可調(diào)節(jié)壓縮機(jī)Trim比的制作方法【專利摘要】一種組件可包括：壓縮機(jī)殼體；布置在所述壓縮機(jī)殼體中的可調(diào)節(jié)壁，其限定壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的空氣進(jìn)口；和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以調(diào)節(jié)所述壁并從而至少調(diào)節(jié)所述空氣進(jìn)口的直徑。還公開了裝置、組件、系統(tǒng)、方法等的各種其他示例?！緦＠f明】可調(diào)節(jié)壓縮機(jī)Trim比[0001]相關(guān)申請本申請要求2011年11月14日提交的、名稱為“AdjustableCompressorTrim”且序列號為61/559，233的美國臨時(shí)專利申請的權(quán)益，其通過引用并入本文中?！?br>技術(shù)領(lǐng)域：
】[0002]本文公開的主題一般地涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)械并且具體地涉及可調(diào)節(jié)Trim比壓縮機(jī)組件。【
背景技術(shù)：
】[0003]渦輪增壓器常常用于提高內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。渦輪增壓器可經(jīng)由渦輪機(jī)從發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣提取能量以驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)對被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣進(jìn)行壓縮。渦輪增壓器通常依賴于一個(gè)或多個(gè)徑向或離心壓縮機(jī)葉輪。一般而言，進(jìn)氣在壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)流器部分被接收，并且在出口導(dǎo)流器部分被徑向地排出。然后，排出的空氣通常經(jīng)由擴(kuò)散器區(qū)段被引導(dǎo)到渦殼。[0004]壓縮機(jī)的特征可以在于壓縮機(jī)流量圖。壓縮機(jī)流量圖(例如壓力比與質(zhì)量空氣流量的關(guān)系圖)可幫助表征壓縮機(jī)的性能。在流量圖中，壓力比通常被定義為壓縮機(jī)出口處的空氣壓力除以壓縮機(jī)進(jìn)口處的空氣壓力。質(zhì)量空氣流量可通過空氣密度或空氣壓力和空氣溫度的信息而被轉(zhuǎn)換為體積空氣流量。[0005]各種操作特性限定了壓縮機(jī)流量圖。壓縮機(jī)的一個(gè)操作特性通常稱為湍振極限，而另一個(gè)操作特性通常稱為節(jié)流口面積?？梢哉J(rèn)為流量圖提供了節(jié)流口面積或線以及湍振面積或線之間的操作范圍。[0006]節(jié)流口面積得自于與壓縮機(jī)級的流動(dòng)容量相關(guān)聯(lián)的限制。一般而言，當(dāng)氣體通道中的局部馬赫數(shù)接近一時(shí)，壓縮機(jī)效率快速下降。因此，節(jié)流口面積極限通常近似于最大質(zhì)量空氣流量。[0007]湍振極限代表了在給定壓縮機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)速度時(shí)所能維持的最小質(zhì)量空氣流量。在該區(qū)域中，壓縮機(jī)操作通常是不穩(wěn)定的。在該區(qū)域中會(huì)發(fā)生壓力的強(qiáng)烈波動(dòng)和逆流。[0008]一般而言，壓縮機(jī)湍振源自于流量不穩(wěn)定性，流量不穩(wěn)定性可能由一個(gè)或多個(gè)壓縮機(jī)部件中的空氣動(dòng)力學(xué)失速或流量分離引起(例如，由于超過了相對于壓縮機(jī)葉片的極限流量入射角或者超過了極限流動(dòng)通道負(fù)載的結(jié)果)。[0009]對于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以高負(fù)載或扭矩以及低發(fā)動(dòng)機(jī)速度操作時(shí)，或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以低發(fā)動(dòng)機(jī)速度和高的排氣再循環(huán)(例如EGR)速率操作時(shí)，可能發(fā)生壓縮機(jī)湍振。當(dāng)具有可變噴嘴渦輪機(jī)(VNT)或電輔助渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)需要提供相對高的特定扭矩輸出時(shí)，也可能發(fā)生壓縮機(jī)湍振。另外，當(dāng)使用電動(dòng)機(jī)或VNT機(jī)構(gòu)來引起快速進(jìn)氣增壓時(shí)，或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然減速(例如，考慮在換檔時(shí)關(guān)閉節(jié)流閥)時(shí)，可能發(fā)生湍振。[0010]本文描述的各種技術(shù)涉及壓縮機(jī)組件，其中，例如，一個(gè)或多個(gè)部件能夠任選地允許調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)圖的寬度(例如，通過延遲湍振)?！緦＠綀D】【附圖說明】[0011]當(dāng)結(jié)合附圖所示的示例參考下面的詳細(xì)描述時(shí)，本文描述的各種方法、設(shè)備、組件、系統(tǒng)、裝置等及其等同物可得到更加全面地理解，附圖中:圖1是渦輪增壓器和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)以及控制器的示意圖；圖2是渦輪增壓器組件的示例的截面圖以及壓縮機(jī)流量圖的示例；圖3是帶有矢量圖的壓縮機(jī)葉輪的示例的一系列視圖；圖4是帶有矢量圖的壓縮機(jī)葉輪的不例的一系列視圖；圖5是具有各種尺寸的壓縮機(jī)葉輪的示例的截面圖；圖6是壓縮機(jī)組件的示例的一系列截面圖；圖7是壓縮機(jī)組件的示例的一系列截面圖以及直徑和角度與壓力的關(guān)系圖，用以控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；圖8是壓縮機(jī)流量圖的示例；圖9是殼體的示例以及可被殼體接收的插入件的示例的一系列截面圖；圖10是壓縮機(jī)組件的示例的一系列截面圖以及直徑與調(diào)節(jié)參數(shù)的關(guān)系圖，用以控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；圖11是可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的不例的一系列視圖；圖12是殼體的示例以及可被殼體接收的插入件的示例的一系列截面圖；圖13是各種試驗(yàn)示例的壓力比與校正流量的關(guān)系圖；圖14是各種試驗(yàn)示例的效率與校正流量的關(guān)系圖；并且圖15是可變進(jìn)口導(dǎo)葉(VIGV)方法的壓力比與校正空氣流量的數(shù)據(jù)圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0012]下面，描述了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)示例，隨后是部件、組件、方法等的各種示例。[0013]渦輪增壓器被經(jīng)常用來增加內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。參考圖1，常規(guī)系統(tǒng)100包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)Iio和渦輪增壓器120。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118，其容納一個(gè)或多個(gè)燃燒室，所述燃燒室操作性地驅(qū)動(dòng)軸112(例如，經(jīng)由活塞)。如圖1所示，進(jìn)氣端口114為空氣提供流到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118的流動(dòng)路徑，而排氣端口116為排氣提供從發(fā)動(dòng)機(jī)缸體118流出的流動(dòng)路徑。[0014]也如圖1中所示，渦輪增壓器120包括空氣進(jìn)口134、軸122、壓縮機(jī)124、渦輪機(jī)126、殼體128以及排氣出口136。殼體128可被稱為中心殼體，因?yàn)槠浔徊贾迷趬嚎s機(jī)124和渦輪機(jī)126之間。軸122可以是包括多種部件的軸組件。在操作中，渦輪增壓器120進(jìn)行操作，通過使內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)110的排氣經(jīng)過渦輪機(jī)126而從排氣中提取能量。如圖所示，渦輪機(jī)126的渦輪機(jī)葉輪127的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致軸122旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)124的壓縮機(jī)葉輪125(例如，葉輪)旋轉(zhuǎn)，以壓縮并提高流向發(fā)動(dòng)機(jī)110的進(jìn)氣的密度。通過引入優(yōu)化的燃料量，系統(tǒng)100可從發(fā)動(dòng)機(jī)110提取出更多的特定功率(例如，與相同排量的非渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)相比)。至于排氣流量的控制，在圖1的示例中，渦輪增壓器120包括可變幾何單元129和廢氣門閥135?？勺儙缀螁卧?29可用于控制流向渦輪機(jī)葉輪127的排氣流量。廢氣門閥(或簡稱廢氣門)135定位成鄰近于渦輪機(jī)126的進(jìn)口并且可被控制成允許來自排氣端口116的排氣繞過渦輪機(jī)葉輪127。[0015]在壓縮機(jī)側(cè)，進(jìn)口137被示出布置在壓縮機(jī)葉輪125的前方。如本文所描述的，進(jìn)口137可由固定部件(例如，任選地為可更換的)或可調(diào)節(jié)部件限定?？身憫?yīng)于控制信號、操作條件、環(huán)境條件等進(jìn)行這種部件的調(diào)節(jié)。例如，在希望調(diào)節(jié)壓縮機(jī)流量圖的寬度的情況下，控制信號可指示致動(dòng)器改變壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口，操作壓力(例如，空氣、排氣等)可自動(dòng)地導(dǎo)致壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口的改變，或者大氣壓力或移動(dòng)車輛的壓力可自動(dòng)地導(dǎo)致壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口的改變。在圖1的示例中，進(jìn)口137可以是可變幾何進(jìn)口(例如，一種可變幾何組件，其可允許調(diào)節(jié)壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口的幾何)。[0016]為了提供排氣再循環(huán)(EGR)，系統(tǒng)100可包括用于將排氣引導(dǎo)到進(jìn)氣路徑的導(dǎo)管。如圖1的示例所示，排氣出口136可包括支路115，其中，可以經(jīng)由閥117來控制經(jīng)過支路115流向進(jìn)氣路徑134的流量。在這種布置結(jié)構(gòu)中，可在壓縮機(jī)124的上游提供排氣。[0017]在圖1中，控制器190的一個(gè)示例被示出包括一個(gè)或多個(gè)處理器192、存儲(chǔ)器194以及一個(gè)或多個(gè)界面196。此類控制器可包括電路，例如發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的電路。如本文所描述的，各種方法或技術(shù)可任選地例如通過控制邏輯與控制器相結(jié)合地實(shí)施?？刂七壿嬁扇Q于一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件(例如，渦輪每分鐘轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速、溫度、負(fù)載、潤滑劑、冷卻等等)。例如，傳感器可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)界面196傳送信息到控制器190?？刂七壿嬁梢罁?jù)這些信息，并且進(jìn)而，控制器190可輸出控制信號以控制發(fā)動(dòng)機(jī)操作。控制器190可構(gòu)造成控制潤滑劑流量、溫度、可變幾何組件(例如，可變幾何壓縮機(jī)或渦輪機(jī))、廢氣門、排氣再循環(huán)閥、電動(dòng)機(jī)、或者與發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓器(或多個(gè)渦輪增壓器)等相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)其他部件。例如，控制邏輯可以是存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)處理器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，考慮存儲(chǔ)器194)中的處理器可執(zhí)行的指令的形式。[0018]圖2示出了渦輪增壓器組件200的示例，渦輪增壓器組件200包括被軸承或軸承組件230支撐的軸220，軸承或軸承組件230被布置在壓縮機(jī)240和渦輪機(jī)260之間的殼體280中。至于軸承或軸承組件230，可以提供軸頸軸承、滾動(dòng)元件軸承組件、多個(gè)滾動(dòng)元件軸承組件或其他類型的(一個(gè)或多個(gè))軸承或(一個(gè)或多個(gè))軸承組件以將軸220可旋轉(zhuǎn)地支撐在中心殼體280中。[0019]在圖2的示例中，組件200還包括推力套圈270，推力套圈270圍繞軸220布置，至少部分地在壓縮機(jī)板278的孔內(nèi)。如圖所不,壓縮機(jī)240包括壓縮機(jī)殼體242,壓縮機(jī)殼體242限定渦殼并且容納壓縮機(jī)葉輪244。在圖2的示例中，壓縮機(jī)殼體242的表面、壓縮機(jī)板278的表面以及殼體280的表面形成了位于壓縮機(jī)葉輪244的出口導(dǎo)流器部分和壓縮機(jī)殼體242的渦殼之間的擴(kuò)散器區(qū)段。[0020]在圖2的示例中，壓縮機(jī)葉輪244包括孔，該孔接收軸220的一部分，螺母245擰在軸220的該部分上(例如擰在軸220的螺紋上)，以將壓縮機(jī)葉輪244可旋轉(zhuǎn)地固定到軸220。如圖2所示，軸220的端部軸向地延伸超過螺母245和壓縮機(jī)葉輪244。此外，壓縮機(jī)葉輪244的輪轂部分軸向地延伸超過壓縮機(jī)葉輪244的進(jìn)口導(dǎo)流器部分。[0021]如所述的，壓縮機(jī)葉輪244包括進(jìn)口導(dǎo)流器部分(用于進(jìn)口流動(dòng))和出口導(dǎo)流器部分(用于出口流動(dòng))。進(jìn)口導(dǎo)流器部分可部分地由進(jìn)口導(dǎo)流器直徑(或半徑)限定，并且出口導(dǎo)流器部分可部分地由出口導(dǎo)流器直徑(或半徑)限定。在給定這兩個(gè)直徑(或半徑)的情況下，可確定壓縮機(jī)葉輪244的Trim比或面積比。例如,對于53.1mm的進(jìn)口導(dǎo)流器直徑和71.0mm的出口導(dǎo)流器直徑，Trim比可被確定為如下:100*(53.12/71.02)=56。葉輪(無論壓縮機(jī)或渦輪機(jī))的Trim比影響性能，例如，在其他因素保持恒定的情況下，較高Trim比的葉輪將會(huì)比較小Trim比的葉輪流動(dòng)更多。[0022]在圖2的示例中，渦輪機(jī)260被示為包括基座和護(hù)罩組件263(例如，可變幾何機(jī)構(gòu)的噴嘴環(huán)和插入件)，其限定喉部以將排氣引導(dǎo)到渦輪機(jī)葉輪264的進(jìn)入導(dǎo)流器部分。組件200還可包括渦輪機(jī)殼體(參見例如圖1的渦輪機(jī)126)，其限定渦殼以接收來自內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣并且包括圓筒形壁部分以接收經(jīng)過渦輪機(jī)葉輪264的排氣并且將此類排氣引導(dǎo)到排氣系統(tǒng)。當(dāng)排氣從渦輪機(jī)葉輪264的進(jìn)入導(dǎo)流器部分傳輸?shù)匠隹趯?dǎo)流器部分時(shí)，渦輪機(jī)260將來自排氣的能量傳遞到渦輪機(jī)葉輪264。例如，葉片可布置在基座和護(hù)罩組件263的基座部分和護(hù)罩部分之間以(例如，在相鄰葉片之間)形成喉部。在此類示例中，葉片可以是可調(diào)節(jié)的，例如響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)則來改變排氣從渦輪機(jī)殼體的渦殼到渦輪機(jī)葉輪264的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的流量。[0023]如圖2所示，渦輪機(jī)葉輪264連接到軸220，以形成軸和葉輪組件(SWA)。關(guān)于組裝過程，例如，軸和葉輪組件(SWA)可被插入中心殼體(例如，具有軸承、軸承組件等)中，并且壓縮機(jī)葉輪可被裝配到軸的端部，例如經(jīng)由完整的孔(例如，壓縮機(jī)葉輪244)、部分的孔或者壓縮機(jī)葉輪的延伸部。[0024]在圖2的示例中，殼體280包括潤滑劑進(jìn)口281和潤滑劑出口289，使得潤滑劑能夠從進(jìn)口281經(jīng)由孔282流到出口289，孔282將潤滑劑引導(dǎo)到各個(gè)潤滑劑通道，所述潤滑劑通道具有沿著殼體280的軸向孔286的開口。例如，潤滑劑可經(jīng)由壓縮機(jī)側(cè)軸承潤滑劑通道283和渦輪機(jī)側(cè)軸承潤滑劑通道285流到軸向孔286，以將潤滑劑提供到軸承組件230。潤滑劑可經(jīng)由壓縮機(jī)端部、渦輪機(jī)端部或者布置在壓縮機(jī)端部和渦輪機(jī)端部之間的通道287流出孔286。出口289收集穿過軸承組件230或在軸承組件230周圍流動(dòng)的潤滑劑，所述潤滑劑可被冷卻、過濾等，并且最終被再循環(huán)到進(jìn)口(例如，經(jīng)由內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑劑泵)。為了幫助潤滑劑流動(dòng)，進(jìn)口281和出口289可關(guān)于重力對準(zhǔn)。在操作期間，可通過與內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的潤滑劑泵將加壓潤滑劑提供到進(jìn)口281。[0025]圖2還示出了壓縮機(jī)流量圖205的一個(gè)示例，其包括兩種壓縮機(jī)葉輪Trim比(Trim比A和Trim比B)的瑞振線。在圖2白勺示例中，Trim比A小于Trim比B,從而理論上具有Trim比B的壓縮機(jī)葉輪提供更多流量，然而，由于湍振線向左移動(dòng)，對于給定壓力比，壓縮機(jī)可在更低的校正流量下操作。因此，在圖2的示例中，當(dāng)與具有Trim比B的壓縮機(jī)葉輪比較時(shí)，具有Trim比A的壓縮機(jī)葉輪可在較低的風(fēng)險(xiǎn)下以較低的流量操作。[0026]圖3示出了壓縮機(jī)葉輪的示例以及進(jìn)口導(dǎo)流器部分310(參見例如導(dǎo)流器半徑rIn)和出口導(dǎo)流器部分330(參見例如導(dǎo)流器半徑rEx)的流動(dòng)矢量。如所示的，絕對空氣速度首先是軸向的，然后是徑向的。當(dāng)被驅(qū)動(dòng)(例如，皮帶、排氣、馬達(dá)等)時(shí)，葉輪的旋轉(zhuǎn)頻率允許計(jì)算葉片速度。例如，進(jìn)口導(dǎo)流器部分上的點(diǎn)以葉片速度U1旋轉(zhuǎn)，而出口導(dǎo)流器部分上的點(diǎn)以葉片速度U2旋轉(zhuǎn)。這些點(diǎn)處的絕對空氣速度V(參見例如VpV2r和V20)允許計(jì)算相對空氣速度W(參見例如巧和^)。矢量圖可表示這些方向和幅度，如圖3所示。[0027]如關(guān)于圖2的曲線圖205所解釋的，可以通過選擇壓縮機(jī)葉輪Trim比(例如經(jīng)由選擇進(jìn)口導(dǎo)流器直徑和/或出口導(dǎo)流器直徑)來調(diào)整渦輪增壓器的壓縮機(jī)流量圖。如本文所描述的，例如，可通過改變壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口的幾何形狀從而改變進(jìn)口速度(參見例如圖3中的V1)來調(diào)整壓縮機(jī)流量圖。例如，可以改變V1，這可以改變?nèi)肷浣?參見例如圖3中的角度W1),這可以移動(dòng)壓縮機(jī)流量圖的湍振線(例如，任選地實(shí)現(xiàn)較寬的流量圖)。這種方法還可抑制湍振線處的空氣再循環(huán)，改善湍振線區(qū)域的效率，等等。例如，可以改變壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的截面流動(dòng)面積，這可用于增大或減小進(jìn)口導(dǎo)流器部分的進(jìn)口速度(參見例如圖3中的V1X[0028]圖4示出了帶有沿葉片的絕對空氣速度矢量的壓縮機(jī)葉輪的示例的圖410以及帶有葉片速度(U)、絕對空氣速度(V)和相對空氣速度(W)的矢量圖的葉片的示例的截面圖430。如所示的，圖430示出了關(guān)于S和Θ的截面，其中，S是流動(dòng)方向坐標(biāo)，并且Θ是切向方向坐標(biāo)。[0029]圖5示出了壓縮機(jī)組件500的示例的截面圖以及各種尺寸和等式。壓縮機(jī)組件500包括壓縮機(jī)殼體510、軸520、壓縮機(jī)葉輪540、螺母550、背板570和密封元件590。在圖5的示例中，壓縮機(jī)殼體510包括限定了流動(dòng)通道的各種表面，壓縮機(jī)葉輪540被部分地布置在流動(dòng)通道中。所述表面包括布置在大直徑處的表面511、傾斜表面512(例如，錐形表面)、布置在較小直徑處的表面514、增大的直徑的護(hù)罩表面516以及擴(kuò)散器表面518,擴(kuò)散器表面518徑向向外延伸到表面515，表面515至少部分地限定渦殼517。表面511、512、514、515、516和518可稱為壓縮機(jī)殼體510的內(nèi)表面，而表面513可稱為壓縮機(jī)殼體510的外表面。[0030]在圖5的示例中，壓縮機(jī)葉輪540包括輪轂542，輪轂542具有通孔543，用于接收軸520，軸520包括軸端521以及定位表面522和524。如圖所示，軸520的軸螺紋和螺母550的互補(bǔ)螺母螺紋允許將壓縮機(jī)葉輪540固定到軸520。如圖所示，葉片544從輪轂542延伸，其中，葉片544包括輪轂邊緣545、前緣546、護(hù)罩邊緣547和后緣548。在護(hù)罩邊緣547和壓縮機(jī)殼體510之間例如沿護(hù)罩表面516存在間隙，注意在后緣548處的間隙δ2。[0031]在圖5的不例中，擴(kuò)散器區(qū)段由壓縮機(jī)殼體510的表面518和背板570的表面578限定。沿著表面519，壓縮機(jī)殼體510形成了與背板570的接頭，其中，密封元件590布置在其內(nèi)以密封流動(dòng)通道(例如，擴(kuò)散器區(qū)段、渦殼、擴(kuò)散器區(qū)段和渦殼)。例如，接頭可以是環(huán)形接頭，并且密封元件590可以是圓筒形的(例如O形環(huán))。[0032]圖5中的等式涉及Trim比、出口面積與進(jìn)口面積比、擴(kuò)散器區(qū)段出口面積與進(jìn)口面積比以及壓縮機(jī)殼體A/R比。如圖所示，Trim比是進(jìn)口導(dǎo)流器面積函數(shù)，其取決于進(jìn)口導(dǎo)流器部分的直徑(dls)和出口導(dǎo)流器部分的直徑(d2)。雖然可如本文所描述的關(guān)于壓縮機(jī)葉輪來限定這些直徑，但可以選擇或調(diào)節(jié)壓縮機(jī)葉輪進(jìn)口以便有效地改變Trim比。例如，可改變表面511、表面512或表面514的直徑以有效地改變壓縮機(jī)葉輪540的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的進(jìn)口截面面積，以便有效地相對于d2改變dls并改變壓縮機(jī)性能(例如，由壓縮機(jī)流量圖所顯示的)。例如，通過減小進(jìn)口截面面積，可以減小Trim比以將湍振線朝向較低校正流量移動(dòng)，并且通過增大進(jìn)口截面面積，可以增大Trim比以將湍振線朝向較高校正流量移動(dòng)。在提供了控制機(jī)構(gòu)(參見例如圖1的控制器190)的情況下，可響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)條件(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)功率需求、發(fā)動(dòng)機(jī)排放、大氣壓力、壓縮機(jī)或排氣背壓、環(huán)境溫度、排氣溫度、壓縮空氣溫度、排氣再循環(huán)等)進(jìn)行這種改變。[0033]圖6示出了具有固定Trim比的壓縮機(jī)組件610的示例的截面圖和具有可調(diào)節(jié)Trim比機(jī)構(gòu)630的另一壓縮機(jī)組件的截面圖，可調(diào)節(jié)Trim比機(jī)構(gòu)630被調(diào)節(jié)到低Trim比狀態(tài)634并且被調(diào)節(jié)到高Trim比狀態(tài)638(至于其他特征，參見例如各種尺寸等，如關(guān)于圖5的組件500所描述的)。至于可調(diào)節(jié)Trim比，在圖6中，對于進(jìn)口導(dǎo)流器部分附近的進(jìn)口的幾何形狀的調(diào)節(jié)改變了截面流動(dòng)面積和進(jìn)口壁處的流動(dòng)角度。關(guān)于圖3和4的矢量圖，進(jìn)口空氣速度將會(huì)從軸向偏離，其進(jìn)而將會(huì)改變相對空氣速度(例如，對于給定的葉片速度)。在圖6的示例性狀態(tài)634中，當(dāng)與圖6的示例性狀態(tài)638(例如，或者示例610)比較時(shí)，湍振線將會(huì)偏移到較低質(zhì)量流量的區(qū)域并且還將會(huì)導(dǎo)致效率提升。[0034]圖7示出了機(jī)構(gòu)720的示例，其可如曲線圖705中所示的那樣操作，曲線圖705是直徑和壁角度與囊壓力的關(guān)系圖。針對一組件示出了各種示例732、734和736，該組件包括殼體710、葉輪712，葉輪712具有葉片(例如葉片714)，該葉片具有上邊緣716(例如進(jìn)口導(dǎo)流器邊緣)。在圖7的示例中，機(jī)構(gòu)720包括具有進(jìn)口727的囊729(例如環(huán)形囊，其具有進(jìn)口以控制囊的壓力)。例如，囊可由耐用的彈性材料(例如彈性體，其可膨脹和收縮以改變囊的體積)構(gòu)成。例如，囊可由含氟彈性體(例如，被構(gòu)造成承受壓縮機(jī)殼體的進(jìn)口部分的操作溫度)構(gòu)成。例如，可以使用VIT0N?彈性體(DuPont)、DYNE0N?彈性體(3M)、DAI_EL?彈性體(Daikin)、TECN0FL0N?彈性體(Solvay)或者FLU0REL?彈性體(3M)。[0035]在圖7中，示例732對應(yīng)于不顯著的壓力差或者負(fù)壓力差(例如真空等)，使得囊729處于正常或收縮狀態(tài)(例如，沿著葉輪的進(jìn)口部分的平的輪廓)。當(dāng)壓力增大時(shí)，根據(jù)示例734，囊729膨脹并且改變進(jìn)口導(dǎo)流器部分附近的進(jìn)口的幾何形狀(參見例如徑向尺寸和角度)。當(dāng)壓力增大更多時(shí)，根據(jù)示例736，囊729減小直徑并且增大進(jìn)口壁的角度(參見例如徑向尺寸和角度)。如本文所描述的，可以通過諸如機(jī)構(gòu)720的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來改變進(jìn)口壁的角度和進(jìn)口的直徑二者。[0036]如圖7的示例所示，囊729布置在殼體710的凹陷中，使得囊729的下部避開葉片714的邊緣716。此外，凹陷可包括下壁，下壁以一角度布置以便將囊729的下部引導(dǎo)遠(yuǎn)離葉片714的邊緣716。例如，殼體710可包括用于進(jìn)口727的開口以及用于出口的另一開口。在這種示例中，可在進(jìn)口處調(diào)節(jié)正壓力以增大囊729的尺寸，并且可調(diào)節(jié)出口以減小囊729的尺寸。例如，可提供閥來調(diào)節(jié)囊尺寸的增大，并且可提供另一閥來調(diào)節(jié)囊尺寸的減小。[0037]如圖7的示例所示,一任選的小的固定或可調(diào)節(jié)壁725可獨(dú)立地工作或者與囊機(jī)構(gòu)720協(xié)同工作。例如，壁725可軸向下降以改變囊729的角度并從而改變?nèi)~輪712的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的進(jìn)口角度。在這種示例中，當(dāng)壁725朝向葉輪712下降時(shí)，囊729改變形狀。這種形狀和壁位置可通過演繹方式知曉并且在控制方案中被賴以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)流量圖(例如，調(diào)節(jié)湍振線)。壁725可起作用以調(diào)節(jié)可用于囊729的膨脹的空間(例如，體積)。壁725可包括致動(dòng)機(jī)構(gòu)，該致動(dòng)機(jī)構(gòu)任選地響應(yīng)于囊729的進(jìn)口處的壓力。例如，壁725可被彈簧加載，在囊729膨脹時(shí)被向上推并且在囊729收縮時(shí)向下扣合。在這種示例中，壁725可例如覆蓋殼體710中的為囊729提供的凹陷，這可允許在沒有提供囊或其操作特征的情況下使用殼體710。例如，壁725可在堵住殼體710內(nèi)的凹陷的位置形成相對不透空氣的密封。例如，壁725可以是具有壁內(nèi)徑、壁外徑、壁厚和壁高的圓筒形壁。例如，致動(dòng)機(jī)構(gòu)可連接到壁725以允許壁725在殼體710中軸向平移。這種致動(dòng)機(jī)構(gòu)可包括臂或杠桿，其從壁725延伸到殼體710的外表面(例如以可操作地將臂或杠桿連接到致動(dòng)器、控制器等)。[0038]例如，S2、S4和S6可對應(yīng)于能夠通過控制器選擇的預(yù)定設(shè)置(例如用以控制機(jī)構(gòu)720的囊729的壓力)，其中，設(shè)置S2、S4和S6提供特定的截面流動(dòng)面積和錐角(例如，如曲線圖705所示)。[0039]如本文所描述的，例如，可通過連接到膜、隔膜彈簧、協(xié)調(diào)彈簧等的葉瓣組來修改壓縮機(jī)進(jìn)口。這種特征能夠任選地改變壓縮機(jī)的進(jìn)口面積并且從而改變進(jìn)口速度，這導(dǎo)致壓縮機(jī)的速度矢量三角形的改變。此外，這種特征可以任選地提供進(jìn)口速度方向的改變(例如，改變進(jìn)口的壁的角度)。如本文所描述的，囊或隔膜能夠被例如真空或壓縮機(jī)出口壓力致動(dòng)(例如，在由文丘里管產(chǎn)生減小的壓力的情況下)。[0040]圖8示出了壓縮機(jī)流量圖800的示例,其中，較小直徑的進(jìn)口(例如,較小的Trimt匕)具有向左側(cè)偏移的湍振線(較小的校正空氣流量)。如本文所描述的，可調(diào)節(jié)Trim比壓縮機(jī)可包括兩個(gè)湍振線作為極限，其中，湍振線可在這些極限之間調(diào)節(jié)，例如以改善性能、可靠性等。[0041]圖9示出了殼體910，殼體910構(gòu)造成接收兩個(gè)固定替換部件934和938或者任選地可調(diào)節(jié)部件，可調(diào)節(jié)部件的一個(gè)或多個(gè)尺寸能夠被調(diào)節(jié)從而調(diào)節(jié)Trim比。在這種示例中，取決于操作要求，進(jìn)口部件可被選擇成提供特定的壓縮機(jī)流量圖。例如，殼體910可包括孔911，用于致動(dòng)部件、致動(dòng)壓力等，以致動(dòng)可調(diào)節(jié)部件，從而調(diào)節(jié)Trim比(參見例如孔911的軸向高度處的殼體910的一部分的截面圖)。例如，可調(diào)節(jié)部件可包括囊(參見例如圖7的示例)，其中，孔911提供用于使囊加壓和減壓的通道。[0042]如圖9所示，部件934具有與部件938不同的壁輪廓(例如提供將要被布置在殼體910內(nèi)的壓縮機(jī)葉輪的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)口流動(dòng)特性的選擇)。部件934和938各自包括上軸向尺寸ΛZu、下軸向尺寸Az1以及被指示為直徑Cli(例如Trim直徑)的下徑向尺寸。部件934和938各自包括錐形壁，錐形壁在上軸向尺寸ΛZu上漸縮到下軸向尺寸Az1I的恒定直徑。然而，對于部件934和938，輪廓特別地在軸向長度的比(例如，八\與Az1的比)方面不同。在圖9中，殼體910包括軸向尺寸ΛΖ以及被指示為直徑dh(例如用于接收部件934或部件938的殼體直徑)的徑向尺寸。部件、殼體等的軸向尺寸可被選擇成將部件相對于壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)流器部分定位(例如，為了Trim比、流動(dòng)特性等)。[0043]圖10示出了控制參數(shù)曲線圖1005的示例和用于調(diào)節(jié)進(jìn)口壁部件1025的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1020的示例，其包括剛性壁部分和可調(diào)節(jié)壁部分(例如有葉壁，柔性、彈性壁等)。示出了組件的各種示例1032、1034和1036，其包括殼體1010、具有葉片(例如葉片1014)的葉輪1012，葉片1014具有上邊緣1016(例如，進(jìn)口導(dǎo)流器邊緣)。在圖10的示例中，機(jī)構(gòu)1020可以是機(jī)械光圈、協(xié)調(diào)環(huán)等，其導(dǎo)致桿或其他特征移動(dòng)，從而接觸并調(diào)節(jié)進(jìn)口壁部件1025的可見調(diào)節(jié)壁部分。例如，可提供多種預(yù)定設(shè)置，在組裝之后并且在關(guān)于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)安裝之前被校準(zhǔn)。例如，S2、S4和S6可對應(yīng)于能夠通過控制器(例如，連接到諸如機(jī)構(gòu)1020的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器)進(jìn)行選擇的預(yù)定設(shè)置，其中，設(shè)置S2、S4和S6分別提供截面流動(dòng)面積A2、A4和A6(例如，其可逐漸減小，以便改變Trim比、流量等)。[0044]在圖10的示例中，可關(guān)于壁的角度進(jìn)行一些調(diào)節(jié)。在另一示例中，機(jī)構(gòu)可用于減小直徑而同時(shí)維持壁角度(例如，平壁)。在這種示例中，壁可由滑動(dòng)部件(例如葉瓣或其他部件)制成，所述滑動(dòng)部件相對于彼此滑動(dòng)以減小直徑。在這種示例中，延伸部可用于覆蓋可調(diào)節(jié)壁和固定壁之間的距離(例如，從而不產(chǎn)生用于流動(dòng)的開放環(huán))。[0045]圖11示出了可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)1110、1120、1130和1140的一些示例，其可被包括在諸如圖10的組件的組件中。機(jī)構(gòu)1130和1140可稱為機(jī)械光圈，其中，環(huán)1131和1141提供葉瓣1132和1142的定位(例如經(jīng)由連桿1143)，以調(diào)節(jié)中心光圈(例如改變截面面積“A”)。[0046]至于機(jī)構(gòu)1110，示出了環(huán)1111和葉瓣1112，其中，葉瓣1112是彎曲的并且能夠重疊成不同程度以調(diào)節(jié)截面面積。雖然所示的葉瓣1112沒有開口，這種葉瓣可包括開口。例如，葉瓣1112可包括用于引導(dǎo)流動(dòng)的表面標(biāo)記或其他特征。在操作期間，被吸入壓縮機(jī)的空氣可施加力，該力導(dǎo)致葉瓣緊密抵靠彼此從而密封。葉瓣1112的表面可以是低摩擦的(低摩擦系數(shù))以允許可調(diào)節(jié)的滑動(dòng)以便在經(jīng)受這種力的同時(shí)改變進(jìn)口構(gòu)造。在圖11的示例中，葉瓣1112可共同被稱為可調(diào)節(jié)壁。[0047]至于機(jī)構(gòu)1120，其包括支撐環(huán)1122，支撐環(huán)1122包括縫槽1124以安置可調(diào)節(jié)環(huán)1123。在圖11的示例中，支撐環(huán)1122包括開口，可通過可調(diào)節(jié)環(huán)1123的旋轉(zhuǎn)(例如經(jīng)由臂1125)而在打開和關(guān)閉位置之間調(diào)節(jié)所述開口，可調(diào)節(jié)環(huán)1123包括互補(bǔ)的開口。如圖所示，支撐環(huán)1122包括內(nèi)壁1126和外壁1128。例如，外壁1128可構(gòu)造成被諸如圖9的殼體910的殼體接收。例如，臂1125可構(gòu)造成接收在例如圖9的殼體910的孔911中，其中，孔911可以是長形孔，其允許臂1125移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)環(huán)1123和布置在殼體910中的壓縮機(jī)葉輪的有效截面流動(dòng)面積。例如，機(jī)構(gòu)1120可與另一機(jī)構(gòu)(例如，機(jī)構(gòu)1110、1130或1140之一)組合，例如，可調(diào)節(jié)內(nèi)壁1126的截面面積的一個(gè)機(jī)構(gòu)(例如，以選擇性地減小截面面積)。[0048]圖12示出了殼體1210的示例，殼體1210包括用于調(diào)節(jié)壁的一個(gè)或多個(gè)特征1215。例如，部件1220包括具有柔性壁1225的支撐壁。柔性壁1225可定位成使得殼體1210的調(diào)節(jié)特征1215提供柔性壁1225的調(diào)節(jié)。這種特征可允許對柔性壁1225或其他可調(diào)節(jié)壁機(jī)構(gòu)的機(jī)械訪問或流體訪問。如所述的，殼體可包括用于可調(diào)節(jié)壁的特征，而仍然構(gòu)造成接收固定壁插入件。因此，這種殼體可提供各種可選擇的可選方式。[0049]圖13示出了較小Trim比和較大Trim比的壓縮機(jī)壓力比與校正空氣流量的關(guān)系圖1300，例如與可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，該可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠增大和減小截面流動(dòng)面積(例如，以選擇性地調(diào)節(jié)Trim比)。[0050]圖14示出了較小Trim比和較大Trim比的壓縮機(jī)效率與校正空氣流量的關(guān)系圖1400，例如與可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)，該可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠增大和減小截面流動(dòng)面積(例如，以選擇性地調(diào)節(jié)Trim比)。[0051]在各種示例中，一種組件可使湍振極限偏移，使得壓縮機(jī)的行為類似于小Trim比壓縮機(jī)(例如，對于低流量增大壓縮機(jī)效率)。[0052]本文描述的各種技術(shù)和工藝可任選地與一個(gè)或多個(gè)其他技術(shù)或工藝一起實(shí)施。例如，圖15示出了可被另外實(shí)施的可變進(jìn)口導(dǎo)葉(VIGV)機(jī)構(gòu)1510。VIGV方案通過旋轉(zhuǎn)導(dǎo)葉1515快速地改變效率；注意，壓力比在這種方案中下降，如圖15的曲線圖1550所示(例如，比較O度和80度的壓力比)。VIGV方案被描述在Uchida等人的一份報(bào)告中“DevelopmentofWideFlowRangeCompressorwithVariableInletGuideVane，，，R&DReviewofToyotaCRDL,Vol.41，N0.3，pp.9-14(2006)，其通過引用并入本文中。[0053]如本文所描述的，可調(diào)節(jié)壁可用于最小化或調(diào)整VIGV方案的改變。如本文所描述的，可實(shí)施各種技術(shù)和工藝來增大效率并隨之改善湍振行為。[0054]如本文所描述的，可以結(jié)合(例如，根據(jù)、響應(yīng)于，等等)一個(gè)或多個(gè)其他控制參數(shù)、信號等來調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)壁。例如，控制器或控制機(jī)構(gòu)可控制可變幾何渦輪機(jī)和壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)壁(例如以改善性能、排放、壽命等)。如本文所描述的，壓縮機(jī)可任選地包括電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如，電動(dòng)機(jī))以控制壓縮機(jī)葉輪上的負(fù)載、速度等。如本文所描述的，在EGR工作以在壓縮機(jī)葉輪的上游引入排氣的情況下，可調(diào)節(jié)壁可被調(diào)節(jié)以應(yīng)對排氣和任選地一個(gè)或多個(gè)其他操作參數(shù)等(例如以避免湍振等)。[0055]如本文所描述的，一種組件可包括:壓縮機(jī)殼體；布置在所述壓縮機(jī)殼體中的可調(diào)節(jié)壁，其限定壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的空氣進(jìn)口；和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以調(diào)節(jié)所述壁并從而至少調(diào)節(jié)所述空氣進(jìn)口的直徑。在這種組件中，所述壁的調(diào)節(jié)可包括對限定了所述空氣進(jìn)口的所述壁的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在這種組件中，所述壁的調(diào)節(jié)可對湍振線進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0056]如本文所描述的，壁的角度的調(diào)節(jié)可改變進(jìn)口空氣的入射角，所述進(jìn)口空氣被引導(dǎo)到壓縮機(jī)葉輪的葉片的進(jìn)口導(dǎo)流器部分。如本文所描述的，壁的直徑的調(diào)節(jié)可改變進(jìn)口空氣的截面流動(dòng)面積，所述進(jìn)口空氣被引導(dǎo)到壓縮機(jī)葉輪的葉片的進(jìn)口導(dǎo)流器部分。[0057]如本文所描述的，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可包括流體壓力機(jī)構(gòu)、機(jī)械機(jī)構(gòu)、流體一機(jī)械機(jī)構(gòu)或者其他類型的機(jī)構(gòu)。一種組件可包括控制器，用以響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)來控制調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。[0058]如本文所描述的，一種方法可包括操作渦輪增壓器和調(diào)節(jié)所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的進(jìn)口壁的直徑。這種方法可包括探測逐漸減小的校正流量并且響應(yīng)于所探測的逐漸減小的校正流量來調(diào)節(jié)所述直徑。這種方法可包括調(diào)節(jié)壁以改變湍振線。這種方法可包括調(diào)節(jié)進(jìn)口壁的直徑和所述進(jìn)口壁的角度。[0059]如本文所描述的，控制器(參見例如圖1的控制器190)可執(zhí)行各種動(dòng)作，該控制器可以是構(gòu)造成根據(jù)指令進(jìn)行操作的可編程控制器。如本文所描述的，一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括處理器可執(zhí)行指令以指示計(jì)算機(jī)(例如，控制器或其他計(jì)算裝置)來執(zhí)行本文所述的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，諸如存儲(chǔ)芯片、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)碟等等的裝置)?？刂破髂軌蛟L問這種存儲(chǔ)介質(zhì)(例如經(jīng)由有線或無線界面)并且將信息(例如，指令和/或其他信息)載入存儲(chǔ)器(參見例如圖1的存儲(chǔ)器194)中。如本文所描述的，控制器可以是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)或其他控制單元。這種控制器可以任選地被編程以控制壓縮機(jī)的可調(diào)節(jié)Trim比機(jī)構(gòu)(例如，壓縮機(jī)的可變幾何進(jìn)口)。[0060]雖然在附圖中已經(jīng)示出并且在前面的詳細(xì)描述中已經(jīng)描述了方法、設(shè)備、系統(tǒng)、布置等的一些示例，但應(yīng)當(dāng)理解的是，所公開的示例性實(shí)施例不是限制性的，而是能夠進(jìn)行大量的重新布置、修改和替換?！緳?quán)利要求】1.一種組件，包括:壓縮機(jī)殼體；布置在所述壓縮機(jī)殼體中的可調(diào)節(jié)壁，其限定壓縮機(jī)葉輪的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的空氣進(jìn)口；和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以調(diào)節(jié)所述壁并從而至少調(diào)節(jié)所述空氣進(jìn)口的直徑。2.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述壁的調(diào)節(jié)對限定了所述空氣進(jìn)口的所述壁的角度進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述壁的調(diào)節(jié)對湍振線進(jìn)行調(diào)節(jié)。4.如權(quán)利要求2所述的組件，其中，所述角度的調(diào)節(jié)改變了進(jìn)口空氣的入射角，所述進(jìn)口空氣被弓I導(dǎo)到壓縮機(jī)葉輪的葉片的進(jìn)口導(dǎo)流器部分。5.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述直徑的調(diào)節(jié)改變了進(jìn)口空氣的截面流動(dòng)面積，所述進(jìn)口空氣被弓I導(dǎo)到壓縮機(jī)葉輪的葉片的進(jìn)口導(dǎo)流器部分。6.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括流體壓力機(jī)構(gòu)。7.如權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括機(jī)械機(jī)構(gòu)。8.如權(quán)利要求1所述的組件，還包括控制器，用以響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)操作參數(shù)來控制所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。9.一種方法，包括:操作渦輪增壓器；和調(diào)節(jié)所述渦輪增壓器的壓縮機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)流器部分的進(jìn)口壁的直徑。10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括探測逐漸減小的校正流量并且響應(yīng)于所探測的逐漸減小的校正流量來調(diào)節(jié)所述直徑。11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述調(diào)節(jié)改變了湍振線。12.如權(quán)利要求9所述的方法，包括調(diào)節(jié)所述進(jìn)口壁的直徑和所述進(jìn)口壁的角度?！疚臋n編號】F02B37/12GK103917760SQ201280055811【公開日】2014年7月9日申請日期:2012年11月13日優(yōu)先權(quán)日:2011年11月14日【發(fā)明者】V.豪斯特,J.弗達(dá),M.內(nèi)耶德利,D.圖雷塞克申請人:霍尼韋爾國際公司