CN103388495A - 一种可变几何截面的涡轮机 - Google Patents

Abstract

一种可变几何截面的涡轮机，包括涡轮壳、以轴承连接在涡轮壳中心的涡轮转轴、固接在该转轴一端的涡轮、双环式可变几何截面的喷嘴环机构和喷嘴环的控制机构。所述的喷嘴环机构由一内环、一外环和数个导向叶片构成；外环动配合在内环圆周面上，并可绕涡轮轴心转动；内环与涡轮壳的内壳体固接，其外端面上均布着数个轴向的进气凹槽；这些凹槽被位于其外侧的涡轮壳外端盖轴向密封；外环的圆周面上均布着数个进气通孔；每个通孔的后端固接着一导向叶片；每个叶片安放在内环的一个凹槽中。通过全自动或电控或二者兼有的控制机构，改变内、外环的配合，实现气流调节，有效解决现有产品效率低、结构复杂、匹配范围窄的缺陷。运用于各种内燃机。

Description

一种可变几何截面的涡轮机

1.技术领域：

本发明涉及一种涡轮机，具体说是一种可变几何截面的涡轮机，属内燃机领域。

2.背景技术：

涡轮机的功能是将流体的压力势能、动能转化成力矩和转速，以驱动其它机构，其最广泛的用途是与离心式压气机组合，构成汽车发动机的废气涡轮增压器。

对于涡轮增压器，我们希望通过控制进入涡轮的废气流动，以改善增压器的效率和与发动机的匹配范围。随着柴油机、汽油机的经济性和排放指标的不断提高，只有可变几何截面的涡轮增压器才能满足这些要求，而此增压器的心脏就是可变几何截面的涡轮机。流体冲击涡轮叶片的速率及角度是决定涡轮机效率的二个重要参数。效率越高，涡轮迟滞现象越不明显。

现有的可变几何截面涡轮机，最杰出的要数保时捷的可变几何截面涡轮增压器中的可变喷嘴环式涡轮机。如图1所示，多个喷嘴叶片1转动连接在喷嘴环支撑盘2上，支撑盘2固接在涡轮壳中。执行器通过传动机构，同步控制这些分布在涡轮壳进气通道中的可摆动的喷嘴叶片1，通过调整叶片1的角度，改变叶片间流道3的喉口面积，从而达到控制进入涡轮4的废气能量的目的。图1中，二相邻叶片的喉口面积S1最大，喷嘴叶片尾缘5距离涡轮叶片进口6最近，喷嘴7长度最小，适用于大流量工况，其优点是流体穿过喷嘴7时的动能损失小；其缺点是进入喷嘴7的流体的流动方向与涡轮叶片所构成的冲击角度θ最小，降低了驱动涡轮转动的动量的有效值，从而使涡轮机的效率降低。图2中，二相邻叶片的喉口面积S2最小，喷嘴叶片尾缘5距离涡轮叶片进口6最远，喷嘴7长度最大，适用于小流量工况，其优点是流体流入喉口时的流速剧增；其缺点是流体穿过喉口后，因喷嘴7呈喇叭状，流速剧减，流动方向扩散，使得驱动涡轮转动的动量有效值大减，从而极大地降低了涡轮机的效率。

为解决上述缺点，中国专利“一种可变截面涡轮增压器的复合喷嘴”(申请号200720025887.5)，在保时捷的基础上，提出了由动、静二半叶片构成的复合叶片结构。在图3中，动叶片8缩入静叶片9中，二相邻复合叶片之间的空间构成流道10，且喷嘴喉口面积S3最大，复合叶片尾缘11距离涡轮叶片进口12最近，喷嘴13长度最小，适用于大流量工况，该专利自认此时其优、缺点完全同保时捷之。在图4中，动叶片8从静叶片9中旋出的角度最大，使得动叶片8与相邻静叶片14构成的喷嘴喉口面积S4最小，动叶片尾缘15距离涡轮叶片进口12最远，而相邻静叶片尾缘16距离涡轮叶片进口12固定不变，喷嘴17长度最大，适用于小流量工况，其优点有二：一是流体流入喉口时的流速剧增，二是流体穿过喉口后，因惯性仍继续沿着相邻静叶片14冲向涡轮，流速减小幅度降低，扩散程度减小，使得驱动涡轮转动的动量有效值的减小幅度降低，提高了小流量工况时的涡轮机效率；其缺点是因喷嘴17仍呈喇叭状，液体穿过喉口后的流动方向仍会有所扩散，流速仍会有所减小，驱动涡轮转动的动量有效值仍会有所降低，从而使得涡轮机效率仍会有所减小。为此，该专利又采用了固定叶栅18，如图5所示，以消除小流量工况时的扩散现象，但同时，也带来了如下二缺陷：一是当动叶片8靠拢其静叶片9时，叶栅18成了流道中的障碍物，使流体产生紊流，消耗了部分流体的能量，二是当动叶片8缩入其静叶片9时，动叶片8与叶栅18构成的喷嘴喉口面积S5远大于叶栅18与相邻静叶片14构成的喷嘴喉口面积S6，从而大部分流体选择从S5中流过，不仅使S6和叶栅18成了流体的障碍物，而且也改变了流体的流向，使流体与叶面的冲击角度进一步减小，极大地降低了涡轮机效率。

3.本发明目的：

本发明的主要目的就是要提供一种可变几何截面的涡轮机，既能按照需要调节喷嘴喉口尺寸，又能在各种喉口尺寸时，流体流经喷嘴的动能损失极小，并且流体流动方向与叶面所构成的冲击角度始终最大，从而保证在各工况下涡轮机的效率始终最高。本发明的另一目的是提供该喷嘴环的全自动或电控或二者兼有的控制机构，使控制机构结构简单、精度高、加速和随动性能好。

4.技术方案：

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可变几何截面的涡轮机，包括涡轮壳、以轴承连接在涡轮壳中心的涡轮转轴、固接在该转轴一端的涡轮、双环式可变几何截面的喷嘴环机构和喷嘴环的控制机构，其特征是：所述的喷嘴环机构由一内环、一外环和数个导向叶片构成；外环动配合在内环圆周面上，并可绕涡轮轴心转动；内环与涡轮壳的内壳体固接，其外端面上均布着数个轴向的进气凹槽；这些凹槽被位于其外侧的涡轮壳外端盖轴向密封；外环圆周面上均布着数个进气通孔；每个通孔的后端固接着一导向叶片；每个导向叶片安放在内环的一个凹槽中；每个导向叶片的前面与相应的内环凹槽的前面所构成的流道的中心面，在二前面最接近位置时，与涡轮叶面垂直，以获得最大的动量有效值；外环通孔在固接导向叶片后的流道最小面积不小于内环凹槽减去导向叶片后的流道最大面积；涡轮壳由内壳体、外端盖以螺钉锁合而成；外环被轴向定位在内壳体与外端盖所形成的圆周凹槽中；涡轮动配合在内环中央；

控制机构由传动机构和执行器构成，执行器安装在涡轮壳上，其输出的运动经传动机构，再驱动外环绕内环在一定角度范围内转动，从而改变流道的尺寸，也同时改变喷嘴喉口的尺寸；

所述的传动机构包括一外齿轮段、一扇齿轮和一扇齿轮转轴；外齿轮段固接在外环的外圆周面上；扇齿轮置于涡轮壳进气通道内，固接在其转轴一端，并与外齿轮段啮合；扇齿轮转轴转动连接在内壳体的一轴向小孔中，其外露端与执行器连接；扇齿轮转轴的外露端还可转动连接在一支承座的一轴向小孔中；支承座固接在远离涡轮的涡轮壳体上；

所述的内壳体、外端盖与外环的轴向定位面上，还可各固定一耐磨垫圈。

所述的外环还可由垂直其轴心线所剖分成的二半以螺钉、销锁合而成，以便加工。

所述的外环还可由不连续的数段构成，以免受热膨胀后，内、外环抱死。

所述的执行器包括一长舌片、一舌片转轴、一主动齿轮、一从动齿轮、一舌片复位扭簧和一支承座；长舌片安放在涡轮壳进气通道中，并与其转轴固接；舌片转轴转动连接在外端盖和内壳体的另一轴向小孔中，其外露端穿出内壳体与主动齿轮固接；主、从动齿轮啮合传动；从动齿轮固接在扇齿轮转轴的外露端上；舌片转轴的外露端转动连接在其支承座的一轴向小孔中；支承座固接在远离涡轮的涡轮壳体上；扭篱的二端分别固定在舌片转轴和此支承座上；当流体以一定的流速冲击长舌片时，长舌片顺转一定角度，并通过主、从动齿轮和扇齿轮，带动外环顺转一定角度，从而达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的。

上述所述的执行器还可以是这样的：舌片转轴、扇齿轮转轴之一的外露端上还可固接一曲柄，曲柄的另端与一开关控制型电磁阀的铁芯的外露端铰接；电磁阀体连接在涡轮壳上；在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，ECU的逻辑控制方式是这样的：当内燃机的油量增大率大于某一设定值时，内燃机ECU发出指令，电磁阀通电，铁芯轴向移动，使可变几何截面机构的流道调至最小，从而在极短时间内使涡轮机加速，压气机迅速加大压气量，以满足加速时的大气量要求，改善加速性能；电磁阀通电时长由ECU控制。

所述的执行器还可以是这样的：包括一摆动气缸；该气缸内有数个叶片和定子块；气缸上装有叶片复位弹簧；气缸的输出转轴与扇齿轮转轴的外露端连接，且二者同步转动；气缸的数个进气孔与压气机的排气端相贯通；当该排气端压力增大时，叶片旋转一定角度，并通过扇齿轮，使外环转角增大到一定值，来达到加大可变几何截面机构的流道尺寸的目的。

所述的执行器还可以是这样的：包括一比例控制型旋转电磁阀、一输入到电磁阀线圈的可调脉冲信号占空比的电路；电磁阀体固接在涡轮壳上，其内含一复位弹簧，其转轴的输出端与扇齿轮转轴的外露端连接，且二者同步转动；ECU通过控制输入电磁阀线圈的脉冲信号的占空比来控制磁场强度，以改变转轴在电磁阀中的转角位置，并通过扇齿轮，来达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的；执行器上还可装有一位置传感器，以检测外环的转角位置，即可变几何截面机构流道的尺寸。

所述的执行器还可以是这样的：包括一步进电机、一蜗轮、一蜗杆；蜗轮固接在扇齿轮转轴的外露端上；蜗杆固接在步进电机的输出轴端止，并与蜗轮啮合传动；电机固接在涡轮壳上；ECU通过对电机定子线圈通电顺序和输入脉冲数量的控制，以控制电机的正反转和转动量，并通过蜗轮、蜗杆、扇齿轮，来达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的；对ECU进行这样的技术设计：ECU中设有专用的步进电机正反转脉冲数总和寄存器，以随时计算电机的最终转动量，从而可计算出当时外环的转角位置和流道的尺寸，每次内燃机点火开关关闭后，蓄电池继续给ECU和电机供电，ECU控制电机回到初始位置，寄存器置零，此时可变几何截面机构的流道尺寸最小。

所述的执行器还可以是这样的：包括一曲柄和一驱动系统；曲柄的一端与扇齿轮转轴的外露端固接，其另一端与驱动系统中的滑杆外露端铰接；驱动系统与涡轮壳连接，该连接方式为固接、铰接二者之一；ECU控制滑杆的轴向移动量，并通过曲柄、扇齿轮，改变外环的转角位置，从而达到改变几何截面机构的流道尺寸的目的。

所述的执行器还可以是这样的：包括一齿条、一小齿轮和一驱动系统；齿条固接在驱动系统中的滑杆外露端上，并与小齿轮啮合传动；小齿轮固接在扇齿轮转轴的外露端上；驱动系统固接在涡轮壳上；ECU控制滑杆的轴向移动量，并通过齿条、小齿轮和扇齿轮，改变外环的转角位置，从而达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的。

上述所述的驱动系统的结构可以是这样的：包括一单杆活塞气缸；活塞缸由缸筒、活塞、活塞杆和一复位弹簧构成；活塞杆即为驱动系统中的滑杆；活塞缸的进气孔与压气机的排气端相贯通；当该排气端压力增大时，活塞压迫弹簧，并移动一定路程；活塞移动路程越大，则外环的转角越大，即可变几何截面机构的流道尺寸越大。

上述所述的驱动系统的结构还可以是这样的：包括一内含铁芯的比例控制型平动电磁阀、一铁芯复位弹簧、一输入到电磁阀线圈的可调脉冲信号占空比的电路；铁芯即为驱动系统中的滑杆；电磁阀体连接在涡轮壳上；ECU通过控制输入电磁阀线圈的脉冲信号占空比来控制磁场强度，以改变铁芯在电磁阀中的轴向位置；执行器上还可装有一位置传感器，以检测外环的转角位置，即可变几何截面机构流道的尺寸。

上述所述的驱动系统的结构还可以是这样的：包括一步进电机和一丝杠机构；丝杠机构置于电机中，将电机的旋转运动转变为丝杠的轴向平动；丝杠即为驱动系统中的滑杆；电机连接在涡轮壳上；ECU通过对电机定子线圈通电顺序和输入脉冲数量的控制，以控制电机的正反转和转动量；对ECU进行这样的技术设计：ECU中设有专用的电机正反转脉冲数总和寄存器，以随时计算电机的最终转动量，从而可计算出当时外环的转角位置和流道的尺寸，每次内燃机点火开关关闭后，蓄电池继续给ECU和电机供电，ECU控制电机回到初始位置，寄存器置零，此时可变几何截面机构的流道尺寸最小。

所述的具有比例控制型电磁阀的执行器和具有步进电机的执行器的ECU的逻辑控制方式，在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，可以是这样的：ECU根据内燃机转速、加速踏板位置、冷却液温度、工况等各种传感器的输入信号，确定当时的供油量和最佳进气量；根据内燃机转速，算出各气缸吸气行程时间；取最佳进气时间范围为气缸吸气行程时间乘以某个百分比范围；再根据最佳进气量、内燃机进气管面积，算出进气流速范围；实测当时的内燃机进气管气流流速，并与算出的流速范围比较；若实测流速＜流速范围最小值，则认为压气机的压力不够大，需减小可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已减至最小，而实测流速仍＜流速范围最小值时，有二选择：一是就这样的油量+不够的进气量，二是启动其它动力源，向进气管补气；若实测流速在流速范围内，则认为压气机压力刚好，不改变可变几何截面机构的流道尺寸；若实测流速＞流速范围最大值，则认为压气机的压力太大，宜加大可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已加大至最大，而实测流速仍＞范围最大值时，说明压气机压力太大，只有通过旁通阀泄压；在ECU中存储着进气流速与可变几何截面机构流道尺寸的对应关系；当已知实际流速的改变值后，可算出流道尺寸的改变值，从而可换算成执行器的改变量。

5.本发明具有的有益效果：

(1)结构简单，零件少，加工成本低，耐磨，寿命长；(2)传动机构比现有技术简洁，且更方便与执行器连接；(3)在各调节位置，流道的中心面与涡轮叶面的冲击角度基本不变，且为最大值，从而保证了在各调节位置时，流体动量利用率最高；(4)在各调节位置时，喉口距离涡轮进口均相同，即喷嘴长度相同，且为最小设计值，从而保证了流体穿过喉口后，在喷嘴中的扩散最小，即动能损失最小，使涡轮机在各调节位置时利用流体动能的效率均最高；(5)由于涡轮机效率得到提高，尤其在最小流道位置时，流体冲击涡轮的力矩增大，从而可在更小流体排量时启动涡轮机，降低了涡轮迟滞现象；(6)根据内燃机的进气量要求，执行器控制外环的转动位置，使涡轮机能始终工作在最佳工作状态。

6.结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

附图1、2分别是背景技术中保时捷的可变喷嘴环在大、小流量工况时的状态图。

附图3、4分别是中国专利的复合喷嘴环在大、小流量工况时的状态图。

附图5是中国专利采用叶栅时的复合喷嘴环在大流量工况时的状态图。

附图6是本发明专利的局部结构剖视图。

附图7是本发明专利的双环式喷嘴环机构在大流量工况时的状态图。

如6、图7所示，一种可变几何截面的涡轮机，包括涡轮壳、以轴承连接在涡轮壳中心的涡轮转轴19、固接在该转轴一端的涡轮20、双环式可变几何截面的喷嘴环机构和喷嘴环的控制机构；喷嘴环机构由内环21、外环22和5个导向叶片23构成；外环22动配合在内环圆周面上，并可绕涡轮轴心转动；内环21与涡轮壳的内壳体24固接，其外端面上均布着5个轴向的进气凹槽25；这些凹槽被位于其外侧的涡轮壳外端盖30轴向密封；外环圆周面上均布着5个进气通孔26；每个通孔的后端固接着一导向叶片23；每个导向叶片23安放在内环的一个凹槽25中；每个导向叶片的前面与相应的内环凹槽的前面所构成的流道27的中心面28，在二前面最接近状态时，与涡轮叶面29垂直，以获得最大的动量有效值；外环通孔26在固接导向叶片23后的流道最小面积等于内环凹槽25减去导向叶片23后的流道最大面积；涡轮壳由内壳体24、外端盖30以螺钉锁合而成；外环22被轴向定位在内壳体24与外端盖30所形成的圆周凹槽31中；涡轮20动配合在内环21中央；控制机构由传动机构和执行器构成，执行器安装在蜗轮壳上，其输出的运动经传动机构，再驱动外环22绕内环21在一定角度范围内转动，从而改变流道和喷嘴喉口的尺寸。

传动机构包括一外齿轮段32、一扇齿轮33和一扇齿轮转轴34；外齿轮段32固接在外环22的外圆周面上；扇齿轮33置于涡轮壳进气通道内，固接在其转轴34一端，并与外齿轮段32啮合；扇齿轮转轴34转动连接在内壳体24的一轴向小孔中，其外露端与执行器连接。扇齿轮转轴的外露端转动连接在一支承座的一轴向小孔中；支承座固接在远离涡轮的内壳体上。

执行器包括一长舌片35、一舌片转轴36、一主动齿轮37、一从动齿轮38、一舌片复位扭簧和一支承座；长舌片35安放在涡轮壳进气通道39中，并与其转轴36固接；舌片转轴36转动连接在外端盖30和内壳体24的另一轴向小孔中，其外露端穿出内壳体24与主动齿轮37固接；主、从动齿轮啮合传动；从动齿轮38固接在扇齿轮转轴34的外露端上；舌片转轴36的外露端转动连接在其支承座的一轴向小孔中；支承座固接在远离涡轮的涡轮壳体上；扭簧的二端分别固定在舌片转轴和此支承座上。

本实施例的工作原理如下：

当流体以一定的流速冲击长舌片35时，长舌片35顺时针转动，并通过主、从动齿轮啮合传动，带动扇齿轮33逆转，再经扇齿轮33与外齿轮段32的啮合传动，带动外环22顺转，而此时，复位扭簧的反作用力促使外环22稳定在某个转角位置，也即使可变几何截面机构的流道的尺寸稳定在某个值；该转角位置随流体流速的变化而变化。

Claims (13)

1.一种可变几何截面的涡轮机，包括涡轮壳、以轴承连接在涡轮壳中心的涡轮转轴、固接在该转轴一端的涡轮、双环式可变几何截面的喷嘴环机构和喷嘴环的控制机构，其特征是：所述的喷嘴环机构由一内环、一外环和数个导向叶片构成；外环动配合在内环圆周面上，并可绕涡轮轴心转动；内环与涡轮壳的内壳体固接，其外端面上均布着数个轴向的进气凹槽；这些凹槽被位于其外侧的涡轮壳外端盖轴向密封；外环圆周面上均布着数个进气通孔；每个通孔的后端固接着一导向叶片；每个导向叶片安放在内环的一个凹槽中；每个导向叶片的前面与相应的内环凹槽的前面所构成的流道的中心面，在二前面最接近位置时，与涡轮叶面垂直，以获得最大的动量有效值；外环通孔在固接导向叶片后的流道最小面积不小于内环凹槽减去导向叶片后的流道最大面积；涡轮壳由内壳体、外端盖以螺钉锁合而成；外环被轴向定位在内壳体与外端盖所形成的圆周凹槽中；涡轮动配合在内环中央；

控制机构由传动机构和执行器构成，执行器安装在涡轮壳上，其输出的运动经传动机构，再驱动外环绕内环在一定角度范围内转动，从而改变流道的尺寸，也同时改变喷嘴喉口的尺寸；

所述的传动机构包括一外齿轮段、一扇齿轮和一扇齿轮转轴；外齿轮段固接在外环的外圆周面上；扇齿轮置于涡轮壳进气通道内，固接在其转轴一端，并与外齿轮段啮合；扇齿轮转轴转动连接在内壳体的一轴向小孔中，其外露端与执行器连接；扇齿轮转轴的外露端还可转动连接在一支承座的一轴向小孔中；支承座固接在远离涡轮的涡轮壳体上；

所述的内壳体、外端盖与外环的轴向定位面上，还可各固定一耐磨垫圈。

2.根据权利要求1所述的外环还可由垂直其轴心线所剖分成的二半以螺钉、销锁合而成，以便加工。

3.根据权利要求1所述的外环还可由不连续的数段构成，以免受热膨胀后，内、外环抱死。

4.根据权利要求1所述的执行器包括一长舌片、一舌片转轴、一主动齿轮、一从动齿轮、一舌片复位扭簧和一支承座；长舌片安放在涡轮壳进气通道中，并与其转轴固接；舌片转轴转动连接在外端盖和内壳体的另一轴向小孔中，其外露端穿出内壳体与主动齿轮固接；主、从动齿轮啮合传动；从动齿轮固接在扇齿轮转轴的外露端上；舌片转轴的外露端转动连接在其支承座的一轴向小孔中；支承座固接在远离涡轮的涡轮壳体上；扭篱的二端分别固定在舌片转轴和此支承座上；当流体以一定的流速冲击长舌片时，长舌片顺转一定角度，并通过主、从动齿轮和扇齿轮，带动外环顺转一定角度，从而达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的。

5.根据权利要求1和权利要求4所述的执行器还可以是这样的：舌片转轴、扇齿轮转轴之一的外露端上还可固接一曲柄，曲柄的另端与一开关控制型电磁阀的铁芯的外露端铰接；电磁阀体连接在涡轮壳上；在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，ECU的逻辑控制方式是这样的：当内燃机的油量增大率大于某一设定值时，内燃机ECU发出指令，电磁阀通电，铁芯轴向移动，使可变几何截面机构的流道调至最小，从而在极短时间内使涡轮机加速，压气机迅速加大压气量，以满足加速时的大气量要求，改善加速性能；电磁阀通电时长由ECU控制。

6.根据权利要求1所述的执行器还可以是这样的：包括一摆动气缸；该气缸内有数个叶片和定子块；气缸上装有叶片复位弹簧；气缸的输出转轴与扇齿轮转轴的外露端连接，且二者同步转动；气缸的数个进气孔与压气机的排气端相贯通；当该排气端压力增大时，叶片旋转一定角度，并通过扇齿轮，使外环转角增大到一定值，来达到加大可变几何截面机构的流道尺寸的目的。

7.根据权利要求1所述的执行器还可以是这样的：包括一比例控制型旋转电磁阀、一输入到电磁阀线圈的可调脉冲信号占空比的电路；电磁阀体固接在涡轮壳上，其内含一复位弹簧，其转轴的输出端与扇齿轮转轴的外露端连接，且二者同步转动；ECU通过控制输入电磁阀线圈的脉冲信号的占空比来控制磁场强度，以改变转轴在电磁阀中的转角位置，并通过扇齿轮，来达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的；执行器上还可装有一位置传感器，以检测外环的转角位置，即可变几何截面机构流道的尺寸；

ECU的逻辑控制方式，在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，可以是这样的：ECU根据内燃机转速、加速踏板位置、冷却液温度、工况等各种传感器的输入信号，确定当时的供油量和最佳进气量；根据内燃机转速，算出各气缸吸气行程时间；取最佳进气时间范围为气缸吸气行程时间乘以某个百分比范围；再根据最佳进气量、内燃机进气管面积，算出进气流速范围；实测当时的内燃机进气管气流流速，并与算出的流速范围比较；若实测流速＜流速范围最小值，则认为压气机的压力不够大，需减小可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已减至最小，而实测流速仍＜流速范围最小值时，有二选择：一是就这样的油量+不够的进气量，二是启动其它动力源，向进气管补气；若实测流速在流速范围内，则认为压气机压力刚好，不改变可变几何截面机构的流道尺寸；若实测流速＞流速范围最大值，则认为压气机的压力太大，宜加大可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已加大至最大，而实测流速仍＞范围最大值时，说明压气机压力太大，只有通过旁通阀泄压；在ECU中存储着进气流速与可变几何截面机构流道尺寸的对应关系；当已知实际流速的改变值后，可算出流道尺寸的改变值，从而可换算成执行器的改变量。

8.根据权利要求1所述的执行器还可以是这样的：包括一步进电机、一蜗轮、一蜗杆；蜗轮固接在扇齿轮转轴的外露端上；蜗杆固接在步进电机的输出轴端止，并与蜗轮啮合传动；电机固接在涡轮壳上；ECU通过对电机定子线圈通电顺序和输入脉冲数量的控制，以控制电机的正反转和转动量，并通过蜗轮、蜗杆、扇齿轮，来达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的；对ECU进行这样的技术设计：ECU中设有专用的步进电机正反转脉冲数总和寄存器，以随时计算电机的最终转动量，从而可计算出当时外环的转角位置和流道的尺寸，每次内燃机点火开关关闭后，蓄电池继续给ECU和电机供电，ECU控制电机回到初始位置，寄存器置零，此时可变几何截面机构的流道尺寸最小；

ECU的逻辑控制方式，在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，可以是这样的：ECU根据内燃机转速、加速踏板位置、冷却液温度、工况等各种传感器的输入信号，确定当时的供油量和最佳进气量；根据内燃机转速，算出各气缸吸气行程时间；取最佳进气时间范围为气缸吸气行程时间乘以某个百分比范围；再根据最佳进气量、内燃机进气管面积，算出进气流速范围；实测当时的内燃机进气管气流流速，并与算出的流速范围比较；若实测流速＜流速范围最小值，则认为压气机的压力不够大，需减小可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已减至最小，而实测流速仍＜流速范围最小值时，有二选择：一是就这样的油量+不够的进气量，二是启动其它动力源，向进气管补气；若实测流速在流速范围内，则认为压气机压力刚好，不改变可变几何截面机构的流道尺寸；若实测流速＞流速范围最大值，则认为压气机的压力太大，宜加大可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已加大至最大，而实测流速仍＞范围最大值时，说明压气机压力太大，只有通过旁通阀泄压；在ECU中存储着进气流速与可变几何截面机构流道尺寸的对应关系；当已知实际流速的改变值后，可算出流道尺寸的改变值，从而可换算成执行器的改变量。

9.根据权利要求1所述的执行器还可以是这样的：包括一曲柄和一驱动系统；曲柄的一端与扇齿轮转轴的外露端固接，其另一端与驱动系统中的滑杆外露端铰接；驱动系统与涡轮壳连接，该连接方式为固接、铰接二者之一；ECU控制滑杆的轴向移动量，并通过曲柄、扇齿轮，改变外环的转角位置，从而达到改变几何截面机构的流道尺寸的目的。

10.根据权利要求1所述的执行器还可以是这样的：包括一齿条、一小齿轮和一驱动系统；齿条固接在驱动系统中的滑杆外露端上，并与小齿轮啮合传动；小齿轮固接在扇齿轮转轴的外露端上；驱动系统固接在涡轮壳上；ECU控制滑杆的轴向移动量，并通过齿条、小齿轮和扇齿轮，改变外环的转角位置，从而达到改变可变几何截面机构的流道尺寸的目的。

11.根据权利要求9或10所述的驱动系统的结构可以是这样的：包括一单杆活塞气缸；活塞缸由缸筒、活塞、活塞杆和一复位弹簧构成；活塞杆即为驱动系统中的滑杆；活塞缸的进气孔与压气机的排气端相贯通；当该排气端压力增大时，活塞压迫弹簧，并移动一定路程；活塞移动路程越大，则外环的转角越大，即可变几何截面机构的流道尺寸越大。

12.根据权利要求9或10所述的驱动系统的结构还可以是这样的：包括一内含铁芯的比例控制型平动电磁阀、一铁芯复位弹簧、一输入到电磁阀线圈的可调脉冲信号占空比的电路；铁芯即为驱动系统中的滑杆；电磁阀体连接在涡轮壳上；ECU通过控制输入电磁阀线圈的脉冲信号占空比来控制磁场强度，以改变铁芯在电磁阀中的轴向位置；执行器上还可装有一位置传感器，以检测外环的转角位置，即可变几何截面机构流道的尺寸；

ECU的逻辑控制方式，在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，可以是这样的：ECU根据内燃机转速、加速踏板位置、冷却液温度、工况等各种传感器的输入信号，确定当时的供油量和最佳进气量；根据内燃机转速，算出各气缸吸气行程时间；取最佳进气时间范围为气缸吸气行程时间乘以某个百分比范围；再根据最佳进气量、内燃机进气管面积，算出进气流速范围；实测当时的内燃机进气管气流流速，并与算出的流速范围比较；若实测流速＜流速范围最小值，则认为压气机的压力不够大，需减小可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已减至最小，而实测流速仍＜流速范围最小值时，有二选择：一是就这样的油量+不够的进气量，二是启动其它动力源，向进气管补气；若实测流速在流速范围内，则认为压气机压力刚好，不改变可变几何截面机构的流道尺寸；若实测流速＞流速范围最大值，则认为压气机的压力太大，宜加大可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已加大至最大，而实测流速仍＞范围最大值时，说明压气机压力太大，只有通过旁通阀泄压；在ECU中存储着进气流速与可变几何截面机构流道尺寸的对应关系；当已知实际流速的改变值后，可算出流道尺寸的改变值，从而可换算成执行器的改变量。

13.根据权利要求9或10所述的驱动系统的结构还可以是这样的：包括一步进电机和一丝杠机构；丝杠机构置于电机中，将电机的旋转运动转变为丝杠的轴向平动；丝杠即为驱动系统中的滑杆；电机连接在涡轮壳上；ECU通过对电机定子线圈通电顺序和输入脉冲数量的控制，以控制电机的正反转和转动量；对ECU进行这样的技术设计：ECU中设有专用的电机正反转脉冲数总和寄存器，以随时计算电机的最终转动量，从而可计算出当时外环的转角位置和流道的尺寸，每次内燃机点火开关关闭后，蓄电池继续给ECU和电机供电，ECU控制电机回到初始位置，寄存器置零，此时可变几何截面机构的流道尺寸最小；

ECU的逻辑控制方式，在涡轮机与压气机组合成增压器的场合，可以是这样的：ECU根据内燃机转速、加速踏板位置、冷却液温度、工况等各种传感器的输入信号，确定当时的供油量和最佳进气量；根据内燃机转速，算出各气缸吸气行程时间；取最佳进气时间范围为气缸吸气行程时间乘以某个百分比范围；再根据最佳进气量、内燃机进气管面积，算出进气流速范围；实测当时的内燃机进气管气流流速，并与算出的流速范围比较；若实测流速＜流速范围最小值，则认为压气机的压力不够大，需减小可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已减至最小，而实测流速仍＜流速范围最小值时，有二选择：一是就这样的油量+不够的进气量，二是启动其它动力源，向进气管补气；若实测流速在流速范围内，则认为压气机压力刚好，不改变可变几何截面机构的流道尺寸；若实测流速＞流速范围最大值，则认为压气机的压力太大，宜加大可变几何截面机构的流道尺寸，当流道已加大至最大，而实测流速仍＞范围最大值时，说明压气机压力太大，只有通过旁通阀泄压；在ECU中存储着进气流速与可变几何截面机构流道尺寸的对应关系；当已知实际流速的改变值后，可算出流道尺寸的改变值，从而可换算成执行器的改变量。

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