本發(fā)明涉及一種緊湊型流量控制閥，其能夠在非常惡劣的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)的使用壽命。該閥是一種單或雙同軸滑動(dòng)閥，能夠依次控制兩個(gè)不同功能，其中至少一個(gè)功能被逐步控制。

背景技術(shù)：

閥門(mén)用來(lái)控制氣體的流動(dòng)。對(duì)于閥門(mén)而言，渦輪增壓器是特別惡劣的環(huán)境。雖然隨著發(fā)動(dòng)機(jī)需求的增加，已經(jīng)在不同程度上成功地開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了多種閥門(mén)，但對(duì)閥門(mén)的要求也越來(lái)越高。

例如，為了提高車(chē)輛的燃料經(jīng)濟(jì)性，希望使車(chē)輛的空氣動(dòng)力學(xué)前端面積盡可能小且流線(xiàn)型。發(fā)動(dòng)機(jī)艙的緊湊性降低了定位和取向輔助設(shè)備(如渦輪增壓器執(zhí)行器)的自由度。為了優(yōu)化空間利用，閥門(mén)應(yīng)該小、重量輕，并在任何方向上自由組裝，對(duì)于閥門(mén)來(lái)說(shuō)，控制多個(gè)功能將是特別有利的。

渦輪增壓器由排氣驅(qū)動(dòng)。渦輪機(jī)外殼的外部接觸環(huán)境空氣溫度，而蝸殼表面接觸740℃-1050℃溫度的排氣，這根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒類(lèi)型而異。在排氣中工作的閥門(mén)暴露于高溫、腐蝕性酸以及那些可能聚積在渦輪增壓器的內(nèi)表面上的煙塵顆粒。所有閥門(mén)必須能夠提供嚴(yán)密密封和可控打開(kāi)，不會(huì)因?yàn)闊焿m或油垢而產(chǎn)生腐蝕或堵塞。設(shè)計(jì)一種不易堵塞的閥門(mén)是有利的。

渦輪機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的背壓可以在高達(dá)500kpa的范圍內(nèi)。將有利的是，提高閥門(mén)(如廢氣門(mén))的設(shè)計(jì)，使其可以用最小的致動(dòng)力得到高精度控制，同時(shí)不受高系統(tǒng)壓力的不良影響。

在廢氣門(mén)渦輪增壓器中，渦輪蝸殼通過(guò)旁通管道流體地連接到導(dǎo)流器下游的渦輪出口。通過(guò)旁通管道的氣流由稱(chēng)為廢氣門(mén)的閥門(mén)控制。為了便于操作廢氣門(mén)，致動(dòng)或控制力必須通過(guò)渦輪機(jī)外殼從渦輪機(jī)外殼的外部傳遞到渦輪機(jī)外殼內(nèi)部的廢氣門(mén)。例如，廢氣門(mén)樞軸可以延伸穿過(guò)渦輪機(jī)外殼。在渦輪機(jī)外殼外部，致動(dòng)器通過(guò)連桿連接到廢氣門(mén)臂，而廢氣門(mén)臂連接到廢氣門(mén)樞軸。在渦輪機(jī)外殼內(nèi)部，樞軸連接到廢氣門(mén)。來(lái)自致動(dòng)器的致動(dòng)力被轉(zhuǎn)換為樞轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)，使廢氣門(mén)在渦輪機(jī)外殼內(nèi)樞轉(zhuǎn)。廢氣門(mén)樞軸在圓柱形套管中旋轉(zhuǎn)，或直接接觸渦輪機(jī)外殼。由于排氣在壓力下，并且由于軸與套管的內(nèi)孔(軸位于套管的內(nèi)孔中)之間有環(huán)形間隙，增壓渦輪機(jī)外殼排出的熱有毒排氣和煙塵可能通過(guò)這個(gè)間隙。這是應(yīng)當(dāng)減少的碳?xì)渑欧诺母?。發(fā)動(dòng)機(jī)制造商不允許氣體和煙塵從渦輪增壓器泄露到渦輪增壓器周?chē)h(huán)境清潔空氣中。更好地控制渦輪增壓器排氣是我們希望的。

另外，常規(guī)廢氣門(mén)中，廢氣門(mén)開(kāi)始打開(kāi)時(shí)的壓力(“提升壓力”)對(duì)其操作至關(guān)重要。當(dāng)氣動(dòng)致動(dòng)器和廢氣門(mén)組件組裝到渦輪增壓器時(shí)，必須非常仔細(xì)地設(shè)置廢氣門(mén)。精密致動(dòng)器可以產(chǎn)生壓力，在這個(gè)壓力下，膜片開(kāi)始移動(dòng)，這取決于所使用的彈簧的預(yù)載荷。彈簧制造公差的變化意味著從一個(gè)彈簧到下一個(gè)彈簧的彈簧剛度的變化是可能的，并且需要單獨(dú)校準(zhǔn)每個(gè)渦輪增壓器以確定提升壓力。我們希望有精確可控并且沒(méi)有這些制造變化的閥門(mén)(如廢氣門(mén))。

已經(jīng)嘗試使用單個(gè)致動(dòng)器實(shí)現(xiàn)雙重功能。美國(guó)專(zhuān)利4,893,474提供了一種設(shè)有單個(gè)氣動(dòng)致動(dòng)器的排氣驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器，其控制改變排氣入口通道與渦輪機(jī)的流動(dòng)面積或長(zhǎng)寬比的樞轉(zhuǎn)葉片，還控制廢氣門(mén)。包括預(yù)加載彈簧和搖臂杠桿的連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制廢氣門(mén)和樞轉(zhuǎn)葉片的杠桿。然而，這種設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，因此容易失效，不緊湊，并且需要多個(gè)閥門(mén)來(lái)控制多個(gè)功能。

美國(guó)專(zhuān)利8196403(卡特彼勒)提供了渦輪增壓器，其具有平衡閥、廢氣門(mén)以及平衡閥和廢氣門(mén)共用的致動(dòng)器。閥組件可以與渦輪機(jī)連接，以調(diào)控egr回路內(nèi)的排氣壓力。閥組件可以包括平衡閥，廢氣門(mén)和公共致動(dòng)器。平衡閥可以被配置為選擇性地允許來(lái)自第一蝸殼的排氣流到第二蝸殼。廢氣門(mén)可以被配置為選擇性地允許來(lái)自第二蝸殼的排氣繞過(guò)渦輪機(jī)的渦輪機(jī)葉輪。可以控制公共致動(dòng)器，以使平衡閥和廢氣門(mén)兩者在流動(dòng)通過(guò)位置與流動(dòng)阻擋位置之間移動(dòng)。閥組件可以與渦輪機(jī)構(gòu)成一個(gè)整體，并且至少部分地由安裝到渦輪機(jī)的渦輪機(jī)外殼的閥外殼封閉。然而，該系統(tǒng)采用多個(gè)瓣閥，而瓣閥需要大量的致動(dòng)器力來(lái)關(guān)閉。旋轉(zhuǎn)軸可能被阻塞并堵塞。

不僅需要能夠用單個(gè)致動(dòng)器來(lái)控制多個(gè)功能，而且需要能夠用單個(gè)閥門(mén)或閥組件(以下稱(chēng)為閥)來(lái)操作多個(gè)功能。另外，需要一種可以以最小致動(dòng)力操作的閥。最后，需要一種不會(huì)撞到端部位置的閥。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了第一實(shí)施例，其形式為雙順序同軸滑動(dòng)閥。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，兩個(gè)杯形活塞在圓柱形空間中同軸滑動(dòng)。廢氣門(mén)開(kāi)口設(shè)置在汽缸側(cè)。突起部從圓柱體的頂端延伸到內(nèi)活塞的杯中。該突起部包括與第一蝸殼連通的開(kāi)口。汽缸壁中的第二開(kāi)口與第二蝸殼相通。當(dāng)兩個(gè)活塞都伸長(zhǎng)時(shí)，內(nèi)杯覆蓋突起部中的第一蝸殼開(kāi)口和汽缸壁中的第二蝸殼開(kāi)口，從而防止蝸殼彼此連通，并且外活塞覆蓋廢氣門(mén)開(kāi)口。當(dāng)內(nèi)活塞部分縮回時(shí)，通向第一和第二蝸殼的開(kāi)口都被打開(kāi)，并且蝸殼可以“串?dāng)_”。然后，隨著內(nèi)活塞進(jìn)一步縮回，外活塞也縮回，并打開(kāi)廢氣門(mén)開(kāi)口，從而實(shí)現(xiàn)第一和第二蝸殼與廢氣門(mén)之間的連通。

更具體地說(shuō)，在第一實(shí)施例中，閥組件容納在閥外殼中，該閥外殼優(yōu)選地并入渦輪增壓器渦輪機(jī)外殼中，但可以是單獨(dú)的附加單元。該閥外殼限定至少一個(gè)圓柱形空間，該圓柱形空間具有縱向軸線(xiàn)，并且至少具有與第一氣體通道(例如第一蝸殼)連通的第一開(kāi)口，與第二氣體通道(例如第二蝸殼)連通的第二開(kāi)口以及與第三氣體通道(例如廢氣門(mén))連通的第三開(kāi)口。內(nèi)活塞或套筒可在圓柱形空間內(nèi)在完全關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間滑動(dòng)。內(nèi)活塞通過(guò)活塞軸連接到位移裝置(例如氣動(dòng)或液壓致動(dòng)器或步進(jìn)電機(jī))。位移裝置設(shè)置為使內(nèi)活塞在完全關(guān)閉(延伸)位置與完全打開(kāi)(縮回)位置之間進(jìn)行選擇性線(xiàn)性位移。

外活塞與內(nèi)活塞同軸設(shè)置。為了現(xiàn)這一點(diǎn)，外活塞設(shè)有延伸通過(guò)縱向中心軸線(xiàn)的內(nèi)孔。內(nèi)活塞的活塞軸延伸穿過(guò)外活塞中的內(nèi)孔。外活塞可在完全關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間滑動(dòng)。外活塞的行程或行進(jìn)比內(nèi)活塞的行程或行進(jìn)短。提供彈簧裝置，用于將外活塞推向其完全關(guān)閉位置。

當(dāng)兩個(gè)活塞都在完全關(guān)閉位置時(shí)，第一和第二開(kāi)口被內(nèi)活塞封閉，第三開(kāi)口被外活塞封閉。

當(dāng)內(nèi)活塞沿完全打開(kāi)(縮回)位置的方向開(kāi)始從完全關(guān)閉(完全延伸)位置縮回時(shí)：

最初，內(nèi)活塞獨(dú)立于外活塞行進(jìn)，并且逐步打開(kāi)第一和第二開(kāi)口，

在打開(kāi)第一和第二開(kāi)口后，內(nèi)活塞靠在外活塞上，并使外活塞隨著內(nèi)活塞一起逆著彈簧裝置的力開(kāi)始移動(dòng)，并且

最后，內(nèi)活塞的縮回導(dǎo)致外活塞縮回到外活塞的完全打開(kāi)位置，于是第三開(kāi)口被完全打開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)第一、第二和第三開(kāi)口之間的連通。

雙順序同軸滑動(dòng)閥設(shè)置在渦輪增壓器渦輪機(jī)外殼中的情況下，第一開(kāi)口可以與第一蝸殼連通，第二開(kāi)口可以與第二蝸殼連通，第三開(kāi)口可以與廢氣門(mén)通道連通。渦輪機(jī)外殼的兩個(gè)渦殼可以是對(duì)蝸殼型或雙蝸殼型。

兩個(gè)單獨(dú)的排氣流可以流入渦輪機(jī)入口并保持分離，從而通過(guò)利用脈沖來(lái)增加渦輪機(jī)效率。在此，內(nèi)活塞打開(kāi)第一和第二開(kāi)口將實(shí)現(xiàn)所需的汽缸間流動(dòng)串?dāng)_或平衡。

或者，單獨(dú)(混合)排氣流可以從發(fā)動(dòng)機(jī)流入渦輪機(jī)入口，并在排氣質(zhì)量流量低的情況下被引導(dǎo)到單個(gè)蝸殼，由此渦輪機(jī)起到小型渦輪機(jī)的作用。當(dāng)排氣質(zhì)量流量由于例如發(fā)動(dòng)機(jī)的加速度而增加時(shí)，可以移動(dòng)內(nèi)活塞以打開(kāi)第一和第二開(kāi)口，使得排氣流可以離開(kāi)第一蝸殼并在兩個(gè)蝸殼之間共享，由此渦輪機(jī)外殼起到大型渦輪機(jī)外殼的作用。在排氣質(zhì)量流量進(jìn)一步增加到過(guò)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)的危險(xiǎn)范圍內(nèi)的情況下，可以將內(nèi)活塞向完全打開(kāi)位置移動(dòng)，帶著外活塞移動(dòng)并將第二位置移動(dòng)到打開(kāi)位置，由此根據(jù)需要逐步打開(kāi)廢氣門(mén)開(kāi)口。

雖然雙順序同軸滑閥設(shè)計(jì)的外觀很美，但只有在對(duì)以下因素(例如壓力、極端溫度和溫度梯度)，顆粒沉積，閥門(mén)，開(kāi)口，蝸殼，旁路作出廣泛評(píng)估，并考慮它們的形狀、取向和方向后才能實(shí)現(xiàn)。盡管具有有適合它的非常復(fù)雜的一個(gè)部件幾何形狀的閥體，盡管要求在蝸殼中不受干擾地流動(dòng)，設(shè)計(jì)具有幾乎恒定厚度的壁的渦輪增壓器仍需要大量工作、復(fù)雜的流動(dòng)模擬以及結(jié)構(gòu)分析。，對(duì)于一般人來(lái)說(shuō)，大量工作、測(cè)試和修改的細(xì)節(jié)是微不足道，但最終實(shí)現(xiàn)了第一實(shí)施例的設(shè)計(jì)。

根據(jù)本發(fā)明的滑動(dòng)閥在以下重要方面與典型的擋板廢氣門(mén)閥不同：通常，廢氣門(mén)包括廢氣門(mén)通道以及廢氣門(mén)塞，廢氣門(mén)通道從排氣通道延伸至廢氣門(mén)座，廢氣門(mén)塞從可旋轉(zhuǎn)廢氣門(mén)臂延伸并具有用于接觸廢氣門(mén)座以覆蓋廢氣門(mén)通道的輪廓。可能需要相當(dāng)大的力來(lái)迫使廢氣門(mén)塞逆著排氣通道中排氣的壓力定位并保持在該關(guān)閉位置。相反，在本發(fā)明中，由于開(kāi)口引導(dǎo)排氣壓力與滑動(dòng)閥的移動(dòng)方向垂直(即，在閥汽缸的側(cè)壁上)，排氣壓力將垂直于滑動(dòng)閥的移動(dòng)方向起作用，由此對(duì)滑動(dòng)閥沿打開(kāi)方向或關(guān)閉方向的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很少影響，或全無(wú)影響。因此，閥致動(dòng)器可以被設(shè)計(jì)為使用較小的性能較低的致動(dòng)器馬達(dá)，并且閥的響應(yīng)時(shí)間可以更快。最后，由于排氣壓力在任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向上都不會(huì)作用到閥上，所以閥撞到端部位置的可能性降低。

根據(jù)本發(fā)明，提供了第二實(shí)施例，其形式為單杯形活塞滑動(dòng)閥。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，圓柱形閥外殼可以位于兩個(gè)蝸殼之間的分隔壁中。當(dāng)單個(gè)杯形活塞在完全伸出位置時(shí)，蝸殼之間的連通被阻斷。突起部從圓柱體的端部延伸到活塞的杯中。在突起部?jī)?nèi)設(shè)有兩個(gè)獨(dú)立的廢氣門(mén)端口。第一和第二開(kāi)口分別設(shè)置在汽缸壁中，分別與第一和第二蝸殼連通。當(dāng)杯形活塞在完全伸出位置時(shí)，所有開(kāi)口都被阻擋。當(dāng)杯形活塞縮回幾毫米時(shí)，獨(dú)立的廢氣門(mén)開(kāi)口被部分打開(kāi)，從而允許排氣從蝸殼排到廢氣門(mén)，而蝸殼之間沒(méi)有任何連通。提供了唇部，其阻擋蝸殼之間連通的氣體。當(dāng)活塞進(jìn)一步向后拉時(shí)，活塞移除唇部，氣體不僅流入廢氣門(mén)，而且還可以在蝸殼之間串?dāng)_。

更具體地說(shuō)，在該第二實(shí)施例中，使用單個(gè)滑動(dòng)閥。與第一實(shí)施例一樣，在該第二實(shí)施例中，圓柱形閥外殼設(shè)有可以與第一蝸殼、第二蝸殼連通并與一個(gè)或多個(gè)廢氣門(mén)開(kāi)口連通的開(kāi)口。根據(jù)開(kāi)口的位置，當(dāng)閥從打開(kāi)位置縮回時(shí)，有可能(a)首先通過(guò)第一和第二廢氣門(mén)開(kāi)口獨(dú)立地排出來(lái)自第一和第二蝸殼的多余氣體，隨后允許蝸殼之間的串?dāng)_，或(b)首先將蝸殼相互連接，接著通過(guò)廢氣門(mén)排出多余氣體，或(c)在同一時(shí)間逐步打開(kāi)所有三個(gè)開(kāi)口。單個(gè)閥可以氣動(dòng)或電動(dòng)操作，并且可以或可以不并入彈簧以將閥偏置在關(guān)閉位置。

現(xiàn)有技術(shù)的雙蝸殼廢氣門(mén)的問(wèn)題在于它們僅排出排氣。蝸殼通過(guò)廢氣門(mén)連接，但是由于排氣具有質(zhì)量慣性并被導(dǎo)向廢氣門(mén)通道的出口，所以廢氣不會(huì)在蝸殼之間流動(dòng)，由此可能導(dǎo)致壓力差?，F(xiàn)在人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使排氣已被排出，但使蝸殼互連也是有利的。換句話(huà)說(shuō)，與傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)不同，在系統(tǒng)中首先排出多余氣體然后使蝸殼互連是有益的。

本發(fā)明的限定特征是一個(gè)閥或多個(gè)閥被設(shè)計(jì)為杯形滑動(dòng)閥，而不是旋轉(zhuǎn)閥或擋板閥。由于排氣壓力垂直于閥行進(jìn)方向作用于閥，致動(dòng)壓力可以保持為較低，從而避免閥撞到端部位置，并可以省去閥門(mén)預(yù)調(diào)節(jié)。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明通過(guò)示例來(lái)說(shuō)明，并不局限于附圖，附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，其中：

圖1a示出了從面向未示出的軸承外殼的一側(cè)觀察的排氣歧管和渦輪增壓器渦輪機(jī)，其中在渦輪機(jī)入口處具有雙順序同軸滑動(dòng)閥；

圖1b對(duì)應(yīng)于圖1a，除了氣動(dòng)致動(dòng)器被換成電致動(dòng)器；

圖2示出了從渦輪機(jī)出口側(cè)觀察的圖1a的渦輪增壓器渦輪機(jī)；

圖3示出了渦輪機(jī)外殼的截面，示出了第一和第二開(kāi)口與第一和第二蝸殼連通，第三開(kāi)口是廢氣門(mén)開(kāi)口，并且示出了閥容納在圓柱形空間中；

圖4示出了閥的內(nèi)和外活塞設(shè)置在完全關(guān)閉位置的沿縱向軸線(xiàn)的截面；

圖5示出處于部分打開(kāi)位置的內(nèi)活塞，其中第一和第二蝸殼互相連通；

圖6示出了閥的截面，其中兩個(gè)活塞都處于完全打開(kāi)位置，廢氣門(mén)開(kāi)口與第一和第二蝸殼連通；

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的單順序滑動(dòng)閥的第一視圖；

圖8對(duì)應(yīng)于圖7的滑動(dòng)閥，其被旋轉(zhuǎn)90°；

圖9示出了唇部在單個(gè)滑動(dòng)件中的作用，

圖10示出了用于單滑塊閥的渦輪增壓器渦輪機(jī)外殼的截面，其中省去了滑塊閥；

圖11是圖10的渦輪機(jī)外殼的截面的俯視斜位圖，其中單滑塊閥安裝到位，滑塊閥處于允許蝸殼之間串?dāng)_的位置；

圖12a和圖12b示出了閥在雙蝸殼渦輪機(jī)外殼或?qū)ξ仛u輪機(jī)外殼的分隔壁中的位置，其示出了閥縮回以露出通道；

圖13是用于單滑動(dòng)閥的渦輪機(jī)外殼的一側(cè)的近視圖，其中閥被移除，示出了兩個(gè)廢氣門(mén)開(kāi)口中的一個(gè)，并且示出了蝸殼串?dāng)_開(kāi)口；以及

圖14是渦輪增壓器渦輪機(jī)外殼的俯視圖，其中滑動(dòng)閥僅縮回到足以部分地打開(kāi)廢氣門(mén)開(kāi)口。

具體實(shí)施方式

圖1a示出了排氣歧管1的總體設(shè)置，通過(guò)該排氣歧管1，排氣從發(fā)動(dòng)機(jī)(未示出)流到對(duì)蝸殼型或雙蝸殼型渦輪增壓器渦輪機(jī)外殼2的入口。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，雙順序同軸滑動(dòng)閥外殼3在渦輪機(jī)入口處集成在渦輪機(jī)外殼中。單個(gè)氣動(dòng)致動(dòng)器4a控制雙順序同軸滑動(dòng)閥的兩個(gè)同軸活塞的運(yùn)動(dòng)。圖1b與圖1a相同，除了氣動(dòng)致動(dòng)器4a被換成電致動(dòng)器4b；特別地，在圖1b中，可以省去彈簧15。渦輪增壓器軸承外殼和壓縮機(jī)將附接到渦輪機(jī)外殼2的右側(cè)。

圖2示出了從渦輪機(jī)出口側(cè)觀察的圖1a的渦輪增壓器渦輪機(jī)；可以看到廢氣門(mén)端口5在渦輪增壓器渦輪機(jī)葉輪空間的下游。雖然圖1和圖2中示出了單氣動(dòng)罐型致動(dòng)器，當(dāng)然也可以使用一個(gè)以上的致動(dòng)器。更優(yōu)選地是，用電動(dòng)執(zhí)行器替換罐。這種電致動(dòng)器是公知的，此處不再贅述。致動(dòng)器可以由電動(dòng)閥控制，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)cpu可以省去p1或p2。

圖3示出了閥外殼和渦輪機(jī)外殼的截面，其中省去了閥活塞，示出了第一和第二開(kāi)口10、11與第一和第二蝸殼6、7連通。還示出了廢氣口端口9。所有三個(gè)開(kāi)口都與閥的圓柱形空間連通。

如圖3所示，無(wú)需所有開(kāi)口都在滑動(dòng)閥的徑向外側(cè)設(shè)置在閥外殼3的閥汽缸的側(cè)壁上。相反，在內(nèi)活塞的頭部形成為具有凹形活塞頭而非實(shí)心活塞頭的“杯”形的情況下，汽缸與致動(dòng)器相對(duì)的端部可以設(shè)有圓柱形突起3a，該圓柱形突起3a的直徑對(duì)應(yīng)于內(nèi)活塞閥頭部中凹槽的直徑，并且該圓柱形突起3a中具有通道，該通道例如將第一開(kāi)口10連接到第一個(gè)蝸殼6。在這種情況下，與第二和第三開(kāi)口的情況一樣，連通到閥的排氣壓力的方向可以是徑向向外而非徑向向內(nèi)，但是由于壓力仍垂直于閥的滑動(dòng)方向，所以仍然存在排氣壓力對(duì)閥的打開(kāi)或關(guān)閉產(chǎn)生很少影響，或全無(wú)影響的情況。

圖4以截面方式示出了在閥外殼內(nèi)閥的內(nèi)和外活塞12、13設(shè)置在完全關(guān)閉位置，其限定了至少一個(gè)圓柱形空間8，該至少一個(gè)圓柱形空間8具有縱向軸線(xiàn)，并且至少具有第一開(kāi)口10、第二開(kāi)口11和第三開(kāi)口9。內(nèi)活塞12可在圓柱形空間內(nèi)在完全關(guān)閉位置和完全打開(kāi)位置之間滑動(dòng)，在此示出了其中的完全關(guān)閉位置，內(nèi)活塞覆蓋第一開(kāi)口10和第二開(kāi)口11，在該示例性實(shí)施例中，第一開(kāi)口10和第二開(kāi)口11與第一和第二個(gè)蝸殼連通。在這個(gè)內(nèi)活塞的關(guān)閉位置，第一蝸殼6和第二蝸殼7彼此隔開(kāi)，來(lái)自汽缸的脈沖能量被傳遞到渦輪機(jī)葉輪(對(duì)蝸殼渦輪機(jī)外殼)，或者所有排氣流被引導(dǎo)到第一蝸殼，而不與第二個(gè)蝸殼共享(雙蝸殼渦輪機(jī)外殼)。第一和第二開(kāi)口都可以設(shè)置在圓柱形閥體的側(cè)壁上，后者，如圖4所示，第二開(kāi)口11可以設(shè)置在汽缸側(cè)壁3上，第一開(kāi)口10可以設(shè)置在突起部中，該突起部從致動(dòng)器與汽缸相對(duì)的端部延伸，其尺寸被設(shè)置為容納在內(nèi)活塞12的杯形頭部中的相應(yīng)凹槽中。在該實(shí)施例中，當(dāng)內(nèi)活塞處于關(guān)閉位置時(shí)，杯形活塞頭部的內(nèi)壁將突起部3a的第一開(kāi)口10密封，杯的外壁將第二開(kāi)口11密封。

內(nèi)活塞12具有活塞軸14。諸如氣動(dòng)致動(dòng)器4a或液壓致動(dòng)器或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)4b的位移裝置可操作地聯(lián)接到活塞軸14，以便使內(nèi)部活在完全關(guān)閉位置與完全打開(kāi)位置之間進(jìn)行選擇性線(xiàn)性位移。外活塞13具有活塞軸22，并與內(nèi)活塞同軸設(shè)置。外活塞具有中心軸線(xiàn)，并且具有內(nèi)孔，該內(nèi)孔沿中心軸線(xiàn)延伸穿過(guò)活塞頭部和軸。外活塞13可在完全關(guān)閉(延伸)位置與完全打開(kāi)(縮回)位置之間滑動(dòng)，在此示出了其中的完全關(guān)閉位置。提供了可選的彈簧裝置15，用于將外活塞推向完全關(guān)閉位置，如圖4所示。特別地，在致動(dòng)器是電致動(dòng)器而非氣動(dòng)致動(dòng)器的情況下，可以省去彈簧裝置，兩個(gè)閥的移動(dòng)都由電致動(dòng)器控制。作為另一種替代方案，雖然彈簧實(shí)現(xiàn)了以簡(jiǎn)單便宜的方式使一個(gè)致動(dòng)器控制兩個(gè)閥(一個(gè)主動(dòng)閥，一個(gè)被動(dòng)閥)，當(dāng)然也可以有兩個(gè)致動(dòng)器，其中第一致動(dòng)器控制內(nèi)活塞，第二致動(dòng)器控制外活塞，獨(dú)立于內(nèi)活塞。

在如圖4所示的完全關(guān)閉位置處，第一和第二開(kāi)口10、11被內(nèi)活塞12阻擋，第三開(kāi)口9被外活塞13阻擋。

圖5示出了處于部分打開(kāi)(部分縮回)位置的內(nèi)活塞12，其中第一和第二蝸殼6、7通過(guò)第一和第二開(kāi)口10、11與圓柱形空間8連通。此時(shí)，外活塞尚未移動(dòng)，繼續(xù)阻擋廢氣門(mén)端口9。

隨著內(nèi)活塞12繼續(xù)向完全打開(kāi)位置移動(dòng)，內(nèi)活塞12接觸外活塞，開(kāi)始使外活塞逆著彈簧裝置15的彈簧力隨著它移動(dòng)，由此逐步或完全打開(kāi)廢門(mén)端口9。圖6示出了雙同軸滑動(dòng)閥的截面，其中兩個(gè)活塞都處于完全打開(kāi)位置，并且廢氣門(mén)開(kāi)口與第一和第二蝸殼連通，排氣流用箭頭表示。

從上述描述可以看出，本發(fā)明不僅可以用單個(gè)致動(dòng)器來(lái)逐步控制兩個(gè)功能(用于減少脈沖及平衡功率的蝸殼交叉連接；打開(kāi)廢氣門(mén))，本發(fā)明還可以用單個(gè)緊湊型雙同軸滑動(dòng)閥來(lái)控制兩個(gè)功能。因此，根據(jù)本發(fā)明的閥特別有利地是，很容易容納在緊湊的發(fā)動(dòng)機(jī)艙中。

內(nèi)和外活塞可以有各種不同設(shè)計(jì)，例如，它們可以有傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)活塞設(shè)計(jì)，或甚至有實(shí)心活塞頭。然而，通過(guò)提供具有所示的中空或“杯”設(shè)計(jì)的活塞，可以使密封作用最大化，同時(shí)盡可能減少空間和重量。在重量較輕的情況下，閥的慣性減小，響應(yīng)時(shí)間更快。

另外，通過(guò)將閥設(shè)計(jì)為可軸向位移閥而非更傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)閥，減少了煙塵、油污和腐蝕性顆粒積聚的問(wèn)題。一般認(rèn)為，活塞(特別是外活塞的內(nèi)孔中內(nèi)活塞軸)的軸向移動(dòng)以自清潔的方式起作用，以便保持部件拋光、無(wú)粘附。

另外，即使單個(gè)致動(dòng)器控制兩個(gè)活塞，控制排氣流動(dòng)所需的軸向移動(dòng)的量較小，并且可以精確控制。

根據(jù)本發(fā)明，提供了第二實(shí)施例，其形式為單滑動(dòng)閥。

在該第二實(shí)施例中，僅使用一個(gè)滑動(dòng)閥，其優(yōu)選地集成在分隔雙或?qū)ξ仛さ姆指舯谥小Ｅc在第一實(shí)施例中一樣，在如圖7所示的第二實(shí)施例中，圓柱形閥外殼103設(shè)有開(kāi)口110和開(kāi)口111，該開(kāi)口110可以與第一蝸殼106連通，該開(kāi)口111可以與第二蝸殼107連通，并且設(shè)有對(duì)廢氣門(mén)開(kāi)口109a和109b。閥外殼可以設(shè)有一個(gè)廢氣門(mén)開(kāi)口或兩個(gè)廢氣門(mén)開(kāi)口109a、109b。根據(jù)開(kāi)口的位置，在對(duì)蝸殼渦輪機(jī)外殼中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始加速并且閥活塞112從打開(kāi)位置縮回時(shí)，有可能最初保持脈動(dòng)流向渦輪機(jī)葉輪(即蝸殼之間無(wú)串?dāng)_)，同時(shí)通過(guò)廢氣門(mén)(見(jiàn)圖9中的間隙“x”)排出多余氣體，其中來(lái)自蝸殼106的多余氣流流到廢氣門(mén)109a，來(lái)自蝸殼107的多余氣流流到廢氣門(mén)109b，而不影響或消耗脈沖能量。由于唇部105的存在，有可能在活塞112最初縮回期間，阻端兩個(gè)蝸殼之間的連通，但不阻擋蝸殼106、107與它們各自的廢氣門(mén)109a、109b之間的連通(間隙“x”)。這是對(duì)傳統(tǒng)的雙或?qū)ξ仛ぴO(shè)計(jì)的改進(jìn)，其中排氣的質(zhì)量慣性指向廢氣門(mén)通道的出口，排氣將不會(huì)在蝸殼之間流動(dòng)，由此可能導(dǎo)致壓力差。

接著，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加，活塞進(jìn)一步縮回(圖9中的開(kāi)口間隙“x”和“y”)，蝸殼相互連接，這消耗脈沖能量以降低渦輪機(jī)效率(對(duì)蝸殼)或?qū)⑴艢饬髁繌南薅ㄓ谝粋€(gè)蝸殼變?yōu)榱魅雰蓚€(gè)蝸殼(雙蝸殼)，但這是現(xiàn)階段所需的結(jié)果。最后，如果發(fā)動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)并產(chǎn)生多余排氣，則有可能進(jìn)一步打開(kāi)廢氣門(mén)(圖9中的間隙“z”)，以便排出多余排氣并防止渦輪增壓器被過(guò)度驅(qū)動(dòng)。單個(gè)閥可以氣動(dòng)或電動(dòng)操作，并且可以或可以不并入彈簧以將閥偏置在關(guān)閉位置。

現(xiàn)有技術(shù)的雙蝸殼廢氣門(mén)的問(wèn)題在于它們僅排出排氣。蝸殼通過(guò)廢氣門(mén)連接，但是由于排氣具有質(zhì)量慣性并指向廢氣門(mén)通道的出口，所以它不會(huì)在蝸殼之間流動(dòng)，從而可能導(dǎo)致壓力差?，F(xiàn)在人們驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使排氣已被排出，但使蝸殼互連也是有利的。與傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)不同，即使在首先排出多余氣體，然后使蝸殼互連的情況下，也是有益處的。

其中圖7示出了蝸殼106、107如何與廢氣門(mén)開(kāi)口109a、109b連通，該廢氣門(mén)開(kāi)口109a、109b沒(méi)有唇部(而唇部設(shè)置在蝸殼與蝸殼連接的區(qū)域中)。圖8對(duì)應(yīng)于圖7并旋轉(zhuǎn)90°，示出了蝸殼107與蝸殼的連接。

當(dāng)然，必要時(shí)，閥開(kāi)關(guān)可以設(shè)計(jì)為首先通過(guò)使蝸殼互連，接著隨著排氣流的增加，打開(kāi)廢氣門(mén)來(lái)降低渦輪機(jī)效率。

圖10是垂直于閥的軸線(xiàn)的截面，示出了對(duì)渦管渦輪機(jī)外殼，其具有蝸殼106、107，集成在分隔蝸殼的分隔壁上的圓柱形閥外殼，廢氣門(mén)109a、109b以及用于蝸殼之間連通的通道120。

圖11是平行于閥的軸線(xiàn)的截面，示出了用于實(shí)現(xiàn)蝸殼之間連通的廢氣門(mén)109a和通道120。

圖12a和圖12b是cad型圖，示出了閥位于雙蝸殼渦輪機(jī)外殼或?qū)ξ仛u輪機(jī)外殼的分隔壁中，示出了閥縮回以露出通道120。

圖13是與圖10相同的截面圖，但圖10的截面通過(guò)廢氣門(mén)通道109a、109b，而圖13的截面不通過(guò)廢氣門(mén)通道，圖13示出了從閥外殼103的圓柱形空間的端部突入圓柱形空間的完整三維結(jié)構(gòu)，其中杯形活塞被移除。

圖14是cad型圖，沿排氣的流動(dòng)方向觀察蝸殼106、107，示出了閥112略微縮回以露出唇部103。

在上述說(shuō)明性實(shí)施例的變型中，除了將活塞形成為理想汽缸外，當(dāng)然也可以在活塞本身中形成開(kāi)口或通道，除了汽缸壁之外。例如，大致圓柱形的閥外殼可以一體地形成在渦輪機(jī)分隔壁中或分隔對(duì)蝸殼型渦輪增壓器系統(tǒng)的兩組歧管的壁中，該閥外殼具有面向第一蝸殼的第一開(kāi)口以及面向第二蝸殼的第二開(kāi)口。在活塞的第一位置，活塞中沒(méi)有開(kāi)口或凹槽，并且兩個(gè)開(kāi)口都被阻擋。隨著滑動(dòng)活塞前進(jìn)，它首先呈現(xiàn)穿過(guò)活塞的通道或位于活塞上方的通道，從而使第一和第二蝸殼連通。隨著活塞進(jìn)一步前進(jìn)，一個(gè)或兩個(gè)開(kāi)口與廢氣門(mén)通道連通。當(dāng)然，活塞可以被設(shè)計(jì)為在蝸殼彼此連接之前使廢氣門(mén)連接到蝸殼。

非常重要的是，閥被設(shè)計(jì)為使排氣壓力沿徑向作用在內(nèi)和外活塞上，而非沿活塞的軸向方向。徑向力可以圍繞活塞的圓周分布，從而被抵消。重要的是，氣體壓力在徑向上起作用，因?yàn)楸景l(fā)明閥的兩個(gè)活塞沿軸向方向被致動(dòng)。結(jié)果，致動(dòng)器不需要抵抗排氣壓力，如在帶旋轉(zhuǎn)致動(dòng)的傳統(tǒng)擋板閥的情況下。

使用單個(gè)致動(dòng)器和單個(gè)閥組件的好處是減少了顆粒物排放。渦輪機(jī)級(jí)內(nèi)的高壓可以導(dǎo)致排氣通過(guò)任何孔或間隙排到大氣中。通過(guò)這些孔的排氣通道通常伴隨著黑色煙塵殘留在氣體排出路徑出口側(cè)上。從美觀角度來(lái)看，不希望有發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程所產(chǎn)生的這種煙塵的沉積物。這使得排氣泄漏成為諸如救護(hù)車(chē)和公共汽車(chē)等車(chē)輛中的一個(gè)特別敏感的問(wèn)題。從排放角度來(lái)看，渦輪機(jī)級(jí)排出的煙塵不被發(fā)動(dòng)機(jī)/車(chē)輛后處理系統(tǒng)捕獲和處理。由于目前的閥只有一個(gè)進(jìn)入渦輪增壓器的入口，所以更容易控制排放。

根據(jù)本發(fā)明的閥系統(tǒng)可以適用于各種功能的渦輪增壓器設(shè)計(jì)。雙同軸滑動(dòng)閥的縱向軸線(xiàn)可以平行于渦輪增壓器旋轉(zhuǎn)組件的旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)，也可以與其垂直，或者可以是任何其它取向。雙同軸滑動(dòng)閥圓柱形空間可以鑄造到渦輪機(jī)外殼中，或者可以制造為單獨(dú)的部件并在入口處擰緊到渦輪機(jī)外殼上。

從圖4可以看出，本發(fā)明閥的部件(即活塞)可以很容易地組裝并引入閥柱形空間中，并用實(shí)心墊圈17蓋住。

為了使兩個(gè)活塞能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)，需要提供壓力排出孔20、21，由此移動(dòng)不受壓力或氣阻的阻礙。

活塞，閥外殼的最終設(shè)計(jì)，開(kāi)口的位置以及閥外殼的位置將取決于渦輪增壓器的類(lèi)型以及待實(shí)現(xiàn)的排氣流的特定控制方式，這將按照特定發(fā)動(dòng)機(jī)或目標(biāo)性能來(lái)設(shè)計(jì)。兩蝸殼渦輪機(jī)外殼可以是對(duì)通道或?qū)ξ仛u輪機(jī)外殼，其具有用于脈沖增壓的幾乎相同的螺旋槽，或者是雙通道或雙蝸殼渦輪機(jī)外殼，其具有不同長(zhǎng)度的軸向或徑向相鄰設(shè)置的螺旋通道，用于壓力增壓。外殼可以或可以不具有廢氣門(mén)。

基本上，渦輪機(jī)外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分是一個(gè)蝸殼或一對(duì)蝸殼，其功能是控制通向渦輪機(jī)葉輪的入口條件，使得入口流動(dòng)條件有效地將來(lái)自排氣中的能量的功率轉(zhuǎn)移為由渦輪機(jī)葉輪產(chǎn)生的功率，同時(shí)結(jié)合最佳的瞬態(tài)響應(yīng)特性。理論上，從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入的排氣流以均勻的方式從蝸殼輸送到以渦輪機(jī)葉輪軸為中心的渦流器。為此，理想上，蝸殼的橫截面面積盡可能垂直于流動(dòng)方向，逐步且連續(xù)地減小，直至變?yōu)榱恪Ｎ仛さ膬?nèi)邊界可以是一個(gè)完整的圓形，被稱(chēng)為基圓，或者在某些情況下，例如對(duì)蝸殼，最小直徑的螺旋線(xiàn)不小于渦輪機(jī)葉輪直徑的106％。

當(dāng)將其用于渦輪增壓器(特別是具有不斷變化負(fù)荷的汽車(chē)渦輪增壓器)時(shí)，(與例如以穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運(yùn)行的發(fā)電機(jī)相比)，重要的是適應(yīng)各種發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。為了適應(yīng)帶一個(gè)渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，有可變幾何形狀渦輪增壓器，其可以適應(yīng)增壓器的輸出轉(zhuǎn)矩。對(duì)于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，這非常昂貴，因?yàn)椴牧闲枰軌虺惺芊浅８叩臏囟?1000℃而非柴油應(yīng)用中的900℃)。

因此，需要擴(kuò)大渦輪機(jī)調(diào)節(jié)的工作范圍的方法。一種便宜有效的方式是，當(dāng)需要減小渦輪機(jī)轉(zhuǎn)矩時(shí)，在某些工作條件下使蝸殼互相連接，并且在需要進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)矩時(shí)，排出渦輪機(jī)下游一個(gè)或兩個(gè)蝸殼的排氣，并繞過(guò)渦輪機(jī)葉輪。當(dāng)用于實(shí)現(xiàn)這種受控互連時(shí)，本發(fā)明的單滑動(dòng)閥和雙滑動(dòng)閥特別地有效，高效和耐用。互連的控制可以自由地應(yīng)用于各種系統(tǒng)。

大多數(shù)柴油機(jī)渦輪機(jī)外殼各有不同，但都具有徑向分隔壁，該分隔壁分隔兩個(gè)蝸殼，以便在渦輪機(jī)葉輪上保持脈沖能量。通常分隔壁長(zhǎng)度使內(nèi)邊界大致在基圓上。分隔壁的頂點(diǎn)越靠近基圓，脈沖能量的保存就越大，但分隔壁中的鑄件開(kāi)裂的可能性也越大。這種開(kāi)裂的原因很多，但主要是因?yàn)殍T造過(guò)程中擠出模具的浮渣，這意味著分隔壁頂點(diǎn)附近的材料的完整性不是最佳，第二是分布在蝸殼周?chē)臏囟葘?dǎo)致鑄件“松動(dòng)”。產(chǎn)生渦輪機(jī)外殼“松動(dòng)”的熱力受到垂直分隔壁的抵制，結(jié)果使壁上開(kāi)裂。雖然裂縫幾乎沒(méi)有結(jié)構(gòu)損壞，但進(jìn)一步開(kāi)裂使鑄鐵分隔壁的碎片與鑄件分離，并卷入渦輪增壓器或發(fā)動(dòng)機(jī)，可能導(dǎo)致后期損壞。

在所謂內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火順序排氣歧管中，特別是例如火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)中，在各種情況下，那些在點(diǎn)火順序中不是順向連接的汽缸的排氣被合并。例如，在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，在汽缸點(diǎn)火順序?yàn)?-3-4-2的情況下，汽缸1和汽缸4以及汽缸2和汽缸3合并。特別是在四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于殘留氣體含量較低，在電荷交換過(guò)程中這首先減少了汽缸的相互影響，從而增加了新鮮氣體的注入，其次是通過(guò)通道分離增加了流速，其結(jié)果是將更大比例的動(dòng)能傳遞到耦接到內(nèi)燃機(jī)的渦輪增壓器的渦輪機(jī)葉輪，由此渦輪機(jī)功率大大增加。

一些渦輪機(jī)葉輪專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于利用該脈沖能量并將其轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)速度。因此，在對(duì)蝸殼渦輪機(jī)外殼中用于脈沖流渦輪機(jī)葉輪的排氣的壓力和速度的轉(zhuǎn)換大于穩(wěn)態(tài)排氣流的壓力和速度向渦輪機(jī)葉輪速度的轉(zhuǎn)換。這種脈沖能量在市售柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(而非汽油發(fā)動(dòng)機(jī))中占主導(dǎo)地位，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作的轉(zhuǎn)速為2200rpm左右，峰值轉(zhuǎn)矩為1200-1400rpm，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作的轉(zhuǎn)速高達(dá)6000rpm，峰值轉(zhuǎn)矩為4000rpm，使得脈沖不是很好地限定。

在“脈沖增壓”中，窄徑排氣管用于輸送由活塞的推力支撐的汽缸的新排氣的沖動(dòng)，以便真正向渦輪機(jī)葉輪的葉片提供沖擊。對(duì)于這種類(lèi)型的渦輪增壓，必須具有直徑相對(duì)較小的蝸殼，并且渦輪機(jī)必須位于出口閥附近。這種系統(tǒng)可以適用于雙蝸殼(周向分隔)和對(duì)渦管(平行蝸殼)。這種系統(tǒng)被稱(chēng)為對(duì)蝸殼，因?yàn)閮蓚€(gè)蝸殼始終在操作中，其中一個(gè)蝸殼向渦輪機(jī)葉輪提供來(lái)自一半汽缸的脈沖增壓，另一個(gè)蝸殼提供來(lái)自其余汽缸的脈沖增壓。

通過(guò)連接對(duì)蝸殼的兩個(gè)蝸殼，即使只有輕微的互連，脈沖增壓的效果也消失了，即蝸殼的互連消除了脈沖增壓的作用，由此增壓器處于可以被描述為壓力增壓的工作模式。

為了增加排氣吞吐量范圍，還有“壓力增壓”或分隔的蝸殼，其中在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，一個(gè)蝸殼可能被阻擋，以增加渦輪機(jī)上游的排氣的體積或壓力，由此集中在一個(gè)打開(kāi)蝸殼上的壓力可用于更有效地驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)葉輪。顯然，在這種情況下，渦輪增壓器與出口閥有多遠(yuǎn)并不重要。在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，由于只有一個(gè)蝸殼打開(kāi)，所有的排氣被迫通過(guò)一個(gè)蝸殼，使得渦輪增壓器渦輪機(jī)起到小位移式增壓器的作用。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，第二蝸殼逐步打開(kāi)。結(jié)果，提高了低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下渦輪機(jī)的效率，并提高了渦輪機(jī)的吞吐量范圍。

以最簡(jiǎn)單形式的廢氣門(mén)是可以為提升閥的閥，或類(lèi)似于閥的擺動(dòng)型閥。通常，這些閥由“啞”致動(dòng)器操作，該致動(dòng)器感測(cè)增壓壓力或真空以激活連接到閥的隔膜，并且在沒(méi)有與發(fā)動(dòng)機(jī)ec特定連通的情況下操作。通過(guò)這種方式，廢氣門(mén)閥的功能是切斷全負(fù)荷增壓曲線(xiàn)的頂部，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)受到升壓水平的限制。必要時(shí)(例如防止渦輪機(jī)被過(guò)度驅(qū)動(dòng))，這實(shí)際上減少了到達(dá)渦輪機(jī)的有效流動(dòng)，同時(shí)當(dāng)需要完全流動(dòng)時(shí)，允許渦輪機(jī)外殼流體全部流向渦輪機(jī)葉輪。在閥打開(kāi)之前，廢氣門(mén)配置不會(huì)對(duì)增壓曲線(xiàn)的特征產(chǎn)生影響。更復(fù)雜的廢氣門(mén)閥可以感測(cè)大氣壓力或者具有電子過(guò)載或控制，但是它們?cè)谥聞?dòng)打開(kāi)或關(guān)閉閥之前也不會(huì)對(duì)增壓曲線(xiàn)產(chǎn)生影響。

對(duì)于渦輪增壓器操作來(lái)說(shuō)重要的原因是在渦輪機(jī)級(jí)上添加廢氣門(mén)允許通過(guò)較小渦輪機(jī)葉輪和外殼匹配低速范圍。因此，添加廢氣門(mén)可以使慣性降低。由于旋轉(zhuǎn)組件的慣性降低通常導(dǎo)致顆粒物質(zhì)(pm)減少，所以廢氣門(mén)常見(jiàn)于高速公路汽車(chē)。問(wèn)題是大多數(shù)廢氣門(mén)通常以二進(jìn)制運(yùn)行，這不能很好地與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間的線(xiàn)性關(guān)系匹配。

雙蝸殼渦輪機(jī)外殼和對(duì)蝸殼渦輪機(jī)外殼的設(shè)計(jì)和操作是公知的，并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分。本發(fā)明參考了美國(guó)專(zhuān)利2011/0302911“具有egr料管的雙渦管渦輪增壓器”(特別是圖1)、美國(guó)專(zhuān)利8,196,403“具有平衡閥、廢氣門(mén)和公共致動(dòng)器的渦輪增壓器”、歐洲專(zhuān)利2059663“用于操作內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置”、美國(guó)專(zhuān)利4,893,474“具有雙功能致動(dòng)器的渦輪增壓器”、美國(guó)2014/0271138“廢氣門(mén)閥和具有廢氣門(mén)閥的渦輪增壓器”、美國(guó)專(zhuān)利6,715,288“具有雙層渦輪機(jī)外殼的可控排氣渦輪增壓器”、美國(guó)專(zhuān)利2010/0059026“用于操作內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置”、并且美國(guó)專(zhuān)利7,481,056的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本發(fā)明。

這在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，但能夠使蝸殼互連并排出排氣的閥設(shè)計(jì)方案直到現(xiàn)在也沒(méi)有很好地解決。使用目前的雙順序同軸滑動(dòng)閥，可以說(shuō)第一次很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。根據(jù)以下本發(fā)明說(shuō)明，在具有雙蝸殼和廢氣門(mén)端口的渦輪機(jī)外殼中使用閥將會(huì)變得顯而易見(jiàn)。