[發明專利]用于雙殼可變進口裝置的系統和方法

在審

• 申請號: 201811296606.9
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109751283A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 曾濤;胡良軍
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F04D29/46
• 分類號: F04D29/46;F04D27/02;F02B37/22
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本公開提供了“用于雙殼可變進口裝置的系統和方法”。提供了用于壓縮機的可變進口裝置的方法和系統。在一個示例中，壓縮機可包括布置在所述壓縮機的進口管道內的所述可變進口裝置。所述可變進口裝置可以是可調節的，以控制通過所述壓縮機的氣流，所述可變進口包括一對半圓柱形殼體，所述一對半圓柱形殼體可圍繞一組鉸鏈在打開位置與閉合位置之間樞轉。

技術領域

本說明書總體涉及用于壓縮機的可變進口裝置并且控制所述可變進口裝置以調節進入壓縮機的氣流的方法和系統。

背景技術/發明內容

通過迫使額外的空氣進入發動機，如19世紀晚期由Gottlieb Daimler所實現的那樣，渦輪增壓器可能會增加發動機扭矩和功率輸出密度。渦輪增壓器可包括通過使排氣膨脹驅動的經由驅動軸聯接到壓縮機的渦輪機。壓縮機可以流體地聯接到發動機中的進氣歧管，所述進氣歧管連接到多個發動機氣缸。源自發動機氣缸中的一個或多個的排氣流可以被引導到渦輪，從而驅動渦輪機圍繞固定軸線旋轉。渦輪機的旋轉驅動壓縮機的葉輪(例如，輪)的旋轉，這將空氣壓縮到進氣歧管中以基于發動機工況增加增壓壓力。

壓縮機效率會影響整體發動機性能和燃料消耗。例如，較低的壓縮機效率可能導致發動機瞬態響應緩慢以及穩態和瞬態發動機操作兩者的較高燃料消耗。在較輕的發動機載荷下，當壓縮機效率降低時，在踩加速器踏板期間可能導致增加的渦輪增壓器滯后。另外，輕載荷操作可能導致壓縮機效率降低，并且壓縮機喘振極限可能限制低發動機轉速下的增壓壓力上升。

用于解決低壓縮機效率的其他嘗試包括被配置有可調節進口導葉的壓縮機。Hodder在美國專利申請公布號2010/0172745A1中示出了一個示例性方法。其中，公開了用于調節壓縮機的進口導葉的齒條和小齒輪驅動機構。所述機構位于壓縮機外殼內并環繞連接到壓縮機葉輪的軸。具有多個狹槽的環適于與多個杠桿臂組件聯接，每個杠桿臂組件具有銷，使得銷定位在狹槽中的每一個內。多個葉片聯接到每個杠桿臂的一端，其中小齒輪聯接到葉片中的一個(用作驅動葉片)的軸。驅動葉片被配置為經由齒條和小齒輪驅動機構使環旋轉，從而使進口導葉樞轉并調節通過葉片的氣流。

然而，本發明人已經認識到此類系統的潛在問題。作為一個示例，即使在打開位置中，由于這些葉片的取向和樞轉方向，限制(例如，部分地阻擋)通過可變進口裝置和到達葉輪的流量。因此，這種類型的可變進口降低了高端效率并限制了高端進氣流量。

在一個示例中，上述問題可通過一種壓縮機來解決，所述壓縮機包括可圍繞中心軸線旋轉的葉輪和進口管道，所述進口管道包括位于其中的在葉輪上游的可變進口裝置(VID)。VID可包括連接到基部的一組半圓柱形殼體，所述基部與殼體的內表面形成圍繞中心軸線的環，所述殼體的內表面形成穿過VID的流動通道，所述殼體中的每一個可圍繞布置在每個殼體的進口邊緣的中點處的鉸鏈在打開位置與閉合位置之間樞轉。在打開位置中，殼體的內表面形成具有減小的流量限制的均勻的流動通道。在閉合位置中，殼體可以成角度，使得出口端的直徑小于VID的進口端的直徑，從而在流動穿過VID的流動通道時限制流量。因此，歸因于由VID產生的受限制的流量，壓縮機效率在閉合位置中提高。當VID處于打開位置時，由于通過進口管道和VID的流量限制減小，壓縮機效率在較高載荷下進一步提高。以這種方式，可以在廣泛的發動機操作轉速和載荷范圍內提高壓縮機效率和整體發動機性能以及燃料經濟性。

應當理解，提供以上概述來以簡化的形式介紹在詳述中進一步描述的概念選擇。這并不意味著識別所要求保護的主題的關鍵或本質特征，所述所要求保護的主題的范圍由詳述之后的權利要求唯一地限定。此外，所要求保護的主題并不局限于解決以上或本公開中任何部分所指出的任何缺點的實現方式。

附圖說明

圖1示出示例性車輛系統的示意圖。

圖2A至圖2B示出渦輪增壓器壓縮機的剖視圖，所述壓縮機包括位于壓縮機的進口管道中的可變進口裝置。

圖3A至圖3D示出用于渦輪增壓器壓縮機的示例性可變進口裝置，其在側視圖和正視圖中處于打開位置和閉合位置。