[发明专利]具有可调节的调整机构和噪声衰减器的涡轮增压器压缩机

说明书

本发明涉及具有可调节的调整机构和噪声衰减器的涡轮增压器压缩机。一种用于涡轮增压器的压缩机包括在压缩机的空气入口中的入口调节机构，该入口调节机构可操作成在打开位置和闭合位置之间移动。入口调节机构包括围绕空气入口布置的多个叶片，这些叶片可从空气入口壁的环形空间径向向内移动到空气入口中，从而形成具有相对于入口的标称直径减小的直径的孔口。噪声衰减器被布置在入口调节机构下游的环形空间中，用于在入口调节机构关闭时衰减由入口调节机构引起的空气动力噪声。

技术领域

本公开涉及压缩机，诸如用于涡轮增压器中的压缩机，并且更具体地涉及可以针对不同的工作状况调节有效入口面积或直径的压缩机。

背景技术

排气驱动的涡轮增压器为与内燃机结合使用的装置，其用于通过压缩输送到发动机的进气口以与燃料混合并在发动机中燃烧的空气来增加发动机的功率输出。涡轮增压器包括安装在压缩机壳体中的轴的一端上的压缩机叶轮和安装在涡轮机壳体中的轴的另一端上的涡轮机叶轮。通常，涡轮机壳体与压缩机壳体分开形成，并且还存在连接在涡轮机壳体和压缩机壳体之间用于容纳轴的轴承的另一个中心壳体。涡轮机壳体限定了大体环形的腔室，该腔室包围涡轮机叶轮并且接收来自发动机的排气。涡轮机组件包括从腔室通向涡轮机叶轮的喷嘴。排气从腔室通过喷嘴流向涡轮机叶轮，并且涡轮机叶轮由排气驱动。因此，涡轮机从排气中提取动力并驱动压缩机。压缩机通过压缩机壳体的入口接收环境空气，并且空气被压缩机叶轮压缩，然后从壳体排放到发动机进气口。

涡轮增压器通常采用离心（也称为“径向”）类型的压缩机叶轮，因为离心式压缩机可以以紧凑的布置实现相对高的压力比。用于压缩机的进气在离心式压缩机叶轮的导流轮部分处沿大体轴向方向被接收，并且在叶轮的出口导流轮部分处沿大体径向方向被排出。来自叶轮的压缩空气被输送到蜗壳，并且将空气从蜗壳供应到内燃机的进气口。

压缩机的工作范围是涡轮增压器整体性能的重要方面。操作范围通常由压缩机的操作图谱上的喘振线和扼流线界定。压缩机图谱通常表示为纵轴上的压力比（排出压力Pout除以入口压力Pin）对比水平轴线上的校正质量流量。压缩机图谱上的扼流线位于高流量处，并且代表压力比范围内最大质量流量点的轨迹；也就是说，对于扼流线上的给定点，由于在压缩机中发生扼流状态，因此不可能在保持相同压力比的同时增加流量。

喘振线位于低流量处，并且代表在压力比范围内没有喘振的最小质量流量点的位置；也就是说，对于喘振线上的给定点，在不改变压力比的情况下降低流量或在不改变流量的情况下增加压力比将导致喘振发生。喘振为通常在压缩机叶片入射角变得如此之大以至于在压缩机叶片上产生显著的流分离时发生的流动不稳定性。在喘振期间可能发生压力波动和流动反转。

在用于内燃机的涡轮增压器中，当发动机以高负荷或扭矩和低发动机转速运行时，或者当发动机以低速运行并且存在高水平的排气再循环（EGR）时，可能发生压缩机喘振。当发动机突然从高速状态减速时，也会出现喘振。扩展压缩机的无喘振操作范围以降低流量是压缩机设计中经常寻求的目标。