CN103925073A - 用于检测涡轮增压器退化的方法和系统 - Google Patents

Abstract

多种方法和系统被用于检测涡轮增压器退化。本发明公开一种用于检测涡轮增压器退化的方法和系统，所述方法包括基于来自涡轮机速度传感器的输出检测涡轮机转子的轴向位置，并且如果所述轴向位置距离基本位置的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。

Description

用于检测涡轮增压器退化的方法和系统

技术领域

本发明披露的主题的实施例涉及连接到内燃机的涡轮增压器（turbocharger）。

背景技术

涡轮增压器是用于通过使用压缩机将空气压缩到发动机中而增加发动机功率输出的装置，所述压缩机由从热发动机废气中收集能量的涡轮机驱动。涡轮增压器通常以非常高的速度（例如25000RPM）运行，因此在高速运行期间涡轮增压器的退化可导致灾难性的损害。可以使用一个或多个传感器监控涡轮增压器功能，并且如果指示退化，则可以关闭发动机。然而，一些类型的涡轮增压器退化可能难以检测。此外，涡轮增压器传感器自身可能易于发生退化。

发明内容

在一个实施例中，一种方法包括接收来自涡轮机速度传感器的输出，所述涡轮机速度传感器可操作地耦合至涡轮增压器的涡轮机转子；以及基于所述输出指示涡轮增压器的涡轮增压器退化。

其中，基于来自涡轮机速度传感器的输出检测涡轮机转子的轴向位置，其中如果所述轴向位置距离基本位置（base position）的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。这样，涡轮增压器退化可基于来自涡轮机速度传感器的输出来进行确定。

其中，检测所述轴向位置包括检测连接至所述涡轮机转子的止推环的位置，当所述涡轮机转子处于所述基本位置上时所述止推环与所述涡轮机速度传感器对齐。

其中，来自所述涡轮机速度传感器的所述输出是电压输出，并且基于来自所述涡轮机速度传感器的所述电压输出确定所述止推环的所述位置。

其中，如果来自所述涡轮机速度传感器的所述电压输出小于指定电压，则指示所述止推环已发生移动，不再与所述涡轮机速度传感器对齐。

所述的方法进一步包括基于来自所述涡轮机速度传感器的所述输出，确定当所述涡轮机转子处于所述基本位置上时所述涡轮机转子的速度。

所述的方法进一步包括如果指示涡轮增压器退化则停止发动机运行。

所述的方法进一步包括如果指示涡轮增压器退化则降低发动机功率。

在一个实施例中，一种方法包括接收来自与涡轮增压器的涡轮机转子可操作地连接的涡轮机速度传感器的输出，并且基于所述输出指示涡轮增压器的涡轮增压器退化。例如，所述方法可包括基于来自涡轮机速度传感器的输出检测涡轮机转子的轴向位置，并且如果所述轴向位置距离位置的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。这样，涡轮增压器退化可基于来自涡轮机速度传感器的输出来进行确定。

在一个实施例中，一种方法包括：来自涡轮机速度传感器的输出为电压输出；所述方法进一步包括：基于所述电压输出确定涡轮机转子的涡轮机速度；以及如果所述电压输出小于指定电压，则指示涡轮增压器退化。

其中，基于所述涡轮增压器的止推环的多个切口经过所述涡轮机速度传感器的频率确定涡轮机速度。

其中，所述指定电压是当所述多个切口之一经过所述涡轮机速度传感器时并且当所述止推环的中心轴与所述涡轮机速度传感器的中心轴对齐时所述涡轮机速度传感器的电压输出。

其中，所述止推环连接至所述涡轮机的转子，并且其中所述涡轮增压器退化包括所述转子偏离基本位置的轴向偏移。

所述的方法进一步包括如果指示涡轮增压器退化则停止发动机运行。

所述的方法进一步包括如果指示涡轮增压器退化则降低发动机功率。

在一个实施例中，一种涡轮增压器系统，其包括：包含转子的涡轮机；连接至所述转子的止推环；涡轮机速度传感器；以及控制器，所述控制器配置用于：基于来自所述涡轮机速度传感器的输出确定所述止推环的轴向位置；以及如果所述轴向位置距离基本位置的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。

其中，所述基本位置包括与所述涡轮机速度传感器的中心轴对齐的所述止推环的中心轴。

其中，所述止推环包括横截面形状为半圆峰的外周向边缘，并且其中当所述转子的所述轴向位置处于所述基本位置上时，所述峰与所述涡轮机速度传感器的所述中心轴对齐。

其中，所述止推环包括横截面形状为带切口正方形的外周向边缘，并且其中所述带切口正方形的切口内边缘位于距离所述止推环中心轴的所述阈值距离处。

其中，所述止推环包括横截面形状为具有最大铁密度的I型梁的外周向边缘，当所述转子的所述轴向位置处于所述基本位置上时，所述I型梁与所述涡轮机速度传感器的所述中心轴对齐。

其中，所述控制器进一步配置用于基于所述止推环与所述涡轮机速度传感器之间的相互作用确定涡轮机速度。

其中，所述止推环包括多个切口，并且其中所述涡轮机速度基于这些切口经过所述涡轮机速度传感器的频率来确定。

应了解，以上简述用于提供选定概念的简化形式，以下详细说明中将对其进一步描述。它并不旨在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，所要求保护的主题的范围仅由详细说明后的权利要求书界定。此外，要求保护的主题并不只限于克服上文中或本发明任何部分中指出的任何缺点的实施方案。

附图说明

参考附图阅读以下非限定性实施例的描述可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了车辆系统的实施例。

图2示出了可安装在图1车辆系统中的涡轮增压器的实施例。

图3A至图3D示出了止推环几何结构的各种实施例。

图4是示出了根据本发明实施例用于检测涡轮增压器退化的方法的流程图。

图5是示出涡轮机速度传感器电压输出随着涡轮机转子轴向位置变化的实例的图。

具体实施方式

以下说明涉及检测涡轮增压器退化的多个实施例。所述涡轮增压器包括具有涡轮机转子的涡轮机，所述涡轮机转子是所述涡轮机的旋转组件。涡轮增压器的速度可通过涡轮机速度传感器来监控。然而，涡轮机速度传感器暴露于高排气温度下并且根据传感器的配置而易于发生故障。涡轮机速度传感器故障可导致涡轮增压器退化的不准确指示和不必要的发动机关闭。为了减轻涡轮机速度传感器故障，可通过可变磁阻传感器监控涡轮机速度，所述可变磁阻传感器与标准速度传感器相比热容量增加。

可变磁阻传感器输出依赖于径向气隙和相对于涡轮机转子的轴向位置。因此，随着所述气隙大小增加和/或所述涡轮机转子的轴向位置改变，所述传感器的输出可降低。在多个实施例中，止推环连接至所述涡轮机转子；因此，止推环位置的改变可以指示整个转子位置的改变。如果传感器电压输出意外地降低（例如低于指定值），则可以指示转子的轴向偏移。

在一个实施例中，涡轮增压器可连接至车辆的发动机。使用机车系统来举例说明具有可附接有一个涡轮增压器或多个涡轮增压器的发动机的车辆类型中的一种。其他类型的车辆可包括其他类型的轨道车辆、公路车辆以及除轨道车辆之外的非公路车辆，如采矿设备和海洋船只。本发明的其他实施例可用于连接至固定发动机的涡轮增压器。所述发动机可以是柴油机，或者可以燃烧另一种燃料或燃料组合。这些替代燃料可包括汽油、煤油、生物柴油、天然气以及乙醇。合适发动机可使用压缩点火和/或火花点火。

图1示出了车辆系统100的示例性实施例的框图，在此描绘为轨道车辆106（例如机车），所述轨道车辆106配置用于通过多个车轮112而在轨道102上运行。如所描绘的，轨道车辆106包括具有发动机104的发动机系统。

所述发动机104接收来自进气通道114的进气以供燃烧。进气通道114接收来自空气过滤器（未显示）的环境空气，所述空气过滤器过滤来自轨道车辆106外部的空气。将通过在发动机104中燃烧所产生的废气供应到排气通道116中。废气流过排气通道116并且流出轨道车辆106的排气管。发动机系统包括布置在进气通道114与排气通道116之间的涡轮增压器120（“TURBO”）。所述涡轮增压器120增加所吸入到进气通道114中的环境空气的空气充量（air charge），以便在燃烧期间提供更大的充量密度，从而增加功率输出和/或发动机运行效率。涡轮增压器120可包括至少部分由涡轮机（在图1中未显示）驱动的压缩机（在图1中未显示）。虽然在此情况下示出单个涡轮增压器，但系统可包括多个涡轮机和/或压缩机级。所述涡轮增压器在下文中参考图2进行更详细描述。

在一些实施例中，所述车辆系统100可进一步包括连接在涡轮增压器120上游或下游排气通道中的废气处理系统。在一个示例性实施例中，所述废气处理系统可包括柴油氧化催化剂（DOC）和柴油微粒过滤器（DPF）。在其他实施例中，废气处理系统可另外或替代地包括一个或多个排放控制装置。这些排放控制装置可包括选择性催化还原（SCR）催化剂、三元催化剂、NOx捕集器或者各种其他装置或系统。

轨道车辆106进一步包括控制器148以控制与车辆系统100相关的各种部件。在一个实例中，控制器148包括计算机控制系统。控制器148进一步包括计算机可读的存储介质（未显示），所述存储介质包括用于实现车载监控和控制轨道车辆运行的代码。控制器148在监视车辆系统100的控制和管理的同时，可配置用于接收来自多个发动机传感器150的信号，如本说明书进一步阐述的，以便确定运行参数和运行条件并且相应调整多个发动机致动器（actuators）152从而控制轨道车辆106的运行。例如，控制器148可接收来自多个发动机传感器150的信号，包括但不限于发动机速度、发动机负荷、增压压力、排气压力、环境压力、排气温度、涡轮机速度等。相应地，控制器148可以通过向多个部件如牵引电动机、交流发电机、汽缸阀、节流阀等发送指令来控制车辆系统100。

在一个实施例中，所述控制器可包括用于报告涡轮机速度测量装置输出或基于速度测量装置输出而确定的涡轮增压器退化（degradation）中的二者之一或二者的通信系统，如将在下文中更详细描述的。

图2示出了可连接至发动机的涡轮增压器200（如在上文中参考图1描述的涡轮增压器120）的实施例。在一个实例中，所述涡轮增压器可用螺栓固定到所述发动机上。在另一个实例中，所述涡轮增压器200可连接在发动机的排气通道和进气通道之间。在其他实例中，所述涡轮增压器可通过其他任何合适方式连接至所述发动机。

涡轮增压器200包括涡轮机级202和压缩机204。来自发动机的废气通过涡轮机级202，并且来自废气的能量转变为使轴206旋转的转动动能，所述轴206继而驱动压缩机204。环境进气在吸入通过旋转压缩机204时被压缩（例如，空气压力增加），以使得可以将更大质量的空气传送到发动机汽缸中。

涡轮增压器包括外壳210。在一些实施例中，涡轮机级202和压缩机204可具有分开的外壳，这些外壳例如用螺栓固定在一起以使得形成单个单元（例如，涡轮增压器200）。例如，所述涡轮增压器可具有由铸铁制成的外壳并且所述压缩机可具有由铝合金制成的外壳。

所述涡轮增压器200进一步包括支撑轴206的轴承208，以使得所述轴206可以进行高速旋转而摩擦减小。如图2描绘的，涡轮增压器200进一步包括两个非接触式密封（例如迷宫式密封），即位于油室212与涡轮机202之间的涡轮迷宫式密封214以及位于油室212与压缩机204之间的压缩机迷宫式密封216。

废气可通过进口如气体进口过渡区220进入并且经过突鼻件（nose piece）222。喷嘴环224可包括周向地布置以形成完全360°组件的机翼形轮叶（vane）。喷嘴环224可用于将废气最适宜地引导到涡轮盘/叶片组件，包括连接至轴206的叶片226和涡轮盘228。在一些实施例中，涡轮盘和叶片可以是称为涡轮整体叶盘（turbine blisk）的一个整体部件。涡轮机的旋转组件（包括涡轮盘、叶片和轴）可合称为涡轮机转子。

叶片226可以是从涡轮盘228向外延伸的机翼形叶片，所述机翼形叶片围绕发动机的中心线轴旋转。环形护罩230连接至外壳上的护罩安装凸缘232处，并且经布置来紧密围绕叶片226并因此限定流过涡轮机级202的排出气流的流动路径边界。

涡轮增压器200可进一步包括速度传感器234。速度传感器234可配置用于基于速度传感器234与涡轮增压器带切口轮或齿轮之间的相互作用确定涡轮机转子的速度。在图2示出的实例中，速度传感器234设置为邻近于涡轮机止推环236。涡轮机止推环236可以是环形形状并且大体围绕轴206的一部分。因此，止推环236可以与轴206一起旋转。止推环236可以包括多个切口，当这些切口与速度传感器234的中心轴对齐时，引起速度传感器234的电压输出增加。基于此电压输出的频率，可以确定涡轮增压器的速度。

在一个实例中，速度传感器234可以是可变磁阻传感器。因此，速度传感器234可包括位于速度传感器的邻近于止推环236的表面上的磁铁。当止推环236的一个切口或齿经过速度传感器234的表面时，流过磁铁的磁通量可以增加，从而导致电压信号增加。其他速度传感器也是可能的，如霍尔（Hall）效应传感器。

速度传感器234的信号输出幅度可以是速度传感器234与止推环236之间的距离的函数。此外，信号幅度还可以是止推环236的轴向位置相对于速度传感器234中心轴的函数。即，如果止推环的中心轴与速度传感器的中心轴对齐，且如果止推环在轴向方向（例如，向左或向右）上偏移，则速度传感器的电压输出幅度相对于传感器信号输出可以处于最大值。

可以利用止推环的轴向位置对速度传感器输出的依赖性来确定止推环的轴向位置并且继而确定涡轮增压器的旋转组件的轴向位置。在涡轮增压器制造和/或安装期间，涡轮机转子可以位于基本位置（base position）上。涡轮机转子的基本位置可以是转子的标准未退化位置，其中涡轮盘、轴、轴承、环等处于为获得所希望涡轮增压器效率和性能的指定位置上。如果涡轮机转子的轴向位置偏移出所述基本位置，则如果涡轮增压器继续运行就可发生涡轮增压器和/或其他车辆部件的退化。因此，如果检测到在转子轴向位置上的偏移，则可以禁止涡轮增压器运行和/或可以停止发动机运行。关于响应于涡轮增压器退化而调整发动机运行的另外详细信息将呈现在关于图4的下文中。

如上文解释的，涡轮机转子的位置可以通过来自涡轮机速度传感器的输出来确定。图3A至图3D示出了可提供经优化用于检测转子轴向位置偏移的速度传感器输出的示例性止推环几何结构。

首先参考图3A，示出了速度传感器234一部分的横截面。确切地说，示出了位于止推环236近端的速度传感器234末端。所述速度传感器234末端可包括磁铁，随着止推环236的金属材料经过速度传感器表面，通过所述磁铁的磁通量增加。类似地，还示出了止推环236一部分的横截面。止推环236可包括具有第一几何结构的齿或切口302。切口302在其外周向边缘处可包括凹形半圆结构。例如，此凹形几何结构可以是所述止推环的挡油环的结果。

当所述转子处于其基本位置上时，凹形半圆的中心与速度传感器234的中心轴304对齐。如果转子的轴向位置发生偏移，则随着切口外周向边缘更接近速度传感器的中心线，速度传感器的电压输出可逐渐增加。因为当转子处于基本位置上时（例如，当半圆的中心与中心轴304对齐时）所述速度传感器与所述切口之间的距离对于检测涡轮机速度是最优化的，所以传感器的信号输出不能增加足够容易地检测到涡轮机转子轴向位置的偏移的量。

图3B至图3D示出了适于在转子中发生轴向偏移时引起速度传感器信号电压减小的修改的止推环切口几何结构。图3B示出了止推环236切口306的第二实施例的横截面。切口306在其周向边缘处可包括凸曲面半圆结构。因此，切口306半圆的中心可以比半圆的外边缘更接近（例如，更小的垂直距离）速度传感器234。如果转子在轴向方向上（例如，相对于速度传感器234的中心轴向左或向右）偏移，则切口306与速度传感器234之间的径向气隙增大，从而引起速度传感器的电压输出减小。

图3C示出了止推环236切口308的第三实施例的横截面。切口308在其周向边缘可包括带切口正方形结构。即，所述外周向边缘可以是具有带切口边缘的正方形。因此，与速度传感器234交界的切口308的边缘可跨其表面与速度传感器的距离大体相同，除带切口角之外。如果转子在轴向方向上（例如，相对于速度传感器234的中心轴向左或向右）偏移，则切口308与速度传感器234之间的径向气隙保持不变直到带切口角起点，所述带切口角的起点在图3C中由线310表示。因此，如果转子的轴向位置偏移至带切口角起点（例如，线310）与中心轴304对齐的位置上或所述位置之外，则速度传感器的电压输出将减小。虽然图3C示出了具有单个带切口角的切口308，但是在一些实施例中，两个角都可以切出切口。

切口308的中心（当转子处于其基本位置上时它与中心轴304对齐）与带切口角起点之间的距离可以是转子的指定公差的函数。例如，在涡轮增压器运行期间可以允许所述转子在位置上少量偏移而不引起涡轮增压器的退化。此外，在涡轮增压器制造和安装中的微小变动可导致切口308的中心与中心轴304稍微不对齐，即使当转子处于基本位置中时。为了说明涡轮增压器几何结构中的这些小的移动和/或变化，带切口角与切口308的中心可间隔开指定量以提供转子公差。这样，一旦转子轴向位置移动超出这个指定量，则速度传感器的电压输出只可减小。

图5示出了速度传感器的电压信号输出随着转子轴向位置变化的实例的图500。图5中示出的图可以代表与图3C示出的相似的止推环几何结构，其中两个带切口角各自与切口308的中心间隔大约0.05cm。速度传感器的电压信号输出可以是当涡轮增压器在600RPM下运行时所采集的峰值信号。

如图5所示，当转子处于其基本位置的阈值距离内（这可包括与速度传感器的中心轴对齐）时电压输出可保持大体不变。如果转子从基本位置上偏移超过0.05cm，则传感器的电压输出下降，因为径向气隙随着带切口角居中于速度传感器之上而增加。因此，转子轴向位置（相对于基本位置）可通过速度传感器的电压输出来确定。

返回图3D，它示出了止推环236切口312的第四实施例的横截面。切口312在其周向边缘可包括I型梁结构。切口312的表面可以距离速度传感器234相同距离，不管转子的轴向位置如何（除非转子的位置偏移足够大的量以将止推环从速度传感器处完全移开）。然而，切口312的边缘可配置有跨切口的铁密度（ferrous density）不相等的材料。例如，切口312可包括区域314，所述区域314相对于切口312的剩余面积具有最大铁密度，而铁密度较小的区域围绕着区域314。当转子处于其基本位置时，区域314可与中心轴304对齐。因此，由于区域314的高的铁密度，当转子处于其基本位置上时，速度传感器的电压输出可以处于最大值处并且随着区域314偏移远离中心轴304而减小。

现在转到图4，指示了一种用于确定涡轮增压器退化的方法400。方法400可由控制器（如图1的控制器148）执行，以基于来自涡轮机速度传感器（如传感器234）的反馈确定涡轮增压器转子的轴向位置。

在402中，确定发动机运行参数。发动机运行参数可包括但不限于指定的增压压力、发动机速度和发动机负荷。在404中，方法400包括接收来自涡轮机速度传感器的电压输出。在406中，基于从速度传感器接收的电压输出的频率确定涡轮机速度。在一些实施例中，只要涡轮增压器以高于阈值速度启动和/或旋转就可以确定涡轮机速度，所述阈值速度可基于发动机速度、负荷、指定增压压力等来评估。

在408中，基于速度传感器的输出确定涡轮增压器转子的轴向位置。如上文参考图2和图3A至图3D所解释的，转子的轴向位置可影响涡轮机止推环与速度传感器的对齐。当止推环中心轴与速度传感器中心轴对齐时，每次止推环切口经过速度传感器时速度传感器的电压输出可以是指定的输出。随着转子在轴向位置上偏移，电压输出可以发生改变（例如，它可减小）。因此，基于速度传感器的电压输出幅度可以确定转子的轴向位置。

在410中，确定转子的轴向位置是否处于转子基本位置的阈值距离内。如先前所解释的，基本位置可以是获得所希望涡轮增压器性能的转子指定位置。所述阈值距离可以是允许轴推力面与涡轮轴颈推力面之间的足够间隙的合适距离，并且转子可以在此距离内发生小的移动而不会引起涡轮增压器损害。在一个实例中，阈值距离可以是0.04cm。

如果在410中确定转子轴向位置处于基本位置的阈值距离内，例如如果速度传感器的电压输出处于指定电压的阈值电压内，则方法400进入到412中以指示无退化并维持当前运行参数。然而，如果在410中确定转子轴向位置未处于基本位置的阈值距离内，例如如果速度传感器的电压输出大于或小于指定电压超过阈值量，则方法进入到414中以指示涡轮增压器退化。这可以包括调整发动机运行参数和/或通知车辆操作者。例如，在一些实例中，可以停止（例如，自动停止）发动机运行以防止损害涡轮增压器或邻近的部件。在另一个实例中，可以降低（例如，自动降低）发动机功率。这样做时，可以减小涡轮增压器上的负荷，从而最小化对涡轮增压器的损害而同时仍允许车辆运行。随后，方法400返回。

一个实施例涉及一种方法。所述方法包括接收来自与涡轮增压器的涡轮机转子可操作地耦合的涡轮机速度传感器的输出，并且基于所述输出指示涡轮增压器的涡轮增压器退化。基于来自所述涡轮机速度传感器的输出可以检测涡轮机转子的轴向位置。如果轴向位置距离基本位置的距离大于阈值距离，则可以指示涡轮增压器退化。

可以检测连接至涡轮机转子的止推环位置，其中当涡轮机转子处于基本位置上时止推环与涡轮机速度传感器对齐。在多个实施例中，来自涡轮机速度传感器的输出是电压输出，并且基于来自涡轮机速度传感器的电压输出确定止推环位置。

止推环可以移动使与涡轮机速度传感器不再对齐，并且如果来自涡轮机速度传感器的电压输出小于指定电压则可以指示止推环的移动。也可以基于来自涡轮机速度传感器的输出，确定当涡轮机转子处于基本位置上时涡轮机转子的速度。

在多个实施例中，如果指示涡轮增压器退化，则可以停止发动机运行。在多个实施例中，如果指示涡轮增压器退化，则可以降低发动机功率。

所述方法可进一步包括基于速度传感器的电压输出确定涡轮机转子的涡轮机速度；以及如果电压输出小于指定电压则指示涡轮增压器退化。基于涡轮增压器的止推环的多个切口经过涡轮机速度传感器的频率可以确定涡轮机速度。指定的电压可以是当多个切口之一经过涡轮机速度传感器时并且当止推环的中心轴与涡轮机速度传感器的中心轴对齐时涡轮机速度传感器的电压输出。

止推环可以连接至涡轮机转子，并且涡轮增压器退化可以包括涡轮机转子偏离基本位置的轴向偏移。在多个实施例中，如果指示涡轮增压器退化，则可以停止发动机运行。在多个实施例中，如果指示涡轮增压器退化，则可以降低发动机功率。

一个实施例涉及一种涡轮增压器系统。所述系统包括含有转子的涡轮机、可操作地连接至所述转子的止推环、涡轮机速度传感器以及控制器。所述控制器配置用于基于来自涡轮机速度传感器的输出确定止推环的轴向位置，并且如果所述轴向位置距离基本位置的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。所述基本位置包括止推环中心轴与涡轮机速度传感器中心轴对齐。

在多个实施例中，所述止推环包括横截面形状为半圆峰的外周向边缘，并且其中当转子的轴向位置处于基本位置上时所述峰与涡轮机速度传感器中心轴对齐。在其他实施例中，所述止推环包括横截面形状为带切口正方形的外周向边缘，并且其中带切口正方形的切口内边缘位于距离止推环中心轴的阈值距离处。

在多个实施例中，所述止推环包括横截面形状为具有最大铁密度的I型梁的外周向边缘，当转子的轴向位置处于基本位置上时所述I型梁与涡轮机速度传感器中心轴对齐。

所述控制器可进一步配置用于基于止推环与涡轮机速度传感器之间的相互作用确定涡轮机速度。所述止推环可包括多个切口，并且所述涡轮机速度可基于这些切口经过涡轮机速度传感器的频率来确定。

如本说明书中使用的以单数形式列举或者与“一个”或“一种”结合使用的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤，除非对此类排除做出明确说明。此外，对本发明的“一个实施例”的参考并不旨在解释为排除存在同样包含所述特征的额外实施例。此外，除非明确做出相反规定，“包含”、“包括”或“具有”具有特定性质的一个元件或多个元件的实施例可以包括不具有所述性质的额外的此类元件。术语“包括（including）”和“其中（in which）”用作相应术语“包括（comprising）”和“其中（wherein）”的简明英语等效物。此外，诸如“第一”、“第二”和“第三”等术语仅用作标签，并不旨在用于表示相应对象的数值要求或特定位置顺序。

本说明书使用了各种实例来披露本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的普通技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括本领域的普通技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例具有的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也旨在属于权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种方法，其包括：

接收来自涡轮机速度传感器的输出，所述涡轮机速度传感器可操作地耦合至涡轮增压器的涡轮机转子；以及

基于所述输出指示涡轮增压器的涡轮增压器退化。

2.如权利要求1所述的方法，其中基于来自涡轮机速度传感器的输出检测涡轮机转子的轴向位置；其中如果所述轴向位置距离基本位置的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。

3.如权利要求2所述的方法，其中检测所述轴向位置包括检测连接至所述涡轮机转子的止推环的位置，当所述涡轮机转子处于所述基本位置上时所述止推环与所述涡轮机速度传感器对齐。

4.如权利要求3所述的方法，其中来自所述涡轮机速度传感器的所述输出是电压输出，并且基于来自所述涡轮机速度传感器的所述电压输出确定所述止推环的所述位置。

5.如权利要求4所述的方法，其中如果来自所述涡轮机速度传感器的所述电压输出小于指定电压，则指示所述止推环已发生移动，不再与所述涡轮机速度传感器对齐。

6.如权利要求3所述的方法，其进一步包括基于来自所述涡轮机速度传感器的所述输出，确定当所述涡轮机转子处于所述基本位置上时所述涡轮机转子的速度。

7.如权利要求2所述的方法，其进一步包括如果指示涡轮增压器退化则停止发动机运行或进一步包括如果指示涡轮增压器退化则降低发动机功率。

8.一种方法，其包括：

来自涡轮机速度传感器的输出为电压输出；

所述方法进一步包括：

基于所述电压输出确定涡轮机转子的涡轮机速度；以及

如果所述电压输出小于指定电压，则指示涡轮增压器退化。

9.如权利要求8所述的方法，其中基于所述涡轮增压器的止推环的多个切口经过所述涡轮机速度传感器的频率确定涡轮机速度。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述指定电压是当所述多个切口之一经过所述涡轮机速度传感器时并且当所述止推环的中心轴与所述涡轮机速度传感器的中心轴对齐时所述涡轮机速度传感器的电压输出。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述止推环连接至所述涡轮机的转子，并且其中所述涡轮增压器退化包括所述转子偏离基本位置的轴向偏移。

12.如权利要求8所述的方法，其进一步包括如果指示涡轮增压器退化则停止发动机运行或进一步包括如果指示涡轮增压器退化则降低发动机功率。

13.一种通过如上述权利要求1至12中任一项所述的方法进行退化检测的涡轮增压器系统，其包括：

包含转子的涡轮机；

连接至所述转子的止推环；

涡轮机速度传感器；以及

控制器，所述控制器配置用于：

基于来自所述涡轮机速度传感器的输出确定所述止推环的轴向位置；以及

如果所述轴向位置距离基本位置的距离大于阈值距离，则指示涡轮增压器退化。

14.如权利要求13所述的系统，其中所述止推环包括横截面形状为半圆峰、带切口正方形或具有最大铁密度的I型梁的外周向边缘，其中所述带切口正方形的切口内边缘位于距离所述止推环中心轴的所述阈值距离处，并且其中当所述转子的所述轴向位置处于所述基本位置上时，所述半圆峰或I型梁与所述涡轮机速度传感器的所述中心轴对齐。