[发明专利]涡轮增压器压缩机入口流量控制

说明书

技术领域

发动机可使用涡轮增压器从而增加发动机扭矩/功率输出密度。在一个例子中，涡轮增压器可包括通过驱动轴连结的压缩机和涡轮，其中涡轮连接到排气歧管侧，且压缩机连接到进气歧管侧。以这种方式，排气驱动的涡轮供应能量给压缩机从而增加进气歧管中的压力(例如升压或升压压力)，并增加进入发动机的空气的流量。通过调节到达涡轮的气体量可控制升压，如通过废气门调节。

背景技术

然而，当匹配涡轮增压器到发动机时，在来自喘振的低端扭矩能力限制和由流量损失及涡轮大小限制的高端性能之间存在不变的权衡(trade-off)。为了解决这些问题，装置如入口导流叶片(IGV)、压缩机壳体凹槽和套装处理可在涡轮增压器设计中执行。然而，本发明人在此已认识到这类装置可以不利地影响高端性能流量损失，因为这类方法是侵入到流场(flow field)或边界层中的，并且可导致高端压缩机流量能力上的限制，降低的发动机峰值性能能力，以及噪声、振动和不舒适性(NVH)问题。此外，本发明人在此已认识到，试图通过调节轮直径、纵横比(aspect ratio)和空气/半径(A/R)比改善压缩机的高端流量能力也可不利地影响发动机的低端性能能力和瞬态响应。

发明内容

作为一个例子，上面的问题可通过用于控制发动机涡轮增压器系统的压缩机入口流量的方法解决，所述方法包括：通过连接到入口和高压源的通道将空气从高压源引导到压缩机叶轮上游的入口，其中所述通道倾斜地连接到入口。

以这种方式，压缩机入口速度流场可以被配制和控制，从而增加压缩机转子的效率，增加压缩机的喘振裕度，降低低端NVH效应，如踩加速器踏板和松加速器踏板啸叫(whoosh)，改善了瞬态响应特性，如扭矩正时(time-to-torque)，并最小化例如与侵入性装置关联的高端流量损失效应。

在另一个实施例中，提供用于控制内燃发动机中压缩系统的压缩机入口流量的方法，该方法包括：响应于发动机工况，通过连接到高压源和入口的通道而调节从高压源到压缩机叶轮上游的入口的空气量，其中所述通道倾斜地连接到所述入口。

在另一个实施例中，压缩系统是发动机涡轮增压器或机械增压器系统，且高压源是压缩机下游的出口。

在另一个实施例中，所述通道与压缩机叶轮的中心轴成预定角度地连接到入口，其中空气是不具有排气的新鲜空气，且其中通过设置在高压源和入口之间的旁通道中的气门而调节空气量。

在另一个实施例中，内燃发动机的涡轮增压器系统包括：压缩机；压缩机下游的出口；压缩机上游的入口；连接到出口和入口的旁通道，其中旁通道与压缩机的中心轴成角度地连接到入口。

在另一个实施例中，发动机包括与涡轮增压器系统分离的排气再循环系统。

在另一个实施例中，旁通道与连接到压缩机的进气道的圆周正切地连接到所述入口。

在另一个实施例中，旁通道与连接到压缩机的进气道的圆周垂直地连接到所述入口。

在另一个实施例中，旁通道与连接到压缩机的排气道的圆周垂直地连接到所述出口。

在另一个实施例中，所述系统进一步包括设置在出口和入口之间的旁通道中的压缩机旁通阀，其中压缩机旁通阀经配置调节从出口引导到入口的空气量。

在另一个实施例中，所述系统进一步包括设置在出口和入口之间的旁通道中的孔。

应该理解，上面提供的概要以简化的形式介绍了在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着确定要求保护的主题的关键或必要特征，要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一限定。此外，要求保护的主题不限于解决本公开上面或任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了涡轮增压的发动机的方框图。

图2-3示出了根据本公开的示例性压缩机入口流量控制系统。

图4示出了压缩机上游的示例性的旁通入口。

图5示出了压缩机入口的示例性的速度三角形。

图6示出了压缩机与旁通道的示例性的连接配置。

图7示出了用于控制发动机涡轮增压器系统中的压缩机入口流量的示例性方法。

具体实施方式