[发明专利]用于涡轮增压器压缩机的可滑动套筒致动系统

说明书

本申请涉及用于涡轮增压器压缩机的可滑动套筒致动系统。提供用于涡轮增压器压缩机的可滑动套筒阀致动系统的方法和系统。在一个示例中，一种用于涡轮增压器压缩机的可滑动套筒的致动器组件可以包括：联接到所述可滑动套筒的叉臂；通过刚性连接轴联接到所述叉臂的可旋转杠杆臂；联接在所述杠杆臂与可旋转元件之间的连接杆；以及联接到所述可旋转元件并附接到附接罩壳的致动器单元，所述附接罩壳联接到所述涡轮增压器压缩机。所述致动器组件可以被致动以便将所述可滑动套筒从沿着机匣处理的一个位置移动到沿着所述机匣处理的另一个位置，由此调整所述可滑动套筒上的套筒狭槽相对于所述机匣处理上的阻塞狭槽或喘振狭槽的对齐。

技术领域

本发明大体涉及用于涡轮增压器压缩机的可滑动套筒(sleeve)致动系统的方法和系统。

背景技术

涡轮增压器可以设置在发动机中以改善发动机扭矩或动力输出密度。涡轮增压器可以包括通过驱动轴联接到压缩机的排气驱动式涡轮机。压缩机可以流体联接到发动机中的连接到多个发动机气缸的进气歧管。来自一个或多个发动机气缸的排气流可以被引导至涡轮机叶轮，从而致使涡轮机围绕固定轴线旋转。涡轮机的旋转运动驱动压缩机，所述压缩机将空气压缩到进气歧管中以便基于发动机工况增加增压压力。

压缩机可以包括具有多个套筒狭槽(slot)的套筒，所述套筒狭槽可以选择性地与联接到套筒的机匣护罩(casing shroud)上的放气狭槽或再循环狭槽对齐，以基于涡轮增压器和/或发动机工况来控制压缩机中的空气流状况。以此方式，可以相对于机匣护罩选择性地调整套筒的位置以解决阻塞状况或喘振状况。然而，在发动机操作期间调整套筒沿机匣护罩的位置以便将套筒狭槽与阻塞狭槽(choke slots)或喘振狭槽(surge slots)对齐或者阻挡阻塞狭槽和喘振狭槽两者可能会带来挑战并且可能导致流泄漏或影响压缩机性能。例如，当未适当地相对于机匣护罩调整套筒时，可能发生套筒狭槽相对于阻塞狭槽或喘振狭槽的未对齐，由此在压缩机中产生可允许空气泄漏的开口。压缩机系统中的空气流泄漏的增加可能降低压缩机效率。另外，套筒在被致动时可以结合到机匣处理(casingtreatment)，这在调整压缩机流动几何特性时可能产生困难。

Sun在美国专利号2014/0377051中示出了用于解决涡轮增压器压缩机中的上述问题的一种示例性方法。在该专利申请中公开了一种包括涡轮增压器压缩机的系统，所述涡轮增压器压缩机具有包括第一组阻塞狭槽的可致动环形盘、包括第二组阻塞狭槽的外环形盘以及用于使可致动环形盘相对于外环形盘旋转以改变两个盘上的阻塞狭槽的对齐的致动器。压缩机还包括流体联接到压缩机入口并在发动机操作期间持续打开的放气口。

然而，本文的发明人已经认识到有关这种系统的潜在问题。作为一个示例，由于系统的复杂本质，在相对于外盘将可致动盘从一个位置调整到另一个位置时，可能发生可致动盘与外环形盘的未对齐。在这种情况下，可致动盘与外环形盘的未对齐可能导致机匣护罩中的流泄漏，这可能影响压缩机的性能。在另一个示例中，由于喘振狭槽在发动机操作期间是始终打开的，因此空气可以从压缩机叶轮连续地再循环回到压缩机入口。涡轮增压器压缩机中的空气的连续再循环可能并不总是必需的，特别是在压缩机状况或发动机工况不保证恒定的空气流再循环时。

发明内容

在一个示例中，上述问题可以通过一种用于涡轮增压器压缩机的可滑动套筒的致动器组件来解决，所述致动器组件包括：联接到所述可滑动套筒的叉臂；通过刚性连接轴联接到所述叉臂的可旋转杠杆臂；联接在所述杠杆臂与可旋转元件之间的连接杆；以及联接到所述可旋转元件并附接到附接罩壳的致动器单元，所述附接罩壳联接到所述涡轮增压器压缩机。以此方式，发动机控制器可以控制致动器组件以便将可滑动套筒移动到沿着机匣处理的位置，由此调整可滑动套筒上的套筒狭槽相对于机匣处理上的阻塞狭槽或喘振狭槽的对齐，以适应广泛范围的空气流状况，同时提高压缩机效率。