[發(fā)明專利]用于壓縮機的可變?nèi)肟谠O備的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811054829.4
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109488639A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 曾濤;胡良軍
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: F04D29/44
• 分類號: F04D29/44;F04D29/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;張秀芬

本申請?zhí)峁┝擞糜趬嚎s機的可變?nèi)肟谠O備的方法和系統(tǒng)。在一個示例中，壓縮機可包括可圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)的泵輪以及入口管道，入口管道包括定位在泵輪上游并且在限制以及生成到泵輪的預旋流的打開位置和關(guān)閉位置之間可調(diào)節(jié)的可變?nèi)肟谠O備(VID)。VID可包括圍繞中心軸線形成環(huán)的多個相鄰布置的葉片，其中葉片的內(nèi)表面形成通過VID的流動通路，葉片中的每個可圍繞與環(huán)相切布置的軸線在打開位置和關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本說明書主要涉及用于壓縮機的可變?nèi)肟谠O備的方法和系統(tǒng)，以及控制 可變?nèi)肟谠O備以調(diào)節(jié)進入壓縮機的氣流。

背景技術(shù)

渦輪增壓器可設置在發(fā)動機中以增加發(fā)動機扭矩或功率輸出密度。渦輪 增壓器可包括經(jīng)由驅(qū)動軸耦接到壓縮機的排氣驅(qū)動渦輪。壓縮機可流體地耦 接到發(fā)動機中的進氣歧管，進氣歧管連接到多個發(fā)動機汽缸。來自一個或多 個發(fā)動機汽缸的排氣流可被引導到渦輪葉輪(turbine wheel)，從而致使渦輪 圍繞固定軸線旋轉(zhuǎn)。渦輪的旋轉(zhuǎn)運動驅(qū)動壓縮機的泵輪(impeller)(例如，葉 輪)，壓縮機將空氣壓縮到進氣歧管中以基于發(fā)動機工況增加增壓壓力。

壓縮機效率影響整體發(fā)動機性能和燃料消耗。例如，較低的壓縮機效率 可導致發(fā)動機瞬態(tài)響應緩慢以及穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)發(fā)動機操作二者的較高燃料消 耗。在較輕的發(fā)動機負載下，當壓縮機效率降低時，在踩加速器踏板期間可 導致增加的渦輪增壓器滯后。另外，輕負載操作可導致較低的壓縮機效率， 并且壓縮機喘振極限可限制低發(fā)動機轉(zhuǎn)速下的增壓壓力上升。

解決低的壓縮機效率的其它嘗試包括利用可變?nèi)肟趬嚎s機，可變?nèi)肟趬?縮機利用導向輪葉以引導和調(diào)節(jié)通過壓縮機的泵輪的流動/流量(flow)。 Sconfietti等人在EP2024645中示出一種示例方法。其中，公開了設置成鄰近 壓縮機入口并且包括多個輪葉的可變?nèi)肟谠O備。輪葉中的每個在第一位置和 第二位置之間可移動，以控制傳遞到泵輪的流體量。具體地，輪葉圍繞葉輪 設備的中心定位并圍繞與壓縮機中心軸線平行的軸線樞轉(zhuǎn)。在關(guān)閉位置，流 量被阻止傳遞到泵輪，并且在打開位置，氣體可圍繞葉輪設備的中心在相鄰 葉片之間流動。

然而，本文發(fā)明人已經(jīng)認識到此類系統(tǒng)的潛在問題。作為一個示例，即 使在打開位置，由于這些輪葉的取向和樞轉(zhuǎn)方向，通過可變?nèi)肟谠O備并且到 泵輪的流量受到限制(例如，部分地被阻止)。結(jié)果，這種類型的可變?nèi)肟诰?有降低的高端效率并且因流量限制問題約束高端流量。此外，這種類型的設 備不生成壓縮機的預旋流(pre-swirl flow)，該預旋流可增加壓縮機的低端效 率。

發(fā)明內(nèi)容

在一個示例中，上述問題可通過壓縮機解決，該壓縮機包括：可圍繞中 心軸線旋轉(zhuǎn)的泵輪；以及入口管道，其包括位于其中的在泵輪上游的可變?nèi)?口設備(variableinlet device,VID)，并且包括圍繞中心軸線形成環(huán)的多個相鄰 布置的葉片，其中葉片的內(nèi)表面形成通過VID的流動通路，葉片中的每個可 圍繞與環(huán)相切布置的軸線在打開位置和關(guān)閉位置之間樞轉(zhuǎn)。在打開位置，葉 片可幾乎不彼此重疊，并且內(nèi)表面形成具有減小的流量限制的更寬的流動通 路。在關(guān)閉位置，葉片可在VID的出口端部處具有彼此增加的重疊，從而在 流量穿過VID的流動通路時限制流量。此外，葉片的重疊產(chǎn)生具有螺旋凹槽 的光滑表面，當進氣流動通過VID的流動通路時，螺旋凹槽生成到泵輪的預 旋流。結(jié)果，由于由VID生成的受限制的預旋流，壓縮機效率在關(guān)閉位置增 加。當VID處于打開位置時，由于通過入口管道和VID的流量限制減少，壓 縮機效率在較高負載下進一步增加。以這種方式，在廣泛的發(fā)動機操作速度 和負載范圍內(nèi)，可增加壓縮機效率和整體發(fā)動機性能以及燃料經(jīng)濟性。

應當理解，提供以上發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化的形式引入在具體實施方式 中進一步描述的所選概念。這并不意味著確立所要求保護的主題的關(guān)鍵或必 要特征，所要求保護的主題的范圍由隨附權(quán)利要求唯一限定。此外，所要求 保護的主題不限于解決上述或本公開的任何部分中提到的任何缺點的實施方 式。

附圖說明

圖1示出示例車輛系統(tǒng)的示意性描繪。