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CN103917760B - 压缩机组件和用于操作涡轮增压器的方法 - Google Patents

压缩机组件和用于操作涡轮增压器的方法 Download PDF

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CN103917760B CN201280055811.0A CN201280055811A CN103917760B CN 103917760 B CN103917760 B CN 103917760B CN 201280055811 A CN201280055811 A CN 201280055811A CN 103917760 B CN103917760 B CN 103917760B
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Abstract

一种组件可包括：压缩机壳体；布置在所述压缩机壳体中的可调节壁，其限定压缩机叶轮的进口导流器部分的空气进口；和调节机构，用以调节所述壁并从而至少调节所述空气进口的直径。还公开了装置、组件、系统、方法等的各种其他示例。

Description

压缩机组件和用于操作涡轮增压器的方法
相关申请
本申请要求2011年11月14日提交的、名称为“Adjustable Compressor Trim”且序列号为61/559,233的美国临时专利申请的权益，其通过引用并入本文中。
技术领域
本文公开的主题一般地涉及用于内燃发动机的涡轮机械并且具体地涉及可调节Trim比压缩机组件。
背景技术
涡轮增压器常常用于提高内燃发动机的性能。涡轮增压器可经由涡轮机从发动机的排气提取能量以驱动压缩机，该压缩机对被引导到发动机的进气进行压缩。涡轮增压器通常依赖于一个或多个径向或离心压缩机叶轮。一般而言，进气在压缩机叶轮的进口导流器部分被接收，并且在出口导流器部分被径向地排出。然后，排出的空气通常经由扩散器区段被引导到涡壳。
压缩机的特征可以在于压缩机流量图。压缩机流量图（例如压力比与质量空气流量的关系图）可帮助表征压缩机的性能。在流量图中，压力比通常被定义为压缩机出口处的空气压力除以压缩机进口处的空气压力。质量空气流量可通过空气密度或空气压力和空气温度的信息而被转换为体积空气流量。
各种操作特性限定了压缩机流量图。压缩机的一个操作特性通常称为湍振极限，而另一个操作特性通常称为节流口面积。可以认为流量图提供了节流口面积或线以及湍振面积或线之间的操作范围。
节流口面积得自于与压缩机级的流动容量相关联的限制。一般而言，当气体通道中的局部马赫数接近一时，压缩机效率快速下降。因此，节流口面积极限通常近似于最大质量空气流量。
湍振极限代表了在给定压缩机叶轮旋转速度时所能维持的最小质量空气流量。在该区域中，压缩机操作通常是不稳定的。在该区域中会发生压力的强烈波动和逆流。
一般而言，压缩机湍振源自于流量不稳定性，流量不稳定性可能由一个或多个压缩机部件中的空气动力学失速或流量分离引起（例如，由于超过了相对于压缩机叶片的极限流量入射角或者超过了极限流动通道负载的结果）。
对于涡轮增压发动机而言，当发动机以高负载或扭矩以及低发动机速度操作时，或者当发动机以低发动机速度和高的排气再循环（例如EGR）速率操作时，可能发生压缩机湍振。当具有可变喷嘴涡轮机（VNT）或电辅助涡轮增压器的发动机需要提供相对高的特定扭矩输出时，也可能发生压缩机湍振。另外，当使用电动机或VNT机构来引起快速进气增压时，或者当发动机突然减速（例如，考虑在换档时关闭节流阀）时，可能发生湍振。
本文描述的各种技术涉及压缩机组件，其中，例如，一个或多个部件能够任选地允许调节发动机图的宽度（例如，通过延迟湍振）。
附图说明
当结合附图所示的示例参考下面的详细描述时，本文描述的各种方法、设备、组件、系统、装置等及其等同物可得到更加全面地理解，附图中：
图1是涡轮增压器和内燃发动机以及控制器的示意图；
图2是涡轮增压器组件的示例的截面图以及压缩机流量图的示例；
图3是带有矢量图的压缩机叶轮的示例的一系列视图；
图4是带有矢量图的压缩机叶轮的示例的一系列视图；
图5是具有各种尺寸的压缩机叶轮的示例的截面图；
图6是压缩机组件的示例的一系列截面图；
图7是压缩机组件的示例的一系列截面图以及直径和角度与压力的关系图，用以控制调节机构；
图8是压缩机流量图的示例；
图9是壳体的示例以及可被壳体接收的插入件的示例的一系列截面图；
图10是压缩机组件的示例的一系列截面图以及直径与调节参数的关系图，用以控制调节机构；
图11是可调节机构的示例的一系列视图；
图12是壳体的示例以及可被壳体接收的插入件的示例的一系列截面图；
图13是各种试验示例的压力比与校正流量的关系图；
图14是各种试验示例的效率与校正流量的关系图；并且
图15是可变进口导叶（VIGV）方法的压力比与校正空气流量的数据图。
具体实施方式
下面，描述了涡轮增压发动机系统的一个示例，随后是部件、组件、方法等的各种示例。
涡轮增压器被经常用来增加内燃发动机的输出。参考图1，常规系统100包括内燃发动机110和涡轮增压器120。内燃发动机110包括发动机缸体118，其容纳一个或多个燃烧室，所述燃烧室操作性地驱动轴112（例如，经由活塞）。如图1所示，进气端口114为空气提供流到发动机缸体118的流动路径，而排气端口116为排气提供从发动机缸体118流出的流动路径。
也如图1中所示，涡轮增压器120包括空气进口134、轴122、压缩机124、涡轮机126、壳体128以及排气出口136。壳体128可被称为中心壳体，因为其被布置在压缩机124和涡轮机126之间。轴122可以是包括多种部件的轴组件。在操作中，涡轮增压器120进行操作，通过使内燃发动机110的排气经过涡轮机126而从排气中提取能量。如图所示，涡轮机126的涡轮机叶轮127的旋转导致轴122旋转，从而导致压缩机124的压缩机叶轮125（例如，叶轮）旋转，以压缩并提高流向发动机110的进气的密度。通过引入优化的燃料量，系统100可从发动机110提取出更多的特定功率（例如，与相同排量的非涡轮增压发动机相比）。至于排气流量的控制，在图1的示例中，涡轮增压器120包括可变几何单元129和废气门阀135。可变几何单元129可用于控制流向涡轮机叶轮127的排气流量。废气门阀（或简称废气门）135定位成邻近于涡轮机126的进口并且可被控制成允许来自排气端口116的排气绕过涡轮机叶轮127。
在压缩机侧，进口137被示出布置在压缩机叶轮125的前方。如本文所描述的，进口137可由固定部件（例如，任选地为可更换的）或可调节部件限定。可响应于控制信号、操作条件、环境条件等进行这种部件的调节。例如，在希望调节压缩机流量图的宽度的情况下，控制信号可指示致动器改变压缩机叶轮的进口，操作压力（例如，空气、排气等）可自动地导致压缩机叶轮进口的改变，或者大气压力或移动车辆的压力可自动地导致压缩机叶轮进口的改变。在图1的示例中，进口137可以是可变几何进口（例如，一种可变几何组件，其可允许调节压缩机叶轮进口的几何）。
为了提供排气再循环（EGR），系统100可包括用于将排气引导到进气路径的导管。如图1的示例所示，排气出口136可包括支路115，其中，可以经由阀117来控制经过支路115流向进气路径134的流量。在这种布置结构中，可在压缩机124的上游提供排气。
在图1中，控制器190的一个示例被示出包括一个或多个处理器192、存储器194以及一个或多个界面196。此类控制器可包括电路，例如发动机控制单元的电路。如本文所描述的，各种方法或技术可任选地例如通过控制逻辑与控制器相结合地实施。控制逻辑可取决于一个或多个发动机操作条件（例如，涡轮每分钟转速、发动机每分钟转速、温度、负载、润滑剂、冷却等等）。例如，传感器可经由一个或多个界面196传送信息到控制器190。控制逻辑可依据这些信息，并且进而，控制器190可输出控制信号以控制发动机操作。控制器190可构造成控制润滑剂流量、温度、可变几何组件（例如，可变几何压缩机或涡轮机）、废气门、排气再循环阀、电动机、或者与发动机、涡轮增压器（或多个涡轮增压器）等相关联的一个或多个其他部件。例如，控制逻辑可以是存储在一个或多个处理器可读存储介质（例如，考虑存储器194）中的处理器可执行的指令的形式。
图2示出了涡轮增压器组件200的示例，涡轮增压器组件200包括被轴承或轴承组件230支撑的轴220，轴承或轴承组件230被布置在压缩机240和涡轮机260之间的壳体280中。至于轴承或轴承组件230，可以提供轴颈轴承、滚动元件轴承组件、多个滚动元件轴承组件或其他类型的（一个或多个）轴承或（一个或多个）轴承组件以将轴220可旋转地支撑在中心壳体280中。
在图2的示例中，组件200还包括推力套圈270，推力套圈270围绕轴220布置，至少部分地在压缩机板278的孔内。如图所示，压缩机240包括压缩机壳体242，压缩机壳体242限定涡壳并且容纳压缩机叶轮244。在图2的示例中，压缩机壳体242的表面、压缩机板278的表面以及壳体280的表面形成了位于压缩机叶轮244的出口导流器部分和压缩机壳体242的涡壳之间的扩散器区段。
在图2的示例中，压缩机叶轮244包括孔，该孔接收轴220的一部分，螺母245拧在轴220的该部分上（例如拧在轴220的螺纹上），以将压缩机叶轮244可旋转地固定到轴220。如图2所示，轴220的端部轴向地延伸超过螺母245和压缩机叶轮244。此外，压缩机叶轮244的轮毂部分轴向地延伸超过压缩机叶轮244的进口导流器部分。
如所述的，压缩机叶轮244包括进口导流器部分（用于进口流动）和出口导流器部分（用于出口流动）。进口导流器部分可部分地由进口导流器直径（或半径）限定，并且出口导流器部分可部分地由出口导流器直径（或半径）限定。在给定这两个直径（或半径）的情况下，可确定压缩机叶轮244的Trim比或面积比。例如，对于53.1 mm的进口导流器直径和71.0mm的出口导流器直径，Trim比可被确定为如下：100*(53.12/71.02) = 56。叶轮（无论压缩机或涡轮机）的Trim比影响性能，例如，在其他因素保持恒定的情况下，较高Trim比的叶轮将会比较小Trim比的叶轮流动更多。
在图2的示例中，涡轮机260被示为包括基座和护罩组件263（例如，可变几何机构的喷嘴环和插入件），其限定喉部以将排气引导到涡轮机叶轮264的进入导流器部分。组件200还可包括涡轮机壳体（参见例如图1的涡轮机126），其限定涡壳以接收来自内燃发动机的排气并且包括圆筒形壁部分以接收经过涡轮机叶轮264的排气并且将此类排气引导到排气系统。当排气从涡轮机叶轮264的进入导流器部分传输到出口导流器部分时，涡轮机260将来自排气的能量传递到涡轮机叶轮264。例如，叶片可布置在基座和护罩组件263的基座部分和护罩部分之间以（例如，在相邻叶片之间）形成喉部。在此类示例中，叶片可以是可调节的，例如响应于一个或多个准则来改变排气从涡轮机壳体的涡壳到涡轮机叶轮264的进口导流器部分的流量。
如图2所示，涡轮机叶轮264连接到轴220，以形成轴和叶轮组件（SWA）。关于组装过程，例如，轴和叶轮组件（SWA）可被插入中心壳体（例如，具有轴承、轴承组件等）中，并且压缩机叶轮可被装配到轴的端部，例如经由完整的孔（例如，压缩机叶轮244）、部分的孔或者压缩机叶轮的延伸部。
在图2的示例中，壳体280包括润滑剂进口281和润滑剂出口289，使得润滑剂能够从进口281经由孔282流到出口289，孔282将润滑剂引导到各个润滑剂通道，所述润滑剂通道具有沿着壳体280的轴向孔286的开口。例如，润滑剂可经由压缩机侧轴承润滑剂通道283和涡轮机侧轴承润滑剂通道285流到轴向孔286，以将润滑剂提供到轴承组件230。润滑剂可经由压缩机端部、涡轮机端部或者布置在压缩机端部和涡轮机端部之间的通道287流出孔286。出口289收集穿过轴承组件230或在轴承组件230周围流动的润滑剂，所述润滑剂可被冷却、过滤等，并且最终被再循环到进口（例如，经由内燃发动机的润滑剂泵）。为了帮助润滑剂流动，进口281和出口289可关于重力对准。在操作期间，可通过与内燃发动机相关联的润滑剂泵将加压润滑剂提供到进口281。
图2还示出了压缩机流量图205的一个示例，其包括两种压缩机叶轮Trim比（Trim比A和Trim比B）的湍振线。在图2的示例中，Trim比A小于Trim比B，从而理论上具有Trim比B的压缩机叶轮提供更多流量，然而，由于湍振线向左移动，对于给定压力比，压缩机可在更低的校正流量下操作。因此，在图2的示例中，当与具有Trim比B的压缩机叶轮比较时，具有Trim比A的压缩机叶轮可在较低的风险下以较低的流量操作。
图3示出了压缩机叶轮的示例以及进口导流器部分310（参见例如导流器半径rIn）和出口导流器部分330（参见例如导流器半径rEx）的流动矢量。如所示的，绝对空气速度首先是轴向的，然后是径向的。当被驱动（例如，皮带、排气、马达等）时，叶轮的旋转频率允许计算叶片速度。例如，进口导流器部分上的点以叶片速度U1旋转，而出口导流器部分上的点以叶片速度U2旋转。这些点处的绝对空气速度V（参见例如V1、V2r和V2Θ）允许计算相对空气速度W（参见例如W1和W2）。矢量图可表示这些方向和幅度，如图3所示。
如关于图2的曲线图205所解释的，可以通过选择压缩机叶轮Trim比（例如经由选择进口导流器直径和/或出口导流器直径）来调整涡轮增压器的压缩机流量图。如本文所描述的，例如，可通过改变压缩机叶轮进口的几何形状从而改变进口速度（参见例如图3中的V1）来调整压缩机流量图。例如，可以改变V1，这可以改变入射角（参见例如图3中的角度W1），这可以移动压缩机流量图的湍振线（例如，任选地实现较宽的流量图）。这种方法还可抑制湍振线处的空气再循环，改善湍振线区域的效率，等等。例如，可以改变压缩机叶轮的进口导流器部分的截面流动面积，这可用于增大或减小进口导流器部分的进口速度（参见例如图3中的V1）。
图4示出了带有沿叶片的绝对空气速度矢量的压缩机叶轮的示例的图410以及带有叶片速度（U）、绝对空气速度（V）和相对空气速度（W）的矢量图的叶片的示例的截面图430。如所示的，图430示出了关于S和Θ的截面，其中，S是流动方向坐标，并且Θ是切向方向坐标。
图5示出了压缩机组件500的示例的截面图以及各种尺寸和等式。压缩机组件500包括压缩机壳体510、轴520、压缩机叶轮540、螺母550、背板570和密封元件590。在图5的示例中，压缩机壳体510包括限定了流动通道的各种表面，压缩机叶轮540被部分地布置在流动通道中。所述表面包括布置在大直径处的表面511、倾斜表面512（例如，锥形表面）、布置在较小直径处的表面514、增大的直径的护罩表面516以及扩散器表面518，扩散器表面518径向向外延伸到表面515，表面515至少部分地限定涡壳517。表面511、512、514、515、516和518可称为压缩机壳体510的内表面，而表面513可称为压缩机壳体510的外表面。
在图5的示例中，压缩机叶轮540包括轮毂542，轮毂542具有通孔543，用于接收轴520，轴520包括轴端521以及定位表面522和524。如图所示，轴520的轴螺纹和螺母550的互补螺母螺纹允许将压缩机叶轮540固定到轴520。如图所示，叶片544从轮毂542延伸，其中，叶片544包括轮毂边缘545、前缘546、护罩边缘547和后缘548。在护罩边缘547和压缩机壳体510之间例如沿护罩表面516存在间隙，注意在后缘548处的间隙δ2。
在图5的示例中，扩散器区段由压缩机壳体510的表面518和背板570的表面578限定。沿着表面519，压缩机壳体510形成了与背板570的接头，其中，密封元件590布置在其内以密封流动通道（例如，扩散器区段、涡壳、扩散器区段和涡壳）。例如，接头可以是环形接头，并且密封元件590可以是圆筒形的（例如O形环）。
图5中的等式涉及Trim比、出口面积与进口面积比、扩散器区段出口面积与进口面积比以及压缩机壳体A/R比。如图所示，Trim比是进口导流器面积函数，其取决于进口导流器部分的直径（d1s）和出口导流器部分的直径（d2）。虽然可如本文所描述的关于压缩机叶轮来限定这些直径，但可以选择或调节压缩机叶轮进口以便有效地改变Trim比。例如，可改变表面511、表面512或表面514的直径以有效地改变压缩机叶轮540的进口导流器部分的进口截面面积，以便有效地相对于d2改变d1s并改变压缩机性能（例如，由压缩机流量图所显示的）。例如，通过减小进口截面面积，可以减小Trim比以将湍振线朝向较低校正流量移动，并且通过增大进口截面面积，可以增大Trim比以将湍振线朝向较高校正流量移动。在提供了控制机构（参见例如图1的控制器190）的情况下，可响应于一个或多个条件（例如，发动机功率需求、发动机排放、大气压力、压缩机或排气背压、环境温度、排气温度、压缩空气温度、排气再循环等）进行这种改变。
图6示出了具有固定Trim比的压缩机组件610的示例的截面图和具有可调节Trim比机构630的另一压缩机组件的截面图，可调节Trim比机构630被调节到低Trim比状态634并且被调节到高Trim比状态638（至于其他特征，参见例如各种尺寸等，如关于图5的组件500所描述的）。至于可调节Trim比，在图6中，对于进口导流器部分附近的进口的几何形状的调节改变了截面流动面积和进口壁处的流动角度。关于图3和4的矢量图，进口空气速度将会从轴向偏离，其进而将会改变相对空气速度（例如，对于给定的叶片速度）。在图6的示例性状态634中，当与图6的示例性状态638（例如，或者示例610）比较时，湍振线将会偏移到较低质量流量的区域并且还将会导致效率提升。
图7示出了机构720的示例，其可如曲线图705中所示的那样操作，曲线图705是直径和壁角度与囊压力的关系图。针对一组件示出了各种示例732、734和736，该组件包括壳体710、叶轮712，叶轮712具有叶片（例如叶片714），该叶片具有上边缘716（例如进口导流器边缘）。在图7的示例中，机构720包括具有进口727的囊729（例如环形囊，其具有进口以控制囊的压力）。例如，囊可由耐用的弹性材料（例如弹性体，其可膨胀和收缩以改变囊的体积）构成。例如，囊可由含氟弹性体（例如，被构造成承受压缩机壳体的进口部分的操作温度）构成。例如，可以使用VITONTM弹性体（DuPont）、DYNEONTM弹性体（3M）、DAI-ELTM弹性体（Daikin）、TECNOFLONTM弹性体（Solvay）或者FLUORELTM弹性体（3M）。
在图7中，示例732对应于不显著的压力差或者负压力差（例如真空等），使得囊729处于正常或收缩状态（例如，沿着叶轮的进口部分的平的轮廓）。当压力增大时，根据示例734，囊729膨胀并且改变进口导流器部分附近的进口的几何形状（参见例如径向尺寸和角度）。当压力增大更多时，根据示例736，囊729减小直径并且增大进口壁的角度（参见例如径向尺寸和角度）。如本文所描述的，可以通过诸如机构720的调节机构来改变进口壁的角度和进口的直径二者。
如图7的示例所示，囊729布置在壳体710的凹陷中，使得囊729的下部避开叶片714的边缘716。此外，凹陷可包括下壁，下壁以一角度布置以便将囊729的下部引导远离叶片714的边缘716。例如，壳体710可包括用于进口727的开口以及用于出口的另一开口。在这种示例中，可在进口处调节正压力以增大囊729的尺寸，并且可调节出口以减小囊729的尺寸。例如，可提供阀来调节囊尺寸的增大，并且可提供另一阀来调节囊尺寸的减小。
如图7的示例所示，一任选的小的固定或可调节壁725可独立地工作或者与囊机构720协同工作。例如，壁725可轴向下降以改变囊729的角度并从而改变叶轮712的进口导流器部分的进口角度。在这种示例中，当壁725朝向叶轮712下降时，囊729改变形状。这种形状和壁位置可通过演绎方式知晓并且在控制方案中被赖以调节压缩机流量图（例如，调节湍振线）。壁725可起作用以调节可用于囊729的膨胀的空间（例如，体积）。壁725可包括致动机构，该致动机构任选地响应于囊729的进口处的压力。例如，壁725可被弹簧加载，在囊729膨胀时被向上推并且在囊729收缩时向下扣合。在这种示例中，壁725可例如覆盖壳体710中的为囊729提供的凹陷，这可允许在没有提供囊或其操作特征的情况下使用壳体710。例如，壁725可在堵住壳体710内的凹陷的位置形成相对不透空气的密封。例如，壁725可以是具有壁内径、壁外径、壁厚和壁高的圆筒形壁。例如，致动机构可连接到壁725以允许壁725在壳体710中轴向平移。这种致动机构可包括臂或杠杆，其从壁725延伸到壳体710的外表面（例如以可操作地将臂或杠杆连接到致动器、控制器等）。
例如，S2、S4和S6可对应于能够通过控制器选择的预定设置（例如用以控制机构720的囊729的压力），其中，设置S2、S4和S6提供特定的截面流动面积和锥角（例如，如曲线图705所示）。
如本文所描述的，例如，可通过连接到膜、隔膜弹簧、协调弹簧等的叶瓣组来修改压缩机进口。这种特征能够任选地改变压缩机的进口面积并且从而改变进口速度，这导致压缩机的速度矢量三角形的改变。此外，这种特征可以任选地提供进口速度方向的改变（例如，改变进口的壁的角度）。如本文所描述的，囊或隔膜能够被例如真空或压缩机出口压力致动（例如，在由文丘里管产生减小的压力的情况下）。
图8示出了压缩机流量图800的示例，其中，较小直径的进口（例如，较小的Trim比）具有向左侧偏移的湍振线（较小的校正空气流量）。如本文所描述的，可调节Trim比压缩机可包括两个湍振线作为极限，其中，湍振线可在这些极限之间调节，例如以改善性能、可靠性等。
图9示出了壳体910，壳体910构造成接收两个固定替换部件934和938或者任选地可调节部件，可调节部件的一个或多个尺寸能够被调节从而调节Trim比。在这种示例中，取决于操作要求，进口部件可被选择成提供特定的压缩机流量图。例如，壳体910可包括孔911，用于致动部件、致动压力等，以致动可调节部件，从而调节Trim比（参见例如孔911的轴向高度处的壳体910的一部分的截面图）。例如，可调节部件可包括囊（参见例如图7的示例），其中，孔911提供用于使囊加压和减压的通道。
如图9所示，部件934具有与部件938不同的壁轮廓（例如提供将要被布置在壳体910内的压缩机叶轮的一个或多个进口流动特性的选择）。部件934和938各自包括上轴向尺寸Δzu、下轴向尺寸Δzl以及被指示为直径di（例如Trim直径）的下径向尺寸。部件934和938各自包括锥形壁，锥形壁在上轴向尺寸Δzu上渐缩到下轴向尺寸Δzl上的恒定直径。然而，对于部件934和938，轮廓特别地在轴向长度的比（例如，Δzu与Δzl的比）方面不同。在图9中，壳体910包括轴向尺寸Δz以及被指示为直径dh（例如用于接收部件934或部件938的壳体直径）的径向尺寸。部件、壳体等的轴向尺寸可被选择成将部件相对于压缩机叶轮的进口导流器部分定位（例如，为了Trim比、流动特性等）。
图10示出了控制参数曲线图1005的示例和用于调节进口壁部件1025的调节机构1020的示例，其包括刚性壁部分和可调节壁部分（例如有叶壁，柔性、弹性壁等）。示出了组件的各种示例1032、1034和1036，其包括壳体1010、具有叶片（例如叶片1014）的叶轮1012，叶片1014具有上边缘1016（例如，进口导流器边缘）。在图10的示例中，机构1020可以是机械光圈、协调环等，其导致杆或其他特征移动，从而接触并调节进口壁部件1025的可见调节壁部分。例如，可提供多种预定设置，在组装之后并且在关于内燃发动机系统安装之前被校准。例如，S2、S4和S6可对应于能够通过控制器（例如，连接到诸如机构1020的调节机构的致动器）进行选择的预定设置，其中，设置S2、S4和S6分别提供截面流动面积A2、A4和A6（例如，其可逐渐减小，以便改变Trim比、流量等）。
在图10的示例中，可关于壁的角度进行一些调节。在另一示例中，机构可用于减小直径而同时维持壁角度（例如，平壁）。在这种示例中，壁可由滑动部件（例如叶瓣或其他部件）制成，所述滑动部件相对于彼此滑动以减小直径。在这种示例中，延伸部可用于覆盖可调节壁和固定壁之间的距离（例如，从而不产生用于流动的开放环）。
图11示出了可调节机构1110、1120、1130和1140的一些示例，其可被包括在诸如图10的组件的组件中。机构1130和1140可称为机械光圈，其中，环1131和1141提供叶瓣1132和1142的定位（例如经由连杆1143），以调节中心光圈（例如改变截面面积“A”）。
至于机构1110，示出了环1111和叶瓣1112，其中，叶瓣1112是弯曲的并且能够重叠成不同程度以调节截面面积。虽然所示的叶瓣1112没有开口，这种叶瓣可包括开口。例如，叶瓣1112可包括用于引导流动的表面标记或其他特征。在操作期间，被吸入压缩机的空气可施加力，该力导致叶瓣紧密抵靠彼此从而密封。叶瓣1112的表面可以是低摩擦的（低摩擦系数）以允许可调节的滑动以便在经受这种力的同时改变进口构造。在图11的示例中，叶瓣1112可共同被称为可调节壁。
至于机构1120，其包括支撑环1122，支撑环1122包括缝槽1124以安置可调节环1123。在图11的示例中，支撑环1122包括开口，可通过可调节环1123的旋转（例如经由臂1125）而在打开和关闭位置之间调节所述开口，可调节环1123包括互补的开口。如图所示，支撑环1122包括内壁1126和外壁1128。例如，外壁1128可构造成被诸如图9的壳体910的壳体接收。例如，臂1125可构造成接收在例如图9的壳体910的孔911中，其中，孔911可以是长形孔，其允许臂1125移动，从而调节可调节环1123和布置在壳体910中的压缩机叶轮的有效截面流动面积。例如，机构1120可与另一机构（例如，机构1110、1130或1140之一）组合，例如，可调节内壁1126的截面面积的一个机构（例如，以选择性地减小截面面积）。
图12示出了壳体1210的示例，壳体1210包括用于调节壁的一个或多个特征1215。例如，部件1220包括具有柔性壁1225的支撑壁。柔性壁1225可定位成使得壳体1210的调节特征1215提供柔性壁1225的调节。这种特征可允许对柔性壁1225或其他可调节壁机构的机械访问或流体访问。如所述的，壳体可包括用于可调节壁的特征，而仍然构造成接收固定壁插入件。因此，这种壳体可提供各种可选择的可选方式。
图13示出了较小Trim比和较大Trim比的压缩机压力比与校正空气流量的关系图1300，例如与可调节机构相关联，该可调节机构能够增大和减小截面流动面积（例如，以选择性地调节Trim比）。
图14示出了较小Trim比和较大Trim比的压缩机效率与校正空气流量的关系图1400，例如与可调节机构相关联，该可调节机构能够增大和减小截面流动面积（例如，以选择性地调节Trim比）。
在各种示例中，一种组件可使湍振极限偏移，使得压缩机的行为类似于小Trim比压缩机（例如，对于低流量增大压缩机效率）。
本文描述的各种技术和工艺可任选地与一个或多个其他技术或工艺一起实施。例如，图15示出了可被另外实施的可变进口导叶（VIGV）机构1510。VIGV方案通过旋转导叶1515快速地改变效率；注意，压力比在这种方案中下降，如图15的曲线图1550所示（例如，比较0度和80度的压力比）。VIGV方案被描述在Uchida等人的一份报告中“Development ofWide Flow Range Compressor with Variable Inlet Guide Vane”, R&D Review ofToyota CRDL, Vol. 41, No. 3, pp. 9-14 (2006)，其通过引用并入本文中。
如本文所描述的，可调节壁可用于最小化或调整VIGV方案的改变。如本文所描述的，可实施各种技术和工艺来增大效率并随之改善湍振行为。
如本文所描述的，可以结合（例如，根据、响应于，等等）一个或多个其他控制参数、信号等来调节可调节壁。例如，控制器或控制机构可控制可变几何涡轮机和压缩机的可调节壁（例如以改善性能、排放、寿命等）。如本文所描述的，压缩机可任选地包括电驱动机构（例如，电动机）以控制压缩机叶轮上的负载、速度等。如本文所描述的，在EGR工作以在压缩机叶轮的上游引入排气的情况下，可调节壁可被调节以应对排气和任选地一个或多个其他操作参数等（例如以避免湍振等）。
如本文所描述的，一种组件可包括：压缩机壳体；布置在所述压缩机壳体中的可调节壁，其限定压缩机叶轮的进口导流器部分的空气进口；和调节机构，用以调节所述壁并从而至少调节所述空气进口的直径。在这种组件中，所述壁的调节可包括对限定了所述空气进口的所述壁的角度进行调节。在这种组件中，所述壁的调节可对湍振线进行调节。
如本文所描述的，壁的角度的调节可改变进口空气的入射角，所述进口空气被引导到压缩机叶轮的叶片的进口导流器部分。如本文所描述的，壁的直径的调节可改变进口空气的截面流动面积，所述进口空气被引导到压缩机叶轮的叶片的进口导流器部分。
如本文所描述的，调节机构可包括流体压力机构、机械机构、流体－机械机构或者其他类型的机构。一种组件可包括控制器，用以响应于一个或多个操作参数来控制调节机构。
如本文所描述的，一种方法可包括操作涡轮增压器和调节所述涡轮增压器的压缩机的进口导流器部分的进口壁的直径。这种方法可包括探测逐渐减小的校正流量并且响应于所探测的逐渐减小的校正流量来调节所述直径。这种方法可包括调节壁以改变湍振线。这种方法可包括调节进口壁的直径和所述进口壁的角度。
如本文所描述的，控制器（参见例如图1的控制器190）可执行各种动作，该控制器可以是构造成根据指令进行操作的可编程控制器。如本文所描述的，一个或多个计算机可读介质可包括处理器可执行指令以指示计算机（例如，控制器或其他计算装置）来执行本文所述的一个或多个动作。计算机可读介质可以是存储介质（例如，诸如存储芯片、存储卡、存储碟等等的装置）。控制器能够访问这种存储介质（例如经由有线或无线界面）并且将信息（例如，指令和/或其他信息）载入存储器（参见例如图1的存储器194）中。如本文所描述的，控制器可以是发动机控制单元（ECU）或其他控制单元。这种控制器可以任选地被编程以控制压缩机的可调节Trim比机构（例如，压缩机的可变几何进口）。
虽然在附图中已经示出并且在前面的详细描述中已经描述了方法、设备、系统、布置等的一些示例，但应当理解的是，所公开的示例性实施例不是限制性的，而是能够进行大量的重新布置、修改和替换。

Claims (10)

1.一种压缩机组件，包括：
压缩机壳体；
布置在所述压缩机壳体中的可调节壁，其限定压缩机叶轮的进口导流器部分的空气进口；
第一调节机构，其调节所述可调节壁以限定所述空气进口的直径；和
第二调节机构，其调节所述可调节壁以限定所述可调节壁通向所述空气进口的角度。
2.如权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述可调节壁的调节对湍振线进行调节。
3.如权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述可调节壁的角度的调节改变了进口空气的入射角，所述进口空气被引导到压缩机叶轮的叶片的进口导流器部分。
4.如权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述直径的调节改变了进口空气的截面流动面积，所述进口空气被引导到压缩机叶轮的叶片的进口导流器部分。
5.如权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第一调节机构包括流体压力机构。
6.如权利要求1所述的压缩机组件，其中，所述第二调节机构包括机械机构。
7.如权利要求1所述的压缩机组件，还包括控制器，用以响应于一个或多个操作参数来控制所述调节机构中的至少一个。
8.一种用于操作涡轮增压器的方法，所述方法包括：
操作所述涡轮增压器；
经由第一调节机构来调节所述涡轮增压器的压缩机的进口导流器部分的进口壁的直径；和
经由第二调节机构来调节所述进口壁的角度。
9.如权利要求8所述的方法，还包括探测逐渐减小的校正流量并且响应于所探测的逐渐减小的校正流量来调节所述直径。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述调节改变了湍振线。
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