577。涡轮叶轮540包括从基部或轮毂端延伸到鼻端的旋转轴线(例如z轴线)，其中涡轮叶轮540的导入器部分与由护罩部件552的一部分下表面558部分地限定的喷嘴空间基本轴向地对齐。如所述的，导叶可被设置在喷嘴空间内，其中，例如，导叶是可枢转的以调节排气从蜗壳570流到涡轮叶轮540的导入器部分所经过的喉部。
如图5A中所示，涡轮叶轮540可以包括例如由涡轮叶轮540的叶片的前缘所限定的导入器部分半径(ri)。涡轮叶轮540还包括导出器部分，其中涡轮叶轮540的叶片，从导入器部分到导出器部分，可以限定一个轮廓(例如考虑涡轮叶轮540在r，z-平面上的投影视图)。如图5A中所述，涡轮叶轮540包括导出器部分的叶片尖548，其中叶片尖548的位置可由导出器部分半径(re)和例如轴向位置(zt)限定。作为一个例子，叶片尖548可以是涡轮叶轮540的叶片的尾缘的末梢。
如图5A中所示，护罩部件552包括脊553(例如，任选地具有环形轴向面的环形脊)、环形槽554和延伸到环形轴向面556的环形肩555。如所示，环形槽554从环形肩555径向向外地延伸到脊553。从脊553径向向外地延伸，护罩部件552包括相对平面部分557，其中平面部分中的开口可以接收隔离件577的一部分。因此，在图5A的例子中，护罩部件552的一个隔离件开口或多个隔离件开口从脊553和槽554被径向向外地定位。如图5A中所示，环形轴向面556径向向内地延伸到例如由护罩部件552的环形轴向面556和下表面558形成的肩部(例如，或从该肩部径向向外地延伸)。如图5A中所示，下表面558包括环形轮廓部分和相对平面的环形部分。护罩部件552的下表面558被示出为在带有环形轴向面556的肩部处或附近具有最小半径，且例如，以涡轮叶轮540的旋转轴线作为参照，具有沿从涡轮叶轮540的鼻端到轮毂端的方向相对于逐渐减少的轴向尺寸的逐渐增大的半径。
如图5A中所示，涡轮壳562包括脊563、环形槽564和延伸到环形轴向面566的环形肩565。如所示，环形槽564从环形肩565径向向外地延伸到脊563。从脊563径向向外地延伸，涡轮壳562包括径向向外地延伸到蜗壳570的相对平面部分567。如图5A中所示，环形轴向面566径向向内地延伸到例如由环形轴向面566和涡轮壳562的表面568形成的肩部(例如，或者从该肩部径向向外地延伸)。
图5B示出了组件500的一部分的放大视图以及各种尺寸和指示从涡轮叶轮540至少部分地径向向外的排气流动的可能方向的空白箭头。作为一个例子，护罩部件552的环形轴向面556和涡轮壳562的环形轴向面566可以限定轴向间隙或空隙(Δz(t))，其可以例如响应于环境条件、运行状态等等随时间而改变。图5B中所示出的另一个尺寸是由密封件300的圆柱部330和涡轮壳562的朝下轴向延伸远离环形肩565的表面限定的径向间隙或空隙(Δr)。
如图5A中所示，护罩部件552和涡轮壳562之间的间隙或空隙(Δz(t))被轴向地定位在涡轮叶轮540的叶片尖548的轴向位置以下。作为一个例子，在作为涡轮增压器一部分的组件500的运行期间，涡轮叶轮540可由从蜗壳570流到涡轮叶轮540的导入器部分的排气旋转地驱动，其中一部分排气可通过护罩部件552和涡轮壳562之间的间隙或空隙(Δz(t))被引导，至少部分地，径向远离涡轮叶轮540。在该例子中，在由密封件300的内表面至少部分地限定的空间内可以产生压力。例如，考虑在由密封件300的环形部315和槽554所部分限定的空间。在该例子中，在所述空间内的压力能减小经过密封件300的压力差，这对于离开蜗壳570的排气的不期望的泄漏有利。
作为一个例子，在作为涡轮增压器一部分的组件500的运行期间，力可被施加给密封件300(例如在下缘310和/或上缘350处或附近)。在该例子中，密封件300可被构造为具有阻止密封件300被轴向压缩到使护罩部件552和涡轮壳562之间的间隙或空隙(Δz(t))被闭合的程度(例如，避免环形轴向面556和环形轴向面566之间的接触)的弹性常数。
作为一个例子，护罩部件552的脊553可以作用以将增压排气的流动从蜗壳570“偏转”到密封件300与护罩部件552之间的交界面。例如，如图5A所示，密封件300可与护罩部件552在环形槽554内形成交界面，该槽具有轴向上低于脊553的表面的表面。作为一个例子，脊553是围绕密封件300的下缘310的连续的环形脊。作为一个例子，脊553作用以阻止排气从蜗壳570到密封件300与护罩部件552之间的交界面的流动，例如其中可能存在局部的不连续性(例如由于密封件300的磨损、变形等等)。
如图5A中所示，在护罩部件552和涡轮壳562之间的间隙或空隙(Δz(t))与蜗壳570之间存在径向视线。在该例子中，密封件300可以阻挡该视线和例如涡轮叶轮540的观察。
如图5A中所示，护罩部件552在形状上可以基本上是环形的，具有限定了轮廓(例如涡轮叶轮护罩轮廓)的相对小的上翘部分，其可被称为截头管。在该例子中，例如，与包括轴向延伸超过涡轮叶轮的导出器部分的轴向位置的基本圆柱形管部分的护罩部件相比，应力、热效应等等可以通过环形板模型被实质上地建模。另外，作为一个例子，护罩部件的总质量可通过使用“截头管”被减少。
在图5A和5B的例子中，一个或多个特征可以作用以减少噪音。例如，密封件300下游的径向台阶可以作为声波屏障，其可以在低密封件压缩或密封金属薄板在轴向唇边处出现不连续的情况下减少啸声和/或刺耳噪音。
如图6A中所示，组件600包括涡轮叶轮640、护罩部件652、涡轮壳662、蜗壳670以及隔离件677。涡轮叶轮640包括从基部或轮毂端延伸到鼻端的旋转轴线(例如z轴线)，其中涡轮叶轮640的导入器部分与由护罩部件652的一部分下表面658部分地限定的喷嘴空间基本轴向地对齐。如所示，导叶可被设置在喷嘴空间内，其中，例如，导叶可以是可枢转的以调节排气从蜗壳670流到涡轮叶轮640的导入器部分所经过的喉部。
如图6A中所示，涡轮叶轮640可包括由例如涡轮叶轮640的前缘所限定的导入器部分半径(ri)。涡轮叶轮640还包括导出器部分，其中涡轮叶轮640的叶片，从导入器部分到导出器部分，可以限定一个轮廓(例如考虑涡轮叶轮640在r，z-平面上的投影视图)。如图6A中所示，涡轮叶轮640包括导出器部分的叶片尖648，其中叶片尖648的位置可由导出器部分半径(re)和例如轴向位置(zt)限定。作为一个例子，叶片尖648是涡轮叶轮640的叶片的尾缘的末梢。
如图6A中所示，护罩部件652包括脊653(例如，任选地具有环形轴向面的环形脊)、环形槽654和延伸到环形轴向面656的环形肩655。如所示，环形槽654从环形肩655径向向外地延伸到脊653。在图5A的例子中，环形槽554被示出为包含基本平面的表面(例如在固定的轴向位置处是平的)；但是，在图6A的例子中，环形槽654被示出为包含当沿从环形肩655朝着脊653的方向移动时轴向向上上升的斜坡或倾斜表面。护罩部件的槽的形状可以被形成以限定所需的空间，所需的空间例如可以是通过从涡轮叶轮至少部分地被径向向外引导的排气可增压的空间。
作为一个例子，槽表面的形状可对密封件产生效果。例如，当密封件被压缩时，角度(例如见角度(α))可以减小，且例如密封件的下缘可以至少部分施加具有径向向外分力(例如在力矢量图中)的力。当密封件的下缘与倾斜表面，比如图6A的护罩部件652的槽654的倾斜表面，形成界面时，相比与平表面(比如图5A的护罩部件552的槽554的平表面)形成界面，倾斜表面可以作用以更好地抵抗(例如反作用)径向向外的分力。
作为一个例子，密封件的动态和/或静态表现可以通过与密封件形成界面的表面的形状被至少部分地调整。如图5A和6A中所示，表面可以是被径向定位在环形肩和脊之间的槽的表面。如图6A中所示，该表面可以是具有与密封件300的环形部分315的斜率相反的斜率的斜面。例如，当密封件的环形部包括具有角度(α)的斜率时，护罩部件的密封件界面表面可以包括具有相反角度(例如-α)的斜率。
如图6A中所示，从脊653径向向外地延伸，护罩部件652包括相对平面部分657，其中平面部分中的开口可以接收隔离件677的一部分。因此，在图6A的例子中，护罩部件652的一个隔离件开口或多个隔离件开口从脊653并因此从槽654被径向向外地定位。如图6A中所示，环形轴向面656径向向内地延伸到例如由护罩部件652的环形轴向面656和下表面658形成的肩部(例如，或从该肩部径向向外地延伸)。如图6A中所示，下表面658包括环形轮廓部分和相对平面的环形部分。护罩部件652的下表面658被示出为在带有环形轴向面656的肩部处或附近具有最小半径，且沿从涡轮叶轮640的鼻端到轮毂端的方向，例如，以涡轮叶轮640的旋转轴线作为参照，相对于逐渐减少的轴向尺寸具有逐渐增大的半径。
如图6A中所示，涡轮壳662包括脊663、环形槽664和延伸到环形轴向面666的环形肩665。如所示，环形槽664从环形肩665径向向外地延伸到脊663。从脊663径向向外地延伸，涡轮壳662包括径向向外地延伸到蜗壳670的相对平面部分667。如图6A中所示，环形轴向面666径向向内地延伸到例如由环形轴向面666和涡轮壳662的表面668形成的肩部(例如，或者从该肩部径向向外地延伸)。
图6B示出了组件600的一部分的放大视图以及各种尺寸和指示从涡轮叶轮640至少部分地径向向外的排气流动的可能方向的空白箭头。作为一个例子，护罩部件652的环形轴向面656和涡轮壳662的环形轴向面666可以限定轴向间隙或空隙(Δz(t))，其可以例如响应于环境条件、运行状态等等随时间而改变。图6B中所示出的另一个尺寸是由密封件300的圆柱部330和涡轮壳662的向下轴向延伸远离环形肩665的表面限定的径向间隙或空隙(Δr)。另一个径向间隙或空隙(例如尺寸与所述间隙或空隙(Δr)大约相同)可以由密封件300的圆柱部330和护罩部件652的向下轴向延伸远离环形轴向面656的表面限定。
如图6A中所示，护罩部件652和涡轮壳662之间的间隙或空隙(Δz(t))被轴向地定位在涡轮叶轮640的叶片尖648的轴向位置以下。作为一个例子，在作为涡轮增压器的一部分的组件600的运行期间，涡轮叶轮640可由从蜗壳670流到涡轮叶轮640的导入器部分的排气旋转地驱动，其中一部分排气可通过护罩部件652和涡轮壳662之间的间隙或空隙(Δz(t))被引导，至少部分地，径向远离涡轮叶轮640。在该例子中，在由密封件300的内表面至少部分地限定的空间内可以产生压力。例如，考虑由密封件300的环形部315和槽654所部分限定的空间。在该例子中，在所述空间内的压力可以作用以减小经过密封件300的压力差，这对于排气从蜗壳670的不期望的泄漏有利。
作为一个例子，在作为涡轮增压器的一部分的组件600的运行期间，力可被施加给密封件300(例如在下缘310和/或上缘350处或附近)。在该例子中，密封件300可被构造为具有阻止密封件300被轴向压缩到使护罩部件652和涡轮壳662之间的间隙或空隙(Δz(t))闭合的程度(例如，避免环形轴向面656和环形轴向面666之间的接触)的弹性常数。
作为一个例子，护罩部件652的脊653可以作用以将增压排气的流动从蜗壳670“偏转”到密封件300与护罩部件652之间的界面。例如，如图6A中所示，密封件300可与护罩部件652在环形槽654内形成界面，该槽具有轴向上低于脊653的表面的表面。作为一个例子，脊653可以是围绕密封件300的下缘310的连续的环形脊。作为一个例子，脊653作用以阻止排气从蜗壳670到密封件300与护罩部件652之间的界面的流动，例如，其中可能存在局部的不连续性(例如由于密封件300的磨损、变形等等)。
如图6A中所示，在护罩部件652和涡轮壳662之间的间隙或空隙(Δz(t))与蜗壳670之间存在径向视线。在该例子中，密封件300可以阻挡该视线和例如涡轮叶轮640的观察。
如图6A中所示，护罩部件652可以基本上是环形形状，具有限定了轮廓(例如涡轮叶轮护罩轮廓)的相对小的上翘部分，其可被称为截头管。在该例子中，例如，与包括轴向延伸超过涡轮叶轮的导出器部分的轴向位置的基本圆柱形管部分的护罩部件相比，应力、热效应等等可以通过环形板模型被实质上地建模。另外，作为一个例子，护罩部件的总质量可以通过使用“截头管”被减少。
作为一个例子，涡轮增压器的涡轮组件可包括至少部分地被至少一个密封件轴向偏置的护罩部件。在该例子中，护罩部件可以例如响应于环境的和/或运行的条件，在运行期间轴向运动。在该例子中，护罩部件包括小于涡轮组件的涡轮叶轮的叶片的尾缘的轴向位置的轴向端位置。例如，护罩部件包括小于涡轮叶轮的导出器部分的轴向位置的轴向端位置。
图7示出了组件700的分解剖视图，其包括密封件300、套筒750、涡轮壳760、中间壳780、部件782、部件790以及部件792。公共轴线(z-轴)被示出，它是中间壳780的孔的纵轴线和密封件300的中心轴线。作为一个例子，部件790可以接触套筒750，其中部件790可以具有弹性常数(例如是可弹性变形的)。作为一个例子，当被组装时，套筒750在中间壳780和涡轮壳760之间通过部件790和密封件300被轴向偏置。作为一个例子，涡轮壳760被夹紧到中间壳780，从而在它们之间形成无间隙的接触界面。例如，涡轮壳760可被连接且被轴向固定到中间壳780。作为一个例子，部件790可以给套筒750施加一个被涡轮壳760反作用的力(例如负载)。作为一个例子，密封件300可以是比部件790更弹性的，从而密封件300在组件700的组装状态下受到加载(例如至少部分地通过部件790所施加的力)时压缩(例如达到压缩状态)。作为一个例子，密封件300可以是可弹性变形的，从而在组件内被压缩到压缩状态，然后在组件被分解后(例如从组件上去除密封件300)返回未压缩状态。
图8通过分解透视剖视图示出了图7的组件700。在图8的视图中，涡轮壳760的下表面被示出可以接触密封件300的上表面(例如密封件300的上缘350)。在图8的视图中，套筒750的下表面被示出可以接触部件790的上表面。作为一个例子，部件790的下表面可以接触(例如直接或间接地)中间壳780的上表面。图8中还示出的是接收能枢转地调节导叶的销的套筒750的销孔。套筒750可包括作为能转动销以枢转地调节导叶(例如，由相邻导叶限定的喉部)的机构的一部分的调和环。
图9以分解透视剖视图示出了图7的组件700。在图9的视图中，套筒750的上表面被示出接触密封件300的下表面(例如密封件300的下缘310)。
图10A和10B分别示出了套筒750的一部分以及涡轮壳760的一部分。如图10A中所示，套筒750包括包含环形脊753、环形槽754和环形轴向面756的护罩部件752。如图10B所示，涡轮壳760包括环形脊763、环形槽764和环形轴向面766。作为一个例子，密封件300被设置在套筒750和涡轮壳760之间，其中密封件300与护罩部件752的环形槽754形成界面，以及与涡轮壳760的环形槽764形成界面。在该例子中，密封件300可提供在环形轴向面756和环形轴向面766之间的轴向间隙或空隙。该间隙或空隙可以轴向地处于涡轮叶轮的高度，例如在涡轮叶轮的导出器部分和导入器部分之间。作为一个例子，该间隙或空隙可轴向地处于低于涡轮叶轮的叶片的尾缘的外尖的涡轮叶轮的高度(例如轴向地在叶片尾缘的外尖和叶片前缘的另一个尖之间)。
图11A和11B分别示出了涡轮壳760的一部分和套筒750的一部分的剖视图。如图11A中所示，涡轮壳760限定了蜗壳770的一部分，其在图7，8和9中被示成一种具有逐渐缩小的流动横截面积的卷形物。例如蜗壳可由涡轮壳的壁部分地限定，其中该壁包括轴向尺寸逐渐减少的相对圆柱形部分和弓形部分。
如图11A中所示，涡轮壳760包括脊763、环形槽764和延伸到环形轴向面766的环形肩765。如所示，环形槽764从环形肩765径向向外地延伸到脊763。从脊763径向向外地延伸，涡轮壳760包括径向向外地延伸到蜗壳770的相对平面部分767(例如平面表面)。如图11A中所示，环形轴向面766径向向内地延伸到例如由涡轮壳760的环形轴向面766和表面768形成的肩部(例如，或者从该肩部径向向外地延伸)。
如图11A中所示，部分地限定了蜗壳770的涡轮壳760的壁的弓形部分形成具有涡轮壳760的平面部分767的环形肩。图11A示出了各种尺寸，包括肩部半径(r1)、外脊半径(r2)、内脊半径(r3)、肩部半径(r4)和涡轮空间壁半径(r5)。在图11A中还示出的是从槽764到轴向面766的轴向尺寸(Δz1)和从脊763到轴向面766的轴向尺寸(Δz2)。
如图11B所示，套筒750包括护罩部件752，其包括脊753(任选地具有环形轴向面的环形脊)、环形槽754和延伸到环形轴向面756的环形肩755。如所示，环形槽754从环形肩755径向向外地延伸到脊753。从脊753径向向外地延伸，护罩部件752包括相对平面部分557(例如平面表面)，其中在平面部分中的开口可以接收隔离件777的一部分。因此，在图11B的例子中，护罩部件752的一个隔离件开口或多个隔离件开口从脊753和槽754被径向向外地定位。如图11B中所示，环形轴向面756径向向内地延伸到(例如或径向向外地离开)例如由护罩部件752的环形轴向面756和下表面758形成的肩部。如图11B中所示，下表面758包括环形轮廓部分和相对平面的环形部分。护罩部件752的下表面758被示出为在带有环形轴向面756的肩部处或附近具有最小半径(r7)，且具有沿从涡轮叶轮的鼻端到轮毂端的方向相对逐渐减少的轴向尺寸而逐渐增大的半径，例如，以涡轮叶轮的旋转轴线作为参照(例如，或者由下表面758的具有轮廓的部分所限定的涡轮叶轮空间开口的轴线)。
图11B示出了各种尺寸，包括最小半径(r7)、肩部半径(r8)、内脊半径(r9)、外脊半径(r10)、隔离件开口半径(r11)以及外缘半径(r12)。在图11B中还示出的是从槽754到轴向面756的轴向尺寸(Δz4)和从脊753到轴向面756的轴向尺寸(Δz5)。在图11B中还示出的是隔离件开口直径(d1)和隔离件头部直径(d2)。
如图11A和11B所示，护罩部件752和涡轮壳760每个可包括脊753和763、槽754和764、以及轴向面756和766。脊753和763的径向位置被选择以容纳密封件比如密封件300。例如，脊763的半径大于密封件的上缘，脊753的半径大于密封件的下缘，其中例如密封件的下缘处于超过密封件上缘的半径。
作为一个例子，在套筒750和涡轮壳760的组装后，轴向间隙可能被形成在轴向面756和766之间。作为一个例子，密封件可包括至少部分地与轴向面756和766之间所形成的轴向间隙轴向平齐的圆柱部，同时密封件与护罩部件752和涡轮壳760相互接触，例如在槽754和764中，从而从蜗壳770密封轴向间隙。
图12A和12B示出了包含护罩部件1252、涡轮壳1262和蜗壳1270的组件1200的一部分的剖视图，以及护罩部件1252的一部分的放大剖视图。如图12A中所示，护罩部件1252包括被设置在轴向距离(Δz1)上的表面1258，涡轮壳1262包括被设置在轴向距离(Δz2)上的表面1268。如图12A所示，轴向间隙存在于表面1258的上缘和表面1268的下缘之间，其可以任选地包含倒角、半径等等。作为一个例子，涡轮叶轮被设置在由护罩部件1252和涡轮壳1262部分限定的涡轮叶轮空间内，其中轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮的导出器部分和导入器部分之间。例如，轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮的叶片前缘的末梢的轴向位置以上和涡轮叶轮的叶片尾缘的末梢的轴向位置轴向以下。
如图12B中所示，护罩部件1252具有带有平面上表面1257和平面下表面1259的环形形状，其中表面1258在平面上表面1257的内侧端和平面下表面1259的内侧端之间延伸。如图12B中所示，护罩部件1252由各种半径限定，包括最内侧半径(r1)(例如，在表面1258的上缘处或附近)、中间半径(r2)(例如，在表面1258的下缘处或附近)、隔离件开口半径(r3)(例如，到尺寸d的隔离件开口的轴线)和最外侧半径(r4)(例如在组件1200的蜗壳1270内的一个表面或边缘处)。
如图12A中所示，涡轮壳1262包括能与护罩部件1252的平面上表面1257形成界面的环形脊1263。例如，脊1263可以与护罩部件1252形成密封界面，从而阻止排气从蜗壳1270到表面1258和1268之间的轴向间隙的流动(例如，具有单个密封界面的组件)。如图12A中所示，脊1263由内半径和外半径以及轴向高度(例如，参见Δr1、Δr2、Δr3、和Δz3)限定。例如，脊1263被径向地设置在涡轮壳1262的下表面1267-1的末端(例如从脊1263径向向内)和下表面1267-2的末端(例如从脊1263径向向外)之间。作为一个例子，脊1263包括具有中间设置有平坦部分的倾斜部分。作为一个例子，涡轮壳包括多个脊，其中例如一个或多个脊可以形成密封界面(例如与护罩部件)。作为一个例子，涡轮壳包括同心脊，其中至少一个同心脊接触护罩部件的表面从而形成密封界面。
作为一个例子，护罩部件1252是由弹力部件(例如可弹性变形部件)至少部分地支撑的套筒的一部分。在该例子中，弹力部件(例如，参见图7的部件790)可以施加将护罩部件1252抵靠着脊1263偏置的偏置力，例如，从而维持密封界面。
图13A和13B示出了包含护罩部件1352、涡轮壳1362和蜗壳1370的组件1300的一部分的剖视图，以及护罩部件1352的一部分的放大剖视图。如图13A中所示，护罩部件1352包括被设置在轴向距离(Δz1)上的表面1358，涡轮壳1362包括被设置在轴向距离(Δz2)上的表面1368。如图13A所示，轴向间隙存在于表面1358的上缘和表面1368的下缘之间，其可以任选地包含倒角、半径等等。作为一个例子，涡轮叶轮被设置在由护罩部件1352和涡轮壳1362部分限定的涡轮叶轮空间内，其中轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮的导出器部分和导入器部分之间。例如，轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮的叶片前缘的末梢的轴向位置以上和涡轮叶轮的叶片尾缘的末梢的轴向位置以下。
如图13B中所示，护罩部件1352具有带有环形脊1353、上表面1357-1(例如从脊1353径向向内)、上表面1357-2(例如从脊1353径向向外)、以及下表面1359的环形形状，其中表面1358在上表面1357-1的内侧端和下表面1359的内侧端之间延伸。如图13B中所示，护罩部件1352由各种半径限定，包括最内侧半径(r1)(例如，在表面1358的上缘处或附近)、中间半径(r2)(例如，在表面1358的下缘处或附近)、隔离件开口半径(r3)(例如，到尺寸d的隔离件开口的轴线)和最外侧半径(r4)(例如在组件1300的蜗壳1370内的一个表面或边缘处)。如所示，脊1353可由内半径和外半径以及轴向高度(例如参见Δz3)限定。例如，图13B示出了从最内侧半径(r1)到脊1353的上轴向表面的径向尺寸(Δr1)、脊1353的上轴向表面的径向尺寸(Δr2)、从脊1353的上轴向表面到护罩部件1352的外端(例如到r4)的径向尺寸(Δr3)。
如图13A中所示，涡轮壳1362包括能与护罩部件1352的脊1353形成界面的下表面1367。例如，脊1353可以与涡轮壳1362形成密封界面，从而阻止排气从蜗壳1370到表面1358和1368之间的轴向间隙的流动(例如，单个密封界面)。作为一个例子，护罩部件包括多个脊，其中例如一个或多个脊可以形成密封界面(例如与涡轮壳)。作为一个例子，护罩部件包括同心脊，其中至少一个同心脊接触涡轮壳的表面从而形成密封界面。
作为一个例子，护罩部件1352可以是由弹力部件(例如可弹性变形部件)至少部分地支撑的套筒的一部分。在该例子中，弹力部件(例如，参见图7的部件790)可以施加将护罩部件1352的脊1353抵靠着涡轮壳1362偏置的偏置力，例如，从而维持密封界面。
图14示出了包含密封件1430、涡轮叶轮1440、护罩部件1452、涡轮壳1462和蜗壳1470的组件1400的一部分的剖视图。如图14中所示，护罩部件1452包括被设置在轴向距离(Δz1)上的表面1458，涡轮壳1462包括被设置在轴向距离(Δz2)上的表面1468。如所示，轴向间隙(Δz3)存在于表面1458的上缘和表面1468的下缘之间，其可以任选地包含倒角、半径等等。例如，环形轴向面1466可径向向内地延伸以形成具有表面1468的肩部，环形轴向面1457可径向向内地延伸以形成具有表面1458的肩部，其中轴向间隙存在于两个肩部之间。
如图14中所示，涡轮叶轮1440被设置在由护罩部件1452和涡轮壳1462部分限定的涡轮叶轮空间内，其中轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮1440的导出器部分和导入器部分之间。例如，轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮1440的叶片前缘的末梢1446的轴向位置以上和涡轮叶轮1440的叶片尾缘的末梢1448的轴向位置轴向以下。
如图14中所示，护罩部件1452具有由环形轴向面1457(例如上表面)和环形轴向面1459(例如下表面)部分限定的环形形状，其中表面1458在面1457的内侧端和面1459的内侧端之间延伸。在图14的例子中，护罩部件1452包括接收隔离件1477的开口，例如，从而将护罩部件1452与其他部件(例如套筒部件)隔开一定距离。
如图14中所示，涡轮壳1462包括轴向向下延伸到环形轴向面1466并径向向外延伸到环形轴向面1467(例如涡轮壳1462的下表面)的环形肩1465。
在图14的例子中，密封件1430包括下缘1431、弯曲部分1435和上缘1439。如所示，下缘1431的半径可超过上缘1439的半径，同时密封件1430可以包括沿定位在下缘1431和上缘1439之间的弯曲部分1435的最小半径。在图14的例子中，密封件1430的下缘1431接触护罩部件1452的环形轴向面1457，而密封件1430的上缘1439接触涡轮壳1462的环形轴向面1467。在该例子中，密封件1330能阻止排气经由环形轴向面1466和环形轴向面1457限定的轴向间隙从蜗壳1470到涡轮叶轮空间的流动。
作为一个例子，密封件1430由一种材料比如金属或合金形成。该材料可以是可弹性变形的，从而密封件1430作为一种弹簧，该弹簧可以具有在作为涡轮增压器的一部分的组件1400的运行期间足以避免环形轴向面1456和环形轴向面1466的接触的弹性常数，将护罩部件1452关于涡轮壳1462偏置。
作为一个例子，涡轮壳可包括脊，比如脊1263，护罩部件可包括脊，比如脊1353。在该例子中，包含该涡轮壳和该护罩部件的组件可以提供限定了间隙的脊的接触，其中该接触可以阻止排气从蜗壳到涡轮叶轮空间的流动。作为另一个例子，脊可以被错开，从而使涡轮壳的脊以第一半径接触护罩部件，且护罩部件的脊以不同的第二半径接触涡轮壳。作为一个例子，涡轮壳的下表面包括多个脊(例如同心脊)。作为一个例子，护罩部件的上表面包括多个脊(例如同心脊)。
图15示出了包含护罩部件1552和涡轮壳1562的组件1500的例子的一部分的剖视图，其中护罩部件1552的脊接触涡轮壳1562的脊以形成密封界面。
图16示出了包含护罩部件1652和涡轮壳1662的组件1600的例子的一部分的剖视图，其中护罩部件1652的脊接触涡轮壳1662的表面以形成密封界面，并且其中涡轮壳1562的脊接触护罩部件1652的表面以形成密封界面。
图17示出了包含护罩部件1752和涡轮壳1762的组件1700的例子的一部分的剖视图，其中涡轮壳1762的脊接触护罩部件1752的表面以形成密封界面。
图18示出了包含护罩部件1852和涡轮壳1862的组件1800的例子的一部分的剖视图，其中护罩部件1852的脊接触涡轮壳1862的表面以形成密封界面。
图19示出了包含护罩部件1952和涡轮壳1962的组件1900的例子的一部分的剖视图，其中涡轮壳1962的脊接触护罩部件1952的表面以形成密封界面，护罩部件1952的脊接触涡轮壳1962的表面以形成密封界面。
图20示出了包含护罩部件2052和涡轮壳2062的组件2000的例子的一部分的剖视图，其中护罩部件2052的脊接触涡轮壳2062的表面以形成密封界面，涡轮壳2062的脊接触护罩部件2052的表面以形成密封界面。
如所述的，热状态可以导致部件膨胀和/或收缩。例如，包含大部分的管道部分的护罩部件可以以使护罩部件变形的方式响应于温度。该变形例如可能改变导叶间隙、改变涡轮叶片间隙、引起不期望的应力等等。如在多个例子中所示，具有特定轮廓的部件在形状上可以是基本环形的，该形状可以使热变形最小化。在该例子中，热变形特别是在轴向远离涡轮叶轮的导入器部分的过渡区附近被减少，这对于下端性能是有利的。所述变形(例如轮廓形状和/或位置的改变)的减少有助于在期望的运行条件和/或环境条件的范围内保持预期的性能(例如效率)。
作为一个例子，涡轮壳组件密封件可包括：限定了具有轴线的开口的圆柱形部分，其中圆柱形部分以距离轴线的圆柱半径被设置；以大于该圆柱半径的下缘半径被设置的下缘；从下缘径向向内地延伸的倾斜环形部分；从倾斜的环形部分延伸到圆柱部分的下轴向位置的下弯；从圆柱部分的上轴向位置延伸的上弯；以及从上弯径向向外延伸到大于圆柱半径且小于下缘半径的上缘半径的上缘。在该例子中，涡轮壳组件密封件可包括未压缩的轴向高度，其中，例如，圆柱部分的轴向跨度比未压缩轴向高度大25％。
作为一个例子，密封件可包括具有大于10度的倾斜角的倾斜的环形部分。作为一个例子，密封件可包括具有小于30度的倾斜角的倾斜的环形部分。作为一个例子，密封件可包括具有大于10度且小于20度的倾斜角的倾斜的环形部分。
作为一个例子，密封件可包括由曲率半径部分限定的下弯和由曲率半径部分限定的上弯。在该例子中，下弯的曲率半径可大约等于上弯的曲率半径。
作为一个例子，密封件包括在轴向跨度上具有恒定圆柱半径的圆柱形部分(例如考虑在未压缩状态下可以为密封件的轴向高度的大约25％或更多的轴向跨度)。在该例子中，在压缩状态下，圆柱形部分在轴向跨度上具有相对恒定的圆柱半径。例如，当从未压缩状态转变为压缩状态时，密封件的环形部分的倾斜角可以改变，而圆柱形部分保持相对未改变，反之亦然。
作为一个例子，密封件由一种材料薄板形成，比如金属、合金等等。在该例子中，材料薄板具有薄板厚度。在形成密封件后，密封件的材料厚度大约等于薄板厚度。作为一个例子，密封件包括由材料厚度(例如从一个表面到另一个表面测得的厚度)隔开的两个相反表面。
作为一个例子，密封件可包括被设置在上弯和上缘之间的弯曲部分。在该例子中，弯曲部分可包括上接触表面(例如考虑跨越360度的环形接触表面)。作为一个例子，密封件可包括被设置在倾斜的环形部分和下缘之间的弯曲部分。在该例子中，弯曲部分可包括下接触表面(例如考虑跨越360度的环形接触表面)。
作为一个例子，一种方法可包括将材料薄板成形以形成涡轮壳组件密封件，该密封件包括：限定了具有轴线的开口的圆柱形部分，其中圆柱形部分以距离轴线的圆柱半径被设置，以大于该圆柱半径的下缘半径被设置的下缘，从下缘径向向内地延伸的倾斜环形部分，从倾斜的环形部分延伸到圆柱部分的下轴向位置的下弯，从圆柱部分的上轴向位置延伸的上弯，以及从上弯径向向外延伸到大于圆柱半径且小于下缘半径的上缘半径的上缘。在该例子中，该方法可包括将密封件定位在护罩部件和涡轮壳之间并对密封件加载(例如对密封件施加力)，从而使密封件从未压缩状态转变为压缩状态且形成上密封界面和下密封界面。在该例子中，该方法可包括通过该密封界面，阻止排气从至少部分地由涡轮壳限定的排气蜗壳到包括由护罩部件限定的下部以及由涡轮壳限定的上部的涡轮叶轮空间的流动，其中在涡轮叶轮空间的所述下部和所述上部之间存在轴向间隙。在该例子中，密封件的圆柱部分至少部分地与轴向间隙在轴向上重叠。
作为一个例子，一种组件可以包括：具有基部、鼻部、从基部延伸到鼻部的旋转轴线、导入器部分和导出器部分的涡轮叶轮；至少部分地限定了排气蜗壳且具有从排气蜗壳延伸到限定了涡轮叶轮空间的上部的圆柱表面的下涡轮壳表面的涡轮壳；包含上护罩部件表面、下护罩部件表面和被设置在上护罩部件表面的内侧端和下护罩部件表面的内侧端之间的轮廓表面的护罩部件，其中该轮廓表面限定了涡轮叶轮空间的下部；以及密封件机构，其中涡轮壳接收护罩部件并在圆柱表面的下轴向位置和轮廓表面的上轴向位置之间形成轴向间隙，其中涡轮壳和护罩部件接收涡轮叶轮的至少一部分，其中所述轴向间隙被轴向地定位在涡轮叶轮的导入器部分的轴向位置和涡轮叶轮的导出器部分的轴向位置之间，其中密封件机构通过该轴向间隙阻止排气从排气蜗壳到涡轮叶轮空间的流动(例如在作为***作地连接到内燃机的涡轮增压器的一部分的该组件的运行期间)。
作为一个例子，密封件机构包括环形脊。在该例子中，护罩部件的上护罩部件表面包括环形脊，其中该环形脊接触涡轮壳的下涡轮壳表面以形成密封界面。在该例子中，涡轮壳的下涡轮壳表面可以是平面表面(例如平的表面)。
作为一个例子，密封件机构包括环形脊。在该例子中，涡轮壳的下涡轮壳表面包括环形脊，其中该环形脊接触护罩部件的上护罩部件表面以形成密封界面。在该例子中，护罩部件的上护罩部件表面可以是平面表面(例如平的表面)，且例如，护罩部件的下护罩部件表面可以是平面表面(例如平的表面)，它至少部分地限定了用于排气从蜗壳到涡轮叶轮的导入器部分的流动的一个喷嘴或多个喷嘴、一个喉部或多个喉部等等。
作为一个例子，密封件机构包括护罩部件的上护罩部件表面的第一环形脊和涡轮壳的下涡轮壳表面的第二环形脊，其中第一环形脊和第二环形脊接触以形成密封界面。
作为一个例子，密封件机构包括接触涡轮壳的下涡轮壳表面和护罩部件的上护罩部件表面以形成密封界面(例如，关于密封件的上密封界面和下密封界面)的密封件(例如作为一种部件)。在该例子中，涡轮壳的下涡轮壳表面包括具有轴向台阶高度的环形台阶，密封件包括由轴向间隙和轴向台阶高度限定的轴向高度。
作为一个例子，用于涡轮增压器的涡轮组件包括：涡轮壳，该涡轮壳包括延伸到圆柱表面的下涡轮壳表面，该圆柱表面限定了具有轴线的涡轮叶轮空间的上部；护罩部件，该护罩部件包括下护罩部件表面、上护罩部件表面、以及在下护罩部件表面和上护罩部件表面之间延伸的并限定了涡轮叶轮空间的下部的轮廓表面，其中涡轮壳接收护罩部件并在圆柱表面的下轴向位置和轮廓表面的上轴向位置之间形成轴向间隙；以及密封件，该密封件包含下缘、从下缘延伸的倾斜环形部分、从倾斜环形部分延伸的下弯、从下弯延伸的圆柱部分、从圆柱部分延伸到上缘的上弯，其中密封件接触涡轮壳的下涡轮壳表面并接触护罩部件的上护罩部件表面，从而使密封件的圆柱部分的至少一部分和轴向间隙轴向地重叠。在该例子中，密封件的下缘包括半径(例如，被限定为与涡轮叶轮空间的轴线的距离)，上护罩部件表面包括以大于密封件的下缘的半径的半径被设置的脊。在该例子中，上护罩部件表面包括从脊径向向内地延伸的槽，其中密封件的下缘被设置在所述槽内。
作为一个例子，一种涡轮组件包括护罩部件和涡轮壳，护罩部件具有包含环形轴向面的上护罩部件表面，涡轮壳具有包含环形轴向面的下涡轮壳表面，其中在这两个环形轴向面之间存在轴向间隙。作为一个例子，涡轮壳包括具有轴向面的管部分，护罩部件包括具有轴向面的管部分，其中所述管部分，在组装形成涡轮组件之后，限定轴向间隙。在该例子中，轴向间隙被轴向地设置在涡轮组件的涡轮叶轮的导入器部分和导出器部分之间。例如，考虑涡轮叶轮的旋转轴线，其中导入器部分包括在第一轴向位置处的轴向最靠上的外侧叶片尖，导出器部分包括在第二轴向位置处的最靠上的外侧叶片尖。在该例子中，轴向间隙的轴向位置可以在第三轴向位置和第四轴向位置之间，其中按从最低(例如涡轮叶轮的基部)到最高(涡轮叶轮的鼻部)的轴向顺序，是第一轴向位置、第三轴向位置、第四轴向位置、和第二轴向位置。
作为一个例子，护罩部件的上护罩部件表面包括环形脊、环形槽、环形肩和环形轴向面。作为一个例子，涡轮壳的下涡轮壳表面包括环形脊、环形槽、环形肩和环形轴向面。
作为一个例子，护罩部件的上护罩部件表面包括护罩部件环形脊、护罩部件环形槽、护罩部件环形肩和护罩部件环形轴向面，涡轮壳的下涡轮壳表面包括涡轮壳环形脊、涡轮壳环形槽、涡轮壳环形肩和涡轮壳环形轴向面。
作为一个例子，一种涡轮组件包括存在于护罩部件的上护罩部件表面和涡轮壳的下涡轮壳表面之间的轴向间隙(例如，轴向空隙)。在该例子中，当涡轮壳部分地限定蜗壳的情况下，如果没有密封件(例如，密封件作为一种与涡轮壳和护罩部件形成密封界面的部件)，则蜗壳和轴向间隙之间可能存在视线。
作为一个例子，涡轮组件包括具有导入器部分和导出器部分的涡轮叶轮，其中被形成在涡轮壳和护罩部件之间的轴向间隙被轴向地设置在涡轮叶轮的导入器部分和导出器部分之间。
尽管方法、装置、***、布置等等的一些例子已经在附图中被示出，且在前面的具体实施方式中被描述，但是应当明白所公开的示范实施例不是限制性的，而是能实现大量的再布置、修改和替换。

Claims (9)

1.一种用于涡轮增压器的涡轮组件，包括：
具有下涡轮壳表面的涡轮壳，下涡轮壳表面延伸到限定了具有轴线的涡轮叶轮空间的上部的圆柱表面；
具有下护罩部件表面、上护罩部件表面和在下护罩部件表面与上护罩部件表面之间延伸且限定了涡轮叶轮空间的下部的轮廓表面的护罩部件，其中涡轮壳接收护罩部件并在圆柱表面的下轴向位置和轮廓表面的上轴向位置之间形成轴向空隙；以及
包括下缘、从下缘延伸的倾斜环形部分、从倾斜环形部分延伸的下弯、从下弯延伸的圆柱部分、从圆柱部分延伸到上缘的上弯的密封件，其中密封件接触涡轮壳的下涡轮壳表面并接触护罩部件的上护罩部件表面，从而使密封件的圆柱部分的至少一部分与轴向空隙轴向地重叠，其中涡轮壳部分地限定蜗壳，其中在没有密封件时，蜗壳和轴向空隙之间存在视线。
2.权利要求1的涡轮组件，其中，密封件的下缘包括半径，其中上护罩部件表面包括以大于密封件的下缘的半径的半径被设置的脊。
3.权利要求2的涡轮组件，其中，上护罩部件表面包括从脊径向向内地延伸的槽，并且其中密封件的下缘被设置在该槽内。
4.权利要求1的涡轮组件，其中，上护罩部件表面包括环形轴向面，其中下涡轮壳表面包括环形轴向面，并且其中轴向空隙存在于环形轴向面之间。
5.权利要求1的涡轮组件，其中，上护罩部件表面包括环形脊、环形槽、环形肩和环形轴向面。
6.权利要求1的涡轮组件，其中，下涡轮壳表面包括环形脊、环形槽、环形肩和环形轴向面。
7.权利要求1的涡轮组件，其中，上护罩部件表面包括护罩部件环形脊、护罩部件环形槽、护罩部件环形肩和护罩部件环形轴向面，并且其中，下涡轮壳表面包括涡轮壳环形脊、涡轮壳环形槽、涡轮壳环形肩和涡轮壳环形轴向面。
8.权利要求1的涡轮组件，其中轴向间隙存在于上护罩部件表面和下涡轮壳表面之间。
9.权利要求1的涡轮组件，还包括具有导入器部分和导出器部分的涡轮叶轮，其中轴向空隙被轴向地设置在涡轮叶轮的导入器部分和导出器部分之间。
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