專利名稱：可變幾何渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變幾何渦輪機(jī)。該可變幾何渦輪機(jī)可以例如形成渦輪增壓器的一部分。
背景技術(shù)：
渦輪增壓器是眾所周知的以高于大氣壓的壓力(增加壓力)向內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣口供給空氣的裝置。傳統(tǒng)的渦輪增壓器基本上包括安裝在渦輪機(jī)殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸上的由廢氣驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)葉輪，所述渦輪機(jī)殼體被連接到發(fā)動(dòng)機(jī)出口歧管的下游。渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)使安裝在壓縮機(jī)殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)軸另一端上的壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。壓縮機(jī)葉輪向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口歧管輸送壓縮空氣。渦輪增壓器軸一般被包括適當(dāng)潤滑系統(tǒng)的軸頸和推力軸承支撐，其位于連接渦輪機(jī)和壓縮機(jī)葉輪殼體之間的中心軸承座內(nèi)。典型的渦輪增壓器中的渦輪機(jī)部分包括其中安裝有渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)腔室； 限定于環(huán)繞渦輪機(jī)腔室設(shè)置的相對(duì)徑向壁之間的環(huán)形進(jìn)氣口 ；環(huán)繞環(huán)形進(jìn)氣口設(shè)置的進(jìn)氣口渦殼；以及自渦輪機(jī)腔室延伸的出口通道。所述通道與渦輪機(jī)腔室連通，使得進(jìn)入進(jìn)氣口渦殼的增壓廢氣通過進(jìn)氣口經(jīng)過渦輪機(jī)流到出口通道，同時(shí)使渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)。此外已知的是，通過在進(jìn)氣口內(nèi)設(shè)置葉片(稱之為噴嘴葉片)來提高渦輪機(jī)的性能以便使流動(dòng)通過進(jìn)氣口的氣體偏轉(zhuǎn)。也就是說，流動(dòng)通過環(huán)形進(jìn)氣口的氣體流動(dòng)通過進(jìn)氣通道(其由相鄰的葉片所限定)，上述進(jìn)氣通道可引起氣流渦旋，使流動(dòng)方向朝向渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)可以具有固定或者可變幾何類型。可變幾何渦輪機(jī)與固定幾何渦輪機(jī)的區(qū)別在于其進(jìn)氣口的尺寸可以改變以便在氣體質(zhì)量流率范圍內(nèi)優(yōu)化氣體流速，這樣渦輪機(jī)的輸出功率可以改變以便適應(yīng)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)要求。例如，當(dāng)傳送到渦輪機(jī)的廢氣量相對(duì)低時(shí)，到達(dá)渦輪機(jī)葉輪的氣體流速保持在一定的水平，其通過利用可變幾何機(jī)構(gòu)減小進(jìn)氣口的尺寸而確保渦輪機(jī)的高效運(yùn)行。設(shè)有可變幾何渦輪機(jī)的渦輪增壓器被稱為可變幾何渦輪增壓器。設(shè)置于可變幾何渦輪機(jī)增壓器內(nèi)的噴嘴葉片可以具有不同的形式。在一種類型中，被稱為“滑動(dòng)噴嘴環(huán)”，所述葉片被固定到軸向可移動(dòng)的壁上，該壁滑動(dòng)穿過進(jìn)氣通道。所述軸向可移動(dòng)壁向罩板移動(dòng)以關(guān)閉進(jìn)氣通道，并且在這樣做時(shí)，葉片通過罩板中的孔。另夕卜，噴嘴環(huán)固定于渦輪機(jī)的一個(gè)壁而罩板在葉片的上方移動(dòng)以改變進(jìn)氣通道的尺寸。可變幾何機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)部件(無論是噴嘴環(huán)還是罩板)受到支撐以便在一部分渦輪增壓器殼體(通常是渦輪機(jī)殼體或渦輪增壓器軸承座)內(nèi)的腔內(nèi)進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)。上述殼體可相對(duì)腔壁密封以便減少或防止噴嘴環(huán)背面周圍的流體泄漏?？勺儙缀螜C(jī)構(gòu)的可移動(dòng)壁可通過由致動(dòng)器和聯(lián)動(dòng)裝置構(gòu)成的合適致動(dòng)器組件進(jìn)行軸向位移。這種已知的致動(dòng)器組件的一個(gè)實(shí)例例如在US5，868，552中披露。聯(lián)動(dòng)裝置包括軛，其樞轉(zhuǎn)支撐在軸承座內(nèi)且具有兩個(gè)臂，每個(gè)臂延伸與其上安裝有可移動(dòng)部件(在該實(shí)例中為噴嘴環(huán))的相應(yīng)推桿的端部接合。軛安裝到一個(gè)軸上，該軸在軸承座內(nèi)徑向滑動(dòng)且支撐處于軸承座外部的曲軸，其可以任何適當(dāng)?shù)姆绞竭B接到致動(dòng)器。使得軛移動(dòng)的致動(dòng)器采取各種形式，包括氣動(dòng)，液壓和電氣的形式，且可以各種方式鏈接到軛。致動(dòng)器通常在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)的控制下調(diào)節(jié)可移動(dòng)壁的位置，以便改變通過渦輪機(jī)的氣流，從而滿足性能要求。在使用過程中，通過流動(dòng)通過進(jìn)氣口的氣體將軸向力施加到可移動(dòng)壁上，該軸向力必須由致動(dòng)器組件提供。此外，作為使得氣流葉片通道朝向渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)的結(jié)果，扭矩施加到噴嘴環(huán)上。如果噴嘴環(huán)是可變幾何機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)壁，則扭矩也必須由致動(dòng)器組件(諸如聯(lián)動(dòng)裝置的一部分)激發(fā)或另外提供。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除或減輕上述缺陷。本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供改進(jìn)或替代的可變幾何機(jī)構(gòu)和渦輪機(jī)。 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種可變幾何渦輪機(jī)，包括渦輪機(jī)葉輪，其安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體限定環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口 ；以及圓柱形套筒，其可軸向移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口以便改變通過進(jìn)氣口的進(jìn)氣流動(dòng)路徑的尺寸；其中環(huán)形進(jìn)氣口由設(shè)置于第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的進(jìn)氣通道壁分隔成至少三個(gè)軸向偏離的進(jìn)氣通道。應(yīng)該意識(shí)到軸向偏離的進(jìn)氣通道包括具有不同軸向位置的進(jìn)氣通道和/或具有不同軸向延伸程度的進(jìn)氣通道。軸向偏離的進(jìn)氣通道可間隔開、相鄰或軸向重疊。進(jìn)氣通道壁是軸向間隔的環(huán)形隔板，所述隔板將環(huán)形進(jìn)氣口分為軸向相鄰的環(huán)形部分。隔板的數(shù)量是兩個(gè)，三個(gè)，四個(gè)，五個(gè)或六個(gè)的其中之一?？勺儙缀螠u輪機(jī)可進(jìn)一步包括進(jìn)氣葉片，其軸向延伸跨過至少兩個(gè)所述軸向相鄰的環(huán)形部分；其中圓柱形套筒可軸向移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口以改變通過套筒自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的進(jìn)氣口的氣體流動(dòng)路徑的尺寸；以及其中延伸跨過進(jìn)氣口的第一環(huán)形部分的軸向?qū)挾刃∮谘由炜邕^進(jìn)氣口的第二環(huán)形部分的軸向?qū)挾?，第一環(huán)形部分與第一進(jìn)氣口側(cè)壁靠近的程度大于第二環(huán)形部分靠近第一進(jìn)氣口側(cè)壁的程度。兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)氣通道壁限定通常朝向渦輪機(jī)葉輪延伸的基本管形進(jìn)氣通道的環(huán)形陣列，其中進(jìn)氣通道的環(huán)形陣列包括至少三個(gè)軸向偏離的進(jìn)氣通道。套筒可在開放位置和封閉位置之間軸向移動(dòng)，在開放位置存在通過在套筒自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的進(jìn)氣口的氣體流動(dòng)路徑，通過所述軸向偏離的至少三個(gè)進(jìn)氣通道的至少之一的氣體流動(dòng)路徑，而在封閉位置，通過在套筒自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的進(jìn)氣口的所述氣體流動(dòng)路徑的尺寸與套筒處于開放位置時(shí)相比減??；以及其中當(dāng)套筒在從開放位置朝向封閉位置移動(dòng)時(shí)，套筒在朝向所述第一進(jìn)氣口側(cè)壁的方向上移動(dòng)。當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的至少兩個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒所有自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的至少兩個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的每一進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒所有自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的每一進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距，以及其中兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁定位成使得在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣通道壁之間的軸向距離小于或等于第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距的大約50 %。 當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)(兩個(gè)以上)進(jìn)氣通道壁的一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距，以及其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，所述套筒大體上不接觸兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁。當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距可小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距，以及其中套筒安裝成當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)使得氣體可在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁和套筒之間通過，之后氣體通過進(jìn)氣口。套筒安裝成當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒大體上不接觸兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的任意一個(gè)。所述軸向偏離的第一進(jìn)氣通道的軸向尺寸可小于所述軸向偏離的第二進(jìn)氣通道的軸向尺寸，以及其中所述軸向偏離的第一進(jìn)氣通道比所述軸向偏離的第二進(jìn)氣通道更靠近第一進(jìn)氣口側(cè)壁定位。一種可變幾何渦輪機(jī)可包括圍繞渦輪機(jī)葉輪的環(huán)形進(jìn)氣口，所述渦輪機(jī)葉輪被安裝成用于圍繞由殼體限定的渦輪室內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，渦輪室具有在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間限定的且環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的環(huán)形進(jìn)氣口，環(huán)形進(jìn)氣口包括第一和第二周向間隔開的進(jìn)氣通道構(gòu)成的第一對(duì)進(jìn)氣通道；以及第三和第四周向間隔開的進(jìn)氣通道構(gòu)成的第二對(duì)進(jìn)氣通道；其中第二對(duì)進(jìn)氣通道與第一對(duì)進(jìn)氣通道軸向間隔開；以及其中圓柱形套筒支撐在殼體內(nèi)，以便在軸向方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)來改變環(huán)形進(jìn)氣口的尺寸；以及其中套筒可在至少第一位置和第二位置之間移動(dòng)，其中在第一位置，第一對(duì)進(jìn)氣通道的每個(gè)進(jìn)氣通道朝向氣流至少部分開放，以及第二對(duì)進(jìn)氣通道朝向氣流完全開放，而在第二位置，第一對(duì)進(jìn)氣通道完全阻斷氣流，而第二對(duì)進(jìn)氣通道的每個(gè)進(jìn)氣通道至少部分阻斷氣流。廢氣通常可經(jīng)由周圍渦殼流向環(huán)形進(jìn)氣口。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，渦殼可軸向或周向分隔開，因此環(huán)形進(jìn)氣口限定在渦殼或渦殼的任意分隔開部分的下游。在這種渦殼分隔開的渦輪機(jī)中，相鄰的渦殼部分通常彼此不連通，除了在相鄰渦殼部分終止于進(jìn)氣口處的下游端處。進(jìn)氣口的內(nèi)側(cè)和外側(cè)壁例如可以是限定渦殼的延續(xù)的壁。通常情況下，進(jìn)氣口的最大寬度將相應(yīng)于由渦輪機(jī)葉輪葉片的尖端旋轉(zhuǎn)所掃掠過的面積。當(dāng)套筒處于第二位置時(shí)，第二對(duì)進(jìn)氣通道的每個(gè)進(jìn)氣通道可完全阻斷氣流。一些可變幾何渦輪增壓器可包括由周向間隔開的第四和第五進(jìn)氣通道構(gòu)成的第三對(duì)進(jìn)氣通道，其與第一對(duì)和第二對(duì)進(jìn)氣通道兩者都軸向位移間隔開。這種實(shí)施例可包括由周向間隔開的進(jìn)氣通道構(gòu)成的軸向位移間隔開的四對(duì)或多對(duì)進(jìn)氣通道。當(dāng)套筒處于第二位置時(shí)，由周向間隔開的進(jìn)氣通道構(gòu)成的所述軸向間隔開的成對(duì)進(jìn)氣通道中只有一對(duì)進(jìn)氣通道可完全阻斷氣流，由周向間隔開的進(jìn)氣通道的剩余對(duì)進(jìn)氣通道至少部分阻斷氣流。
成對(duì)的進(jìn)氣通道的每一個(gè)進(jìn)氣通道可為環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的周向間隔開的進(jìn)氣通道的相應(yīng)環(huán)形陣列的一部分。每對(duì)進(jìn)氣通道或進(jìn)氣通道環(huán)形陣列可包括大體上軸向重合的通道。至少一對(duì)進(jìn)氣通道或至少一個(gè)進(jìn)氣通道環(huán)形陣列的至少一個(gè)進(jìn)氣通道可與相鄰對(duì)進(jìn)氣通道或相鄰進(jìn)氣通道環(huán)形陣列的至少一個(gè)進(jìn)氣通道軸向重疊。套筒的第一位置可為開放位置，其中由周向間隔開的進(jìn)氣通道構(gòu)成的所述成對(duì)進(jìn)氣通道或進(jìn)氣通道環(huán)形陣列的每一個(gè)進(jìn)氣通道朝向氣流開放。套筒的第二位置可為封閉位置，其中套筒的自由端跨過環(huán)形進(jìn)氣口凸出且鄰接內(nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁。套筒可受控地定位于所述第一和第二位置之間?？勺儙缀螠u輪機(jī)可包括渦輪機(jī)葉輪，其安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體限定環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口，其中圓柱形套筒安裝在殼體內(nèi)以便可軸向滑動(dòng)移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口的至少一部分，從而改變環(huán)形進(jìn)氣口的尺寸，所述可變幾何渦輪機(jī)還包括至少一個(gè)環(huán)形隔板，其與環(huán)形進(jìn)氣口的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁軸向間隔開，以便將環(huán)形進(jìn)氣口分隔成軸向相鄰的環(huán)形部分，且其中進(jìn)氣葉片軸向延伸跨過由所述或每個(gè)隔板限定的至少兩個(gè)所述環(huán)形部分。同樣，氣體可經(jīng)由環(huán)繞環(huán)形進(jìn)氣口的環(huán)形渦殼或類似腔室流向環(huán)形進(jìn)氣口。在一些實(shí)施例中，渦殼可為分隔開的渦殼，例如分隔成單獨(dú)的軸向或周向部分，上述部分例如可接收來自不同源(例如，在多缸內(nèi)燃機(jī)中汽缸的不同腔內(nèi))的氣體。在本發(fā)明的實(shí)施例中，進(jìn)氣口和隔板將處于渦殼或分隔開的渦殼的任意渦殼部分的下游?？勺儙缀螠u輪機(jī)可包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的軸向間隔開的進(jìn)氣口隔板，其將環(huán)形進(jìn)氣口軸向分隔成三個(gè)或更多的環(huán)形區(qū)域，其中進(jìn)氣葉片延伸跨過至少三個(gè)所述環(huán)形區(qū)域。至少一些進(jìn)氣葉片可延伸跨過在內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間的環(huán)形進(jìn)氣口的整個(gè)寬度。例如，一個(gè)進(jìn)氣葉片環(huán)形陣列可延伸跨過在內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間的環(huán)形進(jìn)氣口，以及兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)形進(jìn)氣口隔板可在環(huán)形進(jìn)氣口內(nèi)軸向間隔開，上述隔板連同葉片一起限定三個(gè)或更多的軸向間隔開的進(jìn)氣通道環(huán)形陣列?？勺儙缀螠u輪機(jī)可包括渦輪機(jī)葉輪，其安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體具有環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口，其中環(huán)形進(jìn)氣口由兩個(gè)或多個(gè)環(huán)形進(jìn)氣口隔板軸向分隔成相鄰的環(huán)形區(qū)域，以及其中圓柱形套筒安裝在殼體內(nèi)以便可軸向滑動(dòng)移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口的至少一部分，從而改變環(huán)形進(jìn)氣口的尺寸。至于其它可變幾何渦輪機(jī)，環(huán)形進(jìn)氣口可限定在周圍渦輪(其可為分隔開的渦殼)或類似氣體腔室的下游。進(jìn)氣葉片可延伸跨過至少一個(gè)環(huán)形區(qū)域以便將該環(huán)形區(qū)域分隔成周向間隔開的進(jìn)氣通道陣列。包括如上所述進(jìn)氣葉片的一些可變幾何渦輪機(jī)可以為使得延伸跨過進(jìn)氣口環(huán)形部分的至少大多數(shù)葉片的后邊緣具有的半徑可大于限定環(huán)形部分的隔板的內(nèi)徑。
在一些可變幾何渦輪機(jī)中，延伸跨過進(jìn)氣口環(huán)形部分的所有葉片的后邊緣具有的半徑可大于限定環(huán)形部分的隔板的內(nèi)徑。在一些實(shí)施例中，每個(gè)環(huán)形隔板具有的內(nèi)徑可小于環(huán)形進(jìn)氣口內(nèi)任意葉片的前邊緣內(nèi)徑。延伸跨過進(jìn)氣口第一環(huán)形部分內(nèi)的至少一些葉片可具有不同于延伸跨過進(jìn)氣口第二環(huán)形部分的至少一些葉片的構(gòu)造。一些可變幾何渦輪機(jī)可包括至少兩個(gè)所述環(huán)形隔板，其將環(huán)形進(jìn)氣口軸向分隔成至少三個(gè)軸向相鄰的環(huán)形區(qū)域。套筒在限定進(jìn)氣口最大和最小寬度的位置之間的移動(dòng)限定相應(yīng)于所述或每個(gè)環(huán)形隔板的軸向位置的離散位置。因此，在一些可變幾何渦輪機(jī)中，套筒可受控地以逐步進(jìn)行的方式在可相應(yīng)于開放位置、封閉位置以及中間位置的離散位置之間移動(dòng)，其中每個(gè)中間位置相應(yīng)于環(huán)形隔板的位置。在這種中間位置，套筒的自由端可與隔板的前邊緣軸向?qū)?zhǔn)。—些可變幾何渦輪機(jī)可包括至少兩個(gè)所述環(huán)形隔板，其將環(huán)形進(jìn)氣口分隔成至少三個(gè)軸向相鄰的環(huán)形部分，其中至少一個(gè)所述環(huán)形部分不包括任何進(jìn)氣葉片?？勺儙缀螠u輪機(jī)可包括渦輪機(jī)葉輪，被安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體包括環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口，其中進(jìn)氣葉片的環(huán)形陣列在進(jìn)氣口的內(nèi)偵彳壁和外側(cè)壁之間延伸，在相鄰的進(jìn)氣葉片之間限定周向間隔開的葉片通道，以及其中大體上周向延伸的隔板壁在至少一些相鄰的進(jìn)氣葉片對(duì)之間延伸，以便將相應(yīng)的葉片通道分隔成軸向間隔開的進(jìn)氣通道。至少一個(gè)隔板壁可為環(huán)形的?？勺儙缀螠u輪機(jī)可包括渦輪機(jī)葉輪，被安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體包括環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口，其中環(huán)形進(jìn)氣口包括噴嘴結(jié)構(gòu)，其包括大體朝向渦輪機(jī)葉輪延伸的大體為管形的進(jìn)氣通道的環(huán)形陣列，其中進(jìn)氣通道的環(huán)形陣列包括至少三個(gè)軸向位移間隔開的進(jìn)氣通道。噴嘴結(jié)構(gòu)可設(shè)置于環(huán)形渦殼(其可軸向或周向分隔)的下游，其環(huán)繞著環(huán)形進(jìn)氣通道以便將氣流傳送到環(huán)形進(jìn)氣通道。進(jìn)氣通道可具有沿著其長度的至少一部分的大體菱形，五角形，六角形或其它多邊形橫截面。在一些可變幾何渦輪機(jī)中，任何給定的進(jìn)氣通道的幾何形狀可沿其長度變化。例如，進(jìn)氣通道的橫截面積可減少到最低限度然后再增加。類似的，橫截面積可在沿其長度的不同位置處改變形狀。例如，進(jìn)氣通道可在其進(jìn)氣口(上游)端具有一個(gè)橫截面，而在其排氣口(下游)端具有另一個(gè)橫截面。能有其入口的一個(gè)斷面(上游)結(jié)束和另一個(gè)在其出口處的橫截面(下游)結(jié)束。橫截面可沿其長度從進(jìn)氣口到排氣口逐漸變化。進(jìn)氣通道可大體上是直的或可以是彎曲的。在這兩種情況下，橫截面都會(huì)相對(duì)于渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)方向向前或向后掃掠?？纱嬖趦蓚€(gè)或多個(gè)相鄰的進(jìn)氣通道環(huán)形陣列。相鄰的環(huán)形陣列可包括不同數(shù)目和/或不同尺寸和/或不同幾何形狀或構(gòu)造的進(jìn)氣通道。例如，一個(gè)環(huán)形陣列通道可限定不同于另一個(gè)環(huán)形陣列通道的旋渦角。進(jìn)氣通道可由位于環(huán)形進(jìn)氣口內(nèi)的兩個(gè)或多個(gè)環(huán)形進(jìn)氣口隔板限定，其中相鄰的進(jìn)氣口隔板彼此接觸或另外在周向間隔開的位置處彼此結(jié)合以便在接觸區(qū)域之間限定進(jìn)氣通道。環(huán)形進(jìn)氣口隔板可在周向成波形(波狀)，這樣在相鄰隔板之間的接觸區(qū)域大體上延伸跨過每個(gè)環(huán)形隔板的整個(gè)徑向?qū)挾取?
本發(fā)明任意方面的圓柱形套筒可安裝在通過所述內(nèi)側(cè)壁與進(jìn)氣通道隔開的殼體腔室內(nèi)，其中圓柱形套筒的自由端從所述腔室延伸到環(huán)形進(jìn)氣口內(nèi)以便限定環(huán)形進(jìn)氣口的覽度。因此，可在套筒的自由端和外側(cè)壁之間限定通過環(huán)形進(jìn)氣口的氣流。在一些可變幾何渦輪機(jī)中，殼體包括軸承座或中央殼體部分，以及渦輪機(jī)殼體部分，其中渦輪機(jī)葉輪在軸承座/中央殼體與渦輪殼體部分之間限定的腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以及其中圓柱形套筒安裝成在軸承座/中央殼體內(nèi)限定殼體腔室。備選的，本發(fā)明任意方面的圓柱形套筒可安裝在通過所述外側(cè)壁與進(jìn)氣通道隔開的殼體腔室內(nèi)，其中圓柱形套筒的自由端從所述腔室延伸到環(huán)形進(jìn)氣口內(nèi)以便限定環(huán)形進(jìn)氣口的寬度。因此，可在套筒的自由端和內(nèi)側(cè)壁之間限定通過環(huán)形進(jìn)氣口的氣流。在一些可變幾何渦輪機(jī)中，殼體包括軸承座或中央殼體部分，以及渦輪機(jī)殼體部分，其中渦輪機(jī)葉輪在軸承座/中央殼體與渦輪殼體部分之間限定的腔室內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以及其中圓柱形套筒安裝成在渦輪機(jī)殼體內(nèi)限定殼體腔室。圓柱形套筒優(yōu)選可移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口的外徑以便選擇性地相對(duì)于通過渦輪機(jī)的氣流阻斷相應(yīng)進(jìn)氣通道或部分的上游端。然而，在其它可變幾何渦輪機(jī)中，圓柱形套筒優(yōu)選可移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口的內(nèi)徑以便選擇性地相對(duì)于通過渦輪機(jī)的氣流阻斷相應(yīng)進(jìn)氣通道或部分的下游端。優(yōu)選的，套筒圍繞進(jìn)氣口部分(即，套筒可移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口的外徑)，已發(fā)現(xiàn)上述賦予改進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)性能。換言之，套筒內(nèi)徑大于一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口部分的外徑(或外部徑向延伸程度)。在另一個(gè)實(shí)施例中，套筒可由進(jìn)氣口部分環(huán)繞。換言之，套筒外徑可小于一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口部分的內(nèi)徑。在另一實(shí)施例中，套筒可移動(dòng)通過一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口部分。換言之，套筒直徑(如內(nèi)徑或外徑，或平均直徑)可小于一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口部分的外徑，但大于一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口部分的內(nèi)徑?？勺儙缀螠u輪機(jī)可包括渦輪機(jī)葉輪，被安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體限定環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在進(jìn)氣口內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口，且還包括與環(huán)形進(jìn)氣口的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁軸向間隔開的至少一個(gè)環(huán)形隔板以便將環(huán)形進(jìn)氣口分隔成軸向相鄰的環(huán)形部分，以及圓柱形套筒可在環(huán)形進(jìn)氣口內(nèi)圍繞環(huán)形進(jìn)氣口部分的外徑和所述至少一個(gè)環(huán)形隔板軸向移動(dòng)以便改變?cè)谔淄沧杂啥撕蛢?nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口的尺寸。再次地，環(huán)形進(jìn)氣口可限定在周圍蝸殼(包括分隔開的蝸殼或用于將氣流傳動(dòng)到環(huán)形進(jìn)氣口的腔室)的下游。在套筒自由端和內(nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁之間限定進(jìn)氣口的有效軸向?qū)挾?取決于套筒安裝在殼體的哪一側(cè))。在一些可變幾何渦輪機(jī)中，圓柱形套筒安裝成以逐步進(jìn)行的方式在開放位置、封閉位置以及相應(yīng)于所述或每個(gè)環(huán)形隔板的一個(gè)或多個(gè)位置之間移動(dòng)。因此套筒限制到在離散的預(yù)定位置之間移動(dòng)，其中一些相應(yīng)于進(jìn)氣口隔板的位置。在一些實(shí)施例中，可防止套筒定位成其自由端位于相鄰的隔板之間。一個(gè)或多個(gè)葉片可延伸跨過至少一個(gè)環(huán)形進(jìn)氣口部分。
因此，根據(jù)本發(fā)明提供了一種控制或操作渦輪機(jī)的方法，其中套筒以離散的軸向步驟在相應(yīng)于開放位置、封閉位置以及中間位置(在該位置，套筒的自由端與環(huán)形進(jìn)氣口隔板對(duì)準(zhǔn))的位置之間移動(dòng)。


現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行描述。圖I是通過包括可變幾何渦輪機(jī)的已知渦輪增壓器的軸向橫截面。圖2是示意示出沿著圖I所示渦輪機(jī)的環(huán)形進(jìn)氣口一部分周邊的徑向視圖。圖3是通過包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變幾何渦輪機(jī)的渦輪增壓器一部分的軸向橫截面。圖4a和4b示出圖3所示渦輪機(jī)的噴嘴組件的細(xì)節(jié)。圖5是示意示出沿著圖4a和4b所示噴嘴組件的環(huán)形進(jìn)氣口一部分周邊的徑向視圖。圖6是示出圖5的示意視圖變化以便示出形成圖4a和4b所示噴嘴組件一部分的套筒的示意圖。圖7a到7g是通過根據(jù)本發(fā)明備選實(shí)施例的可變幾何渦輪機(jī)一部分的軸向橫截面。圖8a_8c示意示出本發(fā)明的另外實(shí)施例。圖9a至圖9f、10a至10d、ll、12a至12d以及圖13至18的每幅圖是示意示出根據(jù)本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的沿相應(yīng)進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)的周向部分的徑向視圖。圖19是示意示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的沿環(huán)形進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)的周向部分的徑向視圖。圖20a到20b示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變型。圖21a到21c是通過根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的渦輪機(jī)一部分的軸向橫截面。圖22a到22b示意示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可能變型的細(xì)節(jié)。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，其示出已知的渦輪增壓器，該渦輪增壓器包括經(jīng)由中央軸承座3互連的可變幾何渦輪機(jī)殼體I和壓縮機(jī)殼體2。渦輪增壓器軸4從渦輪機(jī)殼體I通過軸承座3延伸到壓縮機(jī)殼體2。渦輪機(jī)葉輪5安裝在軸4的一個(gè)端部上，以便在渦輪機(jī)殼體I內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以及壓縮機(jī)葉輪6安裝在軸4的另一端部上以便在壓縮機(jī)殼體2內(nèi)旋轉(zhuǎn)。軸4圍繞著位于軸承座內(nèi)軸承組件上的渦輪增壓器軸4a旋轉(zhuǎn)。潤輪機(jī)殼體I限定蝸殼7,來自內(nèi)燃機(jī)(未不出)的氣體傳送到該蝸殼7。廢氣經(jīng)由環(huán)形進(jìn)氣口 9和渦輪機(jī)葉輪5從蝸殼7流動(dòng)到軸向排氣通道8。進(jìn)氣口 9在側(cè)壁之間限定，一個(gè)側(cè)壁是可移動(dòng)環(huán)形噴嘴環(huán)側(cè)壁構(gòu)件11的徑向壁的表面10，而另一側(cè)壁在環(huán)形罩板12上。罩板12覆蓋渦輪機(jī)殼體I內(nèi)的環(huán)形凹進(jìn)處13的開口。
噴嘴環(huán)11支撐周向且均等間隔開的噴嘴葉片14的陣列，每個(gè)葉片延伸跨過進(jìn)氣口 9的整個(gè)軸向?qū)挾?。噴嘴葉片14的氣體朝向渦輪機(jī)葉輪5的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)噴嘴環(huán)
11靠近環(huán)形罩12時(shí)，葉片14通過環(huán)形罩12內(nèi)的合適構(gòu)造的槽突出(凸出)到凹進(jìn)處13內(nèi)。致動(dòng)器(未示出)可操作成經(jīng)由致動(dòng)器輸出軸(未示出)來控制噴嘴環(huán)11的位置，該致動(dòng)器輸出軸鏈接到箍筋構(gòu)件15。箍筋構(gòu)件15依次嚙合支撐噴嘴環(huán)11的軸向延伸導(dǎo)桿16。因此，通過適當(dāng)?shù)乜刂浦聞?dòng)器(例如該致動(dòng)器可以是氣動(dòng)或電動(dòng)或任何其它合適的類型)，因此可以控制導(dǎo)桿16的軸向位置從而控制噴嘴環(huán)11的軸向位置。應(yīng)該意識(shí)到，噴嘴環(huán)安裝和導(dǎo)向器設(shè)置的細(xì)節(jié)可與那些所述的不同。噴嘴環(huán)11具有軸向延伸的徑向內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形凸緣17和18，上述凸緣延伸到設(shè)置于渦輪機(jī)殼體I內(nèi)的環(huán)形腔室19內(nèi)。內(nèi)側(cè)和外側(cè)密封圈20和21設(shè)置成分別相對(duì)于環(huán)形腔室19的內(nèi)側(cè)和外側(cè)環(huán)形表面來密封噴嘴環(huán)11，同時(shí)允許噴嘴環(huán)11在環(huán)形腔室19內(nèi)滑動(dòng)。內(nèi)側(cè)密封圈20支撐在形成于腔室19的環(huán)形徑向內(nèi)側(cè)表面中的環(huán)形槽內(nèi)，并且承靠噴嘴環(huán)11的內(nèi)側(cè)環(huán)形凸緣17。外側(cè)密封圈20被支撐在形成于腔室19的環(huán)形徑向外側(cè)表面中的環(huán)形槽內(nèi)，并且承靠噴嘴環(huán)11的外側(cè)環(huán)形凸緣18。從進(jìn)氣口蝸殼7流向排氣通道8的氣體越過渦輪機(jī)葉輪5，因此轉(zhuǎn)矩施加到軸4上以便驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)葉輪6。壓縮機(jī)葉輪6在壓縮機(jī)殼體2內(nèi)的旋轉(zhuǎn)增加存在于進(jìn)氣口 22內(nèi)的環(huán)境空氣的壓力，且將該加壓氣體傳送到排氣蝸殼23，氣體從排氣蝸殼23送入到內(nèi)燃機(jī)(未示出)。渦輪機(jī)5的速度取決于通過環(huán)形進(jìn)氣口 9的氣體流速。對(duì)于流動(dòng)到進(jìn)氣口9內(nèi)的固定氣體質(zhì)量流率而言，氣體流速隨著進(jìn)氣口 9的寬度變化，上述寬度可通過控制噴嘴環(huán)11的軸向位置來進(jìn)行調(diào)節(jié)。(隨著進(jìn)氣口 9的寬度減少，流動(dòng)通過該進(jìn)氣口 9的氣體流速增加。)圖I示出進(jìn)氣通道9完全開放。通過使得噴嘴環(huán)11朝向環(huán)形罩12移動(dòng)，可將進(jìn)氣通道9封閉到最小程度。參照?qǐng)D2，其是示意性示出沿著圖I的渦輪機(jī)環(huán)形進(jìn)氣口 9周邊部分的徑向視圖，展開且在紙張平面內(nèi)平放。在該視圖中，噴嘴環(huán)11處于完全開放的位置，這樣平行線11和12分別代表噴嘴環(huán)11和罩板12，且平行線14代表延伸跨過進(jìn)氣口 9的噴嘴葉片14的前邊緣。尺寸c是進(jìn)氣口 9的周邊部分，以及尺寸w是環(huán)形進(jìn)氣口 9的最大寬度。從圖2可以看出，葉片14將環(huán)形進(jìn)氣口 9分隔成周向相鄰的進(jìn)氣通道14a的環(huán)形陣列。每個(gè)進(jìn)氣通道14a大體上徑向延伸，但是具有由葉片14的構(gòu)造導(dǎo)致的向前掃掠(具有減小的半徑)，如上所述，葉片14設(shè)計(jì)成使得流動(dòng)通過進(jìn)氣口 9的氣體朝向渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)。延伸跨過進(jìn)氣口 9整個(gè)寬度w的每個(gè)進(jìn)氣通道14a的幾何形狀通過控制葉片14的構(gòu)造和間距限制，但是如圖所示，其具有常規(guī)矩形的橫截面。圖3是通過包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變幾何渦輪機(jī)的渦輪增壓器一部分的橫截面。其中圖I和圖3的渦輪增壓器的合適相應(yīng)特征由相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)識(shí)。參考術(shù)語“軸向”和“軸向地”應(yīng)該理解成指代渦輪機(jī)葉輪的旋轉(zhuǎn)軸。圖3示出渦輪增壓器的軸承座3和渦輪機(jī)殼體4，其中將壓縮機(jī)(未示出)移除。至于圖I所示的已知渦輪增壓器，渦輪增壓器軸4通過軸承座3延伸到渦輪機(jī)殼體I以及渦輪機(jī)葉輪5安裝到渦輪機(jī)殼體I內(nèi)的軸4的一個(gè)端部上。渦輪機(jī)殼體I限定蝸殼7，廢氣從該蝸殼7傳送到環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪5的環(huán)形進(jìn)氣口 9。按照本發(fā)明，進(jìn)氣口 9的尺寸通過控制可軸向滑動(dòng)的圓柱形套筒30的位置來改變，圓柱形套筒30支撐在導(dǎo)桿31上，導(dǎo)桿31可滑動(dòng)地安裝在由軸承座3限定的腔室19內(nèi)。導(dǎo)桿31可具有與圖I所示的導(dǎo)桿16大致相同的配置，并以同樣的方式通過鏈接到導(dǎo)桿31的內(nèi)端部31a的軛(未示出)致動(dòng)。導(dǎo)桿31的外端部31a連接到套筒30的徑向延伸的凸緣30a。如圖所示，相應(yīng)獨(dú)立的凸緣30a可設(shè)置成連接到導(dǎo)桿31，或套筒30可包括連接到 導(dǎo)桿31的單個(gè)環(huán)形的徑向延伸凸緣。套筒30具有突出到進(jìn)氣口 9內(nèi)的自由端，這樣以通過套筒30經(jīng)由導(dǎo)桿31的合適運(yùn)動(dòng)和定位的可控方式來改變進(jìn)氣口的寬度。此外，根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)氣口 9至少部分地限定在渦輪機(jī)殼體的面對(duì)側(cè)壁之間，在該實(shí)施例中，渦輪機(jī)殼體包括噴嘴組件34的噴嘴環(huán)32和33。在圖4a和4b中示出噴嘴組件34 (連同套筒30的部段，和導(dǎo)桿31)的更詳細(xì)細(xì)節(jié)。噴嘴組件34的第一噴嘴環(huán)32徑向延伸跨過套筒30的渦輪機(jī)殼體腔室19的開口。密封圈35相對(duì)于套筒30密封噴嘴環(huán)32以便防止氣體在進(jìn)氣口 9和腔室19之間的泄露。類似的，密封圈36相對(duì)于鄰近噴嘴環(huán)32的徑向內(nèi)邊緣的渦輪機(jī)殼體來密封噴嘴環(huán)32。噴嘴環(huán)組件34的第二噴嘴環(huán)33固定到由渦輪機(jī)殼體限定的淺顯環(huán)形凹進(jìn)處內(nèi)的渦輪機(jī)殼體的徑向壁，而通過密封圈36相對(duì)地固定到到該徑向壁，以便防止氣體在噴嘴環(huán)33和渦輪機(jī)殼體之間泄露。周向均等間隔開的噴嘴葉片37的環(huán)形陣列在第一和第二噴嘴環(huán)32和33之間延伸。噴嘴葉片37將環(huán)形進(jìn)氣口分隔成周向間隔開的進(jìn)氣口部分。徑向延伸的環(huán)形進(jìn)氣口隔板38a、38b和38c在噴嘴環(huán)32和33之間軸向均等間隔開，并進(jìn)一步將環(huán)形進(jìn)氣口 9分隔成分為軸向間隔開的進(jìn)氣口部分。隔板38是與渦輪軸共軸且平行于噴嘴環(huán)32和33取向的相對(duì)薄的環(huán)，這樣它們具有軸向延伸的面。因此，葉片37連同進(jìn)氣口隔板38a-38c將環(huán)形進(jìn)氣口 9分隔成若干分離的進(jìn)氣通道39(在附圖中并未對(duì)所有進(jìn)氣通道進(jìn)行單獨(dú)標(biāo)記)，其在圖5中最佳地示出，圖5是示意示出噴嘴組件34周邊的展開部分的徑向視圖，該噴嘴組件34相應(yīng)于圖2中所示的已知進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)。同樣，尺寸w是進(jìn)氣口 9的整個(gè)寬度以及尺寸c是進(jìn)氣口周長的一部分。參照?qǐng)D5，葉片37以及進(jìn)氣口隔板38a_38c分別將進(jìn)氣口 9分隔成周向間隔開的進(jìn)氣口通道39a、39b、39c和39d的四個(gè)軸向間隔開的環(huán)形陣列。相比之下，圖2的已知構(gòu)造具有周向間隔開的進(jìn)氣通道的單個(gè)環(huán)形陣列，每個(gè)進(jìn)氣通道延伸跨過進(jìn)氣口 9的整個(gè)寬度。進(jìn)氣通道39a至39d的確切構(gòu)造由葉片37和隔板38a至38c的構(gòu)造限定，但是如圖所示，可以看出通道具有常規(guī)的矩形(在該情況下，近似正方形)橫截面。每個(gè)進(jìn)氣通道39a至39d將氣流引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉輪，且由于葉片37的掃掠而將氣流在朝向渦輪機(jī)葉輪5的旋轉(zhuǎn)方向的方向上偏轉(zhuǎn)。在該實(shí)施例中，每個(gè)環(huán)形陣列中的進(jìn)氣通道39在周向上相鄰，且每個(gè)環(huán)形陣列39a至39d彼此軸向相鄰。如上所述，通過調(diào)節(jié)套筒30的軸向位置來控制進(jìn)氣口 9的尺寸，套筒30滑動(dòng)超過葉片和隔板的外徑。取決于套筒30的位置，由此進(jìn)氣通道39a至39d的一個(gè)或多個(gè)軸向間隔開的環(huán)形陣列可阻斷或部分阻斷通過進(jìn)氣口 9的氣流。例如，圖4a示出套筒30處于幾乎完全開放的位置，在該位置中，氣體流動(dòng)通道39a的第一環(huán)形陣列部分阻斷氣流，而進(jìn)氣通道39b至39d的第二和第四環(huán)形陣列對(duì)于氣流完全開放。圖4b (以及圖3)示出套筒30處于完全封閉的位置，其中套筒30的端部承靠噴嘴環(huán)33，而進(jìn)氣通道39a至39d的所有四個(gè)軸向相鄰的環(huán)形陣列封閉(在套筒30和噴嘴環(huán)33之間的進(jìn)氣通道39d內(nèi)經(jīng)受可能的最小量的泄露)。通過控制套筒30在開放位置和封閉位置之間的位置，可打開或阻斷，或部分打開/阻斷進(jìn)氣通道39a至39d的所選數(shù)目的軸向相鄰的環(huán)形陣列。例如，通過將套筒30定位成使得套筒的自由端與第一進(jìn)氣隔板38a對(duì)準(zhǔn)，進(jìn)氣通道39a的第一環(huán)形陣列封閉，而進(jìn)氣通道39b至39d的第二和第四環(huán)形陣列對(duì)于氣流完全開放。類似的，通過將套筒30的自由端部分地定位于進(jìn)氣口隔板38b和38c之間，進(jìn)氣通道39a和39b的第一和第二環(huán)形陣列將完全封閉，而進(jìn)氣通道39d的第四環(huán)形陣列將完全開放，而進(jìn)氣通道39c的第三環(huán)形陣列對(duì)于氣流將部分開放。這在圖6中示意性地示出，其疊加到圖5所示視圖的套筒30上。在本發(fā)明的上述(及以下)實(shí)施例中，套筒30可完全封閉進(jìn)氣口，即完全阻斷進(jìn)氣口 9。在其它實(shí)施例中，上述套筒沒有必要能夠完全封閉進(jìn)氣口，而是可具有最終通道陣列39至少部分開放的“封閉”位置。例如，套筒的自由端可設(shè)有軸向延伸的區(qū)域，其提供適于套筒封閉位置的堅(jiān)硬止動(dòng)部，在圍繞套筒周邊的區(qū)域之間限定流動(dòng)間隙。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，通過減小在進(jìn)氣通道39上游處的進(jìn)氣口 9的尺寸可實(shí)現(xiàn)氣流的加速度增加。在沒有進(jìn)氣口隔板38的情況下，加速經(jīng)過套筒30端部的氣體在其到達(dá)渦輪機(jī)葉輪5之前將軸向擴(kuò)展跨過進(jìn)氣口 9的整個(gè)寬度。這在氣流通過進(jìn)氣口時(shí)導(dǎo)致氣流中顯著的能量損失，這可顯著影響限制(縮小)進(jìn)氣口的所需效果。因此，可以預(yù)期這樣 的可變幾何渦輪機(jī)是非常低效的，從而對(duì)許多應(yīng)用(諸如像應(yīng)用于渦輪增壓器渦輪機(jī))而言不切實(shí)際。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)套筒30移動(dòng)超過第一和隨后的進(jìn)氣口隔板時(shí)，氣體可在其內(nèi)擴(kuò)展的進(jìn)氣口 9內(nèi)的體積減小，上述類似地導(dǎo)致由渦輪機(jī)葉輪上游的進(jìn)氣口 9內(nèi)的氣流擴(kuò)展膨脹可能造成的能量損失。這依次明顯地提高進(jìn)氣效率。當(dāng)套筒的自由端與給定的進(jìn)氣口隔板對(duì)準(zhǔn)時(shí)，其有效地等效于移動(dòng)的徑向壁構(gòu)件。在這些位置之間可存在效率下降，但是這與沒有任何進(jìn)氣口隔板的情況的效率降低程度不同。令人驚訝的是，模擬結(jié)果表明，本發(fā)明的進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)具有的效率比一些已知的移動(dòng)壁進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)尤其是比較小進(jìn)氣口寬度下時(shí)的效率甚至更高。圖3至圖6所示的本發(fā)明實(shí)施例具有三個(gè)進(jìn)氣口隔板38，但在備選實(shí)施例中可以采用多于或少于三個(gè)的隔板。例如，僅僅提供單個(gè)進(jìn)氣口隔板(例如在噴嘴環(huán)32和33的中間)可提聞效率使其聞?dòng)谠跊]有任何進(jìn)氣口隔板的情況下的效率，且效率提聞到足夠的程度以便提供適用于渦輪增壓器和其它應(yīng)用程序的有效可用的可變幾何渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)。相應(yīng)于所述或每個(gè)進(jìn)氣口隔板的位置預(yù)期渦輪機(jī)進(jìn)氣口的效率可隨著進(jìn)氣口尺寸的漸變而改變。然而，通過增加隔板數(shù)目可順利地獲得這種效果。雖然增加隔板(其具有軸向厚度)數(shù)目對(duì)于任何給定進(jìn)氣口寬度W的氣流會(huì)獲得增加空氣阻力以及減少最大橫截面流通面積的效果，但是如有必要，可通過將環(huán)形進(jìn)氣口 9構(gòu)建成使其具有比不設(shè)置隔板的情況更大的最大軸向?qū)挾冗M(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)還具有優(yōu)于圖I中所示已知移動(dòng)噴嘴環(huán)渦輪機(jī)的許多其它優(yōu)勢。根據(jù)本發(fā)明，作用于套筒上的壓力和空氣動(dòng)力與作用于徑向壁上的那些相比會(huì)顯著減小。例如，由流動(dòng)通過進(jìn)氣口的空氣導(dǎo)致的作用于套筒30上的軸向力比作用于套筒30上的軸向力顯著減小。這允許使用更小、功能更強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)器，此外在致動(dòng)器和套筒之間的聯(lián)動(dòng)件的鏈接穩(wěn)固性低，因?yàn)橐苿?dòng)套筒并將其保持在位所需的軸向力顯著小于控制徑向壁位置所需的軸向力。作用于套筒上的軸向力小于作用于徑向壁上的軸向力，上述還簡化了對(duì)進(jìn)氣口尺寸的精確控制。將圓柱形套筒用作用于改變進(jìn)氣口尺寸而不是移動(dòng)徑向壁的尺寸還避免了對(duì)設(shè)置接納葉片的槽的需求，因?yàn)檫M(jìn)氣口尺寸減小，上述需求是已知進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)所需的，該已知進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)包括可移動(dòng)噴嘴環(huán)(例如如圖I所示)和另外的可選結(jié)構(gòu)，其中葉片是固定的，且開槽罩板在葉片上方軸向移動(dòng)以便改變進(jìn)氣口寬度。因此，本發(fā)明消除了在移動(dòng)部件和 葉片陣列之間的許多接口需求，上述需求反過來又增加了制造公差。不設(shè)置這種插槽也減少了葉片陣列周圍的氣體泄漏，并簡化了密封要求。已知的設(shè)備包括可移動(dòng)的噴嘴環(huán)，其中移動(dòng)壁構(gòu)件包括例如如圖I中所示的葉片，已知設(shè)備還經(jīng)受由葉片使其偏轉(zhuǎn)的氣流導(dǎo)致的很大扭矩。本發(fā)明在移動(dòng)部件上不存在這種扭矩，上述進(jìn)一步降低致動(dòng)器和致動(dòng)器鏈接件上的力。根據(jù)圖3和4所示的本發(fā)明實(shí)施例，進(jìn)氣口通道39由噴嘴組件34限定，噴嘴組件34包括支撐進(jìn)氣口葉片37和隔板38的噴嘴環(huán)32和33。噴嘴環(huán)32和33從而限定渦輪機(jī)的環(huán)形進(jìn)氣口 9的側(cè)壁。這種結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)勢，例如允許不同構(gòu)造的噴嘴組件安裝到同一個(gè)渦輪機(jī)殼體，這樣進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)(即進(jìn)氣通道39的構(gòu)造)可在另外的大致相同的渦輪機(jī)之間進(jìn)行變化。該(模塊化)構(gòu)造可具有生產(chǎn)效益。然而，應(yīng)該意識(shí)到限定進(jìn)氣通道39的葉片37和隔板38 (或限定如下所述進(jìn)氣通道39的任何其它結(jié)構(gòu))沒有必要形成于可分離的模塊化噴嘴組件內(nèi)，但可以與渦輪增壓器殼體(例如典型渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)的軸承座和/或渦輪機(jī)殼體)一體鑄造或加工。在這種實(shí)施例中，進(jìn)氣口 9的側(cè)壁沒有必要由圖3和圖5的實(shí)施例那樣的離散噴嘴環(huán)形成。因此，雖然在下述說明中通常利用附圖標(biāo)記32和33來標(biāo)識(shí)區(qū)分渦輪機(jī)進(jìn)氣口 9的側(cè)壁，但這些并不應(yīng)該被認(rèn)為是對(duì)噴嘴環(huán)32和33的限制。在圖3-6所示的本發(fā)明實(shí)施例中，渦輪機(jī)噴嘴包括三個(gè)進(jìn)氣口隔板38，但如上所述，在本發(fā)明的備選實(shí)施例中可存在更多或更少的進(jìn)氣口隔板。例如，僅僅具有一個(gè)或兩個(gè)進(jìn)氣口隔板的實(shí)施例可有效地顯著地提高渦輪機(jī)進(jìn)氣口的效率，其中用于改變進(jìn)氣口尺寸的移動(dòng)部件是環(huán)繞葉片陣列的圓柱形套筒。類似的，在某些實(shí)施例中，具有多于三個(gè)隔板的實(shí)施例可能是有利的。在某些應(yīng)用中，諸如像渦輪增壓器的應(yīng)用中，預(yù)計(jì)3至6個(gè)隔板將是合適的。隔板沒有必要跨過進(jìn)氣口 9的寬度軸向均等間隔開，在單個(gè)隔板的情況下，氣沒有必要位于進(jìn)氣口 9的側(cè)壁之間。在任意兩個(gè)相鄰的隔板之間或在隔板與進(jìn)氣口相鄰側(cè)壁之間的軸向間距可從進(jìn)氣口 9的軸向一側(cè)向另一側(cè)增加或減小，或可先增加后減小，或反之亦然。例如，在多于一個(gè)進(jìn)氣口隔板的情況下，在相鄰隔板之間的或在任意隔板和進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間隔可跨過進(jìn)氣口 9而減小/增加，這樣隨著進(jìn)氣口 9逐漸由圓柱形套筒封閉，任意暴露的進(jìn)氣通道39的軸向?qū)挾葴p小/增加。在圖3-6所示的本發(fā)明實(shí)施例中，每個(gè)進(jìn)氣口隔板包括同等厚度的徑向延伸壁，這樣每個(gè)隔板的相對(duì)表面位于徑向平面內(nèi)。此外，每個(gè)隔板的相面對(duì)表面都平行于彼此，以及平行于限定環(huán)形進(jìn)氣口 9側(cè)壁的噴嘴環(huán)32和33的相面對(duì)表面。在本發(fā)明的備選實(shí)施例中，任意給定隔板的相面對(duì)表面沒有必要平行于彼此和/或沒有必要平行于相鄰隔板或進(jìn)氣口側(cè)壁的相面對(duì)表面。例如，單個(gè)進(jìn)氣口隔板相對(duì)表面的一個(gè)或兩個(gè)可位于圍繞渦輪軸旋轉(zhuǎn)的截頭圓錐形表面。這些表面可彼此平行，或可以相反方向成角度傾斜。在包括若干截頭圓錐形隔板的實(shí)施例中，相鄰隔板可具有相面對(duì)的表面，上述表面可彼此平行，或定位于相對(duì)于彼此成一定角度。類似的，進(jìn)氣口側(cè)壁(例如噴嘴環(huán)32和33)可具有與相鄰進(jìn)氣口隔板的面對(duì)表面平行或成角度的表面。進(jìn)氣口隔板可具有均一的軸向厚度，或可具有沿其半徑變化的厚度。例如，隔板可 具有隨半徑縮小的軸向厚度。例如，進(jìn)氣口隔板可具有錐度或可具有徑向的橫截面，其具有類似于傳統(tǒng)進(jìn)氣葉片的翼形狀。上述的一些可能備選實(shí)施例的實(shí)例在圖7a到7g中示出。這些附圖是通過渦輪機(jī)進(jìn)氣口 9的簡化的徑向橫截面，其包括側(cè)壁11和12，以及隔板38。為了簡化在一些附圖省略了進(jìn)氣葉片37的細(xì)節(jié)。圖7a示出了包括環(huán)形進(jìn)氣口 9的一個(gè)實(shí)施例，該環(huán)形進(jìn)氣口 9限定在側(cè)壁32和33之間，且包括具有三個(gè)隔板38a-38c的一個(gè)噴嘴。在該特定情況下，隔板38c比相鄰隔板38b更靠近側(cè)壁33。類似的，隔板38a和38b之間的間隔以及側(cè)壁32和隔板38a的間隔大于隔板38c和側(cè)壁33之間的間隔。換句話說，在隔板38c以及側(cè)壁33之間限定的進(jìn)氣口通道的軸向尺寸小于側(cè)壁32和隔板38a之間限定的進(jìn)氣口通道的軸向尺寸，或者小于側(cè)壁32a和隔板38b之間限定的進(jìn)氣口通道的軸向尺寸。側(cè)壁33和隔板38c之間限定的進(jìn)氣口通道的軸向尺寸定位于比起側(cè)壁32和隔板38a之間限定的進(jìn)氣口通道或者側(cè)壁32a和隔板38b之間限定的進(jìn)氣口通道而言，更為接近進(jìn)氣口側(cè)壁33。在該特定實(shí)施例中，隔板相對(duì)于彼此以及相對(duì)于側(cè)壁32和33成徑向且與其平行。圖7b是圖7a中所示結(jié)構(gòu)的變型，其中渦輪機(jī)殼體I的側(cè)壁33定位成截頭圓錐形表面，因此相對(duì)于隔板38c成角度。在備選實(shí)施例中，側(cè)壁32可以類似的方式成角度，以及在一些實(shí)施例中，兩個(gè)側(cè)壁32和33都可成角度從而使得環(huán)形進(jìn)氣口 9的兩個(gè)側(cè)面對(duì)內(nèi)成錐度。圖7c示出了一個(gè)實(shí)施例，其包括三個(gè)進(jìn)氣口隔板38a_38c，其具有跨過進(jìn)氣口 9的逐漸增加的間距，這樣當(dāng)套筒30移動(dòng)而更靠近進(jìn)氣口時(shí)，進(jìn)氣通道39的軸向?qū)挾仍黾?。在圖7d所示的實(shí)施例中，進(jìn)氣口噴嘴包括5個(gè)隔板38a_38e。如可以看出的那樣，隔板的橫截面具有“扇形”布置。也就是說，位于進(jìn)氣口側(cè)壁32和33之間的中央隔板38c位于徑向平面上，而噴嘴環(huán)38a、38b以及隔板38d和38e都傾斜定位，這樣它們中的每一個(gè)定位于截頭圓錐形表面上，其效果是進(jìn)氣通道39趨于朝向中央進(jìn)氣口隔板38c收斂會(huì)聚。此外，其效果還有限定漸細(xì)的噴嘴，其具有在噴嘴環(huán)38a和噴嘴環(huán)38e之間限定的最大寬度，且上述最大寬度隨著半徑縮小而變窄。換句話說，噴嘴向內(nèi)逐漸減小(漸細(xì))。通過布置噴嘴環(huán)38a和38e而非使得側(cè)壁32和33傾斜可獲得類似的效果。在圖7e中，示出向內(nèi)漸細(xì)的兩個(gè)進(jìn)氣口隔板38。為清楚起見將漸細(xì)的隔板放大，且為了避免復(fù)雜化僅示出兩個(gè)隔板，但在其它備選實(shí)施例中，可僅僅存在一個(gè)或三個(gè)或更多的隔板。為清楚起見將葉片省略。圖7f是圖7e中所示實(shí)施例的變型修，其中隔板38具有翼型橫截面。在圖7g所示的實(shí)施例中，隔板同樣是具有簡單的均一厚度的環(huán)形環(huán)，但在該實(shí)施例中，每個(gè)環(huán)位于平行的截頭圓錐形表面上，這樣使隔板38相對(duì)于側(cè)壁32和33成角度，但彼此平行。如圖所示，隔板隨著半徑減小而成角度遠(yuǎn)離于內(nèi)側(cè)壁32。在備選實(shí)施例中，隔板可在與如圖所示方向的相對(duì)方向上成角度。如果隔板在進(jìn)氣口的每個(gè)軸向端部處接觸側(cè)壁32和33，它們可有效地構(gòu)成限定進(jìn)氣口 9最大寬度的噴嘴環(huán)。進(jìn)氣葉片可具有任何合適的構(gòu)造，例如可具有類似于已知進(jìn)氣葉片的常規(guī)翼型構(gòu)造，或它們可具有任何另外的構(gòu)造，選擇上述構(gòu)造以便限定進(jìn)氣通道39的特定布置和構(gòu) 造。即，由于葉片和進(jìn)氣口隔板一起限定進(jìn)氣通道39的構(gòu)造和取向，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)單獨(dú)的噴嘴葉片或進(jìn)氣口隔板的構(gòu)造和取向可得到各種不同的進(jìn)氣通道構(gòu)造，此外，可設(shè)計(jì)成在單個(gè)的噴嘴組件內(nèi)具有各種不同構(gòu)造的進(jìn)氣通道。如上所述，渦輪機(jī)進(jìn)氣口的效率可隨著套筒移動(dòng)到不同位置而改變，且在套筒自由端與其中一個(gè)隔板對(duì)準(zhǔn)的位置處的渦輪機(jī)進(jìn)氣口的效率大于定位于隔板之間時(shí)的渦輪機(jī)進(jìn)氣口的效率。因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，適于套筒的致動(dòng)器和/或控制系統(tǒng)可配置成使得套筒只在完全開放和封閉(包括任何“過度開放”或“過度封閉”)位置以及相應(yīng)于一些或所有隔板定位的位置之間以逐步方式移動(dòng)，且不會(huì)移動(dòng)到相鄰隔板之間的位置。上述導(dǎo)致的效果是提供進(jìn)氣口，其具有介于最大和最小之間的若干離散尺寸。這可提供效率高的優(yōu)點(diǎn)，并可允許使用較低成本的致動(dòng)器。類似的，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，希望將隔板定位于相應(yīng)于套筒位置(即，進(jìn)氣口尺寸)的特定軸向位置處，上述對(duì)于渦輪機(jī)的某些預(yù)定運(yùn)行狀況是最佳的。例如，適于渦輪增壓器渦輪機(jī)的這種位置可相應(yīng)于適于以發(fā)動(dòng)機(jī)峰值扭矩、額定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和高速公路巡航點(diǎn)的優(yōu)選進(jìn)氣口寬度。在某些應(yīng)用中，例如在渦輪增壓發(fā)電機(jī)中，產(chǎn)生動(dòng)力的發(fā)電機(jī)可以固定負(fù)載和/或速度運(yùn)行，沒有必要連續(xù)地調(diào)整渦輪機(jī)的進(jìn)氣口寬度。在這種實(shí)施例中，隔板可設(shè)置于相應(yīng)于特定運(yùn)行條件所需的最佳進(jìn)氣口寬度的位置處，以及套筒操作成僅在相應(yīng)于所述或每個(gè)隔板位置的位置之間移動(dòng)。在上述的本發(fā)明實(shí)施例中，每個(gè)進(jìn)氣葉片可視為包括由進(jìn)氣口隔板分隔開的軸向相鄰的進(jìn)氣葉片部分。因此，在所示的實(shí)施例中，每個(gè)葉片37可視為包括下述部分，其軸向?qū)?zhǔn)使其等同于延伸跨過進(jìn)氣口 9整個(gè)寬度的單個(gè)葉片。然而，在其它的實(shí)施例中，例如希望使得相鄰成對(duì)的進(jìn)氣口隔板之間的進(jìn)氣葉片部分在周向上錯(cuò)開，而在一些實(shí)施例中，不再可能確定延伸跨過進(jìn)氣口 9整個(gè)寬度的單個(gè)葉片的等同度。再次參照?qǐng)D7a，可以看出，在該實(shí)施例中，套筒30可在開放位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)。在開放位置(未示出，但是就是在套筒30在附圖內(nèi)的左方向上縮進(jìn)時(shí))，在該開放位置中存在通過設(shè)置于套筒自由端(在圖中為右側(cè)的套筒一端)和第一進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的進(jìn)氣口 9的氣體流動(dòng)路徑。通過進(jìn)氣口的氣體流動(dòng)路徑可以穿過至少一個(gè)軸向偏移的進(jìn)氣口通道。在封閉位置(附圖中示出一個(gè)實(shí)例)，通過設(shè)置于套筒30自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的進(jìn)氣口 9的所述氣體流動(dòng)路徑的尺寸與套筒處于開放位置時(shí)的尺寸相比減小。當(dāng)套筒30從開放位置朝向封閉位置移動(dòng)時(shí)，套筒30在朝向進(jìn)氣口側(cè)壁33的方向上移動(dòng)。圖7a中示出套筒30處于封閉位置。在套筒自由端的任何部分(圖中所示的右端)和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離小于在至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁(在該實(shí)例中為隔板38a、38b和38c)和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的每個(gè)相應(yīng)軸向距離。應(yīng)該意識(shí)到，在該實(shí)施例中，噴嘴組件具有三個(gè)進(jìn)氣通道壁(在該情況下為隔板)。在其它實(shí)施例中，噴嘴組件可具有任意合適數(shù)量的進(jìn)氣通道壁。優(yōu)選的，進(jìn)氣通道壁(其限定軸向相鄰的進(jìn)氣通道)的數(shù)目是兩個(gè)或兩個(gè)以上。在圖7a所示的套筒30的封閉位置中，套筒30的自由端和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離小于每一隔板38a和38b與進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離。套筒30的自由端和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離大體上等于隔板38c與進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離。這是因?yàn)樵趫D7a所示的套筒30的封閉位置中，套筒定位成使得套筒30的自由端基本與隔板38c的位置軸向?qū)?zhǔn)。因此在圖7a所示的套筒30的封閉位置中，據(jù)信套筒30移動(dòng)經(jīng)過隔板38a和38b，且與隔板38c對(duì)準(zhǔn)。在其它實(shí)施例中，套筒的封閉位置可使得套筒與任意 進(jìn)氣通道壁(例如隔板)大體上軸向?qū)?zhǔn)?；蛘撸谝恍?shí)施例中，套筒的封閉位置可使得套筒不與進(jìn)氣通道壁(例如隔板)軸向?qū)?zhǔn)，而是套筒的自由端部分阻斷由至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁限定的進(jìn)氣通道。如上所述，在圖7a中所示的套筒30的封閉位置中，套筒30被定位成經(jīng)過兩個(gè)進(jìn)氣通道壁(隔板38a和38b)。這是因?yàn)樘淄?0的自由端和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離小于每一隔板38a和38b與進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離。在其它實(shí)施例中，在套筒的閉合位置中，套筒可定位成經(jīng)過任何適當(dāng)數(shù)量的進(jìn)氣口通道壁。例如，套筒可定位成經(jīng)過一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多的進(jìn)氣口通道壁。在一些實(shí)施例中，在套筒的封閉位置中，套筒可被定位成不經(jīng)過進(jìn)氣通道壁(這樣套筒自由端和進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離大于每一進(jìn)氣通道壁和進(jìn)氣口側(cè)壁之間的相應(yīng)軸向距離)。在其它實(shí)施例中，在套筒的封閉位置中，套筒可定位成經(jīng)過所有的進(jìn)氣通道壁(這樣套筒自由端和進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離小于每一進(jìn)氣通道壁和進(jìn)氣口側(cè)壁之間的相應(yīng)軸向距離)。在圖7a所示的實(shí)施例中，環(huán)形套筒30具有自由端(附圖的右端)，其具有通常平坦的端面30f。端面30f通常位于垂直于渦輪軸的平面上。換句話說，對(duì)于套筒30的給定位置而言，端面30f的任何部分和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離大致不變。在其它實(shí)施例中，并不需要如此。例如，端面30f可能不是大體平坦的，即對(duì)于套筒30的給定位置而言，端面30f的第一部分和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離不同于端面30f的第二部分和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離。例如，端面30f可具有大致為波狀的周邊輪廓。在套筒30的端面30f非平坦的這種實(shí)施例中，當(dāng)套筒30處于封閉位置時(shí)，套筒自由端的至少一部分和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離可小于至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向距離。在一些實(shí)施例中，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒自由端的至少一部分和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離可小于任意數(shù)目的進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向距離。例如，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒自由端的至少一部分和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離可小于至少兩個(gè)或至少三個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向距離。在備選實(shí)施例中，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒自由端的至少一部分和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離可大于任意進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向距離。在圖7a所示的實(shí)施例中，可以看出，雖然處于封閉位置，套筒30延伸通過兩個(gè)進(jìn)氣通道壁(隔板)38a和38b。隔板38b定位于進(jìn)氣口 9內(nèi)，這樣隔板和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離稍微小于進(jìn)氣口側(cè)壁32和33之間的軸向距離的大約50%。在其它實(shí)施例中，當(dāng)處于封閉位置時(shí)，套筒可延伸通過至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁(例如隔板)，其被定位成使得進(jìn)氣通道壁和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離基本為進(jìn)氣口側(cè)壁32和33之間的軸向距離的大約50%。在其它實(shí)施例中，當(dāng)處于封閉位置時(shí)，套筒可延伸通過至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁(例如隔板)，其定位成使得進(jìn)氣通道壁和進(jìn)氣口側(cè)壁33之間的軸向距離基本為進(jìn)氣口側(cè)壁32和33之間的軸向距離的大約50 %和40 %之間，大約40 %和30 %之間，大約30 %和20 %之間，大約20%和10%之間，大約10%和5%之間，或大約5%和0%之間。在一些實(shí)施例中可設(shè)置進(jìn)氣通道壁，其定位成使得進(jìn)氣通道壁和進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離基本為進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向距離的大約50%或更小，以提高渦輪機(jī)的性能和/或提高對(duì)流通通過進(jìn)氣口的氣體的控制?？紤]處于封閉位置的套筒和進(jìn)氣通道壁(隔板)的如圖7a所示的相對(duì)定位的另 一種方式是至少有一個(gè)進(jìn)氣通道壁(在該實(shí)例下為隔板38b)比進(jìn)氣口側(cè)壁32更靠近進(jìn)氣口側(cè)壁33。當(dāng)套筒從開放位置移動(dòng)到封閉位置時(shí)(即當(dāng)套筒移動(dòng)以便減小進(jìn)氣口 9的尺寸時(shí))，進(jìn)氣口側(cè)壁33是套筒朝向其移動(dòng)的側(cè)壁。此外，當(dāng)套筒30處于封閉位置時(shí)，與進(jìn)氣通道壁(隔板38b)靠近進(jìn)氣口側(cè)壁33的程度相比，套筒30的自由端更靠近進(jìn)氣口側(cè)壁33。圖7a中所示實(shí)施例的套筒30和進(jìn)氣通道壁38a_38c配置成使得套筒接觸進(jìn)氣通道壁。更具體地，套筒的徑向內(nèi)側(cè)表面接觸進(jìn)氣通道壁的徑向外側(cè)部分。當(dāng)套筒30在開放位置和封閉位置之間移動(dòng)時(shí)，套筒30可接觸至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁38a-38c，至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁有助于引導(dǎo)套筒的移動(dòng)。在其它實(shí)施例中，套筒可大體上不接觸一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒經(jīng)過上述進(jìn)氣通道壁。換句話說，套筒可安裝成當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，氣體可在至少一個(gè)進(jìn)氣通道壁(套筒經(jīng)過其)和套筒之間經(jīng)過。在一些實(shí)施例中，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒可不與任何進(jìn)氣通道壁接觸。例如在圖8a_8c中示出圖3至圖6實(shí)施例的一種可能變型，以及在合適時(shí)使用相同的附圖標(biāo)記。首先參照?qǐng)D8a，可以看出葉片37不連續(xù)跨過進(jìn)氣口 9的整個(gè)寬度，而是限定進(jìn)氣通道39a-39d的每一環(huán)形陣列的葉片具有不同的徑向延伸程度。雖然所有葉片37的前邊緣位于相同外徑上，但是葉片的后邊緣半徑可不同，這是因?yàn)槊總€(gè)葉片環(huán)形陣列后邊緣的徑向位置從第一環(huán)形陣列39a至第四環(huán)形陣列39d遞減。此外，還可以看出，進(jìn)氣口隔板38a-38c比至少一些葉片37具有更大的徑向延伸程度(在所示實(shí)施例中，其大于任何葉片的徑向延伸程度)。也就是說，當(dāng)隔板38a-38c具有與葉片37大致相同的外徑時(shí)，隔板38a-38c的內(nèi)徑顯著小于葉片37的內(nèi)徑，這樣隔板38a_38c比葉片37進(jìn)一步朝向渦輪機(jī)葉輪5延伸。在該特定的實(shí)施例中，每個(gè)隔板38a-38c具有相同的徑向尺寸，但是在其它實(shí)施例中可不是這種情況。此外，隔板比葉片更靠近渦輪機(jī)葉輪延伸的實(shí)施例可包括其中所有葉片具有相同徑向延伸程度的實(shí)施例。此外從圖8a中也可很明顯地看出，進(jìn)氣口隔板38a_38c的軸向間距是不規(guī)則的，因此當(dāng)進(jìn)氣通道39b和39c的環(huán)形陣列的寬度相同時(shí)，環(huán)形陣列39a的軸向?qū)挾却笥诃h(huán)形陣列38b和38c的軸向?qū)挾?，以及環(huán)形陣列39d的軸向?qū)挾刃∮谳S向陣列38b和38c的軸
向覽度。雖然從圖8a不能明顯看出，但在圖8b和8c中示出，每個(gè)環(huán)形陣列39a_39d的葉片數(shù)目可有所不同。此外，圖8b和圖Sc示出具有不同徑向延伸程度或不同旋渦角的葉片(即在圖Sc中可見的葉片比圖Sb中所示的葉片向前掃掠過更大程度，因此具有更大的旋渦角)。因此，在優(yōu)化噴嘴的各種特征以便滿足特殊要求和效率狀態(tài)方面，本發(fā)明提供了很大程度的靈活性。例如，在如圖8a至8c所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在陣列39d中存在八個(gè)葉片，在每個(gè)陣列39b和39c中存在十二個(gè)葉片，以及在陣列39a中存在十五個(gè)葉片。在陣列39d中的旋渦角可最大且可到陣列39a遞減。這僅僅是一個(gè)實(shí)例,應(yīng)該意識(shí)到很多其它變型也是可能的。各種因素可能會(huì)影響到特定的噴嘴設(shè)計(jì)，其可包括最小化渦輪機(jī)葉片的高周疲勞(即最大限度地減少對(duì)葉片的迫使功能)，以及優(yōu)化或以其它方式調(diào)整渦輪機(jī)效率和臨界流量(例如在寬進(jìn)氣口開口處提供低效率，如下所述，上述在一些應(yīng)用 中是有用的諸如EGR發(fā)動(dòng)機(jī))。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，套筒30從進(jìn)氣口的渦輪機(jī)殼體側(cè)被驅(qū)動(dòng)，因此，當(dāng)進(jìn)氣口封閉時(shí)，套筒30的自由端朝向進(jìn)氣口的軸承座側(cè)移動(dòng)(這種可能性在下文進(jìn)行進(jìn)一步的更詳細(xì)論述)，進(jìn)氣通道39c和39d的陣列導(dǎo)致渦輪機(jī)葉片中的振動(dòng)和疲勞的能力降低，因?yàn)闇u輪機(jī)前邊緣的輪轂端更牢固地連接到渦輪機(jī)輪轂(由此更靠近渦輪機(jī)葉輪背面)。在本發(fā)明的一些應(yīng)用中，會(huì)希望在較小的進(jìn)氣口開口處將渦輪機(jī)效率最大化，從而葉片陣列39c和39d可具有相對(duì)于渦輪機(jī)葉輪的減小的間隙(如圖所示)，以提高效率(假設(shè)當(dāng)渦輪機(jī)葉片在該區(qū)域中受到更穩(wěn)固支撐時(shí)上述不導(dǎo)致任意明顯的振動(dòng)/疲勞問題)。此外，當(dāng)套筒處于幾乎封閉位置(其中套筒30的前邊緣延伸超過進(jìn)氣口隔板38c的位置)時(shí)，陣列39d中葉片的旋渦角增加可以提供些許的效率提高。這樣當(dāng)套筒幾乎封閉時(shí)，上述具有降低橫截面流通面積隨著套筒運(yùn)動(dòng)的變化速率的額外效果，上述允許致動(dòng)器更精確地控制執(zhí)行橫截面流通面積。在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，每個(gè)進(jìn)氣口隔板是環(huán)形的，因此圍繞進(jìn)氣口 9的整個(gè)周邊(周長)延伸。然而，每個(gè)進(jìn)氣口隔板可被視為包括在相鄰進(jìn)氣葉片(或葉片部分)之間限定的相鄰隔板部分的環(huán)形陣列。在圖3-6所示的實(shí)施例中，每個(gè)隔板38的隔板“部分”對(duì)準(zhǔn)以限定相應(yīng)的環(huán)形隔板。然而，在備選實(shí)施例中，會(huì)希望有效地省略一些隔板部分，且在一些實(shí)施例中，不再可能確定環(huán)繞進(jìn)氣口 9的整個(gè)周邊延伸的單個(gè)進(jìn)氣口隔板的等同度(等效性)。在圖9a至9f以及圖IOa至IOd中示出各種備選實(shí)施例的非限制實(shí)例。這些附圖是相應(yīng)實(shí)施例的周邊未滾軋部分的例如相應(yīng)于圖2和圖5所示視圖的示意性徑向視圖。圖9a示出了一個(gè)實(shí)施例，其中進(jìn)氣葉片部分37a_37d在相鄰的進(jìn)氣口隔板38之間以及在隔板38內(nèi)和側(cè)壁32、33之間延伸。不存在跨過隔板38連續(xù)的單個(gè)進(jìn)氣葉片37，其效果是獨(dú)立的進(jìn)氣通道39布置成周向交錯(cuò)的環(huán)形陣列39a-39b (在軸向相鄰的通道39之間存在周向重疊)。圖9b是圖8a中所示實(shí)施例的變型，其中一些葉片37確實(shí)延伸跨過進(jìn)氣口 9的整個(gè)寬度，而其它葉片部分僅僅在相鄰的隔板38之間或隔板38與使能的進(jìn)氣口側(cè)壁32/33之間延伸。同樣存在周向相鄰進(jìn)氣通道39a-39d的四個(gè)環(huán)形陣列，但在這種情況下，每個(gè)環(huán)形陣列包括不同尺寸的進(jìn)氣通道39，在這種情況下，一些進(jìn)氣通道具有長方形的橫截面，而其它進(jìn)氣通道具有方形的橫截面。圖9c示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中進(jìn)氣葉片37分別從側(cè)壁32和33延伸，但其中沒有單個(gè)的進(jìn)氣葉片37延伸進(jìn)氣口 9的整體寬度。在這種情況下的效果是形成進(jìn)氣通道39a-39b的周向相鄰的四個(gè)環(huán)形陣列，其中鄰近每個(gè)側(cè)壁32和33的通道具有長方形的橫截面，而在隔板38之間限定的通道39b和39c具有常規(guī)的方形橫截面。圖9d示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中進(jìn)氣口葉片37僅延伸跨過進(jìn)氣口 9的整體寬度的一半，在這種情況下，其從側(cè)壁32延伸到中央進(jìn)氣口隔板38b。在這種情況下，只存在進(jìn)氣通道39a和39b的兩個(gè)環(huán)形陣列，而39c和39d的每個(gè)“陣列”分別由單個(gè)環(huán)形通道路徑39c和39d替代。雖然可設(shè)置沒有任何葉片或跨過其的其它結(jié)構(gòu)的單個(gè)“無葉片”空間39d，但是如 果要設(shè)置兩個(gè)無葉片空間(如圖9d中所示)，那么將其隔開的隔板將需要支撐。這例如可以是下述形式，軸向延伸的至少三個(gè)小支柱圍繞渦輪機(jī)進(jìn)氣口在該中央隔板和相鄰隔板或側(cè)壁之間間隔開。在側(cè)壁32或33之一和通道的環(huán)形陣列之間(即在渦輪機(jī)進(jìn)氣口的一個(gè)軸向端處)的單個(gè)無葉片空間19c會(huì)是非常有益的。當(dāng)套筒完全開放時(shí)，通過暴露所包括的無葉片空間，可變幾何渦輪機(jī)的流通范圍可顯著增加。任選的，無葉片空間的徑向向外的進(jìn)氣口在軸向上可比徑向向內(nèi)的排氣口(未示出)更寬。附圖9e和9f的實(shí)施例還包括沒有任何葉片的至少一個(gè)環(huán)形進(jìn)氣通道。在圖9e的實(shí)施例中，單個(gè)的進(jìn)氣口隔板38和葉片37從側(cè)壁32延伸到進(jìn)氣口隔板38，但不從進(jìn)氣口隔板38延伸到側(cè)壁33。這形成相鄰的進(jìn)氣口通道39a的第一環(huán)形陣列和單個(gè)的環(huán)形進(jìn)氣通道3%。圖9f是圖9e中所示實(shí)施例的一個(gè)極端實(shí)例，其中僅存在單個(gè)葉片37，示出其從側(cè)壁32延伸到單個(gè)的進(jìn)氣口隔板38。雖然在此僅僅示出單個(gè)葉片37，但是可以理解，存在徑向相對(duì)的葉片37，這樣在第一環(huán)形陣列中存在兩個(gè)相鄰的半圓形進(jìn)氣部分39a，以及軸向相鄰的單個(gè)環(huán)形進(jìn)氣通道3%。在實(shí)踐中，不太可能具有將本發(fā)明使用到僅僅需要單對(duì)徑向相對(duì)的葉片37的應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，存在至少六個(gè)葉片，以幫助確保葉片的兩端足夠靠近到一起而不會(huì)不切實(shí)際的長和導(dǎo)致過多的氣體摩擦。這也可有助于氣體以相對(duì)均勻的方式旋渦(例如圍繞周向的恒定旋渦角)，如果少于六個(gè)葉片則難于實(shí)現(xiàn)上述。在一些實(shí)施例中，可存在至少9個(gè)葉片，優(yōu)選存在至少12個(gè)葉片，通常存在至少14個(gè)葉片。舉例來說，這種渦輪機(jī)進(jìn)氣口可具有9-18個(gè)葉片，對(duì)于非常小的渦輪增壓器的渦輪機(jī)適于具有大約13-16個(gè)葉片以及對(duì)于非常大的機(jī)動(dòng)渦輪機(jī)適于具有大約15-18個(gè)葉片。根據(jù)目前可得到的材料，以及預(yù)期的氣體脈動(dòng)和溫度變化，例如對(duì)于本發(fā)明的一些應(yīng)用(例如重型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器應(yīng)用)而言，周向分布多達(dá)30個(gè)氣體通道會(huì)是合適的。在其它實(shí)施例中，例如對(duì)于輕型發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪增壓器應(yīng)用而言，周向分布多達(dá)40個(gè)氣體通道會(huì)是合適的。例如對(duì)于燃料電池渦輪增壓器應(yīng)用而言，周向分布多達(dá)75個(gè)或以上的氣體通道會(huì)是合適的(原因在于較低的排氣溫度和沒有氣體脈動(dòng))。對(duì)于在低溫、低渦輪機(jī)壓差、低的氣體流速以及沒有氣體脈動(dòng)和溫度變化的情況下運(yùn)行的非常大的渦輪機(jī)而言，周向分布100個(gè)氣體通道會(huì)是合適的。因此周向分布的氣體通道(可能所有都至少部分軸向重疊)數(shù)目會(huì)一般在8和100之間。在其它實(shí)施例中，會(huì)在12和100之間，或在18和100之間(或許是23和100之間，可能是26和100之間或可以想象到的30至100之間)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可提供兩個(gè)軸向分隔開的氣體通道環(huán)形陣列，每個(gè)環(huán)形陣列具有12至100個(gè)周向分布的氣體通道。因此，應(yīng)該意識(shí)到，葉片數(shù)目可與圖9a_9f所示的那些不同。圖IOa至IOd示出其中葉片37延伸跨過進(jìn)氣口 9整個(gè)寬度的實(shí)施例，但至少一個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣口隔板可僅僅沿著部分進(jìn)氣口周邊延伸。圖IOa示出本發(fā)明實(shí)施例，其包括延伸跨過進(jìn)氣口 9整個(gè)周邊(在該情況下在側(cè)壁32和33之間)的單個(gè)進(jìn)氣口隔板38和在其它對(duì)葉片37之間延伸的進(jìn)氣口隔板部分38a和38c (其延伸跨過進(jìn)氣口 9的整體寬度)。 圖IOb所示實(shí)施例與圖IOa所示實(shí)施例的不同之處在于存在沿著進(jìn)氣口 9的整個(gè)周邊延伸的兩個(gè)隔板38a和38d，但是在此隔板38c分為在每一其它對(duì)葉片37之間延伸的非連續(xù)隔板部分。圖IOc示出一個(gè)實(shí)施例，其中不存在沿著環(huán)形進(jìn)氣口 9的整個(gè)周邊延伸的單個(gè)進(jìn)氣口隔板，而是進(jìn)氣口隔板38a-38c包括在相鄰對(duì)的進(jìn)氣口葉片37之間延伸的隔板部分。在所示的特定實(shí)施例中，進(jìn)氣口隔板部分38b相對(duì)于進(jìn)氣口隔板部分38a和38c在周向上交錯(cuò)。單獨(dú)的進(jìn)氣通道39在軸向上交錯(cuò)，因?yàn)樵谥芟蛳噜彽耐ǖ?9之間存在軸向重疊。圖IOd的實(shí)施例示出噴嘴的另一實(shí)例，該噴嘴不包括沿著環(huán)形進(jìn)氣口 9的整個(gè)周邊延伸的單個(gè)進(jìn)氣口隔板。此外，該實(shí)施例示出在一對(duì)葉片之間延伸的進(jìn)氣口隔板部分之間的間隔如何與在相鄰對(duì)葉片之間延伸的進(jìn)氣口隔板部分之間的間隔不同。圖9和10的實(shí)施例具有進(jìn)氣口通道39的常規(guī)規(guī)則陣列。但是沒有必要一定是這種情況。例如，圖11示意性示出一個(gè)實(shí)施例，其中不存在沿著環(huán)形進(jìn)氣口的整個(gè)周邊延伸的單個(gè)進(jìn)氣口隔板，也不存在延伸跨過進(jìn)氣口整個(gè)寬度的單個(gè)進(jìn)氣口葉片。在該情況下，通道陣列是非常不規(guī)則的。在實(shí)踐中，該特定模式可能不是特別理想的，但包括其以便示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例可獲得的變型程度(存在制造業(yè)適用性的問題)。應(yīng)該意識(shí)到上述的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的葉片或葉片部分可具有任意合適的橫截面或構(gòu)造。例如，葉片可具有相對(duì)傳統(tǒng)的翼型構(gòu)造。在一般情況下，其可有利于確保每個(gè)葉片的前邊緣具有與每個(gè)葉片后邊緣相比的厚度增加。葉片前邊緣的厚度增加對(duì)于氣流撞擊到葉片上的入射角的任何變化提供更高的寬容性。也就是說，取決于渦輪機(jī)蝸殼內(nèi)的流量/壓力，可以改變氣體將撞擊到葉片上的方向。如果氣體以一定的角度撞擊到簡單的片狀結(jié)構(gòu)上，它可能會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)到里側(cè)的氣流與片狀結(jié)構(gòu)分開而留下顯著降低效率的旋渦/紊流區(qū)。此外，應(yīng)該意識(shí)到，葉片的構(gòu)造和/或布置可有所不同，以便形成具有所需構(gòu)造的進(jìn)氣口流動(dòng)通道39。例如，通道39彎曲而非沿著大致為直線的路徑通常是有利的。鑒于根據(jù)本發(fā)明的各種可能的替代結(jié)構(gòu)，因此不會(huì)總是可以將進(jìn)氣口噴嘴結(jié)構(gòu)視為包括傳統(tǒng)意義上的離散進(jìn)氣葉片或甚至葉片部分。因此類似的，可能會(huì)不能確定各個(gè)進(jìn)氣口隔板或隔板部分。相反，在更廣泛的方面，它可能更適合于將本發(fā)明視為有關(guān)的進(jìn)氣口噴嘴結(jié)構(gòu)，該進(jìn)氣口噴嘴結(jié)構(gòu)可限定多個(gè)離散的進(jìn)氣通道，上述進(jìn)氣通道可采取不同構(gòu)造，且可以各種不同的方式進(jìn)行布置。與圖3至圖11中所示的本發(fā)明實(shí)施例相同的是，渦輪機(jī)噴嘴包括至少兩個(gè)軸向間隔開的進(jìn)氣通道環(huán)形陣列。在一些實(shí)施例中，單個(gè)軸向“陣列”實(shí)際上可包括僅僅一個(gè)周向上的進(jìn)氣通道。然而，在大多數(shù)實(shí)施例中，預(yù)期每個(gè)環(huán)形陣列將包括圍繞環(huán)形進(jìn)氣口在周向上間隔開(例如相鄰)的許多進(jìn)氣通道。在本發(fā)明的任意給定實(shí)施例中，可以不同的方式來確定周向間隔開的進(jìn)氣通道39的環(huán)形陣列。例如，圖12a至12d示出圖9d的實(shí)施例，但是可以不同的方式確定周向間隔開的通道39的軸向間隔開的環(huán)形陣列。例如，首先參照?qǐng)D12a，確定四個(gè)進(jìn)口通道39a至39d的環(huán)形陣列。在該情況下，第一陣列的進(jìn)氣通道39a具有不同的軸向 度，但是彼此相鄰。第二陣列的每一進(jìn)氣通道39b具有相同的軸向?qū)挾?，但彼此相?duì)交錯(cuò)(錯(cuò)開)，且并不總是彼此相鄰。周向間隔開的進(jìn)氣通道39c的第三環(huán)形陣列確定成具有相同的軸向?qū)挾群臀恢?，但并不彼此相鄰。最后，周向間隔開的進(jìn)氣通道39d的第四環(huán)形陣列相應(yīng)于第一陣列39a。對(duì)于本發(fā)明的任何特定實(shí)施例而言，未必有必要確定進(jìn)氣通道的兩個(gè)以上的不同軸向間隔的環(huán)形陣列，甚至可存在兩個(gè)以上的此類陣列時(shí)。例如，圖12b示出間隔開的進(jìn)氣通道39a和39b的僅僅兩個(gè)環(huán)形陣列。在該情況下，每個(gè)環(huán)形陣列內(nèi)的進(jìn)氣通道相對(duì)于彼此在周向和軸向上都不相鄰。在圖12c中示出周向間隔開的進(jìn)氣通道的兩個(gè)不同環(huán)形陣列39a和3%。在該情況下，第一陣列的進(jìn)氣通道39a實(shí)際上與第二陣列的進(jìn)氣通道39b在周向上相鄰，通過每個(gè)陣列的通道軸向尺寸的重疊來獲得軸向間距。也就是說，進(jìn)氣通道39b具有大于進(jìn)氣通道39a的軸向?qū)挾?，這樣每個(gè)進(jìn)氣通道39b的至少一部分與進(jìn)氣通道39a軸向間隔開。最后，圖12d示出確定進(jìn)氣通道39a和39b的兩個(gè)軸向間隔開的環(huán)形陣列的另一種方法。在該情況下，通道39a和39b彼此軸向相鄰，但每個(gè)陣列的通道39在周向上并不相鄰。應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)氣通道的進(jìn)一步可能的不同環(huán)形陣列可由圖12a_12d所示的本發(fā)明實(shí)施例來確定，且與本發(fā)明的其它實(shí)施例類似，可以不同的方式來確定進(jìn)氣通道的軸向間隔開的不同環(huán)形陣列。根據(jù)圖3至圖12中所示的本發(fā)明的所有實(shí)施例，每個(gè)進(jìn)氣通道39具有大體直線形橫截面。然而，替代的橫截面部分也是可能的，諸如像在圖13和14中所示的由進(jìn)氣口側(cè)壁50限定的菱形或六角形橫截面。這些是實(shí)施例的實(shí)例，其中不一定適當(dāng)?shù)貙⑷我鈫蝹€(gè)的進(jìn)氣口側(cè)壁50視為構(gòu)成傳統(tǒng)意義上的葉片或有別于進(jìn)口葉片的進(jìn)氣口隔板。然而，在每一種情況下，噴嘴結(jié)構(gòu)顯然包括多個(gè)進(jìn)氣通道39。在圖13或14中示出確定周向間隔開的通道39a和39b的兩個(gè)軸向間隔開的不同環(huán)形陣列的一種方法。在這些實(shí)施例的每一實(shí)施例中，在所確定的每一環(huán)形陣列的進(jìn)氣通道在周向上彼此相鄰。這些實(shí)施例的另一個(gè)特點(diǎn)是，跨過進(jìn)氣口軸向間隔開的相鄰環(huán)形陣列在一定程度上彼此重疊。也就是說，第二環(huán)形陣列的每一獨(dú)立進(jìn)氣通道39b的一部分與第一環(huán)形陣列的每一進(jìn)氣通道39a的一部分軸向重疊。據(jù)信這種噴嘴結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步緩和渦輪機(jī)效率的任何傾向，以便具有帶有不同進(jìn)氣口尺寸的“逐階”特點(diǎn)。圖15和16示出與圖13和14相同的實(shí)施例，但是示出確定進(jìn)氣通道39a和39b的軸向間隔開的環(huán)形陣列的不同方法。在該情況下，在每一實(shí)施例中確定軸向間隔開但不軸向重疊的兩個(gè)進(jìn)氣通道環(huán)形陣列。再次應(yīng)該意識(shí)到，進(jìn)氣通道的精確構(gòu)造通過限定上述構(gòu)造的壁來控制，以及可將噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成在噴嘴結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同進(jìn)氣通道具有的構(gòu)造與同一噴嘴結(jié)構(gòu)內(nèi)的其它進(jìn)氣通道的構(gòu)造不同。例如圖17中示出圖13和14所示的“蜂窩型”實(shí)施例的變型。根據(jù)該實(shí)施例，進(jìn)氣口側(cè)壁50同樣限定大體為六角形的進(jìn)氣通道39，但在該情況下，陣列是稍微有點(diǎn)不規(guī)則的。示出確定兩個(gè)軸向間隔開的進(jìn)氣通道39a和39b的實(shí)例的一種特定方法。應(yīng)該意識(shí)到通過采取類似于例如關(guān)于圖12a至12d上述的方法來確定交替間隔開的進(jìn)氣通道環(huán)形陣列。在圖3至圖17所示以及上述的本發(fā)明所有實(shí)施例中，噴嘴結(jié)構(gòu)包括多個(gè)進(jìn)氣通道，上述進(jìn)氣通道包括分別與其它兩個(gè)進(jìn)氣通道周向和軸向間隔開的至少一個(gè)進(jìn)氣通道，或?qū)嶋H上與其它兩個(gè)進(jìn)氣通道的每一個(gè)都周向和軸向間隔開的至少一個(gè)進(jìn)氣通道。上述間隔可以是以致于至少一些通道彼此相鄰，并且在至少一些通道之間可存在軸向和/或周向的重疊。表達(dá)這種關(guān)系的一種其它方式是在所示的每一個(gè)本發(fā)明實(shí)施例中，可以確定周向間隔開(以及可能相鄰和/或周向重疊(或交錯(cuò)))的第一對(duì)進(jìn)氣通道，以及可以確定軸向 間隔開(以及可能相鄰和/或周向重疊(或交錯(cuò)))的第二對(duì)進(jìn)氣通道。根據(jù)如何確定上述成對(duì)的進(jìn)氣通道，在某些情況下可能僅僅需要三個(gè)通道來限定上述兩對(duì)進(jìn)氣通道，其中第一和第二對(duì)共用一個(gè)進(jìn)氣通道。例如，圖18示出了圖14和16所示的上述實(shí)施例。參照?qǐng)D13，第一進(jìn)氣通道60與第二進(jìn)氣通道61周向間隔開且與第三進(jìn)氣通道62軸向間隔開。在該情況下，通道彼此相鄰。類似的，單個(gè)進(jìn)氣通道63與進(jìn)氣通道64周向間隔開以及與進(jìn)氣通道65軸向間隔開。在此通道不相鄰。例如進(jìn)氣通道60和61可被視為包括第一對(duì)周向間隔開的進(jìn)氣通道(以及憑借其軸向重疊而軸向間隔開)，以及進(jìn)氣通道60和62可被視為包括軸向間隔開的第二對(duì)進(jìn)氣通道，其中上述第一和第二對(duì)共用單個(gè)進(jìn)氣通道60。類似的，例如進(jìn)氣通道63和64可被視為包括周向間隔開但非相鄰的第一對(duì)進(jìn)氣通道，以及進(jìn)氣通道63和65可被視為包括軸向間隔開(且在該情況下還周向間隔開)的第二對(duì)進(jìn)氣通道，在該情況下上述第一和第二對(duì)共用單個(gè)進(jìn)氣通道63。備選的，例如進(jìn)氣通道60和63可被視為包括第一對(duì)周向間隔開的進(jìn)氣通道，以及進(jìn)氣通道64和65可被視為包括第二對(duì)軸向間隔開的進(jìn)氣通道。雖然從某種意義上而言，例如圖13和14中所示的“菱形”和“蜂窩狀”結(jié)構(gòu)沒有必要被視為包括傳統(tǒng)意義上的葉片，或清楚分辨的隔板，但實(shí)際上其可由合適構(gòu)造的離散進(jìn)氣口隔板來構(gòu)建這種噴嘴結(jié)構(gòu)。例如，圖19示出如何通過將軸向相鄰的隔板壓到一起來構(gòu)建圖14中示意性示出的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)出其中的四個(gè)78a-78d。這些隔板的每一個(gè)是環(huán)形的，但沿著“波狀墊圈”的線在周向上成波狀，且以“異相”對(duì)準(zhǔn)(在周向上交錯(cuò))，這樣在相鄰隔板之間限定六邊形的進(jìn)氣通道39。應(yīng)該意識(shí)到可對(duì)圖19所示的本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種變型。例如，波紋或波浪可采取各種形式，包括正弦和對(duì)角線或“V”形，或適于限定進(jìn)氣通道39的所需構(gòu)造的任何其它形狀。此外，根據(jù)所示實(shí)施例，每個(gè)隔板80為波紋構(gòu)造，但在其它實(shí)施例中，希望將非波紋狀(波狀)(例如嚴(yán)格意義上的徑向)的隔板放置到一對(duì)或多對(duì)波狀隔板之間以便改變進(jìn)氣通道39的構(gòu)造和跨過進(jìn)氣口的某些軸向位置。類似的，個(gè)別(單獨(dú)的或不同的)波狀隔板80不需要具有相同的波紋深度。此外，在某些實(shí)施例中隔板80可以用下述方式壓到一起，使得隔板80之間的接觸面積大于或小于圖17至18中所示的那些，從而同樣改變進(jìn)氣通道的構(gòu)造。事實(shí)上，接觸面積可跨過噴嘴結(jié)構(gòu)的半徑來限定進(jìn)氣通道39，其具有相應(yīng)的不同(變化)橫截面面積。根據(jù)圖19所示的本發(fā)明實(shí)施例，相鄰隔板以反相對(duì)準(zhǔn)，使每一其它隔板70直接對(duì)準(zhǔn)。這將形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中軸向相鄰的進(jìn)氣通道39沿著渦輪增壓器軸精確對(duì)準(zhǔn)。如圖20a和20b中所示，一些流通通道可被阻斷以便調(diào)整相應(yīng)于某些進(jìn)氣口寬度的區(qū)域中的效率。例如在圖20a和20b中示出在噴嘴軸向端部處的部分六角形通道被阻斷。在圖20b的情況下，當(dāng)這些通道暴露于進(jìn)氣流體時(shí)，這些區(qū)域中通道的軸向?qū)挾葴p小，上述有助于減少葉片上的振動(dòng)。例如，在圖3、圖4a-4b、7a-7g、23_25及27a_27d示出的本發(fā)明實(shí)施例中的每一個(gè)實(shí)施例示出渦輪機(jī)進(jìn)氣口結(jié)構(gòu)，其中套筒30圍繞噴嘴結(jié)構(gòu)的外徑滑動(dòng)，這樣套筒起到在其 上游端處阻斷/開放進(jìn)氣通道的作用。然而，在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，圓柱形套筒可位于噴嘴的內(nèi)徑上，這樣圓柱形套筒可在其鄰近渦輪機(jī)葉輪的下游端處打開和封閉進(jìn)氣通道39。例如，圖21a至21c示出在圖3和圖4a-4b中所示的本發(fā)明實(shí)施例的變型，其中變型的套筒130滑動(dòng)跨過進(jìn)氣通道39下游的進(jìn)氣通道9，這樣其在噴嘴和渦輪機(jī)葉輪之間滑動(dòng)。本發(fā)明的該實(shí)施例的其它細(xì)節(jié)基本與關(guān)于圖3和圖4a-4b中所示和所述的那些基本相同，以及合適時(shí)可使用相同的附圖標(biāo)記。唯一明顯的差異在于適配直徑減小套筒130所必須的那些，即重新定位兩個(gè)噴嘴環(huán)之一的標(biāo)為噴嘴環(huán)132的那些，以及支撐桿31連接到其的凸緣130a。具體的，應(yīng)該意識(shí)到如上所示和所述的各種噴嘴結(jié)構(gòu)的每一個(gè)以及如上所述的所有變型可包括在其中套筒130在進(jìn)氣口噴嘴的內(nèi)徑處圍繞渦輪機(jī)葉輪定位的本發(fā)明實(shí)施例中。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，有利的是提供兩個(gè)可軸向滑動(dòng)的套筒，其包括沿著進(jìn)氣通道的外徑定位的第一套筒和位于進(jìn)氣通道內(nèi)徑處的第二圓柱形套筒。在這種情況下，第一和第二套筒可具有跨國進(jìn)氣口 9寬度的相同徑向延伸程度，或在至少一個(gè)位置處兩個(gè)套筒的一個(gè)可比另一個(gè)延伸的更遠(yuǎn)，這樣在這種位置中，環(huán)形進(jìn)氣口的整個(gè)軸向?qū)挾葟钠渖嫌蔚狡湎掠伍_口可不同。兩個(gè)套筒可聯(lián)接到一起(或成一體)，以便作為一個(gè)單元進(jìn)行致動(dòng)，或者獨(dú)立地設(shè)置和致動(dòng)。以上所述的本發(fā)明實(shí)施例示出套筒30和130從渦輪機(jī)葉輪的軸承座側(cè)延伸跨過環(huán)形進(jìn)氣口 9。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，套筒可從渦輪機(jī)葉輪的渦輪機(jī)殼體側(cè)延伸跨過環(huán)形進(jìn)氣口 9。換句話說，套筒和致動(dòng)機(jī)構(gòu)可容納于渦輪機(jī)殼體內(nèi)而不是軸承座內(nèi)。在圖32a和32b、33a和33b中示出本發(fā)明這種實(shí)施例的實(shí)例。從渦輪機(jī)側(cè)致動(dòng)套筒可有利于緩解渦輪機(jī)葉片的高周疲勞，因?yàn)樘淄矌缀醣环忾]時(shí)，只暴露出一個(gè)環(huán)形進(jìn)氣通道。當(dāng)套筒從渦輪機(jī)側(cè)封閉時(shí)，那么通常朝向軸承座側(cè)以及朝向渦輪機(jī)葉輪的后部關(guān)閉，此時(shí)渦輪機(jī)背面更牢固地支撐渦輪機(jī)葉片。如上所述，本發(fā)明的其它實(shí)施例可包括兩個(gè)平行的套筒，一個(gè)位于內(nèi)徑上以及另一個(gè)位于外徑上，上述套筒可布置和控制成一起移動(dòng)或彼此獨(dú)立地移動(dòng)，并可具有不同的長度。圖22a和22b示出適于套筒30的兩種可能布置，其包括鄰近套筒30自由端的活塞式密封環(huán)100，從而防止氣體在套筒30和根據(jù)本發(fā)明的通常由附圖標(biāo)記101標(biāo)識(shí)的噴嘴陣列。應(yīng)該意識(shí)到噴嘴組件101可具有上述的根據(jù)本發(fā)明的任何可能構(gòu)造。或者，在本發(fā)明的一些實(shí)施例(其可具有任意噴嘴組件，上述噴嘴組件具有上述的任意可能構(gòu)造，例如多個(gè)隔板)中，沒有鄰近套筒自由端的活塞環(huán)密封圈。以該方式，套筒可安裝成使得氣體可在套筒和噴嘴組件之間經(jīng)過。例如，在噴嘴組件包括多個(gè)環(huán)形隔板以及套筒安裝于環(huán)形隔板外徑之外的情況下，套筒可安裝為其自身和至少一個(gè)環(huán)形隔板之間具有間隙。在這種情況下，套筒可具有大于至少一個(gè)環(huán)形隔板外徑的內(nèi)徑。在圖7C中可看出在套筒30和噴嘴組件34之間的氣體流動(dòng)路徑38g的實(shí)例。氣體流動(dòng)路徑38g經(jīng)過在套筒30和噴嘴組件34的隔板38b之間的徑向間隙。氣體流動(dòng)路徑38g是如此的，即一旦氣體經(jīng)過套筒30和隔板38b之間的間隙，則氣體通過進(jìn)氣口 9朝向渦輪機(jī)葉輪流動(dòng)。在其它實(shí)施例中，可采用套筒和噴嘴組件(其限定噴嘴組件和套筒之間的氣體流動(dòng)路徑)之間的任何其它合適的間隙。在圖7c中，為了清楚起見將套筒和隔板38a-38c之間的間隙放大。在套筒朝向進(jìn)氣口側(cè)壁軸向移動(dòng)以便減小氣體可流動(dòng)通過其的進(jìn)氣口尺寸的情況下，套筒和噴嘴組件之間的間隙是如此的，以致于其允許氣體在噴嘴組件和套筒之間在通常與套筒朝向進(jìn)氣口側(cè)壁移動(dòng)以便減小進(jìn)氣口尺寸的移動(dòng)方向相反的方向上流動(dòng)。此外，套筒和噴嘴組件之間的間隙可能是如此的，以致于其允許氣體在噴嘴組件和套筒之間在通常徑向向內(nèi)朝向渦輪機(jī)葉輪的方向上流動(dòng)。在一些實(shí)施例中，噴嘴組件和套筒可構(gòu)造成使得在所有的隔板和套筒(例如，所 有的隔板具有小于套筒內(nèi)徑的外徑)之間存在間隙。然而，在其它實(shí)施例中，噴嘴組件和套筒可配置成僅在一些隔板和套筒之間存在間隙。例如，使得在噴嘴和套筒之間不存在間隙的隔板通常接觸套筒。在這種情況下，緊靠套筒的這種隔板由于可以改變進(jìn)氣口的尺寸而可導(dǎo)引套筒的移動(dòng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在一些實(shí)施例中，在套筒和噴嘴組件之間提供間隙(因此提供氣體流動(dòng)路徑)可提聞潤輪機(jī)的性能。也可能對(duì)套筒的相對(duì)側(cè)(即接觸噴嘴的邊緣)進(jìn)行成型或倒角以便使得運(yùn)行平穩(wěn)，以及減輕例如隔板對(duì)套筒卡住的可能性。根據(jù)本發(fā)明的噴嘴結(jié)構(gòu)可配置成給不同的進(jìn)氣口寬度(即，對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)套筒的不同位置)提供不同的效率。例如，如關(guān)于圖3至6實(shí)施例在上面所述的那樣，隔板可跨過進(jìn)氣口的軸向?qū)挾确蔷乳g隔開。當(dāng)套筒能夠移動(dòng)到在隔板位置之間的位置時(shí)，與兩個(gè)相對(duì)緊密間隔開的隔板之間相比，在兩個(gè)相對(duì)稀疏間隔開的隔板之間的中間位置處的效率更低。以該方式來調(diào)節(jié)噴嘴效率的能力具有很多應(yīng)用。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在相應(yīng)于套筒關(guān)閉或相對(duì)關(guān)閉位置的進(jìn)氣口區(qū)域內(nèi)，它可能有利于減少隔板間距(或以其它方式增加進(jìn)氣通道39的軸向尺寸)。也就是說，使用給定數(shù)量的隔板可有利于將隔板靠近完全封閉位置更緊密地布置到一起。對(duì)于任何給定數(shù)量的隔板，這可能會(huì)增加套筒處于相對(duì)封閉位置時(shí)的效率。應(yīng)該理解，雖然關(guān)于渦輪增壓器的渦輪機(jī)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不限于應(yīng)用于渦輪增壓器，而是可結(jié)合到其它設(shè)備的渦輪機(jī)內(nèi)。這種替代的非限制實(shí)例包括電動(dòng)渦輪機(jī)，蒸汽渦輪機(jī)和燃?xì)鉁u輪機(jī)。在渦輪機(jī)為渦輪增壓器一部分的實(shí)施例中，渦輪增壓器可以是渦輪增壓的內(nèi)燃機(jī)的一部分，諸如像壓縮點(diǎn)火(柴油)發(fā)動(dòng)機(jī)，或汽油直噴(⑶i)發(fā)動(dòng)機(jī)。這些應(yīng)用包括多個(gè)渦輪增壓器，其包括根據(jù)本發(fā)明的渦輪機(jī)。其它可能的應(yīng)用包括燃料電池渦輪增壓器或渦輪機(jī)。渦輪機(jī)進(jìn)氣口蝸殼可為被分隔開的蝸殼。例如，已知可以提供具有被分隔為多于一個(gè)腔室的蝸殼的渦輪增壓器渦輪機(jī)，每個(gè)蝸殼腔室連接到不同組的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸。在這種情況下，上述分隔部通常是將蝸殼分隔為軸向相鄰部分的蝸殼內(nèi)的環(huán)形壁。還可以在周向上分隔蝸殼，這樣蝸殼的不同弧形部分將氣體傳送到渦輪機(jī)進(jìn)氣口的不同弧形部分內(nèi)。已經(jīng)在附圖中利用單個(gè)流體蝸殼對(duì)本發(fā)明的渦輪機(jī)進(jìn)行了說明，但它也適用于軸向分隔開的殼體，由此來自發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)汽缸的氣體被導(dǎo)引到被分隔開的蝸殼之一內(nèi)，而來自一個(gè)或多個(gè)其它汽缸的氣體被導(dǎo)引到不同的蝸殼內(nèi)。還可能將渦輪殼體沿周向分隔開以便提供多個(gè)周向分隔開的蝸殼，或甚至將渦輪殼體在周向和軸向分隔開。但是應(yīng)將軸向或周向分隔開的蝸殼與本發(fā)明的軸向和周向分隔開的進(jìn)氣通道相區(qū)分開。例如，后者(進(jìn)氣通道)涉及到噴嘴結(jié)構(gòu)，其布置成使得從蝸殼接收的廢氣加速流向渦輪機(jī)，并且當(dāng)其加速時(shí)任選地調(diào)整或控制氣體的旋渦角。雖然原則上可為直形的進(jìn)氣通道，但是它們通常都是彎曲的，以便有效控制氣體的旋渦角。進(jìn)氣通道也可與分隔開的蝸殼相區(qū)分，因?yàn)榍罢?進(jìn)氣通道)接收來自蝸殼(或分隔開的蝸殼)的氣體，且將氣體分為路徑陣列。相比較而言，分隔開的蝸殼接收來自廢氣歧管的氣體，以及通常接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)不同氣缸的氣體，以便保持由單獨(dú)的發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸打開事件導(dǎo)致的氣體脈沖的氣流速度。這 樣，分隔開的蝸殼將氣體傳送到環(huán)形進(jìn)氣口，而本發(fā)明的進(jìn)氣通道接受來自蝸殼的氣體。 本發(fā)明結(jié)合軸向分隔開的蝸殼是可能的。在這種實(shí)施例中，軸向分隔進(jìn)氣通道的一個(gè)或多個(gè)隔板將通常與軸向分隔蝸殼的一個(gè)或多個(gè)壁不同。本發(fā)明結(jié)合周向分隔開的蝸殼是可能的。分成兩個(gè)周向間隔開的蝸殼的壁可徑向向內(nèi)延伸，以便進(jìn)一步用作葉片之一(同樣設(shè)置成滑動(dòng)套筒在進(jìn)氣通道的內(nèi)徑處運(yùn)行)。或者，這種蝸殼分隔壁可徑向向內(nèi)延伸且鄰近滑動(dòng)套筒，這樣套筒在蝸殼分隔壁的徑向內(nèi)側(cè)，而不是進(jìn)氣通道的外側(cè)。這種布置有利于減輕在單個(gè)蝸殼渦輪機(jī)中所經(jīng)歷的氣體脈沖中的氣流速度損失，以及有助于導(dǎo)引滑動(dòng)套筒，以減輕其變得不對(duì)準(zhǔn)從而卡住的可能性。雖然上面論述了用于致動(dòng)進(jìn)氣口套筒的機(jī)構(gòu)的實(shí)例，但是應(yīng)該意識(shí)到合適的時(shí)候其它機(jī)構(gòu)(機(jī)械結(jié)構(gòu))可應(yīng)用于本發(fā)明的不同實(shí)施例和應(yīng)用上。渦輪機(jī)進(jìn)氣口可形成為具有排氣歧管的連續(xù)元件。可執(zhí)行廣泛的控制策略以便控制本文所述的滑動(dòng)套筒?？赡芸刂撇呗缘姆秶ㄒ呀?jīng)在說明書相對(duì)于控制可變幾何機(jī)構(gòu)、尤其是汽車渦輪增壓器上使用的滑動(dòng)葉片機(jī)構(gòu)進(jìn)行描述的所有那些。對(duì)如上所示和所述實(shí)施例進(jìn)行其它可能的變型和替代對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是非常顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種可變幾何渦輪機(jī)，包括 渦輪機(jī)葉輪，被安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體限定環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的，且在第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口；以及 圓柱形套筒，可軸向移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口以便改變通過進(jìn)氣口的進(jìn)氣流動(dòng)路徑的尺寸； 其中環(huán)形進(jìn)氣口由設(shè)置于第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的進(jìn)氣通道壁分隔成至少三個(gè)軸向偏離的進(jìn)氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中進(jìn)氣通道壁是軸向間隔的環(huán)形隔板，所述隔板將環(huán)形進(jìn)氣口分為軸向相鄰的環(huán)形部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中隔板的數(shù)量是兩個(gè)，三個(gè)，四個(gè)，五個(gè)或六個(gè)的其中之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可變幾何渦輪機(jī)，進(jìn)一步包括進(jìn)氣葉片，其軸向延伸跨過至少兩個(gè)所述軸向相鄰的環(huán)形部分；其中圓柱形套筒可軸向移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口以改變通過套筒自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的進(jìn)氣口的氣體流動(dòng)路徑的尺寸；以及其中延伸跨過進(jìn)氣口的第一環(huán)形部分的軸向?qū)挾刃∮谘由炜邕^進(jìn)氣口的第二環(huán)形部分的軸向?qū)挾?，第一環(huán)形部分與第一進(jìn)氣口側(cè)壁靠近的程度大于第二環(huán)形部分靠近第一進(jìn)氣口側(cè)壁的程度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)氣通道壁限定大體朝向渦輪機(jī)葉輪延伸的大體為管形的進(jìn)氣通道的環(huán)形陣列，其中進(jìn)氣通道的環(huán)形陣列包括至少三個(gè)軸向偏離的進(jìn)氣通道。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中套筒可在開放位置和封閉位置之間軸向移動(dòng)，在開放位置存在通過在套筒自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的進(jìn)氣口的氣體流動(dòng)路徑，通過所述軸向偏離的至少三個(gè)進(jìn)氣通道的至少之一的氣體流動(dòng)路徑，而在封閉位置，通過在套筒自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的進(jìn)氣口的所述氣體流動(dòng)路徑的尺寸與套筒處于開放位置時(shí)相比減小；以及其中當(dāng)套筒在從開放位置朝向封閉位置移動(dòng)時(shí)，套筒在朝向所述第一進(jìn)氣口側(cè)壁的方向上移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的至少兩個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒所有自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的至少兩個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的每一進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒所有自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的每一進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的每一相應(yīng)軸向間距。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距，以及其中兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁定位成使得在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣通道壁之間的軸向距離小于或等于第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距的大約50%。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距，以及其中當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，所述套筒大體上不接觸兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁。
13.根據(jù)權(quán)利要求6至12任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，在套筒的至少一部分自由端和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距小于在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的一個(gè)進(jìn)氣通道壁和第一進(jìn)氣口側(cè)壁之間的軸向間距，以及其中套筒安裝成當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)使得氣體可在兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的所述一個(gè)進(jìn)氣通道壁和套筒之間通過，之后氣體通過進(jìn)氣口。
14.根據(jù)權(quán)利要求6至13任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中套筒安裝成當(dāng)套筒處于封閉位置時(shí)，套筒基本不接觸兩個(gè)或多個(gè)進(jìn)氣通道壁的任意一個(gè)。
15.根據(jù)權(quán)利要求6至14任一項(xiàng)所述的可變幾何渦輪機(jī)，其中所述軸向偏離的第一進(jìn)氣通道的軸向尺寸小于所述軸向偏離的第二進(jìn)氣通道的軸向尺寸，以及其中所述軸向偏離的第一進(jìn)氣通道比所述軸向偏離的第二進(jìn)氣通道更靠近第一進(jìn)氣口側(cè)壁定位。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可變幾何渦輪機(jī)，包括渦輪機(jī)葉輪，被安裝成用于圍繞殼體內(nèi)的渦輪軸旋轉(zhuǎn)，殼體限定環(huán)繞渦輪機(jī)葉輪的且在第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間限定的環(huán)形進(jìn)氣口；以及圓柱形套筒，其可軸向移動(dòng)跨過環(huán)形進(jìn)氣口以便改變通過進(jìn)氣口的進(jìn)氣流動(dòng)路徑的尺寸；其中環(huán)形進(jìn)氣口由設(shè)置于第一和第二進(jìn)氣口側(cè)壁之間的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的進(jìn)氣通道壁分隔成至少三個(gè)軸向偏離的進(jìn)氣通道。
文檔編號(hào)F01D17/14GK102782259SQ201080055342
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者湯姆·J·羅伯茨, 約翰·F·帕克, 羅伯特·L·霍洛德 申請(qǐng)人:康明斯有限公司