[发明专利]具有可调节TRIM机构的涡轮增压器压缩机

说明书

本发明涉及一种具有可调节TRIM机构的涡轮增压器压缩机。具体公开了一种用于涡轮增压器的离心压缩机，其包括可操作成在打开位置与关闭位置之间移动的入口调节机构。所述入口调节机构包括多个叶片，所述多个叶片设置在所述压缩机空气入口周围并且位于所述空气入口壁内的环状空间内。所述叶片能够绕相应枢转点枢转，使得当所述叶片处于所述关闭位置中时，所述叶片从所述环状空间径向向内延伸到所述空气入口中，从而形成相对于所述入口的标称直径具有减小的直径的孔口。所述叶片包括接合可旋转协调环的外周界的连杆臂，所述协调环联接到线性致动器以便使所述协调环旋转，从而使所述叶片枢转。

技术领域

本公开涉及离心压缩机，诸如用在涡轮增压器中的离心压缩机，并且更加具体地涉及可以针对不同操作条件调节有效入口面积或者直径的离心压缩机。

背景技术

排气驱动型涡轮增压器是一种结合内燃发动机使用的装置，其通过将输送至发动机的空气进气部以与燃料混合并在发动机中燃烧的空气压缩来增加发动机的功率输出。涡轮增压器包括在压缩机壳体中安装在轴的一端上的压缩机轮和在涡轮机壳体中安装在轴的另一端上的涡轮机轮。通常，涡轮机壳体与压缩机壳体分开形成，并且在涡轮机壳体与压缩机壳体之间连接有又一另外的中心壳体，用于容纳轴的轴承。涡轮机壳体限定大体上环状的腔室，该腔室围绕涡轮机轮并且接收来自发动机的排气。涡轮机组件包括从腔室通往涡轮机轮中的喷嘴。排气通过喷嘴从腔室流至涡轮机轮并且涡轮机轮由排气驱动。因此，涡轮机从排气提取功率并且驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，并且该空气由压缩机轮压缩并且然后从壳体排放到发动机空气进气部。

涡轮增压器通常采用离心（也称为“径向”）类型的压缩机轮，因为离心压缩机可以以紧凑的布置实现相对高的压力比。用于压缩机的进气空气在大体上轴向方向上在离心压缩机轮的入口导流（inducer）部分处被接收并且在大体上径向方向上在轮的出口导流（exducer）部分处被排放。来自轮的压缩空气被输送至涡壳，并且空气从该涡壳被供应至内燃发动机的进气部。

压缩机的操作范围是涡轮增压器的总体性能的一个重要方面。该操作范围通常由压缩机的操作图上的喘振线和阻塞线界定。压缩机图通常表示为垂直轴线上的压力比（排放压力Pout除以入口压力Pin）相对于水平轴线上的校正后的质量流动速率。压缩机图上的阻塞线位于高流动速率处并且表示在一定范围的压力比之上的最大质量流动速率点的轨迹；即，对于阻塞线上的给定点，因为在压缩机中发生阻塞流条件，所以不可能在维持相同压力比的同时增加流动速率。

喘振线位于低流动速率处并且表示在一定范围的压力比之上的未发生喘振的最小质量流动速率点的轨迹；即，对于喘振线上的给定点，减小流动速率但不改变压力比或者增加压力比但不改变流动速率都会导致发生喘振。喘振是当压缩机叶片入射角度变到大得在压缩机叶片上产生大量流动分离时通常发生的流动不稳定性。在喘振期间，压力波动和逆流可以发生。

在内燃发动机的涡轮增压器中，压缩机喘振可能会发生在当发动机以高载荷或者转矩和低发动机速度操作时或者当发动机以低速度操作并且存在高水平的排气再循环（EGR）时。喘振还可以出现在当发动机从高速度状态突然减速时。将压缩机的无喘振操作范围扩大到更低的流动速率是压缩机设计时常常追求的目标。

要求于2016年4月20日提交的临时申请第62/324,488号的申请日期的权益的于2017年3月1日提交的申请人的共同未决申请美国专利申请第15/446,054号描述了用于离心压缩机的可以使得压缩机的喘振线能够选择性地向左侧偏移（即，在给定压力比时，喘振被延迟到较低流动速率）的机构和方法，所述申请的整个公开内容借此以引用方式并入本文中。在所述申请中描述的一个实施例包括一种涡轮增压器，其具有以下特征：

涡轮机壳体和安装在所述涡轮机壳体中并且连接到可旋转轴以随其旋转的涡轮机轮，所述涡轮机壳体接收排气并且将所述排气供应到所述涡轮机轮；