CN105715360B - 配平可调式离心压缩机和具有该压缩机的涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

一种用于涡轮增压器的离心压缩机包括在压缩机的空气入口中的入口调整机构，该入口调整机构能够操作以在空气入口中在打开位置和关闭位置之间移动。入口调整机构包括由可旋转的致动器圈致动的几何形状可变的孔口。在关闭位置，孔口的内直径小于压缩机外壳的护罩表面的内直径，并且因此决定压缩机的有效入口直径。在打开位置，孔口不再形成比护罩表面小的内直径，从而使有效入口直径取决于护罩表面。

Description

配平可调式离心压缩机和具有该压缩机的涡轮增压器

技术领域

本公开涉及诸如在涡轮增压器中使用的离心压缩机，并且更具体地涉及其中有效入口面积或直径可针对不同的操作条件调整的离心压缩机。

背景技术

排气驱动的涡轮增压器是结合内燃发动机使用的装置，以用于通过压缩空气而增加发动机的功率输出，所述空气被递送至发动机的进气口以与燃料混合并在发动机中燃烧。涡轮增压器包括在压缩机外壳中安装在轴的一端上的压缩机转轮和在涡轮机外壳中安装在轴的另一端上的涡轮机转轮。通常，涡轮机外壳与压缩机外壳单独地形成，并且存在连接在涡轮机外壳和压缩机外壳之间的又一个中央外壳，以用于包含轴的轴承。涡轮机外壳限定大体上环形的室，该室围绕涡轮机转轮并接收来自发动机的排气。涡轮机组件包括喷嘴，喷嘴从室通入涡轮机转轮中。排气从室通过喷嘴流至涡轮机转轮，并且涡轮机转轮被排气驱动。涡轮机因此从排气提取功率并且驱动压缩机。压缩机通过压缩机外壳的入口接收环境空气，并且空气被压缩机转轮压缩，然后从外壳排放到发动机进气口。

涡轮增压器通常采用离心式(也称为“径向”)压缩机转轮，因为离心压缩机可在紧凑布置中实现相对高的压力比。压缩机的进气在离心式压缩机转轮的导流器（inducer）部分处在大体上轴向的方向上被接收，并且在转轮的出口导流器部分处在大体上径向的方向上被排放。来自转轮的压缩空气被递送至涡壳，并且空气从涡壳供应至内燃发动机的进气口。

压缩机的操作范围是涡轮增压器的总体性能的重要方面。操作范围大体上由在压缩机的操作图上的喘振线和阻流线来定界。压缩机图通常表现为在竖直轴线上的压力比(排出压力Pout除以入口压力Pin)与在水平轴线上的修正的质量流量的关系。在压缩机图上的阻流线位于高流量处，并且表示在一系列压力比下的最大质量流量点的轨迹；即，对于在阻流线上的给定点来说，不可以在维持相同压力比的同时增加流量，因为在压缩机中存在扼流条件。

喘振线位于低流量处并且表示在一系列压力比下没有喘振的最小质量流量点的轨迹；即，对于喘振线上的给定点来说，在不改变压力比的情况下减小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。喘振是一种流不稳定状态，它通常发生在压缩机叶片迎角变得足够大，以至于在压缩机叶片上出现显著的流动分离时。在喘振期间会发生压力波动和倒流。

在用于内燃发动机的涡轮增压器中，当发动机在高负载或扭矩和低发动机速度下操作时，或者当发动机在低速度下操作并且存在高水平的排气再循环(EGR)时，可能发生压缩机喘振。当发动机从高速状态下突然减速时，也可能出现喘振。将压缩机的无喘振操作范围扩大到较低流量是压缩机设计中通常追求的目标。

发明内容

本公开描述了用于离心压缩机的机制和方法，该机制和方法可允许压缩机的喘振线被选择性地向左偏移(即，在给定压力比下，喘振被延迟到较低流量)。本文所述一个实施例包括一种涡轮增压器，其具有以下特征：

涡轮机外壳和涡轮机转轮，涡轮机转轮安装在涡轮机外壳中且连接到可旋转的轴以随轴旋转，涡轮机外壳接收排气并将排气供应至涡轮机转轮；

离心压缩机组件，其包括压缩机外壳和安装在压缩机外壳中的压缩机转轮，压缩机转轮连接到可旋转的轴以随轴旋转，压缩机转轮具有叶片并限定导流器部分，压缩机外壳限定空气入口以用于将空气大体上轴向地引入压缩机转轮的导流器部分，压缩机外壳还限定涡壳以用于接收从压缩机转轮大体上径向向外排出的压缩空气，空气入口具有沿着下游轴向方向延伸轴向长度的内表面，随后是邻近压缩机转轮的叶片的外末端的护罩表面；以及

压缩机入口调整机构，其设置在压缩机外壳的空气入口中并且能够在打开位置和关闭位置之间移动。

入口调整机构包括几何形状可变的孔口。处于关闭位置的几何形状可变的孔口的内直径小于压缩机外壳的护罩表面在压缩机转轮的导流器部分处的内直径，并且几何形状可变的孔口定位成使得在导流器部分处的空气入口的有效直径取决于几何形状可变的孔口的内直径。处于打开位置的几何形状可变的孔口被移动，使得在导流器部分处的空气入口的有效直径取决于护罩表面。

在一个实施例中，几何形状可变的孔口包括形成于两个半环形半块中的环形圈，所述两个半环形半块能够围绕公共轴线枢转，该公共轴线横向延伸至压缩机转轮的旋转轴线。在关闭位置，所述圈的两个半块基本上共平面，以便形成环形圈。在打开位置，所述两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成环形圈。

在另一个实施例中，几何形状可变的孔口包括各自形成于两个半环形半块中的同心的外环形圈和内环形圈，全部四个所述半块都能够围绕公共轴线枢转，所述公共轴线横向地延伸至压缩机转轮的旋转轴线。在关闭位置，外圈的两个半块为基本上共平面的，以便形成外环形圈，并且内圈的两个半块为基本上共平面的，以便形成内环形圈，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于内环形圈的内直径。孔口具有部分打开位置，在该位置，内环形圈的两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成内环形圈，但外环形圈的两个半块仍然为共平面的以形成外环形圈，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于外环形圈的内直径。孔口具有完全打开位置，在该位置，内环形圈的两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成内环形圈，并且在该位置，外环形圈的两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成外环形圈，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于压缩机外壳的护罩表面。

多个同心环形圈的概念可以以与上文所述基本上类似的方式引申至多于两个这样的圈。

在另一个实施例中，几何形状可变的孔口包括：第一环形圈，该第一环形圈具有第一内直径并且位于一平面中且能够围绕枢转轴线枢转，该枢转轴线横向地延伸至压缩机转轮的旋转轴线；以及第二环形圈，该第二环形圈位于围绕所述枢转轴线从第一环形圈的平面角向移位的平面中，并且具有比第一环形圈的第一内直径大的第二内直径。第一和第二环形圈能够作为单元围绕所述枢转轴线枢转。在关闭位置，第一环形圈所处的平面定位成垂直于压缩机转轮的旋转轴线，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于第一环形圈的第一内直径。在部分打开位置，环形圈围绕所述枢转轴线枢转，使得第二环形圈所处的平面定位成垂直于旋转轴线，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于第二环形圈的第二内直径。在完全打开位置，环形圈枢转，使得第一和第二环形圈的平面均不垂直于旋转轴线，并且因此空气入口的有效直径取决于在导流器部分处的压缩机转轮的护罩表面。

在又一个实施例中，几何形状可变的孔口包括共同形成完整的环形圈的多个弓形的局部环区段，所述区段能够径向向内和向外移动。在关闭位置，所述区段被径向向内移动以形成环形圈，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于环形圈的内直径。在打开位置，所述区段被径向向外移动，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于压缩机外壳的护罩表面。

附图说明

已经如此概括地描述了本发明，现在将参考未必按比例绘制的附图，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的涡轮增压器的透视图，其中压缩机外壳的一部分被切除以显示内部细节，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图2是图1的涡轮增压器的轴向剖视图，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图2A是根据图1的实施例的入口调整机构的一部分的分解图；

图2B是处于关闭位置(即，具有配平减少量)的入口调整机构的一部分的透视图；

图2C类似于图2B，示出了入口调整机构的打开位置(即，无配平减少量)；

图3是类似于图1的视图，但入口调整机构处于打开位置；

图4是类似于图2的视图，但入口调整机构处于打开位置；

图5是根据本发明的另一个实施例的涡轮增压器的透视图，其中压缩机外壳的一部分被切除以显示内部细节，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图6是图5的涡轮增压器的轴向剖视图，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图6A是处于关闭位置(即，最大配平（trim）减少量)的根据图5的实施例的入口调整机构的透视图；

图6B类似于图6A，示出了处于部分打开位置(即，中等配平减少量)的入口调整机构；

图6C类似于图6A和6B，其中入口调整机构处于完全打开位置(即，无配平减少量)；

图7是类似于图5的视图，但入口调整机构处于部分打开位置；

图8是类似于图6的视图，其中入口调整机构处于部分打开位置；

图9是类似于图5的视图，但入口调整机构处于完全打开位置；

图10是类似于图6的视图，其中入口调整机构处于完全打开位置；

图11是根据本发明的又一个实施例的涡轮增压器的透视图，其中压缩机外壳的一部分被切除以显示内部细节，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图12是图11的涡轮增压器的轴向剖视图，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图13是根据本发明的又一个实施例的涡轮增压器的透视图，其中压缩机外壳的一部分被切除以显示内部细节，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图13A是处于关闭位置的可旋转的致动器圈和圈区段的透视图；

图14是图13的涡轮增压器的轴向剖视图，其中，入口调整机构处于关闭位置；

图15是类似于图13的视图，其中入口调整机构处于打开位置；

图15A是处于打开位置的类似于图13A的视图；以及

图16是类似于图14的视图，其中入口调整机构处于打开位置。

具体实施方式

现在将在下面参照附图更全面地描述本发明，附图中示出了发明的一些但非全部实施例。当然，这些发明可以许多不同的形式实施且不应该被理解为仅限于本文所阐述的实施方式；相反地，提供这些实施方式使得本公开将满足可适用的法定要求。在全文中相同的附图标记表示相同的元件。

在图2的剖视图和图1的透视图中示出了根据本发明的一个实施例的涡轮增压器10。涡轮增压器包括压缩机12，压缩机12具有在可旋转的轴18的一端上安装在压缩机外壳16中的压缩机转轮或叶轮14。压缩机外壳限定空气入口17，以用于将空气大体上轴向地引入压缩机转轮14中。轴18被支撑在轴承19中，轴承19安装在涡轮增压器的中央外壳20中。轴18由涡轮机转轮22旋转，涡轮机转轮22相对于压缩机转轮安装在轴18的另一端上，从而可旋转地驱动压缩机转轮，压缩机转轮压缩通过压缩机入口吸入的空气并且将压缩空气从压缩机转轮大体上径向向外地排放到涡壳21中，以用于接收压缩空气。空气被从涡壳21引导至内燃发动机(未示出)的进口，以用于增强发动机的性能。

压缩机外壳16限定护罩表面16s，护罩表面16s紧邻压缩机叶片的径向外部末端。护罩表面16s限定弯曲轮廓，该弯曲轮廓大体上平行于压缩机转轮的轮廓。在压缩机转轮的导流器部分14i的入口处，护罩表面16s的直径略大于导流器部分14i的直径。

涡轮增压器还包括容纳涡轮机转轮22的涡轮机外壳24。涡轮机外壳限定大体上环形的室26，室26围绕涡轮机转轮并且接收来自内燃发动机的排气以用于驱动涡轮机转轮。排气从室26大体上径向向内地通过涡轮机喷嘴28被导向至涡轮机转轮22。当排气流过涡轮机转轮的叶片30之间的通道时，气体膨胀至较低压力，并且从转轮排出的气体通过涡轮机外壳中的大体上轴向的内孔32离开涡轮机外壳。

根据本发明，涡轮增压器的压缩机包括入口调整机构100，入口调整机构100设置在压缩机外壳的空气入口17中并且能够在打开位置(图3和4)和关闭位置(图1和2)之间移动。入口调整机构包括几何形状可变的孔口110。处于关闭位置的几何形状可变的孔口的内直径d _or 小于在压缩机转轮的导流器部分处的压缩机外壳的护罩表面16s的内直径，并且处于关闭位置的几何形状可变的孔口定位成使得在导流器部分处的空气入口的有效直径取决于几何形状可变的孔口的内直径d _or 。处于打开位置的几何形状可变的孔口被移动远离导流器部分14i，使得在导流器部分处的空气入口的有效直径取决于护罩表面16s。

几何形状可变的孔口110与上游的压缩机转轮14的导流器14i间隔开尽可能小的距离，以便使孔口对在导流器部分处的空气入口的有效直径的影响最大化。

更具体地讲，在图1-4的实施例中，几何形状可变的孔口110包括形成于两个半环形半块120a和120b中的环形圈120，两个半环形半块120a和120b能够围绕公共轴线A (图1)枢转，该公共轴线横向地延伸至压缩机转轮的旋转轴线(即，轴18的轴线)。特别参照图2A-C，圈半块120a在该圈半块的直径上相对的位置处附接到轮轴122a和123a。另一圈半块120b在该圈半块的直径上相对的位置处附接到轮轴122b和123b。轮轴122a具有中心内孔，轮轴122b被接纳在该内孔中，从而使轮轴122b能在该内孔中旋转。轮轴123b具有中心内孔，轮轴123a被接纳在该内孔中，从而使轮轴123a能在该内孔中旋转。轮轴122a在其径向外部部分处具有齿轮122ag，齿轮122ag接合在邻近轮轴122a设置的可旋转的致动器圈126上的齿轮126ag，并且轮轴齿轮122ag与圈齿轮126ag啮合。轮轴齿轮122ag周向延伸足够的角度范围，从而使其在圈半块120a的整个90度旋转过程中与圈齿轮126ag保持啮合，该旋转通过致动器圈126围绕其中心轴线旋转而实现。类似地，轮轴123b在其径向外部部分处具有齿轮123bg，齿轮123bg接合在邻近轮轴123b设置的可旋转的致动器圈126上的齿轮126bg，并且轮轴齿轮123bg与圈齿轮126bg啮合。轮轴齿轮123bg周向延伸足够的角度范围，从而使其在圈半块120b的整个90度旋转过程中与圈齿轮126bg保持啮合，该旋转通过致动器圈126围绕其中心轴线旋转而实现。如图2B所示，当致动器圈126在一个方向上旋转时，圈半块120a和120b被枢转至关闭位置。当致动器圈在图2C中不同的方向上旋转时，圈半块被枢转至打开位置。

在图1、2和2B的关闭位置，圈的两个半块120a、120b为基本上共平面的，以便形成环形圈120。在该位置，孔口110限定内直径d _or ，使得进入导流器部分14i的有效入口直径相对于在不存在孔口时的情况减小。

在图2C、3和4的打开位置，两个半块120a、120b在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成环形圈。如在图3中最清楚地看到的，在该打开位置，圈半块为流提供相对小的阻碍，因此流填充整个入口17，使得有效入口直径取决于压缩机外壳的护罩表面16s的直径。在打开位置，圈定向成平行于入口中的流。圈的构型应被优化，以便使损耗最小化。例如，圈可被设计成在其外径和内直径(TE & LE，当平行于流时)处较薄，以使在转轮入口处的流分离和变形最小化。

在低流量(例如，低发动机速度)下，入口调整机构100可被置于图1、2和2B的关闭位置。这可具有减小有效入口直径和因此增加进入压缩机转轮的流速的效应。结果将是压缩机叶片迎角减小，从而有效地稳定流(即，使叶片失速和压缩机喘振较不可能)。换句话讲，压缩机的喘振线将被移动至较低流量(在压缩机压力比与流量的关系图上向左)。

在中等或较高流量下，入口调整机构100可如在图2C、3和4中那样被打开。因此，压缩机恢复其高流量性能和阻流，基本上就像入口调整机构不存在一样，并且就像压缩机具有与在转轮的导流器部分处的转轮直径相匹配的常规入口一样。

图5-10示出了本发明的第二实施例。第二实施例的涡轮增压器10'大体上类似于上述第一实施例，所不同的是入口调整机构200的构型。第二实施例的入口调整机构200包括几何形状可变的孔口，该孔口大致包括两个环形圈，即，外圈220和内圈224，这两个环形圈中的每一个均形成于两个半块中，圈半块全部能够围绕公共轴线枢转，该公共轴线横向地延伸至压缩机转轮的旋转轴线，类似于上述第一实施例那样。因此，外圈220形成于两个半块220a和220b中。特别参照图6A-C，圈半块220a在该圈半块的直径上相对的位置处附接到轮轴222a和223a。另一圈半块220b在该圈半块的直径上相对的位置处附接到轮轴222b和223b。轮轴222a具有中心内孔，轮轴222b被接纳在该内孔中，从而使轮轴222b能在该内孔中旋转。轮轴223b具有中心内孔，轮轴223a被接纳在该内孔中，从而使轮轴223a能在该内孔中旋转。轮轴222a在其径向外部部分处具有齿轮222ag，齿轮222ag接合在邻近轮轴222a设置的可旋转的第一致动器圈226上的齿轮226ag，并且轮轴齿轮222ag与圈齿轮226ag啮合。轮轴齿轮222ag周向延伸足够的角度范围，从而使其在圈半块220a的整个90度旋转过程中与圈齿轮226ag保持啮合，该旋转通过第一致动器圈226围绕其中心轴线旋转而实现。类似地，轮轴223b在其径向外部部分处具有齿轮223bg，齿轮223bg接合在邻近轮轴223b设置的第一致动器圈126上的齿轮226bg，并且轮轴齿轮223bg与圈齿轮226bg啮合。轮轴齿轮223bg周向延伸足够的角度范围，从而使其在圈半块220b的整个90度旋转过程中与圈齿轮226bg保持啮合，该旋转通过第一致动器圈226围绕其中心轴线旋转而实现。

内圈224的两个半块224a和224b由第二致动器圈228类似地致动，第二致动器圈228具有齿轮228ag和228bg，齿轮228ag和228bg分别与形成于轮轴225a和227b上的齿轮225ag和227bg接合，轮轴225a和227b分别附接到圈半块224a和224b。轮轴225a被接纳在轮轴222b的中心内孔中且能够在该内孔中旋转，并且轮轴227b被接纳在轮轴223a的中心内孔中且能够在该内孔中旋转。

如图6B所示，当第一致动器圈226在一个方向上旋转时，内圈半块224a和224b被枢转至其打开位置；在另一方向上旋转圈226将圈半块224a、224b枢转至其如在图6A中的关闭位置。如图6C所示，当第二致动器圈228在一个方向上旋转时，外圈半块220a和220b被枢转至其打开位置；在另一方向上旋转圈226将圈半块220a、220b枢转至其如在图6A中的关闭位置。

在图5和6A的关闭位置，外圈的两个半块220a、220b为基本上共平面的，以便形成外圈220，并且内圈的两个半块224a、224b为基本上共平面的，以便形成内圈224。在该位置，如图6所示，两个圈220和224用作单个圈，该圈的内直径d _in 等于内圈224的内直径。因此，孔口整体上具有内直径d _in ，使得进入导流器部分14i的有效入口直径取决于内圈的内直径。这是最大配平（trim）减小位置。

该实施例也能够实现入口调整机构的部分打开位置(即，中等配平减少量)，如图6B、7和8所示。部分打开位置的特征在于，内圈的半块224a、224b在相对的方向上被枢转，使得它们不再形成环形圈，同时外圈的半块220a、220b仍为共平面的，并且形成外圈。内圈的半块因此不再形成对流的显著阻碍，因为它们与流大体上对齐，并且因此孔口直径由外圈的内直径d _out 限定，如在图8中最清楚地看到的。进入导流器部分14i的有效入口直径因此取决于d _out 。

最后，在图6C、9和10的完全打开位置，两个内圈半块220a、220b在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成内圈，并且两个外圈半块224a、224b也在相对的方向上枢转，从而使它们不再形成外圈。如在图9中最清楚地看到的，在该打开位置，圈半块为流提供相对小的阻碍，因此流填充整个入口17，使得有效入口直径取决于压缩机外壳的护罩表面16s的直径。

在低流量(例如，低发动机速度)下，入口调整机构200可被置于图5、6和6A的关闭位置。这可具有减小有效入口直径和因此增加进入压缩机转轮的流速的效应。结果将是压缩机叶片迎角减小，从而有效地稳定流(即，使叶片失速和压缩机喘振较不可能)。换句话讲，压缩机的喘振线将被移动至较低流量(在压缩机压力比与流量的关系图上向左)。

在中等流量下，入口调整机构200可如在图6B、7和8中那样被部分地打开。这可具有减小有效入口直径以对应于外圈直径和因此增加进入压缩机转轮的流速的效应。结果将是压缩机叶片迎角减小，从而有效地稳定在压缩机处的流动。

在高流量下，入口调整机构可如在图6C、9和10中那样被完全打开。因此，压缩机恢复其高流量性能和阻流，基本上就像入口调整机构不存在一样，并且就像压缩机具有与在转轮的导流器部分处的转轮直径相匹配的常规入口一样。

因此，两个同心的孔口圈220、224为压缩机提供三个不同的配平设置。

本领域的技术人员将容易认识到，如上所述形成于半块中的多个同心孔口圈的概念能被容易地引申至多于两个这样的孔口圈。例如，可提供三个这样的圈，以用于为压缩机提供四个不同的配平设置。

图11-12中描绘了本发明的第三实施例。第三实施例的涡轮增压器10"大体上类似于第一和第二实施例的涡轮增压器，主要区别在于入口调整机构300的结构。第三实施例的入口调整机构是具有刚性的一体式内圈320的几何形状可变的孔口，内圈320接合到刚性一体式外圈324，使得这两个圈所处的相应的平面彼此角向移位。在图示实施例中，角向位移为基本上90度，但位移为90度不是必要的；仅需要位移足够大，以使得当圈中的一个具有垂直于压缩机转轮的轴线的平面时，另一个圈不对空气流提供任何显著的阻碍，并且因此不充当孔口。然而，一般来讲，90度的位移是有利的，因为不活动的圈将与流对齐，并且因此将造成最少的流扰动。

两个接合的圈320、324附接到轮轴322，轮轴322能够在形成于支撑构件326中的内孔内枢转。孔口结构因此能够围绕由轮轴限定的轴线枢转。内圈320限定比外圈324的内直径小的内直径，并且两个圈的内直径均小于压缩机护罩表面16s的直径。如在图11和12中那样，当内圈320定位成垂直于流时，内圈的内直径决定孔口直径。当该结构被枢转以将外圈324放置成垂直于流(未示出)时，设定孔口直径的是外圈，该孔口直径大于由内圈提供的直径。因此，可由几何形状可变的孔口300提供两个不同的有效入口直径。

作为该实施例的变型，可存在仅单个圈，该圈的内直径相对于护罩直径16s减小。圈被设定为在打开位置平行于流，并且在关闭位置垂直于流。

另一个变型包括多个同心的一体式圈，它们能够围绕公共轴线独立地枢转(类似于图5-10的实施例)，每个圈能够在平行于流和垂直于流的位置之间枢转。可存在这样的同心一体式圈中的两个或更多个。

最后，在图13-16中示出了本发明的第四实施例。第四实施例的涡轮增压器10'''大体上类似于此前的实施例的涡轮增压器，主要区别在于几何形状可变的孔口400的结构和功能。几何形状可变的孔口400包括共同形成完整的环形圈404的多个弓形的局部环区段402。各区段能够在关闭位置和打开位置之间径向向内和向外移动。在关闭位置，各区段被径向向内移动以形成环形圈404，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于环形圈的内直径。在打开位置，各区段被径向向外移动，使得在压缩机转轮的导流器部分处的空气入口的有效直径取决于压缩机外壳的护罩表面16s。区段402可由任何合适的机构致动，以在打开位置和关闭位置之间移动。例如，区段402可在环形轨道408内移动，并且臂406可附接到区段，该臂从区段径向向外延伸以用于接合在限定在可旋转的致动器圈410中的狭槽412中。圈410的旋转造成臂406沿着狭槽412行进，狭槽412的半径在周向方向上变化，使得径向移动被施加到臂406和因此区段402。通过在一个方向上旋转圈410，区段402径向向内移动；在相对的方向上旋转圈使区段径向向外移动。

几何形状可变的孔口的关闭位置在图13和14中示出，打开位置在图15和16中示出。

受益于以上描述和相关联的附图中提出的教导的发明所涉及的领域的技术人员将会想到本文阐述的这些发明的许多修改和其它实施例。因此，应当理解本发明不限于公开的具体实施例，并且修改和其它实施例旨在涵盖在所附权利要求的范围内。尽管本文使用特定的术语，但是它们是在一般和描述的意义上使用的而非用于限制性的目的。

Claims (4)

1.一种涡轮增压器，包括：

涡轮机外壳和涡轮机转轮，所述涡轮机转轮安装在所述涡轮机外壳中且连接到可旋转的轴以随所述轴旋转，所述涡轮机外壳接收排气并将所述排气供应至所述涡轮机转轮；

离心压缩机组件，其包括压缩机外壳和压缩机转轮，所述压缩机转轮安装在所述压缩机外壳中并连接到可旋转的轴以随所述轴旋转，所述压缩机转轮具有叶片并限定导流器部分，所述压缩机外壳限定空气入口以用于将空气大体上轴向地引入所述压缩机转轮，所述压缩机外壳还限定涡壳以用于接收从所述压缩机转轮大体上径向向外排出的压缩空气，所述空气入口具有沿着下游方向延伸轴向长度的内表面，随后是邻近所述压缩机转轮的所述叶片的外末端的护罩表面；以及

压缩机入口调整机构，其设置在所述压缩机外壳的所述空气入口中并且能够在打开位置和关闭位置之间移动，所述入口调整机构包括几何形状可变的孔口，处于所述关闭位置的所述几何形状可变的孔口具有的内直径小于所述压缩机外壳的所述护罩表面在所述压缩机转轮的所述导流器部分处的内直径，并且处于所述关闭位置的所述几何形状可变的孔口定位成使得在所述导流器部分处的所述空气入口的有效直径取决于所述几何形状可变的孔口的所述内直径，处于所述打开位置的所述几何形状可变的孔口被移动，使得在所述导流器部分处的所述空气入口的有效直径取决于所述护罩表面，所述入口调整机构还包括可旋转的致动器构件，所述可旋转的致动器构件与所述几何形状可变的孔口接合以用于在所述打开位置和关闭位置之间移动所述几何形状可变的孔口，其中，所述几何形状可变的孔口包括形成于两个半环形半块中的第一环形圈，所述两个半环形半块能够围绕公共轴线枢转，所述公共轴线横向地延伸至所述压缩机转轮的所述旋转轴线，在所述关闭位置，所述第一环形圈的所述两个半块为基本上共平面的，以便形成所述第一环形圈，在所述打开位置，所述两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成所述第一环形圈。

2.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述可旋转的致动器构件包括齿轮，并且所述环形圈的所述两个半块附接到轮轴，所述轮轴具有与所述可旋转的致动器构件的齿轮啮合的齿轮，使得所述可旋转的致动器构件的旋转造成所述环形圈的所述两个半块通过相应的齿轮枢转。

3.根据权利要求1所述的涡轮增压器，其中，所述几何形状可变的孔口还包括第二环形圈，所述第二环形圈布置成使得所述第一和第二环形圈包括各自形成于两个半环形半块中的同心的外环形圈和内环形圈，所述半块的全部四个都能够围绕公共轴线枢转，所述公共轴线横向地延伸至所述压缩机转轮的所述旋转轴线，并且所述可旋转的致动器构件包括与所述内圈的所述两个半块驱动接合的可旋转的第一致动器圈和与所述外圈的所述两个半块驱动接合的可旋转的第二致动器圈，在所述关闭位置，所述外圈的所述两个半块为基本上共平面的，以便形成所述外环形圈，并且所述内圈的所述两个半块为基本上共平面的，以便形成所述内环形圈，使得在所述压缩机转轮的所述导流器部分处的所述空气入口的所述有效直径取决于所述内环形圈的所述内直径，所述孔口具有部分打开位置，在所述部分打开位置，所述内环形圈的所述两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成所述内环形圈，但所述外环形圈的所述两个半块仍然为共平面的以形成所述外环形圈，使得在所述压缩机转轮的所述导流器部分处的所述空气入口的所述有效直径取决于所述外环形圈的所述内直径，所述孔口具有完全打开位置，在所述完全打开位置，所述内环形圈的所述两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成所述内环形圈，并且在所述完全打开位置，所述外环形圈的所述两个半块在相对的方向上枢转，从而使所述半块不再形成所述外环形圈，使得在所述压缩机转轮的所述导流器部分处的所述空气入口的所述有效直径取决于所述压缩机外壳的所述护罩表面。

4.根据权利要求3所述的涡轮增压器，其中，所述第一和第二致动器圈中的每一个包括齿轮，并且所述内环形圈的所述两个半块附接到轮轴，所述轮轴具有与所述第一致动器圈的所述齿轮啮合的齿轮；并且所述外环形圈的所述两个半块附接到轮轴，所述轮轴具有与所述第二致动器圈的所述齿轮啮合的齿轮。